EP0713776A2 - Modul für einen Tintendruckkopf - Google Patents

Modul für einen Tintendruckkopf Download PDF

Info

Publication number
EP0713776A2
EP0713776A2 EP95250274A EP95250274A EP0713776A2 EP 0713776 A2 EP0713776 A2 EP 0713776A2 EP 95250274 A EP95250274 A EP 95250274A EP 95250274 A EP95250274 A EP 95250274A EP 0713776 A2 EP0713776 A2 EP 0713776A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
module
piezo actuators
ink
plate
modules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP95250274A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0713776A3 (de
EP0713776B1 (de
Inventor
Stephan Günther
Raimund Nisius
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Francotyp Postalia GmbH
Original Assignee
Francotyp Postalia GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Francotyp Postalia GmbH filed Critical Francotyp Postalia GmbH
Publication of EP0713776A2 publication Critical patent/EP0713776A2/de
Publication of EP0713776A3 publication Critical patent/EP0713776A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0713776B1 publication Critical patent/EP0713776B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • B41J2002/14491—Electrical connection

Definitions

  • the invention relates to a module for an ink print head, which is composed of several such modules in stacked construction, the modules working according to the edge shooter principle and being equipped with plate-shaped piezoelectric 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.
  • printing is carried out as a single franking imprint in one pass of the postal matter.
  • print resolutions of approximately 200 dpi are required, which means ink printheads with the same number of nozzles and piezo actuators with a printing width of one inch.
  • the usual nozzle openings are between 40 and 50 ⁇ m wide. With a cliché width of one inch and a resolution of 200 dpi, the adjustment errors must be kept below 10 ⁇ m.
  • Such ink printheads are inevitably designed in planar or stacked construction, on the one hand for reasons of the permissible dimensions and the packing density to be achieved therewith and on the other hand for reasons of economical production, see also DE 42 25 799 A1.
  • Surface oscillators are usually used as piezo actuators in which a piezoelectric material, for example lead zirconate titanate (PZT), is arranged between two metal electrodes.
  • PZT lead zirconate titanate
  • the carrier plate - at the same time membrane plate over the ink pressure chambers - for the piezo actuators can consist of glass, ceramic, plastic or metal.
  • An ink print head of the type described at the outset is known, DE 42 25 799 A1, which consists of a number of different modules, of which only one module located outside or in the middle carries the common row of nozzles on its end face.
  • Each module consists of a central plate and membrane plates arranged on both sides of it.
  • the ink pressure chambers are located between the membrane plates and the middle plate. All modules have ink pressure chambers for ink ejection that can be driven by piezo actuators Nozzles are connected.
  • the connection channels from module to module are inevitably orthogonal to the pressure chambers.
  • Spacers are arranged between the modules, which have an ink feed opening and ink feed-through openings and a cutout for the piezo actuators.
  • the spacer parts can be in one part or two parts and consist of the same material as the piezo actuators, which are arranged on the outer wall of the ink pressure chambers and are contacted with conductor tracks running there.
  • connection channels running through several modules, a higher accuracy than that for the ink pressure chambers and a higher adjustment effort are required.
  • the connection channels of different lengths require additional electronic control measures. This structure does not allow individual modules to be checked for their function; only the assembled print head can be checked.
  • a piezoelectric ink print head with a monolithic piezoceramic body is also known, DE 38 05 279 A1, which has transducers arranged in parallel next to one another, each transducer having a planar, piezoelectric drive element, a pressure chamber, an ink channel and a nozzle.
  • the pressure chambers, the ink channels and the nozzles are designed as cavities in the piezoceramic body.
  • Every drive element has an outer electrode, an inner electrode and an active piezoceramic layer arranged between the electrodes.
  • the drive elements are piezoelectrically separated from one another by cuts in the active piezoceramic layer.
  • the inner electrodes of the transducers are electrically connected to one another.
  • the electrical connection of the outer and inner electrodes takes place via a connecting strip or a strip conductor.
  • a connection goes to the interconnected inner electrodes.
  • the outer electrodes are contacted separately with connections.
  • the bottom of the piezoceramic body and the side opposite the nozzle front are attached to a holding frame.
  • the ink connecting piece and the connecting tape are passed through openings in the holding frame.
  • the holding frame In order for the rows of nozzles to be offset from one another, either the holding frame would have to be adapted differently, or the housing would have corresponding steps.
  • the housing has an ink connector and electrical connections. With this ink print head, a high resolution is achieved, but the technological effort including adjustment effort is considerable.
  • an ink print head is known, US Pat. No. 4,703,333, in which a plurality of ink print modules which operate according to the side shooter principle are stacked one behind the other in such an inclined manner that on the one hand the nozzle area and on the other hand the ink supply area is free.
  • a frame with sloping steps.
  • the ink printing modules are provided with elongated holes through which screws are inserted which engage in the threaded holes of the steps. The modules have to be adjusted with a gauge and then locked with the screws.
  • the individual ink printing module consists of a nozzle plate, an ink channel plate, a pressure chamber plate, a membrane plate with piezo actuators and a cover plate with a recess for a strip conductor for contacting the piezo actuators.
  • An ink supply channel with two ink connection sockets is worked into the cover plate.
  • the purpose of the invention is to simplify the construction of the ink printhead and to improve the service properties.
  • the invention has for its object to provide a module for an ink print head from several such identical modules, which is constructed as an independent functional unit and is therefore easy to replace. Failure rates should be minimized when manufacturing this module.
  • the proposed solution offers a number of advantages.
  • the division of the module into three modules - two of which can also be identical - enables one with the help of appropriate adapters Individual inspection of each assembly and an inspection of the entire module. This enables possible errors to be quickly localized and determined. In the case of defects, usually only one assembly needs to be replaced; this leads to significant savings in production and repairs.
  • the individual circuit module can advantageously be produced on ceramic using hybrid circuit technology.
  • conductor tracks as well as resistors as well as capacitors as well as sensors can be realized.
  • the good thermal conductivity of the ceramic substrate enables good heat transfer to the ink printing module, especially since it is also possible to arrange the heating resistors on the surface of the circuit module facing the ink printing module.
  • the heat loss generated in the driver circuits can also be used for heating the ink head or for heating the ink printing module, which in turn noticeably reduces the power loss of the entire ink printing head. It is a synergetic effect.
  • the assembly and contacting of the piezo actuators is simplified due to the one-piece comb-like design and the extension of all electrodes in one plane.
  • the contact can be made using a low-melting solder, such as indium, or by means of bonding.
  • circuit modules can also be designed as spacers and adjustment pieces. Two adjacent ink printing modules can have a circuit module in common. This enables significant savings.
  • the figure shows an exploded view of a module according to the invention.
  • the module consists of two identical circuit modules 1, 3 and an ink printing module 2 arranged between the two.
  • the circuit module 1 consists of a plate-shaped carrier 11 on which conductor tracks 13 with contact elements 12 in the form of contact lugs, heating resistors 16 for head heating, sensors 17 for temperature measurement and monitoring, a circuit module 14 and a plug connector 15 are arranged.
  • the contact elements 12 serve to make contact with the piezo actuators 21.
  • the piezo actuators 21 protrude into the recess 111 of the carrier 11.
  • the circuit module 14 contains the driver circuits for controlling the piezo actuators 21.
  • the ink printing module 2 consists of a first cover plate 22, a middle plate 23 and a second cover plate 24.
  • the piezo actuators 21 are arranged on the first cover plate 22 in areas under which 22 ink pressure chambers are formed in the cover plate.
  • the cover plate 22 is provided with recesses 221 which extend as far as the middle plate 23 and are used for later fixing of the module in an ink-pressure housing in a precise position.
  • Nozzle openings 231 and nozzle channels are formed in the middle plate 23 in the surface facing the first cover plate 22. All nozzle openings 231 lie in one plane.
  • Piezo actuators 25 are likewise arranged on the second cover plate 24 in a manner not shown in detail in areas under which ink pressure chambers are formed in the cover plate 24.
  • the circuit module 3 is constructed identically to the circuit module 1 and is only rotated over a side edge by 180 degrees to the ink printing module 2.
  • the circuit module 3 consists of a plate-shaped carrier 31, on which conductor tracks 33 with contact elements 32, heating resistors 36, sensors 37, a circuit module 34 and a plug connector 35 are arranged.
  • the contact elements 32 are contacted with the piezo actuators 25.
  • the recess 311 is provided in the carrier plate 31 for the piezo actuators 25.
  • the piezo actuators 21, 25 have an active and an inactive area.
  • An electrode 212, 252 extends over an end face of the piezo actuators 21, 25 in their inactive area and at the same time their common electrode.

Abstract

Modul für einen Tintendruckkopf, der aus mehreren derartiger Module in Stapelbauweise zusammengesetzt ist, die nach dem Edge-Shooter-Prinzip arbeiten und bei denen plattenförmige, beidseitig mit Elektroden belegte Piezoaktoren auf Membranplatten über Tintendruckkammern aufgebracht sind. Der Tintendruckkopf ist für den Einsatz in kleinen schnellen Druckern vorgesehen, bei denen eine größere Anzahl von Düsen benötigt werden. Es werden eine Vereinfachung des Druckkopfaufbaus und eine Verbesserung der Serviceeigenschaften angestrebt. Aufgabengemäß ist ein Modul zu schaffen, der als selbständige funktionsfähige Einheit aufgebaut ist und demzufolge leicht auswechselbar ist. Ausfallraten bei der Fertigung sollen minimierbar sein. Erfindungsgemäß besteht das Modul aus zwei Schaltungsmodulen 1, 3 und einem zwischen beiden angeordneten Tintendruckmodul 2. Der Tintendruckmodul 2 besteht mindestens aus einer ersten Deckplatte 22 und einer zweiten Deckplatte 24 sowie aus auf den Deckplatten 22, 24 angeordneten Piezoaktoren 21, 25. Die Schaltungsmodule 1, 3 bestehen aus einem plattenförmigen Träger 11, 31, auf dem Leiterbahnen 13, 33 mit Kontaktelementen 12, 32 zur Kontaktierung der Piezoaktoren 21, 25 und ein Schaltkreismodul 14, 34 angeordnet sind. Auf diese Wiese liegen Baugruppen vor, die einzeln prüfbar und auswechselbar sind und die auch gemeinsam als ein Modul prüfbar sind. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Modul für einen Tintendruckkopf, der aus mehreren derartigen Modulen in Stapelbauweise zusammengesetzt ist, wobei die Module 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 Tintendruckköpfen für Bürodrucker.
  • Um den modernen Komfort - Klischees mit Wort- und Bildzeichen - für Frankiermaschinen mit guter Druckqualität zu erfüllen, sind Druckauflösungen von annähernd 200 dpi erforderlich, das bedeutet Tintendruckköpfe mit derselben Düsen- und Piezoaktorenzahl bei einer Druckbreite von einem Inch. Die üblichen Düsenöffnungen liegen zwischen 40 bis 50µm Breite. Bei einer Klischeebreite von einem Inch und einer Auflösung von 200 dpi müssen hier die Justagefehler unter 10µm 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 oder in der Mitte liegender Modul an seiner Stirnseite die gemeinsame Düsenreihe trägt. Jeder Modul besteht aus einer Mittelplatte und beiderseits zu dieser angeordneten Membranplatten. Zwischen den Membranplatten und der Mittelplatte liegen die Tintendruckkammern. 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, die auf der Außenwand der Tintendruckkammern angeordnet und mit dort verlaufenden Leiterbahnen kontaktiert sind.
  • 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. Dieser Aufbau gestattet keine Vorprüfung einzelner Module auf ihre Funktion, erst der zusammengefügte Tintenruckkopf ist prüfbar.
  • Sind einzelne Module defekt, so ist auf Grund der komplizierten Montage und Justage ein Austausch derselben ausgeschlossen und es ist demzufolge eine Auswechslung des vollständigen Tintendruckkopfes erforderlich. Auf Grund der großen Düsenzahl sind diese Köpfe wesentlich teurer als Tintendruckköpfe für übliche Bürodrucker.
  • 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. 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. Das Gehäuse weist einen Tintenanschlußstutzen und elektrische Anschlüsse auf. Mit diesem Tintendruckkopf wird zwar eine hohe Auflösung erreicht aber der technologische Aufwand einschließlich Justieraufwand ist hierbei jedoch 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 Gewindelöchern 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.
  • Eine Auswechslung und Vorprüfung einzelner Tintendruckmodule ist zwar möglich aber nur durch Auslöten des Bandleiters und 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 und eine Verbesserung der Serviceeigenschaften.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Modul für einen Tintendruckkopf aus mehreren derartigen identischen Modulen zu schaffen, der als selbständige funktionsfähige Einheit aufgebaut und demzufolge leicht auswechselbar ist. Bei der Fertigung dieses Moduls sollen Ausfallraten minimierbar sein.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß den Patentansprüchen gelöst.
  • Auf Grund der vorgeschlagenen Lösung ergeben sich eine Reihe von Vorteilen.
  • Die Aufteilung des Moduls in drei Baugruppen -von denen zwei außerdem noch identisch sein können- ermöglicht unter Einbeziehung entsprechender Adapter eine Einzelprüfung jeder Baugruppe sowie eine Prüfung des gesamten Moduls. Dadurch können mögliche Fehler schnell eingegrenzt und ermittelt werden. Bei Defekten braucht in der Regel nur eine Baugruppe ausgewechselt zu werden; das führt bei der Fertigung und bei Reparaturen zu wesentlichen Einsparungen.
  • Obwohl der Integrationsgrad gegenüber den bekannten Lösungen beachtlich gesteigert und der Einzelmodul auf Grund der hohen Düsenzahl nach wie vor teurer ist, werden trotzdem eine Erhöhung der Ausbeutungsrate und ein besserer und kostengünstigerer Service erreicht.
  • Der einzelne Schaltungsmodul kann vorteilhaft in Hybrid-Schaltkreis-Technik auf Keramik hergestellt werden. Durch Auftrag der unterschiedlichen Layer- und Dickfilmpasten können sowohl Leiterbahnen als auch Widerstände, als auch Kondensatoren ebenso wie Sensoren realisiert werden. Die gute Wärmeleitfähigkeit des Keramiksubstrats ermöglicht einen guten Wärmeübergang zum Tintendruckmodul, zumal es auch möglich ist, die Heizwiderstände auf der dem Tintendruckmodul zugewandten Fläche des Schaltungsmoduls anzuordnen. So kann die in den Treiberschaltkreisen erzeugte Verlustwärme zugleich zur Tintenkopfheizung beziehungsweise zur Heizung des Tintendruckmoduls mitausgenutzt werden, wodurch die Verlustleistung des gesamten Tintendruckkopfes wiederum merklich verringert wird. Das ist ein synergetischer Effekt.
  • Die Montage und Kontaktierung der Piezoaktoren wird auf Grund der einstückigen kammartigen Ausführung und der Erstreckung aller Elektroden in eine Ebene vereinfacht. Die Kontaktierung kann mittels eines niedrig schmelzenden Lotes, wie Indium, oder mittels Bonden erfolgen.
  • Bei Zusammenfassung mehrerer Module zu einem Tintendruckkopf können die Schaltungsmodule zugleich als Distanz- und Justierstücke ausgestaltet werden. Zwei benachbarte Tintendruckmodule können ein Schaltungsmodul gemeinsam haben. Dadurch ist eine wesentliche Einsparung möglich.
  • Die Erfindung wird nachfolgend am Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Die Figur zeigt eine Explosivdarstellung eines erfindungsgemäßen Moduls.
  • Zwecks besserem Verständnis ist die Darstellung schematisiert.
  • Der Modul besteht aus zwei identischen Schaltungsmodulen 1,3 und einem zwischen beiden angeordneten Tintendruckmodul 2.
  • Der Schaltungsmodul 1 besteht aus einem plattenförmigen Träger 11, auf dem Leiterbahnen 13 mit Kontaktelementen 12 in Form von Kontaktfahnen, Heizwiderstände 16 zur Kopfheizung, Sensoren 17 zur Temperaturmessung und - überwachung, ein Schaltkreismodul 14 und ein Steckverbinder 15 angeordnet sind. Die Kontaktelemente 12 dienen zur Kontaktierung der Piezoaktoren 21. In die Ausnehmung 111 des Trägers 11 ragen im montierten Zustand die Piezoaktoren 21 hinein. Der Schaltkreismodul 14 enthält die Treiberschaltungen zur Ansteuerung der Piezoaktoren 21.
  • Der Tintendruckmodul 2 besteht aus einer ersten Deckplatte 22, einer Mittelplatte 23 und einer zweiten Deckplatte 24.
  • Auf der ersten Deckplatte 22 sind die Piezoaktoren 21 in Bereichen angeordnet, unter denen in die Deckplatte 22 Tintendruckkammern eingeformt sind. Die Deckplatte 22 ist mit Ausnehmungen 221 versehen, die bis an die Mittelplatte 23 reichen und zur späteren positionsgenauen Befestigung des Moduls in einem Tintendruckgehäuse dienen.
  • In die Mittelplatte 23 sind in die der erste Deckplatte 22 zugewandten Fläche Düsenöffnungen 231 und Düsenkanäle eingeformt. Alle Düsenöffnungen 231 liegen in einer Ebene.
  • Auf der zweiten Deckplatte 24 sind in nicht näher gezeigter Weise Piezoaktoren 25 gleichfalls in Bereichen angeordnet, unter denen in die Deckplatte 24 Tintendruckkammern eingeformt sind.
  • Der Schaltungsmodul 3 ist gegenüber dem Schaltungsmodul 1 identisch aufgebaut und lediglich über eine Seitenkante um 180 Grad gedreht zum Tintendruckmodul 2 angeordnet.
  • Entsprechend besteht der Schaltungsmodul 3 aus einem plattenförmigen Träger 31, auf dem Leitenbahnen 33 mit Kontaktelementen 32, Heizwiderstände 36, Sensoren 37, ein Schaltkreismodul 34 und ein Steckverbinder 35 angeordnet sind.
  • Die Kontaktelemente 32 werden mit den Piezoaktoren 25 kontaktiert.
  • Für die Piezoaktoren 25 ist die Ausnehmung 311 in der Trägerplatte 31 vorgesehen.
  • Die Piezoaktoren 21, 25 weisen einen aktiven sowie einen inaktiven Bereich auf. Eine Elektrode 212, 252 ist über eine Stirnseite der Piezoaktoren 21, 25 in deren inaktiven Bereich erstreckt und zugleich deren gemeinsame Elektrode.
    • Verwendete Bezugszeichen
    • 1
    erster Schaltungsmodul
    11
    Träger
    111
    Ausnehmung in der Trägerplatte 11 für Piezoakten 21
    12
    Kontaktelement/e
    13
    Leiterbahn/en
    14
    Schaltkreismodul
    15
    Steckverbinder
    16
    Heizwiderstand
    17
    Sensor
    2
    Tintendruckmodul
    21
    Piezoaktor/en an der Oberseite des Tintendruckmoduls 2
    211
    Einzelelektrode/n bzw. Ansteuerelektrode/n der Piezoaktoren 21
    212
    gemeinsame Elektrode der Piezoaktoren 21
    213
    Piezoschicht der Piezoaktoren 21
    22
    erste Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls 2
    221
    Ausnehmung in der Deckplatte 22
    23
    Mittelplatte
    231
    Düsenöffnung/en in der Mittelplatte 23
    24
    zweite Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls 2
    25
    Piezoaktor/en an der Unterseite des Tintendruckmoduls 2
    251
    Einzelelektrode/n bzw. Ansteuerelektrode/n
    252
    gemeinsame Elektrode der Piezoaktoren 25
    253
    Piezoschicht der Piezoaktoren 25
    3
    zweiter Schaltungsmodul
    31
    Träger
    311
    Ausnehmung in der Trägerplatte 31 für Piezoaktoren 25
    32
    Kontaktelement/e
    33
    Leiterbahn/en
    34
    Schaltkreismodul
    35
    Steckverbinder
    36
    Heizwiderstand
    37
    Sensor

Claims (12)

  1. Modul für einen Tintendruckkopf, der aus mehreren derartiger Module in Stapelbauseise zusammengesetzt ist, die nach dem Edge-Shooter-Prinzip arbeiten und bei denen plattenförmige, beidseitig mit Elektroden belegte Piezoaktoren auf Membranplatten über Tintendruckkammern aufgebracht sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Modul aus zwei Schaltungsmodulen (1,3) und einem zwischen beiden angeordneten Tintendruckmodul (2) besteht,
    daß der Tintendruckmodul (2) aus einer ersten Deckplatte (22), einer Mittelplatte (23) und einer zweiten Deckplatte (24) sowie aus Piezoaktoren (21,25), die auf den Deckplatten (22,24) angeordnet sind, besteht,
    daß die Schaltungsmodule (1,3) aus einem Träger (11,31) bestehen, auf dem Leiterbahnen (13,33) mit Kontaktelementen (12, 32) zur Kontaktierung der Piezoaktoren (21,25), Heizwiderstände (16,36) zur Kopfheizung, Sensoren (17,37) zur Temperaturmessung, ein Schaltkreismodul (14,34) mit Treiberschaltungen zur Ansteuerung der Piezoaktoren (21,25) und ein Steckverbinder (15, 35) angeordnet sind.
  2. Modul für einen Tintendruckkopf, der aus mehreren derartiger Module in Stapelbauseise zusammengesetzt ist, die nach dem Edge-Shooter-Prinzip arbeiten und bei denen plattenförmige, beidseitig mit Elektroden belegte Piezoaktoren auf Membranplatten über Tintendruckkammern aufgebracht sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Modul aus zwei Schaltungsmodulen (1,3) und einem zwischen beiden angeordneten Tintendruckmodul (2) besteht,
    daß der Tintendruckmodul (2) aus mindestens einer ersten Deckplatte (22) und einer zweiten Deckplatte (24) sowie bedarfsweise mindestens einer Mittelplatte (23) und aus Piezoaktoren (21,25), die auf den Deckplatten (22,24) angeordnet sind, besteht,
    daß die Schaltungsmodule (1,3) aus einem Träger (11,31) bestehen, auf dem Leiterbahnen (13,33) mit Kontaktelementen (12, 32) zur Kontaktierung der Piezoaktoren (21,25) und ein Schaltkreismodul (14,34) mit Treiberschaltungen zur Ansteuerung der Piezoaktoren (21,25) angeordnet sind.
  3. Modul für einen Tintendruckkopf, der aus mehreren derartiger Module in Stapelbauseise zusammengesetzt ist, die nach dem Edge-Shooter-Prinzip arbeiten und bei denen plattenförmige, beidseitig mit Elektroden belegte Piezoaktoren auf Membranplatten über Tintendruckkammern aufgebracht sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Modul aus zwei Schaltungsmodulen (1,3) und einem zwischen beiden angeordneten Tintendruckmodul (2) besteht.
  4. Modul nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezoaktoren (21,25) einen aktiven sowie einen inaktiven Bereich aufweisen und eine Elektrode (212,252) über eine Stirnseite der Piezoaktoren (21,25) in den inaktiven Bereich erstreckt und zugleich deren gemeinsame Elektrode ist.
  5. Modul nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Deckplatten (22,24) Tintendruckkammern und in die Mittelplatte (23) Düsenöffnungen (231) mit Düsenkanälen eingeformt sind, wobei alle Düsenöffnungen (231) in einer Ebene liegen.
  6. Modul nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Düsenöffnungen (231) benachbarten Deckplatte 22 Ausnehmungen (221) bis zur Mittelplatte (23) zur positionsgerechten Anordnung des Moduls in einen Tintendruckkopfgehäuse vorgesehen sind.
  7. Modul nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schaltungsmodulen (1,3) Ausnehmungen (111,311) für die Piezoaktoren (21,25) vorgesehen sind.
  8. Modul nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsmodule identisch aufgebaut sind.
  9. Modul nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11,31) plattenförmig ausgebildet ist.
  10. Modul nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Tintendruckmodule (2) ein gemeinsames Schaltungsmodul (3) haben.
  11. Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (11,31) bedarfsweise Heizwiderstände (16,36) zur Kopfheizung, Sensoren (17,37) zur Temperaturmessung und ein Steckverbinder (15,35) angeordnet sind.
  12. Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Deckplatte (22,24) Tintendruckkammern und Düsenöffnungen mit Düsenkanälen eingeformt sind.
EP95250274A 1994-11-25 1995-11-10 Modul für einen Tintendruckkopf Expired - Lifetime EP0713776B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4443245A DE4443245C2 (de) 1994-11-25 1994-11-25 Modul für einen Tintendruckkopf
DE4443245 1994-11-25

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0713776A2 true EP0713776A2 (de) 1996-05-29
EP0713776A3 EP0713776A3 (de) 1997-04-23
EP0713776B1 EP0713776B1 (de) 1999-10-06

Family

ID=6534958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP95250274A Expired - Lifetime EP0713776B1 (de) 1994-11-25 1995-11-10 Modul für einen Tintendruckkopf

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5757402A (de)
EP (1) EP0713776B1 (de)
DE (2) DE4443245C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1176016A2 (de) 2000-07-26 2002-01-30 Francotyp-Postalia Aktiengesellschaft & Co. Anordnung und Verfahren zur Datennachführung für Aufwärmzyklen von Tintenstrahldruckköpfen

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0353189A (ja) 1989-07-21 1991-03-07 Tohoku Pioneer Kk 案内システムおよびその装置
DE19651048C2 (de) * 1996-12-09 2002-05-29 Francotyp Postalia Gmbh Anordnung für einen Tintendruckkopf
DE19651050C1 (de) * 1996-12-09 1998-03-26 Francotyp Postalia Gmbh Vorrichtung zur Tintenversorgung eines Tintendruckkopfes
DE19651047C1 (de) * 1996-12-09 1998-04-16 Francotyp Postalia Gmbh Vorrichtung zur Tintenversorgung eines Tintendruckkopfes
WO1998042514A1 (fr) * 1997-03-26 1998-10-01 Seiko Epson Corporation Tete a jet d'encre, son procede de production et enregistreur a stylet
JP3479979B2 (ja) * 1997-04-18 2003-12-15 セイコーエプソン株式会社 インクジェットヘッド及びそれを搭載したインクジェット記録装置
US20040113991A1 (en) * 2002-12-16 2004-06-17 Xerox Corporation Ink jet apparatus
US20070236537A1 (en) * 2006-03-29 2007-10-11 Picosys Inc. Fluid jet print module
DE202017106430U1 (de) 2017-10-24 2018-10-25 Francotyp-Postalia Gmbh Gutverarbeitungsgerät

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4703333A (en) 1986-01-30 1987-10-27 Pitney Bowes Inc. Impulse ink jet print head with inclined and stacked arrays
GB2264086A (en) 1992-01-31 1993-08-18 Citizen Watch Co Ltd Piezoelectrically-driven drop-on-demand line-printing ink-jet printer.
DE4225799A1 (de) 1992-07-31 1994-02-03 Francotyp Postalia Gmbh Tintenstrahldruckkopf und Verfahren zu seiner Herstellung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2349555C2 (de) * 1973-04-25 1983-04-07 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Druckkopf für Farbflüssigkeits-Spritzdrucker und dergleichen
JPS55156072A (en) * 1979-05-23 1980-12-04 Ricoh Co Ltd Multinozzle head in ink jet recording device
DE3342844A1 (de) * 1983-11-26 1985-06-05 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Mikroplanarer tintenstrahldruckkopf
FR2574021A1 (fr) * 1984-08-06 1986-06-06 Canon Kk Tete d'enregistrement a jet de liquide et enregistreur a jet de liquide comportant cette tete
US4695854A (en) * 1986-07-30 1987-09-22 Pitney Bowes Inc. External manifold for ink jet array
DE3805279A1 (de) * 1988-02-19 1989-08-31 Siemens Ag Piezoelektrischer tintendruckkopf und verfahren zu seiner herstellung
JPH047156A (ja) * 1990-04-24 1992-01-10 Fujitsu Ltd インクジェットヘッドの製造方法
DE69127258D1 (de) * 1990-11-13 1997-09-18 Citizen Watch Co Ltd Tintenstrahldruckkopf
US5265315A (en) * 1990-11-20 1993-11-30 Spectra, Inc. Method of making a thin-film transducer ink jet head
JP2843199B2 (ja) * 1992-03-26 1999-01-06 株式会社テック インクジェットプリンタヘッドの製造方法
DE4230292C2 (de) * 1992-09-10 1996-09-19 Norbert Dr Schwesinger Tintenstrahldruckkopf
US5734395A (en) * 1993-01-06 1998-03-31 Seiko Epson Corporation Ink jet head
DE4309255A1 (de) * 1993-03-16 1994-09-22 Francotyp Postalia Gmbh Modularer Tintenstrahldruckkopf

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4703333A (en) 1986-01-30 1987-10-27 Pitney Bowes Inc. Impulse ink jet print head with inclined and stacked arrays
GB2264086A (en) 1992-01-31 1993-08-18 Citizen Watch Co Ltd Piezoelectrically-driven drop-on-demand line-printing ink-jet printer.
DE4225799A1 (de) 1992-07-31 1994-02-03 Francotyp Postalia Gmbh Tintenstrahldruckkopf und Verfahren zu seiner Herstellung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1176016A2 (de) 2000-07-26 2002-01-30 Francotyp-Postalia Aktiengesellschaft & Co. Anordnung und Verfahren zur Datennachführung für Aufwärmzyklen von Tintenstrahldruckköpfen

Also Published As

Publication number Publication date
DE59506987D1 (de) 1999-11-11
US5757402A (en) 1998-05-26
EP0713776A3 (de) 1997-04-23
DE4443245A1 (de) 1996-05-30
EP0713776B1 (de) 1999-10-06
DE4443245C2 (de) 2000-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0713777B1 (de) Anordnung für einen Tintendruckkopf aus einzelnen Tintendruckmodulen
EP0615844B1 (de) Modularer Tintenstrahldruckkopf
EP0695641B1 (de) Anordnung für plattenförmige Piezoaktoren und Verfahren zu deren Herstellung
DE69908807T2 (de) Tröpfchenaufzeichnungsgerät
DE69925318T2 (de) Tintenstrahlaufzeichnungskopf und diesen enthaltendes Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
DE3630206C2 (de)
EP0648607B1 (de) Tintenstrahldruckkopfmodul für einen Face-Shooter-Tintenstrahldruckkopf und Verfahren zu seiner Herstellung
US5057854A (en) Modular partial bars and full width array printheads fabricated from modular partial bars
EP0145066B1 (de) Mikroplanarer Tintenstrahldruckkopf
US5818482A (en) Ink jet printing head
DE69817511T2 (de) Flüssigkeitsausstosskopf, Kopfkassette und Flüssigkeitsausstossgerät
DE60313233T2 (de) Tintenstrahlkopf, Verfahren für dessen Herstellung, und Tintenstrahldrucker
EP0691205B1 (de) Tintendruckkopf aus einzelnen Tintendruckmodulen
EP0067889A1 (de) Schreibkopf für ein tintenstrahl-schreibwerk
DE60107917T2 (de) Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Tintenstrahlaufzeichnungsapparat
EP0713776B1 (de) Modul für einen Tintendruckkopf
EP0713775B1 (de) Anordnung für einen Tintendruckkopf aus einzelnen Tintendruckmodulen
US20060187274A1 (en) Housing used in inkjet head
US6623113B2 (en) Inkjet recording head including electrode assembly for deflecting ink droplets
DE60037630T2 (de) Verbinder mit schmalen abständen, abstandsumsetzer, mikromaschine, piezoelektrisches stellglied, elektrostatisches stellglied, tintenstrahldruckkopf, tintenstrahldrucker, flüssigkristallbauelement und elektronisches gerät
DE602004008689T2 (de) Tintenstrahlkopf und verfahren zum herstellen desselben
EP0671270B1 (de) Tintenstrahldruckkopf
DE69827702T2 (de) Aufzeichnungselementeinheit, Tintenstrahlaufzeichnungselementeinheit, Tintenstrahlkassette und Tintenstrahlaufzeichnungsapparat
DE60120704T2 (de) Tintenstrahldruckkopf mit massenleitung welche den aktiven transistorbereichen überlappt
DE69822928T2 (de) Tintenstrahldruckkopf

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): CH DE FR GB IT LI

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: FRANCOTYP-POSTALIA AKTIENGESELLSCHAFT & CO.

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: FRANCOTYP-POSTALIA AKTIENGESELLSCHAFT & CO.

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): CH DE FR GB IT LI

17P Request for examination filed

Effective date: 19970530

17Q First examination report despatched

Effective date: 19980212

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE FR GB IT LI

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: ROTTMANN, ZIMMERMANN + PARTNER AG

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REF Corresponds to:

Ref document number: 59506987

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19991111

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: STUDIO JAUMANN P. & C. S.N.C.

ET Fr: translation filed
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19991209

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PUE

Owner name: DIGITAL GRAPHICS INCORPORATION

Free format text: FRANCOTYP-POSTALIA AKTIENGESELLSCHAFT & CO.#TRIFTWEG 21-26#16547 BIRKENWERDER (DE) -TRANSFER TO- DIGITAL GRAPHICS INCORPORATION#517, DEOKE-DON YANGJU-SHI#KYUNGGI-DO, 482-050 (KR)

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20051129

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20051228

Year of fee payment: 11

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20061130

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20061130

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20061130

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20070731

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20071130

Year of fee payment: 13

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20061130

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20071130

Year of fee payment: 13

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20081110

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071110

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090603

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20081110