DE4443244C2 - Anordnung für einen Tintendruckkopf aus einzelnen Tintendruckmodulen - Google Patents

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 piezoelektri­ schen Aktoren ausgerüstet sind.

Der Tintendruckkopf ist für den Einsatz in kleinen schnellen Druckern vor­ gesehen, die wiederum Bestandteil von modernen Maschinen zum Fran­ kieren von Postgut oder zum Drucken von Adressen sind.

Ein derartiger Drucker ist auch als Produktbeschriftungsgerät geeignet.

Im Unterschied zum üblichen Bürodrucker mit zeilenweisem Abdruck er­ folgt der Druck als einmaliger Frankierabdruck in einem Durchlauf des Postgutes. Entsprechend dieser wesentlich größeren Druckbreite - unge­ fähr ein inch - ist die Anzahl untereinander anzuordnender Tintendüsen und damit auch die Anzahl der Piezoaktoren in einem Tintendruckkopf er­ heblich größer als bei Tintendruckköpfen für Bürodrucker.

Um den modernen Komfort - Klischees mit Wort- und Bildzeichen - für Frankiermaschinen mit guter Druckqualität zu erfüllen, sind Druckauflö­ sungen von annähernd 200 dpi (dots 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 Mo­ dule. 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- beziehungs­ weise Stapelbauweise ausgeführt, einerseits aus Gründen der zulässigen Dimensionen und, der damit zu erzielenden Packungsdichte und anderer­ seits aus Gründen einer ökonomischen Fertigung, vergleiche hierzu mit 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 Tin­ tendruckkammern - für die Piezoaktoren kann aus Glas, Keramik, Plastik oder Metall bestehen.

Die Art und Weise der Anordnung der Module zueinander, um eine Druck­ dichte von 200 dpi zu erzielen, und der Kontaktierung der Piezoaktoren ist dabei ein wesentliches Problem.

Es ist ein Tintendruckkopf der eingangs beschriebenen Art bekannt, siehe DE 42 25 799 A1, der aus mehreren unterschiedlichen Modulen besteht, von denen nur ein außenliegender Modul an seiner Stirnseite die gemein­ same 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 Verbin­ dungskanäle von Modul zu Modul verlaufen zwangsläufig orthogonal zu den Druckkammern.

Zwischen den Modulen sind Abstandsteile angeordnet, die eine Tintenzu­ führungsöffnung und Tintendurchführungsöffnungen sowie eine Ausspa­ rung für die Piezoaktoren aufweisen. Die Abstandsteile können einteilig oder zweiteilig sein und bestehen aus demselben Material wie die Piezo­ aktoren.

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.

Ein anderer Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf ist aus mehreren Flüssig­ keitsaufzeichnungskopfeinheiten so zusammengesetzt, daß diese - und entsprechend deren Düsen - entweder übereinander oder nebeneinander fluchtend angeordnet sind, siehe DE 35 28 064 A1.

Die einzelne Flüssigkeitskopfeinheit weist eine Kupplungseinrichtung auf, die zur Kupplungseinrichtung der benachbarten Kopfeinheit eine komple­ mentäre Form besitzt.

Der Abstand der Flüssigkeitskopfeinheiten zueinander wird ausschließlich durch die Genauigkeit der Ausführung derselben als Ganzes, insbesonde­ re deren Dicke und Ebenheit beziehungsweise deren Breite und Ebenheit bestimmt. Aufgrund der großflächigen Anlage der Flüssigkeitskopfeinhei­ ten aneinander ist die Genauigkeit der Positionierung zueinander entspre­ chend eingeschränkt. Ein Versatz der Flüssigkeitskopfeinheiten zueinan­ der ist nicht vorgesehen.

Es ist weiterhin ein piezoelektrischer Tintendruckkopf mit einem monolithi­ schen Piezokeramikkörper bekannt, siehe DE 38 05 279 A1, der parallel nebeneinander angeordnete Wandler hat, wobei jeder Wandler ein plana­ res, piezoelektrisches Antriebselement, eine Druckkammer, einen Tinten­ kanal 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 Piezokera­ mikschicht 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 Piezokera­ mikkörper ist mit seiner Unterseite und der der Düsenfront gegenüberlie­ genden Seite auf einem Halterahmen befestigt. Ein Tintenanschlußstut­ zen und das Anschlußband sind durch Öffnungen im Halterahmen hin­ durchgeführt. Durch Schrägeinbau des Halterahmens in einem Gehäuse ist die Düsenreihe zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers ge­ neigt und infolgedessen wird die Schreibdichte des Tintendruckkopfes er­ höht, 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 ent­ sprechende Stufungen aufweisen. Der technologische Aufwand ein­ schließlich Justieraufwand ist hierbei erheblich.

Bei einem Tintendruckkopf gemäß EP 0 615 844 A1 sind Module in Stapelbauweise äquidistant und gegeneinander auf Lücke versetzt ange­ ordnet. Der Abstand zwischen den Modulen wird mit Hilfe von Distanz­ stücken erzeugt, die an den Modulen befestigt sind, beispielsweise durch Löten. Ohne Befestigung würden die Module auf den Distanzstücken glei­ ten und Äquidistanz wäre nicht mehr gegeben. Die Distanzstücke dienen ausschließlich der Abstandswahrung und nicht zur weiteren Fixierung der Module.

Der seitliche Versatz der Module zueinander wird durch die Anlage einer seitlichen Bezugskante der Module an einer zugeordneten Anschlagkante in einer gemeinsamen Öffnung einer Basisplatte erreicht. Die Anschlag­ kante ist für jedes Modul gesondert eingearbeitet, um den seitlichen Ver­ satz zu erzielen. Es ist hierbei erforderlich, sowohl die Bezugskante in hochgenauem Abstand zu der jeweils ersten Düse einer Düsenlinie in das Modul einzuarbeiten als auch hochgenau die versetzten Anschlagkanten in die Basisplatte einzuarbeiten. Das bedingt einen entsprechend hohen technologischen Aufwand.

Bei einem Tintendruckkopf gemäß US 4,385,304 sind mehrere steckbare Gehäuse aus elektrisch nichtleitendem Material hintereinander fluchtend auf zwei Stangen aufgereiht. Jedes Gehäuse weist eine Kammer auf, in der ein Piezoaktor angeordnet ist, bei dessen Verformung durch eine Dü­ se Druckflüssigkeit ausgespritzt wird. Die Elektroden zur Kontaktierung des Piezoaktors bilden zugleich die seitlichen Wände des Gehäuses bezie­ hungsweise der Kammer, wobei aber alle Kammern untereinander in Fließverbindung stehen.

Ein sogenanntes Tintendruckmodul besteht danach aus einem Gehäuse einschließlich innenliegendem Piezoaktor und zwei als seitliche Wände ausgebildeten Elektroden. Die Tintendruckmodule liegen demzufolge hin­ tereinander fluchtend unmittelbar aneinander an, wobei zwei benachbarte Tintendruckmodule immer eine Elektrode gemeinsam haben. Die Ge­ häuse und die Elektroden sind zwecks Durchführung der zwei Stangen mit zwei Bohrungen versehen. Die Gehäuse und die Elektroden werden nur mittels der durchgehenden Stangen zueinander positioniert und mittels auf die Stangen aufgeschraubter Muttern gegeneinander ge­ preßt. Ein seitlicher Versatz ist weder vorgesehen noch möglich.

Schließlich ist noch ein Tintendruckkopf bekannt, siehe US 4,703,333, bei dem mehrere Tintendruckmodule, die nach dem Sideshooter-Prinzip ar­ beiten, so geneigt hintereinander gestapelt sind, daß einerseits der Dü­ senbereich und andererseits der Tintenversorgungsbereich frei ist. Angepaßt an diese schuppenartige Anordnung ist ein Aufnahmerahmen mit schrägen Stufen vorgesehen. 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 Tin­ tenkanalplatte, einer Druckkammerplatte, einer Membranplatte mit Piezo­ aktoren und einer Deckplatte mit einer Ausnehmung für einen Bandleiter zur Kontaktierung der Piezoaktoren. In die Deckplatte ist ein Tintenzufüh­ rungskanal mit zwei Tintenanschlußbuchsen eingearbeitet.

Wie aus der Beschreibung ersichtlich ist, ist die Anzahl der Einzelteile und der Justieraufwand beträchtlich. Eine an diesen Tintendruckkopf ange­ paßte Reinigungs- und Dichtstation wird auf Grund der Stufung sehr kom­ pliziert aufgebaut sein.

Zweck der Erfindung ist eine Vereinfachung des Tintendruckkopfaufbaus, eine Vergrößerung des Einsatzbereiches und eine Verbesserung der Ser­ viceeigenschaften.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für einen Tin­ tendruckkopf aus einzelnen identischen Tintendruckmodulen mit zueinan­ der 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 ge­ löst.

Auf Grund der vorgeschlagenen Lösung ergeben sich eine Reihe von Vor­ teilen.

Da der Bandleiter im Bereich zwischen den Tintendruckmodulen erfin­ dungsgemäß sowohl als Kontaktelement, als auch als Distanzstück und als Justierstück für die Tintendruckmodule ausgenutzt wird, können kom­ plizierte Gehäuse und Frontmasken entfallen.

Es ist auch möglich, die Trägerschicht des Bandleiters im Bereich zwi­ schen den Tintendruckmodulen so auszubilden, daß diese nur als Justier­ stück oder nur als Distanzstück wirkt. Das könnte der Fall sein, wenn mo­ difizierte 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 ent­ sprechend den gewünschten Vorgaben bereits beim Hersteller der Band­ leiter 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 Tintendruck­ modulen von Modul zu Modul ein Drittel des Düsenöffnungsabstandes eines Moduls. Wenn der Bandleiter mit dem vorhergehenden Tinten­ druckmodul fluchtet, sind die dem nachfolgenden Tintendruckmodul zuge­ wandten Anschlagstücke gegenüber einer definierten Seitenkante des Tintendruckmoduls um das Druckdichtemaß t weiter versetzt, als die zu­ geordneten angepaßten Ausnehmungen im nachfolgenden Tintendruck­ modul.

Einander entgegengerichtete Anschlagstätte der den Versatz benachbar­ ter Tintendruckmodule bestimmenden Trägerschicht sind in gleicher Rich­ tung parallel zur Frontkante um das Druckdichtemaß t zueinander ver­ setzt. Auf diese Weise ist es möglich, für Tintendruckköpfe mit unter­ schiedlicher 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 lie­ gen in diesen Ausnehmungen mit ihren Deckflächen an. Der Abstand s zwischen zwei Düsenebenen wird ausschließlich durch den Abstand der Deckflächen einander entgegengerichteter Anschlagstücke einer Träger­ schicht bestimmt. Die Genauigkeit der Distanzierung benachbarter Düsen­ ebenen ist über die genaue Einhaltung der Deckflächendistanz der ge­ nannten Anschlagstücke einstellbar.

Werden die Anschlagstücke durch bloße partielle Verdickung der Träger­ schicht 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 gleich­ falls über die Gestaltung des Klebewerkzeuges und die Variation der Kle­ beschicht die gewünschte Genauigkeit realisierbar.

Die Ausnehmungen in den Tintendruckmodulen können bereits bei der Herstellung der einzelnen Platten des Tintendruckmoduls mittels Laser­ ätzen oder Stanzen eingebracht werden.

Da die Tintendruckmodule und die dazwischen liegenden Bandleiterenden nur übereinander gestapelt sind und dann kraftschlüssig zusammengehal­ ten werden, ist eine leichte Auswechslung der Module möglich. Außerdem liegen damit gut prüfbare Einheiten vor. Das gestattet eine effektive Prü­ fung 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 ein­ stückigen kammartigen Ausführung und Erstreckung aller Elektroden in eine Ebene vereinfacht. Die Herstellung der Piezokämme kann in einfa­ cher Weise so erfolgen, indem zunächst in eine Vierkantstange aus Pie­ zomaterial 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.

Es wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine Explosivdarstellung eines Tintendruckkopfes aus zwei Tinten­ druckmodulen,

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 Tin­ tendruckmodulen 1 und 4.

Die Figuren sind zur Erleichterung der Darstellung schematisiert gezeich­ net.

Gemäß Fig. 1 besteht ein Tintendruckkopf aus zwei identischen Tinten­ druckmodulen 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 mitein­ ander verbunden sein.

Die Deckplatten 12, 14 sind in ihrer der Mittelplatte 13 zugewandten Flä­ che mit Tintendruckkammern 123, 143, Tintenkanälen 124, 144, Düsenka­ nälen 126, 146 sowie Tintenversorgungskanälen 125, 145 versehen, siehe auch Fig. 3.

Alle Düsenöffnungen 147 des Tintendruckmoduls 1 verlaufen in einer Rei­ he in der zweiten Deckplatte 14. Zu diesem Zweck sind die Düsenkanäle 126 von der ersten Deckplatte 12 durch die Mittelplatte 13 als Düsen­ kanäle 136 und weiter bis zu den Düsenkanälen 146 in der zweiten Deck­ platte 14 geführt und enden dort als Düsenöffnungen 147. Pro Tinten­ druckmodul 1, 4 sind in diesem Fall sechzehn Düsenöffnungen 147, 447 vorgesehen.

Ein reales Tintendruckmodul wird allerdings 64 Düsenöffnungen auf­ weisen.

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 zwangs­ läufig dünner und wirken dort als Membran. Deshalb ist auch die Bezeich­ nung Membranplatte zutreffend. Eine Alternative wäre, die Deckplatten als dünne glatte Membranplatte zu gestalten und alle Strukturen in die Mittel­ platte 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 einzel­ nen 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 beziehungswei­ se 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 Markierungs­ zeichen aufgeklebt werden.

Die Elektroden 111, 112, 151, 152 sind mittels eines niedrig schmelzen­ den 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 Aus­ nehmungen in dem Modul gleich positioniert sind bezogen auf eine defi­ nierte Seitenkante B -, andererseits zum folgenden zweiten Tintendruck­ modul 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 zwi­ schen den Tintendruckmodulen 1 und 4 sowie 4 und 7 mit ihren aufge­ setzten 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. Die Ausnehmung 122 in der ersten Deck­ platte 12 und die Ausnehmung 132 in der Mittelplatte 13 ist nur wegen der identischen Ausführung der Tintendruckmodule 1, 4 vorhanden. Sie wirken in diesem Fall als Blindausnehmungen.

Entsprechend ist der Bandleiter 3 beidseitig mit Anschlagstücken 311, 312 versehen, die in zugeordnete angepaßte Ausnehmungen 213 des Band­ leiters 2 sowie in Ausnehmungen 142, 421, 431 der Tintendruckmodule 1, 4 eingreifen.

Im Beispiel haben die Bandleiter 2, 3 aus Gründen der vereinfachten Dar­ stellung 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 Aus­ nehmungen als Langloch und eine Gruppe Ausnehmungen als Zylinder­ loch 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 Deck­ fläche im Tintendruckmodul 4 an der Düsenebene 448 an. Der Parallel­ abstand der Deckflächen der entgegengesetzten Anschlagstücke 211, 212 eines Bandleiters 2 ist gleich dem geforderten Abstand s der Düsen­ ebenen 133, 448 zueinander. Die Plattendicke der Bandleiter 2 und 3 ist dementsprechend so bemessen, daß der geforderte Abstand ausschließ­ lich 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 Verbindungsele­ mente. Wenn die Anschlagstücke 311, 312 mit ihren Deckflächen an den zugeordneten Düsenebenen 133, 448 anliegen sollten, müßten die An­ schlagstücke 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 An­ schlagstück 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 Tin­ tendruckmoduls 4 sind die Ausnehmungen 313, 422 und 432 um das Druckdichtemaß t weniger versetzt, als das Anschlagstück 212 am Band­ leiter 2. Der Abstand der Ausnehmungen 313, 422 und 432 zur Seiten­ kante B beträgt in diesem Fall das Maß c beziehungsweise d.

Entsprechend ist der Abstand der Anschlagstücke 212 c + t beziehungs­ weise d + t. Der Abstand der Ausnehmungen 142, 213 zur Seitenkante B beträgt c beziehungsweise d und der Abstand der zugeordneten An­ schlagstücke 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 Tintendruck­ moduls 4 gegenüber der ersten Düsenöffnung 147 des ersten Tinten­ druckmoduls 1 um das Druckdichtemaß t versetzt und entsprechend auch die anderen Düsenöffnungen 447.

Der Bandleiter 0 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 136, den Düsenkanal 146 und bis zur Düsenöffnung 147 sichtbar.

Die Tintenversorgungskanäle 125, 145 verlaufen orthogonal zu den Tin­ tenkanälen 124, 144 und parallel zur Düsenöffnungsreihe 147.

Da alle Tintendruckmodule 1, 4, 7 identisch aufgebaut sind, und die Band­ leiter 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 Ausnehmun­ gen 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.

Verwendete 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

Ausnehmung in der Deckplatte

12

für Anschlagstück 0

12

122

Ausnehmung in der Deckplatte

12

123

Tintendruckkammern in der Deckplatte

12

124

Tintenkanal zwischen Tintendruckkammer

123

und Tintenversor­ gungskanal

125

125

Tintenversorgungskanal in Deckplatte

12

126

Düsenkanal in der Deckplatte

12

13

Mittelplatte des Tintendruckmoduls

1

131

Ausnehmung in der Mittelplatte

13

für Anschlagstück

012

132

Ausnehmung in der Mittelplatte

13

133

Düsenebene im Tintendruckmodul

1

136

Düsenkanal in der Mittelplatte

13

14

zweite Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls

1

141

Ausnehmung in der Deckplatte

14

für Anschlagstück

211

142

Ausnehmung in der Deckplatte

14

für Anschlagstück

311

143

Tintendruckkammern in der Deckplatte

14

145

Tintenversorgungskanal in Deckplatte

14

146

Düsenkanal in der Deckplatte

14

147

Düsenöffnungen 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

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

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

Ausnehmung in der Deckplatte

42

für Anschlagstück

312

422

Ausnehmung in der Deckplatte

42

für Anschlagstück

212

423

Tintendruckkammern in der Deckplatte

42

425

Tintenversorgungskanal in Deckplatte

42

43

Mittelplatte des Tintendruckmoduls

4

431

Ausnehmung in der Mittelplatte

43

für Anschlagstück

312

432

Ausnehmung in der Mittelplatte

43

für Anschlagstück

212

433

Düsenebene im Tintendruckmodul

4

44

zweite Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls

4

441

Ausnehmung in der Deckplatte

44

für Anschlagstück

511

442

Ausnehmung in der Deckplatte

44

für Anschlagstück

611

443

Tintendruckkammern in der Deckplatte

44

445

Tintenversorgungskanal in Deckplatte

44

447

Düsenöffnungen 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

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

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

Ausnehmung in der Deckplatte

72

für Anschlagstück

612

722

Ausnehmung in der Deckplatte

72

für Anschlagstück

512

723

Tintendruckkammern in der Deckplatte

72

725

Tintenversorgungskanal in Deckplatte

72

73

Mittelplatte des Tintendruckmoduls

7

731

Ausnehmung in der Mittelplatte

73

für Anschlagstück

612

732

Ausnehmung in der Mittelplatte

73

für Anschlagstück

512

733

Düsenebene im Tintendruckmodul

7

74

zweite Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls

7

741

Ausnehmung in der Deckplatte

74

für Anschlagstück

811

743

Tintendruckkammern in der Deckplatte

74

745

Tintenversorgungskanal in Deckplatte

74

747

Düsenöffnungen 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 = dots per inch)

Claims (14)

1. Anordnung für einen Tintendruckkopf, der aus einzelnen Tintendruck­ modulen in Stapelbauweise zusammengesetzt ist, die nach dem Edge- Shooter-Prinzip arbeiten, deren Düsenreihen zueinander auf Lücke ver­ setzt sind und die mit plattenförmigen Piezoaktoren ausgerüstet sind, de­ ren 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 und zum Versatz benachbarter Tintendruckmodule (1, 4) zueinander innerhalb ihrer zugeordneten Düsenebenen (133, 148, 433, 448) ausgebildet ist.

2. Anordnung für einen Tintendruckkopf, der aus einzelnen Tintendruck­ modulen in Stapelbauweise zusammengesetzt ist, die nach dem Edge- Shooter-Prinzip arbeiten, deren Düsenreihen zueinander auf Lücke ver­ setzt sind und die mit plattenförmigen Piezoaktoren ausgerüstet sind, de­ ren Elektroden mit Anschlußleitungen eines Bandleiters kontaktiert sind, die in einer diese umhüllende Trägerschicht eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen den identisch aufgebauten Tintendruckmodulen (1, 4) die Trägerschicht (21, 31) mindestens eines der den Tintendruck­ modulen (1, 4) zugeordneten Bandleiter (2, 3) so gestaltet ist, daß diese als Distanzstück zur Wahrung des erforderlichen Abstandes zwischen den Tintendruckmodulen (1, 4) und als Justierstück zur genauen Fixierung und zum Versatz benachbarter Tintendruckmodule (1, 4) zueinander innerhalb ihrer zugeordneten Düsenebenen (133, 148, 433, 448) dient, wobei je­ weils nur eine Trägerschicht (21 oder 31) die genaue Distanz bestimmt und benachbarte Trägerschichten (21, 31) gemeinsam mit benachbarten Tintendruckmodulen (1, 4) diesen Versatz der Tintendruckmodule (1, 4) und der Trägerschichten (21, 31) zueinander bestimmen und bei mehr als zwei Tintendruckmodulen (1, 4, 7) das jeweilige Paar benachbarter Trä­ gerschichten (21, 31; 51, 61) stets identisch ist.

3. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 1 bis 2, 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, 422, 431, 432, 441, 442) einander benachbarter Tintendruckmodule (1, 4) eingreifen.

4. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 3, 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, 312) 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).

5. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Versatz bestimmende Trägerschicht (21) mit dem ersten Tin­ tendruckmodul (1) fluchtet und die benachbarte Trägerschicht (31) mit dem folgenden zweiten Tintendruckmodul (4) fluchtet und daß die den letzte­ ren 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 An­ schlagstücken (212) um das Druckdichtemaß (t) versetzt sind.

6. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß einander entgegengerichtete Anschlagstücke (211, 212) der den Ver­ satz benachbarter Tintendruckmodule (1, 4) bestimmenden Trägerschicht (21) in gleicher Richtung parallel zur Frontkante um das Druckdichtemaß (t) und orthogonal dazu zueinander versetzt sind.

7. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschichten (21, 31) der Bandleiter (2, 3) mit Ausnehmungen (213, 313) für die zugeordneten Anschlagstücke (311, 212) und mit Aus­ nehmungen (214, 314) für die zugeordneten Piezoaktoren (15, 41) verse­ hen sind.

8. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstücke (211, 212, 311, 312) durch Verdickung und For­ mung der Trägerschicht (21, 31) gebildet sind.

9. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstücke (211, 212, 311, 312) aus Keramikmaterial beste­ hen.

10. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstücke (211, 212, 311, 312) aus Metall bestehen.

11. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstücke (211, 212, 311, 312) auf die Trägerschicht (21, 31) aufgeklebt sind.

12. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (21, 31) aus einem Konstruktionswerkstoff, wie Kapton, besteht.

13. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach 1 bis 2 und 7, 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 An­ schlußleitungen (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.

14. Anordnung für einen Tintendruckkopf nach Anspruch 13, 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.