DE102005020248B4

DE102005020248B4 - Inkjet recording head

Info

Publication number: DE102005020248B4
Application number: DE200510020248
Authority: DE
Inventors: Manfred Pauly
Original assignee: REA Elektronik GmbH
Current assignee: REA Elektronik GmbH
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2025-04-29
Also published as: DE102005020248A1; ES2307217T3

Abstract

Tintenstrahl-Schreibkopf mit einer druckbeaufschlagten Tintenkammer (2) mit mindestens einer Tintendüse (5), die durch einen beweglichen Ventilkörper (6) verschlossen ist, und mit einer den Ventilkörper (6) zu Hubbewegungen antreibenden, piezoelektrischen Ventilbetätigungseinrichtung (9), die mit einer Ansteuerungseinrichtung (18) elektrisch verbunden ist, wobei der Ventilkörper (6) durch eine Schließfeder (7) in seiner Schließstellung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (6) mit einer Zugstange (8) in Antriebsverbindung steht, dass am ventilfernen Ende der Zugstange (8) mindestens ein gewölbter Federstreifen (14) angreift, der an seinem ventilseitigen Ende gegenüber der Tintenkammer (2) abgestützt ist, dass die Zugstange (8) unter Zugvorspannung einer Spannfeder (23) steht und dass auf dem Federstreifen (14) mindestens ein Piezoelement (17, 17a) appliziert ist, das durch die Ansteuerungseinrichtung (18) zu Dehnbewegungen ansteuerbar ist.Inkjet writing head with a pressurized ink chamber (2) with at least one ink nozzle (5) which is closed by a movable valve body (6), and with a piezoelectric valve actuation device (9) which drives the valve body (6) to lift movements and which is equipped with a Control device (18) is electrically connected, the valve body (6) being held in its closed position by a closing spring (7), characterized in that the valve body (6) is in drive connection with a pull rod (8) that at the end remote from the valve Pull rod (8) engages at least one arched spring strip (14) which is supported at its valve-side end opposite the ink chamber (2) so that the pull rod (8) is under tension from a tension spring (23) and that on the spring strip (14) at least a piezo element (17, 17a) is applied, which can be controlled by the control device (18) to perform stretching movements.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahl-Schreibkopf mit einer druckbeaufschlagten Tintenkammer mit mindestens einer Tintendüse, die durch einen beweglichen Ventilkörper verschlossen ist, und einer den Ventilkörper zu Hubbewegungen antreibenden piezoelektrischen Ventilbetätigungseinrichtung, die mit einer Ansteuerungseinrichtung elektrisch verbunden ist, wobei der Ventilkörper durch eine Schließfeder in seiner Schließstellung gehalten wird.The invention relates to an ink-jet recording head having a pressurized ink chamber with at least one ink nozzle, which is closed by a movable valve body, and a piezoelectric valve actuator driving the valve body to Hubbewegungen, which is electrically connected to a drive means, wherein the valve body by a closing spring in his Closed position is held.

Derartige Tintenstrahl-Schreibköpfe werden verwendet, um auf daran vorbeibewegten Flächen Schriftzeichen und Zahlen aufzudrucken. Üblicherweise sind in einer Tintenkammer mehrere Tintendüsen vorgesehen, die durch eine Steuerung wahlweise betätigt werden, um die jeweils angesteuerte Düse kurzzeitig zu öffnen. Unter der Wirkung des in der Tintenkammer herrschenden Drucks wird aus der Tintendüse ein kurzer Tintenstrahl herausgeschleudert, der auf der zu bedruckenden Fläche einen Punkt erzeugt.Such ink-jet recording heads are used to print characters and numbers on the surfaces moved past them. Usually, a plurality of ink nozzles are provided in an ink chamber, which are selectively actuated by a controller to briefly open the respectively driven nozzle. Under the effect of the pressure prevailing in the ink chamber, a short jet of ink is ejected from the ink nozzle, which generates a dot on the surface to be printed.

Bei einem bekannten Tintenstrahl-Schreibkopf ( EP 0 445 137 B1 ) sind als Ventilbetätigungselemente Klappmagnete vorgesehen, deren Anker jeweils mit dem zugeordneten Ventilkörper in Antriebsverbindung stehen. Hierbei muss die im Wesentlichen durch den Anker des Klappmagneten gebildete Masse bei jedem Ventilbetätigungsvorgang beschleunigt und verzögert werden. Die hierfür erforderliche Energie begrenzt die mögliche Arbeitsgeschwindigkeit der Ventilbetätigungseinrichtung.In a known ink-jet recording head ( EP 0 445 137 B1 ) are provided as valve actuating elements hinged magnets whose armature are each in drive connection with the associated valve body. In this case, the mass formed essentially by the armature of the folding magnet must be accelerated and decelerated during each valve actuation process. The energy required for this limits the possible operating speed of the valve actuator.

Bei bekannten Tintenstrahl-Schreibköpfen ( DE 1 952 880 A oder US 6 517 046 B1 ) ist zur Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit die Verwendung von piezoelektrischen Ventilbetätigungselementen vorgeschlagen worden. Diese Tintenstrahl-Schreibköpfe entsprechen aber den Praxisanforderungen bei höheren Schreibgeschwindigkeiten in der Praxis nicht.In known ink-jet recording heads ( DE 1 952 880 A or US Pat. No. 6,517,046 B1 ), the use of piezoelectric valve actuators has been proposed to increase the operating speed. However, these ink jet recording heads do not meet the practical requirements of higher writing speeds in practice.

Aus der nachveröffentlichten Druckschrift WO 2005/084 952 A1 ist ein Tintenstrahl-Schreibkopf bekannt, bei dem zusätzlich der Ventilkörper durch eine Schließfeder in seiner Schließstellung gehalten wird. Die Verwendung eines mit piezoelektrischen Betätigungselementen versehenen Biegestreifens beschränkt ebenfalls die Schreibgeschwindigkeit.From the post-published publication WO 2005/084 952 A1 an ink-jet recording head is known, in which additionally the valve body is held by a closing spring in its closed position. The use of a bending strip provided with piezoelectric actuators also limits the writing speed.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Tintenstrahl-Schreibkopf der eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass er auch unter den in der Praxis erforderlichen Arbeitsgeschwindigkeiten störungsfrei betrieben werden kann.The object of the invention is therefore to provide an ink-jet recording head of the type mentioned in such a way that it can be operated smoothly under the working speeds required in practice.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Ventilkörper mit einer vorzugsweise abgedichtet aus der Tintenkammer beweglich herausgeführten Zugstange in Antriebsverbindung steht, dass am ventilfernen Ende der Zugstange mindestens ein gewölbter Federstreifen angreift, der an seinem ventilseitigen Ende gegenüber der Tintenkammer abgestützt ist, dass die Zugstange unter Zugvorspannung einer Spannfeder steht und dass auf dem Federstreifen mindestens ein Piezoelement appliziert ist, das durch die Ansteuerungseinrichtung zu Dehnbewegungen ansteuerbar ist.This object is achieved in that the valve body with a preferably sealed from the ink chamber movably led out drawbar is in drive connection that acts at the valve distal end of the drawbar at least one curved spring strip, which is supported at its valve end opposite the ink chamber, that the drawbar is under tensile prestress of a tension spring and that on the spring strip at least one piezoelectric element is applied, which can be controlled by the driving device to Dehnbewegungen.

Vorzugsweise werden flächige Piezoelemente verwendet, wobei insbesondere Piezoelemente auf Folienbasis geeignet sind.Preferably, flat piezo elements are used, in particular piezo elements based on films are suitable.

Daneben ist auch die Verwendung von Piezoelementen auf der Basis von Fasern oder Streifen möglich, beispielsweise die aus der WO 01/33648 A1 bekannten und auf dem Markt erhältlichen MFC-Piezoelemente (macro-fiber composite piezoelectric element).In addition, the use of piezoelectric elements based on fibers or strips is possible, for example, from the WO 01/33648 A1 known and available on the market MFC piezo elements (macro-fiber composite piezoelectric element).

In Form der flächigen Piezoelemente stehen zwar hochleistungsfähige Piezoelemente zur Verfügung, die wegen ihrer Bauweise aber nicht unmittelbar zur Betätigung von Ventilen an Tintenstrahl-Schreibköpfen eingesetzt werden können. Erst durch die Verbindung mit mindestens einem gewölbten Federstreifen, auf dem ein flächiges Piezoelement einseitig appliziert ist, entsteht eine Ventilbetätigungseinrichtung, die bei sehr geringem Platzbedarf eine ausreichend hohe Leistung und Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht, um bei einem Tintenstrahl-Schreibkopf eingesetzt zu werden. Insbesondere bleibt die Funktionsfähigkeit der Ventilbetätigungseinrichtung auch bei hoher Betätigungsfrequenz über einen langen Zeitraum uneingeschränkt erhalten.Although high-performance piezoelectric elements are available in the form of flat piezoelectric elements, they can not be used directly for actuating valves on ink-jet writing heads because of their design. Only through the connection with at least one curved spring strip, on which a planar piezoelectric element is applied on one side, creates a valve actuator, which allows a very high performance and operating speed with very little space required to be used in an inkjet recording head. In particular, the functionality of the valve actuator remains unrestricted even at high operating frequency over a long period.

Vorzugsweise ist jeweils auf der Wölbungsinnenseite des Federstreifens ein unter Druckvorspannung stehendes, nur zu Dehnbewegungen angeregtes Piezoelement appliziert. Stattdessen kann auch vorgesehen sein, jeweils auf die Wölbungsaußenseite des Federstreifens ein zu Kontraktionsbewegungen anregbares Piezoelement zu applizieren. Besonders vorteilhaft ist es, die Piezoelemente auf beiden Seiten des Federstreifens zu applizieren. Dadurch wird eine besonders hohe Betätigungskraft erreicht.Preferably, in each case on the inside of the buckling of the spring strip, a piezoelectric element, which is under compressive prestressing and excited only to stretch movements, is applied. Instead, it may also be provided to apply in each case to the curvature outside of the spring strip a piezoelectric element which can be excited to give contraction movements. It is particularly advantageous to apply the piezo elements on both sides of the spring strip. As a result, a particularly high actuation force is achieved.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass am ventilfernen Ende der Zugstange nur ein mit einem Piezoelement versehener, gewölbter Federstreifen angreift. Hierbei sind die zu bewegenden Massen verhältnismäßig klein, so dass eine hohe Arbeitsfrequenz erreicht wird.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that at the valve remote end of the tie rod engages only one provided with a piezoelectric element, curved spring strip. Here, the masses to be moved are relatively small, so that a high operating frequency is achieved.

Hierbei ist es vorteilhaft, das ventilferne Ende des Federstreifens oder der Zugstange in einer Längsführungseinrichtung in Längsrichtung der Zugstange beweglich zu führen. In this case, it is advantageous to movably guide the valve-distal end of the spring strip or the drawbar in a longitudinal guide device in the longitudinal direction of the drawbar.

Stattdessen ist auch eine Ausführungsform möglich, bei der am ventilfernen Ende der Zugstange zwei in entgegen gesetzter Richtung gewölbte Federstreifen angreifen, die an ihren ventilseitigen Enden gegenüber der Tintenkammer abgestützt sind, und wobei die Piezoelemente der beiden Federstreifen durch die Ansteuerungseinrichtung gemeinsam zu den Bewegungen ansteuerbar sind. Durch den symmetrischen Aufbau wird ein symmetrischer Kraftangriff an der Zugstange auch ohne Führungseinrichtung erreicht.Instead, an embodiment is possible in which attack at the valve distal end of the pull rod two curved in the opposite direction spring strips which are supported at their valve-side ends relative to the ink chamber, and wherein the piezo elements of the two spring strips are controlled by the driving means together to the movements , Due to the symmetrical structure, a symmetrical force attack on the pull rod is achieved even without a guide device.

Die Zugstange kann sich an ihrem ventilfernen Ende durch eine Bohrung eines oberen Spannblocks erstrecken und an einem Gewindeabschnitt einer Einstellmutter tragen, die eine Einstellung der Vorspannung ermöglicht. Ventilseitig erstreckt sich die Zugstange durch eine Bohrung eines unteren Spannblocks, in dem das Ende des Federstreifens bzw. die Enden der beiden Federstreifen aufgenommen ist bzw. sind.The pull rod may extend at its valve remote end through a bore of an upper clamping block and carry on a threaded portion of an adjusting nut, which allows adjustment of the bias. Valve side, the tie rod extends through a bore of a lower clamping block in which the end of the spring strip or the ends of the two spring strips is or are included.

Die Zugstange ist gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung unmittelbar mit dem Ventilkörper verbunden. Dadurch erhält man eine unmittelbare Kraftübertragung von der Zugstange auf den Ventilkörper. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet, wenn nur eine einzige Tintendüse vorhanden ist oder wenn bei mehreren Tintendüsen ein ausreichender Abstand zwischen diesen besteht.The pull rod is connected directly to the valve body according to a first embodiment of the invention. This gives an immediate power transfer from the pull rod to the valve body. This embodiment is particularly suitable when only a single ink nozzle is present or when there is a sufficient distance between them in the case of a plurality of ink nozzles.

Stattdessen ist es auch möglich, dass die Zugstange über einen Betätigungshebel mit einer mit dem Ventilschließkörper verbundenen Ventilzugstange in Antriebsverbindung steht. Diese Ausführungsform ermöglicht es, die Ventilbetätigungseinrichtungen beiderseits der Tintenkammer gestaffelt anzuordnen, so dass auch verhältnismäßig eng nebeneinander angeordnete Tintendüsen erreicht werden können.Instead, it is also possible that the pull rod via an actuating lever is in driving connection with a valve connecting rod connected to the valve closing body. This embodiment makes it possible to arrange the valve actuators staggered on both sides of the ink chamber, so that also relatively closely juxtaposed ink nozzles can be achieved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the inventive concept are the subject of further subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.The invention will be explained in more detail by exemplary embodiments, which are illustrated in the drawing.

Es zeigt:It shows:

1 in schematischer, räumlicher Darstellungsweise einen Tintenstrahl-Schreibkopf mit einer Tintendüse und einer Ventilbetätigungseinrichtung, 1 a schematic, spatial representation of an ink-jet recording head with an ink nozzle and a valve actuator,

2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils II in 1, teilweise im Schnitt längs der Linie II-II, 2 a view in the direction of arrow II in 1 partially in section along the line II-II,

3 in einem Teilschnitt entsprechend der 2 eine abgewandelte Ausführung eines Tintenstrahl-Schreibkopfes, 3 in a partial section corresponding to 2 a modified embodiment of an ink-jet recording head,

4 in einem Schnitt entsprechend der 1 eine weitere abgewandelte Ausführung eines Tintenstrahl-Schreibkopfes, 4 in a section corresponding to the 1 another modified embodiment of an ink-jet recording head,

5 in einer Teildarstellung eine gegenüber der 4 abgewandelte Ausführung und 5 in a partial view one opposite the 4 modified version and

6 in einem Schnitt entsprechend der 4 eine weitere abgewandelte Ausführung. 6 in a section corresponding to the 4 another modified version.

Der in den 1 und 2 dargestellte Tintenstrahl-Schreibkopf dient dazu, auf einer in 2 nur angedeuteten Fläche 1 Schriftzeichen und Zahlen zu drucken, während diese Fläche 1 am Tintenstrahl-Schreibkopf entlang bewegt wird. Hierzu weist der Tintenstrahl-Schreibkopf eine mit Schreibtinte gefüllte, unter Druck stehende Tintenkammer 2 auf, die über eine Tintenleitung 3 mit Tinte versorgt wird. In der Bodenwand 4 der Tintenkammer 2 sind eine oder mehrere Tintendüsen 5 angeordnet, wobei in 1 nur eine dieser Tintendüsen 5 dargestellt ist.The in the 1 and 2 illustrated inkjet printhead serves on a in 2 only indicated area 1 Print characters and numbers while this area 1 is moved along the inkjet recording head. For this purpose, the inkjet recording head has a writing ink filled, pressurized ink chamber 2 on that over an ink line 3 is supplied with ink. In the bottom wall 4 the ink chamber 2 are one or more ink nozzles 5 arranged, in 1 only one of these ink nozzles 5 is shown.

Jede Tintendüse 5 ist durch einen Ventilkörper 6 verschlossen, der zu gesteuerten Hubbewegungen antreibbar ist. Der Ventilkörper 6 wird durch eine als Druckfeder ausgeführte Schließfeder 7 in die geschlossene Stellung des Ventils gedrückt wird, ist über eine aus der Tintenkammer 2 herausgeführte Zugstange 8 mit einer Ventilbetätigungseinrichtung 9 verbunden. Die Zugstange 8 kann aus einem Draht, einem dünnen Zugseil oder einer verseilten Litze bestehen.Every ink nozzle 5 is through a valve body 6 closed, which is driven to controlled strokes. The valve body 6 is by a designed as a compression spring closing spring 7 is pressed into the closed position of the valve is via one of the ink chamber 2 led out drawbar 8th with a valve actuator 9 connected. The drawbar 8th can consist of a wire, a thin pull rope or a stranded stranded wire.

Die Zugstange 8 erstreckt sich durch die Ventilbetätigungseinrichtung 9 und trägt an ihrem oberen, ventilfernen Ende auf einem Gewindeabschnitt 10 eine Einstellmutter 11. Die Zugstange 8 erstreckt sich an ihrem ventilfernen Ende durch eine Bohrung 12 eines oberen Spannblocks 13. Am ventilfernen Ende der Zugstange 8 greifen zwei in entgegengesetzter Richtung konvex gewölbte Federstreifen 14 an, die beispielsweise aus Federstahlblech bestehen. Die oberen Enden der beiden Federstreifen 14 sind im oberen Spannblock 13 aufgenommen.The drawbar 8th extends through the valve actuator 9 and carries at its upper end remote from the valve on a threaded portion 10 an adjusting nut 11 , The drawbar 8th extends at its valve distal end through a bore 12 an upper clamping block 13 , At the valve distal end of the drawbar 8th grip two in the opposite direction convex curved spring strips 14 on, for example, made of spring steel sheet. The upper ends of the two spring strips 14 are in the upper clamping block 13 added.

Die unteren Enden der beiden Federstreifen 14 sind in einem unteren Spannblock 15 aufgenommen. Die Zugstange 8 erstreckt sich ventilseitig durch eine Bohrung 16 des unteren Spannblocks 15, der beim Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 unmittelbar auf der Tintenkammer 2 sitzt. Beim Ausführungsbeispiel nach 3 befindet sich der untere Spannblock 15 ebenfalls in einer festen Lage zur Tintenkammer 2.The lower ends of the two spring strips 14 are in a lower clamping block 15 added. The drawbar 8th extends through a bore on the valve side 16 of the lower clamping block 15 , who in the embodiment after the 1 and 2 directly on the ink chamber 2 sitting. According to the embodiment 3 is the lower clamping block 15 also in a fixed position to the ink chamber 2 ,

Auf diese Weise sind die beiden gewölbten Federstreifen 14, die am ventilfernen Ende an der Zugstange 8 angreifen, ventilseitig gegenüber der Tintenkammer 2 abgestützt.In this way, the two curved spring strips 14 , which are at the valve far end at the drawbar 8th attack, valve side opposite the ink chamber 2 supported.

Die Zugstange 8 steht unter Zugvorspannung einer Spannfeder. Beim Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 bildet die Schließfeder 7, die auf den Ventilkörper 6 drückt, zugleich die Spannfeder der Zugstange 8.The drawbar 8th is under tensile prestress of a tension spring. In the embodiment of the 1 and 2 forms the closing spring 7 on the valve body 6 pushes, at the same time the tension spring of the drawbar 8th ,

Die beiden gewölbten Federstreifen 14 tragen auf der Wölbungsinnenseite jeweils ein Piezoelement 17. Dabei handelt es sich vorzugsweise um flächige Piezoelemente, wobei insbesondere Piezoelemente auf Folienbasis geeignet sind. Daneben ist auch die Verwendung von Piezoelementen auf der Basis von Fasern oder Streifen möglich. Beide Piezoelemente 17 sind durch eine elektrische Ansteuerungseinrichtung 18 gemeinsam zu Dehnbewegungen ansteuerbar. Die beiden Piezoelemente 17 stehen durch die Vorspannung der Ventilbetätigungseinrichtung 9 und die sich dadurch ergebene Wölbung der Federelemente 14 auf deren konkaven Wölbungsinnenseiten unter einer mechanischen Druckvorspannung. Sie werden durch die Ansteuerungseinrichtung 18 ausschließlich in der Weise elektrisch angesteuert, dass sie eine Dehnbewegung ausführen.The two curved spring strips 14 each carry a piezoelectric element on the inside of the arch 17 , These are preferably planar piezoelectric elements, in particular piezoelectric elements based on films are suitable. In addition, the use of piezoelectric elements based on fibers or strips is possible. Both piezo elements 17 are by an electric drive device 18 jointly controllable to stretching movements. The two piezo elements 17 stand by the bias of the valve actuator 9 and the resulting curvature of the spring elements 14 on their concave curvature inside pages under a mechanical pressure bias. They are controlled by the control device 18 electrically driven only in such a way that they perform an expansion movement.

Mit strichpunktierten Linien ist in 3 nur angedeutet, dass zusätzlich in dem Piezoelement 17 (oder auch unabhängig davon) auf der Wölbungsaußenseite des Federstreifens 14 ein weiteres flächiges Piezoelement 17a appliziert sein kann, das elektrisch so geschaltet ist, dass es nur zu Kontraktionsbewegungen angeregt wird und deshalb Zugkräfte ausübt.With dash-dotted lines is in 3 only hinted that in addition in the piezo element 17 (or regardless of) on the vault outside of the spring strip 14 another planar piezoelectric element 17a may be applied, which is electrically connected so that it is only excited to contraction movements and therefore exerts tensile forces.

Beim Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 ist die Zugstange 8 unmittelbar mit dem Ventilkörper 6 verbunden. Abweichend hiervon steht beim Ausführungsbeispiel nach 3 die Zugstange 8 über einen einseitig am unteren Spannblock 15 gelagerten Betätigungshebel 19 mit einer mit dem Ventilschließkörper 6 verbundenen Ventilzugstange 20 in Antriebsverbindung. Die Ventilzugstange 20, die bei dieser Ausführung ebenfalls abgedichtet aus der Tintenkammer 2 herausgeführt ist, trägt auf einem oberen Gewindeabschnitt 21 eine Einstellmutter 22, die eine Längeneinstellung am Betätigungshebel 19 ermöglicht.In the embodiment of the 1 and 2 is the drawbar 8th directly with the valve body 6 connected. Deviating from this is in the embodiment after 3 the drawbar 8th via a one-sided on the lower clamping block 15 mounted operating lever 19 with one with the valve closing body 6 connected valve pull rod 20 in drive connection. The valve pull rod 20 , which in this embodiment also sealed from the ink chamber 2 brought out, carries on an upper thread section 21 an adjusting nut 22 , which is a length adjustment on the operating lever 19 allows.

Am unteren Ende der Zugstange 8 ist eine als Druckfeder ausgeführte, gesonderte Spannfeder 23 angeordnet, die den mit der Zugstange 8 verbundenen Betätigungshebel 19 nach unten drückt und dabei die gewünschte Zugvorspannung auf die Zugstange 8 ausübt. Somit greift hierbei an der Zugstange 8 eine gesonderte, von der Schließfeder 7 getrennte Spannfeder 23 an.At the lower end of the drawbar 8th is a designed as a compression spring, separate tension spring 23 arranged with the drawbar 8th associated operating lever 19 pushes down while doing the desired tensile prestress on the drawbar 8th exercises. Thus this engages the drawbar 8th a separate, from the closing spring 7 separate tension spring 23 at.

Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach 1 in erster Linie dadurch, dass an Stelle der beiden Federstreifen 14 am ventilfernen Ende der Zugstange 8 nur ein einziger, mit einem Piezoelement 17 versehener, gewölbter Federstreifen 14 angreift.This in 4 illustrated embodiment differs from the embodiment according to 1 primarily in that in place of the two spring strips 14 at the valve remote end of the drawbar 8th only one, with a piezo element 17 provided, curved spring strip 14 attacks.

Das ventilferne Ende 14a des Federstreifens 14 ist hierbei in einer Längsführungseinrichtung in Längsrichtung der Zugstange 8 längsbeweglich geführt. Hierzu weist die Längsführungseinrichtung einen ortsfesten Führungsschlitz 24 auf, in den mindestens ein oberer Längsfortsatz 25 des Federstreifens 14 beweglich eingreift. Der Führungsschlitz 24 ist an einem Führungsblech 26 ausgebildet, das mit seinem einen Ende am Spannblock 15 befestigt, beispielsweise angeschraubt ist und am anderen Ende zu einer horizontalen Platte 27 abgewinkelt ist. Die Längsfortsätze 24 des Federblechs 14 werden beispielsweise durch die beiden nach oben, d. h. in Längsrichtung der Zugstange 8 verlängerten Seitenstreifen des Federblechs 14 gebildet. Eine zwischen diesen beiden Längsfortsätzen 25 horizontal abgewinkelte Lasche 28 liegt unter der Einstellmutter 11 und überträgt die Bewegungen des Federblechs 14 auf die Zugstange 8. Da die hierbei zu bewegenden Massen verhältnismäßig gering sind, werden sehr hohe Arbeitsfrequenzen erreicht.The remote valve end 14a of the spring strip 14 is in a longitudinal guide device in the longitudinal direction of the drawbar 8th guided longitudinally movable. For this purpose, the longitudinal guide device has a stationary guide slot 24 on, in the at least one upper longitudinal process 25 of the spring strip 14 movably engaged. The guide slot 24 is on a guide plate 26 formed, with its one end on the clamping block 15 fastened, for example, is screwed on and at the other end to a horizontal plate 27 is angled. The longitudinal processes 24 of the spring plate 14 For example, by the two up, ie in the longitudinal direction of the drawbar 8th extended side strip of the spring plate 14 educated. One between these two longitudinal processes 25 horizontally angled flap 28 lies under the adjusting nut 11 and transmits the movements of the spring plate 14 on the drawbar 8th , Since the masses to be moved are relatively small, very high operating frequencies are achieved.

Die Längsführungseinrichtung kann auch so ausgeführt werden, dass das ventilferne Ende der Zugstange 8 in der Längsführungseinrichtung in Längsrichtung der Zugstange beweglich geführt ist, beispielsweise ebenfalls in einer Führungsbohrung im Blechabschnitt 27.The longitudinal guide device can also be designed so that the valve distal end of the drawbar 8th in the longitudinal guide device in the longitudinal direction of the drawbar is movably guided, for example, also in a guide bore in the sheet metal section 27 ,

Bei dem in 5 in einer Teildarstellung gezeigten Ausführungsbeispiel greift am ventilfernen Ende des Federstreifens 14 eine Feder 29 an, die hier als Druckfeder ausgeführt ist. Die Feder 29 stützt sich an der Unterseite der Platte 27 ab und spannt den Federstreifen 14 in Bewegungsrichtung der Zugstange 8 vor. Die erforderliche Vorspannung des Piezoelements 17 erfolgt hierbei im Wesentlichen durch die Feder 29, so dass einerseits die Vorspannung des Piezoelements 17 genau vorgegeben werden kann und andererseits die Schließfeder 7 schwächer ausgelegt werden kann.At the in 5 in a partial view shown embodiment engages the valve distal end of the spring strip 14 a feather 29 on, which is designed here as a compression spring. The feather 29 rests against the underside of the plate 27 and tension the spring strip 14 in the direction of movement of the drawbar 8th in front. The required preload of the piezo element 17 takes place here essentially by the spring 29 , so that on the one hand, the bias of the piezoelectric element 17 can be specified exactly and on the other hand, the closing spring 7 can be designed weaker.

6 zeigt eine Ventilbetätigungseinrichtung ähnlich der 4, wobei jedoch in der schon bei 3 beschriebenen Weise auf der Wölbungsaußenseite des Federstreifens 14 ein zu Kontraktionsbewegungen anregbares flächiges Piezoelement 17a appliziert ist. 6 shows a valve actuator similar to the 4 , although in the already at 3 described manner on the curvature outside of the spring strip 14 a stimulable to contraction movements planar piezoelectric element 17a is applied.

Claims

Ink jet recording head with a pressurized ink chamber ( 2 ) with at least one ink nozzle ( 5 ), which by a movable valve body ( 6 ) is closed, and with a valve body ( 6 ) to lift movements driving piezoelectric valve actuator ( 9 ) connected to a control device ( 18 ) is electrically connected, wherein the valve body ( 6 ) by a closing spring ( 7 ) is held in its closed position, characterized in that the valve body ( 6 ) with a pull rod ( 8th ) is in drive connection that at the valve remote end of the drawbar ( 8th ) at least one curved spring strip ( 14 ), which at its valve end opposite the ink chamber ( 2 ) is supported, that the drawbar ( 8th ) under tensile prestress of a tension spring ( 23 ) and that on the spring strip ( 14 ) at least one piezoelectric element ( 17 . 17a ) is applied by the driving device ( 18 ) is controllable to Dehnbewegungen.

Ink jet recording head according to claim 1, characterized in that the piezo element ( 17 . 17a ) is a planar piezoelectric element.

Ink jet recording head according to claim 2, characterized in that the piezo elements ( 17 . 17a ) are carried out on the basis of films.

Ink jet recording head according to claim 2, characterized in that the piezo elements ( 17 . 17a ) are made on the basis of fibers or strips.

Ink jet recording head according to claim 2, characterized in that the piezo elements ( 17 . 17a ) MFC piezo elements are.

Ink jet recording head according to one of claims 1-5, characterized in that the piezo element ( 17 ) in each case on the curvature inside of the spring strip ( 14 ) is applied.

Ink jet recording head according to one of claims 1-5, characterized in that the piezo element ( 17a ) each on the curvature outside of the spring strip ( 14 ) is applied.

Ink jet recording head according to one of claims 1-5, characterized in that the piezo elements ( 17 . 17a ) on both sides of the spring strip ( 14 ) are applied.

Ink jet recording head according to claim 1, characterized in that at the valve distal end of the drawbar ( 8th ) only one with a piezo element ( 17 . 17a ), domed spring strips ( 14 ) attacks.

Ink jet recording head according to claim 1, characterized in that at the valve distal end of the drawbar ( 8th ) two spring strips curved in the opposite direction ( 14 ), which at their valve-side ends opposite the ink chamber ( 2 ) are supported and that the piezo elements ( 17 . 17a ) of the two spring strips ( 14 ) by the driving device ( 18 ) are controllable together to Dehnbewegungen.

Ink jet recording head according to claim 10, characterized in that the two spring strips ( 14 ) are convexly curved in opposite directions.

Ink jet recording head according to claim 9 or 10, characterized in that the drawbar ( 8th ) at its valve distal end through a bore ( 12 ) of an upper clamping block ( 13 ) and at a threaded portion ( 10 ) an adjusting nut ( 11 ) and that the end of the spring strip ( 14 ) or the ends of the two spring strips ( 14 ) in the upper clamping block ( 13 ) is or are included.

Ink jet recording head according to one of claims 1-12, characterized in that the drawbar ( 8th ) on the valve side through a bore ( 16 ) of a lower clamping block ( 15 ) and that the end of the spring strip ( 14 ) or the ends of the two spring strips ( 14 ) in the lower clamping block ( 15 ) is or are included.

Ink-jet recording head according to claim 9, characterized in that the valve-distal end ( 14a ) of the spring strip ( 14 ) in a longitudinal guide device in the longitudinal direction of the drawbar ( 8th ) is movably guided.

Ink jet recording head according to claim 9, characterized in that the valve distal end of the drawbar ( 8th ) in a longitudinal guide device in the longitudinal direction of the drawbar ( 8th ) is movably guided.

An ink-jet recording head according to claim 15, characterized in that the longitudinal guide device comprises a stationary guide slot ( 24 ), in which an upper longitudinal extension ( 25 ) of the spring strip ( 14 ) engages mobile.

Ink jet recording head according to claim 1, characterized in that the drawbar ( 8th ) directly with the valve body ( 6 ) connected is.

Ink jet recording head according to claim 1, characterized in that the drawbar ( 8th ) via an actuating lever ( 19 ) with one with the valve closing body ( 6 ) connected valve pull rod ( 20 ) is in drive connection.

Ink jet recording head according to claim 1, characterized in that the closing spring ( 7 ) of the valve body ( 6 ) at the same time the tension spring of the drawbar ( 8th ).

Ink jet recording head according to claim 1, characterized in that on the drawbar ( 8th ) a separate, from the closing spring ( 7 ) separate tension spring ( 23 ) attacks.

Ink jet recording head according to claim 1, characterized in that the spring strip ( 14 ) by an acting at its valve distal end spring ( 29 ) in the direction of movement of the drawbar ( 8th ) is biased.