DE2624778C3

DE2624778C3 - Tintenausstoßkopf

Info

Publication number: DE2624778C3
Application number: DE2624778A
Authority: DE
Inventors: Kyuhachiro Tokio Iwasaki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-06-03
Filing date: 1976-06-02
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2624778A1; DE2624778B2; US4291316A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tintenaussioßkopf mit einer Tinienausstoßmündung. einer Tintenversorgungskammer, einem Tinteneinlaß, der mit der -to Tintenversorgungskammer in Verbindung steht, einer Druckkammer, einer Druckmündung, die die Druck kammer mit der Tintenversorgungskammer verbindet, und einer Einrichtung zum Verringern des Volumens der Druckkammer zum Tintenausstoß. 4Ί

Ein solcher, aus der DE-AS 2164 614 bekannter Tintenausstoßkopf wird bei einem Tintenstrahlschreiber, z. B. für Bildfunk- und Fernschreibanlagen benutzt. Ein elektrostriktives Element dient als Einrichtung zum Verringern des Volumens und bildet einen Teil der ίο Wand der Druckkammer. Tinte wird in die Tintenversorgungskammer eingeleitet, die mit der Druckkammer über eine Tintenversorgungsmündung derart in Verbindung steht, daß beide Kammern mit Tinte gefüllt sind. Die Tintenausstoßmündung ist in axialer Richtung in ^rn einer Linie zu der Tintenversorgungsmündung ausgerichtet und einem Schreibblatl zugewandt. Wenn dem elektrostriktiven Element ein elektrisches Signal geliefert wird, deformiert sich das elektrostriktive Element, um das Volumen der Druckkammer zu verringern. Da <>" die Tinte inkompressibel ist, wird durch die Tintenaus* Stoßmündung Tinte in eitler Menge zur Bildung eines Punktes auf das Schreibblatt ausgestoßen, die gleich der Volumenabnahme der Druckkammer ist. Damit die Tinte in einer geraden Linie nach außen ausgestoßen wird, müssen die öffnungsqüefschnitte der Mündungen sehr genau axial in einer Linie deckungsgleich ausgerichtet sein- Diese Ausrichtung ist schwierig, da die

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Mündungen außerordentlich klein mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 10 μττι sein müssen. Ein derartiger Tintenausstoßkopf ist daher in der Herstellung teuer.

Aus der DE-OS 23 02 849 ist ein Tintenausstoßkopf bekannt, bei dem die Druckkammer unmittelbar mit der Tintenausstoßmündung verbunden ist bzw. auf diese wirkt, während sie an dem der Tintenausstoßmündung abgewandten Ende über einen kreisringföimigen Kapillarraum mit der Tintenversorgungskammer verbunden ist. Durch diese Anordnung soll sichergestellt werden, daß bei einer Verringerung des Volumens der Druckkammer zum Tintenausstoß durch die Tintenausstoßmündung hindurch in Richtung auf diese ein ruinimaler Strömungswiderstand auftritt, während der Strömungswiderstand durch den Kappillarringraum hindurch zur Tintenversorgungskammer hin maximal sein soll. Dadurch soll ein Druckabfall innerhalb der Druckkammer durch Entweichen von Strömungsmittel zur Tintenversorgungskammer hin unterbunden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Abhängigkeit der Ausstoßrichtung der Tintentröpfchen von der Ausrichtung von Tintenausstoßmündung und Druckmündung zu beseitigen unter Beibehaltung des Vorteils einer Tintenversorgungskammer im Wege de>- Druckwellen für den Tintenausstoß.

Bei einem Tintenausstoßkopf der genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemaß gelöst durch eine Tintenausstoßkammer. die zwischen der Tintenausstoßmündung und der Tintenversorgungskammer angeordnet und mit dieser über eine Tintenversorgungsmündung verbunden ist, die mit der Druckmündung ausgerichtet ist.

Durch das Vorsehen einer gesonderten Tintenausstoßkammer zwischen der Tintenausstoßmündung und der Tintenversorgungskammer wird bei einer Verringerung des Volumens der Druckkammer durch die Druckmündung und die die T'ruena..^cstoßkammer mit der Tintenversorgungskammer vei bindende Tintenversorgungsmündung hindurch auf das in der Tintenausstoßkammer vorhandene Volumen an Tinte eine Druckwelle ausgeübt, die zum Ausstoßen von Tinte aus der Tintenausstoßkammer durch die Tintenausstoßmündung hindurch füh t. gleichzeitig jedcch eine Abtrennung des größten Teils des Volumens der Tintenversorgungskammer sowohl von der Druckkammer als auch der Tintenausstoßkammer bewirkt. Dieses rührt daher. daß die von der Druckkammer bei der Verringerung ihres Volumens ausgeübte Druckwelle unmittelbar und auf kürzestem Wege auf das Volumen der Tintenaus· st"ßkammer, nicht dagegen aber auch unmittelbar auf die Tintenausstoßmündung wirkt.

Die Tintenausstoßmündung muß daher mit der Druckmündung nicht genau fluchten, ohne daß dadurch, wie bei dem bekannten Tintenausstoßkopf die Gefahr besieht, daß infolge von Reflektionen der ausgeübten Druckwelle an nicht genau fluchtenden Teilen der Tintenausstoßmündung ein Druckausgleich in der Tintenversorgungskammer und damit ein Druckverlust z. B. durch den Tinteneinlaß hindurch auftreten kann. Bei dem neuen Tintenausstoßkopf können daher die Durchmesser von Druckmündurig, TirtleriVersörgUngsmündung urid Tintenausstoßmündung unterschiedlich sein, wobei lediglich die Mittenachsen von Druckmündung und Tintenversorgungsmündung, nicht aber alle drei Mündungen miteinander etwa fluchten. Der neue Tintenausstoßkopf kann daher unter Zulassung größe-

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rer Toleranzen und damit uuch billiger hergestellt werden. Ein wesentliches Merkmal des neuen Tintenausstoßkopfes liegt also in der annähernd unmittelbaren Wirkung der Druckkammer durch die Druckmündung und durch die Tintenversorgungsmündung hindurch unter Abtrennung oder Entkoppelung des größten Teils des Volumens der Tintenversorgungskammer sowohl von der Tintenausstoßkammei als auch der Druckkammer auf das VoliT.ien der Tintenausstoßkammer, nicht dagegen unmittelbar auf die Tintenausstoßmündung selbst. Dadurch ist bei dem neuen Tintenausstoßkopf auch eine Anordnung der Tintenausstoßmündung derart möglich, daß ihre Mittenachse im wesentlichen senkrecht zu der der Tintenversorgungsmündung angeordnet ist Obwohl auch diese Anordnung prinzipiell gleich arbeitet, ist in diesem Falle vorzugsweise eine weitere Einrichtung vorgesehen, die neben der auf die Druckkammer wirkenden Einrichtung zum Vermindern des Volumens unmittelbar auch auf das Volumen der Tintenausstoßkammer wirkt, um dieses beim Tintenausstoß zu verringern.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranpsrüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Ausfühningsbeispiels und

F i g. 2 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Tintenausstoßkopfes 60 dargestellt, der eine Tintenausstoßkammer 62 aufweist. Eine Tintenausstoßmündung 64 öffnet sich von der Tintenausstoßkammer 62 nach außen. Eine Tintenversorgungskammer 6(5 steht über eine Tintenversorgungsmündung 68 mit der Tintenaus-Stoßkammer 62 und über eine Druckmündung 72 mit einer Druckkammer 70 in Verbindung. Eine elektrostriktive Platte 74 besteht aus zwei Schichten 74a und 746. wobei die Schicht 74a die linke Wand der Druckkamme. 70 bildet. Elektrische Zuleitungen 76a und 766 stehen jeweils mit den beiden Schichten 74a und 746 in Verbindung. Die Mündungen 68 und 72 sind axial in einer Linie zueinander und zu der Tinten.ausstoßmündung 64 ausgerichtet. Die Mündungen 68 und 72 befinden sich jedoch um die Länge der Tintenausstoßkammer 62 im Abstand von der Tintenausstoßmündung 64.

Während des Betriebes wird ein elektrisches Impulssignal über die Leitungen 76a und 766 an die Platte 74 gelegt. Die Platte 74 deformiert sich, um das Volumen der Druckkammer 70 zu verringern und durch die Tintenausstoßmündung 64 Tinte auszustoßen. Am Ende des elektrischen Impulssignals kehrt die Platte 74 in ihre ursprüngliche Form zurück und das Volumen der Druckkammer 70 steigt auf seinen ursprünglichen Wert an. um Tinte in die Kammer 62, 66 und 70 einzusaugen. Obwohl eine richtige Auslegung des Tintenausstoßkopfes 70 bereits ausschließt, daß Luf! durch die Tintenausstoßmündung 64 in die Tintenausstoßkammer 62 eingesaugt wird und zwar selbst dann, wenn Luft infolge äußerer Druckwellen oder äußerer Störgewäusche in die Tintenausstoßkammer 62 gedrückt wird, wird eventuell eingedrungene Luft an der Tintenausstoßkammer 62 durch die Tintenausstoßmündung 64 bei einem anschließenden Tintenausstoßvorgang ausgeblasen.

Bei dem zweiten Ausfd^!,lrungsbeispiel des in Fig.2 dargestellten Ti.Uenausstoßkopfes 30 ist die Tintenausstoßkammer 32 mit einer aus zwei Schichten 34a und 346 bestehenden elektrostriktiven Platte 34 versehen, wobei die Schicht 34a die linke Wand der Tintenausstoßkammer 32 bildet. Elektrische Zuleitungen 36a und 36b sind mit den beiden Schichten 34a und 346 jeweils verbunden. Die Tintenausstoßmündung 38 öffnet sich von der Tintenausstoßkammer 32 nach rechts.

Die Tintenversorgungskammer 40 steht über die Tintenversorgungsmündung 42 mit der Tintenausstoßkammer 32 sowie über die Druckmündung 48 mit der Druckkammer 46 in Verbindung. Die Mündungen 42 und 48 sind in axialer Richtung zueinander und beide senkrecht zu der Tintenausstoßmündung 38 ausgerichtet. Die Tintenversorgungskammer 40 steht über einen Einlaß 50 und ein Rohr 52 mit einem nicht dargestellten Tintenversorgungsbehälter in Verbindung.

Eine elektrostriktive Platte 54 besteht aus zwei Schichten 54a und 54b, wobei die Schicht 54a die untere Wand der Druckkammer 46 bildet. Elektrische Zuleitungen 56a und 566 sind jeweils mit den .·* hichten 54a und 546 verbunden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Mündungen 42 und 48 größer als die Tintenausstoßmünduhj 38 ausgebildet und können daher sehr viel einfacher hergestellt werden. Auch ist die axiale Ausrichtung der Mündungen 42 und 48 längst nicht von der kritischen Bedeutung, die sie bei dem bekannten Tintenausstoßkopf hat. Die Mündungen 42 und 48 müssen daher in ihren Druchlaßquerschnitten nicht genau deckungsgleich sein.

Während des Betriebes wird über die Leitungen 36a. 366, 56a und 566 jeweils ein elektrisches Impulssignal, dessen Amplitude erheblich kleiner als bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist. an die Platten 34 und 54 gelegt, was zu einer Deformation der Platten 34 und 54 und zu einer Verringerung der Volumina der Tintenausstoßkammer 32 und der Druckkammer 46 jeweils führt. Die Verringerung des Volumens der Tintenausstoßkammer 32 hat zur Felge, daß Tinte aus der Tintenausstoßmündunr 38 ausgestoßen wird. Durch die gleichzeitige Verringerung des Volumens der Druckkammer 46 wird ein Abfall des angestiegenen Druckes in der Tintenausstoßkammer 32 verhindert. Würde jedoch die elektrostriktive Platte 34 fehlen, so kann aui.h das zweite Ausführungsbeispiel ir prinzipiell gleicher Weise arbeiten wie das erste Ausführungsbeispiel, da auch bereits die durch die Druckmündung 48 und die Tintenversorgungsmündung 42 hindurch auf die Tintenausstoßkammer 32 wirkende Druckwelle zu einem Tinteiiausstoß ausreicht.

Nach dem Ende des elektrischen Impulssignais steigen die Volumina der Tintenausstoßkammer 32 und der Druckkammer 46 auf ihre ursprünglichen Werte an. wodurch Tinte durch die Tintenversorgungskammer 40. den Einlaß 50 und das Rohr 52 eingesaugt wird. Da der Durchmesser der Tintenversorgungsmündung 42 größer als der der Tintenausstoßmündung 38 ist und somit die Oberflächensps inung und der Zähflüssigkeitswiderstand an de^r Tintenausstoßmündung 38 größer als an der Tintenversorgungsmündung 42 sind, tritt keine Luft durch die Tintenausstoßmündung 38 in dte Tintenausstoßkammer 32 ein, Die Abfailzeit des elektrischen Impulssignals ist vorzugsweise langer als seine Anstiegszeit, so daß did Kammern 32, 40 und 46 relativ langsam gefüllt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tintenausstoßkopf mit einer Tintenausstoßmündung, einer Tintenversorgungskammer, einem Tinteneinlaß, der mit der Tintenversorgungskammer in Verbindung steht, einer Druckkammer, einer Druckmündung, die die Druckkammer mit der Tintenversorgungskammer verbindet, und einer Einrichtung zum Verringern des Volumens der Druckkammer zum Tintenausstoß, gekennzeichnet durch eine Tintenausstoßkammer (32,62), die zwischen der Tintenausstoßmündung (38, 64) und der Tintenversorgungskammer (40, 66) angeordnet und mit dieser über eine Tintenversorgungsmündung (42, 68) verbunden ist, die mit der Druckmündung (48, 72) ausgerichtet ist.

2. Tintenausstoßkopf nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenausstoßmündung (64) mit der Tinienversorgungsmündung (68) ausgerichtet ist.

3. Tintenausstoßkopf nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenausstoßmündung (38) senkrecht zu der Tinienversorgungsmündung (42) ausgerichtet ist.

4. Tintenausstoßkopf nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung '34) zum Verringern auch des Volumens der Tintenaussloßkammer (32) für den Tintenausstoß.

5. Tinienausstoßkopf nach einem der Ansprüche

I —4. dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenversor- jo gungsmündur._o (42, 68) und die Druckmündung (48, 72) größer ak die Tinfinauss'^ßmündung (38, 64) ausgebildet sind.