DE3247867A1

DE3247867A1 - Farbausstosskopf

Info

Publication number: DE3247867A1
Application number: DE19823247867
Authority: DE
Inventors: Michio Kawasaki Kanagawa Umezawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1981-12-23
Filing date: 1982-12-23
Publication date: 1983-07-07
Also published as: DE3247867C2; US4449135A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Farbausstoßkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft insbesondere einen Teil eines Farbausstoßkopfes, welcher eine Düsenöffnung und eine Farbkammer miteinander verbindet.

jQ In einem Farbstrahldrucker mit Aufladung und Ablenkung wird Farbe unter Druck einem Farbausstoßkopf zugeführt und aus einer Düsenöffnung als ein Farbstrahl ausgestoßen. Der Farbstrahl wird an einer vorbestimmten Stelle in eine Tröpfchenfolge aufgeteilt, selektiv geladen und abgelenkt, um Daten auf ein Blatt Papier zu drucken. Eine Vorbedingung bei dieser Art Drucker besteht darin, daß der Farbausstöß entsprechend einem Unterbrechungsbefehl scharf bzw. genau abgeschaltet wird. Wenn es zu einem vorübergehenden Einschwingzustand kommt, bei welchem die Stärke des Farb-Strahls langsam nachläßt, fallen die Farbtröpfchen einfach herunter, wodurch eine Ablenkelektrode und/oder Ladeelektroden verschmiert werden, die vor der Düsenöffnung angeordnet sind_/und wodurch schlimmstenfalls der Drucker beschädigt wird. Wenn darüber hinaus die Umgebung der Düsen-Öffnung durch Farbe verschmiert wird, die entlang des Kopfes heruntertropft, würde die Farbausstoßrichtung beeinflußt, was eine ungenaue Datenwiedergabe zur Folge hat. Es ist daher üblich gewesen, einen Farbausstoßkopf so auszuführen, daß, sobald ein solenoid^betätigtes Ventil für eine Farbzufuhr geschlossen wird, sich in einer Farbkammer im Innern des Kopfes augenblicklich ein Unterdruck bildet, um den Farbausstoß unmittelbar abzuschalten bzw. zu unterbrechen. Durch den Unterdruck in der Farbkammer wird Farbe aus der Umgebung der Düsenöffnung in die Farbkammer gesaugt, wodurch dann augenblicklich der Farbausstoß unterbrochen wird.

-A-

BAD ORIGINAL

Durch die Düsenöffnung wird jedoch nicht nur die Farbe, sondern auch Luft in die Farbkammer gesaugt/ so daß Blasen in die Farbkammer gelangen können. Wenn die Blasen nach dem Beginn des nächsten Farbausstoßes eine lange Zeit in der Farbkammer verbleiben, erzeugen die Blasen eine unerwünschte Dämpfung, durch welche der Schwingungs-Ubertragungswirkungsgrad erniedrigt wird, der zum Trennen und Aufteilen eines Farbstrahls in Tröpfchen erforderlich ist. Durch den nied-.rigeren Übertragungswirkungsgrad wird die vorbestimmte ¹^ Stelle verschoben, an welcher der Strahl in Tröpfchen aufgeteilt wird, was dann zur Folge hat, daß der Ladewirkungsgrad schwankt. Dann würde der Ablenkwert eines geladenen Farbtröpfchens geändert, wodurch ein auf einem Blatt Papier wiedergegebenes Bild gestört würde. Somit ist es wichtig, daß die in die Farbkammer gesaugten Blasen sofort aufgelöst werden, wenn nach einer gewissen Unterbrechung ein Farbausstoß wieder aufgenommen wird.

Gemäß der Erfindung soll daher ein Farbausstoßkopf ge-

schaffen werden, welcher in die Düsenöffnung gesaugte Blasen sofort wieder nach außen abgibt und bei welchem ein Zeitabschnitt auf ein Minimum herabgesetzt ist, bevor ein normaler Druckzustand erreicht ist. Darüber hinaus

soll gemäß der Erfindung ein Farbausstoßkopf geschaffen 25

werden, bei welchem die Qualität einer Datenwiedergabe besser ist und welcher hergestellt werden kann, ohne daß auf eine spezielle oder hochgenaue maschinelle Bearbeitung zurückgegriffen werden muß. Gemäß der Erfindung

ist dies bei einem Farbausstoßkopf nach dem Oberbegriff 30

des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen derErfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Farbkammer im allgemeinen trichterförmig ausgebildet,und ihr Durchmesser nimmt zu einem zu der Düsenöffnung hinweisenden

Ι Ende allmählich ab. Vorteilhafterweise weist ein Zwischenteil einen Vorsprung oder Ansatz auf, der von dem Düsenhalter vorsteht. Der Vorsprung oder Ansatz liegt an der Wandung der schalen- oder napfförmigen Vertiefung an. Der

£ Vorsprung oder Ansatz kann durch ein flexibles Teil ersetzt Werden, welches auch noch als Dichtung wirkt, um die Farbkafluner fluiddicht zu halten. Gemäß der Erfindung ist somit ein insgesamt verbesserte Farbausstoßkopf geschaffen.

IQ Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführung sförmen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. Ta und 1b Schnittansichten durch einen Düsenteil eines herkömmlichen Farbausstoßkopfes;

Fig. 2 einen Abschnitt eines Farbausstoßkopfes

gemäß der Erfindung;

Fig. 3 in größerem Maßstab einen Teil des in

Fig. 2 dargestellten Farbausstoßkopfes;

Fig. 4 eine Schnittansicht durch eine weitere Äus-■ _-■■-- führungsform der Erfindung und

■■■■'"..'- ^:V^:- " '

Fig. 5 eine· vergrößerte Teilansicht des in Fig.

4 dargestellten Farbausstoßkopfes.

das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird anhand von Fig. 1a und 1b kurz ein herkömmlicher FarbauSStößkopf beschrieben. Der Farbausstoßkopf weist einen Kopfhalter 10 auf, welcher auf der Innenseite eine Farbkammer 12 hat. Farbe wird in Fig. 1a und 1b von rechts nach links zugeführt, um die Farbkammer 12 zu füllen. Ein Öüillirfceii 14 ist in eine Ausnehmung eingesetzt, die am linken Mnae des Kopfhalters 10 ausgebildet ist. Die Farb-

BAD ORIGINAL

kanuner 12 ist durch eine Dichtung 16, die zwischen dem Düsenhalter 10 und dem Düsenteil 14 angeordnet ist, fluiddicht gehalten. Ein ringförmiger Ansatz 18 steht von dem Rand der Ausnehmung in dem Düsenhalter 10 vor und ist radial im Innern eingeklemmt, um den Düsenteil 14 fest in der Ausnehmung zu halten.

Der Düsenteil 14 ist an einer diametra^/mittigen Stelle und einer im allgemeinen schalenförmigen Ausnehmung oder Vertiefung 22 an deren axial inneren Ende mit einer Düsenöffnung 20 versehen. Die Vertiefung 22 ist an einem Ende mit der Düsenöffnung 20 und an ihrem anderen Ende mit der Farbkammer 12 verbunden. Folglich wird Farbe von der Farbkammer 12 an die Düsenöffnung 20 über die Vertiefung 22 übertragen und aus der Düsenöffnung 20 zu einem (nicht dargestellten) Blatt Papier hin ausgestoßen.

Der Durchmesser DA der Düsenöffnung 20 ist etwa 30μΐη klein, während der Durchmesser DB am anderen Ende der Vertiefung

^O 22 nahe bei der Kammer 12 etwa 1,7mm beträgt. Infolge eines derart kleinen Durchmessers der Düsenöffnung 20 muß das Düsenteil maschinell bearbeitet werden, um zuerst die schalenförmige Vertiefung 22 und dann die Düsenöffnung 20 auszubilden. Aufgrund des maschinellen Bearbeitungsvorgangs

^ΛΌ ist es ziemlich schwierig, den Durchmesser DB der Vertiefung 22 zu verkleinern. Wenn Blasen bei Beendigung eines Farbausstoßvorgangs über die Düsenöffnung 20 in den Kopf gesaugt werden, wie durch Bezugszeichen 24 in Fig. 1b angedeutet ist, bleiben diese in einem oberen Teil der schalen-

förmigen Vertiefung 22 zurück, deren Durchmesser viel größer ist als der der Düse 20. Nach dem Beginn der nächsten Farbausstoßung aus dem Kopf ist eine beträchtliche Zeitspanne erforderlich, bis sich alle Blasen 24 nach außen verflüchtigt haben.

Anhand von Fig. 2 und 3 wird nunmehr ein Farbausstoßkopf gemäß der Erfindung beschrieben, bei welchem die vorste-

— 7 —

α<4 «mo«

hend beschriebene Schwierigkeit nicht mehr vorhanden ist. Wie dargestellt, weist der Farbausstoßkopf einen Hauptteil 30 auf, welcher mit einer etwa trichterförmigen Farbkammer 32 versehen ist. Der Durchmesser der Farbkammer 32 nimmt von rechts nach links allmählich ab. wie in Fig. 2 dargestellt ist. Ein Düsenhalter 34 ist über einen mit Außengewinde versehenen Teil 36, welcher am Außenumfang eines nach links vorstehenden Ansatzes des Hauptteils 30 ausgebildet ist, fest an dem Hauptteil 30 gehaltert. Erforderlichenfalls kann die feste Verbindung des Düsenhalters 34 an dem Hauptteil 30 auch durch ein Aufpressen oder "Aufdichten" entlang des Umfangs bewirkt werden, wie anhand von Fig. 1a beschrieben ist. Eine Dichtung 38 ist -zwischen dem Hauptteil 3 0 und dem Düsenhalter 34 angeordnet, um die trichterförmige Farbkammer 32 fluiddicht zu halten.

Eine Schwingungsplatte 4 0 ist am rechten Ende des Hauptteils 30 durch eine Schraubbolzen- und Mutteranordnung 42 befestigt. Die Schwingungsplatte 40 liegt mit ihrer links-

seitigen Fläche der Farbkammer 3 2 gegenüber und trägt auf ihrer rechtsseitigen Fläche ein piezoelektrisches oder ähnliches Schwingungserzeugendes Element 44. Das Schwingungselement 44 ist mit der Platte 40 verbunden oder auf andere Weise an dieser befestigt. Leitungen 46 und 48 verlaufen von einer (nicht dargestellten) Energiequelle zu dem Schwingungselement 44, so daß eine von derEnergiequelle angelegte Spannung bewirkt, daß der Schwingungserzeuger 44 in Schwingung gerät. Diese Schwingung wird an die Schwingungsplatte 40 und durch diese an die Farbe im Innern der 30

Farbkammer 32 übertragen.

Die Farbe wird über ein Einlaßverbindungsteil 50 in die Kammer 32 eingeführt, wie durch einen Pfeil FA angedeutet

ist; das Einlaßverbindungsteil 50 ist in einem oberen 35

Teil des Hauptteils 30 aufgenommen. Dichtungen 52 und 54 sind zwischen dem Hauptteil 30 und der Schwingungsplatte

BAD ORIGINAL

* bzw. zwischen dem Hauptteil 3 0 und dem Einlaßverbindungsteil 50 angeordnet, um dadurch bezüglich der Farbkammer eine fluiddichte Abdichtung zu bewährleisten. Ein Düsenteil 56 ist an einer radial ausgebildeten Zentralfläche am linken Ende des Düsenhalters 34 angebracht, wie auf Fig. 2 zu ersehen ist. Das Düsenteil 56 weist in seiner Mitte eine Düsenöffnung 58 und auf seiner Innenseite eine im allgemeinen napfförmige Vertiefung 6 0 auf. Die Vertiefung 60 ist mit der Düsenöffnung 58 verbunden. Eine Dichtung 62 !0 ist zwischen dem Düsenhalter 34 und dem Düsenteil 56 vorgesehen, um bezüglich der Farbkammer 3 2 eine fluiddichte Abdichtung zu schaffen.

Wie am besten in Fig. 3 dargestellt, weist der Düsenhal- *° ter 32 in seiner Mitte einen Durchgang 64 auf, welcher bezüglich der trichterförmigen Farbkammer 3 2 ausgerichtet und mit dieser in Verbindung steht. Der Düsenhalter 34 weist in dem Abschnitt, welcher mit dem Durchgang 64 versehen ist und dem Düsenteil 56 gegenüberliegt, einen Vor^u sprung oder Ansatz 66 auf. Die Außenkontur oder -form des Ansatzes oder Vorsprungs ist genau komplementär zu der Innenkontur oder -form der Vertiefung 60 in dem Düsenteil 56. Folglich liegt der Ansatz 56 genau in der Vertiefung 60, so daß die Farbkammer 32 über den Durchlaß 64 mit der Düsenöffnung 58 in Verbindung steht.

Während des Betriebs wird Farbe über das Einlaßverbindungsteil 50 der Farbkammer 32 zugeführt, wie durch den Pfeil

FA in Fig. 2 angedeutet ist. Wenn dann eine Spannung an 30

das schwingungserzeugende Element 44 angelegt wird, wird die sich dadurch ergebende Schwingung des Schwingungselements 44 über die Schwingungsplatte 40 an die Farbe im Innern der Kammer 32 übertragen. In der Folge wird dann ein Farbstrahl aus der Düsenöffnung 58 auf ein (nicht dargestelltes) Blatt Papier ausgestoßen.

Sobald der Farbausstoß beendet ist, entwickelt sich ein Unterdruck in der Farbkammer 32. Durch den Unterdruck wird über die Düsenöffnung 58 in die Farbkammer 32 nicht nur die Farbe,sondern auch ein Teil der Außenluft gesaugt,und die Luft kann dann in Form von Blasen in der Farbe verbleiben. Gemäß der Erfindung werden solche Blasen zum Teil deswegen;, weil die Farbkammer 32 einen Durchmesser hat, der zu der Düsenöffnung 58 hin allmählich abnimmt, und zum Teil deswegen schnell an die Außenseite abgegeben, weil die Vertie-

IQ fung 60 in dem Düsenteil 56 zum Teil mit dem Vorsprung oder Ansatz 66 ausgefüllt ist. Der Durchlaß 64 in dem Düsenhalter 34 ist maschinell bearbeitet und hat einen Durchmesser von beispielsweise 0,4 bis 0,6mm, was genauso gut erreichbar ist, wie der Durchmesser der Düsenöffnung 58.

Anhand von Fig. 4 und 5 wird eine weitere Ausführungsform eines Farbausstoßkopfes gemäß der Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform entspricht im wesentlichen der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform, und folglich sind Bauelemente, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet^und werden nicht noch einmal beschrieben.

In Fig. 4 und 5 ist ein Düsenhalter 134 nicht mit dem Ansatz oder Vorsprung 66 ausgebildet, wie er in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Im einzelnen ist der Ansatz oder Vorsprung 66 durch ein flexibles Teil 162 ersetzt, das einen Durchlaß 164 aufweist und in dem Raum gehalten.ist,der zwischen der Wandung der Vertiefung 60 des Düsenkörpers 56 und des Düsenhalters 134 festgelegt ist. Das flexible Teil 162 ist aus einem entsprechend flexiblen Material, wie Gummi, Kautschuk oder Weichkunststoff _/ und wirkt gleichzeitig in dreifacher Weise: es hält die Farbkammer 32 ähnlich wie die in Fig. 2 und 3 dargestellte Dichtung 62 fluiddicht, es füllt den Zwischenraum zwischen dem

- 10 -

BAD ORIGINAL

Düsenkörper 56 und der Vertiefung 60 genau aus, und es schafft eine Fluidverbindung zwischen der Farbkammer 32 und der Düsenöffnung 48. Selbst wenn die Bearbeitungsgenauigkeit des Düsenhalters 134 und des Düsenkörpers 56 ziemlich unzureichend ist, füllt bei dieser Anordnung das flexible Teil 162 den sich ergebenden Spalt zwischen der Wandung der Vertiefung 60 und dem Düsenkörper 56 mit Erfolg aus.

¹^ Durch die Erfindung ist somit ein Farbausstoßkopf geschaffen, welcher ohne weiteres und schnell Blasen abgibt und austrägt, welche in die Farbkammer gesaugt worden sind, welcher wirksam Farbtröpfchen bildet, um eine hochqualitative Datenwiedergabe zu fördern.und bei welchem die

¹^ Notwendigkeit einer speziellen hochgenauen Bearbeitung .. entfällt. Im Rahmen derErfindung sind noch verschiedene Abwandlungen möglich. Beispielsweise können der in Fig. 2 und 3 dargestellte Ansatz oder Vorsprung 66 und das in Fig. 4 und 5 dargestellte^ flexible Teil 162 in Kombination verwendet werden. Auch ist die Ausbildung der Farbkammer nicht auf die dargestellte und beschriebene trichterförmige Ausbildung beschränkt, sondern sie kann auch durch eine andere Form ersetzt werden, solange sie gut mit der

Farbkammer in Verbindung steht.
25

Ende der Beschreibung

-/14-

Leerseite

Claims

BERG · -STAPF ; SgCrityABt>**SANDMAIR - - -

MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN 80

Anwaltsakte: 32 556

Ricoh Company, Ltd. Tokyo / Japan

Farbausstoßkopf

Patentansprüche

f 1.jFarbausstoßkopf mit einem Hauptteil und einem Düsenteil, das an dem Kopf durch einen Düsenhalter befestigt ist_f wobei das Düsenteil so bearbeitet wird, daß es eine im allgemeinen schalen- oder napfförmige Vertiefung und dann eine Düsenöffnung aufweist, gekennzeichnet durch eine Farbkammer (32), die in dem Hauptteil (30) ausgebildet ist, und der Farbe von außerhalb des Kopfes zugeführt wird; durch ein Zwischenteil (66; 162) zum Ausfüllen eines Raumes, der zwischen der Wandung der schalen- oder napfförmigen Vertiefung (60) und dem Düsenhalter (34) festgelegt ist, und durch einen Durchlaß (64; 164), der in dem Zwischenteil (66; 162) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Farbkammer (32) und der Düsenöffnung (58) zu schaffen.
2. Farbausstoßkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbkammer (32) im allgemeinen trichterförmig ausgebildet ist, und ihr Durchmesser zu dem einen, zur Düsenöffnung (58) hin führenden Ende allmählich abnimmt und enger wird.
VII/XX/Ktz - 2 -

-2-
3. Farbausstoßkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil einen Vorsprung oder Ansatz (66) aufweist, der von dem Düsenhalter (34) vorsteht und an der Wandung der schalen- oder napfförmigen Vertie-

fung (60) anliegt.
4. Farbausstoßkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenteil ein flexibles Teil (162) aufweist.
5. Farbausstoßkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Teil (162) auch noch als Dichtung wirkt, um die Farbkammer fluiddicht zu halten.