DE3050914C2

DE3050914C2 -

Info

Publication number: DE3050914C2
Application number: DE19803050914
Authority: DE
Inventors: Yutaka Tokio/Tokyo Jp Ebi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1980-05-19
Publication date: 1988-03-17
Also published as: JPS6250309B2; JPS55154169A; DE3019012C2; DE3019012A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Farbstrahldrucker nach dem Ober begriff des Anspruches 1.

Aus der GB-PS 14 84 368 ist bereits ein Farbstrahldrucker be kannt, der einen Behälter für die Druckfarbe umfaßt, wobei Nadelelektroden in der Druckfarbe angeordnet sind und die Spitzen der Nadelelektroden mit Druckfarbe bedeckt sind. Bei einer Ausführungsform dieses bekannten Farbstrahldruckers ist auch eine Gegenelektrode vorhanden und es sind Fördermittel vorgesehen, um einen Aufzeichnungsträger durch den Spalt zwi schen Gegenelektrode und den Spitzen der Nadelelektroden zu bewegen.

Um einen gezielten und gesteuerten Druckvorgang zu realisieren, ist bei diesem bekannten Farbstrahldrucker eine Steuereinrich tung für die Zufuhr von Drucksignalen zu den Nadelelektroden und der gemeinsamen Gegenelektrode vorgesehen.

Da sich die Spitzen der Nadelelektroden im Bereich des obe ren Flüssigkeitsspiegels der Farbe befinden, muß bei dieser bekannten Konstruktion der Füllungsgrad des Behälters mit der Druckfarbe fortwährend überwacht und auch nachgestellt werden, um ein zu tiefes Absinken des Flüssigkeitsspiegels der Druckfarbe in dem Behälter zu vermeiden und einen ein wandfreien Druckvorgang sicherzustellen, so daß hier eine Überwachungs- und Nachfülleinrichtung erforderlich ist. Auch kann aufgrund dieser bekannten Anordnung der Nadelelektroden der Farbstrahldrucker nur in einer ganz bestimmten Lage op timal betrieben werden und bereits geringfügige Schrägstel lungen des Behälters mit der Druckfarbe bringt die Gefahr mit sich, daß die Nadelelektroden den Oberflächenspiegel der Druckfarbe durchstoßen und nicht mehr benetzt werden. In die sem Fall ist ein einwandfreier Druckvorgang nicht mehr mög lich.

Eine ähnliche Anordnung von Druckfarbe und Nadelelektroden ist aus der Literaturstelle "IBM Technical Disclosure Bulletin", Vol. 20, Nr. 7, Dezember 77, Seiten 2814 und 2815, bekannt. Auch bei dieser bekannten Konstruktion sind bei einem Farb strahldrucker Nadelelektroden in einem Behälter mit Druck farbe angeordnet, und zwar derart, daß die Spitzen der Na delelektroden geringfügig über den Oberflächenspiegel der Druckfarbe vorstehen. Auch hier muß der Pegel der Druckfarbe innerhalb des Behälters fortwährend überwacht werden und nachgestellt werden, damit die oberen Spitzen der Nadelelek troden nicht zu weit aus der Flüssigkeit herausragen und da durch ein Druckvorgang nicht mehr möglich wird. Oberhalb des Behälters ist eine gemeinsame Gegenelektrode vorgesehen, wo bei ein Aufzeichnungsträger in einem Bereich zwischen Gegen elektrode und den Nadelelektroden hindurchbewegt wird. Auch diese bekannte Konstruktion ist sehr lageempfindlich und kann nur in einer ganz bestimmten Lage optimal betrieben werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Farbstrahldrucker der angegebenen Gattung zu schaffen, der in besonders kompakter Bauweise ausgeführt werden kann und die Möglichkeit bietet, in besonders einfacher Weise die Tröpfchengröße einstellen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich nungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Bei der Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung kann der Durchmesser des jeweils erzeugten Farbtröpfchens inner halb eines festgelegten Bereiches durch Einstellen der Strecke justiert werden, die das Ende der jeweiligen Nadel elektrode über die Außenfläche der Wandung hinaus vorsteht.

Aufgrund der Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung kann der Farbstrahldrucker auch in sehr verschiedener Win kellage aufgestellt werden, wobei dies keinerlei Einfluß auf die Druckqualität hat, wobei aber darüber hinaus auch Einrichtungen zum Überwachen des Pegels der Druckfarbe in nerhalb eines Behälters und eine geregelte Nachfülleinrich tung nicht mehr erforderlich sind.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Farbstrahldrucker mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Stirnwand dieses Farbstrahldruckers, und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Stirnwand des Behälters mit der spaltförmigen, kapillaren Ausstoßöffnung.

Der aus Fig. 1 ersichtliche, allgemein durch das Bezugs zeichen 11 angedeutete Farbstrahldrucker weist einen Farbausstoßkopf 12 auf. Dieser Ausstoßkopf 12 enthält ein Gehäuse 13, das an seiner Vorderseite durch eine Platte 14 verschlossen ist, die als Vorderwand 32 (siehe Fig. 3) dient. Die Druckfarbe wird dem Gehäuse 13 über einen Einlaß 16 von einer Förderpumpe (nicht darge stellt) zugeführt, die einen niedrigen, konstanten Druck liefert.

In der Platte 14 befindet sich eine kapillare Ausstoßöff nung, die in Fig. 1 durch das Bezugszeichen 17 und in Fig. 3 durch das Bezugszeichen 33 angedeutet ist.

In der Ausstoßöffnung 33 sind nebeneinander in einer Reihe Nadelelektroden angeordnet, die in Fig. 1 durch das Bezugszeichen 18 und in Fig. 3 durch das Bezugszei chen 34 angedeutet sind. Die Spitzen 18 a der Nadelelek troden 18 stehen etwas über die Vorderwand 32 des Behäl ters hinaus vor; die Nadelelektroden 18 bzw. 34 sind eng nebeneinander angeordnet.

Infolge der Kapillarkräfte bedeckt die Druckfarbe die Nadelelektroden 18 einschließlich ihrer Spitzen 18 a, d. h., die gesamte Fläche jeder Nadelelektrode 18 ein schließlich ihrer Spitze 18 a ist mit Farbe benetzt.

Die Vorderwand 14 oder zumindest der Teil der Vorderwand 14, der die Ausstoßöffnung 17 definiert, besteht aus einem Material, welches die Druckfarbe abstößt wie bei spielsweise aus Polytetrafluorethylen, insbesondere einem Copolymer von 4- oder 6-Ethylenfluorid. Die Nadel elektroden 18 werden aus einem Material mit hoher Ober flächenspannung, wie beispielsweise Wolfram, herge stellt. Die Druckfarbe haftet in der gezeigten Weise an der Nadelelek trode 18 und nicht an der Wandung der Ausstoßöffnung 17. Der Druck der Druckfarbe in dem Behälter 13 wird so ausgewählt, daß die Druckfarbe in der Ausstoßöffnung 17 einen nach außen gewölbten, konvexen Meniskus bildet, der über die Ausstoßöffnung 17 hinaus vorsteht und die Spitze 18 a der Nadelelektrode 18 bedeckt; infolge der Oberflä chenspannung kann jedoch die Druckfarbe nicht aus der Ausstoßöffnung 17 ausfließen.

Eine Gegenelektrode 19 befindet sich gegenüber dem Ende 18 a der Nadelelektrode 18. Ein zu bedruckendes Blatt Papier 21 wird zwischen der Vorderwand 14 und der Gegen elektrode 19 hindurchgeführt. Bei der Aufzeichnung wird das Blatt 21 im rechten Winkel zu der stationären Einheit aus Aufzeichnungskopf 12 und Gegenelektrode 19 verscho ben.

Soll ein Punkt auf dem Blatt 21 aufgezeichnet werden, so wird von einer Spannungsquelle 22 ein positives, elektri sches Potential an eine Nadelelektrode 18 angelegt, während von einer Spannungsquelle 23 ein negatives elektrisches Potential an die Gegenelektrode 19 angelegt wird. Die Druckfarbe an der Spitze 18 a der Nadelelektrode 18 wird dann durch das Zusammenwirken der elektrischen Kräfte zu der Gegenelektrode 19 hin angezogen, d. h., der Tropfen Druckfarbe fliegt von der Spitze 18 a zu dem Papier 21. Gleichzeitig wird das Tröpfchen Druckfarbe zerstäubt, so daß sich das gewünschte Punktmuster ergibt.

Die Kraft F, die die Druckfarbe von dem Ende 18 a der Nadelelektrode 18 zu der Gegenelektrode 19 bringt, hängt von der Dielektrizitätskonstanten der Druckfarbe, der Stärke des elektrischen Feldes im Bereich des Endes 18 a und von dem spezifischen elektrischen Widerstand der Druckfarbe ab und läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:

F = α · grad (E) ² + qE

wobei

α = die Polaritätskonstante der Druckfarbe,
q = die Ladung der Druckfarbe, und
E = die elektrische Feldstärke

sind.

Der Durchmesser des erzeugten Druckfarbentröpfchens kann innerhalb eines festgelegten Bereiches durch Änderung der Schärfe des spitzen Endes 18 a der Nadelelektrode 18 sowie durch Einstellung der Strecke justiert werden, die das Ende 18 a über die Außenfläche der Wandung 14 hinaus vorsteht.

Da das elektrische Potential zwischen der Nadelelektrode 18 und der Gegenelektrode 19 bei größeren Abständen abnimmt, sollten die Elektroden 18, 19 und das Blatt 21 nahe beieinander angeordnet werden. Dadurch ergibt sich außerdem eine größere Druckgenauigkeit und eine Verrin gerung der Abweichung der Druckfarbentröpfchen von der gewünschten Auftreffstelle, da etwaige Luftströmungen den Flug der Tröpfchen nicht beeinflussen können.

Für die Funktionsweise dieses Farbstrahldruckers ist auch vorteilhaft, wenn die verwendete Druckfarbe einen hohen elektrischen Widerstand hat. Gute Ergebnisse werden erreicht, wenn der spezifische elektrische Widerstand der Druckfarbe mehr als 10⁸ Ω cm beträgt.

Claims

1. Farbstrahldrucker

a) mit einem Behälter für die Druckfarbe,
b) mit in der Druckfarbe angeordneten Nadelelektroden, deren Spitzen mit Druckfarbe bedeckt sind,
c) mit Gegenelektroden,
d) mit einer Fördereinrichtung für den Transport eines Auf zeichnungsträgers durch den Spalt zwischen den Gegenelek troden und den Spitzen der Nadelelektroden, und
e) mit einer Steuereinrichtung für die Zuführung von Druck signalen zu den Nadelelektroden und den Gegenelektroden,

dadurch gekennzeichnet, daß

f) die Vorderwand (14, 32) des Behälters eine spaltförmige, kapillare Ausstoßöffnung (17, 33) aufweist,
g) in der spaltförmigen Ausstoßöffnung (17, 33) die Nadel elektroden (18, 34) eng nebeneinander angeordnet sind,
h) die Spitzen (18 a) der Nadelelektroden (18, 34) etwas über die Vorderwand (14, 32) des Behälters hinaus vorstehen,
i) der Überstand der Elektroden über die Behältervorderwand einstellbar ist,
j) die Wand der Ausstoßöffnung aus einem die Druckfarbe ab stoßenden Material besteht.

2. Farbstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nadelelektrode (18, 34) eine Gegenelektrode (19) zugeordnet ist.

3. Farbstrahldrucker nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß das Material der Wand der Ausstoßöffnung (17, 33) aus Polytetrafluoräthy len besteht.

4. Farbstrahldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Na delelektroden (18, 34) aus einem die Druckfarbe abstoßenden Material bestehen.

5. Farbstrahldrucker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Wolfram ist.

6. Farbstrahldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck farbe hohen elektrischen Widerstand von wenigstens 10⁸ Ω cm auf weist.