DE69701968T2 - Elektrode für drucker - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrode für einen Drucker unter Anwendung dergleichen oder ähnlicher Technologie, wie sie in der WO-A-93-11866, PCT/GB95/01215 und WO-A-94-18011 beschrieben ist.
• Um einen effektiven Ausstoß aus Geräten dieses Typs zu erzielen, ist es wünschenswert, daß die das auszustoßende Material beinhaltende Träger- oder Hilfsflüssigkeit sich so weit wie möglich in Richtung der Spitze des Ausstoßortes nach vorne erstreckt.
• Ein Ausstoßgerät zum ausstoßen von Material aus einer Flüssigkeit, das ein Ausstoßelement zum Beinhalten der Flüssigkeit im Gebrauch umfaßt und einen Vorsprung in dem Element aufweist, ist in der US-A-5 144 340 gezeigt.
• Gegenüber diesem Stand der Technik ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung einen vorbestimmten Ort für einen Meniskus der Flüssigkeit an einer Öffnung in der Zelle definiert und daß eine Ausstoßelektrode in dem Element angeordnet ist an einer Stelle im Inneren der Öffnung des Elementes in Bezug auf den vorbestimmten Ort.
• Der Vorsprung kann derart angeordnet sein, daß er durch Flüssigkeit in dem Element an mehr als einer Seite kontaktiert wird.
• Die Einrichtung zum Definieren eines vorbestimmten Ortes für einen Meniskus der Flüssigkeit umfaßt vorzugsweise einen im wesentlichen dreieckig geformten, isolierenden Separator. Durch Anordnen der Separatoren in dieser Form wurde herausgefunden, daß der Meniskus der Trägerflüssig keit sich weiter vorwärts erstreckt als im Falle eines Elements zylinderischer Ausgestaltung.
• Vorzugsweise hat ein Teil der Elektrode ebenfalls eine dreieckig geformte Verjüngung hin zu einem von der Öffnung weg liegendem Scheitel, erstreckt sich jedoch nicht bis zur Spitze des Separators nach vorne und liegt damit an einer Stelle hinter dem vorbestimmten Ort des Meniskus der Flüssigkeit.
• In einer alternativen Ausgestaltung sind die Elemente zwischen den Separatoren des weiteren begrenzt durch innere Wände, derart, daß jedes Element ein Paar Arme hat, von denen sich jedes entlang einer der Außenoberflächen der Separatoren erstreckt. Flüssigkeit kann dann in einer Bahn entlang eines der Elementenarme fließen, hin zu dem Ausstoßort und dann von dem Ausstoßort weg entlang des anderen Arms bzw. der Mulde.
• In einer alternativen Ausgestaltung umfaßt die Einrichtung zum Definieren des vorbestimmten Ortes des Meniskus einen im wesentlichen dreieckigen, isolierenden Separator und einen im wesentlichen rechteckigen isolierenden Separator.
• Vorzugsweise sind bei dieser Ausgestaltung die Elemente zwischen den Separatoren auch des weiteren definiert durch innere Wände, derart, daß jedes Element einen Kanal ausbildet, in dem Flüssigkeit strömen kann. Ein dreieckiger Separator hat an einem Ausstoßort einen Scheitel, dessen Form den vorbestimmten Ort des Meniskus definiert.
• Ein Beispiel eines Druckers, der erfindungsgemäße Elektroden beinhaltet, wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:
• Fig. 1 eine isometrische Vorderansicht eines Teils eines Druckkopfes;
• Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils des Druckkopfes der Fig. 1;
• Fig. 3 eine isometrische Vorderansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Teils eines Druckkopfes;
• Fig. 4 eine teilweise perspektivische Ansicht eines Teils eines weiteren Druckkopfes, der ein erfindungsgemäßes Ausstoßgerät beinhaltet;
• Fig. 5 eine Ansicht ähnlich der der Fig. 4 in Darstellung weiterer und alternativer Merkmale des Ausstoßgerätes und
• Fig. 6 teilweise Schnittansichten durch ein Element der Fig. 4.
• Der Druckkopf 1 ist so ausgestaltet, daß er in der Weise arbeitet, wie sie in den obigen internationalen Anmeldungen beschrieben ist und ist in dem vorliegenden Beispiel so gezeigt, daß er vier parallele Elemente 2 umfaßt, die voneinander getrennt sind durch dreieckig geformte Trennwände 3 und in denen jeweils im Gebrauch eine Trägerflüssigkeit 4 für partikelförmiges Pigmentmaterial strömt, das dazu verwendet wird, ein Bild auf einem darunterliegenden Substrat auszubilden. Der Betriebsmechanismus ist so, wie er in den PCT-Anmeldungen beschrieben ist und wird hier nicht weiter im Detail beschrieben.
• Das rückwärtige Teil jedes Elements 2 ist durch Seitenwände 5 verschlossen, welche dadurch in diesem Beispiel eine Kammer oder Kammern (nicht gezeigt) hinter den Elementen 2 definieren. Die Enden des Druckkopfes sind durch sich verjüngende Wände 8 ausgebildet. Jedes Element 2 hat eine Spitze oder einen vorderen Abschnitt mit einer Öffnung, in welchen sich der vordere Teil 6' einer Ausstoßelektrode 6 erstreckt, wobei jede der Elektroden - wie am besten in Fig. 1 gezeigt ist - dreieckige Form hat. Fig. 2 stellt die Positionierung des Meniskus 7 der Trägerflüssigkeit dar und zeigt die Position des vorderen Teils 6' der Elektrode in jedem der Elemente, hinter dem Meniskus 7.
• Die dreieckige Form der Trennwände 3 an ihrer Vorderkante gestattet es jedem Meniskus 7, sich weiter nach vorne zu erstrecken als im Falle, in dem Separatoren flach oder vorne geradkantig sind und dies verbessert den Ausstoß des Materials aus der Trägerflüssigkeit.
• Fig. 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem das zwischen den rechteckigen Separatoren 10 ausgebildete Element 2 trogartig ist. Der in dem Element am Ausstoßort ausgebildete dreieckige Separator 9 bewirkt, daß der Meniskus der Trägerflüssigkeit von der Ebene des Elements hin zu einem vorbestimmten Ort hervorsteht. Die an den Wänden des Elements 2 ausgebildete Elektrode 11 liegt hinter diesem vorbestimmten Ort.
• Es sei festgehalten, daß es vorgesehen ist, daß mehrere Elemente in unmittelbarer Nähe verwendet werden können, obgleich Fig. 3 ein Einzelelement darstellt.
• Andere Beispiele sind in den Fig. 4 bis 6 dargestellt. Fig. 4 zeigt Teil eines Druckkopfes 1 vom Matrixtyp, wobei der Druckkopf einen Körper 2 aus einem dielektrischen Material wie beispielsweise aus einem Kunstharzmaterial oder einer Keramik umfaßt. Eine Reihe von Nuten bzw. Schlitzen 3 sind in den Körper 2 eingearbeitet und hinterlassen zwischenliegende, plattenartige Stege 4. Die Nuten 3 sind jeweils mit einem Tinteeinlaß und einem Tinteauslaß (nicht gezeigt, jedoch angegeben durch die Pfeile I & O) versehen, die an gegenüberliegenden Enden der Nuten 3 angeordnet sind, so daß fluidartige Tinte, die auszustoßendes (wie in unseren früheren Anmeldungen beschrieben) Material trägt, in die Nuten geführt und abgereichertes Fluid herausgeführt werden kann.
• Jedes Paar aneinandergrenzender Nuten 3 definiert ein Element 5, wobei der plattenartige Steg oder Separator 4 zwischen den Paaren von Nuten 3 eine Ausstoßstelle für das Material definiert und einen Ausstoßort (Ejection Upstand) 6, 6' hat. In der Zeichnung sind zwei Elemente 5 gezeigt, wobei das Element 5 linker Hand einen Ausstoßort 6 von im allgemeinen dreieckiger Form hat und das Element 5 rechter Hand einen Ausstoßort abgestumpfter Form. Jedes Element 5 ist durch einen Elementeseparator 7 getrennt, der durch einen der plattenartigen Stege 4 gebildet ist und die Ecke des Separators 7 ist so geformt oder wie gezeigt abgekantet, daß sie eine Oberfläche 8 vorsieht, die es dem Ausstoßort gestattet, nach außen aus dem Element, über das Äußere des Elementes - das durch die abgekanteten Oberflächen 8 begrenzt wird - herauszuragen. Ein abgestumpfter Ausstoßort 6' ist in dem Endelement 5 verwendet, um von den elektrischen Federn herrührende Effekte an den Enden zu reduzieren, die wiederum von Spannungen stammen, die an den Ausstoßelektroden 9 angelegt wurden, die als metallisierte Oberflächen an den Flächen der plattenartigen Stege 4, die zu den Ausstoßorten 6, 6' (d. h., den inneren Flächen jedes Elementeseparators) weisen, vorgesehen sind. Wie aus der Fig. 6 erkennbar ist, erstrecken sich die Ausstoßelektroden 9 über die Seitenflächen der Stege 4 und die Bodenoberflächen 10 der Nuten 3. Das präzise Ausmaß der Ausstoßelektroden 9 wird von dem speziellen Design und dem Zweck des Druckers abhängen.
• Fig. 5 stellt zwei alternative Formen für die Seitenabdeckungen des Druckers dar, wobei die erste eine einfache geradkantige Abdeckung 11 ist, welche die Seiten der Nuten 3 entlang der geraden Linie schließt, wie dies in dem oberen Teil der Figur gezeigt ist. Ein zweiter Typ Abdeckung 12 ist im unteren Teil der Figur zu sehen, wobei die Abdeckung immer noch die Nuten 3 verschließt, jedoch eine Reihe von Randschlitzen 13 aufweist, die mit den Nuten fluchten. Diese Art von Abdeckkonstruktion kann verwendet werden, um die Definition bzw. Festlegung der Position bzw. des Ortes des Fluidmeniskus zu verstärken, der sich im Gebrauch ausbildet und die Abdeckungen - von welcher Form auch immer - können dazu verwendet werden, Oberflächen zu liefern, auf denen die Ausstoßelektrode und/oder Sekundär- oder zusätzliche Elektroden ausgebildet werden können, um den Ausstoßvorgang zu verstärken.
• Fig. 5 zeigt auch eine alternative Form der Ausstoßelektrode 9, mit einer zusätzlichen metallisierten Oberfläche auf der Fläche des Steges 4, der den Ausstoßort 6, 6' trägt. Dies kann bei dem Ladungsausstoß helfen und die vorwärts gerichtete Komponente des elektrischen Feldes verbessern.
• Fig. 6 zeigt eine teilweise Schnittansicht durch eine Seite des einen der Elemente 5 der Fig. 4, wobei eine Sekundärelektrode 19 so dargestellt ist, daß sie auf der abgekanteten Fläche 8 auf den Stegen 4 des Elementeseparators angeordnet und daher im wesentlichen längs des Ausstoßortes angeordnet ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) kann die Sekundärelektrode wenigstens zum Teil auf der Fläche des Steges 4 des Elementeseparators (und daher rückwärts zum Ausstoßort) ausgebildet sein, wobei die Ausstoßelektrode auch auf der Fläche, jedoch davon getrennt ist.

Claims (8)

1. Ausstoßgerät zum Ausstoßen von Material aus einer Flüssigkeit (4), mit:

einem Ausstoßelement (2) zum Beinhalten der Flüssigkeit bei Gebrauch, wobei das Element einen in dem Element angeordneten Vorsprung (3) hat,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Vorsprung (3) einen vorbestimmten Ort für einen Meniskus (7) der Flüssigkeit an einer Öffnung in dem Element definiert und

eine Ausstoßelektrode (6) in dem Element (2) an einer Stelle im Inneren der Öffnung des Elementes in Bezug auf den vorbestimmten Ort angeordnet ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei der Vorsprung (3) derart angeordnet ist, daß er an mehr als einer Seite von Flüssigkeit kontaktierbar ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Vorsprung (3; 6 Fig. 4) zum Definieren des vorbestimmten Ortes für den Meniskus der Flüssigkeit im wesentlichen dreieckige Form hat.

4. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Elemente zwischen Separatorwänden (3; 7 Fig. 4) definiert sind.

5. Gerät nach Anspruch 4, wobei jedes Element (5) ein Paar Arme bzw. Mulden hat, von denen jedes sich an den Außenoberflächen der Separatoren (7) angrenzend, erstreckt, wobei Flüssigkeit in einer Bahn entlang eines der Elementenarme zum Ausstoßort strömen kann und dann von dem Ausstoßort weg, entlang des anderen Armes.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der vorbestimmte Ort des Meniskus auch teilweise definiert ist durch einen im wesentlichen rechteckigen, isolierenden Separator (4).

7. Gerät nach Anspruch 6, wobei ein Abschnitt der Ausstoßelektrode (6) eine dreieckige Form hat, die sich zu einem Scheitel von der Öffnung weg, verjüngt, sich jedoch nicht soweit vorwärts erstreckt wie die Spitze des dreieckigen Separators und damit an einer Stelle hinter dem vorbestimmten Ort des Meniskus der Flüssigkeit liegt.

8. Ausstoßgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Vielzahl derartiger Ausstoßelemente (2).