專利名稱:具有偏轉電極的打印頭和打印機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及打印機的打印頭領域。本發(fā)明特別涉及用于充電墨滴的偏轉電極的改進。本發(fā)明還涉及裝有這種改進式打印頭的噴墨打印機。
背景技術：
噴墨打印機在技術方面主要可分為兩種類型，一種是“按需型”噴墨打印機，另一種是連續(xù)噴墨的打印機“按需型”噴墨打印機主要是辦公用打印機，能夠利用黑色和白色或者彩色打印文字和圖形。
“按需型”噴墨打印機可直接且獨特地產生所要求打印的圖案所需的墨滴。這些打印機的打印頭包括多個油墨噴口，這些油墨噴口通常按照噴口的排列軸線對齊，并且每一個噴口對應于打印支承件上的一個唯一的點。當噴口的數(shù)量足夠多時，通過使在打印頭下方的打印支承件沿著垂直于噴口的排列軸線的方向進行簡單的移動來執(zhí)行打印。另外，打印支承件相對于打印頭的輔助掃描是必不可少的。
連續(xù)噴墨打印機通常用于標記和編碼的工業(yè)應用中。
下面將對連續(xù)噴墨打印機的常規(guī)功能進行描述。保持在壓力下的導電油墨從標準噴口排出，這樣形成油墨射流。所形成的油墨射流在周期性刺激裝置的作用下在空間中的一個獨特位置處以規(guī)則的時間間隔分裂。通常利用設置在油墨和噴口上游中的壓電晶體的周期性振蕩在所述射流分裂點引起這種油墨射流的強制性分裂。連續(xù)射流從分裂點起轉變成以規(guī)則的方式隔開的且相同的系列墨滴。緊接著分裂點放置第一組電極，這些電極被稱為“充電電極”，它們的功能是為該系列墨滴中的每一個墨滴選擇性地傳輸預定量的電荷。射流的該組墨滴接著通過第二列電極，這些電極被稱為“偏轉電極”，這些電極能夠形成將改變帶有電荷的墨滴運動軌跡的電場。
在第一種變型中，對于被稱為偏離式連續(xù)噴墨打印機的打印機，被傳輸?shù)缴淞鞯哪蔚碾姾闪渴强勺兊牟⑶颐恳粋€墨滴記錄與先前施加于其上的電荷量成比例的一偏轉量。墨滴所達到的打印支承件位置是該電荷量的函數(shù)。未偏轉的墨滴被墨槽回收并且返回油墨回路循環(huán)使用。
本領域普通技術人員已經(jīng)知道，需要一種特定的裝置以在油墨射流分裂和施加油墨充電信號的兩個瞬時之間確保恒定的同步。應該注意的是，這種技術由于其產生多個偏轉層而能夠使一個噴口通過連續(xù)的片段(即，給定寬度的點列)打印整個圖案。通過使基體相對于垂直于所述片段的打印頭連續(xù)移動能夠實現(xiàn)從一個片段到另一個片段的打印。在要求打印寬度略寬于一個獨立的片段的寬度的應用中，可將幾個單噴口打印頭，通常為2至8個，集中放置在同一殼體內。
偏離式連續(xù)噴墨打印機的第二種變型被稱為雙重式連續(xù)噴墨打印機，這種打印機與上述類型打印機的不同之處主要在于，對墨滴產生單一的偏轉層。因此，文字和圖案的打印需要使用多噴口打印頭。噴口之間的中心距離與打印支承件上的沖擊點的距離是一致的。應該注意的是，打印所用的墨滴通常是非偏轉墨滴。雙重連續(xù)噴墨打印機用于高速打印應用中，諸如書寫地址或個人文件。
應該強調的是，連續(xù)噴墨技術需要對油墨加壓，這樣可使打印距離，即打印頭的下表面和打印支承件之間的距離，達到20毫米，或者比按需型噴墨打印機的打印距離大10至20倍。
本領域普通技術人員可根據(jù)下列兩種方法優(yōu)化偏轉電極的布置形式。
附圖中的
圖1至圖4示意性地示出了這些方法。
第一種偏轉方法(所謂的等電勢)是最古老的。其中使用兩個金屬電極，它們具有彼此相對的表面(被稱為有效表面)。系列墨滴通過有效表面之間的間隙。每一個有效表面相對于油墨射流產生一個恒定且均勻的電勢。特別使用兩個實施例來說明。
第一個實施例如圖1中所示。
打印機包括裝有導電油墨110的儲墨容器111，導電油墨110通過分配通道113被分配到墨滴生成裝置116。墨滴生成裝置116通過對分配通道113中的油墨加壓而形成油墨射流，并且使油墨射流分裂成系列墨滴。利用充電電極120選擇性地使這些墨滴帶有電荷，利用電壓產生裝置121為充電電極120供電。帶電墨滴通過在兩個偏轉電極2、3之間的間隙。根據(jù)它們所帶的電荷，它們出現(xiàn)或多或少的偏轉。偏轉程度最小或者非偏轉的墨滴被導向油墨回收部件或墨槽6，而其它偏轉墨滴被導向由支承件13所攜帶的基體27。這樣，可使達到基體27的一束激發(fā)的連續(xù)的墨滴轉向低端位置、高端位置和連續(xù)的中間位置。這束激發(fā)的墨滴整體上形成寬度為ΔX并且與相對于打印頭和基體的進給位置Y垂直的打印行。打印頭是由用于產生油墨射流并將油墨射流分裂成墨滴的裝置16、充電電極120、偏轉電極2，3以及墨槽6形成的。該打印頭通常被封裝于殼體(未示出)中。在一束激發(fā)的墨滴中的第一個墨滴和第二個墨滴之間的時間是非常短的。因此，盡管打印頭和基體之間是連續(xù)移動的，也可認為在噴射一束墨滴的時間內基體相對于打印頭是不移動的。以規(guī)則的間隔噴射墨滴束。打印頭和基體之間的相對移動的組合以及導向基體的每一束墨滴的選擇能夠打印任何圖案(諸如在圖1中由附圖標記28所示的)。在下面的描述中，僅考慮由噴口排出的油墨射流所形成的墨滴系列1中墨滴的偏轉電極。
對于所述墨滴的偏轉，通過施加電壓Vd形成一個非常強大的電場Ed，電壓Vd在由兩個平行板2，3所形成的兩個電極2，3之間是恒定的。產生在電極2，3的有效表面之間的電場Ed的值可通過減去一個安全限度值使該數(shù)值略低于對應于有效表面之間的間隙e的破壞電場的值，此值被認為是最佳值。
這種構思的特征在于其簡單性，但是也具有許多不便之處-e值(通常為5毫米)較高，必須能用通常的打印距離打印很寬的片段。這樣一個間隙意味著使用數(shù)值很高的Vd(大約8kV)，數(shù)值這么高的電壓不能產生在打印頭內，這是由于缺少空間而導致的，因此需要復雜的連接器件并且通常需要提高每一個電極與相對于油墨的參考電勢符號相反的電勢；-這樣一個電勢差值還需要考慮打印頭中其它金屬元件(諸如，充電電極、回收墨槽或殼體)之間的最小間隙以避免出現(xiàn)任何的電破壞。整體尺寸的增大導致墨滴路徑不必要的延長，這一段時間內可能會產生空氣動力或靜電干擾，這對于墨滴印支承件上的沖擊精度是有害的；-本領域普通技術人員已經(jīng)知道，處于一種氣態(tài)介質(諸如空氣)下的電極之間的破壞電場的數(shù)值是兩個電極之間的間隙e的一個遞減函數(shù)。第一實施例的特征是e值較高以及相對于避免受到破壞的限制，其限制了偏轉電場Ed的值低于最佳值。這樣，寬片段的打印需要高偏轉板(通常為25毫米)以便利用電場的較長作用達到所需的最大偏轉。這個特征還會延長墨滴到打印支承件的路徑。
圖2中示意性地示出了第二種偏轉方法，與上述第一種偏轉技術的不同之處在于，兩個有效表面中的至少一個中的至少一個部分相對于油墨射流軸線1形成一個非零角度。這種幾何形式是最常見的并且是非常簡單的。在由板2，3所形成的兩個電極2，3的布置20上游的部分15中，兩個板是平行的并且它們之間的間隙通常小于在第一實施例中的間隙。在兩個板2，3之間并且在該上游部分15中的電場所達到的強度至少等于第一實施例中的強度，但是電勢差較低。為了能夠進行寬片段的打印，必須避免墨滴帶有最大的電量以及發(fā)生最大的偏轉，以防止朝向電極3偏轉的墨滴與電極3發(fā)生碰撞。這種解決方案還包括相對于油墨射流的軸線傾斜的電極3的下游部分16。顯然，在該下游區(qū)域中的電場值非常明顯地降低，不再是最佳值，這使偏轉效果大大地降低。因此，第二種變型與第一種變型相比，其主要優(yōu)點在于利用較低的電勢差可以達到幾乎等效的性能。
為了獲得關于這里所述的雙重式連續(xù)噴墨打印機或偏離式連續(xù)噴墨打印機內的這樣偏轉裝置的其它細節(jié)，可以參見專利申請WO89/03768和WO 98/28148。在后一種方法中，應該注意的是，兩個偏轉電極中的其中一個通常被取消。
專利申請FR 77 33131提出了一種變型，如圖3中所示，其中墨滴偏轉所朝向的有效表面具有在縱向和橫向的兩個曲率。采用這些曲率所導致的凸形能夠消除任何金屬陡沿，從而使發(fā)生電破壞的風險達到最小。電極3的有效表面17的縱向曲率還提供了在帶有強電場的上游部分15和帶有低電場的下游部分16之間的改進的過渡。
為了能夠沿著墨滴的路徑始終保持最佳的偏轉效果，人們已經(jīng)提出了另一種技術途徑(所謂的“非等電勢”)，其中兩個有效表面2，3中的至少一個保持一種恒定但非均勻的電勢。專利申請GB 2 249 995A披露了這種構思的兩種不同的方案。第一個方案是，如圖4中所示，使用兩個平面式金屬電極2，3，金屬電極2，3之間產生一個電勢差Vd。在金屬電極2，3中的一個電極3上增加一個由絕緣材料制成的部分18，其形狀類似于橢圓形柱體的一部分。該部分的曲線形表面19面對油墨射流1并且構成了該偏轉裝置的有效表面，在曲線形表面19上的電勢是非均勻的。絕緣材料的介電常數(shù)是已知的并且大于空氣的介電常數(shù)，因此在該文獻中所給出的建議是，以這樣一種方式調整部分18的曲線，使其同時遵循帶電量最高的墨滴的運動軌跡并且在該裝置的兩個有效表面之間的任何位置處獲得最佳值。
使用該裝置所帶來的問題是-費用增添的部分18需要具有復雜的形狀和非常好的外觀；-制造考慮尺寸公差，絕緣部分18的移動需要耐油墨噴射的膠合；-操作絕緣部分18的有效表面19不能排空來自于周圍氣態(tài)介質或者偶然射到壁上的墨滴所附帶的電荷。這些電荷的積累能夠快速地導致電場強度Ed急劇地降低。
專利US 4 845 512 A中披露的一種變型包括利用駐極體代替絕緣材料以與產生電勢差Vd的電壓產生裝置無關。這種方案仍然存在與上述相同的問題。
專利GB 2 249 995 A中存在的第二種方案是，建議使用一種電阻材料以形成偏轉裝置的兩個電極中的其中一個有效表面。建議應該通過在電極的兩個極端處對電極進行仔細的供電來獲得沿著其有效表面電勢的變化。這種非均勻性應該產生偏轉電場Ed以使其值接近在該裝置的兩個有效表面之間的每一個位置處的最佳值。在所述專利GB 2249 995 A中提及的這種解決方案需要高電流消耗，因此會發(fā)出較高的熱，從而可感應到其操作。
專利FR 97 06799包括對上述建議的分析和詳細的評價。這篇文獻主要披露了一種能夠克服上述操作方面的困難的非等電勢裝置。為了達到這種效果，兩個有效表面中的至少一個被制成絕緣基體的形式，根據(jù)該表面的高度，多個與不同電壓源相連的電極設置在絕緣基體上。電阻涂層覆蓋絕緣基體和電極。仔細地選擇電極的數(shù)量、供給的電壓值和電阻涂層的薄膜電阻值，從而能夠在該偏轉裝置的整個高度上產生最佳的電場強度Ed，同時仍然能夠對電流和附帶的熱通量進行控制并使它們達到最小。
這樣一種裝置的主要問題是其制造的復雜性和其制造成本。
總之，現(xiàn)有技術中所涉及的用于噴墨打印機中的偏轉裝置具有下列特征等電勢方式方案簡單但偏轉效果不佳。
非等電勢方式提高了偏轉效果，但由于制造成本和所采用的操作原理而使其在實施過程中是比較困難的。
發(fā)明概述與上述本領域的現(xiàn)狀相比，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠用于噴墨打印機的打印頭中的靜電偏轉裝置，通過其有效表面具有相同電勢的偏轉電極的布置，使所述靜電偏轉裝置的偏轉效果等于或超過非等電勢的設計形式的偏轉效果，并且可以大大地降低成本。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種總體尺寸較小的偏轉電極的布置形式，并使打印機的打印頭的總體尺寸減小，該打印頭合并在打印機中。
本發(fā)明的另一個目的在于，利用大大低于用于供給等電勢偏轉電極的電壓獲得偏轉性能，這樣有利于打印頭中所述電極和所述低壓產生裝置的整體化。
本發(fā)明的另一個目的在于，大大地減小油墨偶然地射到偏轉電極的有效表面上的風險。
對于所有這些目的，本發(fā)明涉及一種用于連續(xù)噴墨打印機的打印頭，所述打印頭裝有用于產生油墨射流的裝置，該裝置從油墨射流的至少一個噴口按照油墨射流的軸線產生油墨射流并且使該油墨射流分裂成系列墨滴；以一種可選擇的方式對系列墨滴中的不同墨滴進行充電的裝置；以及用于充電墨滴的偏轉電極，所述偏轉電極能夠使墨滴根據(jù)其所帶的電量向著用于回收墨滴的墨槽或者向著由壓印基體支承件局部支承的壓印基體偏轉，每一個所述偏轉電極相對于油墨射流的噴口具有一個上游部分和一個下游部分，每一個偏轉電極的有效表面是上述電極中朝向系列墨滴的表面，所述打印頭的特征在于，所述油墨射流的墨滴的偏轉電極包括兩個電極，第一電極和第二電極，第一電極的有效表面具有第一凹形縱向曲率，第一凹形縱向曲率的局部半徑處于由油墨射流的軸線和墨滴的偏轉方向所形成的平面中，第二電極的有效表面具有第一凸形縱向曲率，第一電極在其下游部分處具有凹槽，凹槽帶有邊界。
現(xiàn)將對下游部分的意義進行描述。凹槽的作用是使非偏轉墨滴或偏轉程度很小的墨滴通過第一電極。接著非偏轉墨滴以閉合的方式遵循一個軌跡，該軌跡作為第一近似值可被認為是直線的。因此，凹槽邊界的最上游部分將緊挨著第一電極與油墨射流的軸線的交點并且處于該交點的略上游位置處。因而，凹槽的邊界的最上游部分必須位于與第一電極和油墨射流的軸線的交點保持足夠遠的位置處，以使非偏轉墨滴能夠通過電極凹槽并且截斷電極的可能性約為零。
充電量很少并且因此偏轉程度很小的墨滴具有曲率可低于所述第一電極曲率的軌跡。因而，偏轉程度很小的墨滴的軌跡可能在第一電極的有效表面處是正割的。凹槽必須能夠使這些偏轉程度很小的墨滴通過。偏轉程度很小的墨滴的軌跡與在凹槽前面的電極表面可能相交的交點必須位于上述限定的作為凹槽最上游的點的下游。這樣可認為，第一電極的下游部分是該電極中處于第一電極和油墨射流的軸線的交點的下游的部分。
從所給出的凹槽功能中可以看出，該凹槽的形狀必須是這樣的，即，其對稱線是由在凹槽前面的電極與包括油墨射流的軸線和墨滴的偏轉方向的平面相交所限定的線。這樣，凹槽的形狀為中心在上述限定的對稱線上的長方形。
凹槽的寬度能夠在兩種要求之間選擇一種折衷形式，一種是使墨滴通過第一電極并且不存在墨滴與電極發(fā)生碰撞的風險，這意味著凹槽應該是寬的，而另一種是不能使電極之間的電場強度減小得太多，這意味著凹槽應該是窄的。
墨滴直徑約為幾十微米，通常在30至140微米之間，例如為100微米。
垂直于該線所測得的寬度大于墨滴的直徑，較為理想的是，大約為墨滴直徑的兩倍或三倍，即通常為200至300微米。但是，為了能夠更好地避免墨滴與第一電極之間的碰撞，可將該寬度設定成約為墨滴直徑的8倍至10倍。
這樣，本發(fā)明的實施例可同時或單獨地具有下列特征。
第二電極的曲率可以是這樣的，即，使第二電極的有效表面基本上平行于第一電極的有效表面，從而使兩個有效表面之間的間距e基本上是恒定的。
凹槽的邊界具有一個最高的上游點，該最高的上游點位于第一電極(2)與油墨射流的軸線的交點的上游。
所述凹槽相對于一個包括油墨射流的軸線和墨滴的偏轉方向的平面是對稱的。
所述凹槽的寬度在墨滴直徑的2倍至10倍之間。
所述凹槽的形狀為長方形裂口的形狀，并且具有延伸到第一電極的最下游部分上的一個開口。
兩個電極的有效表面之間的間距從電極的上游到下游基本上是恒定的，并且大約在墨滴直徑的4倍至20倍之間，即大約在0.5毫米至3毫米之間。
第一電極的最上游部分與打印支承件的距離小于與回收墨槽的最下游表面的距離。
第二電極從其有效表面設有一溝槽，該溝槽的對稱軸設置成包含在包括油墨射流的軸線和墨滴的偏轉方向的平面中。
利用一個表面使溝槽的底部與第二電極的有效表面相連，所述表面是按照大于墨滴的半徑值的曲率半徑橫向彎曲的。
形成在凹槽和第二電極任意一側上的第一電極的舌部按照大于墨滴的半徑值的曲率半徑橫向彎曲。
附圖的簡要說明現(xiàn)將參照附圖對一個實施例、各種變型以及具有包含本發(fā)明特征的電極的打印頭的操作進行描述，在附圖中-圖1示意性地示出了現(xiàn)有技術中所涉及的包括等電勢偏轉電極的打印頭；-圖2和圖3是表示現(xiàn)有技術中所涉及的打印頭的等電勢偏轉電極的簡圖；-圖4是表示現(xiàn)有技術中所涉及的打印頭的非等電勢偏轉電極的簡圖；-圖5包括部分A和部分B。圖5中的部分A是本發(fā)明所涉及的靜電偏轉電極的一個正視圖。圖5中的部分B表示的是圖5的部分A中所示的圖的一個左側視圖；-圖6包括部分A和部分B。部分A和部分B分別示出了本發(fā)明的一個變型所涉及的靜電偏轉電極的橫截面圖；
-圖7包括部分A、B、C和D。部分A示出了本發(fā)明所涉及的一個由兩個電極構成的組件的一個側向透視圖。部分B示出了沿著部分A的B-B線所得到的兩個電極的截面圖。部分C示出了本發(fā)明所涉及的電極裂口的一個透視圖。部分D示出了凸形電極的一個透視圖以說明表面壓痕。
圖1至圖4涉及的是前面所述的現(xiàn)有技術。
實施例的描述在下面的描述中，與在現(xiàn)有技術或本發(fā)明中的功能相同的部件利用相同的附圖標記進行表示。
圖5的部分A和部分B分別是表示本發(fā)明所涉及的靜電偏轉電極的一個特定實施例的正視圖和左側視圖，所述偏轉電極用于單噴口偏離式激勵型連續(xù)噴墨打印機中的打印頭內。圖6的部分A和部分B分別是在圖5的部分A的軸線Z的位置處所得到的兩個實施例的截面圖。這些圖將用于描述本發(fā)明及其操作。圖7將用于描述在特定實施例中的比較理想的電極形狀。在圖5至圖7中，僅示出了關于涉及本發(fā)明主題的電極的元件。打印頭的其它部件對于本領域普通技術人員來說是已知的，并且在現(xiàn)有技術部分的描述中(例如在圖1中)已經(jīng)提及，這些足以能夠清楚地理解本發(fā)明。
選擇性充電的系列墨滴1穿過由電極2和電極3所限定的間隙，利用電壓產生裝置30在電極2和電極3之間提供電勢差Vd。電極2和3的高度基本上是相等的。分別在電極2和3的最上游部分中與電極2和3正切的平面平行于油墨射流的軸線或以一個小角度與該軸線正割。
第一電極2的有效表面11具有凹形縱向曲率，該凹形縱向曲率基本上與第二電極3的有效表面10的曲率相反。第二電極3的有效表面10具有凸形縱向曲率，以使該表面在下游部分中并且基本上平行于偏轉程度最大的墨滴的軌跡4，軌跡4用虛線表示。從本領域現(xiàn)狀中可以知道，通過對墨滴的頻閃照射可以顯現(xiàn)出墨滴軌跡。
表面10和11之間的間距e在電極2，3的整個高度上基本上是恒定的。間距e的數(shù)值小于3.5毫米并且最好小于2毫米。為了避免帶電量少的墨滴的軌跡的干擾，在電極2的下游部分中形成凹槽12，從圖5的部分B以及圖7的部分B和部分C中可以看出，凹槽12在該實施例中采用的是狹縫12的形式。凹槽12的寬度大于墨滴的直徑。實際上，最好以這樣一種方式限定凹槽12的寬度，即，使在電極2，3的下游部分中所存在的電場Ed的衰減值不超過在其上游部分中所產生的最佳電場強度的15％。
電極2和3最好是由一種非氧化性金屬制成。
電極的縱向曲率最好是恒定的，以使電極2，3的有效表面基本上由柱狀表面部分形成，其軸線垂直于油墨射流的軸線。
下面將對操作過程進行描述。
由電勢差Vd所產生的電場Ed使墨滴沿著預定的軌跡偏轉，墨滴的偏轉與它們的帶電量是成比例的。軌跡4是帶有最大電量Qmax的墨滴的偏轉軌跡。因此，它是偏轉程度最大的墨滴的軌跡。第二電極3的有效表面可以這樣的方式被考慮，即，即使軌跡4平行于且靠近第二電極3的有效表面，至少在該表面的下部中軌跡4與第二電極3相遇的可能性大約為零。軌跡5是帶有最小電量Qmin的墨滴的偏轉軌跡，避免使其引向回收墨槽6，而使其引向打印基體。帶電量在Qmax和Qmin之間的墨滴遵循中間軌跡，諸如軌跡7、8。軌跡9是帶電量低于Qmin的墨滴軌跡，這樣的墨滴被回收墨槽6收集，并且返回到打印機的油墨回路中循環(huán)。
如上所述，圖5的部分B以及圖7的部分B和部分C示出了狹縫12，狹縫12能夠使偏轉程度很小的墨滴特別是帶電量低于Qmin的墨滴通過該狹縫12。如上所述，該狹縫12的邊界38的最上游部分39所處位置靠近油墨射流的軸線與第一電極2相交的交點的上游。由于帶電量低于Qmin的墨滴以及帶電量在Qmax和Qmin之間的墨滴中帶電量較小的墨滴能夠通過電極2的狹縫12，因此，盡管電極2和3之間的間距e小于現(xiàn)有技術中所涉及的電極間距，但是仍然可保持墨滴的離散。
小間距e允許使用大約3kV的Vd值，而取代通常在現(xiàn)有技術所涉及的具有等電勢電極的裝置所用的8至10kV。因此，它所帶來的特別的優(yōu)點是，通過使電極2具有油墨的參考電勢，通常是打印機主體(mass)的電勢，從而產生電勢差Vd。在這些條件下，與在現(xiàn)有技術中該電勢相對于油墨電勢是與電極3的電勢相反的電勢不同的是，能夠在兩個元件之間不出現(xiàn)電破壞的危險以及在不削弱兩個電極之間的電場Ed的情況下接近或恰好使回收墨槽6和電極2相結合。
在這些條件下，墨槽6的下邊21和打印支承件13之間的距離d1大于與電極2的下游端22之間的距離d2。這樣，能夠大大地縮短墨滴引向墨槽6的路徑，從而能夠減小這些墨滴錯過墨槽的可能性。
圖6的部分A和部分B以及圖7的部分D分別示出了電極2和3的優(yōu)選實施例。圖6利用以放大的方式大致根據(jù)圖5的部分A中所限定的平面z得到的截面圖示出了每一個實施例。這些曲線的形狀可沿著其整個高度或者至少在下游部分的高度示出了有效表面10和11。
在圖5的部分B上所示的這些截面圖是在凹槽12的最上游點的下游得到的。在圖5的部分B以及圖7的部分C中可以看出，凹槽12分別將電極12分成兩個舌部24和25。圖6以較好的形式示出了舌部24、25以及與它們相對的具有橫向曲率的電極3。這些橫向曲率也能夠從圖7中看出。
圖6的部分A中所示的橫向曲率的目的是消除可能會引起降低電場Ed或導致電破壞的放電現(xiàn)象的任何金屬陡沿或者不平度。舌部24、25的表面11以及電極3的橫向曲率半徑在任何位置處都大于墨滴的半徑。
圖6的部分B示出具有與在部分A中所示的電極2的橫向曲率特征相同的電極2。根據(jù)部分B中所示的實施例變型，電極3的有效表面10還設有與在部分A中所示的電極3的橫向曲率特征相同的特征，以減小放電現(xiàn)象。
另外，電極3具有壓痕或縱向溝槽14。該壓痕可沿著表面10的整個高度延伸或者僅在如圖7的部分A和部分D中所示的下游部分上延伸。壓痕14相對于電極2的凹槽12橫向設置。壓痕14的寬度大于墨滴的直徑，但仍然是足夠細小的，以避免電場Ed與其最佳值之間發(fā)生很大的變化。
這樣一種壓痕對于避免油墨噴射到表面10是特別有用的。實際上，在墨滴的電量與質量之間的比率沒有得到控制并且超過預定的最大值時，這些墨滴會遵循一種錯誤的軌跡35，并且在沒有碰撞表面10的情況下通過壓痕14，在壓痕14中受到非常弱的電場作用。電場的衰減以這樣一種方式改變錯誤的軌跡，即，當它們離開偏轉裝置時，使它們接近碰撞程度最大的墨滴的軌跡4，其帶電量與質量的比率表示預定的最大值。這樣，這些墨滴即使具有錯誤的軌跡也不會碰撞電極3。因此，電極3保持干凈狀態(tài)，這意味著，電極上不會由于有墨滴而變形。因而，后面的墨滴不會由于墨滴可能遵循的錯誤軌跡而偏離它們的軌跡。這種布置方式還具有便于為電極提供起動打印機的電壓設定的優(yōu)點。
可以明顯看出，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術存在下列優(yōu)點-設計簡單并且同時提高偏轉效果；-可通過調整至少一個有效表面的幾何形狀能夠防止油墨噴射到電極上。
Vd值較低以及回收墨槽6的精確定位使打印頭的整體尺寸減小并且縮短了墨滴通過的路徑。因此，這樣降低了墨滴的軌跡所附帶的變化程度，并且提高了打印質量。
權利要求
1.一種用于連續(xù)噴墨打印機的打印頭，所述打印頭裝有用于產生油墨射流的裝置(116)，該裝置從油墨射流的至少一個噴口按照油墨射流的軸線產生油墨射流并且使該油墨射流分裂成系列墨滴；以一種可選擇的方式對系列墨滴中的不同墨滴進行充電的裝置(120、121)；以及用于充電墨滴的偏轉電極(2、3)，所述偏轉電極能夠使墨滴根據(jù)其所帶的電量向著用于回收墨滴的墨槽(6)或者向著由打印基體支承件(13)局部支承的打印基體(27)偏轉，每一個所述偏轉電極(2、3)相對于油墨射流的噴口具有一個上游部分(15)和一個下游部分(16)，每一個偏轉電極(2、3)的有效表面(10、11)是上述電極(2、3)中朝向系列墨滴的表面，所述打印頭的特征在于，所述油墨射流的墨滴的偏轉電極(2、3)包括兩個電極，第一電極(2)和第二電極(3)，第一電極(2)的有效表面(11)具有第一凹形縱向曲率，第一凹形縱向曲率的局部半徑處于由油墨射流的軸線和墨滴的偏轉方向所形成的平面中，第二電極(3)的有效表面(10)具有第一凸形縱向曲率，第一電極在其下游部分(16)處具有凹槽(12)，凹槽帶有邊界(38)。
2.如權利要求
1所述的打印頭，其特征在于，所述邊界(38)具有一個最高的上游點，該最高的上游點位于第一電極(2)與油墨射流的軸線的交點的上游。
3.如權利要求
1所述的打印頭，其特征在于，所述凹槽(12)相對于一個包括油墨射流的軸線和墨滴的偏轉方向的平面是對稱的。
4.如權利要求
2所述的打印頭，其特征在于，所述凹槽(12)相對于一個包括油墨射流的軸線和墨滴的偏轉方向的平面是對稱的。
5.如權利要求
1所述的打印頭，其特征在于，所述凹槽(12)的寬度在墨滴直徑的4倍至20倍之間。
6.如權利要求
3所述的打印頭，其特征在于，所述凹槽(12)的寬度在墨滴直徑的4倍至20倍之間。
7.如權利要求
1所述的打印頭，其特征在于，所述凹槽(12)的形狀為長方形裂口的形狀，并且具有延伸到第一電極(2)的最下游部分(22)上的一個開口。
8.如權利要求
2所述的打印頭，其特征在于，所述凹槽(12)的形狀為長方形裂口的形狀，并且具有延伸到第一電極(2)的最下游部分(22)上的一個開口。
9.如權利要求
3所述的打印頭，其特征在于，所述凹槽(12)的形狀為長方形裂口的形狀，并且具有延伸到第一電極(2)的最下游部分(22)上的一個開口。
10.如權利要求
1所述的打印頭，其特征在于，兩個電極(2、3)的有效表面(10、11)之間的間距從電極(2、3)的上游到下游是恒定的，并且在墨滴直徑的4倍至20倍之間。
11.如權利要求
3所述的打印頭，其特征在于，兩個電極(2、3)的有效表面(10、11)之間的間距從電極(2、3)的上游到下游是恒定的，并且在墨滴直徑的4倍至20倍之間。
12.如權利要求
1所述的打印頭，其特征在于，所述第一電極的最下游部分(22)的邊比回收墨槽(6)的最下游部分的表面(21)更靠近打印支承件(13)。
13.如權利要求
7所述的打印頭，其特征在于，所述第一電極的最下游部分(22)的邊比回收墨槽(6)的最下游部分的表面(21)更靠近打印支承件(13)。
14.如權利要求
1所述的打印頭，其特征在于，所述第二電極(3)具有一溝槽(14)，該溝槽的對稱軸包含在包括油墨射流的軸線和墨滴的偏轉方向的平面中。
15.如權利要求
7所述的打印頭，其特征在于，所述第二電極(3)具有一溝槽(14)，該溝槽的對稱軸包含在包括油墨射流的軸線和墨滴的偏轉方向的平面中。
16.如權利要求
14所述的打印頭，其特征在于，所述溝槽(14)的底部通過一個按照大于油墨墨滴半徑的曲率半徑值橫向彎曲的表面與第二電極(3)的有效表面(10)相連。
17.如權利要求
1所述的打印頭，其特征在于，在凹槽(12)的兩側形成的第一電極的兩個舌部(24，25)和第二電極(3)按照大于油墨墨滴半徑的曲率半徑值被橫向彎曲。
18.如權利要求
7所述的打印頭，其特征在于，在凹槽(12)的兩側形成的第一電極的兩個舌部(24，25)和第二電極(3)按照大于油墨墨滴半徑的曲率半徑值被橫向彎曲。
19.一種打印機，其特征在于，它裝配有如權利要求
1-18中任一項所述的打印頭。
專利摘要
在偏離式連續(xù)噴墨打印機的打印頭中，用于使墨滴偏轉的電極中的一個電極(2)在下游部分中設有縱向狹縫(12)，縱向狹縫(12)相對于一個包括噴墨射流的軸線的平面是對稱的。這樣可減小電極之間的間距，并且能夠在不降低偏轉效果的情況下可減小電極(2、3)之間的電壓。
文檔編號B41J2/09GKCN1157290SQ02106550
公開日2004年7月14日 申請日期2002年2月27日
發(fā)明者P·巴耶, P 巴耶 申請人:伊馬治公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan