專利名稱：高密度噴墨印刷頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高密度噴墨印刷頭，尤其是涉及一種用于降低交調(diào)失真控制的多通道、側(cè)壁起動的高密度噴墨印刷頭。
印刷商提供了一種產(chǎn)生人類可讀形式的永久性記錄的裝置。一般說來，印刷機(jī)分為沖擊式印刷和非沖擊式印刷。在沖擊印刷中，像點(diǎn)是通過擊打放于紙面近處的墨帶來產(chǎn)生的、沖擊印刷技術(shù)又進(jìn)一步分為成形字符印刷與版型印刷。在成形字符印刷中，擊打墨帶而產(chǎn)生像點(diǎn)的元素是由一凸起的、所想要產(chǎn)生的字符的鏡面對稱像。在版型印刷觸針打印中，字符是由靠打擊配置的、對著墨帶的針而產(chǎn)生的一系列緊密排列的點(diǎn)形成的，多個字符是靠擊打設(shè)置的一個或多個緊靠墨帶的針?biāo)a(chǎn)生的緊密排列的點(diǎn)產(chǎn)生的。通過有選擇地?fù)舸蛟O(shè)置的觸針，與點(diǎn)的觸針相應(yīng)的任何字符均可產(chǎn)生。
由于其高速度印刷技術(shù)及更適于印刷圖表和豐色調(diào)圖像，非沖擊印刷通常要比沖擊印刷更為人們樂意采用。非沖擊印刷技術(shù)一般分為版型印刷，靜電復(fù)印和電光照相印刷。在觸針打印中，觸針是由電脈沖有選擇地加熱的，所產(chǎn)生的熱在通常是專門處理過的紙的一面上產(chǎn)生一個印記。在靜電印刷中，在導(dǎo)電的紙與印刷元件之間的電弧從紙上除去不透明的涂層，從而使對比色的內(nèi)層曝光。在電光照相印刷中，用一種如激光那樣的光源使光導(dǎo)電性材料有選擇帶電。粉狀上色劑涂在帶了電的區(qū)域，在它們與紙面接觸時，上色劑就轉(zhuǎn)送到紙面上。然后使此上色劑加熱而使之熔化于紙面上。
非沖擊印刷的另一種形式通常叫做噴墨印刷。噴墨印刷系統(tǒng)利用噴射細(xì)細(xì)印墨點(diǎn)產(chǎn)生圖像。這種系統(tǒng)產(chǎn)生能多次重復(fù)的，并可以控制的微印墨點(diǎn)，從而使得在由數(shù)字化的貯存的圖像資料規(guī)定的地方印上一個微點(diǎn)，大多數(shù)商業(yè)出售的噴墨印刷系統(tǒng)一般分為“連續(xù)噴墨”型噴墨印刷系統(tǒng)和“按要求噴滴”型噴墨印刷系統(tǒng)。在前一種印刷系統(tǒng)中，微滴從印刷頭中連續(xù)地噴出，根據(jù)所想要的圖像，微滴可以對著或背離紙噴射。在后一種系統(tǒng)中，微點(diǎn)是根據(jù)所要產(chǎn)生的圖像有關(guān)的專門指令，才從印刷頭中噴出的。
連續(xù)噴射型噴墨印刷系統(tǒng)是以從一個小孔噴出的液體流能形成均勻的小微滴的現(xiàn)象為基礎(chǔ)的?？梢悦黠@地觀察到，例如使用能產(chǎn)生壓力振蕩，使整個液體擴(kuò)散的電子機(jī)械裝置時，根據(jù)表面張力波擴(kuò)張現(xiàn)象從直徑為50-80微米的小孔中在壓力下流出的液體趨向于碎裂成均勻的微滴。例如在

圖1中，可以看到一種連續(xù)噴墨型噴墨印刷機(jī)200的簡圖。在圖中，泵202將印墨，從印墨源204泵入噴咀系統(tǒng)206。噴咀系統(tǒng)有一個壓電晶體208，壓電晶體經(jīng)常受到由晶體驅(qū)動器210供給的一個電壓的驅(qū)動。泵202將印墨泵入噴射系統(tǒng)206并以一個連續(xù)液流的形式，將印墨從噴射咀202噴出去。連續(xù)振蕩的壓電晶體208產(chǎn)生引起壓力擾動，壓力擾動使得連續(xù)液流破裂成均勻的油墨微點(diǎn)，并由于一個靜電場的存在而得到靜電荷，這個靜電場通常認(rèn)為是由電極214產(chǎn)生的電場。利用高壓偏轉(zhuǎn)極216，能使選擇出的一些帶靜電的液滴在控制下?lián)粝蚣?18的紙面上的預(yù)定的位置。高壓偏轉(zhuǎn)極216還使帶靜電的微滴中未被選中的那些偏離紙218的紙面而落入貯墨器，供下次循環(huán)使用。由于微滴的粒度極小和精確的微滴的軌跡控制，連續(xù)噴墨型噴墨印刷系統(tǒng)的質(zhì)量能夠接近成形字符沖擊印刷系統(tǒng)的質(zhì)量。然而，連續(xù)噴墨型噴墨印刷系統(tǒng)的缺點(diǎn)是，即使是不印刷或只少許印一點(diǎn)兒時也必須噴射油墨。這種要求會使油墨老化，因而降低了這種印刷系統(tǒng)的可靠性。
由于連續(xù)噴墨型噴墨印刷機(jī)的上述缺點(diǎn)，人們增加了對于通過用電子機(jī)械方法生成的壓力波產(chǎn)生微滴印墨的興趣，在這種系統(tǒng)中，通過對直接或間接地與印墨液相連系的壓電晶體上加一個電壓脈沖，在印墨液體中感生出一種容積變化。這種容積變化在油墨液體內(nèi)引起壓力/速度的瞬變現(xiàn)象，對這些變化加以控制以便產(chǎn)生從小孔中流出的微滴。由于只是在所期望的時刻才加上電壓，這種型號的印墨噴射印刷系統(tǒng)稱之為“按要求噴滴”型。例如，圖2就是這種按要求噴滴型噴墨印刷機(jī)的簡圖。噴咀組件306從貯墨池(未示出)中將印墨抽出。驅(qū)動器310收到字符資料后立即起動相應(yīng)的壓電材料308。例如，若收到了字符資料要求微滴印墨從噴咀機(jī)構(gòu)306中噴出，驅(qū)動器310就將一個電壓施加于壓電材料308上。壓電材料308隨之以一定方式變形而使噴咀機(jī)構(gòu)306從小孔312中噴出印墨微滴擊打紙318的紙面。
在噴墨印刷機(jī)中使用壓電材料是公知技術(shù)。通常，壓電技術(shù)使用于在對壓電材料施加一電場后能將電能轉(zhuǎn)變成能引起壓電材料變形的機(jī)械能的轉(zhuǎn)換器中。這種使壓電材料變形的能力已常常被利用于迫使從噴墨印刷機(jī)的印墨傳輸通道中射噴印墨。一種利用壓電材料的變形噴射印墨的噴墨印刷機(jī)，有一個環(huán)繞印墨傳送通道的管狀壓電材料轉(zhuǎn)換器，在轉(zhuǎn)換器中所加的一個電壓脈沖激勵時，就壓縮印墨傳送通道，從而將一滴印墨噴出傳送通道。例如，一種利用環(huán)形轉(zhuǎn)換器的噴墨印刷機(jī)可以在Zoltan的美國專利US3857049看到。然而這種相對來說壓電材料轉(zhuǎn)換器及與其配套使用的印墨傳送通道的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，使得這類機(jī)器制作時相對費(fèi)時，和價格昂貴。
為了降低噴墨印刷頭的每一個印墨傳送通道(或噴咀)的制造成本，原則上，每個噴墨印刷頭都有一個壓電驅(qū)動器，人們長久盼望生產(chǎn)出一種具有能使各相鄰輸墨通道之間間隔相對較小的輸墨通道排列的噴墨印刷頭。例如，制造一種具有相鄰輸墨通道間距為4和8密耳(0.001英寸＝一密耳)的輸墨通道排列的噴墨印刷頭是可能合乎需要的。在這里，將這樣的印刷頭稱作高密度噴墨印刷頭。除了降低每一個傳墨通道的制造成本外，制造高密度傳墨通道印刷頭產(chǎn)生的另一個優(yōu)點(diǎn)是，可以增加印刷速度。然而，很久以來，在擬用中的高密度噴墨印刷頭中的間隔很小的通道組就是制造這類噴墨頭的主要問題。
最近，將剪式壓電轉(zhuǎn)換器用于噴墨印刷頭已成為極為普通的事。例如，在Fischbeck的兩個美國專利US4584590和4825227中，就公開了使用于平行排列輸墨通道噴墨印刷頭的剪式壓電轉(zhuǎn)換器。在Fischbeck等人的這兩個專利中，在末端開口的平行排列的印墨壓力腔室的頂部蓋有一片壓電材料。在壓電材料片的另一面則配置有電極;并使得正電極置于將壓力腔分開的垂直壁的上方，負(fù)電極則放在壓力腔本身上面。當(dāng)將一個電場施加于正、負(fù)電極時，在其垂直于電場方向的方向極化了的壓電材料就以剪式形態(tài)壓縮油墨壓力腔。然而在這些形態(tài)中，有許多壓電材料是不起作用的，而且，壓電材料的變形程度小。
在Nilsson的專利US4536097中，可以看到一種使設(shè)置在傳墨通道側(cè)面的壓電晶體材料，并且在平行排列的傳墨通道的噴墨印刷頭。在Nilsson的專利中，噴墨通道組是由一系列彼此平行間隔排列的、并在相反的側(cè)面上用第一、二平板覆蓋的壓電材料帶構(gòu)成的。一塊平板是由導(dǎo)電材料制作，并做成各壓電材料帶的公用電極。在材料帶的另一側(cè)面上，用電連件將用作傳墨通道的那一部分壓電材料進(jìn)行導(dǎo)電連結(jié)。當(dāng)一個電壓施到作傳墨通道的兩條壓電材料帶上時，這些材料帶就變窄，并變得更高些，從而使封密的通道腔變大而使印墨吸入傳墨通道中。當(dāng)電壓撤去時，條帶變回原來的形狀，由此而縮減通道體積，將印墨從通道中噴出。
一種有平行排列的輸墨通道，并利用壓電材料構(gòu)成傳墨通道垂直壁的剪式起動器的噴墨印刷頭亦是公知的。例如，在Bartky等人的專利US4879568及Michaelis等人的專利US4887100中，均公開了具有一種將壓電材料用作沿每個傳墨通道的整個長度方向的垂直壁的噴墨印刷頭的傳墨通道排列。在這些排列結(jié)構(gòu)中，垂直通道是兩片相對安放的極化過的壓電材料構(gòu)成的，它們彼此相鄰安裝，夾在頂壁和底壁之間而構(gòu)成印墨通道。在印墨通道形成之后，就沿通道的垂直壁的全長放置電極。在電極之間有垂直于壓電材片片撐起方向的電場作用時，垂直通道就會變形而以剪式壓縮此噴墨通道。
在一個實施例中，本發(fā)明的噴墨印刷頭有一個基部，它具有一組沿其縱軸方向平行排列的凸塊;一組中間部，中間部以能導(dǎo)電的方式安裝在基部凸塊組中相應(yīng)的一個的頂壁上，以及一個頂部，頂部以能導(dǎo)電的方式安裝在該組中間部中相應(yīng)的每一個的頂壁上，基部、中間部和頂部確定了一個大致平行的、沿軸向延伸的用從其中向外噴墨的輸墨通道。為了起動傳墨通道，有選擇地將一個正電壓和一個負(fù)電壓導(dǎo)電連接到凸塊和中間部分各自作為輸墨通道的側(cè)壁上。而將與頂部端蓋及中間部相連的導(dǎo)電體安裝件接地。
在另一個實施例中，本發(fā)明的噴墨印刷頭具有一個為U形的起動器，第一個側(cè)面起動器有一個能導(dǎo)電地連接到該大致為U形的起動器的第一個頂壁上的底壁;第二個側(cè)面起動器有一個能導(dǎo)電地連接在該大致為U形起動器的第二個頂壁上的底壁;和一個頂部有能導(dǎo)電地連接在第一、二側(cè)面起動器的頂壁上的一個底壁。細(xì)長的液密性通道是大致為U形起動器第一、二起動器及頂部限定的，大致為U形起動器，第一、二側(cè)面起動器間有電連系，用于有選擇地分別對細(xì)長的液密性通道施加第一、二、三壓力脈沖。
在又一個實施例中，本發(fā)明的噴墨印刷頭具有一個至少有三個延伸其內(nèi)的大致平行的細(xì)長的液密通道，及一個蓋。蓋有在其中形成的、安裝于該基礎(chǔ)的前壁上的相應(yīng)數(shù)目的孔。設(shè)置在蓋上的孔形成第一、二、三排大致平行的孔列，每孔列至少有一個孔，每一個孔與相應(yīng)的上述通道溝通。各自與第一、二、三孔列相應(yīng)的通道可以同時起動而將印墨從通道噴入相應(yīng)的孔列中。
對于本領(lǐng)域的熟練人員而言，通過參看附圖，將會更好地理解本發(fā)明及本發(fā)明的各個目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。附圖如下圖1是連續(xù)噴射型噴墨印刷頭的簡圖。
圖2是按需要噴液型噴墨印刷頭簡圖。
圖3是本發(fā)明的噴墨印刷頭的立體簡4是沿圖3之4-4線剖切的局部放大圖，用以表明圖3所示噴墨頭的平行輸墨通道的排列。
圖5是圖3所示噴墨頭的側(cè)視圖。
圖6a是沿圖4所示6a-6a線剖切的噴墨頭后部的局部放大剖視圖。圖6b是沿圖4所示6b-6b線剖切的噴墨頭后部的局部放大剖視圖。
圖7是去掉頂部后的圖3所示噴墨頭的后部的局部放大立體視圖。
圖8a是圖3所示噴墨頭的單個、未被偏轉(zhuǎn)的起動器側(cè)面的正視圖。
圖8b是圖8a所示單個起動器側(cè)壁偏轉(zhuǎn)后的正視圖。
圖9a是去掉前壁的圖3所示噴墨頭的另一個實施例在其平行的傳墨通道的起動器側(cè)壁偏轉(zhuǎn)后的正視圖。
圖9b是圖9a所示噴墨頭的局部放大正視圖。
圖9c是圖9b所示側(cè)壁結(jié)構(gòu)的靜電場移動分析簡圖。
圖10a是圖8a所示未偏轉(zhuǎn)的起動器側(cè)壁第二個實施例的正視圖。
圖10b是圖10a所示起動器側(cè)壁偏轉(zhuǎn)后的正視圖。
圖11a是圖8a所示未偏轉(zhuǎn)起動器壁的第三個實施例正視圖。
圖11b是圖11a所示側(cè)壁偏轉(zhuǎn)后的正視圖。
圖12a是圖8a所示未偏轉(zhuǎn)起動器側(cè)壁的第四個實施例正視圖。
圖12b是圖12a所示側(cè)壁偏轉(zhuǎn)后的正視圖。
圖13a是圖8a所示未偏轉(zhuǎn)起動器側(cè)壁的第五個實施例正視圖。
圖13b是圖13a所示側(cè)壁偏轉(zhuǎn)后的正視圖。
圖14是圖3所示噴墨頭的沿14-14線剖切的又一個實施例的局部剖視圖。
圖15a是圖3所示噴墨頭的又一個實施例的局部放大正視圖。
圖15b是圖15a所示除去前壁的噴墨頭第二個正視圖，表明用于此平行傳墨通道排列的起動器側(cè)壁偏轉(zhuǎn)程序的第一次偏轉(zhuǎn)后的情況。
圖15c是圖15b所示的、第二次偏轉(zhuǎn)后的噴墨頭視圖。
圖15d是圖15b所示的、第三次偏轉(zhuǎn)后的噴墨頭視圖。
在以下的詳細(xì)說明中可能出現(xiàn)零件編碼某種不合常規(guī)的編碼順序，是由于這個順序是用作本申請案和用作參觀文件的、尚未審批的先前的申請案間的公共編碼順序的緣故。
現(xiàn)在參看附圖。在這里，為了便于說明起見，已將厚度和別的尺寸在各個附圖中放大了。而且，在全部附圖中，相同的編碼是表明相同的或相似的另件的。在圖3中的是根據(jù)本發(fā)明的噴墨印刷頭10。印刷頭10有一個對準(zhǔn)、墊好并連結(jié)到中間體14上的主體12，而中間體14又對準(zhǔn)墊好后連接到頂部16上。如在圖6a上可以更清楚地看到的那樣，在本發(fā)明的這個實施例中，主體12連續(xù)地向后延伸，越過中間體14和頂部16，由此而在噴墨印刷頭10上提供一個用于印刷頭10的控制器(圖3中未示出)的安裝用表面。然而，也已充分考慮過主體12、中間體14和頂部16完全可以做得一樣長，由此而要求將控制器放置在離印刷頭相對較遠(yuǎn)的地方。
將多個預(yù)定寬度和深度的垂直溝槽制在中間體14和主體12上而構(gòu)成多個壓力腔或通道18(在圖3上未畫出)，從而給印刷頭10提了一列通道。將在圖3中未示出的與通道18溝通的管道配制在噴墨印刷頭10的后部附近。最好，管道在與通道18垂直的方向上有一條通過中間體14和頂部16的延伸通道。如在后面要詳細(xì)介紹的那樣，管道22與一根外印墨導(dǎo)管46相連，以提供將油墨從與管道46相連的油墨源15傳給通道18的裝置。
繼續(xù)看圖3，噴墨印刷頭10還有具有一個前側(cè)板20a、一個后側(cè)板20b及貫通前壁20的多個錐形孔26的前壁20。后側(cè)板20b分別與主體12、中間體14及頂部16對準(zhǔn)、墊好和連結(jié)在一起，從而使得每一個小孔26均能與制作在中間體14上的多個通道18逐一對應(yīng)溝通，從而為通道18提供了印墨噴咀。最好，每個小孔26應(yīng)該放置得剛好是在每個相應(yīng)通道18末端的中心位置，由此而為通道18提供印墨噴射咀。當(dāng)然也已考慮過，每個通道18的末端也可有與小孔一樣的功能，在印刷過程中噴射印墨，而無需設(shè)置前壁20和孔26。此外，還考慮過，小孔26所組成的孔列27的分布規(guī)?？梢宰兓?，使得它可以沿前壁20覆蓋各種可選擇出的長度，以滿足任何想象出來的特定噴墨印刷頭對通道的要求。例如在一種安排中，可以設(shè)想為，孔列27可以是約0.064英寸高和0.193英寸長，并具有交錯排列的約28個小孔26。此時，相鄰小孔26的孔中心距可以是約0.0068英寸。
參看圖4，這是沿圖3所示印刷頭沿4-4線剖切的局部放大剖視圖。可以清楚地看到，印刷頭10有多個平行、間隔分布的通道18。每個通道18從頂部16、沿中間體14垂直伸入主體12的一部分內(nèi)，而且沿縱向延伸于整個印刷頭10。主體部分12和頂部16是用一種惰性材料如未極化的壓電材料制作的。兩個相鄰?fù)ǖ?8的隔離是側(cè)壁起動器28，每個起動器均有第一和第二側(cè)壁部分30、32。第一側(cè)壁部分30是由未極化的壓電材料那樣的惰性材料制作的，在本發(fā)明的這個實施例中，第一側(cè)壁部分30形成一個整體12。第二側(cè)壁部分32是壓電材料，例如鋯鈦酸鋁(或“PZT”)來制作，并在垂直于通道的方向“P”上加以極化(即使之偏振化)。
一種金屬化的導(dǎo)電層34安裝有每個第一側(cè)壁部分30的頂部壁(例如可以是一片金屬)。與此類似的，金屬化了的導(dǎo)電層36和38(也可以用一條金屬帶構(gòu)成)安裝在每個第二側(cè)壁部分32的頂壁和底壁。導(dǎo)電膠40的第一層(例如可以是環(huán)氧樹脂料)用以與分別安裝在第一側(cè)壁30和第二側(cè)壁上的金屬化導(dǎo)電層34和38實現(xiàn)能導(dǎo)電的固結(jié)。最后，在頂部16的底壁配置金屬化的導(dǎo)電層42，導(dǎo)電層42反過來又以導(dǎo)電膠44的第2層粘結(jié)在第二側(cè)壁部分32的金屬化導(dǎo)體層36并可通過粘結(jié)層導(dǎo)電。用這種方式確立了一列通道18，其中的每一個均是由未極化的壓電材料的主體12的一部分沿其底部、沿其頂部的導(dǎo)電膠44層以及已經(jīng)形成的一對側(cè)壁起動器28來限定的。每個側(cè)壁起動器28都是兩個相鄰兩個通道18公用的。可以將第一側(cè)壁部分30相對第二側(cè)壁部分的相對高度比做成各種數(shù)值的。然而，由未極化的壓電材料制作的第二側(cè)壁部分32之間的(高度)比例值為從1.3到1時，已經(jīng)證明可以取得很令人滿意的效果。雖然在圖4所示的實施例表明是使用了金屬化的導(dǎo)電層34、36、38和42，然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使除去那樣的表面層亦不會對本發(fā)明的實施有任何不良的影響。
現(xiàn)在參看圖5，這是高密度噴墨印刷頭10的側(cè)視圖，從圖上可以較清楚地看到將印墨從印墨源25供應(yīng)到通道18的裝置。貯于印墨源25中的印墨通過一個外印墨導(dǎo)管46供到垂直延伸通過頂部16的內(nèi)印墨導(dǎo)管24。雖然管24可設(shè)在頂部16內(nèi)的任何地方，但在本發(fā)明的此實施例中，導(dǎo)管24是大致通過頂部16的中心向下延伸的。通過內(nèi)管24供來的印墨傳送到沿與通道18垂直的方向延伸并與之溝通的管道22中。管道22可以制作在中間體14或頂部16之內(nèi)。但在本實施例中，管道22是配設(shè)在頂部16內(nèi)的，在通道18是在噴墨印刷頭10的全長范圍內(nèi)延伸時，用合成材料做的堵頭48堵住通道18的后端，以使得提供給通道18的印墨能依據(jù)通道18的驅(qū)動朝著通向噴墨印刷頭10的一個相應(yīng)的錐孔26的方向傳送。
參看圖6a，這是圖3所示印刷頭沿圖46a-6a線剖取的后部的剖視圖，用來表明現(xiàn)在可以看到的通道18的側(cè)壁。在此圖上還可以看到噴墨印刷頭10的電氣連結(jié)情況。一個控制器50作為實施它可以是一個訊息處理機(jī)或別的形式的集成電路，它與第一、二側(cè)壁驅(qū)動器部分30、32分離的金屬化的導(dǎo)電層34間有電氣連結(jié)。應(yīng)該進(jìn)一步注意到，在圖6a所示的本實施例中，可以想到的是，控制器50可以安裝在主體部分的后延伸部分12′上。另一方面，與第二側(cè)壁部分32和頂部隔離的每個金屬化導(dǎo)電層42是接地的。雖然圖6a表明了單個導(dǎo)電片34與控制器50的電連結(jié)和單個導(dǎo)電片42接地的情況，亦應(yīng)該能清楚地理解到，每一個側(cè)壁起動器30都有一個在印刷頭10的后部向外延伸到能與控制器50連結(jié)的、類似結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電片34和一個有類似結(jié)構(gòu)的、接地導(dǎo)電片42。如在后邊還要詳細(xì)說明的那樣，通過傳送一系列正和/或負(fù)電荷到選擇出的一些導(dǎo)體片34來操縱噴墨印刷頭10。由于頂部16和主體12是不導(dǎo)電的，而粘結(jié)材料層40、44，金屬化導(dǎo)電層38、36、42和中間體14都是導(dǎo)電的，將會產(chǎn)生一個跨越中間體14和相應(yīng)的選擇出的金屬化導(dǎo)電層34的電壓降。這會引起包括一個電壓降落越過的頂部分中間體14在一起的側(cè)壁在某一預(yù)定方向上發(fā)生變形。這樣通過有選擇地施加一個選擇的電壓降于各個側(cè)壁起動器，各個通道18就會有選擇地起動，使之噴墨，由此而以一給定的方式產(chǎn)生所期望的圖像。
用于有選擇起動通道18的脈沖程序的正確安排無需背離本發(fā)明的精神就可以改變的。例如，一種合適的脈沖程序可作在Wallace David B的，名為“利用積分處理液滴成形模式來標(biāo)識按需要滴液噴墨裝置型號的方法(1989年)”(“A Method of Characteristic Model of a Drop-on-Demand Ink-the Device Using an Integral Method Drop Formation Model”89-WA/FE-4)的文章中可以看到。在最一般的意義上來說，用于一個側(cè)壁起動器28的脈沖程序是由一個正程序(即“+”)和一個負(fù)程序(即“-”)組成正程序?qū)⒁粋€壓力脈沖傳送給正由這個側(cè)壁起動器28起動的那個通道18內(nèi);負(fù)程序?qū)⒁粋€補(bǔ)充的、附加壓力脈沖施加入與正在起動的那個通道18相鄰的、彼此共有一個正在起動的該公共側(cè)壁28的那個通道18內(nèi)。例如在本發(fā)明的一個實施例中，決定一個通道18的一對側(cè)壁起動器28中的每一個側(cè)壁起動器28都有一個脈沖程序，這個脈沖程序包括前述的正脈沖程序和負(fù)脈沖程序。但在相反的時間間隔內(nèi)，正、負(fù)電壓程序都交替加到這對側(cè)壁起動器的每一個側(cè)壁起動器，由此而形成一個+、-、+、-電壓模式，在施加電壓后這種模式使每一個的另外一個通道18都噴射印墨滴。在本發(fā)明的第二個實施例中，相鄰側(cè)壁起動器28的、限定一個第一個通道的第一對側(cè)壁起動器可以有一個脈沖程序，這個脈沖程序包括上述的、在相反的時間間隔內(nèi)分別加到第一對側(cè)壁起動器中的每一個。相鄰側(cè)壁起動器28的第二對起動器壁、它們決定相鄰于第一個通道的第二個通道，這第二對起動器壁上在上述時間間隔內(nèi)不在其上加電壓，這樣，就形成了一個+、-、0、0電壓模式。以這種模式，在施加電壓后，每第四個通道18就會起動。還可以更加明白的是，通過有選擇地將電壓施加到相應(yīng)于每個側(cè)壁起動器28的導(dǎo)電性粘結(jié)劑的第一層上，就可以提供多到難以數(shù)說的通道起動模式。
圖6b是沿圖4之6b-6b線剖切的印刷頭10的后部剖視圖，在此圖上更好地標(biāo)明了通過內(nèi)印墨導(dǎo)管和管路22向通道18供給印墨的通路。在圖6b中還可以清楚地看到，一般均是用絕緣的、合成材料制作的堵頭48，堵頭48堵住了通道18的后端，從而供給通道18的印墨以在別的地方還要詳細(xì)的介紹的方式在脈沖作用下朝前傳送。
參看圖7，這個去掉了堵頭48和頂部16的噴墨印刷頭10的后面部分現(xiàn)在可以更清楚表明高密度噴墨印刷頭10的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。正如在這里可以看到的那樣，在觀察通道18的構(gòu)造時，最好在預(yù)定的地方鋸切主體12和中間部分14，然后將部分金屬化導(dǎo)電表面層34去掉，由此而可以看出，金屬化導(dǎo)電表面層34的功能是作為每個側(cè)壁30的單個電連接件，而金屬化導(dǎo)電表面層36的功能是用作每個側(cè)壁的單個接地線連接件。
參看圖8a，在此所看到的是印刷頭10的單個起動器壁，側(cè)壁起動器28是由第一起動器側(cè)壁30和第二起動器側(cè)壁32，這兩側(cè)壁均沿相鄰?fù)ǖ?8的全長伸延。第一側(cè)壁部分30是由未極化的壓電材料構(gòu)成，并與印刷頭10的主體12構(gòu)成一個整體。第二側(cè)壁部分32是由沿垂直于相鄰?fù)ǖ?8的方向極化了的壓電材料構(gòu)成，并以可導(dǎo)電的方式連接到如上所述也是由未極化壓電材料制作的、印刷頭10的頂部16上。第一、二側(cè)壁起動器部分30、32安裝得彼此間能有導(dǎo)電連系。如第一、二側(cè)壁部分30、32可各自配備一層導(dǎo)電材料34，并用于導(dǎo)電粘結(jié)劑40粘在一起。然后，將第二側(cè)壁起動器32的頂面通過安裝金屬化導(dǎo)電層36、42以一種可以導(dǎo)電的方法安裝在頂部16上。
在圖8b中，表明了在電場加到金屬化導(dǎo)電層34和42之間后，圖8a所示起動器的變形情況。在所選擇的電壓加到金屬化導(dǎo)電層34后，就產(chǎn)生垂直于極化方向的一個電場，第二側(cè)壁部32就會經(jīng)受剪切變形。然而，由于金屬化導(dǎo)電層36是受限止的，金屬化導(dǎo)電層38在層36固定不動時會作切變運(yùn)動。由于是由惰性材料制作的，所以第一部分側(cè)壁30不會受電場的影響。然而，由于第一部分30是安裝在經(jīng)受剪切變形的第二側(cè)壁部分32上的，所以第一部分會被第二部分拽動，由此而迫使第二部分彎曲，這種彎曲被稱作剪切運(yùn)動。這種側(cè)壁28的運(yùn)動產(chǎn)生一個壓力脈沖。這個壓力脈沖增大了部分是由該側(cè)壁決定的相鄰?fù)ǖ?8中的一個通道18上的壓力，由此而使這一通道18噴出微滴印墨，短暫瞬間之后，一個加強(qiáng)了的壓力脈又加到了這相鄰?fù)ǖ?8中的另一個通道上。
在圖9a中，將介紹本發(fā)明的印刷頭10的輸墨通道組的又一個實施例的一般工作情況。本實施例中，金屬化導(dǎo)電層34和38以及導(dǎo)體粘結(jié)劑層40均一個單獨(dú)的導(dǎo)電粘結(jié)劑層51替代了。與此相類似的，金屬化導(dǎo)電層36、42以及導(dǎo)電粘結(jié)劑層44也已為單獨(dú)導(dǎo)電粘結(jié)劑層52所取代。然而為了取消上述的金屬化導(dǎo)電層，而維高密度噴墨印刷頭10的令人滿意的作業(yè)效果，中間體14的表面14b和主體12的表面12a必須以能導(dǎo)電的方式安裝在一起，以使得可以很容易地將一個電壓加到單層導(dǎo)電粘結(jié)劑51上，中間體14的表面14a和頂部16的表面16a也必須以一種可導(dǎo)電方式安裝在一起，從而使得這兩表面之間的單層導(dǎo)電粘結(jié)劑52可很容易地接地。
為了起動印刷頭10，圖9a上未示出的控制器50響應(yīng)一個代表想要印刷的圖像的圖像輸入訊號，將預(yù)先規(guī)定了大小、極性以選擇相應(yīng)于起動器側(cè)壁28的某一個側(cè)壁的導(dǎo)電粘接劑層52的電壓加到待起動的通道18的每1個側(cè)壁上。例如，如果有一個正電壓加到一導(dǎo)電的粘結(jié)劑層51上，一個垂直于極化方向的電場E就在這個方向上由導(dǎo)電粘結(jié)劑層51建立起來，而且是指向?qū)щ娬辰Y(jié)劑層52。第二側(cè)壁部分32就將帶著第一側(cè)壁部分30以剪切方式扭曲，由此而使此側(cè)壁經(jīng)受一剪切樣變形。在又一方面，通過加一個負(fù)電壓到連接件34上，電場E的方向就顛倒換向，第二側(cè)壁部分32就在第二方向上以剪切運(yùn)動方式偏轉(zhuǎn)，此方向與第一次的方向相反，但垂直于該通道。這樣，通過在限定一個通道18的相鄰側(cè)邊上施加大小相等極性相反的電荷，一個正壓力波就在這兩個相鄰側(cè)壁之間的通道18內(nèi)產(chǎn)生，從而排放一滴印墨，墨滴既可以通過壓力腔18的開口端，也可通過錐孔26排出。
在圖9b上可以看到處于未起動狀態(tài)、圖9a所示的通道系列中的一個通道18和一對側(cè)壁起動器28的放大視圖。因為這里要說明的這個側(cè)壁起動器28在結(jié)構(gòu)上與圖9a中所介紹的完全一樣，所以在此無需進(jìn)一步說明。在側(cè)壁起動器28起動之前，通道18中充滿了不導(dǎo)電的印墨。用作制作側(cè)壁起動器的壓電材料具有3300的相對電容率，不導(dǎo)電的印墨的相對電容率為1。利用本發(fā)明的這個實施例，處理過2個公開的試驗。第一個試驗具有每第4個通道18就被加一個電壓而起動，其電壓模式為(+、-、0、0)，第二個試驗中每第二個通道18通過加一個電壓而起動，其所加電壓模式為(+、-、+、-……)。由于在這兩個試驗間沒有顯著的差別出現(xiàn)，所以在下面只說明第二個試驗的結(jié)果。在這個試驗中，導(dǎo)電材料層52是零電壓，導(dǎo)電材料層51a有+1伏電壓，導(dǎo)電材料層51b有-1伏電壓。這樣的一種電壓組合能夠使在中央的通道18壓縮。
在圖9c上，我們可以看到，根據(jù)第二個試驗的參量作出的，在側(cè)壁起動器28起動其間所產(chǎn)生的靜電場的圖解分析圖。如在圖上所看到那樣、在極化的壓電材料中的位移的數(shù)值大小使得牙對牙和咀對咀的相互干擾影響對不導(dǎo)電的印墨來說是可以忽略不計的。一個出乎意料的結(jié)果是在未極化的壓電材料中的電場的量值要比極化的壓電材料中的多60%。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是，由于其電荷流受到這種壓電材料中的高電容率的支配。此外，未極化的壓電材料中的電場方向是這樣的如果這種材料被極化，由于未極化的齒狀突伸部分比其極化部分的長，所以其齒狀突伸的位移就要增加約60%。如果更長，壓電材料件就會被切化，這位移當(dāng)然會更大。
雖然在本文中沒有介紹，也利用導(dǎo)電印墨做過類似的試驗。在這樣的一個試驗中，除非將側(cè)壁起動器28用一薄層不導(dǎo)電材料沿著與充滿導(dǎo)電油墨的通道鄰接的側(cè)壁起動器的表面，將這個側(cè)壁起動器28絕緣，導(dǎo)電印墨總會使導(dǎo)電材料層51、52短路?？梢韵胂蟮氖?，在考慮使用導(dǎo)電印墨時，可用厚度十分均勻的約為2-10微米的一層不導(dǎo)電材料涂在通道18的內(nèi)表面。在使用導(dǎo)電印墨時，除了要求一層不導(dǎo)電材料外，噴墨印刷機(jī)的操作并沒有明顯的差別。
在圖10a中，可以看到側(cè)壁起動器的第二個實施例。這個實施例有一個由未極化的壓電材料制作，且是與主體12構(gòu)成一整體并從其上延伸而成的第一側(cè)壁部分30;一個由壓電材料制作的第二側(cè)壁部分54及第三個由壓電材料制作的側(cè)壁部分56。第二、三側(cè)壁部分是粘結(jié)在一起的，其粘接方式使之極化方向彼此相差180°。每個極化的壓電材料側(cè)壁部分54和56應(yīng)分別有金屬化的材料制作的頂層和底層57和58，60和62。第二側(cè)壁部分54的第一金屬化導(dǎo)電層57借助第1層導(dǎo)電粘結(jié)劑40連接在第一側(cè)壁部分30的金屬化導(dǎo)電層34上，第二側(cè)壁54的第二個金屬化導(dǎo)電層由通過第三導(dǎo)電粘結(jié)劑層64連接在第三側(cè)壁部分56的第一金屬化導(dǎo)電層60上。最后，第三側(cè)壁部分56的第二金屬化導(dǎo)電層借助第二導(dǎo)電粘結(jié)劑層44連接在頂部16上。導(dǎo)電層58和38間應(yīng)該互相連接并且有一個公有的電位即接地。通過加一個電壓到第二、三側(cè)壁部分54、56之間的導(dǎo)電層而產(chǎn)生一個電場。正如圖10b所示，除了54、56經(jīng)常單獨(dú)的剪切變形之外，此側(cè)壁起動器的變形情況與先前所介紹的情況并沒有明顯的差別。
參看圖11a，現(xiàn)在詳細(xì)說明側(cè)壁起動器28的第3個實施例。更確切地說，在這個實施例中，第一、二側(cè)壁部分均是由極化的壓電材料制作的，兩者的結(jié)構(gòu)方式使得它們的極化方向?qū)?zhǔn)。通過在極化了的壓電材料部分30、32之間的表面施加一個電壓而產(chǎn)生一個電場。頂端側(cè)壁部分32的電場矢量相對第一側(cè)壁部分的電場矢量差180°，因此，頂端和底面?zhèn)缺诓糠质窃谙喾捶较蛏霞羟凶冃?。?dāng)然，為了得到同樣大小的位移，需要不到該電壓的一豐。在這里，這個側(cè)壁起動器仍是由一對側(cè)壁部分構(gòu)成的，但是這里的第一、二側(cè)壁部分66和68分別有各自的第一、二金屬化的導(dǎo)電層70和72及74和76，而且這個側(cè)壁部分均是由活動性材料制作的。用第一層導(dǎo)電粘結(jié)劑40使主體12的第一金屬化導(dǎo)電層34以可導(dǎo)電的方式安裝在第一個側(cè)壁部分66的第一金屬化導(dǎo)層70上。用第四導(dǎo)電粘接劑層78將第一側(cè)壁部分66的第二金屬化導(dǎo)電層72以可導(dǎo)電的方法與第二側(cè)壁部分68的第一金屬化導(dǎo)電層74安裝在一起。用第二導(dǎo)電粘接層44將第二側(cè)壁部分68的第二金屬化導(dǎo)電層76以可導(dǎo)電的方式與頂部16的金屬化導(dǎo)電層42安裝在一起。如圖11b所示，在本實施例中，兩個側(cè)壁部分68和70是分別經(jīng)受單獨(dú)的剪切變形的。
參看圖12a，現(xiàn)在詳細(xì)說明側(cè)壁起動器28的第4個實施例。在本實施例中，側(cè)壁起動器28是由用惰性材料制作的第一側(cè)壁部分，以及由活動性材料制成的第二、三、四側(cè)壁部分80、82和84組成的?；顒有詡?cè)壁部分80、82和84分別有第一、第二金屬化導(dǎo)電層86和88，90和92以及94和96。在本實施例中，用第一導(dǎo)電粘結(jié)劑層40將金屬化導(dǎo)電層34和36以可以導(dǎo)電的方法裝接在一起;用第三導(dǎo)電粘接劑層98將金屬化導(dǎo)電層88和89以可以導(dǎo)電的方式裝接起來;用第四導(dǎo)電粘接劑層100將金屬化導(dǎo)電層92和94以可導(dǎo)電的方式裝接在一起，并用第二導(dǎo)電粘接劑層44將金屬化導(dǎo)電層96和42以可導(dǎo)電的方式連接在一起。如在圖12b所示那樣，起動器側(cè)壁變形情況類似于結(jié)合圖8b所說明和介紹的情況一樣。
參看圖13a，下面詳細(xì)說明側(cè)壁起動器28的第5實施例。此側(cè)壁起動器28是由均是用活動性材料制作的第一、二、三、四、五、六側(cè)壁部分組成，每個側(cè)壁部分各有固定于其上的第一、二金屬化導(dǎo)電層116和118，120和124，126和128，130和132，134和136以及138和140。用第一導(dǎo)電粘接劑層40以可導(dǎo)電方式將金屬化導(dǎo)電層34和36連接在一起，并分別用第三、四、五、六、七一導(dǎo)電粘接劑層142、144、146、148及150、44分別以可導(dǎo)電的方法將118和120、124和126，128和130，132和134，136和138及140和42金屬化導(dǎo)電層連接在一起。如圖13b所示，此側(cè)壁起動器28的變形情況是與參照附圖11b所作的介紹的情況相似的。
圖14表明的是本發(fā)明的又一個實施例的情況。在本實施例中，噴墨印刷頭410是由中間體414形成的。中間體414與上述的中間體的構(gòu)造是一樣的，并將之與主體412連接在一起。如上所述，中間體414是由在方向P上已極化的壓電材料構(gòu)成的，并在表面414b、414a上分別有金屬化導(dǎo)電層436和438。然而，在本實施例中，主體412也是由在P方向上極化了的壓電材料制作的，并且有一個其上有一層導(dǎo)電材料434的表面412a，中間部分414和主體412通過將金屬化導(dǎo)電層434和438以可導(dǎo)電的方式固定的導(dǎo)電粘接劑層440連接在一起。此外，還可以通過將金屬化導(dǎo)電層434、438間進(jìn)行釬焊而將之連接在一起。還可以進(jìn)一步想得到的是，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，金屬化導(dǎo)電層434和/或438中之一或兩個均可取消，但仍然可維持本發(fā)明的令人滿意的使用效果。
在主體412和中間體414以可導(dǎo)電方式固接在一起之后，用機(jī)加工方法為噴墨印刷頭410加工出一組通道。如圖14所示，一組沿軸向延伸，大致平行的通道418是由機(jī)械加工出的通過中間體414和主體412延伸的溝槽形成的。最好，機(jī)械加工完成的方式能使由此而加工成的每個通道418都應(yīng)該向下延伸一些，從而使得金屬化導(dǎo)電層438、436、434，由極化了的壓電材料制作的中間部414，導(dǎo)電粘接劑層440，及由極化了的壓電材料制作的主體412的一部分都被去掉。通道為噴墨印刷頭組成一組通道及側(cè)壁起動器428，每個側(cè)壁起動器都有第一、二側(cè)壁起動器部分430和432，這兩部分確定了通道418的側(cè)壁，通道正是以上述這種方式形成的。如下面要更詳細(xì)地說明的那樣，通過以上述方式形成平行的一組通道，而為每一個通道418都配置了一個大致呈U形的側(cè)壁起動器450(以模型形式展示于圖14中)。這種起動器在一個通道418的相對兩側(cè)而且是主體412的一部分的地方有第一側(cè)壁起動器部分，主體412并將在這個通道418的兩個相對的側(cè)邊上的第一側(cè)壁起動器連接在一起。
繼續(xù)看圖14，噴墨印刷頭的通道組是通過將用極化的壓電材料或別的活動性材料制作的，其底面416a上有一層金屬化導(dǎo)電層442的第三構(gòu)件416，安裝在中間體414的金屬化導(dǎo)電層436上而組成的，其安裝方式使中間體414與第三構(gòu)件間可以導(dǎo)電。以后將稱之為噴墨印刷頭的頂部的第三構(gòu)件416可以用先前講述的頂部16的類似結(jié)構(gòu)。為了完成噴墨印刷頭的通道組件組合，將頂部416的金屬化導(dǎo)電層442以可導(dǎo)電的方式用第二導(dǎo)電粘接劑層444連接在第二側(cè)壁部分432的金屬化導(dǎo)電層上。最好，先將導(dǎo)電粘結(jié)劑層444涂敷在金屬化導(dǎo)電層442和頂部416上，然后再放上金屬化導(dǎo)電層436，如上所述，可以想象到，在本發(fā)明的一個實施例中，金屬化導(dǎo)電層436或422中的一個或兩個均可以取消后，仍然可以保持印刷頭的滿意的使用效果。
使圖14所示通道組間有電連接，從而使得能為每一個通道配備一個大致為U形的起動器450。在另一個實施例中電連接件452可以是用導(dǎo)電粘結(jié)劑層440將金屬化導(dǎo)電層436和438以可導(dǎo)電的方法彼此固接而形成，其中金屬化導(dǎo)電層436和438可以相互釬焊，也可以只是用一層導(dǎo)電粘接劑將金屬導(dǎo)電層相互粘接在一起，在通道418的一個側(cè)壁上，將電連接件452連到一個+1伏的電源上(未示出)。第二個電連接件452連到一個-1伏的電源上。為了完成用于此平行通道組的電氣連接，還要將導(dǎo)電粘接劑層444接地。通過上述連接方式，通道18就有一個大致為u形的起動器450，在其電連接件452與454有2伏電壓降，第一側(cè)壁起動器在連接件452與地之間有+1伏電壓降，第二側(cè)壁起動器在連接件454與地之間有-1伏電壓降。以這種方式構(gòu)成了側(cè)壁起動器之后，當(dāng)有一個+、-、+、-模式的電壓施加到連接件405使每另一個通道418根據(jù)所加的該電壓噴印墨微滴時，由U形起動器450和決定此通道18的一對側(cè)壁起動器432在此通道418上產(chǎn)生的壓縮和/或膨脹力要比由側(cè)壁起動器28在通道18上施加的大得多。
雖然，具有其每一個通道都有一個U形起動器的平行通道組的高密度噴墨印刷頭的量鋼(尺寸大小)可以很容易地變更而不偏離本發(fā)明的精神，然而已經(jīng)具體考慮過，實施本發(fā)明的噴墨印刷頭可以設(shè)計成具有下列規(guī)格小孔直徑 40μmPZT長度 15mmPZT高度 120μm通道高度 356μm通道寬度 91μm側(cè)壁寬度 81μm在上述的本發(fā)明的各實施例中，每個側(cè)壁起動器30是一對相鄰?fù)ǖ?8共有的，因此可以用來使這對通道中的任何一個通道噴射印墨。例如在圖9a中，通過移動組成這個被起動的通道18的側(cè)壁的兩側(cè)壁起動器30通道18a一個隔一個地被起動，從而使那些通道受擠壓。在相鄰被起動的通道18a的那些通道18b中，由于每一個側(cè)壁起動30是一個起動的通道18a和一個未起動的通道18b之間共有的，所以用于形成未起動的通道18b的側(cè)壁的那些側(cè)壁起動器30也是移動的，但其移動方式不會引起印墨從通道18b中噴出。在未起動的通道18b內(nèi)，側(cè)壁起動器30移動引起的起動通道18a所必須這種壓力脈沖通常稱之為交調(diào)失真。在某種情況下，如在使用低粘性和低表面張力印墨時，在與被起動的通道18a鄰接的未被起動的通道18b中的由起動器30產(chǎn)生的這種交調(diào)失真可能導(dǎo)致未起動的通道18b會被出乎意料之外的起動。
現(xiàn)在參看圖15a，現(xiàn)在要詳細(xì)說明的是圖3所示印刷頭10的前壁部分20的另一個實施例20′簡圖。它可以用來消除或減少圖9a所示噴墨印刷頭10在作業(yè)期間出現(xiàn)的交調(diào)失真。在本實施例中，孔列27具有孔26-1、26-2、26-3、26-4、26-5、26-6、26-7及26-8，這些孔排列成傾斜的形狀，而且26-1到26-8中的每一個孔均延伸、透過蓋壁20′而各與通道18-1到18-8中、相應(yīng)的一個通道溝通。并且這些孔是這樣聚集在一起的在一特定的小組中孔26-1到26-8中的每一個孔放置得與同一組中相鄰的一個小孔的距離在沿運(yùn)動方向A測量得的距離為d。在本發(fā)明的一個實施例中，這個距離約等于1/3象素Pixel。例如，在圖15a所示的孔列27中，孔26-1和26-2;26-3、26-4和26-5;以及26-6，26-7和26-8分別構(gòu)成第一、二、三孔組。在根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的，且具有圖15a所示孔列的噴墨印刷頭10作業(yè)期間，通過壓縮限定要被起動的通道的側(cè)壁的側(cè)壁起動器28，孔26-1、26-4和26-7，這些排在第一行的小孔可能被一起起動，排在第二行的孔26-2、26-5和26-8可能被一起起動，排在第三行的孔26-3、26-6和26-9可能被一起起動。用這種方式起動孔26-1到26-8，交調(diào)失真影響就可以消除。此外，在t＝1(參看圖15b)時，通過以圖9a中所說明的方式，將一個正電壓降加到第二側(cè)壁部分32上，限定通道18-3，18-6和18-9(這些通道相應(yīng)于第一孔組26-3、26-6及26-9)的兩面?zhèn)缺?8就同時起動。與此相呼應(yīng)，通道18-3，18-6和18-9就被壓縮，由此而將壓力脈沖加到這些通道內(nèi)的印墨上，從而使印墨滴從這些通道中噴出。由于限定通道18-2、18-4、18-5、18-7和18-8的每兩個側(cè)壁28中只有一個已被驅(qū)動，由此而將加到不希望起動的通道的壓力脈沖值減為1/2，所以這些與已起動的那些通道相鄰的通道的出乎意料的起動的可能性就減小。
在t＝2時，(參看圖15c)紙已經(jīng)沿方向A移過了1/3(Pisel)象素，而且位于第二行的通道18-1、18-4和18-7(它們分別相應(yīng)于第二行孔26-1、26-4和26-7)現(xiàn)在應(yīng)該以相似的方式被起動。如上述情況一樣，由于傳遞到那些未被起動的通道上的壓力脈沖值減少了一半，所以通道18-2、18-3、18-5、18-6和18-8的出乎意料的起動的可能性被降低了。最后，在t＝3(參看圖15d)時，紙已沿方向A又傳送了另一個1/3象素(Pixel)。現(xiàn)在應(yīng)被起動的是位于第3行的通道18-2、18-5和18-8(它們分別相應(yīng)于第3行孔26-2、26-5和26-8)。與上述情況一樣，由于傳送到未被起動的通道上的壓力脈沖值的降低，相鄰?fù)ǖ?8-1、18-3、18-4、18-6、18-7、18-9的出乎意料的被起動的可能性被減少了。
現(xiàn)在已經(jīng)將一種有在其內(nèi)延伸的多個傳墨通道，和用活動性材制作的、并為這些通道中的相鄰?fù)ǖ拦餐膫?cè)壁起動器的高密度噴墨印刷頭作了說明。但是在本領(lǐng)域內(nèi)的那些熟練人員會認(rèn)識到，除了上述已特別指出的那些方面外，還可以在不超出本發(fā)明的基本精神而作出許多改型和變化。因此，應(yīng)該明白在本文中介紹的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式只是作為實例，并不是對本發(fā)明范圍的限止。
權(quán)利要求
1.一種噴墨印刷頭具有，一個由壓電材料制作的基部，它具有多個基本上是平行放置、并在基部上沿縱向延伸的凸塊，每個凸塊均有一頂面；多個中間體，每個都有一個頂面和一個底面，每個中間體以能導(dǎo)電方式連接在相應(yīng)的每個基部噴射咀的頂面上，每個中間體均由壓電材料制作，一個頂部以可導(dǎo)電方式連接在各個中間體的頂面上；基部、多個中間體和頂部限定了多個大致平行、沿軸向延伸的傳墨通道，印墨可從其中噴出。
2.如權(quán)利要求1所述的印刷頭，其特征在于，基部凸塊和中間體為多個傳墨通道中的每一個都限定第一和第二側(cè)壁;印刷頭還具有將(正、負(fù))極性相反的電壓分別傳送到限定每一個傳墨通道的第一、二側(cè)壁上的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述印刷頭，其特征在于，將極性相反的電壓分別傳送到第一、二側(cè)壁的裝置還具有用于有選擇地將正電壓加到連接每個第一側(cè)壁的凸塊和中間體的導(dǎo)電連接件的機(jī)構(gòu);用于有選擇地將負(fù)電壓加到連接每個第二側(cè)壁的凸塊和中間體的導(dǎo)電連接件的機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述印刷頭，它還具有將連接頂蓋和多個中間體的導(dǎo)電連接件接地的裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的印刷頭，其特征在于，每個中間體是在大致垂直于多個平行通道的軸向延伸方向上被極化的。
6.如權(quán)利要求5所述的印刷頭，其特征在于，基部是在大致垂直于多個平行通道的軸向延伸方向上被極化的。
7.如權(quán)利要求6所述的印刷頭，其特征在于，用于有選擇地施加正、負(fù)電壓的機(jī)構(gòu)均在垂直于極化方向的方向上產(chǎn)生一個跨越每個中間體的電場，和一個大致垂直于沿基部的第一部分極化的方向并大致平行于沿基部的第二部分極化的方向的電場。
8.一種噴墨印刷頭具有一種大致成U形的并具有第一、二頂壁的起動器;一種具有與大致成U形的起動器的第一頂壁以可導(dǎo)電方式連接的一個底壁及一個頂壁的第一側(cè)壁起動器;一種具有與大致成U形的起動器的第一頂壁以可導(dǎo)電方式連接的一個底壁及一個頂壁的第二側(cè)壁起動器;一個具有與第一、二側(cè)壁起動器的頂壁以可導(dǎo)電方式連接的底壁;大致成U形的起動器，第一、二側(cè)壁起動器和頂部限定一個細(xì)長的液密性通道。
9.如權(quán)利要求8所述印刷頭，它還有用于有選擇地將一個第一壓力脈沖加到細(xì)長的液密性通道而將大致成U形的起動器接地的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述印刷頭，它還具有，一種有選擇地將一個正電壓加到連接第一側(cè)壁起動器和大致成U形的起動器的第一頂壁的導(dǎo)電連接件上的裝置;有選擇地將一個負(fù)電壓加到連接第二側(cè)壁起動器和大致成U形的起動器的第二個頂壁的導(dǎo)電連接件上的裝置。
11.如權(quán)利要求9所述印刷頭，它還具有，用于有選擇地將第二個壓力脈沖加到細(xì)長的液密性通道上而使第一側(cè)壁起動器接電的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述印刷頭，它還具有用于將第三個壓力脈沖有選擇地施加到細(xì)長的液密性通道而使第二種側(cè)壁起動器接電的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述印刷頭，它還具有有選擇地將一個正電壓加到連接第一側(cè)壁起動器和U形起動器的第一頂壁的導(dǎo)電連接件上的裝置;有選擇地將一個負(fù)電壓加到連接第二側(cè)壁起動器和大致成U形的起動器的第二頂壁上的裝置;使將第一、二側(cè)壁起動器與頂部相連的導(dǎo)電連接件接地的裝置。
14.一種噴墨印刷頭，它具有具有一個前壁和至少三個大致平行的細(xì)長的液密性通道的基部，液密性通道至前壁為止，一個蓋，其上有相應(yīng)數(shù)目的孔并安裝于基部的前壁上;設(shè)置在蓋上的孔決定了每列至少有一個孔的第一、二、三孔列，每一個孔均與相應(yīng)的一個通道溝通;分別用于同時起動與第一或第二或第三例相應(yīng)各孔溝通的所有通道的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的印刷頭，其特征在于，各孔成組安置，每組孔最多為3個，一個組的每個孔與該組其余的孔間隔有垂直距離，而且組中每一個孔與其余的相鄰的孔以選定的距離隔開。
16.如權(quán)利要求15所述之印刷頭，其特征在于，所選定的距離約為1/3(Pixel)象素。
17.如權(quán)利要求16所述的印刷頭，它還具有多個有第一、二頂壁的大致為U形的起動器，多個第一側(cè)壁起動器，每個第一側(cè)壁起動器有一個頂壁和一個以可導(dǎo)電方式與每一個大致為U形的起動器的第一頂壁連接的底壁;多個第二側(cè)壁起動器，每個第二側(cè)壁起動器有一個頂壁和一個以可導(dǎo)電方式與一個大致為U形的起動器的第二頂壁連接的底壁，一個有以可導(dǎo)電方式與第一、二側(cè)壁起動器的各頂壁連接的底壁的頂部，其中，大致成U形的起動器，第一、二側(cè)壁起動器和頂部限定出各個細(xì)長的液密性通道。
全文摘要
一種按要求滴液型噴墨印刷系統(tǒng)用的噴墨印刷頭，具有一個有一組大致平行設(shè)置并沿長軸方向延伸的凸塊的基部，一組以可導(dǎo)電的方式安裝在相應(yīng)的基礎(chǔ)凸塊組中的各個凸塊的頂面上的中間體組，以及一個以導(dǎo)電方式連接一組中間體中每一個相應(yīng)中間體的頂壁上的頂部。
文檔編號B41J2/055GK1074408SQ92110
公開日1993年7月21日 申請日期1992年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月16日
發(fā)明者J·R·派斯, D·B·華萊士, D·J·海斯 申請人:康帕克電腦公司