專利名稱:用于噴墨印刷的聲透鏡陳列的制作方法
本發(fā)明涉及聲印刷機(jī)，更具體地說，它涉及用于這種印刷機(jī)的具有集成聲透鏡陣列的印刷頭。
在可兼用普通紙的直接打印技術(shù)的發(fā)展方面，已經(jīng)耗費(fèi)了大量的精力和費(fèi)用。雖然傳統(tǒng)的各種噴墨技術(shù)因其需要一些帶有小的、容易阻塞的噴射孔噴嘴的基本缺點(diǎn)而受到損害，但是涉及根據(jù)要求滴落以及連續(xù)流噴墨印刷術(shù)的研究和發(fā)展活動(dòng)占去了這種投資中的相當(dāng)大的部分。很遺憾，噴射孔的尺寸是噴墨技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)、因?yàn)樗鼪Q定了噴嘴噴射的墨汁微滴的大小。因此，不能在不犧牲分辨率的情況下增加噴射孔的尺寸。
聲印刷術(shù)是一種具有潛在重要性的、另一種可供選擇的直接打印技術(shù)。它仍處在早期發(fā)展階段，但是現(xiàn)有的證據(jù)表明，當(dāng)它以自己的長處提供顯著的優(yōu)點(diǎn)時(shí)，在與用于或者在普通紙上或者在特殊媒質(zhì)上印刷的各種普通噴墨系統(tǒng)相比較中，它很可能是有利的。更具體地說，聲印刷術(shù)已提高了內(nèi)在可靠性，因?yàn)槠渲胁淮嬖谝子谧枞膰娮??？梢岳斫?，阻塞噴嘴的故障狀態(tài)的消除尤其關(guān)系到大型噴墨器陣列(例如包括幾千個(gè)分離的噴射器的各種頁面寬度陣列)的可靠性。此外，取消了小的噴射孔，因此能夠用比普通噴墨印刷更多種類的墨汁(包括具有更高粘度的墨汁以及包含顏料和其他顆粒成份的墨汁)來進(jìn)行聲印刷。與該項(xiàng)技術(shù)的另外的特點(diǎn)相一致，Elrod等人的一項(xiàng)共同未決和共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請案(其名稱是“可改變園點(diǎn)大小的聲印刷術(shù)”)(D/86359)表明，在工作期間，可以通過或者改變所噴射的各單個(gè)微滴的大小、或者調(diào)整用于構(gòu)成所印刷的圖象的單個(gè)象素的微滴數(shù)目、來控制由聲印刷機(jī)印刷的單個(gè)象素的尺寸。
眾所周知，聲束在它所投射的物體上施加一種撞擊該物體的輻射壓力。因此，如果聲束從正下方投射在液體槽的自由表面(即，液體與空氣的交界面)上，那么該聲束施加的撞擊該自由表面的輻射壓力可能達(dá)到足夠高的量級、足以使液體的單個(gè)微滴從該液槽的表面逸出、而不管表面張力的限制力。為了達(dá)到所述目的，有利的做法是使聲束在液槽的表面上或者在其附近聚焦，以此增強(qiáng)給定數(shù)量的輸入功率的輻射壓力。先前已經(jīng)把這些原理用于噴墨技術(shù)和聲印刷術(shù)，使用超聲(射頻)聲束使細(xì)小的墨汁微滴從墨汁槽中逸出。例如，K.A.krause的文章“聚焦的噴墨頭”(“IBM Technical Dis losure Bulletin”V01.16，№4，1973年9月，PP.1168-1170)敘述了一種噴墨技術(shù)，其中利用從一個(gè)凹形表面發(fā)射的、用一個(gè)園錐形的孔隙約束的聲束、來推動(dòng)各墨汁微滴穿出小的噴射孔。Louelady等人在第4，308，547號美國專利“液體微滴發(fā)射器”(1981年12月29日頒布)中指出，普通噴墨技術(shù)的小噴射孔是不必要的。為此，他們設(shè)置一些球面形壓電殼層作為換能器、用于提供聚焦的聲束，以便從墨汁槽的自由表面噴射墨汁微滴。他們還提出一種由一些平面換能器驅(qū)動(dòng)的聲喇叭，用于從涂復(fù)著墨汁的帶上噴射墨汁微滴。此后，為了減少聲印刷頭的成本以及簡化多噴射器陣列的制造工藝，C.F.Quate等人在一項(xiàng)共同未決和共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請案中(D/85155)(1985年9月16日提出申請，申請?zhí)?76，291，其名稱是“漏隙瑞利波無噴嘴液體微滴噴射器”)引入一個(gè)平面交叉指型換能器(IDT)和平面IDT陣列。Quate等人還揭示可以或者直接通過調(diào)制聲束的方法，或者間接地隨著來自可適當(dāng)控制的射頻信號源的功率輔助脈沖串來控制微滴噴射過程。
交叉指型換能器(IDT)提供了一種用于制造聲微滴噴射器陣列的經(jīng)濟(jì)的工藝，但是其空心聲束的焦點(diǎn)圖案導(dǎo)致比某些應(yīng)用場合所希望的、對墨汁表面高度的較小的變化有更高的敏感性。因此，仍然存在一種對能夠以適度的成本費(fèi)用裝配高噴射穩(wěn)定性聲微滴噴射器陣列的工藝技術(shù)的需求。
本發(fā)明為響應(yīng)上述需求，設(shè)置了若干球面形聲透鏡陣列，用于使各射頻聲波聚焦到本質(zhì)上受衍射限制的、在墨汁槽自由表面或在其附近的各焦點(diǎn)。這些透鏡形成相對地免除了局部幅度變化的各種焦點(diǎn)圖案，因此可以用它們制造具有相對穩(wěn)定特性的、用于聲印刷術(shù)的聲印刷頭。
結(jié)合各附圖閱讀如下的詳細(xì)描述，可以明白本發(fā)明的其他一些特征和優(yōu)點(diǎn)，在這些附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的聲印刷頭的等角視圖;
圖2是示于圖1中的印刷頭的橫截面圖(工作期間印刷頭浸沒在墨汁槽中的情況);
圖3是一種更改的印刷頭等角視圖，其中聲束被換能器部分地預(yù)聚焦;
圖4A至4D是說明能夠應(yīng)用本發(fā)明的某些印刷機(jī)結(jié)構(gòu)形式的示意圖;
圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的更詳細(xì)的縱剖面圖，其中用于根據(jù)要求而滴落的印刷技術(shù)的各聲透鏡被分別地照射;
圖6是示于圖5中的印刷頭的底視圖;
圖7和圖8是示于圖5中的印刷頭的另一些實(shí)施例的縱剖面圖，用于說明可以采取使各透鏡彼此聲隔離的措施;
圖9是做成平面狀的印刷頭的橫截面圖;
圖10是另一種做成平面狀的印刷頭的橫截面圖。
當(dāng)下文參考一些圖解說明的實(shí)施例來更詳細(xì)地描述本發(fā)明時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，這里不存在將本發(fā)明局限于這些實(shí)施例的意圖。相反，其目的是要包括由所附各權(quán)利要求
所限定的屬于本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有變體，各替換方案和等同物。
現(xiàn)在返回各附圖，此處尤其請看圖1和圖2，這里有一個(gè)聲印刷頭11，它包括精確定位的球面形聲透鏡12a至12i的一個(gè)陣列，用于把多束會(huì)聚的聲束15發(fā)射到墨汁16(只在圖2中示出)的槽中。聲束15中的每一束相對于它從其中發(fā)出的透鏡12a……，或12i的中心基本上對稱地會(huì)聚，并且選擇透鏡12a至12i的焦距，使得聲束15中的每一束都聚焦到墨汁16的槽的自由表面17(即液體和空氣的交界面)或者其附近。將印刷頭11適當(dāng)?shù)亟]在墨汁16中。另一方面，可以用聲損耗低的介質(zhì)，例如聚脂薄膜或者類似物(未示出)在此處使各透鏡12a至12i偶聯(lián)。
用在一個(gè)實(shí)心基片22的上表面形成的一些小的、通常是球面形的凹槽來確定聲透鏡12a至12i的界限。在基片22的反面或者下表面上沉積壓電換能器23或者用其他方法使它與基片22的下表面保持緊密的機(jī)械接觸，并且把合適的射頻信號源(未示出)耦合到換能器23的兩端，以便激勵(lì)它進(jìn)入振蕩狀態(tài)。換能器23的振蕩使它產(chǎn)生超聲波24、用于共同地、或者如后面另外詳細(xì)地描述的那樣，分別地照射各透鏡12a至12i。如果所述同一聲波24照射所有透鏡12a至12i，那么，選擇聲波24的幅度使聲束15把墨汁16的自由表面17激勵(lì)到對微滴的形成來說是起始的、亞閾值能量等級。另外，提供一個(gè)合適的補(bǔ)充能量的信號源(未示出)、用于有選擇地供給那些被聲波激勵(lì)的焦點(diǎn)區(qū)，以便根據(jù)要求從這些區(qū)域把各單獨(dú)的墨汁微滴噴射出來。見上述Quate等人的專利申請案(D/85155)。另外，見S.A.Elrod的美國專利申請(1986年1月21日提出的、申請?zhí)?20，045，題目是“用于無噴嘴微滴噴射器的毛細(xì)波控制器”)的共同未決和共同轉(zhuǎn)讓的繼續(xù)申請案(D/85239C)(D/85239現(xiàn)已放棄)。
如圖1和圖2中所示，換能器23具有平面的外形，因此它產(chǎn)生普通平面波前的聲波24。但是，也可以使用具有其他外形的換能器。例如圖3中所示，可以使用一種園柱面的換能器23′，用于產(chǎn)生部分地預(yù)聚焦的聲波24′，以照射直線型陣列的各透鏡12a-12i。
按照更詳細(xì)描述的本發(fā)明的一個(gè)方面，為了顯著地減小(如果不是消除的話)聚焦聲束15的象差，透鏡基片22由這樣的材料構(gòu)成，即，這種材料具有大大高于墨汁16中的聲速Vi的聲速度Vs(即，基片22中的聲速)，于是，Vs＞＞Vi。通常，墨汁16中的聲速在1-2千米/秒范圍內(nèi)。這樣，基片22可以由寬的材料變化范圍中的任何一種材料構(gòu)成，例如，硅、氮化硅、碳化硅、氧化鋁、蘭寶石、熔凝石英以及某些玻璃，以便在墨汁16和各透鏡12a至12i之間的交界面上、把折射率的比值(由聲速的比值Vs/Vi所確定的)保持在超過2.5∶1的水平。比值2.5∶1足以保證聲束15的象差是小的。但是，如果基片22由一種具有較高聲速的材料，例如硅、氮化硅、碳化硅、氧化鋁和蘭寶石構(gòu)成，那么能夠容易地獲得4∶1或者更高的折射率比值，從而把聲束15的象差減小到基本上可以忽略的等級。見C.F.Quate的聲學(xué)顯微鏡”一文(《Scientific American》V01.241，№4，October 1979，PP62-72)，其中對涉及的這些原則有詳細(xì)的討論。
聲印刷術(shù)要求把各透鏡12a-12i彼此相關(guān)地精確地定位在非常密集的各中心上。因此，按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，最好把各透鏡12a至12i用化學(xué)方法蝕刻在基片22上或者模壓在其中。K.D.Wise等人在“用半導(dǎo)體工藝制造用于熱核聚變研究中的半球形結(jié)構(gòu)”〔J.Vac.Sci.Technol.(真空科學(xué)技術(shù)雜志)，V01.16，№3 May/June 1979，PP.936-939〕(特此引入作為參考)一文中敘述了一種用于把各透鏡各向同性地蝕刻到硅材料上的合適的光刻工藝，而且可以把這種工藝推廣到在由其他各種可用化學(xué)方法蝕刻的材料構(gòu)成的基片22上制造各透鏡12a至12i?；蛘撸€可以通過使用熱壓或者噴射鑄造工藝把各透鏡12a至12i澆鑄到例如氧化鋁、氮化硅和碳化硅材料中。如果需要的話，可以在透鏡12a至12i的球形外表面上淀積一層由λz/4厚度的阻抗配匹材料層構(gòu)成的(其中λz＝敷層26中聲束15的波長)吸聲層26(圖2)。
透鏡12a至12i的各半徑一般大于限定其界限的各凹槽的深度，以便使各透鏡的焦點(diǎn)平面離開基片22的上表面一段距離，該距離約等于墨汁16的上復(fù)蓋層的厚度(加上任何插入煤質(zhì)、例如用于承載墨汁的任何薄膜的厚度)。因此，如果按照上述Wise等人的教導(dǎo)用化學(xué)方法把各透鏡12aa-12i蝕刻在基片22中，那么，可以使用研磨加工、附加的化學(xué)蝕刻或者類似方法來切削已蝕刻的基片22的上表面，使它從各透鏡12a至12i的焦點(diǎn)平面向后移動(dòng)足夠的距離。此外，可以通過例如研磨的方法使基片22的上表面變粗糙，以便彌漫性地散射任何未被各透鏡12a至12i會(huì)聚的入射聲能量。
根據(jù)本發(fā)明可以提供用于各種類型的聲印刷的直線型的和平面的透鏡陣列(這里使用的“平面的”一詞意味著一個(gè)陣列具有兩排或更多排透鏡)、包括用于行印刷的頁面寬度的直線型的和平面的透鏡陣列，用于多行光柵印刷的較小的直線型陣列，以及用于矩陣式印刷的平面陣列。為了強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)，圖4A示意地表示一種行印刷機(jī)31，其中相對于沿切線方面排列的頁面寬度的直線型透鏡陣列34、沿著箭頭33所指的弧矢方向推進(jìn)合適的記錄煤質(zhì)32，例如普通紙頁;圖4B示意地表示另一種行印刷機(jī)36，它具有頁面寬度平面的交錯(cuò)排列的透鏡陣列37;圖4c示意地表示一種多行光柵印刷機(jī)41，其中，記錄煤質(zhì)32沿弧矢方向被推進(jìn)，而排列在弧矢方向上的直線型透鏡陣列42正在切線方向上被推進(jìn)，如分別用箭頭33和43所表示的;以及圖4D示意地表示一種園點(diǎn)矩陣印刷機(jī)51，其中記錄煤質(zhì)沿著矩陣的一根軸線被推進(jìn)、而且有矩陣形狀的平面透鏡陣列52正沿著該矩陣的正交的軸線被推進(jìn)，如分別用箭頭53和54所表示的。這些例子不是完全的，但是它們表示存在相當(dāng)大的設(shè)計(jì)靈活性。
如圖5至8中所示，按照本發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)，能夠采取用分離的各個(gè)聲波24(圖2)有選擇地和逐一地照射透鏡12a至12i的措施。這使得能夠獨(dú)立地調(diào)制聲束15(見圖2)、用于逐個(gè)透鏡地按篇幅地控制微滴的噴射過程。為此，在這些更詳細(xì)描述的實(shí)施例中，換能器23包括一個(gè)薄的壓電元件61，例如薄的氧化鋅(ZnO)膜或者薄的三氧化鈮鋰(LiNbO3)晶片，元件61被夾在可逐一尋址的電極62a至62i(圖6中最好地示出)的陣列和一個(gè)反電極63之間。安裝電極62a至62i，以便分別適當(dāng)?shù)卣丈渫哥R12a至12i。此外，使換能器23與透鏡基片22的下表面產(chǎn)生緊密的機(jī)械連接。例如，可以或者直接地、或者在基片22的下表面已被用適當(dāng)?shù)碾娊^緣體64、例如SiO2層涂復(fù)后，在基片22的下表面淀積換能器反電極63。
工作時(shí)，把可以單獨(dú)控制的各射頻激勵(lì)電壓加到62a至62i的各個(gè)電極與反電極63之間，從而在分別以電極62a至62i的垂直方向?yàn)橹行牡母骺臻g隔離的位置上、局部地激勵(lì)壓電元件61進(jìn)入振蕩狀態(tài)。壓電元件61的這種局部振蕩產(chǎn)生在空間移動(dòng)的各聲波24，它們沿著預(yù)定方向傳播，穿過基片22、分別照射透鏡12a至12i。因此，在任何給定的時(shí)間加在各電極62a至62i上的各射頻激勵(lì)電壓獨(dú)立地控制各聲束15的輻射壓力，這些聲束是在那個(gè)特定時(shí)間由各透鏡12a至12i分別發(fā)射到墨汁16中的。換能器23一般具有相對窄的頻帶寬度，因此，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)制那些加在各電極62a至62i上的激勵(lì)電壓的幅度、頻率或者持續(xù)時(shí)間，可以按篇幅逐個(gè)透鏡地控制微滴的噴射過程。
不難理解，當(dāng)各聲波24(見圖2)穿過基片22傳播時(shí)，會(huì)發(fā)生衍射。如果基片22的厚度具有一個(gè)瑞利波長的數(shù)量級，那么，如圖5中所示，這種衍射可以被忽略。但是，如果使用比較厚的基片22，那么，各透鏡12a至12i最好是彼此聲隔離的，例如采用在各透鏡之間設(shè)置一些窄縫66的方法，用空氣或某種其他煤質(zhì)填充這些縫隙，這些煤質(zhì)具有的聲阻抗顯著地不同于基片22的聲阻抗，以便造成聲失配。這些縫隙66可以是穿過基片22的下表面而向上延伸的(圖7)或者是穿過基片22的上表面向下延伸的(圖8)。如果基片22是由可用化學(xué)方法蝕刻的晶體材料例如硅構(gòu)成，那么，可以用各向異性的方法在其中蝕刻各縫隙66。例如，見K.E.Petersen的文章“作為機(jī)械材料的硅”(Proceeding of the IEEE，VO1.70，№5，May 1982 PP.421-457)。
各透鏡12a至12i的外表面最好具有一定的光潔度，并且根據(jù)需要進(jìn)行清洗，以便從其上清除各種粒子沉淀物，例如可能從墨汁16中析出的顏料和灰塵粒子。此外，在某些實(shí)施例中，可能需要在位于透鏡12i至12i上方的一層聚酯薄膜或者類似物上輸送墨汁16，這些薄膜可能引起磨損或者拖曳透鏡12a至12i的邊緣。因此，如圖9中所示，可以通過用適當(dāng)?shù)木酆衔?1，例如環(huán)氧樹脂或者類似的實(shí)心材料填滿限定各透鏡界限的各凹槽，來使透鏡12a至12i變成平面的，這些填充材料具有的聲阻抗和速度是介于墨汁16和基片22的聲阻抗和速度之間的中間值。見Elrod等人的共同未決和共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請案，題目是“用于聲印刷的平面微滴噴射器”(D/86361)。填充層71可以與基片22的上表面一樣平(圖9)，或者可以在其上形成一層薄的上復(fù)蓋層(圖10)。圖9和圖10中未示出吸聲透鏡層26(圖2)、以強(qiáng)調(diào)它是任選的。
本發(fā)明的一些更重要的應(yīng)用之一涉及提供一種用于行印刷的頁面寬聲印刷頭，因此將另外詳細(xì)地述評這種應(yīng)用。眾所周知，當(dāng)墨汁微滴附著在紙上時(shí)形成的圓點(diǎn)或者“象素”的直徑約等于微滴直徑的兩倍。因此，假如在每個(gè)象素上放置多個(gè)墨汁微滴(如下所述)，那么，大體上相同的各聲透鏡12a至12i(每一個(gè)預(yù)定形成一束聚焦的聲束15)(見圖4A)的頁面寬度的直線型陣列足以印刷出一條基本上不間斷的、橫跨整個(gè)頁面寬度的墨汁線。另一方面，通過使用包括兩排或者更多排交錯(cuò)排列的透鏡(這些透鏡的每一個(gè)預(yù)定形成一束具有等于透鏡中心距的1/4的收斂直徑的聚焦聲束)(見圖4B)的頁面寬度平面陣列也能夠獲得同樣的結(jié)果。此外，如果增長加在換能器各電極62a至62i上的射頻激勵(lì)脈沖的持續(xù)時(shí)間(對于根據(jù)要求滴落的印刷術(shù)，一般把射頻脈沖的持續(xù)時(shí)間限制在大約1微秒至100微秒的范圍內(nèi))，那么可以在不損害它們的印刷實(shí)線的能力的情況下，增大這些陣列中各透鏡之間的中心距。如果在電極62a至62i上加上快速的和重復(fù)的脈沖，用以在每一象素上附著多達(dá)15個(gè)左右的微滴，那么，也可以增大透鏡間距。見上述Elrod等人的申請“可改變圓點(diǎn)尺寸的聲印刷術(shù)”(D/86359)。可以綜合這些脈寬調(diào)制和多微滴印刷技術(shù)，使得用給定的球面透鏡型微滴噴射器所印刷的各象素的尺寸增大到4倍以上，因此這種象素尺寸控制能力的一部分可以用來增加各透鏡12a至12i中心距，其剩余部分留作預(yù)備，以便在需要時(shí)提供一種具有灰度等級的圖象。
例如，為達(dá)到大約500圓點(diǎn)/英寸的分辨率(這是為高質(zhì)量印刷所需要的典型的分辨率)要求大約50微米的象素直徑。據(jù)此建議對于交錯(cuò)排列的雙排陣列各透鏡采用大約100微米的中心距。更具體地說，可以指出，50兆赫量級的射頻頻率足以印出50微米的圓點(diǎn)。在該頻率下，聲束15在墨汁16中的波長λi是大約30微米。此外，在上述各聲速比例的情況下(Vs/Vi等于2.5∶1和4∶1)，聲波24在基片22中的相應(yīng)波長λs分別是75微米和120微米。幸運(yùn)的是，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，小孔徑透鏡12a至12i(各透鏡具有A＜10λi的孔直徑)使聲束15在墨汁16的自由表面17上產(chǎn)生充分的聚焦，足以使各單獨(dú)的墨汁微滴根據(jù)要求從那里噴射出來。見Elrod等人的另一份共同未決和共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請案，其名稱是“用于聲印刷的一些微型透鏡”。還不能精確地知道，對于根據(jù)要求滴落的印刷術(shù)、可以把透鏡的孔徑減少到多小而仍然提供各聲束的充分的聚焦，但是實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，使用具有小至1.5λs孔徑的透鏡能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)要求滴落的操作要求，在基片22和墨汁16的聲速之間的比值為4∶1的情況下，這相當(dāng)于大約6λi的透鏡孔徑。
鑒于上述，將會(huì)明白，本發(fā)明使得能夠在適度的費(fèi)用下裝配相對穩(wěn)定的聲微滴噴射器陣列。此外，可以把實(shí)施本發(fā)明的各種微滴噴射器陣列用于各種形式的聲印刷工藝中也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種用于根據(jù)要求從墨汁槽的自由表面噴射墨汁微滴的聲印刷頭，所述墨汁具有預(yù)定的聲速，其特征在于所述印刷頭包括-一塊具有上表面和下表面的實(shí)心基片，所述上表面有許多在預(yù)定的各中心上構(gòu)成的、基本上相同且一般為球面形的凹槽，它們用于限定聲透鏡陣列的界限；所述基片由聲速顯著高于所述墨汁的材料構(gòu)成，以及-與所述基片的下表面緊密地機(jī)械連接的各壓電換能器裝置、用于產(chǎn)生照射所述各透鏡的各射頻聲波、以便所述透鏡把各自會(huì)聚的聲束發(fā)射到墨汁中，選擇所述各透鏡的焦距，使所述各聲束聚焦在接近所述墨汁槽表面的地方。
2.權(quán)利要求
1的印刷頭，其特征在于，所述各聲透鏡是排成一直線的，以限定具有頁寬長度的直線型透鏡陣列的界限。
3.權(quán)利要求
1的印刷頭，其特征在于所述各聲透鏡是排成行的，以限定具有頁寬長度的交錯(cuò)排列透鏡的平面陣列的界限。
4.權(quán)利要求
1的印刷頭，其特征在于所述各聲透鏡沿一直線排列，以限定各透鏡的直線型陣列的界限。
5.權(quán)利要求
1的印刷頭，其特征在于所述各透鏡沿直線排列，以限定各透鏡的平面陣列的界限。
6.權(quán)利要求
1至5中任一項(xiàng)的印刷頭，其特征在于所述各換能器裝置提供單獨(dú)調(diào)制的各射頻聲波，用于各自照射所述各透鏡從而所述各透鏡分別把已調(diào)制的各聲束發(fā)射到所述墨汁中，對于根據(jù)要求滴落的印刷術(shù)，逐個(gè)透鏡地控制所述各聲束的調(diào)制。
7.權(quán)利要求
6的印刷頭，其特征在于所述基片具有設(shè)置在所述透鏡之間的聲阻抗失配區(qū)，用于使所述各透鏡彼此聲隔離。
8.權(quán)利要求
7的印刷頭，其特征在于所述各阻抗失配區(qū)從基片的下表面向上延伸，進(jìn)入所述基片中。
9.權(quán)利要求
7的印刷頭，其特征在于所述各阻抗失配區(qū)從基片的上表面向下延伸，進(jìn)入所述基片中。
10.權(quán)利要求
1的印刷頭，其特征在于所述基片中的聲速至少是所述墨汁中聲速的2.5倍。
11.權(quán)利要求
10的印刷頭，其特征在于所述基片中的聲速至少是所述墨汁中聲速的4倍。
12.權(quán)利要求
1的印刷頭，其特征在于用一種實(shí)心材料填滿所述各凹槽，所述實(shí)心材料的聲速可以同所述墨汁的聲速相比擬，從而所述印刷頭對于所述墨汁來說，呈現(xiàn)一種一般平面形的上表面。
13.權(quán)利要求
12的印刷頭，其特征在于所述基片中的聲速至少是所述墨汁中聲速的2.5倍。
14.權(quán)利要求
12的印刷頭，其特征在于所述基片中的聲速至少是所述墨汁中聲速的4倍。
15.權(quán)利要求
1的印刷頭，其特征在于在所述墨汁中所述各聲波具有預(yù)定的波長，所述各聲透鏡具有小于10倍所述波長的預(yù)定直徑。
16.權(quán)利要求
15的印刷頭，其特征在于所述基片中的聲速至少是所述墨汁中聲速的2.5倍。
17.權(quán)利要求
16的印刷頭，其特征在于所述基片中的聲速至少是所述墨汁中聲速的4倍。
18.權(quán)利要求
17的印刷頭，其特征在于所述各換能裝置提供用于各自照射所述各透鏡的各單獨(dú)調(diào)制的射頻聲波，從而所述各透鏡分別地把各己調(diào)制的聲速發(fā)射到所述墨汁中，對于根據(jù)要求滴落的印刷術(shù)，逐個(gè)透鏡地控制所述各聲束的調(diào)制。
19.權(quán)利要求
18的印刷頭，其特征在于用一種實(shí)心材料填滿所述各凹槽，所述實(shí)心材料的聲速可以同所述墨汁的聲速相比擬，從而從所述印刷頭的一般平面型表面把所述各聲束發(fā)射到所述墨汁中。
20.權(quán)利要求
1以及權(quán)利要求
7至19中任一項(xiàng)的印刷頭，其特征在于所述基片和所述各換能器裝置浸沒在所述墨汁中。
專利摘要
為了簡化聲印刷頭的制造工藝、提供了一些球面形聲透鏡的陣列、用于使各射頻聲波聚焦到本質(zhì)上受衍射限制的、在墨汁槽表面或者其附近的各焦點(diǎn)上。這些透鏡形成一些相對地免除了局部幅度變化的焦點(diǎn)圖案，因此，可以把它們用于制造具有相對穩(wěn)定特性的、用于聲印刷的聲印刷頭。
文檔編號B41J2/155GK87101228SQ87101228
公開日1988年10月5日 申請日期1987年12月19日
發(fā)明者斯科特·艾倫·埃爾羅德, 布特勒斯·T·庫理-亞各, 卡爾文·F·夸特 申請人:施樂公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan