静电喷墨头和记录设备制造技术

静电致动器的频率相关性通过设定驱动电压波形加以改善。电极（１１）面对构成墨水腔室侧壁表面的一部分的振动板（２１），并且振动板（２１）和电极设置有预定间隙（４０）。脉冲电压施加到电极（１１）和振动板（２１）之间，通过静电力使振动板（２１）偏移，并通过振动板（２１）的机械弹性给墨水腔室内的墨水上加压，从而喷射一个墨滴。振动板（２１）振动，使得它接触电极（１１），通过一个或多个电脉冲喷射墨水。振动板与电极接触的周期与形成一个象素的周期的比被调整为等于或小于（２００－２．７９×ＰＶ）％，其中ＰＶ是振动板的偏移容积与振动腔室的容积的百分比，该振动腔室是由振动板和电极的板封闭的空间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种静电喷墨头，以及利用这种静电喷墨头的记录设备。
技术介绍
图1是用于解释利用静电力的喷墨头的主要部分的透视图，本专利技术将要应用于该喷墨头上，而图2是该主要部分的横截面图，该图示出图1所示的喷墨头的致动器的结构(在振动板长边方向上的轮廓横截面图在图1中线II-II处看到的剖面图)。这些图示出电极板10，该电极板10包括电极11；液体腔室板20，该液体腔室板20包括在液体腔室22切开槽时形成的振动板21、和将墨水供给到每个墨水腔室的公共液体腔室23；以及喷嘴板30，该喷嘴板30包括将墨水排放到液体腔室22内的喷嘴31。电极板10、振动板(液体腔室板)20、以及喷嘴板30被层叠设置。(虽然图1和图2示出了侧喷射器结构，但是也可以使用端部喷射器结构)。在作用为墨水腔室22的一部分和公共液体腔室23的一部分的振动板20中，设置了与喷嘴3 1连接的墨水腔室22、以及振动板21，该振动板为导电的并且做得较薄，以便获得较低的刚性，使得它是柔软的。电极板10包括单个电极11，该电极安装成面对振动板21，并且在墨水腔室的外侧距振动板有一个预定间隙。虽然用于防止与振动板21短路等的保护膜12形成在单个电极11上，如果需要的话，保护膜也可以形成在振动板21的背面(在面对电极的一侧上)。如图1所示，多个如图2所示的致动器安装在将应用本专利技术的静电喷墨头之内，并且墨滴(ink drop)从每个致动器排出。在图1和图2中，当电压施加到振动板21和单个电极11之间时，振动板21由静电力朝电极11偏移。当电压去除时，振动板21返回到先前位置，即，返回到施加电压之前的位置。静电喷墨头利用这个响应振动板21的静电力的机械特性作为墨水喷射的墨水排出力。在每个致动器中，由电极板10和振动板20形成的空间40被称为间隙腔室，而由振动板和电极板形成的作为间隙腔室一部分的空间被称为振动腔室。在如上所述的静电喷墨头中，振动板21做得较薄，使驱动电压可以较低，该驱动电压用于产生在振动板21和单个电极11之间让振动板21偏移的静电力，电压施加在静电致动器的振动板21和单个电极11之间。薄的振动板需要较低的驱动电压，然而，振动板的刚性变低。在刚性较低的情况下，振动腔室和间隙腔室内存在的空气(或其他气体)极大地影响振动板的特性。例如，当振动板21靠近电极11时，空气的压缩阻力导致使振动板21接触电极11所需的电压(该电压此后称为接触电压)在动态情况下与静态情况相比变大。对于这个问题，已经研发了某些措施。例如，如日本临时公开第7-299908号已经公开，其中，除了振动腔室之外，间隙腔室设置成当振动板朝向电极侧偏移时使空气溢出，从而抑制了空气的压缩阻力。本专利技术致力于解决另一重要问题，如下面所解释的，该问题是由于如上所述存在空气。图3的部分A到D示出静电喷墨头的主要部分的概要结构，用于解释本专利技术要解决的问题。图3的部分A和B示出当驱动频率低时振动板的实际偏移范围(L)。图3的部分C和D示出当驱动频率高时振动板的实际偏移范围(1)。图3的部分A和C示出在振动板长边方向的剖面图。图3的部分B和D示出在振动板短边方向的剖面图。传统静电喷墨头的振动板需要在大到10kHz的范围内动态振动。由于振动板和电极之间的空间较窄，其中振动板如上所述以高速振动，因此，振动板21在朝向电极11运动的周期内受到空气的压缩阻力。一部分空气随着振动溢出到振动板30的外侧(如箭头所示)。这个现象称为挤压效应(squeezing effect)。然后，在去除电压并且振动板21与电极11分离时，振动腔室30的内侧还原(reduce)到与大气相比的负压状态。由此，振动板21返回的位置成为比原始位置更靠近电极11的位置。在此，在一定的单位周期内从振动腔室40内挤出的空气量与振动板21接触电极11的周期的增大成比例地增大。即，驱动频率越高，驱动电脉冲的宽度越宽，从振动腔室挤出到外侧的空气的量越大，并且振动腔室的负压越大，使得电脉冲断开时振动板返回的位置更靠近电极。图9示出一个示例(与平行间隙(parallel gap)相关的接触周期)。这个图示出沿着致动器的振动板短边方向在中心位置测量的振动偏移的结果，该测量是通过激光多普勒振动计进行的。垂直轴代表偏移量δ，而水平轴代表驱动电压的大小，其中，驱动电压的波形为矩形。δ-v特性用作为参数的驱动频率来表示。存在如下的区域，即在该区域处偏移量在特定电压下饱和。饱和的偏移量被称为接触偏移量。参照图9，驱动频率越高，则从振动腔室内挤出且不能返回到振动腔室中的空气量越大。由于这个原因，如图3中部分C和D所表示的，振动板21更靠近电极11振动，使得电极和振动板之间的距离非常短，导致接触电压下降。从而，存在当驱动频率低时不造成问题而在驱动频率高时并且在驱动电压的脉冲宽度较宽时造成问题的现象。虽然上述情况对于以至多10kHz工作的传统静电喷墨头不成为问题，但是为用在将来的高速打印机上，这却成为待提前解决的问题。然而，对于这个问题还没有提出任何对策。在此，该问题在于振动板与电极接触的接触驱动中，而在二者不接触的非接触驱动的情况下，并不产生如上所述的频率相关问题，或者说并不存在这个问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于如上所述的当前情况做出，并且本专利技术的目的是仅通过设置驱动电压的波形来改善静电致动器的频率相关性。本专利技术提供了一种静电喷墨头，该喷墨头包括振动板、和面对振动板以预定间隙安装的电极，其中，电脉冲施加在电极和振动板之间，以便振动板由静电力偏移，并且通过振动板的机械弹性挤压墨水腔室内的墨水而排出墨滴，其中，象素是由一个电脉冲所排出的墨水形成，振动板和电极彼此接触的周期与形成象素所需的周期的比PT等于或小于(200-2.97×PV)％，其中，PV是振动板的偏移容积与振动腔室的容积的百分比，该振动腔室是由振动板和电极的板封闭构成的空间。本专利技术还提供了一种静电喷墨头，以及面对振动板以预定间隙安装的电极，其中，电脉冲施加到电极和振动板之间，以便振动板由静电力偏移，并且通过振动板的机械弹性挤压墨水腔室内的墨水而排出墨滴；其中，象素是由多个电脉冲所排出的模式形成，振动板与电极彼此接触的周期与形成象素所需的周期的比PT等于或小于(200-2.97×PV)％，其中，PV是振动板的偏移容积与振动腔室的容积的百分比，该振动腔室是由振动板和电极的板封闭构成的空间。本专利技术还提供了一种静电喷墨头，其包括喷嘴、连接到喷嘴上的墨水腔室、构成公共电极的振动板、安装在墨水腔室外侧并以预定间隙面对振动板的单个电极、以及从喷嘴中排出墨滴的多个静电致动器，墨水在墨水腔室内，并受到由于施加到振动板和单个电极之间的电脉冲使振动板产生的静电力变形时而随之产生的振动板的机械弹性力所挤压，其中，振动板与电极彼此接触的周期与形成象素所需的周期的比PT等于或小于(200-2.79×PV)％，其中PV是振动板的偏移容积与振动腔室的容积的百分比，该振动腔室是由振动板和电极的板所封闭的空间。本专利技术还提供了如上所述的静电喷墨头，其中，在形成一个象素时，一个电脉冲施加到振动板和单个电极之间。本专利技术还提供了如上所述的静电喷墨头，其中，当形成一个象素时，多个电脉冲施加到振动板和单个电极之间。本专利技术提供了一种喷墨记录设备，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电喷墨头，包括：　　　　振动板；以及　　　　面对振动板以预定间隙安装的电极；其中，一电脉冲施加到所述电极和振动板之间，以便振动板由静电力偏移，并且通过振动板的机械弹性挤压墨水腔室内的墨水而排出一个墨滴；其中，一象素是通过由一个电脉冲排出的墨水所形成；并且，振动板与电极彼此接触的周期与形成一个象素所需的周期的比ＰＴ等于或小于（２００－２．７９×ＰＶ）％，其中ＰＶ是振动板的偏移容积与振动腔室的容积的百分比，该振动腔室是由振动板和电极的板封闭的空间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中慎二，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]