喷墨打印机及其偏转板制造技术

一种组合的用于偏转式喷墨打印机的偏转电极和相位传感器电极，由陶瓷支撑基板（１９）、一个作为偏转电极的导电层（２１）多个覆盖住导电层（２１）的绝缘层（２５）构成，用导电材料在绝缘层（２５）上补辍，从而形成相位传感器电极（２９）（还公开了其它可选择的结构）。可以相同的方式设置一个飞行时间传感器电极（３１）。多个绝缘层（２５）避免传感器电极（２９，３１）借助于飞溅的导电墨水电接触到由导电层（２１）构成的偏转电极。传感器电极（２９，３１）的感应面积比单独设置的电极大，使得它们更容易感应到喷射墨流，从而降低了校准的要求。此外，通过将传感器电极（２９，３１）设置在偏转电极的长度范围内，缩短了墨流从喷嘴（１）到捕获器（１１）的飞行路径。该组合电极设计可应用于单个喷嘴的喷墨打印机、两个喷嘴的喷墨打印机以及带有喷嘴阵列（例如，用于打印图片）的喷墨打印机。（*该技术在2019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喷墨打印机，其墨滴能被充电，并被电场偏转，从而控制该墨滴的目标位置。一般说来，这种偏转式喷墨打印机是连续喷射式打印机，其中喷墨连续不断地进行，且未用于打印的墨滴被一个捕获器捕获(通常在供墨系统中重新流通)。这样的打印机可以用于使未偏转的墨滴从喷墨头通过到达捕获器，以及使墨滴偏转离开指向捕获器的路径，以便进行打印，也可以使墨滴偏转进入捕获器并且用未偏转的墨滴进行打印。无论哪种情况，打印机的构造使得它可以使不同的墨滴产生不同程度的偏转，以提供一定范围的打印位置。一种已知的偏转式喷墨打印机通常只有一个喷嘴，而墨滴被偏转到多种可能的打印位置。这样的打印机通常被用于打印信息和标记，诸如在输送带或其他运输机构上被输送着通过该打印头的商品和包装物(例如酸奶罐，蛋，奶盒等)、已制成的物品、包装和其他物品上打印“sell-by”(售出)日期，代码，条形码和徽标。此种设备已被公开，例如在美国专利5481288(以及WO-A-89/03768)，美国专利5126752(以及EP-A-0424008)，美国专利5434609(以及EP-A-0487259)和美国专利申请940667(以及EP-A-0531156)中，在此引用它们作为参考。在其它类型的偏转式喷墨打印机中，许多喷嘴被设置成一排，通常来自各个喷嘴的未偏转的墨滴被用于打印而偏转的墨滴被捕获器捕获(一个公共的捕获器用于所有的喷射墨滴或多个捕获器用于所有的喷射墨滴)。这类打印机通常用于打印图形。在普通的连续喷射偏转式喷墨打印机中，墨水以完整的墨流形式离开喷嘴，然后在脱离喷嘴的一小段距离内破碎成墨滴。通常按照调制驱动信号向墨滴施加一个振动而对该喷墨过程进行调制，以便确保它以一种可控制的方式以及以一种理想的频率破碎成墨滴。在连续的墨滴从喷墨头断开的那一时刻之间的时间长度被认为是形成墨滴期间。一般说来该形成墨滴期间受该调制驱动信号的频率控制，并由该频率决定。连续墨滴从该喷墨头断开时的相位被称为墨滴分离相位。使用导电性墨水且喷嘴处墨水的电压保持不变。一个通常被称为充电电极的电极设置在喷墨头的通道附近在墨流破碎成墨滴的地方。该充电电极上的电压在喷墨头的接近该电极的部分上感应生成电荷，并当墨滴从该喷墨头分离时，一些电荷截留在该墨滴上。设置一个偏转电极，以便产生一个对截留在该墨滴上的电荷起作用的电场，使墨滴偏离当初离开喷嘴时的方向。在实践中，通过向用于不同墨滴的电极施加不同的电压，可使不同的墨滴偏转不同的程度，从而捕获不同墨滴上的不同数量的电荷。此外，还有人建议(例如在美国专利4122458)为不同的墨滴提供不同的电场强度。无论改变该体系的哪个方面，以使不同的墨滴不同程度地偏转，该改变必须相对于墨滴分离相位具有一个正确的相位，以便每个墨滴能被正确地偏转。因此必需实施一种操作，被称为相位调整，以便发现墨滴的分离相位。在相位调整期间，向该电极施加一个特定的信号。选择对应于该形成墨滴的时期及其波形的特定信号的频率，使得相对于该墨滴分离相位，截留在墨滴上的电荷数量取决于该特定信号的相位。在相位调整操作中，通常可以以许多不同的相位角施加该特定信号。在相位调整期间，通过监视截留在墨滴上的电量可识别该墨滴分离相位。相位调整操作的细节可以有很多变化。美国专利5481288(及WO-A-89/03768)介绍了一种方法。美国专利3761941介绍了另一种不同的方法。该相位调整操作取决于能检测墨滴上被捕获的电量。这样做的一种方法是在充电电极的下游预备一个通常所说的相位传感器电极。该相位传感器电极非常接近该墨滴的通路，而且当每个充电墨滴通过时，充电墨滴在该传感器电极中感应生成一个简短的电流信号。也可以沿着墨滴的通路再预备另一个电极(通常所说的一次飞行传感器电极)，距该相位传感器电极已知距离，也非常接近该墨水通路，并且充电墨滴通过它时充电墨滴会在它内部感应生成一个电流信号。通过测量这两个电极感应生成的信号之间的时间，可测量喷射速度。附图说明图1和2分别显示了使用相位传感器电极和一次飞行传感器电极的喷墨打印头的一个例子的主要零组件的平面图和侧视图。在图1和2中，喷射是从喷墨头的喷嘴1中排出连续的墨流，并通过充电电极3中的一个窄缝。当来自喷嘴1的连续墨流位于充电电极3的窄缝中时，它破碎成墨滴。该墨水导电且该喷墨头保持固定的电压(通常为零伏特，为保持方便和安全)。该充电电极3上的电压在喷射墨水中处于充电电极窄缝中的那部分上感应生成电荷，并且当墨滴从墨流中断开时，该电荷被捕获在墨滴中。可通过改变向充电电极3施加的电压伏特数(例如在0-255V的范围内)来控制每个墨滴中被捕获的电荷数量。这样，施加在充电电极3上的充电信号即可控制该墨滴此后的偏转程度。然后该墨滴通过相位传感器电极5，如上所述，该电极5用于检测在一次相位调整操作过程中该墨滴的电量。此后该墨滴从两个偏转电极7,9之间通过，该电极7,9基本上保持不同的电压(通常它们之间具有6-10kV的电势差)，以便形成一个强烈的电场。该电场使充电墨滴偏转，并且该偏转的程度取决于每个墨滴上的电荷数量。带有零电荷的墨滴，或只带有最小限度的电荷的墨滴将通过该电场而不发生偏转，或只有极微小的偏转，并将被捕获器11捕获。带有较高电量的墨滴将被足够大幅度地偏转，以便逃脱捕获器11继续飞行，直到它们达到要被打印的表面13，并在该表面上形成一个点。要打印的点的可能偏转路线的范围为从逃脱该捕获器11所必需的最小偏转程度到该偏转的点击打该偏转电极7之前可能偏转的最大程度。用于打印的该最大和最小的偏转路径示于图1中。带有最小电量的墨滴，其偏转角度不足以使该墨滴逃脱捕获器11，其将通过位于偏转电极7,9和该捕获器11之间的一次飞行传感器电极15。飞行传感器电极15的时间将对应于墨滴上的电量，以便提供一个信号，如上所述，该信号和来自相位传感器电极5的信号一起可用于测量该墨滴的速度。利用墨滴上的非常低的电量可实现该相位调整操作和飞行时间的测量(通常电荷的相反情况用于打印)，因此该墨滴仍然被捕获器11捕获。这限制了能从相位传感器电极5和飞行时间传感器电极15获得的信号的等级。为了避免这些相对小的信号被噪音淹没，该电极被设置为被传感器电极针所环绕并且与接地遮蔽圆筒绝缘。示于图1和2中的排布方式在实践中可令人满意地操作，但是它们都有某些缺点。首先，如图1和2所示，相位传感器电极5和飞行时间传感器电极15都占据着从喷嘴1到捕获器11之间的线路的空间，因此这些电极的存在增加了墨滴从喷嘴1到捕获器11的路径长度。当然理想的情况是能尽可能地减小该距离，因为墨水的路径长度越短，从喷嘴到墨滴的最终位置之间由墨水所引起的不稳定因素也就越少，而且还因为该路径长度越短，从打印头的末端到要被打印的表面13之间的间隙就越大，该表面13上可打印任何给定尺寸的打印字符。难以重新定位该传感器电极5，15以减小该路径长度，因为该传感器必须放在充电电极的下游以便检测充电墨滴，而且必须处于该捕获器11的上游，并且它们还必须距离该偏转电极7,9一定安全距离，以便消除施加在偏转电极7,9和所述传感器或它们的接地遮蔽上的高电压之间的电弧影响。其次，由于相位调整和飞行时间测量而需要检测墨滴上的低电量，所以该墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于静电偏转型喷墨打印机的电极组件，包含：一个偏转电极；和一个位于该偏转电极的区域内部的、并且与该偏转电极绝缘的传感器电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PM罗德斯，
申请(专利权)人：领新印刷技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]