按需型喷墨打印机制造技术

本发明专利技术提供一种按需型喷墨打印机，所述设备包括一个在喷嘴轴线上的喷嘴（１９）；一个与所述喷嘴相通的油墨腔室（２２；１２２）；一个压电驱动结构（３１；１３１），所述结构围绕所述喷嘴轴线在所述喷嘴轴线方向上延伸；一个朝向所述喷嘴的驱动表面，所述结构是可驱动的以使所述驱动表面能够在所述喷嘴轴线方向上移动，从而能够通过所述喷嘴喷出墨滴；以及用于为所述驱动结构提供一个驱动电场的电极（２４；２５；１２４；１２５）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及按需型(drop on demand)喷墨打印机，本专利技术特别涉及一种具有一个二维阵列的油墨腔室的按需型喷墨打印机。我们的未审定的PCT专利申请PCT/GB98/01955描述了一种按需型喷墨打印机，该设备使用了一个压电驱动盘，所述压电驱动盘能够以剪切模式偏斜。该设备由多个层叠的板构成，所述多个层叠板限定了一个油墨腔室。所述驱动器形成了所述腔室的一侧并且向着形成在一个喷嘴板中的一个喷嘴偏斜，所述喷嘴板提供了所述腔室的另一侧。当电荷施加在形成于所述驱动器上的电极之间时，所述压电盘向着所述喷嘴板以剪切模式偏斜。声波在所述腔室内径向地传播，并且从所述腔室的侧壁反射以消耗储存在所述油墨和驱动器中的能量，所述声波又在所述腔室的中心区域汇聚以将油墨从所述腔室喷出。当声波从所述喷嘴退回时，在R/c时间内体积应变或收缩促使油墨从所述喷嘴出口流出，在所述时间R/c中，c是油墨腔室中的油墨有效声速，R是油墨腔室壁的径向距离。在这段时间内墨滴被喷出。在经过时间R/c后，压力变为负值，喷墨停止并且可取消所施加的电压。接着，随着压力波的衰减，从油墨腔室中喷出的油墨可得到补充，从而可重复所述喷墨过程。快速连续地施加多个脉冲能够增大所喷出墨滴的尺寸，从而产生多种灰阶。本专利技术的优选实施例试图对按需型喷墨打印机进行进一步的改进。在第一方面，本专利技术提供一种按需型喷墨打印机，所述设备包括一个在喷嘴轴线上的喷嘴；一个与所述喷嘴相通的油墨腔室；一个压电驱动结构，所述结构围绕所述喷嘴轴线在所述喷嘴轴线方向上延伸；一个限定所述腔室并朝向所述喷嘴的驱动表面，所述结构是可驱动的以使所述驱动表面能够在所述喷嘴轴线方向上移动，从而能够通过所述喷嘴喷出墨滴；以及用于为所述驱动结构提供一个驱动电场的电极。所述电极最好包括一个在所述驱动结构中与所述油墨腔室相邻的一个表面上的第一电极和一个在所述驱动结构中与所述油墨腔室分隔的一个相对表面上的第二电极。在第二方面，本专利技术提供一种按需型喷墨打印机，该设备包括一个在喷嘴轴线上的喷嘴；一个与所述喷嘴相通的油墨腔室；一个压电驱动结构，所述结构在所述喷嘴轴线方向上延伸；一个限定所述腔室并朝向所述喷嘴的驱动表面，所述驱动结构是可驱动的以使所述驱动表面能够在所述喷嘴轴线方向上移动，从而能够通过所述喷嘴喷出墨滴；以及用于为所述驱动结构提供一个驱动电场的电极，所述电极包括一个在所述驱动结构中与所述油墨腔室相邻的一个表面上的第一电极和一个在所述驱动结构中与所述油墨腔室分隔的一个相对表面上的第二电极。所述第一电极最好是接地的。所述油墨腔室可围绕所述喷嘴轴线径向延伸，并且所述驱动结构是可驱动的以使所述驱动表面在喷嘴轴线方向上移动，从而利用在油墨腔室中所产生的沿着所述喷嘴轴线方向径向传播的声波使所述喷嘴喷出墨滴。所述油墨腔室最好从所述喷嘴轴线延伸了一个径向距离R，并且所述驱动结构是可驱动的以使所述驱动表面在一段时间内沿着喷嘴轴线方向移动，所述时间至多为时间R/c的一半，其中c是声波在油墨腔室的油墨中的传播速度。所述油墨腔室可被一个大体圆形结构限定，所述圆形结构提供一个在声阻抗方面的变化以在油墨腔室中对沿着所述喷嘴轴线方向径向传播的声波进行反射。所述在声阻抗方面的变化可以是由油墨在所述喷嘴轴线方向上的深度变化而产生的。所述圆形结构可围绕所述油墨腔室限定一个油墨环形通道，所述油墨环形通道在所述喷嘴轴线方向上的深度与所述油墨腔室的深度是不同的。所述设备最好还包括与所述油墨腔室相流通的油墨供给装置以便在喷墨后为油墨腔室补充油墨。所述油墨供给装置可设置在多个位置处，所述多个位置周向地分布在所述油墨腔室的周围。所述油墨供给装置可围绕着所述油墨腔室的基本上整个周边为所述油墨腔室供给油墨。所述驱动结构可向着所述喷嘴轴线逐渐变细。在一个优选实施例中，所述驱动结构是均匀的并且被所述驱动电场极化以使其以直接模式(“direct mode”)偏斜。所述驱动结构可在一个横向于其表面的方向上被极化，在一个横向于所述驱动结构的表面的方向上施加所述电场。或者，所述驱动结构可以是均匀的并且被所述驱动电场极化以使其以剪切模式(“shear mode”)偏斜。所述驱动结构在向着所述喷嘴轴线汇聚的方向上被极化，在一个横向于所述驱动结构的表面的方向上施加所述电场。所述驱动表面可包括一个由压电材料制成的盘，所述压电盘在所述喷嘴轴线方向上被极化以便在施加所述电场后使其以直接模式偏斜。所述设备可包括多个喷嘴，每一个所述喷嘴都具有一个各自的喷嘴轴线，所述喷嘴轴线相互是平行的；多个油墨腔室，每一个油墨腔室围绕一个各自的喷嘴轴线延伸；以及一个均匀的压电片，所述压电片具有所述驱动结构的一个二维阵列，每一个所述驱动结构都与一个各自的油墨腔室相关联。在第三方面，本专利技术提供一种喷墨打印方法，所述方法包括下列步骤建立一个油墨的平面体(planar body of ink)，所述油墨的平面体与一个喷嘴相通，所述喷嘴具有一个喷嘴轴线，所述油墨的平面体在所述喷嘴轴线的径向上延伸；在所述油墨的平面体中设置一个阻抗边界，所述阻抗边界在所述喷嘴轴线的周向上延伸；以及以可选择的方式驱动一个在所述喷嘴轴线方向上围绕所述喷嘴轴线延伸的压电驱动结构以使一个驱动表面在所述喷嘴轴线方向上移动，从而在所述油墨腔室中产生沿着所述喷嘴轴线的径向传播的声波，所述声波被所述阻抗边界反射，因而使所述喷嘴喷出墨滴。在第四方面，本专利技术提供一种用于制作按需型喷墨打印机的方法，所述方法包括下列步骤形成一个喷嘴板，所述喷嘴板具有一个喷嘴的二维阵列，每一个所述喷嘴都具有一个喷嘴轴线，所述喷嘴轴线相互平行；在一个基底上形成驱动结构的一个二维阵列，每一个所述驱动结构在一个各自喷嘴轴线的方向上围绕所述各自喷嘴轴线延伸，所述每一个驱动结构分别与所述喷嘴相关联，为所述每一个驱动结构提供一个驱动表面；在所述驱动结构上提供电极以使每一个壁能够以可选择的方式驱动；以及使所述喷嘴板和所述基底层叠；所述层叠结构提供了多个盘状的油墨腔室，每一个所述油墨腔室围绕一个各自的喷嘴轴线延伸并且与各自的喷嘴相通，这样在所制作的设备中通过驱动一个所选的结构能够从相关联的喷嘴喷出墨滴。本专利技术在装置方面的上述特征也可用于方法方面，反之亦然。本专利技术延伸到这样一种按需型喷墨打印机，所述设备包括一个在一个喷嘴轴线上的喷嘴；一个围绕所述喷嘴轴线径向延伸的油墨腔室；与所述油墨腔室相通的油墨供给装置；一个驱动表面；一个为所述驱动表面而提供的驱动器，所述驱动器具有在所述喷嘴轴线方向上延伸的一个长度，所述驱动器是可驱动的以使所述驱动表面能够在所述喷嘴轴线方向上移动，从而利用在油墨腔室中所产生的沿着所述喷嘴轴线方向径向传播的声波使所述喷嘴喷出墨滴并且为所述油墨腔室补充油墨。本专利技术还延伸到这样一种按需型喷墨打印机，该设备包括一个喷嘴的二维阵列，每一个所述喷嘴都具有一个喷嘴轴线，所述喷嘴轴线相互之间是平行的；多个盘状油墨腔室，每一个油墨腔室都围绕一个各自的喷嘴轴线延伸并且与各自的喷嘴相通；一个均匀的压电片，所述压电片具有由圆形对称的驱动结构所构成的一个二维阵列，所述每一个驱动结构都具有在各自的喷嘴轴线方向上延伸的一个长度并且与一个各自的油墨腔室相关联，每一个圆形对称壁都被一个各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种按需型喷墨打印机，包括：一个在喷嘴轴线上的喷嘴；一个与所述喷嘴相通的油墨腔室；一个压电驱动结构，所述结构围绕所述喷嘴轴线在所述喷嘴轴线方向上延伸；一个限定所述腔室并朝向所述喷嘴的驱动表面，所述驱动结构是可驱动的以使所述驱动表面能够在所述喷嘴轴线方向上移动，从而能够通过所述喷嘴喷出墨滴；以及用于为所述驱动结构提供一个驱动电场的电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RA哈维，S特姆普勒，
申请(专利权)人：萨尔技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]