滴产生器制造技术

一种滴产生器，包括高压室和置于该室上并形成该高压室的壁的柔性膜片板。具有底部表面的压电转换器被固定于该膜片板。该膜片板包括一个凹槽，该凹槽形成围绕该转换器的底部表面的圆周，其部分位于该底部表面的至少一个边缘下。入口通道连接于该高压室并被配置为将墨水从支管导到该高压室。出口通道连接于该高压室以从该高压室接收墨水并具有垂直于该膜片板的通道轴线。该出口通道包括第一出口通道部分和第二出口通道部分。该第一出口通道部分包括多个具有交替的直径的子部分。该第二出口通道部分包括置于其一端的孔。该第二出口通道部分具有基本上连续的横截面形状以及比该第一出口通道部分的长度更大的长度。

【技术实现步骤摘要】

本揭示大体涉及喷墨成像装置，尤其是涉及喷墨成像装置中使用的滴产生器 (drop generator)0
技术介绍
用于产生印刷介质的按需喷墨技术(Drop on demand ink jettechnology)已经 被用于各种商业产品，比如印刷机、绘图仪和传真机。通常，喷墨图像是通过由在印刷头或 印刷头组件中实现的多个喷墨管(也被称为滴产生器)喷射的墨滴在接收器表面上的选择 性的放置而形成的。例如，使该印刷头组件和该接收器表面彼此相对移动，并控制滴产生器 在适当的时间喷射滴(例如通过适当的控制器)。该接收器表面可以是转移面(transfer surface)或印刷介质(比如纸)。在转移面的情况下，上面印刷的图像随后被转移到输出 印刷介质(比如纸)上。图4A和4B描绘了适于在喷墨阵列印刷头(中使用的单一喷墨管10的一个实施 例。该喷墨管10具有限定墨水支管12的本体，墨水穿过该墨水支管12被输送至该喷墨印 刷头。该本体还限定了墨滴形成管口(或喷嘴)14以及从墨水支管12到喷嘴14的墨水流 动路径。通常，该喷墨印刷头优选地包括密集间隔的喷嘴14的阵列，以用于将墨水滴喷射 在接收图像的介质(未示)(比如纸页或转移鼓)上。喷墨印刷头可以有多个支管，以接收 多种颜色的墨水。墨水从支管12穿过入口 16、入口通道18、高压室口 20并流入墨水高压室22。墨 水通过出口 24离开高压室22并穿过出口通道28流到喷嘴14，从喷嘴14中喷射出墨滴。 墨水高压室22的一侧由柔性膜片30限定。压电转换器32被使用合适的技术固定到膜片 30并重叠到墨水高压室22上。金属薄膜层34(电子转换器驱动器36可以与其电气连接) 可以被置于压电转换器32的任何一侧。压电转换器32运转在它的弯曲模式，从而当在金属薄膜层34两端施加电压时，转 换器32试图改变其尺寸。然而，因为它被刚性固定于膜片30，所以压电转换器32弯曲，使 得膜片30变形，由此替代墨水高压室22中的墨水，使得墨水穿过出口 24和出口通道28向 外流动到喷嘴14。喷出墨滴之后墨水高压室22的补充通过压电转换器32的反向弯曲和膜 片30的相应移动(其将墨水从支管12吸入高压室22)而增加。为了便于喷墨阵列印刷头的制造，喷墨管10可以是由多个叠层的板或片形成的。 这些片以重叠的关系被堆叠起来。再次参考图A和B，这些片或板包括膜片板40，其形成膜 片30和支管12的一部分；墨水高压室板42，其限定墨水高压室22和支管12的一部分；入 口通道板46，其限定入口通道18和出口 24 ；出口板54，其限定出口通道28 ；以及管口板56， 其限定喷墨管10的喷嘴14。压电转换器32被连接于膜片30，膜片30是膜片板40覆盖墨 水高压室22的区域。在印刷头以及特别是被并入印刷头的喷墨管的设计中，一个目标是增加印刷速 度。正如所熟知的，印刷速度主要依赖于印刷头中的喷管的组装密度以及喷管的工作频率(喷管可以喷射墨水滴的速率)。单独喷管的设计在决定最大组装密 度和最大工作频率上起到重要作用。例如，增加喷墨管的组装密度通常要求减少喷墨结构 (比如压电转换器、膜片和墨水室)的大小而不减少它们能够产生的滴的大小。在以前已知的喷墨装置中，减小喷管的尺寸以适应增大的组装密度的目标可能降 低喷射效率。此处所用的喷射效率或驱动器效率被定义为对于给定的驱动电压的容积排量 (滴的尺寸)。由喷墨管产生的滴的尺寸基本上对应于转换器响应给定的驱动电压的偏转 或位移的程度。然后转换器偏转或位移的程度对应于驱动电压的大小，其中偏转程度随着 驱动电压的增大而增大。因此，减小已知的喷墨管中的转换器的尺寸可能要求转换器的偏 转的增加，以保持相同的容积排量，其与该喷管的喷射效率的减小相关。增加以前已知的喷墨管的工作频率也会减小喷射效率。例如，为了增加喷墨管的 工作频率，要求喷墨转换器具有在该喷管的期望的工作频率上或比该喷管的期望工作频率 更高的自然频率。转换器的自然频率与转换器的硬度有关。因此，更高的工作频率可能要 求更硬的转换器。然后更硬的转换器会要求更大的驱动电压以偏斜或移位该转换器到足够 大的程度以保持给定的容积排量，或滴的尺寸。当喷射效率减小时，所需的驱动电压增大。更大的驱动电压要求和喷管总数的增 加会导致该印刷机的电力供应要求被升高到无法接受或不切实际的水平。
技术实现思路
已经开发出一种用于印刷头喷管堆栈中的滴产生器，其能够以至少43kHz的频率 喷射滴，同时喷射的滴具有基本上恒定的滴的量，而不会减少喷墨管的组装密度，也不会减 少驱动器效率。尤其是，在一个实施方式中，滴产生器包括高压室和置于该室上并形成该高 压室的壁的柔性膜片板。具有底部表面的压电转换器被固定于该膜片板。该膜片板包括凹 槽，该凹槽形成围绕该转换器的底部表面的圆周，其部分位于该底部表面的至少一个边缘 下。入口通道连接于该高压室并被配置为将墨水从支管导到该高压室。出口通道连接于该 高压室以从该高压室接收墨水并具有垂直于该膜片板的通道轴线。该出口通道包括第一 出口通道部分和第二出口通道部分。该第一出口通道部分包括多个具有交替的直径的子部 分。该第二出口通道部分包括置于其一端的孔。该第二出口通道部分具有基本上连续的横 截面形状以及比该第一出口通道部分的长度更大的长度。附图说明在下面的描述中，结合附图，对前述方面和本揭示的其它特征进行说明，其中图1是按需滴喷射装置的一个实施方式的方框示意图。图2是可在图1的滴喷射装置中使用的滴产生器的一个实施方式的正视示意图。图3是图2的滴产生器的俯视示意图。图4A是喷墨管的一个现有技术实施方式的侧面横截面示意图。图4B是图4A的喷墨管的现有技术实施方式的示意图。具体实施例方式此处所用的术语“成像装置”通常指的是用于将图像应用到印刷媒体的装置。“印刷媒体”可以是纸、塑料的物理页或者其它合适的用于图像的物理印刷媒体基底，无论是预 切割的还是卷材供给的。该成像装置可包括各种其它元件，比如修整器(finisher)、馈纸器 等并可以被实例化为复印机、印刷机或多功能机。“印刷作业”或“文档”通常是一组相关的 页(通常是从来自特定用户的一组原始印刷作业页或电子文档页图像拷贝的一个或多个 对照拷贝组，或以其它方式相关)。图像通常可包括电子形式的信息，其通常会通过标记引 擎被渲染到印刷媒体上，并可包括文本、图像、图画等。图1是按需喷墨印刷装置的一个实施方式的方框示意图，该印刷装置包括控制器 10和印刷头组件20，印刷头组件20包括用于实现多个喷墨管(也被称为滴产生器)的喷管 堆栈。控制器10通过对每个滴产生器提供各自的驱动信号而选择性地激励滴产生器。每 一个滴产生器可以使用工作在弯曲模式的压电转换器。作为其它实施例，每一个滴产生器 可以使用切变模式转换器、环形收缩转换器、电致伸缩转换器、电磁转换器或磁致伸缩转换 器。印刷头组件10中使用的墨水可以是相变墨水，其在开始时是固态形式的，然后通过施 加热能被改变为熔融状态。熔化的墨水可以被存储在储液槽(未示)中，该储液槽可以与 该印刷头组件成整体或者分离，以在需要时被输送到该喷管堆栈。该印刷头组件20包括由多个叠层的片或板(比如不锈钢板)形成的喷管堆栈。被 刻蚀到每个板中的空穴对准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滴产生器，包含：高压室；置于该室上并形成该高压室的壁的柔性膜片板；具有被附着于该膜片板的底部表面的压电转换器，该膜片板包括形成围绕该转换器的该底部表面的圆周的凹槽，该凹槽部分位于该底部表面的至少一个边缘之下；连接于该高压室并被配置为将墨水从支管导向该高压室的入口通道；连接于该高压室并被配置为从该高压室接收墨水并具有垂直于该膜片板的通道轴线的出口通道，该出口通道包括第一出口通道部分和第二出口通道部分，该第一出口通道部分包括多个具有交替直径的子部分，该第二出口通道部分包括置于其一端的孔，该第二出口通道部分具有基本上连续的横截面形状和大于该第一出口通道部分的长度的长度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：特伦斯李斯蒂芬斯，布赖恩爱德华威廉姆斯，约翰弥尔顿布鲁克菲尔德，詹姆斯达德利帕吉特，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]