CN114746274A - 带有用于侧向墨水偏转的拆分式屏蔽电极的电动打印头 - Google Patents

Abstract

一种电流体动力打印头具有布置在多个阱(14)中的多个喷嘴(12)。引出电极(16)在喷嘴(12)下方的水平面处定位在阱(14)周围。另外，屏蔽电极(18a‑18d)在引出电极(16)下方的水平面处定位在阱(14)周围。对于每个阱(14)，存在定位在不同的角度位置处的几个此类屏蔽电极(18a‑18d)。这允许使用屏蔽电极(18a‑18d)来使墨水在从喷嘴(12)喷射之后侧向地偏转。

Description

带有用于侧向墨水偏转的拆分式屏蔽电极的电动打印头

技术领域

本发明涉及电流体动力打印头和用于操作这种打印头的方法。

背景技术

WO 2016/120381描述了一种电动打印头，其具有定位在多个阱中的多个喷嘴。引出电极在所述喷嘴下方的水平面处定位在阱周围。它们被用于从喷嘴中引出墨水。此外，可以在引出电极下方的水平面处在阱周围布置连续的屏蔽电极(屏蔽层)。屏蔽电极减少喷嘴之间的串扰，并在打印头和目标之间维持均匀的电场。在一个实施例中，引出电极被拆分成两个或三个片段，它们在略微不同的电压下操作以使墨水侧向地(laterally)偏转。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种具有良好侧向墨水偏转的打印头以及用于操作这种打印头的方法。

这个问题由如独立权利要求所述的打印头和方法解决。

具体而言，电流体动力打印头包括至少以下元件：

-多个喷嘴：这些喷嘴布置在打印头的多个阱中。它们可以承载要沉积在目标上的墨水。

-在所述喷嘴下方的水平面上定位在阱周围的引出电极：引出电极被用于通过相对于墨水施加合适的电压来从喷嘴引出墨水。

-在引出电极下方的水平面上定位在阱周围的屏蔽电极：与现有技术相反，对于每个阱，存在与阱相邻地定位在不同角度位置(angular position)处的几个屏蔽电极。这允许生成借助于引出电极引出的墨水的侧向偏转。

表述“与阱相邻地定位在不同角度位置处”是指从阱的中心轴看，存在定位在第一水平角度方向上的至少一个屏蔽电极以及布置在另一个水平角度方向上的另一个屏蔽电极。这两个屏蔽电极能够承载不同的电位以使墨水侧向地偏转，即，它们有利地彼此电绝缘。

表述“对于每个阱”指示权利要求所指的阱和喷嘴是具有用于墨水侧向偏转的几个屏蔽电极的阱和喷嘴。打印头上可以存在其周围没有布置几个这样的屏蔽电极的“其它”阱和喷嘴，即，没有这种侧向偏转功能的喷嘴和阱。权利要求不排除，除了具有侧向偏转能力的喷嘴之外，打印头上可以还有其它不具备这种能力的喷嘴。

本发明基于对分割引出电极的现有技术解决方案导致各种问题的理解。一方面，需要向每个喷嘴馈送几个电压，并且由于喷嘴要被个别地操作，因此打印头内要求复杂的布线以便在每个喷嘴处生成至少三个独立的电位。与此相反，如果将侧向墨水偏转与墨水引出分开，那么布线可以更简单，因为大量喷嘴的偏转常常可以相同。

此外，使用屏蔽电极进行偏转更高效，因为它们在大体积内─基本上在屏蔽电极和目标之间的区域中、至少在等于两个喷嘴之间的距离的距离内─形成电场。与此相反，引出电极的范围基本上限于阱的小体积。

最后，在WO 2016/120381中，偏转的孔径受到阱的直径与深度比的限制。此外，用于引出墨水的电场的侧向不对称会强烈影响喷嘴处弯月面的形状并导致侧向液滴引出，这使得墨水甚至更有可能撞击阱的壁，这会导致阱的泛洪。

有利地，屏蔽电极覆盖每个阱的圆周的至少90％，即，它们覆盖阱的圆周的全部或大部分以屏蔽引出电极的场。

在一个实施例中，打印头具有屏蔽电极的几个子集，每个子集包括定位在不同阱处的几个电气互连的屏蔽电极。换句话说，可以为子集的屏蔽电极供应单一电压，这简化了打印头的布线。

具体而言，可以存在至少第一子集类型的屏蔽电极。第一子集类型的每个集合的屏蔽电极通过定位在屏蔽电极的竖直高度处的互连线彼此互连，即，这个子集类型的电极在屏蔽电极层上直接互连。

可以存在第一子集类型的至少两个子集，其中一行所述阱被布置在这两个子集的屏蔽电极之间。

还可以存在至少一个第二子集类型的屏蔽电极，其中，第二子集类型的每个集合的屏蔽电极借助于通孔彼此互连到定位在屏蔽电极上方的竖直高度的互连线。在这种情况下，屏蔽电极之间的互连与屏蔽电极的水平面在空间上是分开的，这简化了形成屏蔽电极的层的设计。这与如上面所提到的第一子集结合是特别有利的，因为两种子集类型的布线可以在空间上分离。

可以存在第二子集类型的至少两个子集，其中一行所述阱被布置在这两个子集的屏蔽电极之间。

打印头还可以包括多个通风开口，通风开口包括吹气开口和吸入开口。它们适于将气体吹入屏蔽电极下方的空间并从所述空间吸入气体，从而使空间通风以改进墨水干燥。

在这种情况下，屏蔽电极可以被用于补偿在吹气开口和吸入开口之间生成的侧向气流。

在一个实施例中，打印头可以具有喷嘴和通风开口的规则矩阵。在这个矩阵内，每个喷嘴布置在两个吸入开口和两个吹气开口的中心处，并且每个通风开口布置在四个喷嘴的中心处。在这种情况下，两个相邻喷嘴周围的气流彼此相反，即，存在气流的交替模式。

为了补偿这种或类似的气流交替模式，可以至少存在互连的屏蔽电极的子集A和互连的屏蔽电极的子集B。沿着一行喷嘴，并且在相对于这一行阱的给定角度位置下，子集A的屏蔽电极与子集B的屏蔽电极交替。这允许将不同的电位馈送到交替的喷嘴并调谐相对于交替流动模式的静电偏转。

用于操作打印头的方法包括以下步骤：在墨水从所述阱中的喷嘴喷射时，将不同的电位施加到与同一阱相邻地定位在不同角度位置处的屏蔽电极中的至少一些。这生成墨水的侧向偏转。

在一个实施例中，该方法可以包括以下步骤：

-沿着方向A相对于在打印头下方的目标机械地移动打印头。

-使用屏蔽电极使墨水在方向B上偏转：这个方向B横向上(transversally)与方向A交叉地延伸，具体而言这个方向B竖直于方向A延伸。

这使得能够沿着一个方向机械地移位打印头(或目标)，同时借助于静电偏转扫描另一个方向。

附图说明

当考虑下面的详细描述时，将更好地理解本发明并且除上述那些之外的其它目的将变得清楚。这种描述参考附图，其中：

图1示出了沿着图2的线I-I的打印头的截面图，

图2示出了沿着图1的线II-II的视图，

图3示出了沿着图1的线III-III的视图，

图4示出了打印机的组件，

图5示出了与图2的视图对应的屏蔽电极的第二实施例，

图6示出了与图2的视图对应的屏蔽电极的第三实施例，

图7图示了用于补偿交替通风的设计，

图8示出了偏转技术的第一应用，以及

图9示出了偏转技术的第二应用。

具体实施方式

定义：

诸如上方、下方、顶部、底部之类的术语应当被理解为：喷嘴被布置在引出电极上方的水平面处，屏蔽电极被布置在引出电极下方的水平面处。有利地，喷嘴的轴向方向被认为是定义竖直方向。

水平和侧向指垂直于竖直方向的方向。

电介质是电导率为10^-6S/m或更小的材料。

打印头设计：

图1-图4示出了用于在目标4上打印墨水的打印头2的第一实施例。

它包括具有多个结构化层的主体6。具体而言，主体6包括喷嘴层8和馈送层10，根据定义，喷嘴层8布置在馈送层10下方。

喷嘴层8形成多个喷嘴12。每个喷嘴12布置在阱14中，即，在阱14的顶端。

在喷嘴12下方的竖直高度处为每个喷嘴12提供喷射电极16。其被结构化成电流体动力地从喷嘴12引出墨水并使其朝着下方的目标4加速。

喷射电极16有利地至少部分地布置在阱14周围并且可以具体地是环形的，如图3中所示。

多个屏蔽电极18a-18d布置在喷嘴层8的底部，在喷射电极16下方的竖直高度处。这些屏蔽电极被用于减少喷嘴12之间的串扰，但它们也被设计为在墨水通过打印头2和目标4之间的空间22时使墨水侧向地偏转。它们将在下一节中被更详细地描述。

喷嘴层8包括多个子层。在本实施例中，这些子层包括：

-形成阱14的底部区段的第一子层8a。

-定位在第一子层8a上方并形成阱14的中间区段的第二子层8b。

-定位在第二子层8b上方并形成阱14的顶部区段以及喷嘴12的壁的第三子层8c。

-布置在第三子层8c之上并形成在它们的各个阱14的中心处承载喷嘴12的板的第四子层8d。

子层8a-8d有利地是电介质层，诸如无机材料(如二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅)的层或有机材料(如SU8或BCB(苯并环丁烯))的层。

每个喷嘴12形成在喷嘴的底侧开口和馈送层10之间延伸的通道23。

喷嘴层8可以在所有喷嘴12中的大多数处或者甚至在所有喷嘴处具有相同的结构。它可以例如使用已知的各向异性蚀刻和半导体构图技术在半导体代工厂大规模生产。

馈送层10例如被设计为如从半导体制造中已知的插入层，并且它包括延伸通过它以将墨水馈送到喷嘴12的多个墨水管道24a、24b。

在所示实施例中，墨水管道包括通孔区段24a，每个通孔区段从喷嘴12向上延伸到馈送层10中，在馈送层10处连接到互连区段24b。互连区段24b水平延伸并互连几个通孔区段24a，并且它们进而连接到打印头2的一个或多个墨水端子26(图4)，可选地通过另外的竖直通孔区段和/或水平互连区段实现此连接。在墨水端子26处，墨水管道直接或借助于附加管道连接到一个或多个墨水容器28。

如从图3可以看出的，喷射电极16可以借助于电迹线连接到一个或多个电通孔30，电通孔30向上延伸到馈送层10(图1中未示出)，在那里它们合适地接线到喷射电极端子32(图4)。

如图4中所示的控制单元34被提供用于生成电压脉冲，即，在喷射电极16和喷嘴12中的墨水之间的电压脉冲，以便从喷嘴12喷射墨水。有利地，个体喷嘴12的电压可以个别地或以小组的形式进行控制(每组包含不超过例如所有喷嘴12的1/100)。

图1示出了馈电层10包括子层10a，该子层10a有利地是电介质层并且形成墨水管道的通孔区段24a。馈送层6可以包括另外的子层，例如，图1的层10b-10g，例如用于形成另外的墨水管道区段和/或电气迹线和/或通风管道，如对于下面的一些实施例所描述的。

馈送层10可以被用于定制喷嘴12的功能，例如禁用其中一些，例如通过阻塞或互连墨水管道与其中的一些和/或阻塞或互连与它们的喷射电极16的电气连接。

屏蔽电极，第一实施例：

屏蔽电极18a-18d的设计在图1和图2中最清楚地看到。

在所示实施例中，有四个屏蔽电极18a-18d定位在每个阱14周围和下方的不同角度位置处，它们中的每个属于屏蔽电极的不同子集。

对于每个阱14，存在定位在相对于阱的角度位置-X处的屏蔽电极18a、定位在相对于阱的角度位置+X处的屏蔽电极18b、定位在相对于阱的角度位置-Y处的屏蔽电极18c、以及定位在相对于阱的角度位置+Y处的屏蔽电极18d。

屏蔽电极18a形成电气互连的屏蔽电极的子集。类似地，屏蔽电极18b、18c和18d形成它们自己的子集，各个子集相互绝缘。

由屏蔽电极18a形成的子集是“第一子集类型”的子集。在这个第一子集类型的子集中，屏蔽电极18a通过互连线40a连接，互连线40a定位在它们所连接的屏蔽电极18a的竖直高度处，即，在第一子层8a的底侧。

类似地，由屏蔽电极18b形成的子集是这个第一子集类型的子集，因为它们通过定位在与电极18b相同水平面处的互连线40b互连。

由屏蔽电极18c形成的子集是“第二子集类型”的子集。在这个第二子集类型的集合中，屏蔽电极18c借助于通孔42a连接到定位在屏蔽电极18c上方的竖直高度上的互连线44a(参见图3)。

类似地，由屏蔽电极18d形成的子集是这个第二子集类型的子集，因为它们借助于通孔42b互连到定位在屏蔽电极18d上方的竖直高度上的互连线44b。

如图3中所示，通过使用这个水平面处的空间和结构化金属层，互连线42a、42b有利地定位在喷射电极16的竖直高度处。这个高度例如定位在第一子层8a的顶部。

将屏蔽电极18a-18d组装成互连的电极的子集允许用相同的电压控制多个屏蔽电极并简化馈送层10中所需的布线。

将屏蔽电极18a-18d组装成第一和第二子集类型的子集简化了用于互连给定子集的屏蔽电极的水平布线。

如图2中可以看到的，一行阱14和喷嘴12定位在屏蔽电极18a、18b的子集之间。因此，跨这两个子集的电极18a、18b生成电压差允许沿着方向X使在所有这些喷嘴处喷射的墨水以相同方式侧向地偏转。

类似地，一行阱14和喷嘴12定位在屏蔽电极18c、18d的子集之间。因此，跨这两个子集的电极18c、18d生成电压差允许沿着方向Y使在所有这些喷嘴处喷射的墨水以相同方式侧向地偏转。

屏蔽电极的每个子集借助于延伸通过打印头的至少一些层的电迹线连接到偏转端子，其中一个偏转端子在图4中以附图标记46示出。各种子集的偏转端子46连接到控制单元34以控制它们的电压。

类似地，控制单元34连接到目标4或目标4的基板48，用于控制打印头2和目标4之间的空间22中的电场(参见图4)。

在图2的实施例中，存在与每个阱14和喷嘴12相邻地定位的恰好四个屏蔽电极18a-18d。

更一般而言，阱14的至少一部分可以具有与阱14相邻地定位的恰好四个屏蔽电极18a-18d。

屏蔽电极，第二实施例：

具有与每个阱14和喷嘴12相邻的四个屏蔽电极18a-18d不是严格必须的。在图5的实施例中，对于每个阱14和喷嘴12，存在仅三个屏蔽电极18a、18b、18d。

因此，在这个实施例中，阱14的至少一部分具有与阱14相邻地定位的恰好三个屏蔽电极18a、18b、18d。

当将图5与图2比较时，可以看出，相邻的两个屏蔽电极(即,图2的电极18a、18c)已经组装成单个屏蔽电极(即，图2的电极18a)。这个实施例仍然允许在方向X上(通过跨屏蔽电极18a、18b具有电压降)以及在方向Y上(通过跨屏蔽电极18a、18d具有电压降)使墨水偏转。

在所示实施例中，屏蔽电极18a形成第一子集类型的子集，并且屏蔽电极18b也是如此，即，这两个子集都通过互连线40a、40b互连，互连线40a、40b与屏蔽电极18a、18b自身在相同的竖直高度上。另一方面，屏蔽电极18d形成第二子集类型的子集，即，它们通过通孔42互连，通孔42连接到在屏蔽电极18d上方的水平面中的互连线(类似于图3的46a中的互连线)。

有利地，当每个阱14和喷嘴12仅存在三个屏蔽电极时，屏蔽电极中的一个─即所示实施例中的屏蔽电极18a─形成基准电极并且是最大的电极，而其它两个屏蔽电极─即所示实施例中的电极18b和18d─形成对电极(counter-electrodes)并且较小。

具体而言，基准电极在阱14和喷嘴12的周围延伸180°+/-20°(参见图5的角度α1)，而对电极各自在阱14和喷嘴12周围延伸90°+/-20°(参见图5的角度α2和α3)。

以这种方式，在所有三个电极之间生成的电场可以被看成是x偏转场和y偏转场的叠加，其分别源于在基准电极18a和电极18b之间施加的电压以及在基准电极18a和电极18d之间施加的电压。但是，当然有可能形成其它电极形状，例如，分布在阱周围的相等尺寸的三个电极，有利地，每个电极在阱14和喷嘴12周围延伸120°+/-20°。但是，在这种情况下，可能更难根据施加到不同电极的电压来评估某个x-y偏转值。

屏蔽电极，第三实施例：

图6示出了另一个实施例，其中仅三个屏蔽电极18a、18e、18f定位在每个阱14和喷嘴12处。

但是，与第二实施例相比，存在第二子集类型的两个子集，这些子集中的一个子集由屏蔽电极18e形成，而这些子集中的另一个子集由屏蔽电极18f形成。

另一方面，仅屏蔽电极18a属于第一子集类型的子集(即使它们也可以属于第二子集类型的子集)。

通风开口：

打印头2可以包括多个通风开口50a、50b。这些通风开口包括吹气开口50a和吸入开口50b。

吹气开口50a适于将气体吹入空间22，而吸入开口50b适于从空间22吸入气体，从而使空间22通风以改善墨水干燥。

如图1中所示，通风开口50a、50b连接到打印头2的通风管道52a、52b、54a、54b，这些通风管道进而连接到通风源56a和通风槽56b(参见图4)。

通风源56a适于将气体通过通风管道52a、54a吹到吹气开口50a。通风槽56b适于通过通风管道52b、54b从吸入开口50b吸入气体。

在一个实施例中，所有吹气开口50a都连接到相同的通风源56a，并且所有吸入开口50b都连接到相同的通风槽56b。

在紧凑的实施例中，其中通风开口50a、50b和喷嘴12中的至少一些以规则的二维矩阵被布置，例如图2中所示，喷嘴例如分别沿着X和Y方向有规律地延伸，每个喷嘴12布置在两个吹气开口50a和两个吸入开口50b的中心处并且每个通风开口50a、50b布置在四个喷嘴12的中心处。

在这种情况下，如图7中的箭头58a、58b、60a、60b所示的交替流动模式被创建。即，流动模式将在相邻喷嘴12之间交替。

无论流动方向如何，喷嘴轴处的速度都为零，这意味着不被主动偏转的液滴的轨迹不会受到交替流动模式的影响。但是，当借助于屏蔽电极使墨水偏转时，液滴进入非零流动场，这会导致可能需要进行补偿的飞行轨迹的不对称性。

例如，在图7的实施例中，让我们假设我们想要使来自所有喷嘴12的墨水沿着方向X而不是沿着方向Y偏转相同的量。为了实现这一点，我们必须沿着方向X跨喷嘴施加电压V1。如果我们这样做，那么从喷嘴12a喷射的液滴将受到与沿着方向-Y的箭头60b对应的气流的拖拽，同时而来自喷嘴12b的墨水将受到与沿着方向+Y的箭头60a对应的气流的拖拽。

为了对此进行补偿，可以沿着方向Y跨阱14施加交流辅助电压V2和-V2。

为了能够施加这样的交流辅助电压V2和-V2，应当至少有屏蔽电极18f的子集A和屏蔽电极18h的子集B。沿着一行喷嘴(即，沿着图7的方向Y延伸的一行)，当如从阱14看那样看角度位置Y时，两个子集A和B的屏蔽电极18f和18h应当交替。

换句话说，图7，当从每个阱看位于角度位置Y的屏蔽电极时，这些屏蔽电极交替地成为屏蔽电极18f和18h。

如果期望使墨水不仅在方向X上而且在方向Y上偏转，那么图7的阱14右侧的屏蔽电极(即，角度位置+X处的屏蔽电极)应当也在两个子集A和B之间交替，如由沿着X方向彼此交替的两个子集18e和18g所指示的那样。

操作的方法：

为了使墨水沿着水平方向X和/或Y偏转，可以将不同的电位施加到与一些或所有阱相邻地定位在不同角度位置处的屏蔽电极。

施加到各种电极的典型电压例如为以下一项或多项的组合：

-在喷嘴中的墨水和喷射电极之间施加的电压用于喷射，例如在100V至500V的范围内。

-在喷嘴中的墨水和屏蔽电极之间施加的电压通常与在喷射电极处施加的电压在相同的范围内，但是该电压可以高于或低于在喷射电极处施加的电压。

-对于最大偏转，施加到喷嘴的相对两侧的屏蔽电极的绝对电压通常在10V和100V之间。

快速偏转：

图8中示出了一个重要的应用。在此，打印头(由单个喷嘴12及其周围的屏蔽电极18a-18d表示)相对于目标沿着水平方向A机械移动，同时喷射墨水。

同时，墨水借助于屏蔽电极在方向B上偏转，该方向垂直(或横向上交叉)于方向A。

因此，能够在不在喷嘴12正下方的位置处进行打印。

有利地，借助于静电偏转的目标上的墨水位置在方向B上的侧向位移速度快于借助于机械位移的目标上的墨水位置在方向A上侧向位移，具体而言至少快10倍。这允许在没有快速机械位移的情况下沿着两个方向生成高分辨率打印。

这种技术允许在没有加速度(或没有大的加速度)的情况下沿着A移动打印头2，而撞击点沿着方向B振荡。

如果打印头2沿着方向A稳定移动并且期望精确地沿着方向B(即，与A完全垂直的方向)生成一系列点，那么如图7中所示，沿着方向B跨喷嘴布置的屏蔽电极(即，所示示例中的电极18a、18b)可以被用于沿着方向B的侧向偏转，而沿着方向A跨喷嘴布置的屏蔽电极(即，所示示例中的电极18c和18d)可以被用于补偿打印头2沿着方向A的连续向前移动。

有利地，沿着方向A和B的电压将是锯齿形电压，即，它们中的每个在第一时间间隔T1期间─具体而言连续地─从第一电压变为第二电压，然后在第二时间间隔T2内返回到第一电压，其中T1>>T2，具体而言T1>10·T2。

必须注意的是，为了实现图8的技术，也可以使用仅具有三个屏蔽电极的打印头，例如图6中的打印头。

对准校正：

在某些情况下，并非打印头上的所有喷嘴都是单独可控的，而是一些喷嘴的喷射电极16可以互连并且因此总是同时喷射液滴，这会是有益的。如果要打印规则结构64，那么可以使用具有这种特点的打印头。在这种情况下，打印头上的互连喷嘴12可以参考需要打印的规则结构64来布置。当开始打印时，互连喷嘴12的数量将定义同时打印的规则结构64的数量。但是，这样做时，意味着相邻喷嘴12之间的基准间距S与限定规则结构64的间距S'完全相同。然而由于各种原因，这些距离可以不同，因此借助于屏蔽电极的偏转的另一种应用在图9中示出，其中偏转被用于校正喷嘴12和规则结构64之间的配准失配。

例如，假定当打印头2在垂直于D的水平向前方向上移动时，即，在垂直于图9的平面的方向上移动时，打印头2在包含在基板4上的沿着方向D具有间距S'的规则结构64上打印。但是，结构64的间距S'不是间距S的整数倍，即，在常规的打印头中，不仅有必要沿着其向前方向而且还有必要沿着方向D侧向移动打印头，以便在所有结构64上准确打印，这不仅要求附加的机械移动，而且大大降低打印速度。

但是，如果屏蔽电极被用于使墨水侧向地偏转(即，沿着方向D)，那么无需沿着方向D侧向位移打印头2即可实现这一点。

为了打印结构64，沿着方向D的电场分量沿着方向D静态变化，以便使墨水在目标4上的撞击位置的间距与间距S'相匹配。

在图9的示例中，间距S'略大于间距S。因此，需要通过使墨水从最左侧的喷嘴12稍微向左偏转并从最右侧的喷嘴12稍微向右偏转来使墨水沿着D散布。

当打印头沿着方向D具有大的延伸时，这一点尤其重要。在那种情况下，打印头2和目标4处的不同温度以及打印头2和目标4的不同热膨胀会不同地影响间距S和S'。因此，即使在一个温度集合下，间距S与S'完美匹配，温度的变化也会导致不匹配。

例如，打印头2的最中心的喷嘴12可以在结构64上方很好地对准。在那种情况下，最外侧的喷嘴12的墨水将需要侧向校正。

因此，沿着方向D，有利地存在几个不同的屏蔽电极子集，这允许在中心处的喷嘴和远离中心(沿着方向D)的喷嘴上施加不同的电压差，从而调整沿着方向D的偏转。

在一些情况下，在例如10mm的区域内的所有电极上使用相同的电压差会是足够的。如果打印头沿着D有例如30mm的延伸，那么在这种情况下不同子集的三个区域可以是足够的。

图9中示出的校正也可以被用于两个水平方向，即，也沿着垂直于方向D的水平方向。

注意：

在以上实施例中，存在第一子集类型的屏蔽电极的至少一个子集，即，它们通过定位在与屏蔽电极本身相同的竖直高度上的互连线连接。但是，可替代地，可以只有第二子集类型的屏蔽电极的子集，即，在屏蔽电极18a-18f的水平面上没有互连线40a、40b。更确切地说，所有屏蔽电极18a-18f都连接到通孔(诸如通孔42a、42b)并在屏蔽电极18a-18f上方的竖直高度上连接到互连线(例如，图3的线44a、44b)。这允许生成更高对称性的屏蔽电极图案。

在以上实施例中，在每个喷嘴12和阱14处存在三个或四个屏蔽电极。如果只期望沿着一个方向(诸如图9的应用的D方向)偏转并且不期望图7中所示类型的排气补偿，那么仅具有与所述阱相邻地定位的两个屏蔽电极可能就足够了。

如前面所提到的，屏蔽电极应当覆盖每个阱14周围的区域的大百分比，例如其圆周的至少90％，以便屏蔽喷射电极16的场并防止相邻喷嘴12之间的串扰。

如上面所提到的，给定子集的屏蔽电极可以在电极的竖直高度处或在喷射电极的垂直高度处互连。但是，具体而言，如果子集具有更复杂的几何形状，诸如图7中所示的几何形状，那么可以引入另外的互连层，例如通过将第一子层8a拆分成两个子子层并在两个子子层之间布置互连线中的至少一些(具有将它们连接到屏蔽电极的通孔)。

虽然示出和描述了本发明的当前优选实施例，但应当清楚地理解，本发明不限于此，而是可以在以下权利要求的范围内以其它方式不同地实现和实践。

Claims (15)

1.一种电流体动力打印头，包括：

多个喷嘴(12)，布置在多个阱(14)中，

引出电极(16)，在所述喷嘴(12)下方的水平面处定位在所述阱(14)周围，

屏蔽电极(18a-18h)，在所述引出电极(16)下方的水平面处定位在所述阱(14)周围，

其中，对于每个阱(14)，存在定位在与所述阱(14)相邻的不同角度位置处的几个屏蔽电极(18a-18h)。

2.如权利要求1所述的打印头，其中，屏蔽电极(18a-18h)覆盖每个阱(14)的圆周的至少90％。

3.如前述权利要求中的任一项所述的打印头，具有屏蔽电极(18a-18h)的几个子集，每个子集包括定位在不同阱(14)处的几个电气互连的屏蔽电极(18a-18h)。

4.如权利要求3所述的打印头，具有至少第一子集类型的屏蔽电极(18a-18h)，其中，第一子集类型中的每个集合的屏蔽电极(18a-18h)通过定位在屏蔽电极(18a-18h)的竖直高度处的互连线(40a，40b)连接。

5.如权利要求4所述的打印头，具有第一子集类型的至少两个子集，其中一行所述阱(14)被布置在所述两个子集的屏蔽电极(18a-18h)之间。

6.如权利要求3至5中的任一项所述的打印头，具有至少第二子集类型的屏蔽电极，其中第二子集类型中的每个集合的屏蔽电极(18a-18h)借助于通孔(42a，42b)连接到定位在屏蔽电极(18a-18h)上方的竖直高度的互连线(44a，44b)，并且具体而言，其中喷射电极(16)定位在与所述互连线(44a，44b)相同的竖直高度处。

7.如权利要求5或6中的任一项所述的打印头，具有第二子集类型的至少两个子集，其中一行所述阱(14)被布置在所述两个子集的屏蔽电极(18a-18h)之间。

8.如前述权利要求中的任一项所述的打印头，其中，

所述阱(14)中的至少一部分具有与所述阱(14)相邻地定位的恰好两个屏蔽电极(18a-18h)，和/或

所述阱(14)中的至少一部分具有与所述阱(14)相邻地定位的恰好三个屏蔽电极(18a-18h)，并且具体而言，其中所述三个屏蔽电极(18a-18h)中的一个屏蔽电极是在阱(14)周围延伸180°+/–20°的角度(α1)的基准电极，而其它两个电极是各自在阱(14)周围延伸90°+/–20°的角度(α2和α3)的对电极，和/或

所述阱(14)中的至少一部分具有与所述阱(14)相邻地定位的恰好四个屏蔽电极(18a-18h)。

9.如前述权利要求中的任一项所述的打印头，包括多个通风开口(50a，50b)，所述通风开口包括吹气开口(50a)和吸入开口(50b)。

10.如权利要求9所述的打印头，具有喷嘴(12)和通风开口(50a，50b)的规则矩阵，其中，在所述矩阵内，每个喷嘴(12)被布置在两个吸入开口(50b)和两个吹气开口(50a)的中心处，并且每个通风开口(50a，50b)被布置在四个喷嘴(12)的中心处。

11.如权利要求9或10中的任一项以及权利要求3至7中的任一项所述的打印头，其中，至少存在屏蔽电极的子集A(18e，18f)和屏蔽电极的子集B(18g，18h)，其中，沿着一行喷嘴(12)，在相对于所述阱(14)的给定角度位置处，子集A(18e，18f)的屏蔽电极(18a-18h)与子集B(18g，18h)的屏蔽电极交替。

12.如前述权利要求中的任一项所述的打印头，其中，每个屏蔽电极(18a-18h)覆盖阱(14)周围的至少80°的角度范围。

13.一种用于操作如前述权利要求中的任一项所述的打印头(2)以在目标(4)上进行打印的方法，其中，所述方法包括以下步骤：在墨水从阱(14)中的喷嘴(12)喷射的同时，向与同一阱(14)相邻地定位在不同角度位置处的屏蔽电极(18a-18h)中的至少一些屏蔽电极施加不同的电位。

14.如权利要求13所述的方法，包括以下步骤：

沿着方向A相对于所述打印头(2)下方的目标(4)机械地移动所述打印头(2)，以及

使用所述屏蔽电极(18a-18h)使墨水在方向B上偏转，其中所述方向B横向上与所述方向A交叉地延伸，具体而言，所述方向B垂直于所述方向A延伸。

15.如权利要求13或14中的任一项所述的方法，其中，打印头(20)在给定方向(D)上具有相邻喷嘴(12)之间的间距S，并且其中，在目标(4)上沿着所述给定方向(D)打印具有间距S'的规则结构，其中所述间距S'不等于所述间距S或者是所述间距S的整数倍，所述方法包括以下步骤：

沿着所述给定方向(D)，空间地改变由所述屏蔽电极(18a-18h)生成的电场的侧向分量，以使所述墨水在所述目标(4)上的撞击位置的间距与间距S'相匹配。

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