CN1269644C - 用于按需喷墨打印机的电极 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有一行喷墨点的按需喷墨打印机，该喷墨点用于喷射大量墨滴，每个喷射点都有一个与之相关的喷射电极，用于在每个喷射点处引起墨滴的静电喷射。中间电极系统具有一行或多行中间电极3，这些电极位于喷射点和基片之间并与喷射点空间分离，在使用过程中墨滴被打印在基片上。多个导电槽5被提供，每个导电槽对应于各自的中间或喷射电极3，并且给使用中的电极提供电压。槽5具有电阻部件14，该部件或者设置的直接相邻于对应的电极或者实际上形成电极3。

Description

用于按需喷墨打印机的电极
技术领域
本发明涉及用于描述在WO9311866A中，尤其是在WO9727056 A中的这类按需喷墨打印机的电极，其中在喷射点处可获得凝聚或聚集的微粒，并且为了打印，从喷射点中将微粒喷射到基片上。在点阵打印机中，将多个单元布置成一行或多行，其中每个单元包含一个喷射点。
背景技术
在WO9727056 A中我们描述了一种装置，该装置包括被设置成线阵的多个喷射点，每个喷射点具有对应的喷射电极使得喷射电极被设置成一行，从而确定一个平面。相对于喷射电极的平面，一个或多个辅助电极设置成横向，使得装置的灵敏度受到外部电场影响而降低。在喷射点和上面喷射有墨滴的基片之间的距离中的灵敏度变化也降低了。辅助电极优选设置在喷射电极和基片之间，并且包括平面电极，该平面电极包含中央缺口，通过该缺口微粒被喷射到基片上。通常的，将辅助或“中间”电极维持在恒定电压下。
然而，以与喷射点的节距相同的节距形成多个中间电极，通过脉冲调制提供给每个中间电极的电压可以改变每个喷射点的电场，从而降低了提供给喷射电极的脉冲电压。
为了消除可能发生在喷射电极和中间电极之间的电击穿而引起的错误打印风险，之前已经考虑在中间电极和相应的电源之间提供电阻器。不幸的是我们已经发现，中间电极的金属槽的电容负载导致了提供的脉冲的上升时间变得过大而无法接受。例如，如果每毫米金属导电槽的电容是0.2pF.mm-1并且该槽大约10毫米长，那么10MΩ的电阻将导致约20μs的上升时间。在本发明涉及的这类型打印机中，脉冲长度大约是50μs。
发明内容
因此根据本发明，提供了一种具有一行喷墨点的按需喷墨打印机，该喷墨点用于喷射大量墨滴，每个喷射点都有相关的喷射电极，用于在每个喷射点处引起墨滴的静电喷射；中间电极系统具有与该行喷射点空间分离的一行中间电极，该中间电极设置在喷射点行和基片之间，在使用过程中墨滴被打印在基片上，多个导电槽对应于各自的中间电极，用于给使用中的每个中间电极提供电压，并且每个导电槽包括与对应的中间电极直接相邻的电阻元件。
根据本发明第二方面，提供了一种具有一行喷墨点的按需喷墨打印机，该喷墨点用于喷射大量墨滴，每个喷射点都有与之相关的喷射电极，用于在每个喷射点处引起墨滴的静电喷射；中间电极系统具有与该行喷射点空间分离的一行中间电极，该中间电极设置在该喷射点行和基片之间，在使用过程中墨滴被打印在基片上，多个导电槽，每个对应于各自的中间电极并用来给使用中的每个中间电极提供电压，每个中间电极由电阻元件组成。
本发明也包括一种具有一行喷墨点的按需喷墨打印机，该喷墨点用于喷射大量墨滴，每个喷射点都有与之相关的喷射电极，用于在每个喷射点处引起墨滴的静电喷射；多个导电槽，每个对应于各自的喷射电极并用来给使用中的每个喷射电极提供电压，并且每个导电槽包括与对应的喷射电极直接相邻的电阻元件。
本发明进一步包括具有一行喷墨点的按需喷墨打印机，该喷墨点用于喷射大量墨滴，每个喷射点都有与之相关的喷射电极，用于在每个喷射点处引起墨滴的静电喷射，并且可以具有对应的中间电极或电极；多个导电槽，每个对应于各自的喷射点，用来给使用中的每个喷射电极和/或每个中间电极提供电压，每个喷射电极和/或每个中间电极由电阻元件组成。
通过使电阻元件相邻于对应的电极或者实际上作为电极，脉冲上升时间能较大的减少，例如，小到1μs。
本发明进一步包括制造用于打印机的电极系统的方法，该方法包括在非导电基片上形成电阻材料层；掩模电阻材料层的细长区域；在电阻材料层的非掩模区域形成导电材料层；除去多条电阻材料层和实质上横向于电阻层并延伸通过该电阻层的细长区域的导电材料，由此确定多个具有电阻端的导电槽。
优选的，该电阻层的掩模的细长区域包括远离基片边缘的电阻层部分以及延伸通过该部分的被除去的多条电阻材料层，该方法包括在该部分中实质上平行于该部分的纵轴方向上切割一个比该部分的宽度稍小的缝隙，从而在缝隙的两边形成多个相对的电极。
在一种制造电极系统的替换方法中，该方法包括在非导电基片上形成电阻材料层；有选择的除去电阻材料层的区域以形成多个平行的电阻材料带；在基片的上方位于电阻材料层之上形成导电材料层；在电阻材料层已经从基片上除去的基片区域上方除去多条导电材料层，以确定多个具有电阻端的导电槽。
优选的，在该方法中多个平行的电阻材料带设置在远离基片边缘的部分上，该方法包括在该部分中实质上平行于该部分的纵轴方向上切割一个比该部分的宽度稍小的缝隙，从而在缝隙的两边形成多个相对的电极。
附图说明
现在将参照附图描述本发明中打印机的可寻址中间电极以及它们的制造方法的范例。
图1是中间电极阵列的平面图；
图2A-D示出了该电极阵列的制造阶段；
图3A-D示出了可选择的制造方法；
图4A-C示出了三种不同类型的中间电极；
图5A和5B是包括该中间电极的打印机的等轴视图。
具体实施方式
图1示出了可寻址中间电极阵列1，该电极阵列形成在陶瓷或类似的非导电基片2上，每个可寻址中间电极3都是一对电极中的一个，每对电极都位于沿着基片2延伸的延长缺口4的两边。图1示出了多个延伸到基片2表面上的各自的电极3上的金属导电槽5(典型的是所谓20nm厚度的铬合金基层，具有所谓300nm厚度的金制顶层)。在每个金属槽的末端，实际的电极3由电阻元件形成(可以具有0.54-20Ω.m阻值的非晶硅)。
图2A-2D示出了一种制造方法。在该方法中陶瓷基片2涂有电阻材料6和金属，因此导电层7以7’和7”两部分沉积在电阻材料上，在它们之间留下了间隙8(大约1mm宽度)。
在下一阶段(见图2C)，狭缝或槽9基本上以直角穿过金属和导电层7、6，由此该层的分隔部分为槽5并且在该过程的最后阶段(见图2D)，缺口10穿过层6、7和基片2，与导电区域7’、7”之间的间隙8成一直线，从而在缺口10的每一边及槽5的末端形成了多个电阻电极3。
在图3A-3D中示出了一种可替换的方法，将电阻材料6沉积在图2A-2D所描述的过程中的瓷片上，并且在第二阶段(见图3B)用光致抗蚀剂以光刻方式印刷该电阻材料，之后光致抗蚀剂被显影，然后表面被蚀刻以除去不需要的电阻材料。由此多个电阻材料带或电阻材料条11留在了基片2上。在该过程的下一阶段基片2涂上了导电金属层12，然后该金属用一种类似于使用在电阻材料上的方法被光刻印刷，并且光致抗蚀剂再次被显影，之后除去不想要的金属以便形成所示的导电槽5。此后，以与图2D所描述的相同方式切割缺口，形成非常相似的结构，但是其中电阻材料不能位于槽5的整个长度之下。
其他可选择的制造方法也可使用，例如，仅通过范例，跟随在光致抗蚀剂的光刻之后的沉积和除去，或结合光刻印刷的覆盖沉积。在一种方法中，金属导体可以通过光刻印刷方式放置在基片上，形成具有间隙的相对槽阵列，该间隙形成在每个金属槽上。通过例如沿着在导电槽上的缝隙进行丝网印刷使得多条电阻材料被沉积，并且通过使用微型机械锯，激光消融或其他合适的方法电阻切割该电阻材料来将电阻器分离。
在另一种方法中，沿着在导电槽间隙将光可成像厚膜电阻材料以带状的形式印刷在基片上，之后该电阻材料通过掩模暴露在紫外光下，使得该材料固化在缝隙中，但不是固化在导电槽之间的间隔中，之后未暴露的薄膜被冲洗掉。该方法也用来通过精确的放置电阻来形成有终端的槽。
更进一步的选择是使用高掺杂硅制造该槽(通过合适的方法)并且沿着槽的长度变化掺杂度，以产生期待的各自的导电和电阻部分。
图4A-C示出了导电槽的末端，电极3形成在该导电槽上，导电槽5如13所示被分叉。该电阻元件14的位置可以是如图4A-4C所示的任何一种。
图5A是打印机中的中间电极阵列1的同轴视图，示出了在缝隙16的每一边，两组相对的电极3和导电槽5具有它们各自的电阻元件14(形成在陶瓷基片2上)，在使用中通过该缝隙进行打印。图5B示出了打印机的更多细节，显示了单个喷射单元17以及与它们相连的喷射端18的位置，该喷射端18与相应的一个中间电极3对齐并通过缝隙16喷射，单元17形成在单独的陶瓷或其他非导电基片19上，例如描述在我们的PCT/GB00/04121中的结构。

Claims (13)

1.一种按需喷墨打印机，具有
一行用于喷射多个墨滴的喷墨点，每个喷射点都有相关的用于从各个喷射点静电喷射墨滴的喷射电极；
一个中间电极系统，包括
与该行喷射点分开的一行中间电极，该中间电极在使用时设置在基片和所述喷射点行之间，在使用过程中墨滴被打印在基片上，
多个导电槽，每个导电槽对应于各自的中间电极，用于在使用中为每个中间电极提供电压，并且每个导电槽包括与对应的中间电极直接相邻的电阻元件。
2.一种按需喷墨打印机，具有
一行用于喷射多个墨滴的喷墨点，每个喷射点都有相关的用于从各个喷射点静电喷射墨滴的喷射电极；
一个中间电极系统，包括
与该行喷射点分开的一行中间电极，该中间电极在使用时设置在基片和该喷射点行之间，在使用过程中墨滴被打印在基片上，
多个导电槽，每个对应于各自的中间电极并用来在使用中为每个中间电极或每个喷射电极提供电压，每个中间电极包括电阻元件。
3.根据权利要求1所述的打印机，其中一个或多个中间电极被分叉。
4.根据权利要求1所述的打印机，其中在基片缺口的每边上形成多个中间电极，在该基片上形成了中间电极和导电槽。
5.一种制造用于权利要求1所述打印机的电极系统的方法，该方法包括
在非导电基片上形成电阻材料层；
对电阻材料层的细长区域进行掩模；
在电阻材料层的非掩模区域形成导电材料层；
除去多条实质上横向于电阻层的细长区域并延伸通过该电阻层细长区域的导电材料层和电阻材料层，由此确定多个具有电阻端的导电槽。
6.根据权利要求5的方法，其中
该电阻层的掩模细长区域包括远离基片边缘的电阻层部分，所述被除去的多条电阻材料层延伸通过该部分，该方法包括：
在该部分中实质上平行于该部分的纵轴方向上切割一个比该部分的宽度稍小的缝隙，从而在缝隙的相对两边形成多个相对的电极。
7.一种制造用于权利要求1的打印机的电极系统的方法，该方法包括
在非导电基片上形成电阻材料层；
有选择的除去电阻材料层的区域以形成多个平行的电阻材料带；
在基片的上方在电阻材料层顶部形成导电材料层；
在电阻材料层已经从基片上除去的基片区域上方除去多条导电材料层，以确定多个具有电阻端的导电槽。
8.根据权利要求7的方法，其中
多个平行的电阻材料带设置在远离基片边缘的部分上，该方法包括
在该部分中实质上平行于该部分的纵轴方向上切割一个比该部分的宽度稍小的缝隙，从而在缝隙的相对两边形成多个相对的电极。
9.一种按需喷墨打印机，具有
一行用于喷射多个墨滴的喷墨点，每个喷射点都有相关的用于从各个喷射点处静电喷射墨滴的喷射电极；
多个导电槽，每个导电槽对应于各自的喷射电极并用来在使用中为每个喷射电极提供电压，并且每个导电槽包括与对应的喷射电极直接相邻的电阻元件。
10.一种按需喷墨打印机，具有
一行用于喷射多个墨滴的喷墨点，每个喷射点都有相关的用于从各个喷射点静电喷射墨滴的喷射电极；
多个导电槽，每个导电槽对应于各自的喷射点，用来在使用中为每个喷射电极提供电压，每个喷射电极包括电阻元件。
11.根据权利要求10所述的打印机，其中一个或多个喷射电极被分叉。
12.一种按需喷墨打印机，具有
一行用于喷射多个墨滴的喷墨点，每个喷射点都有相关的用于从每个喷射点处静电喷射墨滴的喷射电极；
相应于喷射点的一行中间电极；和
多个导电槽，每个导电槽对应于各自的喷射点，用来在使用中为每个中间电极提供电压，每个中间电极包括电阻元件。
13.根据权利要求12所述的打印机，其中一个或多个中间电极被分叉。
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