CN1622882A - 具有相交轴线的双喷管的打印头和装备该打印头的打印机 - Google Patents

Abstract

偏转的连续喷墨打印机的双喷管打印头(30，30’)，所述的头部(30，30’)包括：一个产生墨滴的具有两个喷墨管(31，32)的组件(116，116’)，每个喷管具有一个轴；一些充电(120，120’)；一些偏转带电荷的墨滴的电极；一个用于两个喷管(21，32)的唯一的回收滴墨槽(6)，其特征在于，这些喷管(31，32)的轴线相交于一个点上，该交点位于唯一的滴墨槽(6)的入口的唯一进口(61)的轴线上，靠近所述进口(61)或者在滴墨槽(6)的上游。一种装备了所述的打印头的打印机，其通过良好连接打印一些大宽度的图块。

Description

具有相交轴线的双喷管的打印头 和装备该打印头的打印机

技术领域

本发明属于偏转连续喷射打印机的打印头邻域。更具体地说，涉及一种打印头的改进，包括两个喷墨管。还涉及一种装备了这种改进的打印头的喷墨打印机。

背景技术

喷墨打印机可以分为两种主要技术，第一种技术包括“根据命令滴墨”的打印机，第二种技术包括连续喷射打印机：

“根据命令滴墨”的打印机一般是一些办公用打印机，用于在一些薄片载体上打印彩色或者黑白的文本和图案。

“根据命令滴墨”的打印机直接和唯一地产生打印所需图案的有效的墨滴。这些打印机的打印头包括多个喷墨管，这些喷墨管通常沿所述管的对齐的轴线对齐并且分别寻址该打印载体的唯一的点。当这些喷管数量足够时，通过在打印头下垂直于喷管的对齐轴线简单移动打印载体就可以获得打印。在相反的情况中，必须相对于打印头附加扫描所述打印载体。

连续喷墨打印机一般用于标志和编码的工业应用中。

在后面描述了连续喷射的打印机的典型功能。在压力下保持的导电墨水从校准的喷管中排出，从而形成墨水的流束。在周期的激发装置的作用下，这样形成的墨水的流束在时间上均匀间隔地在空间的唯一的点上碎裂。墨水流束的强迫的破碎通常是通过设置在喷管上游的墨水中的压电晶体的周期的振动而在称为流束破裂的点上产生的。从破裂点开始，连续的喷射转变成相同的并且均匀间隔的墨滴序列。在破裂点附近设置称为“充电电极”的第一电极组，该第一电极组的功能是以选择的方式并且使所述序列墨滴中的一滴传递一定数量的预定电荷。然后喷射墨滴的集合穿过第二电极装置，所述的第二电极装置称为“偏转电极”，形成了将改变带电荷的墨滴的轨迹的电场。

在称为偏转的连续喷射打印机的第一变形中，传递给喷射墨滴的电荷量是可变的，并且每个墨滴记录了一个与预先赋予它的电荷成比例地偏移。墨滴击中的所述打印载体上的点是所述电荷的函数。没有偏转的墨滴由滴墨槽回收并且朝向墨水管路循环。

本领域技术人员知道，为了确保在喷墨破裂的瞬时与施加给墨滴的电荷信号的瞬时之间的不变的同步，需要一种特别的装置。需要注意因为墨滴在多个位置的偏转，这种技术允许唯一的喷管，通过连续的图块，也就是说，通过给定宽度的点构成的线，打印整体的图案。图块向另一个图块的转变是通过打印载体相对打印头与所述图块垂直的连续相对移动而进行的。对于需要比孤立的图块的宽度略宽的打印宽度的应用来说，在同一个盒体中可以编排多个单喷管打印头，一般是2-8个打印头。

称作双连续喷射的连续喷射打印机的第二种变形与先前的打印机的主要区别在于：建立一个唯一的墨滴偏转位置。因此对文字或者图案的打印需要使用多喷管打印头。喷管的轴距与在打印载体上的冲击中心距一致。应该注意到，总体来说这些用于打印的墨滴是一些未偏转的墨滴。所述的双连续喷射打印机用于高速打印应用，例如文件寻址或者文件的个性化。

应该注意到连续喷射技术需要对墨水加压，从而控制打印距离，也就是说，在打印头的下表面和打印载体之间的距离，该距离能够达到20mm，即比按要求滴墨打印机的打印距离大10-20倍。

连续喷射打印机的寻址能力表示为对于每一个被打印的图块的单位宽度来说不同的冲击数。举例来说，一个单喷管连续偏转喷射打印机装备有一个50毫米直径的喷管，提供大约每毫米5个冲击。在一个图块中的冲击数为25。在这些情况下，图块的最大宽度通常在5毫米到常用的打印距离之间。

为了同样的打印质量，许多应用都需要略微宽的打印宽度，在上述情况中最高达到10毫米。

为了达到这样的图块宽度，已知的技术方案由上面简述的双连续喷射多喷管打印头构成。这些打印机高速并且允许图块的宽度达到50mm。为了获得类似于偏转连续喷射的打印机的品质的打印品质，还应该实施一种带有喷管的板，该板中的喷墨进口的误差非常小。这些进口的直径偏差导致不同尺寸的墨滴，从而导致了不同尺寸的墨滴的冲击。这些进口的间隔和方向误差也是非常小的，因为所述的误差控制着冲击的位置精度。

还应该实施一种喷射激励装置，允许每个喷射的碎裂具有同样的距离。这样的情况难于实现，特别是对于带喷管的板的端部喷管的喷射来说。

构思和生产带喷管的板和激励装置的困难在于：与双连续喷射多喷管打印头相关的单位打印宽度的成本远远超过了与连续偏转喷射打印头相关的成本。另外，如果这些困难不被考虑的话，打印品质将会更差。

已知的另外的技术方案包括在一个同样的壳体中的两个喷管，每个喷管喷射一个按照连续偏转喷射技术使用的墨水流束。

这样的技术方案的第一实施例在以本申请人的名字申请的专利申请WO91/05663(US5457484)中给出。在这个申请中描述的打印头包括具有单个喷管的两个打印头，所述的两个打印头安装在同一支架上。最好，只有唯一一个墨水回收元件，该元件具有唯一一个用于所述的两个打印头的返回管道。打印头的几何形状，特别是喷管轴线的相对角度和来自两个打印头中的每一个的墨滴的偏转张力都可以被调整，以便在该打印载体上获得由两个打印头中的每一个打印的图块的连接，从而获得一种单个图块，该图块的宽度是单个打印头获得图块的两倍。

通过在打印载体上使一个偏离打印头最大的墨滴的冲击与偏离另一个打印头最小的墨滴的冲击并列设置，获得了两个图块的连接，从而这两个墨滴彼此相对设置成同一个打印头的空间连续的两个墨滴。精确的没有明显缺陷的连接很难实现，因为偏转最大的墨滴的冲击点和轨迹对空气动力与静电干扰非常敏感，上述的干扰是由其它墨滴的出现而产生的。在这个实施例中，如果改变所形成的墨滴质量，则需要改变该打印头的几何形状。第一个原因在于带电的墨滴的轨迹，特别是作为被最大偏转的墨滴的强带电墨滴的轨迹，根据该墨滴的电荷与质量之比而改变。于是不同直径墨滴的轨迹也不相同。特别地，不同直径的最大偏转的墨滴的冲击点并不相同。第二个原因在于：能够用于墨滴的最大电荷取决于墨滴的直径。从而不能简单地用电荷的变化补偿墨滴质量的变化来获得相同的偏转。因此为了获得由每个打印头形成的图块之间的良好连接，多喷管的打印头的几何形状必须根据墨滴质量调整。以同样的方式，进口的直径的任何偏差都表现为墨滴的不同质量，从而以同样的电荷改变了墨滴的偏转以及因此改变在打印基体上的冲击精度，从而影响接合精度。

在专利申请WO91/11327中描述了一个第二实施例，其中在同一个壳体中引入两个喷管，每个喷管根据连续偏转喷射技术喷射墨水流束。

在上述申请中描述的装置中，两个打印头可以利用共同的结构作为例如墨水容器，用于碎裂墨滴流束的振动器，和偏转墨滴的中央电极。来自两个喷管的流束彼此平行。需要注意到由流束轴线限定的平面垂直于容纳了由偏转电极偏转的墨滴轨迹的平面，正如从本申请的附图1可以得到。因此在没有后面将谈到的特别的预防措施的话，两个图块并不会彼此在对方的延长线上。使用其中一个打印头绘出的图块彼此间最靠近的连续的墨滴，即两个图块的连接的墨滴就是两个图块中每一个中偏离最小的墨滴。从而所述的双打印头不具有与第一实例的双打印头同样的缺点。因为使用公共元件，该双打印头可以实施为成本最低。喷管直径的改变不需要调节喷管轴线的方向，以便确保图块的连接。

第二个实施例具有另外的缺点。首先，如上所述，因为喷管轴线彼此平行，以及因为流束轴线限定的平面垂直于容纳有墨滴轨迹的平面，因此每个流束绘出的图块在打印载体固定时是一些彼此平行的图块。具有两个图块的直线之间的距离大致等于距离d，该距离d将喷管轴线与每个打印头隔开。在正常工作时，从上面已经知道这些打印头和打印载体沿着与图块垂直的方向做相对移动。因此因为每个打印头绘出的图块在彼此的延长线上，则必须考虑距离d，打印载体的进给速度，和墨滴在其喷射和冲击之间的飞行时间，从而通过每个打印头调整墨滴喷射瞬间之间的延时。在第二实例的说明中没有给出这种情况，而在第三页的一段，第16-18行中给出了一种本领域普通技术人员知道的电子控制电路，该电子控制电路因此并不用描述。在每个喷管的墨滴之间的延时调整因此必须以一种管理延时的专门的电路为前提。尽管该电路包括一种相对打印载体的速度的良好延时伺服装置，但是图块间的连接仍然被影响，因为随时间打印载体进给速度和/或者机械张力的变化和/或者墨滴的速度的变化导致了墨滴位置的相应变化。

上述的第一和第二实施例的打印头具有相同的其它缺陷。

发明内容

相对刚刚描述过的现有技术，本发明的目标是实现一种具有可连续偏转喷射打印机的打印头，该打印头具有两个喷射管，从而能够打印双倍于单一喷管打印头打印的图块长度的图块，但是该打印头还具有良好的连接性能，同时应用了简化的控制电子电路。

本发明的打印头还能够具有一个共同的几何形状，不管墨滴质量。因此可以说喷管的轴间距可以在墨滴质量的大的变化范围上保持不变。而且设计用于墨滴的不同质量的打印头的墨滴产生装置的形状和尺寸可以保持彼此相同。从而设计用于不同质量的墨滴的打印头具有一些产生装置的主体，这些产生装置的主体彼此之间的不同仅仅在于振动器的特征或者带有喷管的板的喷管直径。

后面将知道：如果借助于两个喷管打印的图块的整个宽度小于单个喷管打印的图块最大尺寸的两倍，则能够增加打印速度。

另外，在本发明的双喷管打印头中，包括同一图块的两个部分的墨滴在打印载体上的打印可以同时进行，从而导致可以使用调节电子电路，以更简单地调节墨滴轨迹。

这些目标的实现是通过：在本发明的双喷管打印头中，如文献WO9111327所述的那样，用于将两个图块连接的墨滴是被偏转的墨滴或者偏转很小的墨滴。因此所述连接保持良好的品质，即使墨滴质量被改变。另外，喷管轴线相交，并且唯一的一个回收滴槽设置在这些轴线的交点上或者在这个交点的下游。本发明的打印头的所述的唯一的回收滴槽与现有技术的打印头的唯一的滴槽不同，不同在于所述的回收进口也是唯一的。因此，所述的回收滴槽具有减少的体积。另外，墨滴的抽吸是通过唯一的进口进行的，而没有在两个进口之间的导管处产生压力损失。因此导致了抽吸的良好品质，所述的抽吸导致了在结束工作时的清洁功能。因此降低了墨水在进口间的导管中干燥的可能。

本发明因此设计具有连续偏转喷墨的打印机的双喷管的打印头，所述打印头包括：

-产生墨滴的装置，该装置具有喷射墨水流束的两个喷管，每个喷管具有一个轴线，并且沿这个轴线设置：

-一些充电电极，

-一些偏转带电墨滴的第一和第二电极，这些电极相对喷管分别具有一个上游部分和一个下游部分，每个电极的一个有源表面是所述的偏转电极的表面，该表面与一序列的墨滴相对，

-一个用于两个喷管的回收墨滴的唯一的滴槽。

其特征在于，所述的喷管的轴线相交在一个点上相交，该点位于一个唯一进口的轴线上，该点在回收的唯一滴槽的入口处或者还可以在所述滴槽的上游，靠近所述的进口。

喷管轴线的相交点位于滴槽的进口轴线上。规定，这个轴线是由一个公共直线构成，该直线由两个平面共用，一个平面是喷管轴线的平面，另一个平面垂直于容纳了将所述的喷管轴线形成的角的等分线的平面。本发明的打印头的滴槽的唯一的进口很显然位于不能够打印的墨滴的轨迹的交点上，所述的不能够打印的墨滴是指没有朝向打印载体导向的墨滴。当所有的墨滴都是偏转墨滴时，包括不能够打印的墨滴，喷管的轴线交点位于进口的中心的上游。当不能够打印的墨滴是不偏转的墨滴时，也就是在最通常的情况中，可以考虑快速运动的墨滴的轨迹是直线的，因此来自每个喷管的不能够打印的墨滴的交点与回收滴槽的唯一的进口的中心重合。事实上考虑到制造误差，所述的交点可能位于所述进口的中心附近。

在本发明的一个优选实施例中，偏转电极包括减少体积的结构，从而导致打印机的打印头体积减小，该打印机中结合有该打印头。

在这个优选实施例中，通过比等电位偏转电极的通常的供应电压显著降低的电压，得到了偏转的性能，因此在打印头中很容易集成所述的电极的和所述的减少电压的产生装置。

该优选实施例的一个实施变形的目标还在于：当在偏转电极的一个有源表面上停止和启动流束时，显著降低了墨水的偶然性喷射的危险。

偏转电极相对于喷射流束的喷管分别具有一个上游部分和一个下游部分。每个偏转电极的有源表面是所述电极的正对墨滴序列的表面。在优选实施例中，流束的墨滴的偏转电极包括两个电极，一个第一电极，一个第二电极。该第一电极的有源表面具有第一纵向凹进的弧度，在曲线的任何点上，该第一纵向凹进的弧度的局部半径位于由喷管相交轴线限定的平面中。喷管的轴线的平面还包括一个墨滴偏转方向。第二电极的有源表面具有一个第一纵向凸出的弧度，在曲线的任何点上，该第一纵向凸出的弧度的局部半径被容纳在喷管的轴线平面中。另外第一电极在其下游部分中具有一个挖空部分，该挖空部分具有一种轮廓。

将在下面详细描述下游部分。该挖空部分的功能在于允许非偏转的墨滴或者略微偏转的墨滴穿过第一电极。这些未偏转的墨滴遵照一个轨迹，该轨迹通过第一次近似可以看作直线。因此该挖空部分的轮廓的最上游的部分将紧靠该第一电极与流束的轴线的相交点并且略微在所述的相交点上游。该挖空部分的轮廓的最上游的部分从而以距离该第一电极与流束轴线相交的点足够大的距离设置，以便未偏转的墨滴能够通过电极的挖空部分，同时接近零概率地将电极隔离。

略微带电荷的并且因此偏转的墨滴的轨迹的弯曲可以小于第一电极的弯曲。所述的略微偏转的墨滴的轨迹因此能够与该第一电极的有源表面相交。该挖空部分必须使几乎没有偏转的墨滴通过。一个几乎没有偏转的墨滴的轨迹与在挖空部分前面的电极表面之间的交点必须位于上述的限定为挖空部分的最上游的点的下游。因此可以考虑到该第一电极的下游部分是位于电极和流束的轴线的交点下游的电极的一部分。

鉴于挖空部分的作用，还可以理解这个挖空部分的形状将表现为使通过含有流束的轴线和墨滴偏转方向的平面与挖空部分前面的电极相交而限定的一条直线用于对称直线。所述的挖空部分因此将具有在上述限定的对称直线上对中的长形形状。

所述挖空部分的宽度取决于两种要求的折中，使得两个墨滴穿过第一电极而不会在墨滴和电极之间发生碰撞，从而要求所述挖空部分是宽的；另外不能过大降低电极之间的空间，从而要求所述挖空部分是窄的。墨滴的直径为几十个微米，通常在10-140微米，例如100微米。

垂直于对称直线测量的所述挖空部分的宽度大于墨滴直径，最好为墨滴直径的2-3倍，通常为200-300微米。然而为了确保墨滴与第一电极间发生碰撞，最好将该宽度值固定在墨滴直径的8-10倍大小处。

因此根据本发明的优选实施例的偏转电极的实施例可以整体或者分别具有如下的特征。

所述第二电极的弯曲使得该第二电极的有源表面大致平行于该第一电极的有源表面，从而两个有源表面彼此之间具有大致不变的间隙。

挖空部分的轮廓的最上游的点位于第一电极的挖空部分与墨水流束的轴线的前部相交部分附近。

该挖空部分相对含有墨水流束的轴线的平面对称。

该挖空部分的宽度在该墨滴直径的2倍-10倍之间。

该挖空部分的形状具有长形的缝隙，该缝隙的开口通向该第一电极的最下游的部分。

在两个电极的有源表面之间的空间从电极上游到下游大致不变，并且在墨滴直径的4倍-20倍之间，即大约为0.5-3毫米。这个大致不变的空间是期望获得的偏转电场的数值的函数，这个偏转电场取决于电极之间的距离和两个电极之间的电位差。

所述的第一电极的最下游的边缘位于比回收滴槽的最下游表面更加下游的位置。

在第二电极的有源表面上，该第二电极装备了沿一个轴线形成的凹槽，该轴线容纳在流束轴线所在的平面内。

所述的凹槽底部与第二电极的有源表面通过以大于墨滴半径的弯曲半径横向弯曲的表面连接。

所述的的由挖空部分和第二电极并列构成的第一电极的一些舌状物，以大于墨滴半径的弯曲半径被横向弯曲。

在优选模式的实施例中，作用于每个喷管的流束的第一偏转电极包括：具有对称平面的一个机械部件。这个对称平面垂直于由两个喷管的轴线限定的平面，并且包含了将两个轴线形成的角平分的线。

附图说明

具有本发明特征的实施例和变形以及打印头的功能，将对照附图进行描述。在这些附图中，具有相同的附图标记或者相同的标志的元件具有相同的功能。附图包括：

-图1示出本发明的具有两个喷管的打印头的实施例，这个实施例仅仅具有一个产生流束的腔室；

-图2是根据本发明的具有双喷管的打印头的第二实施例，沿垂直于喷管轴线的平面的方向的视图，这个实施例包括了由喷管产生流束的腔室；

-图3是本发明的具有两个喷管的打印头的两个流束共用的偏转中央电极的仰视图；

-图4是图2的VV线截取的视图，即图3所示的偏转中央电极的截面图；

-图5包括A，B和C三个部分。图5A是根据偏转电极的优选实施例实施的静电偏转电极的半端视图。图5B示出图5A的左侧视图，图5C示出包括两个中央电极的静电偏转的电极的半端视图；

-图6包括部分A和部分B。部分A和B分别表示根据偏转电极的优选实施例的变形实施的静电偏转电极的半横剖图；和

-图7包括A，B，C和D部分。部分A示出根据偏转电极的实施例的两个电极组件的半透视图。部分B示出部分A的B-B线截取的两个电极的半剖图。部分C是半透视图，示出根据本发明的实施例开有缝隙的电极。部分D示出用于观测表面缺口的凸形电极的透视图。

具体实施方式

图1示出了本发明的具有双喷管的打印头30的简示图。

该打印头公知包括一个产生墨滴的产生装置116。该墨滴产生装置116由导电墨水和两个墨水流束构成，该导电墨水在压力下容纳在产生装置116的腔室中。每个墨水流束分成一序列墨滴，例如通过在腔室中设置的一个或者两个振动装置进行。这些墨滴通过充电电极120，120’可选择地带电，所述的充电电极横穿每个流束并且由未示出的电压生成装置供能。每个流束的带电的墨滴穿过在两个偏转电极2，3；2’，3’之间的空间。根据其电荷，它们被或多或少地偏转。所述的被很少或没有偏转的墨滴朝向墨水的回收装置或者滴槽6，而其它的偏转墨滴朝向由支架13局部支撑的打印载体27。这些到达打印载体27的连续发射的墨滴因此被偏转最下端的位置，最上端的位置和中间的连续位置。连续发射的墨滴集合构成了一个图块，该图块的宽度ΔX垂直于相对打印头和打印载体前进的方向。该打印头由墨滴的产生和细化装置116，充电电极120，120’，偏转电极2，3；2’，3’和滴槽6形成。所述的打印头总体上封闭在未示出的壳体中。在连续发射的第一和最后的墨滴在载体上的冲击之间的已过时间是非常短的。因此尽管打印头和打印载体之间进行连续运动，但是可以考虑在连续发射的打印期间，该打印载体并不相对打印头移动。这些连续发射在空间上均匀间隔地发射。打印头和打印载体的相对运动和朝向所述打印载体的每个连续发射的墨滴的选择的组合允许了打印任何图案。

如刚刚描述过的那样，已知的打印头包括一个或者多个墨水喷管。当打印头包括多个喷管时，这些喷管的轴线彼此大致平行。

根据本发明的一个重要特征，两个喷管31，32的轴线相交于A点。喷管的相交的轴线限定了一个平面。这个平面包括垂直于相对打印头和打印载体的前进方向Y的宽度为ΔX的图块。在图1示出的优选实施例中，偏转电极2和2’在物理上是由一个称为中央电极的电极2构成。这个中央电极位于称作端部电极3，3’之间。喷管31，32的轴线，充电电极120，120’和偏转电极2，3，3’关于一个平面对称设置，该平面垂直于喷管的轴线构成并且容纳了喷管31，32的轴线形成的角的平分线的平面。这个平面在后面将称作对称平面。并不用于打印的回收墨滴的滴槽6由来自喷管31和32的墨滴所共用。并不用来打印的墨滴到达该公共滴槽6的唯一的喷孔61处。这些不用来打印的墨滴可以根据本发明的实施例是不偏转的墨滴，在这种情况中，公共进口61的中央与喷管31和32的轴线交点重合，或者这些不用来打印的墨滴可以是一些偏转很小的墨滴，在这种情况中，喷管31和32的轴线的交点A位于所述的进口61的上游。在图1和2示出的实施例中，不能打印的墨滴是不偏转的墨滴，喷管31，32的轴线的交点大致与进口61的中央重合，通过该进口61的中央不能打印的墨滴进入到回收滴槽6中。在图1示出的实施例中，墨滴116的产生装置116是具有用于两个流束的单独腔室的产生装置。封闭单独的腔室的带有喷管的板117关于对称平面对称并且形成了一个二面角，该二面角具有用作平分平面的对称平面，该二面角的角度是喷管31，32的轴线形成的角度的补角(共同形成180度)。喷管轴线分别与二面角的相应平面垂直。因为来自两个喷管的墨滴的轨迹的交点或者是喷管31，32的轴线的交点A或者是略微在下游的点并且与造成墨滴的电荷和偏转的充电电极的电压或者其它条件参数无关或者近似无关，因此最好的实施例是来自每个流束的连接墨滴是不偏转的墨滴或者偏转最小的墨滴。另外，在这个结构中，滴槽6可以设置成更加靠近一个下游部分，甚至如后面描述的那样，在偏转电极2，3，3’的最下游的部分的上游。因此减少了打印头30的体积。在图1中，示出了来自喷管31，32的墨滴的任何点状分布的优选的轨迹。这些来自喷管31，32的第一轨迹9，9’是未偏转的墨滴轨迹。因为墨滴速度非常大，因此这些轨迹大致与喷管31，32的轴线重合。正如上面描述的那样，这些轨迹相交在A点，A点大致与唯一的滴槽6的进口61的中央重合。同样示出了来自喷管31，32的偏转最小的墨滴的对称轨迹5，5’。这些轨迹5，5’于打印载体27分别相交于点B，B’。这些点B和B’之间具有与连续喷射的空间连续的两个墨滴形成的间隔相同的间隔。如上面描述的那样，因为这些点B，B’位于偏转最小的能够打印的墨滴的轨迹与打印载体2的交点上，这些点的相对位置对于墨滴的质量变化并不很敏感。事实上来自喷管31，32的墨滴绘出的图块之间的连接总是具有相同的品质，而不必改变打印头30组件的结构。同样还示出了来自喷管31，32的偏转最大的墨滴的轨迹8，8’。分别与打印载体27相交的轨迹8，8’的交点C，C’彼此关于对称平面对称。因此图块BC和B’C’彼此也关于对称平面对称，它们位于延长线上。因此通过本发明的双喷管的打印头，可以通过简单喷管的打印头实现双倍宽度的图块，该双倍宽度的图块具有与普通宽度的图块相同品质，因为考虑到普通宽度的两个图块进行连接的品质。注意到流束轴线的平面包括墨滴的任何轨迹。这些轨迹并不在不同平行平面中，如上述的WO91/11327申请所述，图块B’C’和BC可以被同时打印。如果打印双图块C’C的总宽度小于用来自唯一喷管的流束实施的简单图块的最大高度BC的两倍，因此可以最简单地加倍打印速度。这些点BB’位于减少宽度的双倍的图块的中央，幅度减小的连续发射的期限也被减少。因此打印速度特别快，因为待绘出的图块是非常小的。注意在例如上述的WO91/11327中描述的打印头，打印速度在小图块时速度的增加在理论上是可能的。然而在这样的打印头中，如果打印头的连续发射期限降低，因为每个普通图块的不太大的高度，因此必须减少来自两个喷管的连续发射中的每一个的发射间的时间偏差。而这必须以本专利申请中未公开的控制电子电路的调整为条件，从而实现了根据普通图块的宽度变化的偏差。

在一些打印情况中，需要具有第一分辨率的一部分和具有第二分辨率的不同于第一分辨率的例如较小分辨率的一部分，根据这样的一种可选的特征，喷管31和32的直径能够具有彼此不同的值。已知墨滴的质量和打印的分辨率根据流束碎裂的频率和喷管的直径而改变。对于相同直径的喷管来说，频率越大，墨滴质量越小。对于碎裂的相同频率来说，喷管直径越大，墨滴质量越大。因此由于来自两个喷管的打印间的连接精度，可以简单地从每个打印喷管起具有彼此不同的分辨率。

在图1示出的实施例中，墨滴产生装置的腔室116由两个喷管31，32共用。在图2，3和4中示出了一个打印头30’，其中每个喷管具有一个墨滴产生装置116，116’。以公知方式，每个产生装置装备有自身的振动装置和带有喷管的板117，117’。这些喷管31和32与其带喷管的板117和117’垂直，这些板117，117’彼此形成一个角度，该角度与所述喷管31，32的轴线之间形成的角度互补。

在与图1和2相关的示出的实施例中，偏转电极2，3，3’可以具有优选结构，该优选结构将在后面详细描述。首先将注意到，偏转电极分别相对流束喷管具有一个上游部分和一个下游部分，该上游部分靠近喷管，该下游部分与喷管偏离较大。每个偏转电极的有源表面限定称为所述的在一序列墨滴对面的电极的表面。优选实施例的偏转电极的有源表面关于对称平面对称。考虑到所述的对称，在后面的描述中将特别对电极2，3的彼此相对的部分感兴趣，将谈到的这些电极2，3的情况以对称的方式对于另外的一半的电极2和电极3’的情况也是重要的。在这个优选实施例中，该第一电极2的有源部分具有第一凹进的纵向弯曲，所述的弯曲的局部半径位于墨水流束的喷管轴线31，32的轴线形成的平面中。所述的第二电极3的有源表面具有第一凸出的纵向弯曲，所述的第一电极2在其下游部分具有一个挖空部分12，该挖空部分12具有轮廓38。彼此关于第一电极2的对称平面对称的挖空部分12，12’示出在图3的仰视图和图4中的沿图2的线VV的截面图中。这些附图示出了缝隙12，12’分别在两个舌形物24，25；24’，25’之间。这些附图还示出了滴槽6的入口进口61设置在所述的第一电极2的中央部分中。所述进口61具有沿垂直于对称平面的方向的长形形状，该进口61的中心位于对称平面中。

在进口61的最宽的部分中，进口61的尺寸在喷管31，32的直径的10倍-30倍之间，最好为20倍。

在进口61的最长的部分中，进口61的尺寸在喷管31，32的直径的30倍-80倍之间，最好为50倍。

因此例如对于直径50微米的喷管来说，进口宽度一般将为1毫米，长度为2.5毫米。

附图5和6的A和B部分分别为示出根据优选的电极实施例的静电偏转电极的特别的实施方式的表面的半视图和左视图，这些静电偏转电极实施在双喷管偏转的连续喷射打印头的中央。这些附图用于说明偏转电极和其工作的优选实施方式。附图7用于实际观察该优选实施例的一种变形中的电极形状。附图5-7仅仅示出与优选实施例的目标电极有关的元件。

选择带电的墨滴序列1进入到电极2和3限定空间中，在电极2和3之间存在有由未示出的电压产生装置提供的电位差。所述的电极2和3的高度大致相等。与电极2和3的有源表面分别相切的位于有源表面最上游的平面与流束轴线平行或者与该轴线以小角度相交。

第一电极2的有源表面11具有的凹进的纵向弯曲与第二电极3的有源表面的弯曲大致相反。电极3的有源表面10具有凸出的纵向弯曲，使得该表面位于下游部分中，大致平行于用点状虚线表示的偏转最大的墨滴的轨迹4。可以以已知的方式通过频闪观测的照明装置看到轨迹。

将表面10和11分开的间隔e在整个电极2，3的高度上是不变的。间隔e的值小于3.5毫米，最好小于2毫米。为了不会阻碍最少带电的墨滴的轨迹，示范为缝隙12形状的挖空部分12实施在电极2的下游部分中，该挖空部分12示出在图5的B部分和图7的B和C部分中。挖空部分12的宽度大于墨滴的直径。实践中，最好限定挖空部分12的宽度，使得在电极2，3的下游部分中存在的电场Ed的值的下降不超过在上游部分中建立的最优电场的值的15％。在电极2，3的有源表面之间建立的电场Ed的值，在减去安全储备量后该值略小于与有源表面之间的间隔e对应的击穿电场值时，是最优的。

根据图5的C部分示出的实施例，中央电极2由两个彼此关于对称平面对称的中央平面2，2’代替。在图5的C部分的半视图中，仅仅示出了电极2。两个电极中的每个都具有金属片形状，最好除了纵向弯曲之外还具有横向弯曲。这两个金属片在其下游部分中具有一个缝隙，该缝隙允许墨滴穿过电极。所述的两个金属片处于相同的电位。

电极2和3最好在一个不锈钢金属中实施。

电极的纵向弯曲最好是不变的，以便电极2，3的有源表面大致由一些圆柱表面的部分形成，其轴线垂直于喷管31，32的轴线的平面。

其工作如下所述。

从电位差Vd引出的电场Ed使得墨滴与其电量成比例地沿预定轨迹偏转。所述的轨迹4是带有最大电量Qmax的墨滴所遵循的轨迹。因此涉及了偏转最大的墨滴轨迹。第二电极3的有源表面10被计算为轨迹4与第二电极相交的概率近似为零，尽管轨迹4至少在第二电极3的有源表面10的下游部分中平行并且靠近有源表面10。轨迹5是带有最小电量Qmin的墨滴所走过的轨迹，使得闪开回收滴槽6，并且因此使得最小电量Qmin的墨滴朝向打印载体27。如图1所示，进行打印的偏转最小的墨滴的对称轨迹5，5’是构成每个喷管绘出的图块之间的连接的墨滴的轨迹。涉及了最小长度的轨迹和最不可能受干扰的轨迹。因此获得了良好的连接品质。在值Qmax和Qmin之间的带有电荷的墨滴遵循中间轨迹，例如轨迹7或者8。轨迹9对应于带有小于Qmin的电量的墨滴的轨迹：这样的墨滴被回收滴槽捕获并且向打印墨水管路循环。

图5的B部分和图7的B部分和C部分示出的缝隙12如上述，使得偏转最小的墨滴，特别是电量小于Qmin的墨滴通过这个缝隙。因此作为该缝隙12的轮廓38的最上游部分的部分39位于靠近流束的轴线与第一电极2的交点的位置处。因为电量小于Qmin的墨滴和其中电量在Qmin和Qmax之间的带有最少电荷的墨滴通过电极2的缝隙12，可以保持对待绘出的图块的不同点冲击的墨滴的成角度分布，尽管相对现有技术的电极在电极2和3之间的间隔e被降低。

间隔e的减小允许使用大小为3kV的Vd，以代替通常用于现有技术的等电位电极装置中的8-10kV。特别有利的是通过使电极2带有墨滴的基准电位，通常是打印机的接地电位从而实施电位差Vd。在这些条件下，与现有技术中的电位是与电极3相反的电位不同，相对于墨水的电位，如图2，4和5所示回收滴槽6和电极2可以靠近甚至集成在一起，同时不会在两个元件之间发生电击穿，并且不会在两个电极2和3之间发生电场Ed的改变。

在这些条件下，滴槽6的下边缘21和打印载体13之间的距离d1可以大于将电极2的下游端22与同一打印载体13分离的距离d2。因此获得了由朝向滴槽6的墨滴产生的行程的明显的降低，并且因此减少了这些墨滴不到达滴槽的概率。注意到这个实施例中，偏转电极的最下游的边缘比滴槽6的最下游表面21位于更下游的位置。

图6的A部分和B部分以及图7的D部分分别示出了电极2和3的优选实施例的变形。这些实施例中的每个都在图6中通过放大比例的截面图示出，该截面是沿图5的A部分限定的平面z而近似获得的。电极2和3的表面与截面相交的弯曲形状可以在整个高度上或者至少在下游部分上，赋予有源表面10和11。

平面z的切割是在图5的B部分示出的缝隙12的最上游的点39进行的。如结合图3和4在上面说明的那样，缝隙12将半个电极2分成两个舌状物24和25。附图6用于优化地表示舌状物24，25，面对舌状物24，25的电极3具有横向弯曲。这些横向弯曲在图7中也是可见的。

图6的A部分示出的横向弯曲的目的是去除能够产生放电现象的金属的棱角或者粗糙度，所述的放电现象能够导致电场Ed的弱化或者电击穿。舌状物24，25的表面11和电极3的横向弯曲半径在任何一点上都大于墨滴的弯曲半径。

图6的B部分具有电极2，该电极2具有与A部分示出的电极2相同的横向弯曲特征。根据B部分示出的实施例的变形，电极3的有源表面10还设有带有与A部分示出的电极3相同的电容的横向弯曲，从而降低了放电的发生。

电极3还具有切口或者纵向凹槽。这个切口可以在表面10的整个高度上或者在下游部分上延伸，这只在图7的B和D部分中示出。切口14相对电极2的挖空部分12横向设置。切口14的宽度大于墨滴的直径，但是保持足够细以便不会显著地使电场Ed与其优选值远离。

这样的切口特别用于避免墨水在电极的有源表面上的投射。事实上，在假定相对墨滴质量的电荷量比值是难于控制的并且超过了预定的最大值时，这些墨滴遵循错误的轨迹35，并且：

●没有碰撞表面10地进入到切口14中，

●在切口14中受到特别小的电场的作用。

电场值的这样的降低导致错误的轨迹的稳定，从而将其保持，以至于偏转装置在偏转最大的墨滴的轨迹4时，其中电荷与质量之比符合最大的预定值。因此这些墨滴尽管具有不固定的轨迹，但是不会碰撞电极3。因为电极3保持干净，从而表明其没有因为在电极上存在墨水而变形。因此随后的墨滴不会受到因可能存在的具有错误轨迹的墨滴导致的轨迹的变形。这种设置还有利地易于调整打印机工作时施加到电极上的电压。

本发明的优选实施例和其变形超出现有技术的实施方案的优势是非常清楚的：

●同时实现了简化偏转的构思和效率。

●通过调整至少一个有源表面的几何形状而进行防止在电极上投射墨水的保护。

较小的值Vd以及回收滴槽的较高的位置导致了完全地减少打印头和墨滴产生的轨迹而占用的空间体积。而且墨滴轨迹的附带的变化具有很小的幅度，并且获得了优良的打印品质。

Claims (17)

1.具有偏转的连续墨水流束的打印机的双喷管打印头(30，30’)，包括：

-生成墨滴的组件(116，116’)，具有两个喷射墨水流束的喷管，每个喷管具有一个轴线并且沿该轴线设置，

-一些充电电极(120，120’)，

-带电墨滴的一些第一偏转电极(2，2’)和第二偏转电极(3，3’)，这些偏转电极(2，2’；3，3’)分别相对喷射流束的喷管具有一个上游部分(15)和一个下游部分(16)，每个偏转电极(2，3)的有源表面(11，10)是正对墨滴序列的电极(2，2’；3，3’)的表面，

-用于两个喷管(31，32)的回收墨滴的唯一的滴槽(6)，

其特征在于，这些喷管轴线(31，32)相交于一点，该交点位于唯一的回收滴槽(6)的唯一进口的轴线上，靠近这个进口(61)或者在该滴槽(6)上游。

2.根据权利要求1所述的双喷管打印头(30，30’)，其特征在于，该打印头(30，30’)具有一个垂直于喷射墨水流束的喷管(31，32)的相交轴线限定的平面的对称平面，其中相交轴线限定的平面含有将喷射墨水流束的喷管(31，32)的相交轴线之间形成的角平分的平分线。

3.根据权利要求1所述的双喷管打印头(30，30’)，其特征在于，将带电的墨滴偏转的第一偏转电极(2，2’)是为来自喷射墨水流束的喷管(31，32)的墨滴所共用的第一电极(2)，这个偏转带电墨滴的共用偏转电极(2)位于偏转带电墨滴的第二电极(3，3’)之间。

4.根据权利要求2所述的双喷管打印头(30，30’)，其特征在于，偏转带电的墨滴的第一电极(2，2’)是为来在喷射墨水流束的喷管(31，32)的墨滴所共用的第一电极(2)，所述的偏转带电墨滴的共用电极(2)位于偏转带电墨滴的第二电极(3，3’)之间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的双喷管打印头(30，30’)，其特征在于，偏转流束的墨滴的第一电极(2)的有源表面(11)具有第一纵向凹进弯曲，其局部半径位于喷射墨水流束的喷管(31，32)的相交轴线构成的平面中，偏转所述的同一流束的墨滴的第二电极(3)的有源表面(10)具有第一纵向凸出的弯曲，偏转所述的流束的墨滴的第一电极在其下游部分中具有挖空部分(12)，该挖空部分(12)具有轮廓(38)。

6.根据权利要求5所述的打印头(30，30’)，其特征在于，所述的轮廓(38)具有一个最上游的点，该点在偏转所述的流束的第一电极(2)的挖空部分与喷射墨水流束的所述喷管(31，32)的轴线的前部相交部分附近处设置。

7.根据权利要求5或者6所述的打印头(30，30’)，其特征在于，该挖空部分(12)关于由喷射墨水流束的喷管(31，32)的相交轴线限定的平面对称。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的打印头(30，30’)，其特征在于，该挖空部分(12)的宽度在墨滴直径的2倍-10倍之间。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的打印头(30，30’)，其特征在于，该挖空部分(12)具有长形的缝隙形状，其开口通向在第一电极(2)的最下游处的部分。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的打印头(30，30’)，其特征在于，偏转来自一个喷管(31，32)的流束的偏转电极(3，2)的有源表面(10，11)之间的间隔，从电极的上游到下游大致不变，并且其大小介于墨滴直径的4倍-20倍之间。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的打印头(30，30’)，其特征在于，第一偏转电极(2)的最下游的边缘位于比回收滴槽(6)的最下游的表面(21)更加下游的位置(22)。

12.根据权利要求5-11中任一项所述的打印头(30，30’)，其特征在于，偏转流束的第二偏转电极(3)沿容纳在喷管(31，32)的相交轴线限定的平面中的轴线具有一个凹槽(14)。

13.根据权利要求12所述的打印头(30，30’)，其特征在于，凹槽(14)的底部与第二电极(3)的有源表面(10)通过横向弯曲的表面连接，该横向弯曲表面的弯曲半径值大于墨滴的半径。

14.根据权利要求5-13中任一项所述的打印头(30，30’)，其特征在于，所述的偏转流束的第一偏转电极的舌状物形成在挖空部分(12)的两侧，该舌状物与偏转同样的流束的第二偏转电极(3)沿弯曲值大于墨滴半径的弯曲半径横向弯曲。

15.根据权利要求5-14中任一项所述的打印头(30，30’)，其特征在于，这些喷管(31，32)的直径彼此不同。

16.根据权利要求5-15中任一项所述的打印头(30，30’)，其特征在于，滴槽(6)的进口(61)具有长形形状。

17.一种打印机，其特征在于，装备有上述任一项权利要求所述的打印头。

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