[发明专利]用于喷墨印刷的液滴充电和偏转装置

说明书

技术领域

本发明是与雾化技术有本质区别的液体投射领域，尤其是标准化小滴(droplet)的受控制生产，用于例如数字印刷。

本发明尤其关于小滴的可选偏差，其所用于的一个优选但非唯一的应用领域是喷墨打印。本发明的装置关于连续喷墨领域中的任何异步液体段生产系统，与按需即喷技术相反。

背景技术

连续喷墨打印机的典型操作可以如下文所述被描述：导电油墨在压力下被保持在蓄墨池内。蓄墨池提供包含油墨的腔室，油墨通过油墨刺激装置被刺激。从内到外作业时，刺激腔室包括至少一个通往喷嘴板内钻孔的标准化喷嘴的油墨通道：加压的油墨流经喷嘴，以此形成喷墨。

因此形成的喷墨在喷嘴板下游的限定明确的点处断开，并且在收容于油墨腔室内的周期性刺激装置的作用下以规律的时间间隔产生墨滴(ink droplet)，位于蓄墨池内包含的油墨内的刺激装置的周期性震动使喷墨的这种被迫分裂产生在称为液滴(drop)断开点的地方。

从断开点开始，连续的喷射物变为一序列的墨滴。然后使用各种器件选择将直接朝向待印刷基板或朝向通常称为沟槽的回收装置的液滴。因此，相同的连续喷射物可用于印刷或不印刷基板，以便形成所需的印刷图案。

这种连续喷墨打印机可以包括几个同时操作并且平行的印刷喷嘴，以便增加印刷表面面积并因此提高印刷速度。

通常的液滴选择器件包括靠近断开点的被称为充电电极的第一组电极，其功能是选择性转移预定的电荷给每个液滴。喷射物中的所有液滴，部分已经被充电，然后通过被称为偏转电极的第二套电极，第二套电极产生的电场将依靠液滴的电荷调整液滴的轨道。

由连续喷射物的分裂产生的液滴的静电偏转是广泛应用在喷墨印刷中的方案。例如，第3,596,275号美国专利文献(Sweet)中描述的偏离的连续喷射变型由在与液滴产生即时同步的申请中提供多个电压以利用预定电荷充电液滴组成，以便精确控制多个液滴轨道。小滴只在与两个电荷水平相关的两个优选轨道上的定位导致了第3,373,437号美国专利文献(Sweet)中描述的二元连续喷墨技术。

对于上述所有装置，充电信号根据液滴行进的轨道以及其它因素确定。用于与多个喷射物使用的这种概念的主要缺点是首先需要放置与每个喷射物靠近的不同电极，其次是独立控制每个电极。

另一个途径由设置充电电势和变化刺激信号以便移动喷射物断开点位置组成：依靠液滴形成是靠近还是远离喷射物的所有矩阵通用的充电电极，每个液滴携带的电荷数量和后续的液滴轨道将不同。充电电极的设置可以更简单或更复杂：第4,346,387号美国专利文献(Hertz)中探讨了多个配置。这个途径的主要优点是电极块的机械配置简单，但两个偏转水平之间的过度难于管理：从一个断开点到另一个断开点的过度产生一系列具有无法控制的中间轨道的液滴。

一些方案已经被考虑用于克服这种困难，包括在第EP 0 949 077号欧洲专利文献(Imaje)中的调整断裂长度，但具有难于控制的断开长度(典型的是几十微米)的紧密度容限；或者在第EP 1 092 542号欧洲专利文献(Imaje)中与分离两个明确限定的断开位置的距离相等的长度的喷射物的部分充电部分的管理，但其需要两个断开点的管理，并且由于无用喷射段的产生，有用液滴的生成频率不得不降低。

通常，即使对于最近的发展，如柯达公司在允许特殊液滴生产方式(例如第EP 0 911 167号欧洲专利文献)的热刺激技术基础上对其液滴生成器的发展，提出的方案经常具有在喷射物的偏转位置与未偏转之间过度的问题。

一个备选的建议是采用不同尺寸的液滴和通过气流交叉投射根据液滴尺寸的选择性地偏转，如第2003/0222950号美国专利文献所述的那样。然而，在这种情况下，不增加气体沿液滴轨道引起的波动，则均匀气流的产生、循环和回复难于实现。

发明内容

本发明的一个优点是克服现有印刷头的缺点，本发明关于根据液滴尺寸限定液滴轨道。