[发明专利]充电电极

说明书

提供了一种用于连续喷墨打印的对墨滴充电的充电电极。该充电电极具有大致圆柱形主体，该主体限定用于墨滴的大致圆柱形通道，所述通道沿着行进轴线延伸，在使用中，该行进轴线表示墨射流进入电极的位置以及一旦墨滴从墨射流分离时墨滴的行进方向。充电电极包括两个不同的轴向设置的区域：第一区域，用于根据需要对液滴充电；以及第二区域，用于将带电液滴从可能不期望地影响墨射流和/或液滴的轨迹的任何电场屏蔽。第二区域可以完全围绕行进轴线的至少一部分。因此，本发明提供了用于墨射流和/或液滴的改进的屏蔽。这进而可以使得能够对施加到带电液滴的电荷和/或它们的行进轨迹进行更好地控制。

技术领域

本发明涉及充电电极。特别地，本发明涉及用于连续喷墨打印机的充电电极。

本发明还涉及一种连续喷墨打印头；涉及包括这种电极的设备，例如打印头或连续喷墨打印机；并且涉及一种打印方法。

背景技术

连续喷墨打印是一种在工业环境如生产线中快速标记可移动基底的成熟技术。通过位于打印头上的相应的一个或多个打印喷嘴以微丝的形式喷射一个或多个连续的墨射流。打印头与容纳适当组分的墨的贮器流体连通。在多射流应用中，可以提供多个喷嘴和/或喷口，每个喷口对应于一个墨射流。在二元阵列打印机中，墨射流被布置成阵列。

通常通过一个或多个压电元件将振动施加到一个或多个墨射流，所述压电元件分别适当地设置在打印头和/或喷嘴的部件中并与打印头和/或喷嘴的部件联接。在使用中，振动引起墨射流破碎开并形成离散的墨滴，其可以被选择性地充电，使得带电液滴可以在它们行进至打印基底时通过由一对偏转板产生的偏转电场而偏转。在典型的布置结构中，偏转的液滴在一位置处被打印到衬底上，该位置取决于带电液滴所携带的电荷，并且不带电液滴被收集在槽中。

因此，重要的是仅对意图要打印的墨滴充电。此外，还重要的是，将要打印的液滴以所需的电荷量被一致且可靠地充电。为此目的，通常设置充电电极，并且充电电极通常位于喷嘴的紧下游。

由于各种因素，例如墨组分、喷嘴压力、温度和其它工作条件的变化，液滴沿着连续墨丝形成时所处的位置可能变化。同样地，在时域中，每个液滴形成的时刻可能变化。重要的是首先预测然后测量液滴在何处和何时分离，因为该信息进而使得能够将正确的充电信号施加到充电电极以对所需的液滴充电。如果过早地施加电场，即在液滴从墨射流分离之前，由充电电极在即将形成的液滴上暂时感应的电荷会在液滴已经分离之前消散在墨射流中。如果施加电场太晚，则在分离的液滴上可能不再能够感应正确的电荷，或者液滴可能根本无法充电。在这些限制情况之间，在任何墨滴上实际感应的电荷和所需电荷之间可能存在不匹配。

通常在打印头布置结构中还提供一个或多个传感器，以检测与液滴的形成特别是带电液滴的形成有关的参数，并且根据需要测量它们的飞行时间、尺寸、速度或电荷。这些检测的参数中的一些被称为相位数据（或相位参数），因为它们允许描述液滴形成和参考信号（例如驱动压电元件的调制信号）之间的相位关系（例如时间延迟）。这些传感器中的至少一些可以相应地被称为相位传感器。

相位信息适合被用于对液滴充电。然而，充电电极的当前设计是相当基本的，并且仍然可能发生液滴的不适当或不准确的选择性充电。此外，通过充电电极或从其离开的带电液滴的预期轨迹可以被充电和/或偏转电场或任何杂散的相邻电场偏转。本发明解决了这些缺点，并与现有技术相比提供了一种改进的用于连续喷墨打印的充电电极。

发明内容

根据本发明的一个方面，因此提供了一种用于连续喷墨打印机的充电电极，所述电极限定用于形成和屏蔽带电墨滴的通道，所述通道沿着行进轴线延伸，在使用中，所述行进轴线表示进入电极的墨射流的位置，并且墨滴在电极内部从所述墨射流分离，并且所述行进轴线表示墨滴在它们离开电极之前的行进方向，其中，电极包括第一和第二轴向设置的区域，其中，第一区域被构造成通过与墨射流的电容耦合在选定的墨滴上感应电荷，并且第二区域被构造成通过围绕所述行进轴线的至少一段来屏蔽带电墨滴，其中，充电电极具有尺寸为5毫米或更长的轴向延伸范围。