ПЛАТА СОПЛА ДЛЯ СТРУЙНОГО ПРИНТЕРА Российский патент 1999 года по МПК B41J2/14 

Настоящее изобретение относится к плате сопел для струйного принтера, имеющей апертуру сопла сквозь которую напыляются чернила.

Из гидродинамики и технологии струйных принтеров известно, что если жидкость содержится в контейнере и этот контейнер имеет отверстие ниже уровня поверхности жидкости, жидкость не обязательно будет вытекать из контейнера в зависимости от параметров жидкости и отверстия. Параметрами, которые определяют, будет вытекать жидкость из контейнера или не будет, являются: размер отверстия, поверхностное натяжение жидкости, поверхностная энергия материала, из которого сделано отверстие, вертикальная высота жидкости над отверстием и сила тяжести. В системах струйных принтеров, например так называемый "BubbleJet", используются дополнительные средства, чтобы управлять давлением, которое жидкость создает на отверстии, обычно в виде структуры пены с открытыми порами. Сила поверхностного натяжения жидкости, действующая в капиллярах пены на границе жидкость/воздух на внешней поверхности пены, может вырабатывать обратное давление, которое способно привести в равновесие вес жидкости в пене.

Могут быть случаи, когда полезно иметь большое отверстие или щель в струйном принтере, но где невозможно использовать устройство для отложения пены, чтобы вырабатывать обратное давление.

Из патента EP N 0426473 A2, публ. 08.05.1991, известна плата сопла для струйного принтера, имеющая апертуру сопла, которая включает в себя множество элементов, расположенных поперек апертуры и таким образом подразделяющих апертуру на множество более мелких апертур.

Однако известная плата не обеспечивает достаточного поверхностного натяжения, предотвращающего возможное утекание жидкости под действием силы тяжести.

Технической задачей настоящего изобретения является создание платы сопла струйного принтера, работающего на очень высоких скоростях, предотвращающей возможное утекание жидкости при нахождении локального резервуара жидкости вблизи к месту эжекции, улучшающем подачу жидкости к месту эжекции и подачу заряженных частиц к месту эжекции.

Данная техническая задача решается за счет того, что в плате сопла для струйного принтера, имеющей апертуру сопла, которая включает в себя множество элементов, расположенных поперек апертуры и таким образом подразделяющих апертуру на множество более мелких апертур, согласно изобретению упомянутые элементы получены осаждением пенной структуры в или рядом с апертурой сопла или элементы выполнены в виде нитей, расположенных перпендикулярно главной оси апертуры.

При этом упомянутая апертура может включать в себя удлиненную щель.

Далее изобретение будет пояснено на примере платы сопла со ссылкой на чертежи, на которых:
фиг. 1 представляет разрез струйной печатающей головки,
фиг. 2 - вид крупным планом апертуры платы сопла,
фиг. 3 и 4 представляют разрезы через альтернативные варианты выполнения, и
фиг. 5 - частичный перспективный вид части продолжения печатающей головки, содержащей устройство эжекции согласно настоящему изобретению.

Фигуры иллюстрируют принтеры типа, в основном раскрытых в описании к вышеупомянутому патенту.

В печатающих головках фигур с 1 по 4, печатающая головка 1 имеет поток чернил, в этом случае чернила имеют частицы, которые распыляются (согласно способу, описанному в WO-A-93-11866) чернила 2 обтекают вокруг угла, образованного дорожками 3, 4 позади деталей 5, 6 платы сопла. Плата сопла 6 содержит ряд выступающих электродов 7, которые отделены друг от друга, как показано на фиг. 2 и которые выступают из щелевидной апертуры 8.

Между каждым из электродов 7 имеются нейлоновые нити 9, которые подразделяют щель 8 между двумя составляющими частями 5, 6 платы сопла на сегменты, соответствующие каждому из электродов 7.

На фиг. 2 показано, как под действием поверхностного натяжения жидкости образуются множество менисков жидкости, из которых происходит распыление чернил, как описано в вышеупомянутых описаниях к патентам.

В примере, показанном на фиг. 3 и 4, имеется щель 8, которая частично подразделена стенками 10, которые проходят поперек части щели. Фиг. 4 иллюстрирует внутреннюю структуру пены 11, показанную в общем на фиг. 3. Между каждой парой стенок - электрод 7 и в пространстве между свободными краями стенок 10 и другой стороной щели 8 имеется пена Basotect 11. Пена 11 препятствует утечке жидкости и образует множество элементов 12, которые вместе со стенками, разделяют щель на множество апертур 13. Фиг. 4 иллюстрирует элементы 12 по их глубине на чертеже путем зачернения элементов: чем чернее элементы, тем ближе к поверхности разреза они находятся.

В модификации этой конструкции пена могла бы быть заменена отдельными элементами такого типа, например, как показано на фиг. 2.

Другой пример иллюстрируется на фиг. 5. Фиг. 5 иллюстрирует часть печатающей головки 1 распыляющего типа, состоящей из корпуса 2 из диэлектрического материала, как например синтетический пластик или керамика. Ряд канавок 3 проходят по корпусу 2, оставляя промежутки на пластинообразных площадках 4. Канавки 3, каждая имеет входное и выходное отверстие для чернил (не показаны, но обозначены стрелками 1 и 0), расположенные на противоположных концах канавок 3 так, чтобы жидкие чернила, несущие материал, который должен быть эжектирован (как описано в наших более ранних заявках), могли проходить внутри канавок и, обедненные жидкостью, выходить.

Каждая пара смежных канавок 3 образует ячейку 5, пластинообразную площадку или сепаратор 4 между парами канавок 3, образующие место эжекции материала и имеющие эжекционный электрод 6, 6'. На чертеже показаны две ячейки 5, левая ячейка 5 с эжекционным электродом 6, который имеет обычно треугольную форму и правая ячейка 5 с укороченным эжекционным электродом. Каждая из ячеек 5 разделена сепаратором 7 ячейки, образованным одной из пластинообразных площадок 4, и угол каждого сепаратора 7 имеет скругленную форму, как показано, чтобы обеспечить поверхность 8, позволяющую эжекционному электроды выступать наружу из ячейки за ее пределы таким образом, как задано скругленными поверхностями 8. Укороченный эжекционный электрод 6' используется в конечной ячейке 5 для того, чтобы уменьшить последствия от изменения электрических полей, которые в свою очередь являются результатом изменения напряжений, приложенных к эжекционным электродам 9, выполненные как металлизированные поверхности на лицевых сторонах пластино-подобных площадок 4 лицом к эжекционному электроду 6, 6' (т.е. внутренними сторонами к каждому сепаратору ячейки). Эжекционные электроды 9 выступают за боковые поверхности площадок 4 и нижние поверхности канавок 3. Точный размер эжекционных электродов 9 будет зависеть от конкретной конструкции и назначения принтера.

Фиг.5 иллюстрирует две альтернативных формы для боковых крышек принтера, первая из которых - простая с прямыми краями крышка 11, которая закрывает стороны канавок 3 по прямой линии, как показано в верхней части фигуры. Второй тип крышки 12 показан на нижней части фигуры, где крышка все еще покрывает канавки 3, но имеет ряды краевых отверстий 13, проходящие вдоль канавок. Конструкция крышки такого типа может быть использована для лучшего определения положения мениска жидкости, который формируется при использовании, и крышки любой формы, могут использоваться для того, чтобы создать поверхности, на которых эжекционный электрод и/или вторичные или дополнительные электроды могут формироваться для улучшения процесса эжекции. Кроме того, пальцы 15 между краевыми отверстиями 13 служат, чтобы уменьшить общий размер апертуры между противоположными крышками 11, 12, таким образом действуя в соответствии с изобретением для разделения апертуры на более меньшие апертуры.

Во всех примерах, упомянутых выше, подразделение основной апертуры на множество более мелких позволяет использовать большую основную апертуру (без риска утечки), что в свою очередь позволяет увеличить миграцию материала для эжекции внутри жидкости в устройстве.

Плата сопла предназначена для напыления жидкости. Плата сопла для струйного принтера, имеющая апертуру сопла, которая включает в себя множество элементов, расположенных поперек апертуры и таким образом подразделяющих апертуру на множество более мелких апертур, при этом упомянутые элементы получены осаждением пенной структуры в или рядом с апертурой сопла или элементы выполнены в виде нитей, расположенных перпендикулярно главной оси апертуры, причем, упомянутая апертура включает в себя удлиненную щель. Указанные признаки предотвращают возможное утекание жидкости. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Плата сопла для струйного принтера, имеющая апертуру сопла, которая включает в себя множество элементов, расположенных поперек апертуры и таким образом подразделяющих апертуру на множество более мелких апертур, отличающаяся тем, что упомянутые элементы получены осаждением пенной структуры в или рядом с апертурой сопла или элементы выполнены в виде нитей, расположенных перпендикулярно главной оси апертуры. 2. Плата по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая апертура включает в себя удлиненную щель.