专利名称：具有集成的电阻、自动的高压偏转电极定位器和特别的绝缘体的高电压臂组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及墨水喷射打印，并且特别是涉及连续的墨水喷射打印机的改进的偏转电极组件。
连续的墨水喷射打印机在工业编码及打印领域是人们所熟知的，并且广泛地用于在各种形式基材上打印诸如终止日期的信息，所述基材通过生产线的打印机。如图1中所示，通过摆动的压电元件使墨水射流被分成规则的均匀墨水滴。然后墨水滴通过充电电极，在该处各个墨水滴被充以所选择的电压。然后墨水滴穿过由跨过一对偏转电极设置的横向电场(偏转场)。每个墨水滴由其各自的电荷决定偏转的量。如果墨水滴没有被充电，它将无偏转地穿过偏转电极。未被充电的和稍加充电的墨水滴被收集在收集器中并返回至墨水源以再使用。遵循未落到收集器中的轨迹的墨水滴将射在基材上由墨水滴电荷决定的某点处。经常是每个带电的墨水滴被基本不带电的防护墨水滴所分散，以减少带电墨水滴之间的静电的及空气动力的相互作用。当基材移动通过打印机时，墨水滴在基材运动方向上在基材上的移动将具有由墨水滴释出时间决定的分量。基材的运动方向在下文中将称为水平方向，而在基材平面内垂直于这个方向的方向下文将称为垂直方向。这些方向与基材的方位及空间中的打印机的方位无关。如果墨水滴被垂直地偏转，则墨水滴在垂直及水平方向的移动由墨水滴上的电荷及基材的位置两者决定。
如图1中所示，连续的墨水喷射打印机的打印头常含有一些独立的部件。例如，打印头常包含支承架、低压电极、高压电极、电阻、摆动的压电元件、绝缘体和收集器。高压电极与低压电极通常是独立的和性质不同的部件。低压电极通常安装在支承架(未图示)上以便接地。高压电极通常与电阻串联连接。通常，在故障条件下电阻限制了高压与低压电极之间的放电能量。
电阻的一根导线通常电连接于高压电极，而电阻的另一根导线通常电连接于外部的电源电路。电阻通常布置在打印头内，如图1所示。这样，电阻的环境中通常充满了腐蚀性墨水和洗涤液，它们会危害和损害电阻的功能。为保护电阻免受其有害环境的影响，电阻通常被裹在绝缘材料中，绝缘材料从电阻的端部延伸若干英寸。包层导致刚硬的电缆，刚硬的电缆在组装和打印头维护期间难于布线和放置在各种管道和线路中。还有，经过一定时间，腐蚀性液体可能渗入包层中，引致电阻失效。因此，希望在安装期间不用把电阻包裹在密封材料中来布置及屏蔽电阻免受腐蚀性成分的影响。
在图1中还显示了高压电极及低压电极。偏转场的强度，因而墨水喷射的正确工作，是高压电极与低压电极之间的间距的函数。如果电极之间的间隙未被优化，可能损害偏转场的强度，导致不良的打印质量和/或由于墨水滴偏转于不希望的位置中而产生打印机故障。
高压电极与低压电极通常分开地安装在打印头内的支承结构上。这种安装构造通常需要高压电极与低压电极之间间隙的手调构造。电极之间间隙的手调构造容易出现人为错误，由此容易使打印机出现低于优选的性能。因此，希望具有一种组件，其中电极之间的间距是预定的、自动调节的及优化的。
图1还图释了电介质绝缘体，它可用于防止高压电极边沿对接地电极产生电弧。通常，上述绝缘体是活块，它是易损坏的，以便在清洁或其它操作期间脱开。如果绝缘体脱开，高压电极可对低压电极产生电弧，而墨水喷射将不能正确地工作。因此，希望具有特别的绝缘体，它在工作及维护期间是稳固的。
因此，存在着对一种系统及方法的需求，所述系统及方法使连续的墨水喷射打印机更容易安装并提高了稳固性。这样一种系统及方法可不用包裹电阻而保护它免受腐蚀性环境的影响。此外，这样一种系统及方法可容易地优化高压电极与低压电极之间的间距。还有，这样一种系统及方法可加入绝缘体，所以它不容易脱落。
发明内容
根据本发明实施例的某些方面，设置了用于连续的墨水喷射打印机的偏转电极组件，所述打印机朝基材喷射墨水滴的流和通过有选择地使各个墨水滴带电及使带电的墨水滴穿过由偏转电极组件产生的电场来控制墨水滴在基材上的布置。偏转电极组件包含高压电极、低压电极和绝缘罩，绝缘罩用于把高及低压电极沿墨水滴的流以预定的相间隔关系设置。绝缘罩具有用于在距低压电极预定距离处支承高压电极的开口。此外，一部分绝缘罩部分地位于高压电极与低压电极之间。通过使沿墨水滴的流的路径露出高压电极高压电极与低压电极之间的绝缘罩部分最小化电弧。偏转电极组件还包括气密地密封在绝缘罩内的电阻。电阻在外部的高压电源与高压电极之间串联连接。把电阻布置在绝缘罩内部将最小化电阻暴露于腐蚀性成分并简化了安装。
图1显示典型的连续的墨水喷射打印机及打印头的工作情况；图2图释根据本发明特定实施例的某些方面的偏转电极组件的某些方面；图3图释本发明实施例的分解的底部视图；图4图释本发明实施例的顶部的透视图；图5图释来自图2及图4的偏转电极组件的定位螺钉；图6图释来自图2及图4的偏转电极组件的带螺纹的插入件；图7是本发明实施例的前部视图；图8是本发明实施例的后部视图；图9是具有安装在绝缘罩上的低压电极的底部视图；图10是本发明实施例的顶部不透明视图；图11是本发明的底部视图，具有插入绝缘罩中的高压电极并除去了低压电极；图12是本发明的侧视图，具有插入绝缘罩的高压电极并除去了低压电极；以及图13是低压电极的立体视图。
上述的
发明内容
以及本发明优先实施例在下面详细说明，当结合附图阅读时将会被更好地理解。出于图释本发明的优先实施例的目的，附图描绘的实施例在目前是优选的。应当理解的是，本发明不局限于所附的图中显示的构造及工具。
具体实施例方式
参考附图，根据本发明实施例的某些方面的偏转电极组件200包含高压偏转电极210，低压(或接地)偏转电极220和绝缘罩230。如下面更详细解释地，绝缘罩230的功能是使高与低压电极210、220相互间保持预定的间隔。绝缘罩230可由任何合适的电介质材料制成，但较好是塑料。外部电路(未显示)连接于偏转电极210、220，以产生电极之间的偏转场，使得墨水滴相对于它们的各自电荷被垂直地偏转。为便于参考，偏转电极210、220可称为高压偏转电极210及低压偏转电极220，或简单地称为高压电极210及低压电极220。
低压偏转电极220可以是布置在墨水滴的流(未图示)的一个侧面的平面偏转电极。墨水滴的流通常是纵向地取为在高压电极210与低压电极220之间移动的墨水滴的路径。低压偏转电极220还包含安装部分250，安装部分250用于把低压偏转电极220固定于打印头的支承架(未图示)或其它的安装结构上。具体地说，安装部分250含有与支承架上的相对孔(未图示)对齐的安装孔255。紧固件(未图示)延伸穿过安装部分250的孔255，并以穿入(thread into)支承架的孔中，以便以电接地的关系把低压电极220固定于支承架上。这个连接固定了低压电极220在支承架上的位置，而因此固定了与其它的打印头部件的关系，这些部件诸如是墨水滴产生器及充电电极。较好是提供用于调节低压电极220在支承架上的位置的调节机构(未图示)，以便允许低压电极与墨水滴的流对齐。
高压偏转电极210沿墨水滴的流在与低压偏转电极220相对的位置处延伸。电极210、220相间隔以限定墨水滴的流的间隙240。高压电极210通常包含前部分212及后部分214(见图3)。后部分214通常平行于低压偏转电极220延伸，同时前部分212倾斜地离开低压电极220以便通常与带电的墨水滴的路径相一致。高压电极210还含有用于把高压电极210固定在绝缘罩230上的安装托架225。安装托架225与螺钉228电连接，如同下面将要显示的，它通过电阻310与外部电源电连接。
绝缘罩230的功能是使高与低压电极210、220沿墨水滴的流保持预定的相间隔的关系。具体地说，高压电极210的后部分214滑入绝缘罩230的开口260中。然后高压电极通过安装托架225及螺钉228被固定于绝缘罩230。由于低压电极220也被固定于绝缘罩230，所以两个电极彼此保持预定的相间隔的关系(或间隙)240。结果是与现有技术的结构相比，电极210、220在打印头中的安装被很大地简化了，在现有技术的结构中高及低压电极是分别地安装于打印头的。特别是，本结构消除了现场调节高与低压电极之间间隙240的需要，因为这个关系是由精密地制造的绝缘罩230精密地控制的。
图3显示本发明实施例的分解的底部视图。图2中所示的高压电极210、螺钉228和低压电极220被显示成从图3的绝缘罩230拆下。图3还显示了被从绝缘罩230的孔370抽出的电阻310及金属接触套320。还显示了，导线312连接于电阻310。
在工作中面朝低压电极220的高压电极210的底部部分被显示成面朝观察者。高压电极210的安装托架225被显示成偏斜地离开观察者。绝缘罩230的视图显示了低压安装托架330，例如用带螺纹的紧固件(未图示)通过托架330把低压电极220安装于绝缘罩230。
绝缘罩230含有一体的绝缘构件340，绝缘构件340沿高压电极210的后边沿314及侧边沿316、318延伸。如图3中所示，绝缘构件340向内延伸超出高压电极210的边沿314、316及318。因为绝缘构件340覆盖了高压电极210后部分214的边沿314、316及318，在高压电极210与低压电极220之间产生电弧的趋势被减至最小。
绝缘构件340含有纵向的开口或空隙344，它沿墨水滴流暴露高压电极210。在图释的实施例中，纵向开口344整体为矩形的槽形式，但如同将会理解的，开口可采取其它构造而不脱离本发明的范围。沿墨水滴的流240的路径去除绝缘材料使在偏转场上累积的微卫星墨滴的有害作用减至最小。例如，纵向槽344可大约是0.12英寸宽，并且它基本上沿高压电极210后部分214的整个长度延伸。在这方面，绝缘构件340与高压电极210的后边沿314之间的重叠量是最小的，使得高压电极210沿墨水滴的流240在高压电极210的整个长度上被露出。例如，沿高压电极210后边沿314的重叠约是0.010英寸。
高压电能通过电阻310被传送至电极210。具体地说，电阻310具有连接于电源电缆312的第一端部(或导线)和连接于金属接触套320的第二端部(导线)。依次金属接触套320通过包括定位螺钉420、带螺纹的插入件360及安装螺钉228的组件与高压电极210电接触。
电阻310及金属接触套320被插入绝缘罩230的孔370中。通过把电阻310插入绝缘罩230中，保护了电阻免受腐蚀性墨水及洗涤液的影响。还有，整个打印头的安装被简化，因为电阻310仅是必须连接于外部电路。
图4及图10显示本发明实施例的顶部视图。图10图释了不透明的顶部视图，该顶部视释了组装时的绝缘罩230、电缆312、高压电极210及螺钉228。图4图释了透视的图10的全貌视图。
在图4中，显示了包围金属接触套320和在孔370中的电阻310的环氧树脂件410。环氧树脂件410气密地密封了绝缘罩230中的电阻310及金属接触套320。环氧树脂件410还使电阻310的相对的导线彼此绝缘。
定位螺钉420与金属接触套320电接触。定位螺钉420的应用保证了与金属接触套320的牢固电接触。定位螺钉420通过带螺纹的插入件360还与螺钉228电接触。螺钉228被显示成以螺纹拧入带螺纹的插入件360，与定位螺钉420及高压电极210接触。螺钉228在安装部分225与高压电极210接触并把高压电极210支承在绝缘罩230上。
带螺纹的插入件360与金属接触套320及高压电极210两者电接触。带螺纹的插入件360含有用于容纳螺钉228的螺纹。带螺纹的插入件360及螺钉228用于把高压电极210安装在绝缘罩230上。
图5进一步图释了定位螺钉420。定位螺钉420可作为一般螺钉被拧入带螺纹的插入件360中。定位螺钉420保证了与金属接触套320的牢固电接触。如果为维护或修理希望从绝缘罩230上取下螺钉228，定位螺钉420还起到使金属接触套320保持在其位置上的作用。
图6进一步图释了带螺纹的插入件360。带螺纹的插入件360由导电材料制成，例如金属，而功能是提供金属接触套320与高压电极210之间的电连接通路。带螺纹的插入件360还有助于高压电极210安装在绝缘罩230上。此外，带螺纹的插入件360在绝缘罩230内的位置有利于高压与低压电极210、220之间的预定的相间隔关系。
图7图释本发明实施例的前部视图。图7图释了两个电极210、220之间的预定的相间隔关系。高压电极210通过螺钉228安装于绝缘罩230上。可以看到高压电极210的前部212的角度。也可看到绝缘罩230的纵向开口344。如图7中所示，绝缘构件340使高压电极210的边沿相对低压电极220屏蔽。
图8图释本发明实施例的后部视图。后部视释了绝缘罩230的孔370，电阻310及金属接触套320被插入孔370中。在工作中，墨水滴在间隙240处进入偏转电极组件的这个端部。墨水滴的流沿间隙240从图8的后部移动至沿纵向开口344的图7的前部。墨水滴通过间隙240移向图7的观察者，即墨水滴从图7展示的端部排出偏转电极组件。
图9图释本发明实施例的底部视图。显示了低压电极220连接于罩230。低压电极220含有安装孔380(见图3)，安装孔380与低压安装托架330对齐。紧固件381(见图9)延伸穿过孔380并以螺纹拧入安装托架330的对应孔中，以把低压电极固定于绝缘罩230上。
图11图释具有插入绝缘罩230中的高压电极210的本发明的底部视图，而低压电极220被取去并且未被显示。在这个视图中，可看到沿高压电极210的后及侧边沿延伸的绝缘构件340。如图3中所示，绝缘构件340向内延伸超出高压电极的边沿，并覆盖了高压电极210的一部分底部。因为绝缘构件340覆盖了高压电极210后部分的边沿，高压电极210与低压电极220之间产生电弧的趋势被减至最小。
在图11中还可看见纵向的开口或空隙344，开口344沿墨水滴的流240暴露高压电极210。在图释的实施例中，纵向开口344整体为矩形槽形式。但如上面提及和将会理解的，开口可采取其它的构造而不脱离本发明的范围。沿墨水滴的流240的路径除去绝缘材料使在偏转场上累积的微卫星墨滴的有害作用减至最小。
图12图释本发明的侧视图，所述侧视图具有插入绝缘罩230中的高压电极210并取去了低压电极220。在这个视图中，显示了低压安装托架330，通过安装托架330使低压电极220安装于绝缘罩230上。安装托架的尺寸有利于两个电极之间的预定的相间隔关系。
图13图释低压电极220。显示了低压电极安装构件380。安装构件380用于把低压电极220安装于绝缘罩230上。还显示了安装部分250，它包含安装孔255。紧固件(未图示)延伸穿过安装部分250的孔255并穿入支承架的孔中，以便以电接地的关系使低压电极固定在支承架上。
在实施例的工作中，低压电极安装部分250可把偏转电极组件200作为打印头的部件固定在接地的支承架(未图示)上。低压电极安装部分250的延长部分有利于高压电极与低压电极210、220之间的预定的相间隔关系。高压电极210可经带螺纹的插入件360、螺钉228、高压电极安装部分225和绝缘构件340安装于绝缘罩230上。绝缘构件340保护了高压电极及低压电极210、220免于产生电弧。高压电极的位置也安装得有利于高压与低压电极210、220之间的预定的相间隔关系。外部电路可控制通过电阻310、金属接触套320、定位螺钉420和螺钉228在高压电极210与低压电极220之间产生的偏转场。电阻210及金属接触套320被气密地密封在绝缘罩230内。墨水滴的流可作为打印头的一部分被喷射入偏转电极组件200中。因此，墨水可在基材上垂直地移动。
此外，本发明的实施例可通在绝缘罩230内密封电阻310来构造。在优先实施例中，电阻310在电路上连接于也密封在绝缘罩230内的金属接触套320上。其次，高压电极210可被布置在绝缘罩230上，绝缘罩230沿墨水滴的流与低压电极220具有预定的相间隔关系。
虽然参考优先实施例描述了本发明，但技术人员将会理解到，可做出各种变化，而等效物可被替代而不脱离本发明的范围。此外，对本发明的教导可做出许多修正来适应特别的状况或材料而不脱离其范围。因此，意图是本发明不局限于公开的特定实施例，而是本发明将包括落入附属的权利要求书范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用于连续的墨水喷射打印机中的偏转电极组件，该打印机朝基材喷射墨水滴的流，并通过有选择地使各个墨水滴带电和使带电的墨水滴穿过由偏转电极组件产生的电场来控制墨水滴在基材上的布置，高电压臂组件包括高压电极；低压电极；和绝缘罩，绝缘罩沿墨水滴的流把高压与低压电极布置成预定的相间隔关系。
2.如权利要求1所述偏转电极组件，其特征在于绝缘罩包括用于在距低压电极预定距离处支承高压电极的开口。
3.如权利要求1所述偏转电极组件，其特征在于一部分绝缘罩部分地位于高压电极与低压电极之间。
4.如权利要求3所述偏转电极组件，其特征在于位于高压电极与低压电极之间的绝缘罩部分沿墨水滴的流使高压电极露出。
5.如权利要求4所述偏转电极组件，其特征在于高压电极通过绝缘罩的纵向开口沿墨水滴的流的路径被露出。
6.如权利要求1所述偏转电极组件，其特征在于绝缘罩是由塑料制成的。
7.一种连续的墨水喷射打印机的打印头，该打印机朝基材喷射墨水滴流，并且通过有选择地使各个墨水滴带电和使带电的墨水滴穿过电场来控制墨水滴在基材上的布置，打印头包括支承架；沿墨水滴的流以接地的关系安装于支承架的低压电极；高压电极；和安装于低压电极的电绝缘罩，电绝缘罩包含安装部件，安装部件用于以相对于低压电极成预定的相间隔关系沿墨水滴的流在与低压电极相对的位置处支承高压电极。
8.如权利要求7所述打印头，其特征在于绝缘罩包括用于在距低压电极预定的距离处支承高压电极的开口。
9.如权利要求7所述打印头，其特征在于绝缘罩的一部分位于高压电极与低压电极之间。
10.如权利要求9所述打印头，其特征在于位于高压电极与低压电极之间的绝缘罩部分沿墨水滴的流的路径使高压电极露出。
11.如权利要求10所述打印头，其特征在于高压电极是通过绝缘罩的纵向开口沿墨水滴流的路径被露出的。
12.如权利要求7所述打印头，其特征在于绝缘罩是由塑料制成的。
13.用于连续的墨水喷射打印机的偏转电极组件，该打印机朝基材喷射墨水滴流，并通过有选择地使各个墨水滴带电和使带电的墨水滴穿过由偏转电极组件产生的电场来控制墨水滴在基材上的布置，偏转电极组件包括低压电极；通过电阻连接于外部电路的高压电极，其中电阻被气密地密封在绝缘罩内；和绝缘罩，支承高压电极。
14.如权利要求13所述偏转电极组件，其特征在于电阻与在绝缘罩内的金属接触套电接触。
15.如权利要求14所述偏转电极组件，其特征在于金属接触套与定位螺钉、螺钉及带螺纹的插入件电接触。
16.如权利要求15所述偏转电极组件，其特征在于螺钉及带螺纹的插入件与高压电极电接触。
17.一种构造偏转电极组件的方法，该偏转电极组件朝基材喷射墨水滴流，并通过有选择地使各个墨水滴带电和使带电的墨水滴穿过由偏转电极组件产生的电场来控制墨水滴在基材上的布置，所述方法包括把电阻密封在绝缘罩内；和把高压电极布置在绝缘罩上，高压电极沿墨水滴流与低压电极具有预定的相间隔关系。
18.如权利要求17所述方法，其特征在于电阻与高压电极是电接触的。
19.如权利要求17所述方法，其特征在于绝缘罩的一部分是部分地位于高压电极与低压电极之间的。
全文摘要
根据本发明实施例，提供了用于某形式的连续的墨水喷射打印机的偏转电极组件，偏转电极组件朝基材喷射墨水滴流并通过使各个墨水滴带电和使带电的墨水滴穿过由偏转电极产生的电场来控制墨水滴在基材上的移动。偏转电极组件包含高压电极，低压电极和绝缘罩，绝缘罩使高压电极与低压电极沿墨水滴流布置成预定的相间隔关系。绝缘罩还具有与高压电极及外部电路电接触的内部电阻。绝缘罩还包含绝缘构件，绝缘构件支承高压电极并使两个电极之间的打弧的可能性减至最小。
文档编号B41J2/075GK101022954SQ200580027852
公开日2007年8月22日 申请日期2005年6月15日 优先权日2004年6月17日
发明者D·什里瓦斯塔瓦, M·J·赖比基 申请人:录象射流技术公司