专利名称:喷射导电油墨的连续印刷头的制作方法
本发明是关于导电油墨的喷墨印刷头，它包括一个由电绝缘材料制成的盛油墨的容器，容器用弹性膜片封闭，容器上有一个喷咀，以便有选择地喷射墨滴。还包括一个与油墨接触的电极和一个靠近喷咀的对电极，由于在对电极和电极之间的电压脉冲，造成了油墨液滴的喷射。
在上述类型的现有打印机中，在机器工作期间油墨中产生蒸气或气泡。这些蒸气或气泡聚积在容器里。为了防止墨滴喷射中断，必须将蒸气或气泡从喷咀中排出。
为克服以上缺点，已经提出将印刷头内的油墨容器用弹性膜片封闭，膜片受弹簧力的作用，在容器内产生低压。这样，在使用油墨时，气泡集中到油墨和膜片之间形成的空间里。可是由于增加了上述的弹性元件而使印刷头的结构复杂了，另外，容器膨胀也需要一定的空间。
此外，还提出在印刷头内的容器上设置一个孔，使油墨保持在一定的大气压力下。这种印刷头也存在缺点，即由于印刷头倒置或者在运输过程中，例如用飞机运输过程中，油墨会从印刷头中溢出。
根据本发明的印刷头，它的特征是膜片上带有边缘，被夹紧在容器边缘和盖子边缘之间，盖子上开设一个孔口，通过膜片使油墨保持在大气压力下。
油墨保持在大气压力下，而容器只通过喷咀和外界相通。
采用结合实施例和参照附图的方法，可以更详细的描述
发明内容
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图1为包括本发明的印刷头的打印机纵剖面图。
图2是图1所示的印刷头局部剖面图。
图3是沿图1中Ⅲ-Ⅲ线的阶梯剖面图。
图4是沿图3中Ⅳ-Ⅳ线的阶梯剖面图。
图5是沿图2中Ⅴ-Ⅴ线的局部剖面放大图。
图6是沿图5中Ⅵ-Ⅵ线的局部剖面图。
图7为图5中的局部高倍数放大图。
参照图1，图中10通常指的是用于支承纸张11的挡板，挡板进行纵向位移，以便连续地打印出单行墨点，例如用于点式模型字母打印机。
打印机包括喷墨印刷头，见图1中的12，印刷头安装在滑座13上，滑座可以以众所周知的方式断续地进行横向运动。印刷头12主要包括容器14，由于油墨是电导体，所以容器由绝缘材料制成。容器14在对着支承挡板10的地方用构件17封堵。构件17上装置了喷咀18，油墨16的微粒从喷咀中排出。油墨与连到容器14外面的电极接触。关于这个问题，将在下面详述。
打印机包括一个导频控制电路，如21所示，它可在接近喷咀18的对电极和电极之间产生电压脉冲。因此在喷咀里油墨形成的弯液面上，发生电和热的激发状态，于是墨滴通过喷咀流出。实际上，是以本申请人在欧洲申请专利的发明中所叙述的方式流出，其申请号为NO84303336.6。
滑座13用园柱形导柱22横向引导，导柱靠在滑座上的V形座23上，导柱用板簧24支承，以便消除间隙(同时参照图4)。滑座13还带有电触头26，它可沿导柱22滑动，并与控制线路的负极相连(见图1)，触头26上有伸长杆27，它与上述的电极相连接，并和油墨16接触。
滑座13也靠座体28支承在第二个横向导柱29上，导柱29与座体28之间有较大的间隙。滑座上有第二个电触头31(见图3和图4)，触头可沿导柱29滑动，导柱和控制线路21(见图1)的正极相连。触头31上装有伸长杆30，它与上述的对电极连接。关于这个问题将在下面详细说明。滑动触头31(见图4)上有板簧，板簧将滑座13推向图1中的反时针方向。
构件17包括铝制的第一块板32(见图5)，铝是一种容易被油墨湿润的材料。板32的厚度约为0.6毫米，在板的中心部位设置园形部分33，其厚度约为板厚度的一半，例如0.35毫米。板上也有大致为正方形的凸筋34，用它将板和容器固定。板的外表面是一导电层36(见图6)，它的厚度在40和50微米之间。
导电层36上有园形部分37，它与喷咀18同心，直径为2毫米。还有越过板32下边缘的38部分，这部分相当宽。在板32的外表面，除去园形部分37以外，板32的外表面上的导电层36表面上和板32的底边，都覆盖一层抗粘附层39(见图7)，例如涂一层玻璃，涂层厚度在15和20微米之间。
用激光光束穿透用上述方法涂覆的板32以后，在板的内表面上形成的喷咀18的最小宽度在25和30微米之间，最好为30微米;在板的外表面和表层37处形成的喷咀18的最大宽度在100和130微米之间，最好是120微米。关于这方面的问题，在前面提到过的在欧洲申请的发明NO84303336.6中已有详尽介绍。从控制线路21中(见图1)发出的每个脉冲，在喷咀18的小截面处(见图7)使部分油墨气化，于是排出一层存留在喷咀18内的油墨。排出的这层油墨，将印出直径在0.2～0.3毫米的小点。这是高速低分辨力打印机所要求达到的。随着油墨从喷咀18中喷出，大部分蒸气也相继排出。喷咀内的气泡使油墨喷射压力波减到最小值。
构件17还包括由易被油墨湿润的材料如铝制成的第二块板41。板41的厚度与园台33的厚度相等，形状为正方形，安装在凸筋34上。在板41的四个棱边上开设4个缺口42，它们限定了油墨的通路。
构件17，连同装在板32上的凸筋34内的板41，最后粘附在容器14的机座43上，例如可采用环氧树脂涂层44进行粘附。
板41的中间实心部分形成一个抗压力波冲击的表面，同时还可以减少向内的气泡。此外，由于板41是由可湿润材料制成的，所以随油墨喷射之后，气泡暂时从这个部位消失，然后又立即覆盖上油墨。
容器(见图2)包括一个后区52和楔形前区53，后区52基本上是园形的，前区53向尾部54倾斜(见图1)，尾部的形状为向下倾斜45°，构件17固定在尾部上。锥形部分53的形状是这样决定的，即要保证除少数和尾部54相重合的符号以外其它行线都能被看到。
容器14包括一个塑料的壳体或下壳56，例如由ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)塑料制成的下壳。下壳56有外凸缘57，边上有许多长形截面的坚固的柱形凸台58(见图2)。凸缘57上还有两个基准孔59、60。
在下壳56的中心部位(见图2)，有一个孔61，金属销子62装配并焊封在孔内，销子62紧固或铆接到由金属材料制成的板63上(见图2)，板63有两个延伸到壳体56底部的翼形片，它形成与油墨接触的印刷头12的电极。
容器14还包括一个与下壳体56同样材料的上盖或上壳体64，在容器14的楔形部分上面(图2)，壳体64有一段扁平部分。上壳体64上有凸缘66(图1)，其形状与下壳体56上的凸缘57相同。
由异丁橡胶制成的膜片67，安装在上、下壳体64和56之间。膜片有凸缘68，其厚度大于膜片67其它部分的厚度，并与上、下壳体的两个凸缘57和66相配合。膜片凸缘68上有许多凹槽69(见图2)，凸缘57上的凸台58镶配在槽69内，两个基准凸台71和72也分别镶配在凸缘57上的凹槽59和60里。
上壳体64上开了一个椭园形开口73，膜片67上的局部加厚部分74可以插进开口里。凸台75的一段向下垂直地压在下壳体56的底上，由于减少了在膜片67和壳体56之间的压力，所以膜片67的整个园周下边保证不会与壳56的底部粘附。
在凸台71和72已经插进槽59和60以后，将膜片67装在下壳体56上，容器14采用这种方法装配，可以使凸台58配进槽69中去。
上壳体64用以下方法定位，凸缘66和68配合，凸缘64采用加压和超声波焊接的方法固定在凸台58上。因此下壳体56和膜片67之间的空间是密封的。在焊接工序完成后，用注墨器将油墨16通过开口73注满空间。压在凸台75上的74部分被注墨器的针头穿孔。首先从容器14内抽出空气，然后喷出所需的油墨。喷出的油墨一般为3-4Cm3，这个数量对于打印50万符号来说已经足够用了。注墨器连接三通换向阀，用以交替地开关所连接的抽气泵和喷射油墨用的泵。
膜片67的材料是具有弹性的异丁橡胶，因此当注墨器针头退回时，凸台74上的孔自动闭合，容器14可以重复注满多次。因为有开口73，所以膜片67使油墨16经常保持在大气压力下，这样保证在打印过程中容器14内产生的气泡不会封住构件17上的喷咀18。
容器14上的54部分包括与构件17平行的间壁76(见图5)，它是为了限定壳体56上的由构件17和间壁76之间形成的第一空隙77以及间壁76膜片67和壳体56之间形成的第二空隙78。空隙77的厚度和构件17的总厚度为同一量级，并且通过间壁76上的导管79和空隙78连通。
间壁用两块板80(见图2)固定在壳体56上，并且平行于容器的中心平面81，平面81通过喷咀18的轴线，并从中心平面平分成横向对称的两部分。在间壁两侧的另两块板82和板80一起构成油墨16的通道，这些通道都与平面81对称分布。在空隙78的底面上形成两条流料槽或滑槽83(参见图1和图2)，两流料槽相对于平面81对称分布，其形状仿照壳体56上的凸缘57的边，在每个流料槽83和凸缘57之间安排三条凸筋84，这些凸筋的形状与流料槽83的形状相似，但是它们一直伸向54部位，并在壳体56上构成一系列的与平面81对称的管路或沟槽。最后，壳体56上还有一块横板86，横板可从壳体56底部的倾斜部分88上提升，并可横向位移，因此给两侧的油墨留下两条通道89。
流料槽83，凸筋84和板80、82和86组件是为了在油墨全部用尽之前，促使油墨16输送到空隙77中。在使用过程中，印刷头断续地横向运动，当油墨16的液面降低，低于凸筋84和流料槽83的高度时，每一次滑座反向运动，由于惯性力使油墨16向外排出，通过流料槽83油墨流进由凸筋84限定的通道里，并在这里存留。然后油墨被输送到由倾斜部分88围成的低洼处，并从那里通过板80和82之间的通道89进到79区段和空隙77中，直到喷咀18喷出最后一滴油墨。
容器14可拆卸地安装在滑座13上，为此在滑座后面带两个基本对称的台肩91(见图3)，台肩内设置两个锥形座92，座92是为定位用的。滑座前面有弹性的中心凸台93，里面还有由方形零件95(见图1)和园形边缘96构成的定位元件94，螺旋弹簧97向后拉凸台93。壳体56(见图2)有两个与元件92相配的锥状后凸台98以及与元件94配合的中心锥状前凸台99(见图1)。壳体56还有向后的凸台101(图1)，它与构件17按予定的间隔安置。由于滑动板簧触头31的回弹力，使凸台101靠压在纸页11上，致使喷咀18与纸张严格地保持一恒定距离，最后，在壳体56下面安装回弹电触头102(图5)，一方面它靠在对电极36的38那部分上，另一方面靠在滑动触头31的凸台30那部分上。
印刷头12，采用克服弹簧97的方法，可以很容易的装配在滑座13上，也很容易从滑座13上拆卸下来。
可以看出，在不离开本发明的范围内，可对上述印刷头进行各种修改和改进，例如构件17上的两块板32和41可以在固定到容器14之前粘接在一起。此外，滑座13可以带与V形座23成一直线安置的毛毡减震元件，减震元件浸渍上润滑油，这样有利于滑座13在园柱22上滑动。
权利要求
1.用于导电油墨(16)的油墨喷射印刷头(12)，包括盛油墨(16)的电绝缘容器(14)，容器用弹性膜片67封闭，容器包括用于选择性地排出墨滴(16)的喷咀18；与油墨接触的电极(62)和喷咀(18)附近的对电极(36)。墨滴的喷出是由于在对电极(36)和电极(62)之间的电脉冲造成的。其特征在于膜片(67)有凸缘(68)，夹在容器的凸缘(57)和盖子的凸缘(66)之间，盖子设置开口(73)，以便使膜片(67)将油墨(16)保持在大气压力下。
2.按照权利要求
1所述的印刷头，其特征在于容器(14)可以用穿透膜片(67)的方法充满油墨(16)，由弹性材料制作的膜片在注满油墨之后，能够自动地封闭穿孔。
3.按照权利要求
2所述的印刷头，其特征是膜片材料为异丁橡胶。
4.按照权利要求
1所述的印刷头，其特征在于膜片(67)包括加厚部分(74)，加厚部分可以位于盖子(64)的孔口(73)处。
5.按照权利要求
4所述的印刷头，其特征在于膜片(67)的凸缘(68)厚度加大，并安置了许多孔(69)，它们能够和相应的许多凸台(58)相配合，凸台(58)位于容器(14)的壳体(56)上的凸缘(57)处。
6.按照权利要求
5所述的印刷头，其特征在于将凸台(58)用压力和超声焊接设备，焊到盖子(64)的凸缘上。
7.按照权利要求
5所述的印刷头，其特征在于膜片(67)还有一对园柱形凸台(71、72)，它们嵌入位于容器(14)的壳体(56)凸缘处的两个辅助槽(59、60)中，以便于膜片(67)在容器(14)上定位。
8.按照权利要求
1所述的印刷头，其特征在于容器(14)被带喷咀(18)的绝缘板(32)封闭，在平板(32)和与该平板平行的容器(14)的壁(76)之间有第一个空隙(77)，第二个空隙(78)的容积能随着膜片(67)的运动而变化，空隙(77、78)通过至少一个导管(79)连接在一起。在第二个空隙(78)处有许多槽，这些槽相对于容器(14)的中心平面对称分布，通过喷咀(18)将油墨(16)引向第一空隙(77)。
9.按照权利要求
8所述的印刷头，其特征在于容器(14)内的第二空隙(78)有大致为园形的部分(52)，它通过楔形部分(53)与第一空隙(77)相连通。
10.按照权利要求
9所述的印刷头，其特征在于膜片上有加厚的部分，这部分位于盖子的孔口处，盖子(64)上的孔口(73)和膜片的加厚部分(74)被安排在容器(14)的楔形部位(53)，加厚部分(74)至少有一段伸向容器(14)的壳体(56)。
11.按照权利要求
8所述的印刷头，其特征在于绝缘板(32)连到与之平行的第二块板(41)上，并且二者的间距基本等于喷咀(18)的长度。第二块板(41)是由能被油墨湿润的材料制成的，中间是实心部分(41)，侧面有缺口(42)，由此阻止了由于喷射油墨产生的压力波。
12.按照权利要求
8所述的印刷头，安装在相对于纸张11做横向运动的滑座(13)上，其特征是容器(14)包括三个尖头凸台(98、99)，它们嵌到滑座(13)的相应座孔(92、94)中，座孔(94)安置在中心平面上，并由弹性凸台(93)局部限位，因此，在容器(14)上的相应凸台(99)依靠按扣配合安装在座孔(94)中，容器(14)被推向纸张(11)的方向。
13.按照权利要求
12所述的印刷头，其特征在于容器(14)包括一个靠压在纸上的滑动元件(101)，使喷咀(18)和纸张保持予定的距离。
14.按照权利要求
12所述的印刷头，根据权利要求
9，特征为垫片(63)安置在容器(14)中的壳体(56)之底部，并延伸覆盖底面的一部分，垫片(63)有一层金属表层形成电极，金属表层与由支架悬挂的电触头(22)接触。
专利摘要
印刷头(12)包括带两个电极(36、62)和喷嘴(18)的密封容器(14)，容器可拆卸地安装在滑座(13)上。
文档编号G01D15/16GK85101188SQ85101188
公开日1986年10月8日 申请日期1985年4月1日
发明者皮埃兰盖洛·贝鲁提, 罗伯托·归尔弗, 亚厉山得罗·克劳蒂, 埃尼欧·安基罗·波茨欧, 罗伯托·瑞利丝·卢克 申请人:好利获得公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan