专利名称：喷射油墨的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷墨打印头的喷射油墨的装置，更具体地说，涉及利用磁力喷射油墨的装置。
用于传统的按需喷墨式(drop-on demand)打印头的喷射油墨的装置要么采用使用表面加热元件的加热系统，要么采用使用压电元件的压电系统。
如
图1所示，加热系统的喷射油墨的装置10是这样形成的一下绝缘层14；一加热元件16；电极18；一上绝缘层20和一保护层22依次堆在一印刷电路板12(下面称作“PCB”)上。通道壁23安装在一喷嘴板和保护层22之间，以形成一油墨室26。然后，油墨室被连接到一蓄墨池(未显示)上，两个电极18都与驱动信号发生器28连接。
当一驱动信号从驱动信号发生器28提供给电极18时，加热元件16被加热，油墨室26中的油墨27沸腾。此时，在油墨室26中产生气泡29，气泡29将油墨室26中的油墨推出喷嘴板24的喷嘴25，从而喷射一油墨滴30。油墨滴30在驱动信号(也就是打印信号)的作用下从喷嘴25中喷出。
如图2所示，压电系统的喷射油墨的装置提供有一PCB 42；一隔膜44；一压电元件46；一隔板48和一喷嘴板50。一油墨室54由隔膜44，压电元件46和喷嘴板50构成。油墨室54的内部填充有油墨53。
如果从一驱动信号发生器向压电系统提供一驱动信号，压电元件46作机械膨胀或收缩。在压电元件46的膨胀和收缩作用下，油墨室54中的油墨53从喷嘴51中喷射出去。
然而，使用加热系统的喷射油墨的装置10需要很长时间来产生气泡，从而降低了油墨的喷射速度(也就是打印速度)。热散发体(加热元件16)的特性是易受环境温度的影响。使用压电系统的喷射油墨的装置40的缺点是成本高，因为压电元件46的价格高。
另外，使用加热系统的油墨喷射装置10和使用压电系统的油墨喷射装置40涉及一过分苛刻的制造工序，这样就降低了这种装置的生产率。
另一方面，美国专利No．4，057，807和4，210，920披露了喷射油墨的油墨喷射装置，这种油墨喷射装置通过一电磁铁来振动一磁性激活隔板来喷射油墨。
上述专利No．4，057，807和4，210，920中介绍的油墨喷射装置配备有一磁驱动器，它固定到打印头喷嘴的外侧；和磁性隔板，用于密封油墨室。当磁性激活隔板在磁驱动器产生的磁场作用下产生变形时，所产生的压力使油墨喷出。
然而，这些传统的油墨喷射装置，当任何一磁驱动器线圈被磁化以后，在附近的另一驱动器线圈中诱导出次级电流。所以，另一驱动器侧的磁性激活隔板被致动，从而从其它不希望的喷嘴中喷出油墨。
所以，很难得到好的打印质量。另外，磁驱动器是固定在喷嘴的外侧，这样会使油墨喷射装置的体积增大。
因此，本发明的一个目标是提供一种结构简单、制造方便和操作稳定的喷墨打印机的喷射油墨的装置，它可以控制喷射压力和油墨的速度，从而改进打印质量和打印速度。
本发明的其它目标及其优点将在下面的说明中提出，也可以从本发明的实践中去体会。
为了实现本发明的上述目标，提供一种喷射油墨的装置，它包括一磁铁；一振动板，它置于磁铁的上部；和多个线圈，它们安装到振动板上，用于产生一磁场。另外它还包括一填充有油墨的油墨室和一喷嘴，当向线圈提供电信号时，振动板产生变形，油墨室中的油墨通过喷嘴喷射出去。
最好，一空隙控制元件介入在振动板和磁铁之间，从而调节振动板和磁铁之间的空隙。
最好，一喷嘴板安装在振动板的上部，它里面提供有喷嘴。喷嘴板和振动板一起形成油墨室。
这里，当向线圈提供电信号时，线圈和磁铁之间作用一吸引力或排斥力。此时，油墨室受压，从而将油墨室中的油墨通过喷嘴向外喷射。
本发明的喷射油墨的装置结构简单，制造方便，所以明显地降低了制造成本。另外，很容易控制喷墨量和油墨速度，从而实现高清晰度的高度打印。
通过参考附图对优选实施例的详细介绍，本发明的上述目标以及其它优点就会更加明显，其中图1是传统的使用一加热系统的喷射油墨的装置的截面图；图2是传统的使用一压电系统的喷射油墨的装置的截面图3是本发明的第一实施例中喷射油墨的装置的截面图；图4是一截面图，用于说明本发明第一实施例中喷射油墨的装置的操作；图5是本发明的第二实施例中喷射油墨的装置的截面图；图6是本发明的第三实施例中喷射油墨的装置的透视图。
下面将详细参考附图描述本发明的优选实施例。在所有附图中，相同的参考数字表示相同的元件。为了解释本发明，下面将参考附图，介绍实施例。
图3和图4示出了本发明第一实施例中的喷射油墨的装置100，在这两个图中，本发明第一实施例中喷射油墨的装置100包括一永久磁铁110，用于形成一磁场；一薄振动板120，它位于永久磁铁110的一磁极的相对端；和线圈122，它安装在振动板120的上部；一保护线圈122的保护层124和形成有一喷嘴122的喷嘴板130。
永久磁铁110在振动板120的整个表面上形成一均匀磁场，也可以用电磁铁来代替它。振动板120由一弹性体形成，它通过一间隙控制元件126与永久磁铁110之间隔开一预定的间隔。间隙控制元件126保证永久磁铁110和振动板120之间具有一间隙，以方便振动板120的振动(变形)。这里，振动板120是由高聚物或陶瓷之类的非导体材料采用旋涂，层覆，化学汽相沉积和等离子体汽相沉积之类的工艺制成。
以一定间隔排列的通道壁140介入在喷嘴130和保护层124之间。喷嘴板130，保护层124和通道壁140形成多个填充有油墨144的油墨室142。油墨室142与一填充有油墨144的蓄墨池(未显示)连接，然后通过振动板120来密封。
线圈122形成一与永久磁铁110相排斥的磁场，它与外部驱动信号发生器150电连接。线圈122可以通过将涂瓷漆的导线弯曲成圆柱形的方式来形成，使用光刻和薄膜技术等得到的精细结构的薄膜涂层，保护层124防止油墨144和薄膜涂覆的线圈之间发生电和化学反应。
在介绍上述结构的本发明喷射油墨的装置100的操作时，一旦交流或直流信号作为根据预定信息进行调制的打印信号从驱动信号发生器150提供到线圈120中时，磁场的产生取决于线圈122中电流流动的方向。
线圈122产生的磁场排斥永久磁铁110(或用来替代永久磁铁110的电磁铁)产生的磁场。因为永久磁铁110是固定的，线圈122在永久磁铁110和线圈122之间产生的排斥力作用下，线圈发生变形，它和振动板120一起向上膨胀，如图4所示。
振动板120的变形量随提供到线圈122中的电信号(电压或频率)的强度的变化而变化。所以，通过控制提供到线圈122中的电信号可以方便地调节喷射油墨144的数量和喷射速度。
油墨室142中的油墨144因振动板120的变形受到挤压，此时，油墨泡146从油墨室142经过喷嘴板130的喷嘴132喷射。如果在这种状态下线圈122的电信号被切断，排斥力消失，振动板120在自身的弹性力作用下返回其原始位置。
图5示出了本发明的第二实施例中喷射油墨的装置200。如图所示，本发明第二实施例中喷射油墨的装置200包括形成在振动板120中的喷嘴132。这样就免去了本发明第一实施例的喷射油墨的装置100中的空隙控制元件126和喷嘴板130。
本发明第二实施例的喷射油墨的装置200包括永久磁铁110，用于产生磁场；振动板120，它置于永久磁铁10的上部；和线圈122，它安装在振动板120上，用于产生磁场。它还包括通道壁140，它介入在永久磁铁110和振动板120之间，以形成油墨室142。
当向线圈122中提供电信号时，永久磁铁110和线圈122产生的磁场产生吸引力，从而使振动板120产生变形而向下膨胀。保护层124防止线圈122和油墨144发生电和化学反应。
填充油墨144的油墨室142是由永久磁铁110、振动板120和通道壁140形成的。当通过驱动信号发生器50(见图3)向线圈122中提供电信号时，振动板120在永久磁铁110和线圈122产生的磁场作用下发生变形而向下膨胀。此时，作用的压力使油墨室142通过喷嘴132向外喷射油墨144。
图6示出了本发明第三实施例的喷射油墨的装置300。在本发明第三实施例的喷射油墨的装置300中，被永久磁铁110，振动板120和通道壁140封闭的油墨室142的一侧是打开的，从而，通过这里直接喷射油墨。
如图所示，图3至图5所示用于喷射油墨144的喷嘴132是由永久磁铁110、振动板120和通道壁140形成的，它形成于永久磁铁110和振动板120之间。
如果向线圈122提供电信号，由于永久磁铁和线圈122所产生的磁场的作用，振动板120受到吸引力作用。此时，振动板120产生变形向下膨胀，从而，通过喷嘴132向外喷射油墨144。
按照参考实施例描述的本发明，当油墨从各油墨室中喷出时，所述装置的邻近油墨室喷射油墨。从而可以获得高质量打印效果。
另外，可以很方便地控制喷射油墨的数量和喷射速度，从而实现高清晰度的高速打印。另外，本发明的喷射油墨的装置可以允许薄型制造，并简化制造工序，从而降低成本。
至此，已具体示出并参考具体实施例介绍了本发明，对于本领域的技术人员，在不脱离权利要求书所限定的本发明精神和范围的前提下还可以有各种形式和细节上的变化。
权利要求
1．一种用于喷射油墨的装置，包括一磁铁，用于产生第一磁场；一振动板，它置于所述磁铁的上部；多个线圈，安装在振动板上，用以在电信号的作用下产生第二磁场；一填充有油墨的油墨室；和形成于油墨室的喷嘴，当在振动板和磁铁之间提供电信号时，在第一和第二磁场的作用下，振动板产生变形，以控制振动板和磁铁之间的间隙。
2．如权利要求1所述的喷射油墨的装置，还包括一间隙控制元件，它介入在振动板和磁铁之间，以控制振动板和磁铁之间的间隙。
3．如权利要求1所述的喷射油墨的装置，还包括一喷嘴板，它安装在振动板的上部，与振动板一起形成油墨室，喷嘴形成于喷嘴板中。
4．如权利要求3所述的喷射油墨的装置，其特征在于，当向线圈提供信号时，线圈和磁铁之间产生一排斥力。
5．如权利要求1所述的喷射油墨的装置，其特征在于，线圈上涂有绝缘材料，以防止线圈和油墨发生电和化学反应。
6．如权利要求1所述的喷射油墨的装置，其特征在于，当向线圈提供电信号时，磁铁和线圈之间产生一吸引力。
7．如权利要求6所述的喷射油墨的装置，其特征在于，油墨室形成于振动板和磁铁之间，喷嘴形成于振动板内。
8．如权利要求6所述的喷射油墨的装置，其特征在于，油墨室形成于振动板和磁铁之间，喷嘴形成于磁铁和振动板之间。
9．一种基于电信号喷射油墨的装置，包括一磁铁，用于产生第一磁场；一板，置于所述磁铁的一侧；多个线圈，它们和所述板连接，当提供电信号时产生第二磁场；一油墨室，它包括一喷嘴，用于存储油墨，其特征在于，第一和第二磁场之间相互作用使所述板产生一变形，从而缩小所述油墨室，从而通过所述喷嘴喷射油墨。
10．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述板是弹性的，当没有电流通过多个线圈时，它返回一稳定位置。
11．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述磁铁有一磁极，所述板置于磁极的相对侧。
12．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述磁铁是一永久磁铁，它形成了均匀分布在所述板表面上的第一磁场。
13．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述板是由高分子材料和陶瓷制成。
14．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述多个线圈连接到所述板的第一侧，所述磁铁置于所述板的与第一侧相对的第二侧上，该装置还包括间隙控制单元，以在磁铁和所述板之间产生一间隙；一保护层，它形成于所述板的第一侧，覆盖所述多个线圈；通道壁，它从所述保护层开始延伸；和一喷嘴板，它包括所述喷嘴，并连接到所述通道壁上；其特征在于，保护层、通道壁和喷嘴板形成油墨室，保护层防止多个线圈和油墨之间发生化学和电反应。
15．如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述磁铁是一永久磁铁，它形成均匀分布在所述板表面上的第一磁场。
16．如权利要求15所述的装置，其特征在于，第一和第二磁场之间的相互作用力是排斥力。
17．如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述磁铁是一电磁铁，它形成均匀分布在所述板表面上的第一磁场。
18．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述多个线圈连接到板上，磁铁置于所述板的与第一侧相对的第二侧上，该装置还包括通道壁，它从板的第二侧延伸到磁铁；其特征在于，所述磁铁、通道壁和板形成油墨室，喷嘴形成所述板中。
19．如权利要求18所述的装置，其特征在于，第一和第二磁场间的相互作用力是吸引力。
20．如权利要求18所述的装置，还包括一保护层，它形成于板的第一侧，覆盖多个线圈，该保护层防止多个线圈和油墨之间发生化学和电反应。
21．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述多个线圈连接到所述板上，所述磁铁置于所述板的与第一侧相对的第二侧上，该装置还包括通道壁，它从磁铁延伸到所述板上；其特征在于，磁铁、通道壁和板形成油墨室，喷嘴形成于所述磁铁和所述板之间。
22．如权利要求21所述的装置，其特征在于，第一和第二磁场之间的相互作用力是吸引力。
23．如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述板的变形随电信号的强度而变化。
24．一种基于电信号喷射油墨的装置，包括一磁铁，用于产生第一磁场；一板，它置于所述磁铁的一侧；和一电磁单元，当提供电信号时，它产生第二磁场与第一磁场相互作用，从而使所述板变形，并喷射油墨。
25．如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述磁铁形成第一磁场，它均匀分布在所述板的表面上；和所述板是弹性的，当停止给多个线圈提供电信号时，它可以返回到一稳定位置。
全文摘要
一种喷射油墨的装置包括:一磁铁;一振动板,用于向油墨室提供压力;线圈,它连接到振动板上。当向线圈提供电信号时,振动板在磁铁和线圈之间产生的磁力作用下产生变形。此时,油墨室中的油墨通过一喷嘴向外喷射。喷射的油墨量和喷射速度很容易控制,且结构和制造工序简单。另外,高速打印时清晰度高。
文档编号B41J2/055GK1203856SQ98115248
公开日1999年1月6日 申请日期1998年6月25日 优先权日1997年6月28日
发明者权五根, 文彰烈, 文在浩 申请人:三星电子株式会社