专利名称：偏转电极、液滴喷射头和液滴喷射设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于控制带电粒子的偏转电极、具有偏转电极的液滴喷射头和具有液滴喷射头的液滴喷射设备。本发明涉及喷墨设备。
背景技术：
称为连续设备的液滴喷射设备用泵向液滴施加连续的压力，从喷嘴推出液滴，并且另外通过振动装置施加振动。在这样做时，这种液滴喷射设备产生从喷嘴喷射的液体均勻地形成液滴的状态。由于通过该方法从喷嘴连续地喷射液滴，因此必须将用于根据打印数据打印的液滴与不使用的液滴区分开。通过称为电荷偏转方法的方法，通过选择性地使液滴带电、用电场使液滴偏转并且使液滴以与非带电液滴的轨道不同的轨道飞行，进行区分。区分的非打印液滴被沟槽捕获并且被收集。为了实现这些功能，从喷嘴沿液滴飞行轨道设置带电电极、偏转电极和沟槽。为了配置设备使得从喷嘴喷射的液体流形成液滴并且还使得通过偏转电极施加足以区分的偏转，从喷嘴到打印介质需要一定程度的距离。出于这种原因，从喷嘴喷射的液滴的角度的轻微偏离大大影响着落精度。作为使带电粒子聚焦的电极配置，静电透镜一般是已知的。静电透镜通过沿带电粒子行进方向设置多个电极，产生关于透镜轴对称的电场。 根据电极的形状和数量，静电透镜的类型可包含浸没透镜、圆柱透镜和静电单透镜。这些圆形对称的静电透镜的共有点在于，虽然焦距根据带电粒子的极性和电荷量改变，但是，带电粒子在透镜轴上会聚。换句话说，在典型的静电透镜中，所有的带电粒子在同一轴上会聚。在日本专利公开No. S59_003154(1984)中，在用于使液滴带电的带电电极和用于区分的偏转电极之间设置用以形成静电透镜的电极组，并且，进行打印液滴轨道校正。通过沿液滴轨道布置具有尺寸和形状相同的孔口的电极，电极显露上述的会聚效果。同时，由于在日本专利公开No. S59-003154(1984)中公开的静电透镜使得与带电粒子速度或极性无关地将带电粒子会聚在透镜轴上，因此，在偏转带电粒子的情况下，必须单独地设置偏转电极和用于会聚的静电透镜。因此，对于偏转需要至少两个电极，并且对于会聚需要至少两个电极，总共需要四个电极。出于这种原因，存在增加制造成本的问题。并且，在液滴喷射设备中，还存在从喷嘴到打印介质的距离会变长并且液滴着落精度会降低的可能性。
发明内容
本发明的一个目的是，提供能够通过简单的电极配置实现用于使带电粒子朝向单一轴线的会聚效果以及改变会聚轴线的取向的偏转效果的功能的偏转电极、液滴喷射喷嘴和液滴喷射装置。本发明的另一目的是提高电荷偏转连续流液滴喷射装置中的液滴着落精度。根据本发明的实施例，可通过简单的电极配置实现用于使带电粒子朝向单一轴线的会聚效果以及改变会聚轴线的取向的偏转效果的功能。
(参照附图)阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得明显。
图1是本发明的液滴喷射设备的示意图；图2是本发明的液滴喷射头的示意性侧视图；图3是本发明的第一实施例中的会聚偏转电极的透视图；图4A 4D是本发明的第一实施例中的会聚偏转电极板的顶视图和示出会聚偏转电极的电场的示图；图5示出本发明的第一实施例中的液滴飞行轨道。图6A 6C是示出本发明的第一实施例中的液滴飞行轨道的曲线图；图7是示出本发明的第一实施例中的液滴速度和偏转量之间的关系的曲线图；图8A 8B是本发明的第一实施例中的液滴喷射头的透视图和分解透视图；图9是本发明的第二实施例中的会聚偏转电极的透视图；图IOA IOC示出本发明的第二实施例中的电场和液滴飞行轨道；图11是本发明的第三实施例中的会聚偏转电极的透视图；图12A 12C示出本发明的第三实施例中的电场和液滴飞行轨道；图13是本发明的第四实施例中的会聚偏转电极板的顶视图；图14A和图14B示出本发明的第四实施例中的会聚偏转电极的电场；图15A 15D是示出本发明的第四实施例中的液滴飞行轨道的曲线图；图16是本发明的第五实施例中的会聚偏转电极的透视图；图17A 17C示出本发明的第五实施例中的电场和液滴飞行轨道；图18是本发明的第六实施例中的会聚偏转电极的透视图；图19A 19C示出本发明的第六实施例中的电场和液滴飞行轨道；图20A和20B是本发明的第六实施例中的液滴喷射头的透视图和分解透视图；图21是本发明的第七实施例中的会聚偏转电极的透视图；图22A 22C示出本发明的第七实施例中的电场和液滴飞行轨道；图23是本发明的第八实施例中的会聚偏转电极的透视图；图24A 24C示出本发明的第八实施例中的电场和液滴飞行轨道；图25A和图25B是示出本发明的第八实施例中的液滴喷射头的透视图和分解透视图。
具体实施例方式将描述本发明的第一实施例。在本实施例中，液滴喷射设备被讨论，但是，根据本发明的会聚偏转电极适用于诸如电子显微镜和带电粒子束设备的一般带电粒子控制设备。 并且，本发明的液滴喷射设备的喷射材料不限于使用颜料的打印机墨，并且适用于一般的可带电液体。并且，虽然术语会聚在定义上隐含着偏转，但是，在本发明中，与会聚区别地使用术语“偏转”。换句话说，在本发明中，带电粒子“会聚”指的是改变具有不同的飞行轨道的带电粒子的方向，使得粒子朝向单一点。同时，带电粒子“偏转”指的是改变具有不同的飞行轨道的带电粒子的方向使得粒子朝向特定的方向。并且，带电粒子“会聚并偏转”意味着使粒子在单一轴上会聚，同时附加改变会聚轴的取向。由于本发明中的偏转电极具有会聚效果，因此，它在这里被称为会聚偏转电极。图1是本发明的装有液滴喷射头的液滴喷射设备的示意性系统图。本发明的液滴喷射设备包含墨槽001、压力泵002、振动机构003、头004、收集泵006和墨调节器007。图2是本发明的头单元的配置的示意图。如图2所示，头单元包含沿墨飞行方向依次布置的孔板101、带电电极板102、会聚偏转电极103和沟槽005。在孔板101上形成从中喷射液滴的喷嘴111。在带电电极板102 上，设置喷射的墨通过的孔口，使得在孔口周围形成电极。电极与布线耦合并且被配置使得可个别地向电极施加带电电压。带电电极板102向从喷嘴喷射的飞行的液滴中的用于打印的液滴施加第一电荷。对于不用于打印的液滴，施加在电荷量和极性中的至少一个中与第一电荷不同的第二电荷，或者，替代性地，不施加电荷。会聚偏转电极103被配置为具有沿液滴飞行方向布置的多个电极板，电极板在液滴飞行轨道轴线穿过的部分处具有孔口。分别在会聚偏转电极103的各电极板上形成电极。可对于电极板自身使用诸如金属的导电材料，使得通过形成孔口制造电极。作为替代方案，诸如塑料、陶瓷或玻璃的绝缘材料可被用作电极板的支撑部件，并且，可在表面或侧向孔口壁上形成诸如金属的导电层，使得通过构图制造电极。在前一种情况下，电极形状和孔口形状匹配，但是，在后一种情况下，电极的形状可与孔口的形状不同，从而允许更大的设计自由度。电极板的一部分上的电极的形状在液滴通过的孔口附近关于液滴前进轨道对称，而剩余电极板上的电极的形状在液滴通过的孔口附近关于液滴轨道轴线不对称。会聚偏转电极103的各电极板相互绝缘并且与布线耦合，使得可通过个别地向各电极板施加电压来赋予电势。通过向会聚偏转电极103的各电极板施加电压，由于电极之间的电势差，在电极周围形成电场。由于会聚偏转电极103中的电极形状，在包含在孔口附近关于液滴轨道轴线对称的电极在内的电极板的孔口附近，关于液滴轨道轴线形成对称电场。同时，在包含在孔口附近关于液滴轨道轴线不对称的电极在内的电极板的孔口附近，形成不对称电场。通过组合这种对称电场和不对称电场，实现会聚效果和偏转效果。沟槽005沿非打印液滴的飞行轨道包含孔口部分，并且被配置为捕获非打印液滴。下面，将描述本发明的液滴喷射设备的操作。首先，使用导电墨，使得墨可带电。存储于墨槽001中的墨被压力泵002压缩并且被供给到头004。供给到头004的墨通过振动机构003的振动被给予，穿过共用墨室100，并且从喷嘴111被喷射。当从喷嘴111喷射的墨飞行约Imm时，墨流分成液滴。带电电极板102被设置，使得墨在墨流分成液滴的该位置处穿过通孔。如果当墨流分成液滴时正在向电极施加电压，那么液滴带电，而如果不施加电压，那么液滴不带电。并且，电荷量根据带电电压的大小改变。因此，向带电电极施加的电压被控制，以根据打印数据向用于打印的液滴和不用于打印的液滴施加不同的电荷量。为了获得会聚效果，电荷量必须为非零。因此，为了增加打印精度，向本发明的液滴喷射设备中的打印液滴施加的电荷量为非零。同时，虽然向非打印液滴施加的电荷量可为零，但是， 为了有效地进行区分，该电荷量和打印液滴的电荷量之间的差值优选尽可能地大。特别地， 通过区分打印液滴和非打印液滴之间的极性，偏转方向被反转，并且，可以获得大的偏转。
随后，在会聚偏转电极103中，带电液滴从它们的液滴轨道偏转并且会聚到同一轨道。由于电荷量在打印液滴和非打印液滴之间不同，因此，偏转量不同，并且，液滴轨道被分成两个，使得打印液滴着落于会聚偏转电极的打印介质上，并且，非打印液滴被偏转，着落于沟槽005中并且被收集。收集的墨被收集泵006吸引，并且，在墨调节器007中经受外来材料去除和粘度调节之后，墨再一次被压力泵002压缩并且重新循环到头以供打印。[第一实施例]现在描述本发明的第一实施例。图3示出本实施例中的会聚偏转电极103的透视图。会聚偏转电极103包含三个电极板第一会聚偏转电极板201、第二会聚偏转电极板 202和第三会聚偏转电极板203。图4A示出第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203的顶视图，而图4B示出第二会聚偏转电极板202的顶视图。如图所示，Z轴被定义为与喷嘴面垂直并且沿喷射方向变为负的轴。在与Z轴垂直的面上定义X轴和Y轴。X轴和Y轴正交。会聚偏转电极板201、202和203均具有液滴通过的孔口(间隙)。在本实施例中， 对于各电极板使用厚50 μ m的金属板，使得孔口形状变为电极形状。以50 μ m间隔布置各电极。为了保持该间隔，电极可在周边上被支撑，或者，可在电极板之间插入厚50 μ m的绝缘隔体。可对于绝缘隔体使用诸如玻璃、塑料、陶瓷和橡胶的材料。通过设置绝缘隔体，不仅易于使电极间隔保持恒定，而且可以增加对于电极之间的绝缘破坏的抗力。第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203的孔口形状在于，使得直径 100 μ m的两个圆形孔口被设置并且沿X轴方向相互分开150 μ m。液滴通过两个孔口中的一个的中心(图4A中的左侧孔口)。如图4B所示，第二会聚偏转电极板202的孔口采取具有100 μ m的曲率半径的两个半圆与它们的相互分开100 μ m的中心接合的椭圆形状。液滴通过的第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203的孔口的形状关于液滴前进轨道圆形对称。同时，液滴通过的第二会聚偏转电极板202的孔口的形状关于液滴前进轨道不对称。现在将进一步详细描述电极孔口的对称性。由于第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203具有液滴通过的孔口以外的另一孔口(图4A中的右侧孔口)，因此，电极全体关于液滴前进轨道不对称。但是，由于图4A中的右侧孔口和左侧孔口因电极形状完全分开，因此，左侧孔口对于右侧孔口内的电场的形成几乎没有贡献。换句话说，液滴通过的孔口的形状对于液滴通过的孔口周围的电场的形成十分关键。因此，在本实施例中，液滴通过的孔口的形状指的是被形成为封闭前进轨道的导电部分的边缘形状(包含电极板上的孔口的内周壁)。在会聚偏转电极板由导体形成的情况下，这与液滴通过的孔口的内部形状匹配。在图4A的情况下，左侧孔口形状与液滴通过的孔口周围的电极形状对应，因此，可以说，孔口形状关于轨道轴对称。现在将对于本实施例的液滴喷射设备描述其它的配置细节和操作条件。喷嘴直径是7. 4μ ，并且，压力泵002的压力为0. 8MPa。并且，振动机构003的频率为约50kHz。在这种情况下，液滴大小变为4pL，并且，喷射速度变为约lOm/s。飞行的液滴由于空气阻力变慢，使得当通过会聚偏转电极103时速度变为约8m/s。 带电电极板102被取为具有500 μ m的厚度，使得孔口部分为直径300 μ m的圆。 厚度方向的中心的位置离开喷嘴111为1mm，使得板被定位为使得液滴轨道通过孔口中心。在侧向孔口壁上形成导电层，以形成圆柱电极。如果向打印液滴施加的带电电压被取为 200V并且向非打印液滴施加的带电电压被取为-200V，那么电荷量分别变为-3.0X10_13C 和3.0X10_13C。会聚偏转电极103的位置离开喷嘴111为2mm，沟槽005的位置离开喷嘴 111为2. 5mm，并且打印介质的位置离开喷嘴111为3mm。在第一会聚偏转电极板201的电压Vdl取为0V、第二会聚偏转电极板202的电压 Vd2取为300V并且第三会聚偏转电极板203的电压Vd3取为OV的同时，模拟会聚偏转电极103中的电场的等势线和带电液滴的轨道。对于模拟，使用3D非线性静电场分析软件 ELFIN(ELFCorporation)。图4C示出XZ面上的等势线。在第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203附近形成关于液滴前进轨道对称的电场。相反，在第二会聚偏转电极板202附近形成关于电极板孔口对称的电场，并且，该电场关于液滴前进轨道不对称。如在实施例中描述的那样，电场形状关于轨道轴对称还是不对称的问题依赖于电极板的电极 (即，孔口形状)是否关于液滴轨道对称。图5中的(a)示出在液滴喷射的角度关于Z轴沿X轴方向偏移-2. 5mrad,-Imrad, OmracUlmrad和2. 5mrad的情况下的带负电打印液滴的飞行轨道。如图5中的(a)所示， 当液滴通过会聚偏转电极103时，液滴沿X方向偏转同时还在偏转轴上会聚。图6A是更精确的液滴轨道的曲线图。图6A示出，在离开喷嘴111约3mm的点处存在会聚点。如果喷射方向偏移2. 5mrad，那么着落位置在没有会聚偏转电极103的情况下偏移7. 5 μ m，而因会聚偏转电极103的影响，偏移变为0. 45 μ m。类似地，如果喷射方向偏移lmrad，那么着落位置在没有会聚偏转电极103的情况下偏移3 μ m，而由于会聚偏转电极103的影响偏移变为 0. 15 μ m。因此，即使对于1200dpi或更大的高清喷射头，也可实现足够的着落精度。由于飞行中的带电液滴经受与等势线垂直的力，因此，在穿过会聚偏转电极103 的液滴上施加的力可被描述如下。假定带负电的液滴已进入会聚偏转电极103。由于电场， 带负电的液滴将在从第一会聚偏转电极板201朝向第二会聚偏转电极板202的同时加速， 并且，在从第二会聚偏转电极板202朝向第三会聚偏转电极板203的同时减速。并且，如果该液滴在其行进中关于轨道中心向右(+X)偏移，那么液滴当在通过第一会聚偏转电极板 201和第三会聚偏转电极板203的附近时将经受向左(-X)的力。相反，如果该液滴在其行进中向左(-X)偏移，那么液滴当在通过第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板 203的附近时将经受向右(+X)的力。换句话说，通过第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203周围的电场实现会聚效果。同时，不管液滴从液滴轨道的偏移，液滴都将在通过第二会聚偏转电极板202附近时经受向左(-X)的力。换句话说，通过第二会聚偏转电极板202附近的电场实现偏转效果。并且，第二会聚偏转电极板202处的X方向电场不均勻，并且，进一步向左(-X)偏移的液滴将经受更强的力。因此，液滴在第二会聚偏转电极板 202的附近发散。但是，如上所述，第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203附近的液滴速度比第二会聚偏转电极板202附近的液滴速度慢，因此，液滴更多地被第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203附近的电场大大地影响。出于这种原因，会聚效果战胜发散效果，并且，带负电的粒子最终会聚。以上由此是负的液滴的会聚和偏转机制。图4D示出YZ面上的等势线。由于会聚偏转电极的电极形状关于液滴前进轨道沿 Y方向对称，因此，产生的电场也关于液滴前进轨道沿Y方向对称。图5中的(b)示出在液滴喷射的角度关于Z轴沿Y轴方向偏移-2. 5mrad、_Imrad、Omrad、Imrad和2. 5mrad的情况下的带负电打印液滴的飞行轨道。如图5中的(b)所示，由于不存在不对称电场，因此不产生偏转。图6B是更精确的液滴轨道的曲线图。图6B示出，液滴轨道关于轨道中心对称，并且还通过会聚偏转电极103会聚。如果喷射方向偏移2. 5mrad，那么着落位置在没有会聚偏转电极103的情况下偏移7. 5 μ m，而因会聚偏转电极103的影响偏移变为4. 2 μ m。类似地，如果喷射方向偏移lmrad，那么着落位置在没有会聚偏转电极103的情况下偏移3 μ m， 而因会聚偏转电极103的影响偏移变为1. 7 μ m。虽然Y方向的会聚效果比关于X方向的偏移的会聚效果稍小，但是着落误差减小到约50%。下面分析非打印液滴的轨道。图5中的(c)示出液滴喷射的角度关于Z轴沿X轴方向偏移-2. 5mrad、-lmrad、0mrad、lmrad和2. 5mrad的情况下的带正电的非打印液滴的飞行轨道。图5中的(c)表示，与打印液滴不同，非打印液滴沿向右(+X)方向偏转。图6C是更精确的液滴轨道的曲线图。在离开具有沟槽的喷嘴111为2. 5mm的点处获得约125 μ m的偏转量。打印液滴在相同的距离上偏转约60μπι，相对于打印液滴具有185μπι的差值。这是足以将打印液滴和非打印液滴区分的差值。与打印液滴类似，图6C还示出非打印液滴会聚。更具体而言，如果喷射方向偏移 2. 5mrad，那么沟槽005中的着落位置在没有会聚偏转电极103的情况下偏移6. 3 μ m，而因会聚偏转电极103的影响偏移变为4. Ιμπι。类似地，如果喷射方向偏移lmrad，那么沟槽 005中的着落位置在没有会聚偏转电极103的情况下偏移2. 5 μ m，而由于会聚偏转电极103 的影响偏移变为1. 7μπι。通过以这种方式具有会聚效果，还可增加沟槽005中的收集精度。 这具有防止未收集的液滴附着于飞行沟道壁的效果，这种附着可引起使产生电荷并且使液滴轨道偏移的阻挡和下滴。现在将进一步详细描述带正电的液滴的会聚偏转机制。该机制与上述的带负电液滴的会聚不同。由于电场，带正电的液滴将在从第一会聚偏转电极板201朝向第二会聚偏转电极板202的同时减速，并且在从第二会聚偏转电极板202朝向第三会聚偏转电极板203 的同时加速。并且，如果带正电的液滴在其行进中关于轨道中心向右(+X)偏移，那么液滴当在通过第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203的附近时将经受向右(+X) 的力。相反，如果该液滴在其行进中向左(-χ)偏移，那么液滴当在通过第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203的附近时将经受向左(-Χ)的力。换句话说，通过第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203周围的对称电场不实现液滴发散和会聚效果。同时，不管液滴从液滴轨道的偏移，液滴都将在通过第二会聚偏转电极板202附近时经受向右(+X)的力。换句话说，通过第二会聚偏转电极板202附近的电场实现偏转效果，并且，方向是带负电液滴的相反方向。并且，第二会聚偏转电极板202周围的电场的更接近的观察揭示，给定等势线之间的间隔，该向右(+X)的力在孔口中心较弱。换句话说，由于偏转量对于更向左(-Χ)的液滴更大，因此实现会聚效果。如上所述，第一会聚偏转电极板201 和第三会聚偏转电极板203附近的带正电的液滴的速度比第二会聚偏转电极板202附近的液滴速度快。因此，液滴更多地被第二会聚偏转电极板202附近的电场影响。出于这种原因，会聚效果战胜发散效果，并且，带正电的粒子最终会聚。因此，正的液滴的会聚效果是由于第二会聚偏转电极板202周围的电场而不是第一会聚偏转电极板201和第三会聚偏转电极板203周围的对称电场。
以上的分析结果表明，会聚偏转电极103同时具有会聚效果和偏转效果，并且，由于偏转量根据电荷量不同，因此，会聚偏转电极103作为液滴区分装置是有效的并且具有提高着落精度的优点。本实施例中的会聚偏转电极103由三个电极板形成，但是，如在第二实施例中讨论的那样，即使通过两个板，也可获得会聚偏转效果。但是，如上面讨论的那样，液滴当通过电极时加速或减速。因此，为了使得液滴速度在会聚偏转电极103前后保持不变，优选具有三个或更多个电极，使得在液滴前进方向的任一侧的外部电极处的电势相等。并且，为了使得外部电极与周边的部件形成电场并且保持在带电液滴中不出现速度变化和飞行偏移，优选外部电极处的电势在OV(GND)处接地。换句话说，如果如本实施例那样存在三个偏转电极，那么液滴速度在电极入口和出口处不变，并且，另外，同时获得会聚和偏转效果。图7是向会聚偏转电极103的前进速度和打印液滴的偏转量之间的关系的曲线图。偏转量根据液滴速度改变。例如，对于5.5m/s 9.5m/s的范围中的液滴前进速度，从喷嘴111垂直进入第一会聚偏转电极板201的孔口中心的液滴的偏转量ΔΧ获得与液滴前进速度ν的以下关系ΔΧ = 0. 004v-1·7 (1)图7中的曲线图表明偏转量如何随着液滴前进速度变快而减小，并且随着液滴前进速度变慢而增加。这是由于，通过会聚偏转电极103的时间与速度成反比地增加，并且， 液滴从电场经受力的时间增加。同时，液滴速度的波动导致打印介质上的着落时间差异，使得着落误差等于在那时传输打印介质的距离。因此，如果使得打印液滴偏转的方向(本实施例中的-X方向)以与打印介质的传输方向相同的方式面向，那么因液滴速度的波动导致的会聚偏转电极103 的偏转量的波动将抵消由于着落时间差异导致的误差。例如，将平均液滴流速和对于会聚偏转电极103的进入速度取为8m/s。在这种情况下，如果液滴流速增加1%，那么对于3_的飞行距离，着落时间早出现3. 71 μ s。如果打印介质传输速度被取为例如0. 83m/s，那么，取打印介质传输方向为负，因着落时间差异导致的着落误差为-3. 09 μ m。同时，因会聚偏转电极处的偏转量的变化导致的着落误差变为 LSym0因此，来自两种效果的组合着落误差变为1.29μπι。以下计算完全抵消来自两种效果的误差的条件。式1中的函数根据带电电压以及会聚偏转电极板的各电压和电极形状改变，但是，当配置被确定时，它们可被公式化。出于这种原因，式1中的函数被一般化为ΔΧ =f (Vdrop)。并且，如果平均液滴速度被取为vdMp、从喷嘴111到片材的距离被取为1并且打印介质传输速度被取为Vmedia,那么，该关系可被表达如下
权利要求
1.一种液滴喷射头，包括 喷嘴，用于喷射液滴；带电电极，该带电电极向从喷嘴喷射的飞行液滴之中的用于打印的液滴施加第一电荷，并且向不用于打印的液滴施加第二电荷或不施加电荷，第二电荷在电荷和极性之中的至少一个上与第一电荷不同；和偏转电极，该偏转电极具有用于允许飞行液滴通过的孔口并且包含在液滴进入孔口的轨道轴线的方向上布置的多个电极，该偏转电极偏转通过带电电极施加了电荷的液滴，其中，偏转电极包含第一偏转电极和第二偏转电极，在第一偏转电极和第二偏转电极之间具有电势差，并且，通过所述电势差形成的电场在第一偏转电极附近关于所述轨道轴线不对称，并且，在第二偏转电极附近关于所述轨道轴线对称。
2.根据权利要求1的液滴喷射头，其中，第一偏转电极中的孔口的形状关于轨道轴线对称，并且， 第二偏转电极中的孔口的形状关于轨道轴线不对称。
3.根据权利要求1的液滴喷射头，其中，偏转电极包含在轨道轴线的方向上布置的三个电极，在所述三个电极中，在轨道轴线的方向上设置在任一端上的两个外部电极具有与设置在所述两个外部电极之间的内部电极不同的形状，并且，所述内部电极的电势比所述两个外部电极的任一电势低或高。
4.根据权利要求3的液滴喷射头，其中，所述外部电极的孔口的形状关于轨道轴线对称，并且， 所述内部电极的孔口的形状关于轨道轴线不对称。
5.根据权利要求3的液滴喷射头，其中， 所述三个电极以相等的间隔被设置，所述两个外部电极具有相等的电势，并且， 所述两个外部电极的形状相同。
6.根据权利要求3的液滴喷射头，其中，所述三个电极分别具有在轨道轴线通过的位置处具有孔口的支撑部件，并且， 支撑部件中的孔口的形状相同。
7.根据权利要求1的液滴喷射头，其中，多个喷射头在与液滴飞行方向垂直正交的方向上被布置。
8.根据权利要求7的液滴喷射头，其中，带电电极、第一偏转电极和第二偏转电极分别是具有用于允许从喷嘴喷射的液滴通过的孔口的平面部件，在带电电极、第一偏转电极和第二偏转电极中的每一个中，多个孔口分别在沿平面部件的主面的第一方向上和与第一方向不同的沿主面的第二方向上被布置，并且， 带电电极、第一偏转电极和第二偏转电极在从喷嘴喷射液滴的方向上被堆叠。
9.根据权利要求7的液滴喷射头，其中，带电电极由具有用于允许从喷嘴喷射的液滴通过的孔口的平面部件形成， 第一偏转电极和第二偏转电极分别由一个或更多个平行导线形成， 多个孔口分别在沿平面部件的主面的第一方向上和与第一方向不同的沿主面的第二方向上被布置，在第一偏转电极和第二偏转电极中的每一个中，所述一个或更多个导线平行于沿平面部件的主面的第一方向布置，并且，带电电极、第一偏转电极和第二偏转电极在从喷嘴喷射液滴的方向上被堆叠。
10.一种液滴喷射装置，包括 喷嘴，用于喷射液滴；带电电极，用于向从喷嘴喷射的飞行液滴之中的用于打印的液滴施加第一电荷，并且向不用于打印的液滴施加第二电荷或不施加电荷，第二电荷在电荷和极性之中的至少一个上与第一电荷不同；和偏转电极，该偏转电极具有用于允许飞行液滴通过的孔口并且包含在液滴轨道轴线的方向上布置的多个电极，该偏转电极偏转通过带电电极施加了电荷的液滴，其中，所述偏转电极包含第一偏转电极和第二偏转电极，在第一偏转电极和第二偏转电极之间具有电势差，通过所述电势差形成的电场在第一偏转电极附近关于所述轨道轴线不对称，并且，在第二偏转电极附近关于所述轨道轴线对称，并且，用于打印的液滴被偏转电极偏转的方向是与传输打印介质的方向相同的方向。
11.一种液滴喷射装置，包括 喷嘴，用于喷射液滴；带电电极，该带电电极向从喷嘴喷射的飞行液滴之中的用于打印的液滴施加第一电荷，并且向不用于打印的液滴施加第二电荷或不施加电荷，第二电荷在电荷和极性之中的至少一个上与第一电荷不同；和偏转电极，该偏转电极具有用于允许飞行液滴通过的孔口并且包含在液滴轨道轴线的方向上布置的多个电极，该偏转电极偏转通过带电电极施加了电荷的液滴，其中，所述偏转电极包含第一偏转电极和第二偏转电极，在第一偏转电极和第二偏转电极之间具有电势差，通过电势差形成的电场在第一偏转电极附近关于轨道轴线不对称，并且，在第二偏转电极附近关于轨道轴线对称，并且，在用于打印的液滴和不用于打印的液滴之间，由带电电极施加的电荷在极性上不同。
12.一种用于使用通过在电极之间施加电压而产生的电场来修改带电粒子的飞行轨道的偏转电极，包括多个电极，该多个电极具有用于允许飞行液滴通过的孔口并且在液滴进入孔口的轨道轴线的方向上被布置；和所述多个电极包含第一电极和第二电极，在第一电极和第二电极之间具有电势差，其中通过所述电势差形成的电场在第一电极附近关于轨道轴线不对称，并且，在第二电极附近关于轨道轴线对称。
全文摘要
本申请涉及偏转电极、液滴喷射头和液滴喷射设备。提供能够通过简单的电极配置实现用于使带电粒子朝向单一轴的会聚效果以及改变会聚轴的取向的偏转效果的功能的液滴喷射装置。本发明的另一目的是提高电荷偏转连续流液滴喷射装置中的液滴着落精度。
文档编号B41J2/04GK102294896SQ20111017158
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者中窪亨 申请人:佳能株式会社