專利名稱：印刷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)⒂?、例如、油墨和稀釋劑組成的液體混合物噴射到一種記錄載體上的印刷裝置，特別是，涉及到噴嘴布置方面的改進(jìn)。
所謂即答式噴墨印刷機(jī)適宜于根據(jù)輸入給該印刷機(jī)的記錄信號，通過噴嘴噴射油墨滴而在一記錄載體，例如紙、薄膜等上形成印刷圖像。最近，這種即答式噴墨印刷機(jī)因其結(jié)構(gòu)緊湊或者低的生產(chǎn)成本而快速地流行起來。
由本申請人早先申請的美國專利5,371,529公開了這種即答式印刷機(jī)，在該印刷機(jī)中，記錄的圖像灰度是通過把油墨和作為稀釋劑的一種透明溶劑在即將噴射之前以合適的比例相互混合而實(shí)現(xiàn)的。在這種印刷機(jī)中，每一個記錄點(diǎn)，印刷圖像的濃度都能夠改變，因此，對于獲得原始圖像的高質(zhì)量的副本、特別是那些來自于照片的原始圖像來說，這種印刷機(jī)是有益的。
這種印刷機(jī)是所謂的內(nèi)部混合型印刷機(jī)，也就是說，油墨和稀釋劑在噴嘴的內(nèi)部混合在一起。
同時，在常規(guī)的內(nèi)混型印刷裝置中，存在這樣一個問題，即由于待機(jī)期間油墨和稀釋劑相互之間總是發(fā)生接觸，所以，油墨和稀釋劑的自然混合并因此它們之間的相互擴(kuò)散很可能發(fā)生。為了克服這一問題，本發(fā)明人在上述的美國專利5,371,529中業(yè)已建議，在該印刷機(jī)上，把一按照電成形方法生產(chǎn)的單向閥配置在油墨和稀釋劑之間的邊界區(qū)域，以便防止待機(jī)期間油墨和稀釋劑之間相互擴(kuò)散的發(fā)生。
然而，在待機(jī)期間，僅通過布配這樣的單向閥總是難以完全分隔油墨與稀釋劑。另外，單向閥帶來了另外的一個問題，那就是它的生產(chǎn)成本高。
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有簡單結(jié)構(gòu)的、能夠在噴墨作業(yè)的待機(jī)期間防止油墨和稀釋劑發(fā)生自然混合的印刷裝置，從而，能夠可靠地實(shí)現(xiàn)油墨和稀釋劑的混合以及由油墨和稀釋劑組成的液體混合物的噴射。
在本發(fā)明的第一個方面，提供一種印刷裝置，該裝置包括一個具有第一排出口的噴射噴嘴和一個具有第二排出口的計(jì)量噴嘴(metering nozzle)，它們相互之間隔開布置，以便分別通過第一和第二排出口輸送兩種液體，這兩種液體被互相混合，形成一種要噴射到記錄載體上的液體混合物，其中，噴射噴嘴的第一排出口和計(jì)量噴嘴的第二排出口之間的最小距離d處在這樣的范圍內(nèi)0≤d≤5 ，式中，S1代表噴射噴嘴的第一排出口的開口面積。
在本發(fā)明的第二個方面，提供一種印刷裝置，該印刷裝置包括一個具有一第一排出口的噴射噴嘴和每個都具有一第二排出口的若干個計(jì)量噴嘴，這些嘖嘴相互之間分開布置，以便通過第一和第二排出口輸送液體，這些液體混合在一起，形成要噴射到記錄載體上的液體混合物，其中，噴射噴嘴的第一排出口和各個計(jì)量噴嘴的第二排出口之間的最小距離d處在這樣的范圍O≤d≤5 ，式中，S1代表噴射噴嘴的第一排出口的開口面積。
通過閱讀以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)說明和附加的權(quán)利要求書，本發(fā)明這些和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。
為了更好地理解本發(fā)明，對需結(jié)合附圖加以閱讀的詳細(xì)說明部分加注參考符號，其中

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一個實(shí)施例的印刷裝置的放大剖視圖；圖2是圖1所示的印刷裝置的放大平面圖；圖3A、3B、3C是表示噴射噴嘴和計(jì)量噴嘴的排出口的形狀的各種變化的放大平面圖；圖4A、4B、4C、4D和4E是表示根據(jù)本發(fā)明的第一個實(shí)施例的印刷裝置的混合及噴射作業(yè)順序的放大剖視圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的第二個實(shí)施例的印刷裝置的放大剖視圖；圖6是圖5所示的印刷裝置的放大平面圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的第三個實(shí)施例的印刷裝置的放大剖視圖；圖8是圖7所示的印刷裝置的放大平面圖；圖9A至9C是表示根據(jù)本發(fā)明的第四個實(shí)施例的印刷裝置的視圖；其中，圖9A是表示蓋板被拿掉情況下的平面圖；圖9B是印刷裝置的正視圖，即從噴嘴這一側(cè)看過去的視圖；圖9C是該印刷裝置的垂直剖面圖；圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的第五個實(shí)施例的印刷裝置的基板的平面圖；圖11是圖10所示的印刷裝置的正視圖；圖12是表示根據(jù)本發(fā)明的第六個實(shí)施例的印刷裝置的基板的平面圖；圖13是圖12所示的印刷裝置的正視圖；圖14是圖12所示的基板的后視圖；圖15是表示根據(jù)本發(fā)明的第七個實(shí)施例的印刷裝置的基板的平面圖；圖16是圖15所示的印刷裝置的正視圖；以及圖17是圖15所示的基板的后視圖。
以下參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。順便說，正如將清楚地理解的那樣，各個實(shí)施例中所描述的印刷裝置分開設(shè)置了一個噴射噴嘴和一個計(jì)量噴嘴。在根據(jù)本發(fā)明的印刷裝置中，油墨和稀釋劑在噴射噴嘴的外部被混合在一起。下面把這種印刷裝置稱作“非預(yù)混型印刷裝置”。實(shí)施例1在本實(shí)施例中，圖示說明一種所謂的非預(yù)混型印刷裝置，其中，噴射噴嘴的排出口和計(jì)量噴嘴的排出口處在同一平面內(nèi)，并且，噴射噴嘴的通路相對于計(jì)量噴嘴的通路是傾斜的。
如圖1和圖2所示，這種印刷裝置具有一塊孔板，在該孔板上隔開布置了噴射噴嘴1和計(jì)量噴嘴2。孔板3可以是由金屬材料比如鎳或者不銹鋼、陶瓷材料如玻璃或者硅、或者塑料材料如聚酰亞胺或聚乙烯對苯二甲酸酯制成的板狀或膜片狀件。
布置在孔板3上的噴射噴嘴1呈沿孔板3的厚度方向上延伸的直的通孔形式。在噴射噴嘴1的一端設(shè)置了一個排出口1a，而在其另一端設(shè)置了一個供應(yīng)口1b。通過稀釋劑供給通道5把透明的溶劑4，如稀釋劑供應(yīng)給供應(yīng)口1b。
另一方面，計(jì)量噴嘴2也呈一通孔形式，并且限定了一個相對于與噴射噴嘴1相通的稀釋劑供給通道5傾斜的流動通道。也就是說，在計(jì)量噴嘴2的一端設(shè)置了一個起油墨孔作用的排出口2a。計(jì)量噴嘴2相對于噴射噴嘴1的傾斜情況是這樣的，即從孔板3的背面向排出口2a所處的那個正面，計(jì)量噴嘴2逐漸接近噴射噴嘴1。所說的計(jì)量噴嘴2的傾斜的通道是通過、例如、激光加工方法而形成的。
為了生產(chǎn)相對于噴射噴嘴1傾斜的計(jì)量噴嘴2，利用準(zhǔn)分子激光束以相對于孔板3的法線為43度的角度照射孔板3，孔板3由厚度為50μm的聚酰亞胺薄膜制造，但是，計(jì)量噴嘴的傾斜角度并不特別限定。
在計(jì)量噴嘴2的另一端設(shè)置了供應(yīng)口2b，通過一個油墨供給通道7向該供應(yīng)口供應(yīng)液體，例如，油墨6。
從實(shí)現(xiàn)噴射液滴功能的觀點(diǎn)來看，噴射噴嘴1的排出口1a最理想的是在橫截面上為點(diǎn)對稱形狀。另外，考慮到設(shè)計(jì)或者生產(chǎn)時容易，排出口1a在橫截面上最好是圓形或者正方形。在本實(shí)施例中，采用的是圓形的排出口。
另一方面，就計(jì)量噴嘴2的排出口2a的形狀來說具有較大的靈活性。排出口2a的形狀并不局限于圓形，而是任何形狀、例如橢圓形、三角形或者新月形(如圖3A-3C所示)均可以采用。具有這些形狀中任意一種形狀的排出口2a均能夠通過改變激光加工方法中所用的掩膜形狀而輕易地形成。例如，如果希望排出口2a的形狀是圓形，則通過使用具有橢圓形狀的掩膜就可以形成。
尤其是，在本實(shí)施例中，為了防止待機(jī)期間油墨6和透明溶劑4的自然混合，把計(jì)量噴嘴2和噴射噴嘴1分開布置，并且，把噴射噴嘴1的排出口1a和計(jì)量噴嘴2的排出口2a之間的最小距離d限定在0≤d≤5 、特別是O≤d≤5μm的范圍內(nèi)，式中，S1代表噴射噴嘴1的排出口1a的開口面積。如果該最小距離d超過5 ，則有可能破壞精確確定油墨量的響應(yīng)性。
噴射噴嘴1的排出口1a的開口面積S1理想的是在50≤S1≤40，000μm2的范圍內(nèi)，最好是在100≤S1≤10,000μm2的范圍內(nèi)。對開口面積S1的上限予以確定，以便獲得具有期望的最低清晰度的印刷圖像。例如，所要求的最低清晰度在40,000μm2時是75dpi，在約10,000μm2時是200dpi。因此，當(dāng)開口面積S1超過40,000μm2時，不能得到具有最低清晰度的印刷圖象。在另一方面，當(dāng)確定開口面積S1的下限時，應(yīng)確保液體混合物能通過噴射噴嘴排出。當(dāng)開口面積S1小于50μm2時，液體混合物不能通過噴射噴嘴嘖出。計(jì)量噴嘴2的排出口2a的開口面積S2理想的是在滿足5/10,000≤S2/S1≤10的條件的范圍內(nèi)。當(dāng)開口面積S2對開口面積S1的比率S2/S1超過10時，油墨會擴(kuò)展到超出圍繞著排出口的區(qū)域，因此，計(jì)量油墨的精確性被破壞。另一方面，當(dāng)比率S2/S1小于5/10,000時，在一個計(jì)量循環(huán)里要被計(jì)量的油墨的量變得太小。此外，為了以高的精度實(shí)現(xiàn)油墨的計(jì)量，上述的開口面積S2應(yīng)處在滿足5/10,000≤S2/S1≤5的條件的范圍內(nèi)。另外，為了只在一個計(jì)量循環(huán)里完成油墨的高精度計(jì)量，比率S2/S1最好處在1/100≤S2/S1≤5的范圍內(nèi)。當(dāng)希望減小所記錄的點(diǎn)的最小濃度時，比率S2/S1最好處在1/100≤S2/S1≤1/2的范圍。
下面參照附圖4A-4E說明根據(jù)本發(fā)明的印刷裝置的記錄作業(yè)。
當(dāng)該印刷裝置處于待機(jī)狀態(tài)時，由于表面張力的原因，透明溶劑4和油墨6分別在噴射噴嘴1的排出口1a處形成一個彎液面8和在計(jì)量噴嘴2的排出口2a處形成一個彎液面9，如圖4A所示。
在根據(jù)本發(fā)明的印刷裝置中，由于計(jì)量噴嘴2和噴射噴嘴1獨(dú)立地設(shè)置并且它們之間的最小距離d被限定在上述范圍內(nèi)，所以，無需設(shè)置單向閥之類的復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，就能夠確實(shí)防止待機(jī)狀態(tài)下透明溶劑4和油墨6的自然混合。
下面解釋計(jì)量的油墨6與透明溶劑混合的方式。通過操縱施加壓力裝置(未示出)譬如壓電元件或者加熱元件，使得計(jì)量噴嘴2的內(nèi)壓升高，因此，如圖4B所示，油墨6被計(jì)量。要與透明溶劑4混合的油墨6的量可通過控制施加在施加壓力裝置上的電壓脈沖的電壓值或者脈沖寬度而予以改變。
此時，由于計(jì)量噴嘴2的流動通道是相對于噴射噴嘴1傾斜的，油墨6從計(jì)量噴嘴2的排出口2a射向噴射噴嘴1的排出口1a，因此，由于表面張力的作用，使得油墨6與透明溶劑4混合。
此后，中斷設(shè)置在計(jì)量側(cè)的施加壓力裝置上的電壓，并把一驅(qū)動脈沖加到設(shè)置在噴射側(cè)的另一個施加壓力裝置上，因此，計(jì)量噴嘴2的內(nèi)壓被降低至負(fù)壓，而噴射噴嘴的內(nèi)壓卻被升高。結(jié)果是，油墨6與由油墨6和透明溶劑4組成的液體混合物10分離并縮進(jìn)計(jì)量噴嘴2，因此，如圖4C所示，油墨6的彎液面被縮回到在計(jì)量噴嘴2內(nèi)的一個位置。另一方面，如圖4C所示，與油墨6分開了的液體混合物自噴射噴嘴1的排出口1a向外噴出。
依次地，當(dāng)作用在在噴射側(cè)的施加壓力裝置上的驅(qū)動脈沖被中斷時，噴射噴嘴1的內(nèi)壓降低至負(fù)壓。結(jié)果是，如圖4D所示，透明溶劑4縮進(jìn)噴射噴嘴1的內(nèi)部，因此，具有給定油墨濃度的液體混合物10以液滴的形式噴出。
當(dāng)油墨噴射動作完成之后，如圖4E所示，計(jì)量噴嘴2用一最新量的油墨6補(bǔ)充，從而，打印機(jī)恢復(fù)到初始的待機(jī)狀態(tài)。實(shí)施例2本實(shí)施例示出了與實(shí)施例1相同的非預(yù)混型印刷裝置，但是，在本實(shí)施例中，噴射噴嘴的排出口和計(jì)量噴嘴的排出口并不處在同一平面內(nèi)。
如圖5和圖6所示，這種印刷裝置也包括一塊孔板13，在該孔板13上相互隔開地布置了一個噴射噴嘴11和一個計(jì)量噴嘴12。噴射噴嘴11呈直的通孔形式并按與上述實(shí)施例1相同的方式沿孔板13的厚度方向貫通孔板13。
在噴射噴嘴11的一端具有一個起稀釋劑孔作用的排出口11a，而在其另一端具有一供應(yīng)口11b，作為稀釋劑的透明溶劑4通過稀釋劑供給通道5引進(jìn)該供應(yīng)口11b。
另一方面，計(jì)量噴嘴12布置在突出部14的內(nèi)部，該突出部14外突地形成在孔板13上。在正視圖上看，突出部14呈長方形形狀，并從噴射噴嘴11的排出口11a所在的那個平面向外突出。計(jì)量噴嘴12具有這樣的結(jié)構(gòu)—即它的排出口12a開在與噴射噴嘴11的排出口11a所在的平面相垂直的一個平面上。這樣的結(jié)構(gòu)可使得油墨6易于與透明溶劑4相混合。在計(jì)量噴嘴12的另一端還具有一個供應(yīng)口12b，其與油墨通道7相通，以便把油墨6供進(jìn)計(jì)量噴嘴12。
順便說，在孔板13上可以設(shè)置多層板，每層由鎳、銅或類似材料制成。
在本實(shí)施例的印刷裝置中，噴射噴嘴11的排出口11a和計(jì)量噴嘴12的排出口12a之間的最小距離d這樣確定—即使其落在與上述實(shí)施例1中描述的相同的范圍。類似地，噴射噴嘴11的排出口11a的開口面積S1和計(jì)量噴嘴12的排出口12a的開口面積S2這樣來確定—即使其滿足與上述實(shí)施例1中所描述的相同的條件。另外，如實(shí)施例1中所提到的那樣，噴射噴嘴11和計(jì)量噴嘴12的排出口11a和12a可以具有各種形狀。
本實(shí)施例的印刷裝置可按與實(shí)施例1中所述相同的方式作業(yè)。實(shí)施例3本實(shí)施例說明與實(shí)施例1中的相同的非預(yù)混型印刷裝置，但是，在本實(shí)施例中，噴射噴嘴的排出口和計(jì)量噴嘴的排出口不在同一平面內(nèi)。在本實(shí)施例中，計(jì)量噴嘴也以相對噴射噴嘴傾斜的方式布置。
如圖7和圖8所示，該印刷裝置也包括一塊孔板17，在該孔板17上分開地布置了噴射噴嘴15和計(jì)量噴嘴16。噴射噴嘴15呈直的通孔形式，并按與上述實(shí)施例1中的相同的方式沿孔板17的厚度方向貫通孔板17。
在噴射噴嘴15的一端具有一個起稀釋劑孔作用的排出口15a，而在噴射噴嘴15的另一端具有一個供應(yīng)口15b，按照與上述實(shí)施例1的相同的方式把作為稀釋劑的透明溶劑經(jīng)由稀釋劑供給通道5供進(jìn)該供應(yīng)口15b。
另一方面，計(jì)量噴嘴16布置在孔板17的一個加厚的部分上，該加厚部分具有比噴射噴嘴15所在的那部分大的厚度。計(jì)量噴嘴16也向著噴射噴嘴15傾斜，以使得油墨6容易與透明溶劑4混合。計(jì)量噴嘴16的排出口16a開設(shè)在一個傾斜面18上，該傾斜面18設(shè)在孔板17的加厚部分上。在計(jì)量噴嘴16的另一端設(shè)置了一個與油墨通道7相通的供應(yīng)口16b，以把油墨6引進(jìn)計(jì)量噴嘴16。
附帶說，可通過把一個塑料片用使用準(zhǔn)分子激光器的成孔方法處理來生產(chǎn)孔板17。
在本實(shí)施例的印刷裝置中，噴射噴嘴15的排出口15a和計(jì)量噴嘴16的排出口16a之間的最小距離d如此確定—即使之處在與上述實(shí)施例1所述的d相同的范圍。類似地，噴射噴嘴15的排出口15a的開口面積S1和計(jì)量噴嘴16的排出口16a的開口面積S2如此確定—即使之滿足與上述實(shí)施例1描述的相同的條件。另外，如實(shí)施例1所指出的那樣，噴射噴嘴15的排出口15a及計(jì)量噴嘴16的排出口16a可以是各種形狀。
本實(shí)施例的印刷裝置也能夠按實(shí)施例1所述的相同的方式工作。實(shí)施例4在前述的實(shí)施例中，所描述的印刷裝置都具有孔板。然而，本發(fā)明也適用于沒有孔板的印刷裝置。實(shí)施例4示出了這樣一種所謂的端面型無孔板的印刷裝置。
在這種印刷裝置的生產(chǎn)當(dāng)中，如圖9所示，是用蝕刻或類似的方法對由不銹鋼或類似材料制造的基座19的基面(primarysurface)刻槽，以便在其上形成兩個凹槽。把如此形成的、分別起計(jì)量噴嘴20和噴射噴嘴21作用的兩條凹槽用一粘接在基座19的基面上的蓋板22覆蓋。在此情況下，計(jì)量噴嘴20和噴射噴嘴21的排出口之間的最小距離是如此確定的—即滿足與實(shí)施例1所述的相同的條件。類似地，噴射噴嘴21的排出口的開口面積S1和計(jì)量噴嘴20的排出口的開口面積S2是這樣確定的，即滿足與上述實(shí)施例1中所述的相同的條件。此外，噴射噴嘴21和計(jì)量噴嘴20的排出口也可以象實(shí)施例1所述的那樣具有各種各樣的形狀。
本實(shí)施例的印刷裝置也可以按與實(shí)施例1相同的方式工作。實(shí)施例5本實(shí)施例示出了一種印刷裝置，它是無孔板的端面型和具有若干個計(jì)量噴嘴的非預(yù)混型的結(jié)合。
這種印刷裝置具有與實(shí)施例4所述的印刷裝置基本相同的結(jié)構(gòu)也就是說，如圖10和圖11所示，在一基板31的基面31a上刻出凹槽，以形成一第一凹槽34、一第二凹槽37和一第三凹槽40，所說的第一凹槽34限定了一個供供給作為稀釋劑的透明溶劑之用的稀釋劑供給通道32和一個與該稀釋劑供給通道32相通的噴射噴嘴33；所說的第二凹槽37限定了一個供應(yīng)油墨的第一油墨供給通道35和與該第一油墨供給通道35相通的第一計(jì)量噴嘴36；而所說的第三凹槽40限定了一條第二油墨供給通道38和與該第二油墨供給通道相通的第二計(jì)量噴嘴39。第一凹槽34布置在第二凹槽37和第三凹槽40之間。第一至第三凹槽由一個粘接在基板31的基面31a上的隔板41覆蓋，以便最后限定各個噴嘴和通道。
因此，與前述實(shí)施例類似，作為稀釋劑的透明溶劑通過稀釋劑供給通道32供應(yīng)給噴射噴嘴33。同時，油墨分別通過第一油墨供給通道35和第二油墨供給通道38供應(yīng)給第一計(jì)量噴嘴36和第二計(jì)量噴嘴39。
上述的凹槽34從頂面看呈液滴形，且具有一個作為稀釋劑供給通道32的比較寬的部分及作為噴射噴嘴33的較窄部分，就寬度而言，朝著開口端逐漸變細(xì)。
第二和第三凹槽37和40從頂面看也呈液滴狀，并且還相對于噴射噴嘴33傾斜，以便有利于油墨的計(jì)量和噴出以及油墨與透明溶劑的混合。第二和第三凹槽37和40各具有一個作為第一或者第二油墨供給通道35或38的較寬部分和一個作為第一或第二計(jì)量噴嘴36或39的較窄部分，而且，在寬度上，向著它們的開口端逐漸變小。如上所述，由于分別由第二凹槽37和第三凹槽40的較窄部分構(gòu)成的第一計(jì)量噴嘴36和第二計(jì)量噴嘴39相對于噴射噴嘴33傾斜，噴射噴嘴33介于第一和第二計(jì)量噴嘴36和39之間，所以，這些噴嘴的排出口在基板板的一個端面上是相鄰布置的。
同時，基板31和隔板41可以用金屬例如鎳和不銹鋼、陶瓷材料例如玻璃和硅或者塑料材料例如聚酰亞胺和聚乙烯對苯二甲酸酯制造。在基板31的基面31a上的凹槽的形成可以用蝕刻、注塑成型或其它合適的方法來進(jìn)行，這要據(jù)所用材料而定。
在本實(shí)施例中，為了防止待機(jī)期間油墨6和透明溶劑4的自然混合，把第一和第二計(jì)量噴嘴36和39以及噴射噴嘴33隔開布置，并且，把噴射噴嘴33的排出口同第一或第二計(jì)量噴嘴36或39的排出口之間的最小距離限制在與上述實(shí)施例1描述的相同的范圍內(nèi)。類似地，噴射噴嘴33的排出口的開口面積S1和第一或第二計(jì)量噴嘴36或39的排出口的開口面積S2這樣確定，即滿足與上述實(shí)施例1描述的相同的條件。另外，噴射噴嘴33和第一及第二計(jì)量噴嘴36和39的排出口可以象實(shí)施例1所說的那樣具有各種各樣的形狀。
在根據(jù)本實(shí)施例的印刷裝置中，在隔板41的背對著稀釋劑供給通道32和第一及第二油墨供給通道35和38的各自的位置上設(shè)有作為施加壓力的裝置的疊層式壓電元件42、43和44。
附帶說，本實(shí)施例的印刷裝置可按與實(shí)施例1所述的基本相同的方式工作。也就是說，把由噴射噴嘴33供給的一種介質(zhì)與由第一計(jì)量噴嘴36和/或第二計(jì)量噴嘴39供給的另一種介質(zhì)混合，并把混合后的液體混合物噴向記錄載體例如紙。
在本實(shí)施例的印刷裝置中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙湍┙o通道35和38被填充以具有相同色調(diào)和相同濃度的油墨時，能夠通過第一和第二計(jì)量噴嘴中的任意一個或者兩個供給給定量的計(jì)量油墨。在這種結(jié)構(gòu)中，通過由第一和第二計(jì)量噴嘴都供應(yīng)計(jì)量的油墨，則能夠噴射具有高的油墨濃度的液體混合物。通常，如果在高功率狀態(tài)下使用施壓裝置例如壓電元件，則它對供給的電壓脈沖寬度和電壓值的響應(yīng)性往往會被破壞。因此，如果具有高的油墨濃度的液體混合物的形成是通過使用單一的計(jì)量噴嘴完成的話，則很可能出現(xiàn)混合精度的惡化。相反，在根據(jù)本實(shí)施例的印刷裝置中，給定量的計(jì)量油墨是由第一和第二計(jì)量噴嘴36和39雙方供給的，因此，混合精度不但不會惡化而且有所改善，從而能夠獲得具有高精度的印刷圖像。
另外，在根據(jù)本實(shí)施例的印刷裝置中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙湍┙o通道35和36可被填充以具有同種色調(diào)但不同油墨濃度的油墨成分時，要噴射的液體混合物中的油墨的計(jì)量可通過根據(jù)期望的液體混合物濃度選擇第一和第二計(jì)量噴嘴36和39中之一來進(jìn)行。這樣可允許液體混合物濃度的較寬的變動范圍，而且記錄的印刷圖像的分辨率比常規(guī)印刷裝置獲得的分辨要高。
此外，在根據(jù)本實(shí)施例的印刷裝置中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙湍┙o通道35和38被填充以不同色調(diào)的油墨成分時，分別由稀釋劑和不同色調(diào)的油墨成分中之一組成的兩種液體混合物可通過單一的噴嘴單元有選擇地噴射。這樣能夠減少噴嘴的總數(shù)和減小印刷裝置的尺寸。在這種情況下，當(dāng)由計(jì)量噴嘴同時供給不同的油墨成分時，則能夠噴射具有混合色調(diào)的液體混合物。實(shí)施例6本實(shí)施例所示的印刷裝置也是無孔板的端面型和具有若干個計(jì)量噴嘴的非預(yù)混型相結(jié)合的一種印刷裝置。
這種印刷裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例5描述的印刷裝置的結(jié)構(gòu)基本相同。
也就是說，如圖12和13所示，把基板51的基面51a刻槽，以便形成第一凹槽54、第二凹槽57和第三凹槽60，所說的第一凹槽54限定了一個用以供給作為稀釋劑的透明溶劑的稀釋劑供給通道52和一個與該稀釋劑供給通道52相通的噴射噴嘴53；所說的第二凹槽57限定了一個第一油墨供給通道55和與該第一油墨供給通道55相通的第一計(jì)量噴嘴56；所說的第三凹槽60限定了一個第二油墨供給通道58和與該第二油墨供給通道58相通的第二計(jì)量噴嘴59。第一凹槽54布置在第二凹槽57和第三凹槽60之間。第一至第三凹槽用一個粘接在基板51的基面51a上的隔板61覆蓋，以最終限定各個油墨供給通道、稀釋劑供給通道和噴射及計(jì)量噴嘴。
在本實(shí)施例的印刷裝置中，如圖13和14所示，在基板51的背面、亦即與基面51a相反的那個面51b上還設(shè)置了第四凹槽64，該第四凹槽限定了第三油墨供給通道62和與該第三油墨供給通道62連通的第三計(jì)量噴嘴63。在背面51b上的第四凹槽64與在基面51a上的第一凹槽54對置。第四凹槽64由一隔板65覆蓋，以便最終限定第三油墨供給通道62和第三計(jì)量噴嘴63。
與前述實(shí)施例類似，在本實(shí)施例的印刷裝置中，作為稀釋劑的透明溶劑通過稀釋劑供給通道52供給噴射噴嘴53，油墨則通過第一、第二和第三油墨供給通道55、58和62分別供應(yīng)給第一、第二和第三計(jì)量噴嘴56、59和63的排出口。
第一、第二和第三凹槽54、57和60可以分別具有與前述實(shí)施例4的第一、第二和第三凹槽34、37和40類似的形狀。類似地，第四凹槽64從頂面看近似于液滴形，并具有一個較寬部分和一個較窄部分，較寬部分限定第三油墨供給通道62，較窄部分限定第三計(jì)量噴嘴63。結(jié)果，噴射噴嘴53這樣布置，即它位于第一和第二計(jì)量噴嘴56和59中間并與第三計(jì)量噴嘴63在基板51的厚度方向上對置。
同樣，基板51和隔板61及65可以用與前述實(shí)施例5所述的相同的材料制造?；?1的基面和背面上的凹槽的成形工作也可以按與實(shí)施例5所述相同的方式進(jìn)行。
在本實(shí)施例的印刷裝置中，為了防止待機(jī)期間油墨6和透明溶劑4的自然混合，把第一、第二和第三計(jì)量噴嘴56、59和63以及噴射噴嘴53分開布置，并且，把噴射噴嘴53的排出口與第一、第二和第三計(jì)量噴嘴56、59和63中每一個的排出口之間的最小距離d限制在與前述實(shí)施例1相同的范圍內(nèi)。類似地，噴射噴嘴53的排出口的開口面積S1和第一、第二及第三計(jì)量噴嘴56、59和63中每一個的排出口的開口面積S2這樣確定，即使之滿足與前述實(shí)施例1所述的相同的條件。另外，雖然有一些限制，但噴射噴嘴53的排出口和第一、第二、第三計(jì)量噴嘴56、59、63的排出口可以象前述那樣是各式各樣的形狀。
在根據(jù)本實(shí)施例的印刷裝置中，在隔板41的背對著稀釋劑供給通道52和第一、第二油墨供給通道55、58的各個位置上設(shè)置有作為施加壓力裝置的疊層型壓電元件66、67和68，在隔板65的外側(cè)面—即背對著第三油墨通道62的那個面上也設(shè)置有作為施加壓力裝置的疊層型壓電元件69。
順便說，根據(jù)本實(shí)施例的印刷裝置能夠按與實(shí)施例1所述基本相同的方式工作。也就是說，由噴射噴嘴53供應(yīng)的一種介質(zhì)與由第一、第二和第三計(jì)量噴嘴56、59和63中至少一個供應(yīng)的另一種介質(zhì)相混合，把所得液體混合物噴向記錄載體例如紙。
在本實(shí)施例的印刷裝置中，第一、第二和第三油墨供給通道55、58和62可填充以具有相同色調(diào)和相同濃度的油墨，能夠通過第一、第二和第三計(jì)量噴嘴中的任一個或者全部供應(yīng)給定量的計(jì)量的油墨。另一方面，第一、第二和第三油墨供給通道55、57和62可以被填充以色調(diào)相同但濃度各不相同的油墨成分。這樣能夠達(dá)到與實(shí)施例5所述相同的效果。
另外，在根據(jù)本實(shí)施例的印刷裝置中，如果對第一、第二和第三計(jì)量噴嘴分別供以不同色調(diào)的油墨成分、比如黃色、深紅色和藍(lán)綠色的油墨成分，則能夠從單一的噴嘴單元有選擇地噴射各自由稀釋劑和不同色調(diào)的油墨組分中的任意一種組成的液體混合物。這樣能夠減少噴嘴的總數(shù)并減小印刷裝置的尺寸。在這種情況下，當(dāng)同時從各計(jì)量噴嘴供給不同的油墨成分時，便能夠噴射具有各種混合色調(diào)的液體混合物，從而獲得全色的印刷圖象。實(shí)施例7本實(shí)施例示出的也是沒有孔板的端面型和具有若干個計(jì)量噴嘴的非預(yù)混型相結(jié)合的一種印刷裝置。
該印刷裝置具有與實(shí)施例5所述的印刷裝置基本相同的結(jié)構(gòu)。
也就是說，如圖15和16所示，把基板71的基面71a刻槽，以便形成第一凹槽74、第二凹槽77和第三凹槽80，所說的第一凹槽74限定了一個用以供應(yīng)作為稀釋劑的透明溶劑的稀釋劑供給通道72和一個與該稀釋劑供給通道72連通的噴射噴嘴73；所說的第二凹槽77限定了一個第一油墨供給通道75和與該第一油墨供給通道75連通的第一計(jì)量噴嘴76；所說的第三凹槽80限定了一個第二油墨供給通道78和與該第二油墨供給通道78連通的第二計(jì)量噴嘴79。第一凹槽74布置在第二凹槽77和第三凹槽80之間。第一凹槽至第三凹槽由一粘接在基板71的基面71a上的隔板81覆蓋，以最終限定各個油墨供給通道、稀釋劑供給通道和噴射及計(jì)量噴嘴。
在本實(shí)施例的印刷裝置中，如圖16和17所示，在基板71的背面、亦即與基面71a相反的那個面51b上還設(shè)置了第四凹槽84和第五凹槽87，第四凹槽84限定了一個第三油墨供給通道82和與該第三油墨供給通疲乏82連通的第三計(jì)量噴嘴83；第五凹槽87限定了一個第四油墨供給通道85和與該第四油墨供給通道85連通的第四計(jì)量噴嘴86。背面71b上的第四和第五凹槽84和87分別背對著基面71a上的第二和第三凹槽77和80布置。此外，第四和第五凹槽84和87也用一個粘接在基板71的背面71b上的隔板88覆蓋，以便最后限定第三和第四油墨供給通道82和85以及第三和第四計(jì)量噴嘴83和86。
與前述實(shí)施例類似，在本實(shí)施例的印刷裝置中，作為稀釋劑的透明溶劑通過稀釋劑供給通道72供應(yīng)給噴射噴嘴73，油墨則通過第一、第二、第三和第四油墨供給通道75、78、82和85分別供給第一、第二、第三和第四計(jì)量噴嘴76、79、83和86的排出口。
第一、第二和第三凹槽74、77和80可以分別具有與前述實(shí)施例5的第一、第二和第三凹槽34、37和40類似的形狀。第四和第五凹槽84和87從頂面看可近似于液滴狀，它們分別相當(dāng)于第二和第三凹槽77和80的形狀，第四和第五凹槽84和87各有一個較寬的部分和一個較窄的部分，較寬的部分限定了第三或第四油墨供給通道82或85，較窄的部分限定了第三或第四計(jì)量噴嘴83或86。
結(jié)果，噴射噴嘴73這樣布置、即它處在第一和第二計(jì)量噴嘴76和79之間。此外，第一和第二計(jì)量噴嘴76和79這樣布置、即它們在基板71的厚度方向與第三和第四計(jì)量噴嘴83和86背對并對正。
同時，基板71和隔板81及88可以用與前述實(shí)施例5所用的相同的材料制造?；?1的基面71a和背面71b上的那些凹槽的成形工作可以按與實(shí)施例5所述相同的方式進(jìn)行。
在本實(shí)施例的印刷裝置中，為了防止待機(jī)期間油墨6和透明溶劑4的自然混合，把第一、第二、第三和第四計(jì)量噴嘴76、79、83和86以及噴射噴嘴73獨(dú)立地布置，并且，把噴射噴嘴73的排出口同第一、第二、第三和第四計(jì)量噴嘴76、79、83和86中每一個的排出口之間的最小距離d限制在與前述實(shí)施例1所述相同的范圍內(nèi)。類似地，噴射噴嘴73的排出口的開口面積S1和第一、第二、第三及第四計(jì)量噴嘴76、79、83及86中每一個的開口的開口面積S2這樣確定、即滿足與前述實(shí)施例1所述相同的條件。另外，雖然噴射噴嘴73和第一、第二、第三及第四計(jì)量噴嘴76、79、83及86的排出口的形狀因它們必須由各自的凹槽和隔板81、88界定而受到了一些限制，但它們?nèi)钥梢韵笄笆鰧?shí)施例所述那樣具有各種各樣的形狀。
在根據(jù)本實(shí)施例的印刷裝置中，把作為壓力施加裝置的一些疊層式壓電元件設(shè)置在隔板81的分別對應(yīng)于稀釋劑供給通道72和第一第二油墨供給通道75和78的各個位置上。另外，還把作為施加壓力裝置的疊層式壓電元件設(shè)置在隔板88的對應(yīng)于第三和第四油墨供給通道82和85的各個位置上。
順便說說，根據(jù)本實(shí)施例的印刷裝置能夠按與實(shí)施例1所述基本相同的方式工作。也就是說，由噴射噴嘴73供應(yīng)的一種介質(zhì)與由第一、第二、第三和第四計(jì)量噴嘴76、79、83和86中至少一個供應(yīng)的另一種介質(zhì)混合，且混合后的液體混合物噴向記錄載體例如紙。
在本實(shí)施例的印刷裝置中，第一、第二、第三和第四油墨供給通道75、78、82和85被填充以相同色調(diào)和相同濃度的油墨成分。另一方面，第一、第二、第三和第四油墨供給通道75、78、82和85也可以被填充以具有相同色調(diào)但濃度不同的油墨成分。這樣能夠達(dá)到與實(shí)施例5所述相同的效果。
另外，在根據(jù)本實(shí)施例的印刷裝置中，如果分別對第一、第二、第三和第四計(jì)量噴嘴供以不同色調(diào)、例如，黃色、深紅色、藍(lán)綠色和黑色的油墨成分，則能夠從單一的噴嘴單元有選擇地噴射各自由稀釋劑和不同色調(diào)的油墨成分中任意一種組成的液體混合物。這樣能夠減少噴嘴的總數(shù)并減小印刷裝置的尺寸。在此情況下，當(dāng)以合適的比例同時從各計(jì)量噴嘴供給不同的油墨成分時，便能夠噴射具有各種混合色調(diào)的液體混合物，從而獲得全色的印刷圖像。
前述那些實(shí)施例只是舉例說明，因此，并不打算限定本發(fā)明的范圍。正如理解的那樣，在不違背本發(fā)明的精神和不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出各種各樣的變化和改型。
例如，在幾乎所有的前述實(shí)施例中，噴射噴嘴和計(jì)量噴嘴都可以這樣布置，即后者的中心線與前者的中心線交叉。然而，本發(fā)明并不限于這種特殊的布置。例如，噴射噴嘴的中心線和計(jì)量噴嘴的中心線可以斜交的關(guān)系或相互平行的關(guān)系布置。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的印刷裝置中，由于計(jì)量和噴射噴嘴相互分開設(shè)置，所以，在印刷裝置待機(jī)的情況下，油墨和稀釋劑不可能混合在一起，從而能確實(shí)防止液體混合物噴射時油墨和稀釋劑的自然混合。另外，這樣能夠簡化印刷裝置的結(jié)構(gòu)，并且，無需復(fù)雜的機(jī)構(gòu)例如閥之類就能夠穩(wěn)定由油墨和稀釋劑組成的液體混合物的混合和噴射作業(yè)，從而導(dǎo)致生產(chǎn)工藝的簡化和生產(chǎn)成本的降低。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于計(jì)量噴嘴的排出口和噴射噴嘴的排出口之間的最小距離限制在一個特殊的范圍內(nèi)，所以，能夠獲得對要計(jì)量的流體的良好的計(jì)量可靠性，并能確實(shí)改善由油墨和稀釋劑組成的液體混合物的混合和噴射作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種印刷裝置，包括一個具有一第一排出口的噴射噴嘴和一個具有一第二排出口的計(jì)量噴嘴，它們相互隔開布置，以便分別通過該第一和第二排出口供給兩種液體，將這兩種液體混合在一起，形成一種要噴射到記錄載體上的液體混合物，其特征在于噴射噴嘴的第一排出口和計(jì)量噴嘴的第二排出口之間的最小距離d處在0≤d＜5 的范圍內(nèi)，式中，S1代表噴射噴嘴的第一排出口的開口面積。
2.如權(quán)利要求1所述的印刷裝置，其特征在于，所說的噴射噴嘴的第一排出口的開口面積S1處在50≤S1≤40,000μm2的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的印刷裝置，其特征在于，所說的第二排出口具有開口面積S2，并且，開口面積S2與開口面積S1的比率處在5/10,000≤S2/S1≤10的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的印刷裝置，其特征在于，所說的兩種液體分別是油墨和稀釋劑。
5.一種印刷裝置，包括一個具有一第一排出口的噴射噴嘴和若干個各具有一第二排出口的計(jì)量噴嘴，這些噴嘴相互隔開布置，以便通過第一排出口和第二排出口供應(yīng)多種液體，將這些液體混合在一起，形成一種要噴射到記錄載體上的液體混合物，其特征在于所說的噴射噴嘴的第一排出口和若干計(jì)量嘖嘴中每一個的第二排出口之間的最小距離d處在0≤d≤5 的范圍內(nèi)，式中S1代表噴射噴嘴的排出口的開口面積。
6.如權(quán)利要求5所述的印刷裝置，其特征在于，所說的噴射噴嘴的第一排出口的開口面積S1處在50≤S1≤40,000μm2的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求5所述的印刷裝置，其特征在于，所說的第二排出口具有開口面積S2，并且，開口面積S2與開口面積S1的比率處在5/10,000≤S2/S1≤10的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求5所述的印刷裝置，其特征在于，所說的噴射噴嘴適宜于供應(yīng)稀釋劑，而所說的若干個計(jì)量噴嘴適宜于供應(yīng)色調(diào)相同但濃度互不相同的油墨成分。
9.如權(quán)利要求5所述的印刷裝置，其特征在于，所說的噴射噴嘴適宜于供應(yīng)稀釋劑，而所說的若干個計(jì)量噴嘴適宜于供應(yīng)色調(diào)各不相同的油墨成分。
10.如權(quán)利要求5所述的印刷裝置，其特征在于，所說的噴射噴嘴適宜于供應(yīng)稀釋劑，而所說的若干個計(jì)量噴嘴適宜于供應(yīng)色調(diào)和濃度都相同的油墨成分。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的印刷裝置無需設(shè)置閥之類的復(fù)雜機(jī)構(gòu)便能穩(wěn)定混合和噴射作業(yè)。該印刷裝置包括一個具有一第一排出口的噴射噴嘴和一個具有一第二排出口的計(jì)量噴嘴，它們互相隔開布置，以分別通過第一和第二排出口供應(yīng)兩種液體。把這兩種液體混在一起，形成一種要噴射到記錄載體上的液體混合物。噴射噴嘴的第一排出口和計(jì)量噴嘴的第二排出口之間的最小距離d處在0≤ｄ≤５S1的范圍，式中S1代表噴射噴嘴的第一排出口的開口面積。
文檔編號B41J2/21GK1140660SQ961103
公開日1997年1月22日 申請日期1996年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月14日
發(fā)明者安藤真人, 加加美俊樹, 木島公一朗, 中山徹生 申請人:索尼株式會社