噴墨印刷系統的液滴捕集裝置的制作方法

專利名稱:噴墨印刷系統的液滴捕集裝置的制作方法
從總體上說，本發明涉及通常稱為“噴墨”或“噴液”印刷裝置的無接觸式液體印刷裝置，更具體地說是涉及用于噴墨印刷系統或裝置的液滴捕集裝置。它可以用來捕集從噴嘴或噴頭孔板射出的被偏轉的且相隔很密的(即高密度的)液滴流。
采用帶電液滴的無接觸印刷裝置在本技術領域：
中通常是為人所知的，下列的美國專利都展示了這種裝置斯威特(Sweet)等的專利NO.3，373，437;克里克(Crick)的專利NO.3，560，988;卡爾頓巴赫(Kaltenbach)的專利NO.3，579，721;以及斯威特(Sweet)的專利NO.3，596，275。典型地，油墨液、染料液或其類似物的流束通過孔板的噴嘴時，在該孔板的出口處沿著“液滴形成區域”裝配了一個可獨立控制的靜電充電電極系統。按照已知的靜電感應原理，每支液流流束要接受一個與其各自的充電電極的電荷極性相反但大小相關的電荷。當一個液滴從流束中分離出來時，在該液滴中便獲得一個標量的靜電感應電荷。接著，該帶電液滴穿過一個矢量的靜電場，該電場的方向設置得能使其離開正常路線而朝著液滴捕集裝置偏轉。未充電液滴則繼續沿著正常路線運行并附著在承印物或接收板上。先有技術中的典型的噴墨印刷系統采用隨機液滴噴射系統，在該系統中處于直線性排列的液滴按照瑞利(Rayleigh)分布準則自然脫落，或由于隨意施加的高能激勵的作用而自然脫落。
在先有技術的噴墨系統所采用的液滴捕集裝置中存在著一個問題，即這種裝置還不能有效地按照應用中所要求的那樣捕集間隔很密的高密度液滴流。人們希望，液滴捕集表面設計得當各個液滴流沖擊到液滴捕集裝置表面上時，各個液滴流能將液滴捕集裝置表面“濕潤”，以形成一個順著液滴捕集裝置表面形狀流動的均勻液體粘附層。如果流束間隔很密，即處于“高密度”形式時，實際上是不可能在液滴捕集裝置上形成所希望的均勻液層，因為液滴往往從該表面溢出，從而破壞了在承印物上形成的圖象的均勻度或清晰度。當采用的基本上是垂直的或是與液滴流正常流線方向朝上或朝下只傾斜很小的角度的液滴捕集表面結構的系統中這種問題尤其嚴重。
相似地，對于高密度噴嘴或噴頭應用，其中液滴捕集表面朝液滴流線方向傾斜更大的程度，即沿液滴流線途徑更加傾斜，則各個液滴的動量變得太大，從而足以使液滴流產生“濺回”即“濺墨”狀態。這種濺墨狀況出現在與液滴捕集表面接觸點處或接近這個位置，而且往往集結在電極上、印刷物上以及噴液裝置的其它位置，從而破壞了整個印刷過程。
先有技術的液滴捕集裝置的另一個問題是，它們的有效性在很大程度上取決于作用在從孔板射出的液滴流上的噴墨或噴液壓力。亦即，適合于某一定的噴墨壓力的結構外形不一定滿足在某一更高的壓力情況下。這是由于，高壓力增加了由孔板射出的液滴的動量。此外，在壓力提高后，發生濺回的可能性顯著增大。
本發明從根本上減少了以上各種問題。它提供一種液滴捕集裝置，用于捕集從孔板噴嘴射出的、被偏轉的、緊密相鄰的(即高密度的)液滴流而對在承印物上形成的圖象的清晰性或均勻性沒有或幾乎沒有任何影響。
已經發現，采用至少具有三個單獨的但相互關聯的液滴捕集表面結構能夠有效地捕集從孔板射出的液滴流。在本發明所設想的各種實施例中，每個都具有一個共同的結構特征-一個朝著由孔板射出的液滴流的垂直流線的方向朝下傾斜的平的液滴捕集表面。已經發現，對于高密度液滴流，上述平表面相對于液滴流線的正常路線的傾斜量應當在8°-70°之間的范圍，這要視液流壓力而確定。通過采用這種具有向下傾斜的液滴捕集表面，亦即采用朝著液滴流線傾斜的平表面，被偏轉到該表面上的高密度液滴流便有效地“濕潤”液滴捕集表面，從而形成一個均勻的液體流層，該流層順著液滴捕集表面的外形流入吸收板或收集板和一個合適的真空槽中。
在采用本發明的液滴捕集表面結構的典型實施例中，液滴從一個直線性排列且間隔范圍為5～14毫米，直徑約為1.3～4毫米的噴孔或噴嘴中射出，并由平面電極進行靜電導向。該平面電極提供一橫向偏轉電場，液滴則穿過這個電場。于是單個的液滴或是因此被橫向電場所偏轉從而被捕集到液滴捕集表面上，或是允許繼續行進直至碰到承印物上。
已經發現，對于本發明的某些實施例，尤其是那些在用于地毯或類似物的印刷應用中的實施例，撞在具有向下向外傾斜、角度小于12°的液滴捕集表面上的單個墨滴(噴墨壓力約為15磅/英寸2的情況)，往往“越過”形成在液滴捕集表面上的液體流層，而不被液滴捕集表面所捕捉。在傾斜角度大于12°但小于24°(且噴墨壓力約為15磅/英寸2)時，單個噴束便完全被捕集住并在液滴捕集裝置的前緣部唇口周圍形成一個液體流層。
在本發明的其它實施例中，尤其是那些適合于在重量較輕的紡織品上應用的單色(solid shade)印刷技術應用實施例中，已經發現，如果單個的液滴射到具有在噴墨壓力為2～5磅/英寸2范圍下使用的向下和向外的傾斜角度為26°～70°之間(最好為30°)的液滴捕集表面上，單個液滴將不會在液滴捕集表面上濺起或“跳越”，而將被液滴捕集裝置完全捕捉。在最佳表面傾斜角度范圍內，由此產生的液體流層是均勻和穩定的，并且形成一個平滑的流動著的液體層，它順著液滴捕集表面的側面流入真空槽。
但是，在平行于液滴捕集表面的方向上的單個液滴的動量不應超過某些水平，這個標準由液流的動能、液滴的尺寸和液滴表面張力來確定。因此，如果增大噴墨壓力(從而增大液滴的總動量)，液滴捕集表面的傾斜角度就要改變。當噴墨壓力較高時，本發明的液滴捕集裝置就必須相應地采用較低的傾斜角度。例如，當噴墨壓力為30磅/英寸2時，相對于液滴流的最佳傾斜角度為8°左右，其允許的最大傾斜角度只有16°。相反，在壓力范圍為2～5磅/英寸2的低噴墨壓力的應用中，由于減小了油墨液滴的速度，傾斜角度可高達70°。
于是，本發明的一個目的是提供一種用于噴墨系統的經改進的液滴捕集裝置。所述噴墨系統采用諸如在隨機液滴系統中采用的間隔很密的射流束，即高密度流束。
本發明的另一個目的是提供一種油墨噴束捕集裝置。在該裝置中，被偏轉的高密度液滴被液滴捕集表面所捕集，從而在形成一個順著液滴捕集裝置的前端表面向下流動的粘附液體流層。
本發明的又一個目的是提供一種液滴捕集裝置，該裝置能夠防止被偏轉的液滴的“濺回”即“濺墨”，從而不使印刷過程的可靠性遭受破壞以及使承印物上的圖象清晰度不受影響。
本發明還有一個目的是提供一種液滴捕集裝置，該裝置可在較寬的噴墨壓力范圍內有效地工作。
作為可能是相關的先有技術的例子，現將注意力引到下面討論的一些公開了的專利項目上。
液滴捕集表面在本技術領域：
中通常是為人所知的，如由下面的美國專利得以證實達菲爾德(Duffield)的專利NO.3，777，307;達菲爾德(Duffield)的NO.3，836，914;斯蒂菲(Steffy)等的NO.3，813，675;達菲爾德(Duffield)的NO.3，936，135;帕蘭皮(Paranjpe)等的NO.4，347，520;帕蘭皮(Paranjpe)等的NO.4，238，805;格拉夫(Graf)的NO.4，283，730;巴少斯(Bassous)等的NO.4，007，464;俞(yu)的NO.4，240，082;希爾(Shell)等的NO.4，286，274;拉莫斯(Lammers)等的NO.4，292，640;舒爾茲(Shultz)的NO.4，308，543;達毛斯(Damouth)的NO.4，318，111;斯萊孟斯(Slemmons)的NO.4，280，130以及胡里巴(Huliba)等的NO.4，268，836。
達菲爾德的專利307公開了一個液滴捕集裝置，該裝置包括一個凸起形的液滴捕集表面，這個表面的第一部分在朝偏離液滴流線方向朝后傾斜，該表面的第二部分是曲面的且只有一個曲率半徑，形成一個向下且向內彎曲的表面，用于將液體從向后傾斜的第一部分送到吸收板上。
達菲爾德的專利914公開了一個凸起形的液滴捕集表面，如同達菲爾德的專利307一樣，該表面包括一個離開液體流線路線而向后傾斜的第一部分和用于將液體從第一部分傳送到吸收板上的向下向內彎曲的第二部分。但是，第二部分的結構是這樣的其靠近吸收板彎曲部分的半徑小于靠近第一部分的彎曲部分的半徑。在向下傾斜部分與較小半徑凸起的彎曲部分之間設有一居中凸起的彎曲部分。
斯蒂菲等的專利675公開了一個垂直的液滴捕集表面，該表面中有與液滴流配準的平行凹槽。這樣，撞擊到垂直表面上的偏轉液滴被捕捉在這些槽中，然后流入吸收板。
達菲爾德的專利135公開了一種常規的液滴捕集裝置。該裝置要求有一個基本上垂直的，且終止在一個相對的小半徑的下端凸起部分上的平表面。在下端凸起部分和吸收板之間形成的通道中有一個連續的彎液面。
帕蘭皮等的專利520和805公開了兩個液滴捕集裝置。其中每個液滴捕集裝置都有一個垂直的液滴捕集表面和一個沿著液滴捕集表面的下端邊緣的液滴吸收窄通道。每個液滴捕集裝置都安裝固定在一個可以繞著與數排液滴流線方向平行的軸旋轉的樞軸上，這便使液滴捕集表面能相對液滴流軸向轉動地移進或移出液滴捕集裝置。
格拉夫的專利730公開了一種“無電極”液滴印刷系統。該系統包括一個凸起的連續彎曲的液滴捕集表面。
巴少斯等的專利464公開了一個液滴捕集裝置，該裝置有一個與產生的液滴流平行布置的、基本上是平的液滴捕集表面。該液滴捕集表面終止于一個小半徑的凸起部分，以構成一個捕集被偏轉的液滴的通道。
俞的專利082公開了一個管式液滴捕集裝置，該裝置中有一個狹槽，用于使被偏轉的液滴通過，進入管道內部。
希爾等的專利274公開了一種液滴捕集裝置，該裝置有一個與被偏轉液滴流線對準的且被液滴撞擊的凸起表面。被偏轉的液滴撞擊到一個傳感器上，該傳感器則產生各種電信號，以控制油墨液滴的偏轉，從而控制液滴在傳感器上的撞擊位置。
拉莫斯等的專利640公開了一個液滴捕集裝置，該裝置有一個基本上是垂直的表面，該裝置則包括一個向后傾斜的部分，用于構成一個接受被偏轉的液滴的通道。
舒爾茲的專利543包含一個與下端偏轉板共軸的流槽和一個流槽唇部。該槽唇部構成一個相對于液滴流線的凹形表面。
達毛斯的專利111公開了一個常規的液滴捕集裝置，該裝置包括一個垂直的液滴捕集表面。這個表面終止于一個用于把被偏轉的液滴傳送到吸收板上去的向內彎曲的凸起部分。
斯萊孟斯的專利131采用了在斯蒂菲等的專利675中更加具體地描述了的開有“狹槽”的液滴捕集垂直表面。
胡里巴等的專利836采用了一個基本上是垂直的液滴捕集表面和位于具有許多內部液滴捕集內腔的液滴捕集表面下的吸收槽溝。
本發明與上述先有技術中的液滴捕集裝置的結構不同之處在于，本發明允許高密度液滴流偏轉到液滴捕集表面上，“濕潤”該表面以形成順著液滴捕集表面的外形流動的液體流層。
在噴墨壓力約15磅/英寸2，噴孔間距為5毫米和噴孔直徑為1.3毫米的情況下，液滴捕集表面應當在朝著液滴流線方向朝下傾斜12°～24°，最佳傾角為18°。如果噴墨壓力增加到30磅/英寸2，則相對于液滴流線的傾斜角在8°～16°的范圍內。在噴墨壓力為2～5磅/英寸2的“低壓”應用中，相對于液滴正常流線的傾斜角可以在26°～70°內變化。
這里有應用本發明的液滴捕集裝置的七個典型的實施例。頭五個實施例尤其實用于在印刷地毯及類似物的應用。在這些應用中，噴墨壓力保持在15磅/英寸2左右，液滴則從間距約為5毫米，直徑約為1.3毫米的一直線排列的噴孔中射出。第六和第七實施例尤其實用于所謂的“低壓”應用，在這種應用中，噴墨壓力的范圍為2～5磅/英寸2，排列成一直線列的噴孔之間的距離約為14毫米，其直徑約為4毫米。
本發明的第一個最佳實施例采用了三個平表面，構成液滴捕集裝置的前端表面。第一個(即最上端的)表面基本上是垂直的，即基本上平行于液滴流線，并終止于一個傾斜的第二平表面，后者是液滴捕集表面。第一平表面被增大(相對于其它表面)，并且相對于液滴流線被橫向移開。這樣，第一表面處于與偏轉電極平面相平行的位置上。第一平表面與偏轉電極一起大體上用于建立一個橫向偏轉電場，以實現控制單個液滴的偏轉。第二個平表面向下且向外傾斜，使其在朝著正常液滴流線的方向以18°左右的角度從第一垂直表面伸出。該第二表面終止于一個相對于第二平表面向下向內傾斜大約7°的第三平表面。這個第三平表面終止于一個由優選的多孔吸收板構成的向上指向的通道中，其中的吸收板用于接收流動的液體流層。
本發明的這個第一實施例比先有技術的裝置有一個獨特的優點，這就是這個多孔吸收板有些部分是在液滴捕集裝置本身內，從而縮短了從孔板到待印刷的承印物之間的垂直距離。這種垂直距離的縮短能最大限度地減小由斜向液滴造成的任何位置不正，防止液滴的任何雜亂偏轉，并且足以改善印刷板面的整體清晰度。在先有技術的裝置中，吸收板通常包含一個布置在水平的真空槽下面的單獨部件。
本發明的液滴捕集裝置的第二個實施例也包括一個基本上垂直的位于最上端的平表面，一個向下且向外傾斜的居中的第二平表面(即液滴捕集表面)和一個向內傾斜的、終止于其與吸收板構成的通道上的第三表面。但與第一實施例不同，第二實施例中的多孔吸收板整體都位于液流導向表面的下端邊緣的下側。吸收板上端前側邊緣位于與液流導向表面的下端外側邊緣的位置接近且與之平行，這使得兩個邊緣一起形成一個水平方向的而不是向上傾斜的通道的入口。
本發明的第三個實施例采用了一個基本上垂直的第一表面，該表面也相對于液滴流線被橫向移開放置并終止于一個向下且向外傾斜的液滴捕集平表面。居中的第二個平表面終止于一個大半徑表面，該大半徑表面將被偏轉的液滴流引入該表面與吸收板形成的通道中。
本發明的第四個實施例也采用三個平表面來構成液滴捕集裝置的前端表面外形。但是，與前三個實施例不同，該實施例中的第一個(最上端的)液滴捕集表面朝著液滴形成的路線方向傾斜并終止于一個窄短的基本上垂直的居中平表面。該第二垂直表面與一個第三平表面相連接。第三平表面則向下且向內傾斜約25°，并終止于該表面與吸收板形成的用于接受流動液體的通道上，并且吸收板的邊緣也接近于液滴捕集裝置的液體導向表面的最下端邊緣，使它們一起構成了一個水平通道的入口。
本發明的第五實施例采用四個(而不是三個)平表面構成液滴捕集裝置的前端表面外形。象在第四個實施例中的那樣，第一個(最上端的)平表面用作液滴捕集平面，且向下朝著正常液滴流線路線傾斜。第二個居中的平表面基本上是垂直的并且終止于第三個平表面上。這第三個平表面相對于第二個垂直平表面是向內傾斜的。第四個平表面也是向下且向內傾斜的，這樣它便與第三個平面一起構成一個V形的外形輪廓。第四表面終止于該表面與吸收板構成的水平通道上。
本發明的第六實施例采用基本上是垂直的第一平表面，該表面相對于液滴流的正常流線被橫向移開放置，并且終止于一個向下且向外傾斜的液滴捕集平表面。該居中的第二平表面終止于一個大半徑的第三表面。這個第三表面朝著液滴流的正常流線上凸起并向下向內傾斜，即朝著偏離液滴流線方向傾斜。與第三個實施例不同，該居中的大半徑表面的下端終止于一個第四凸起曲表面，這個曲表面將被偏轉的液滴流引入曲表面與吸收板構成的通道中。
本發明的第七個實施例也采用基本上是垂直的第一平表面。這個表面相對于液滴流線被橫向移開放置并終止于一個向下向外傾斜的液滴捕集表面。居中的第二平表面終止于一個向內傾斜的第三平表面。與第三實施例不同，該居中的第三平表面終止于一個彎曲的緊半徑(tight-radius)的流體導向表面，這個表面用于將被偏轉的液滴流導入該表面與吸收板構成的向上傾斜的通道中。第七實施例還與前面各實施例不同的是，這個基本上垂直的第一平表面較長，從而增加了第一平表面與偏轉電極板構成的垂直空間的長度。這樣，在第七實施例中，通過進一步穩定充電電場，改善了對液滴偏轉的控制，并且特別適用于諸如單色(Solid Shade)印刷技術的“低壓”應用。與第六實施例一樣，吸收板置入液滴捕集裝置的本體內，從而吸收板的下端邊緣不與液流導向表面的下端彎曲部分相切。
在以下的附圖中作了一些標號，其中相同的標號在所有的各個附圖中表示相同的結構部件。附圖中圖1是一個使用本發明的液滴捕集裝置的噴墨印刷裝置的立視圖。
圖2是本發明的用于捕集被偏轉的液滴的最佳液滴捕集裝置的剖面立視圖。
圖3、4、5、6、7和8是本發明的液滴捕集裝置的其它典型實施例的剖面立視圖。
如圖1所示，一個根據本發明的噴墨裝置10大體上包括一個帶有噴嘴孔板12的印刷頭11，通過孔板12射出一列直線的液流，以產生按順序排列的大量液滴13，這些液滴13沿著正常的液滴飛行路線(如箭頭14所示)，朝著一個在由箭頭A所指的方向上移動著的承印物29飛去。利用具有支撐結構17的充電電極16對選擇的液滴進行充電，使得當這些選擇的帶電液滴通過由偏電極18產生的偏轉電場時，帶電液滴將偏離正常的液滴飛行線路15而朝著液滴捕集裝置20的方向偏轉。在另一方面，未充電的液滴則繼續沿著飛行線路15飛行直到附著在承印物29上。
圖1表示的最佳液滴捕集裝置(由圖2詳細地示出)與充電電場的某個下端連接起來。該液滴捕集裝置有一個基本上是垂直的第一平表面21，該平表面21終止于一個位于中間的第二平表面22。而這第二平表面22相對于平表面21向下且向外傾斜，即朝著從孔板12射出的液滴流線方向傾斜。平表面22終止于一個第三平表面24，該平表面24相對于平表面22向內傾斜并與吸收板28一起形成一個向上引導的通道27。通道27與一個真空源相連，使得當收集的墨液順著液滴捕集裝置表面流淌時能連續地將其移去。
基本上垂直的平表面21維持一個由偏轉電極產生的均勻偏轉電場，從而防止液滴13的任何非均勻偏轉。平表面22的傾斜也使得能在沒有任何飛濺或“濺墨”現象下捕集液滴，從而均勻流動著的液體流層被連續地從表面24轉送到通道27內。
附圖中的圖2示出了本發明的液滴捕集裝置的最佳實施例，并整體上示為30。三個各異的平表面構成液滴捕集裝置的前端側面。由31表示的最上端的表面基本上是垂直的，其未端是第二平表面32，32是液滴捕集表面。垂直表面31相對于液滴流被橫向移開放置，從而使偏轉電極(未示出)產生的偏轉電場基本上均衡。居中的第二平表面32相對于垂直表面31向下且向外傾斜，即朝著正常的液滴流線(由箭頭36所示)的方向傾斜，并終止于第三平表面34。該第三平表面34相對于液滴流線36向下、向內大約傾斜7°并終止于該表面與吸收板38形成的向上引導的通道37上。向下向外傾斜的平表面32相對于垂直表面31大約傾斜18°。
圖2中也示出了本發明的液滴捕集裝置的三個重要參數，角A被認為是最關鍵的設計參數，它的值根據噴嘴直徑、噴射速度、液滴的表面張力和粘度由實驗來確定。角度B(其值也是由實驗來定)代表終止于向上引導的通道27上的最下端平表面的傾斜量。角B對液滴捕集裝置的總的性能被認為是不太關鍵的。同樣，尺寸參數CH被認為是重要的但沒有參數A關鍵。尺寸參數CH代表液滴捕集表面的最佳高度。確定本發明液滴捕集裝置的平表面的各種角度和尺寸參數值歸納于下面的表1中。
表1＊實施例 角度A 角度B 尺寸CH 附圖(英寸)1 18° 7° 0.091 22 18° 7° 0.091 33 25° -- 0.045 44 12° 25° 0.227 55 12° 25° 0.182 66 30° -- 0.100 77 30° 7° 0.240 8注＊噴墨壓力為15磅/英寸2在本發明的最佳實施例中，通過將多孔吸收板38嵌入液滴捕集裝置主體內而縮短了從孔板到承印物的距離，從而使由于斜行的液滴和任何雜散偏離液滴造成的位置不正減少到最低程度。如圖所示，吸收板38的邊緣與液滴捕集裝置的液體導向表面的下端斜面35不在一條直線上。
具體參加附圖中的圖3，本發明的第二個實施例一般地表示為40，它由三個平面構成液滴捕集裝置的前端側面。第一表面41基本上是垂直的，并且相對于正常液滴流線被橫向移開放置，使得偏轉電場基本上均等，從而達到對液滴的更有效的偏轉控制。垂直表面41終止于一個向下且向外傾斜的液滴捕集平表面42。該平表面從第一垂直表面41朝著液滴流的方向凸出。該第二實施例還有一個向內傾斜的第三平表面44，該第三平表面44終止于它與吸收板48構成的通道47上。第三平表面相對于第一平表面41傾斜的角度大約為7°。向外向下傾斜的第二平表面47相對于最上端的垂直表面41大約傾斜18°。與第一實施例不同，該實施例中的吸收板48的邊緣基本上與向內傾斜的表面44的傾斜面成一條直線且構成一個水平指向的而不是向上指向的通道47。
圖4示出了本發明的液滴捕集裝置的第三個實施例(總體上示為50)。其中第一表面51基本上是垂直的并且相對于液滴流的正常流線橫向移開放置。垂直表面51終止于向下向外傾斜的平表面52，該平表面52用作液滴捕集表面。平表面52終止于一個朝著正常液滴路線凸出的大半徑表面54上。曲表面54用于引導被偏轉的液滴流層進入由表面54與吸收板58構成的通道57中。如在第二實施例中那樣，吸收板58的邊緣與液流導向表面54的下端彎曲部分成一直線，亦即與之相切。
本發明的第四個實施例示于圖5中，它也由三個平表面構成液滴捕集裝置(總體上示為60)的前端側面。但是，最上端表面62不是垂直的，而是相對于液滴流的正常流線方向朝下和朝內傾斜大約12°。居中的第二表面62基本上是垂直的并終止于第三平表面64，平表面64相對于居中的平表面63向下向內大約傾斜25°。吸收板68的邊緣與表面63的斜面成一直線并構成水平通道67。
圖6示出了本發明的第五個實施例(總體上示為70)。該實施例有四個平表面而不是三個平表面。與第四個實施例相似，本實施例的液滴捕集裝置表面由最上端的液滴捕集表面72構成。該液滴捕集表面72相對于液滴流的正常流線向下向外傾斜約12°。該最上端的表面72終止于一個基本上垂直的且位于中間的狹窄平表面73，而該表面73又終止一個向內傾斜(例如傾斜大約25°左右)的第三個平表面74。第四平表面75與第三平表面74形成一個V字形側面，并終止于該第三表面與吸收板78構成的水平通道77上。
圖7示出了本發明的第六個實施例(總體上示為80)。如上所示，該實施例實用于單色(solid shade)印刷技術，在這種技術中噴墨壓力在2～5磅/英寸2的范圍內。從直線排列的噴孔內射出的液滴有大約為14毫米的間隔，其液滴直徑約為4毫米。
第一表面81基本上是垂直的并且相對于液滴流的正常流線被橫向移開放置。垂直表面81終止于向下且向外傾斜的平表面82，該平表面82用作液滴捕集表面。平表面82終止于一個大半徑的中間表面84，該表面84朝著正常液滴流線凸起但相對于液滴流而向下向內傾斜。凸形表面84終止于第二個凸形表面85。該凸形表面85以稍微小于凸形表面84的半徑向下彎折。表面85用于將偏轉液滴的流層導入由表面85與吸收板88構成的通道87中。與第三個實施例不同，本實施例中的吸收板88的邊緣不與液流導向表面85的下端彎曲部分成一直線，即不與其相切。
圖8示出了本發明的液滴捕集裝置的第七個實施例(總體上示為90)。其中，第一表面91基本上是垂直的，并且相對于液滴流的正常流向被橫向平移放置。垂直表面91終止于一個向下向外傾斜的平表面92。該平表面92用作液滴捕集表面。平表面92終止于一個相對于液滴流向下向內傾斜7°左右的第三個平表面94。該第三平表面94終止于一個朝著正常液滴流線凸起的緊半徑(tight-radius)的液流導向表面95，曲表面95用于將偏轉的液滴流層導入由其與吸收板98形成的向上傾斜的通道97中。與第六個實施例中的一樣，本實施例中的吸收板98的邊緣不與液流導向表面95的下端彎曲部分相切。
雖然這里描述的本發明的一些實施例認為是本發明的最佳實施例，但是在本技術領域：
的人員將會認識到對本發明可以作出許多改型而不會改變本發明的新穎特性。這些改型將與本文末所附的權利要求
的最寬的范圍一致，從而包括所有等同或相近的裝置和/或組件。
權利要求
1.一種用于噴液(或噴墨)印刷裝置的液滴捕集裝置，所述噴液印刷裝置在壓力作用下產生一組直線排列的液滴流并使某些選擇出來的液滴流離開正常的液滴流線而偏向液滴捕集裝置，所述液滴捕集裝置包括吸收板和捕集被偏轉的液滴的液滴捕集表面，所述液滴捕集表面包括(a)一個位于上端且基本垂直的第一平表面，(b)一個布置在所述第一平表面下邊的且在朝著所述正常液滴流線方向朝下傾斜的居中的平表面，以及(c)一個布置在所述居中平表面下面且沿著偏離所述正常液滴流線方向朝下傾斜的下端平表面，所述液滴捕集表面能有效地將所述被偏轉的液滴的流層從所述居中平表面傳送到所述吸收板上。
2.如權利要求
1所述的液滴捕集裝置，其中所述居中平表面相對于所述正常的液滴流線的傾斜角度在8°～70°范圍之間。
3.如權利要求
1所述的液滴捕集裝置，其中所述的液滴流是在約為15磅/英寸2的壓力下產生的且其中所述的居中平表面相對于所述正常液滴流線的傾斜角度范圍在12°～24°之間。
4.如權利要求
1所述的液滴捕集裝置，其中所述液滴流在約為30磅/英寸2的壓力下產生，而其中所述的居中平表面相對于所述正常液滴流線的傾斜角度范圍在8°～16°之間。
5.如權利要求
1所述的液滴捕集裝置，其中所述的下端平表面相對于所述正常的液滴流線傾斜7°左右。
6.如權利要求
1所述的液滴捕集裝置，其中所述下端平表面終止于該平表面與一個接收被偏轉的液滴流層的所述吸收板所構成的向上指向的通道上。
7.如權利要求
1、2、3、4或5中任意一個所述的液滴捕集裝置，其中所述下端平表面和所述吸收板之間構成了一個用于接收被偏轉的液滴流層的通道，而且其中所述的吸收板的前端邊緣不與所述下端平表面的下端邊緣相切。
8.如權利要求
1所述的一種噴液印刷裝置，在壓力下產生一組直線排列的液滴流并使被選擇的某些偏離正常的液滴流線的液滴轉向一個液滴捕集裝置，其中所述噴液印刷裝置在壓力下通過一噴嘴孔板產生所述一組直線排列的液滴流，所述噴嘴孔板有一組直線列、直徑為1～2毫米的噴嘴或噴孔。
9.一種用于噴液印刷裝置的液滴捕集裝置，所述噴液印刷裝置在壓力下產生一組直線排列的液滴并使某些選擇出來的液滴離開正常的液滴流線而偏向液滴捕集裝置，所述液滴捕集裝置包括吸收板和捕集被偏轉的液滴的液滴捕集表面，所述液滴捕集表面包括(a)一個基本上是垂直的上端第一平表面，(b)一個布置在所述第一平表面下端，且朝著所述正常液滴流線朝下傾斜的居中平表面，以及(c)一個布置在所述居中平表面下邊并朝著偏離所述正常的液滴流線彎曲的曲表面，所述液滴捕集表面能有效地將所述被偏轉的液滴流層從所述居中平表面傳送到所述吸收板上。
10.如權利要求
9所述的液滴捕集裝置，其中所述居中平表面相對于所述正常的液滴流線的傾斜角度約為25°。
11.如權利要求
9所述的液滴捕集裝置，其中所述曲表面有一個在偏離所述正常的液滴流線方向的彎曲部分，其該彎曲部分的半徑約為0.250英寸。
12.如權利要求
9所述的液滴捕集裝置，其中所述曲表面終止于該曲表面與所述吸收板構成的通道上，所述通道用于接收被偏轉的液滴的流層。
13.如權利要求
9所述的一種在壓力下產生一組直線排列液滴流并使被選擇的某些液滴偏離正常的液滴流線而轉向一個液滴捕集裝置的噴液印刷裝置，其中所述噴液印刷裝置在壓力下通過一噴嘴孔板產生所述一組直線排列的液滴流，所述噴嘴孔板有一組直線排列的直徑為1～2毫米的噴嘴或噴孔。
14.一種用于噴液印刷裝置的液滴捕集裝置，所述噴液印刷裝置在壓力下產生一組直線排列的液滴流并使某些被選擇出來的液滴離開正常的液滴流線而偏向液滴捕集裝置，所述液滴捕集裝置包括吸收板和捕集被偏轉的液滴的液滴捕集表面，所述液滴捕集表面包括(a)一個朝著所述正常液滴流線方向朝下傾斜的位于上端的第一平表面，(b)一個布置在所述第一平表面下邊并基本上平行于所述正常的液滴流線的居中平表面，以及(c)一個布置在所述居中表面下邊并朝著離開所述正常液滴流線方向向下傾斜的下端平表面，所述液滴捕集表面能有效地將所述被偏轉的液滴流層從所述第一平表面傳送到吸收板上。
15.如權利要求
14所述的液滴捕集裝置，其中所述第一平表面相對所述正常的液滴流線的傾斜角度在8°～70°之間。
16.如權利要求
14所述的液滴捕集裝置，其中所述液滴流在約15磅/英寸2的壓力下產生，而且其中所述第一平表面相對所述正常的液滴流線傾斜角度為12°～24°。
17.如權利要求
14所述的液滴捕集裝置，其中所述液滴流在約30磅/英寸2的壓力下產生，而且其中所述第一平表面相對所述正常的液滴流線的傾斜角度為8°～16°。
18.如權利要求
14所述的液滴捕集裝置，其中所述的下端平表面相對于所述正常的液滴流線的傾斜角度約為25°。
19.如權利要求
14所述的液滴捕集裝置，其中所述下端平表面和所述吸收板構成一個接收所述被偏轉的液滴流層的通道。
20.如權利要求
14所述的、在壓力下產生一組直線排列液滴流，并使被選擇出來的某些液滴偏離正常的液滴流線而轉向一個液滴捕集裝置的一種噴液印刷裝置，所述噴液印刷裝置在壓力下通過一噴嘴孔板產生所述一組直線排列的液滴流，所述噴嘴孔板有一組直線排列的直徑為1～2毫米的噴嘴或噴孔。
21.一種用于噴液印刷裝置的液滴捕集裝置，所述噴液印刷裝置在壓力下產生一組直線排列的液滴流并使某些選擇出來的液滴離開正常的液滴流線而偏向液滴捕集裝置，所述液滴捕集裝置包括吸收板和捕集被偏轉的液滴的液滴捕集表面，所述液滴捕集表面包括(a)一個朝著所述液滴流線向下傾斜的第一平表面，(b)一個布置在所述第一平表面下邊并基本上平行于所述正常液滴流線的第一居中平表面，(c)一個布置在所述第一居中平表面下邊并朝著離開所述正常的液滴流線方向向下傾斜的第二居中平表面，以及(d)一個布置在所述第二居中平表面下邊，并且也是朝著離開所述正常液滴流線方向向下傾斜的下端平表面，所述液滴捕集表面能有效地將被偏轉的液滴流層從所述第一平表面傳送到所述吸收板上。
22.如權利要求
21所述的液滴捕集裝置，其中所述第一平表面相對于所述正常的液滴流線的傾斜角度在8°～70°之間。
23.如權利要求
21所述的液滴捕集裝置，其中所述液滴流在約為15磅/英寸2的壓力下產生，而且其中所述第一平表面相對所述正常的液滴流線的傾斜角度為12°～24°。
24.如權利要求
21所述的液滴捕集裝置，其中所述液滴流在約為30磅/英寸2的壓力下產生，而且其中所述第一平表面相對所述正常的液滴流線的傾斜角度為8°～16°。
25.如權利要求
21所述的液滴捕集裝置，其中所述第二居中平表面相對于所述正常的液滴流線的傾斜角度約為25°。
26.如權利要求
21所述的、在壓力下產生一組直線排列的液滴流并使被選擇出來的某些液滴偏離正常液滴流線而轉向一個液滴捕集裝置的噴液印刷裝置，其中所述噴液印刷裝置在壓力下通過一噴嘴孔板產生所述的一組直線排列的液滴流，所述噴嘴孔板上有一組直線排列的直徑為1～2毫米的噴嘴或噴孔。
27.一種用于噴液印刷裝置的液滴捕集裝置，所述噴液印刷裝置在壓力下產生一組直線排列的液滴流，對所述液滴流中的某些選擇的液滴充電，并利用一個第一電極平板提供一個橫向偏轉電場，使得當所述液滴通過所述橫向偏轉電場時，使被選擇的充電液滴偏離所述正常的液滴流線，所述被偏轉的充電液滴被所述液滴捕集裝置所捕集，其中所述液滴捕集裝置包括為使所述液滴流所通過的橫向偏轉電場基本上均等而置于與所述第一電極平板相平行的表面，吸收板，以及連接在所述使充電電場均等的表面下端的液滴捕集表面，所述液滴捕集表面包括(a)一個朝著所述正常的液滴流線方向向下傾斜的第一平表面部分和(b)一個與所述第一平表面相連以提供一個離開所述正常的液滴流線而向后布置的通道，從而將被偏轉的液滴流層從所述第一平表面傳送到所述吸收板的第二表面部分。
28.如權利要求
27所述的液滴捕集裝置，其中所述的向后布置的通道是向上指向的。
29.如權利要求
27所述的、在壓力下產生一直線排列的液滴流并使被選擇的某些液滴偏離正常的液滴流線而轉向一個液滴捕集裝置的一種噴液印刷裝置，所述噴液印刷裝置在壓力下通過一噴嘴孔板產生所述一組直線排列的液滴流，所述噴嘴孔板有一組直線排列的直徑為1～2毫米的噴嘴或噴孔。
30.一種用于噴液印刷裝置的液滴捕集裝置，所述噴液印刷裝置在壓力下產生一組直線排列的液滴流并使某些被選擇出來的液滴離開正常的液滴流線而偏向液滴捕集裝置，所述液滴捕集裝置包括吸收板和捕集被偏轉的液滴的液滴捕集表面，所述液滴捕集表面包括(a)一個基本垂直的位于上端的第一平表面，(b)一個布置在所述第一平表面下邊并朝著所述正常的液滴流線方向向下傾斜的居中平表面，(c)一個布置在所述居中平表面下邊并朝著離開所述正常液滴流線方向向下傾斜的第一凸起曲表面，以及(d)一個布置在所述第一凸起曲表面下邊的第二凸起曲表面，所述液滴捕集表面能有效地將被偏轉的液滴流層從所述居中平表面傳送到所述吸收板上。
31.如權利要求
30所述的液滴捕集裝置，其中所述居中平表面相對于正常的液滴流線傾斜角度約為30°。
32.如權利要求
30所述的液滴捕集裝置，其中所述第一凸起曲表面有一個偏離所述正常液滴流線的半徑約為0.25英寸的彎曲部分。
33.如權利要求
30所述的液滴捕集裝置，其中第二凸起曲表面有一半徑約為0.06英寸的彎曲部分。
34.如權利要求
30所述的液滴捕集裝置，其中所述第二凸起曲表面終止于一個由該曲表面和所述吸收板所構成的、用于接收所述被偏轉的液滴流層的通道上。
35.如權利要求
30所述的、在壓力下產生一組直線排列的液滴流并使被選擇的某些液滴偏離正常的液滴流線而轉向一個液滴捕集裝置的一種噴液印刷裝置，所述噴液印刷裝置在壓力下通過一噴嘴孔板產生所述一組直線排列的液滴流，所述噴嘴孔板有一組直線排列的直徑約為4毫米的噴嘴或噴孔。
36.一種用于噴液印刷裝置的液滴捕集裝置，所述噴液印刷裝置在壓力下產生一組直線排列的液滴流并使某些被選擇出來的液滴離開正常的液滴流線而偏向液滴捕集裝置，所述液滴捕集裝置包括吸收板和捕集被偏轉的液滴的液滴捕集表面，所述液滴捕集表面包括(a)一個基本上垂直的位于上端的第一平表面，(b)一個布置在所述第一平表面下邊并朝著所述正常的液滴流線方向向下傾斜的居中平表面，(c)一個布置在所述居中平表面下邊并朝著離開所述正常液滴流線方向向下傾斜的下端平表面，以及(d)一個布置在所述下端平表面下邊并沿著離開所述正常液滴流線方向彎曲的緊半徑曲表面，所述液滴捕集表面能有效地將所述被偏轉的液滴流層從所述下端平表面傳送到所述吸收板上。
37.如權利要求
36所述的液滴捕集裝置，其中所述居中平表面相對于正常的液滴流線的傾斜角度約為30°。
38.如權利要求
36所述的液滴捕集裝置，其中所述的緊半徑曲表面有一在離開所述正常的液滴流線方向朝上彎曲的、半徑約為0.10英寸的彎曲部分。
39.如權利要求
36所述的液滴捕集裝置，其中所述的緊半徑曲表面終止于一個由該曲表面與所述吸收板構成的、用于接收所述被偏轉的液滴流層的通道上。
40.如權利要求
36所述的、在壓力下產生一組直線排列的液滴流并使被選擇出來的某些液滴偏離正常的液滴流線而轉向一個液滴捕集裝置的一種噴液印刷裝置，所述噴液印刷裝置在壓力下通過一噴嘴孔板產生一組直線排列的液滴流，所述噴嘴孔板有一組直線排列的直徑約為4毫米的噴嘴或噴孔。
專利摘要
一種用于噴液印刷裝置的液滴捕集裝置。這種噴液印刷裝置中有一噴嘴孔板在壓力下產生一組直線排列的間隔很密的(即高密度的)液滴流，其中某些液滴被偏離一正常液滴流線而轉向一液滴捕集裝置。一個最佳實施例中的液滴捕集裝置包括一個位于上端的基本上平行于液滴流線的第一平表面，一個布置在第一平表面下邊并相對于第一平表面向下向外傾斜的居中平表面，以及一個布置在居中平表面下邊并終止于由其與吸收板形成的向上指向的通道上的下端平表面。
文檔編號B41J2/09GK87103161SQ87103161
公開日1987年12月23日 申請日期1987年5月4日
發明者理查德·蘇特拉, 約翰·L·德萊斯勒, 蒂莫西·H·阿爾徹 申請人:伯林頓工業公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan