[发明专利]柔性印刷头

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于喷墨印刷机的具有多个印刷喷嘴的印刷头。

背景技术

长期以来就已知通过可自由编程的标识系统来标识产品，并且这种标识在工业上在许多领域中使用。这样对于很多应用场合主要使用喷墨印刷机，通过从印刷头的一个或多个喷嘴中喷出墨滴，以便由此可以在要待印刷的表面上构成一个点格网形式的印刷图案，喷墨印刷机使得能够无接触地对产品进行标识。

这里主要已知两种不同的技术，一种是连续喷墨(ContinuousInkjet)技术，另一种是按需即喷(Drop-on-Demand)技术。

在连续喷墨技术中多数通过用于产生压力波动的调制部件、例如通过一个压电振动器对只由一单个喷嘴连续喷出的墨束这样调制，使墨束在其从喷嘴喷出后在距喷嘴确定的距离处分裂成基本大小相同的单个墨滴。

这里这样产生的墨滴可能在其即将与墨束分离前被不同地静电充电并且接着可能在一个后续的平行板电容器的电场中对应于其相应的静电荷发生偏转，由此对于各个墨滴至少在偏转方向上产生不同的飞行轨迹。

由此至少在一横向于墨滴传播方向的方向上可以选择分别不同充电的墨滴的不同位置，由此在待标识的产品相对于印刷头进行同时和同步的相对运动时产生点状构成的印刷图案。

因为这种工作原理也在印刷头与待印刷的表面之间的确定距离上以良好的质量工作，因此也能够标识例如适度地形成(凸凹)结构的表面。但是缺陷是，由此产生的印刷线的最大高度由于系统的原因只能为约10mm至20mm，因此例如不能只通过唯一一个印刷头产生较大的字体或者例如以这样的方式来对例如管或缆线进行标识，即，以大于120度的角度范围或者甚至以360度的角度范围来印刷管或缆线的外表面。

在这些情况下需要使用多个印刷头和/或多个印刷系统并且使它们相应恰当地设置，例如圆形地围绕待印刷的物体设置，以进行360°的印刷，其中必须将印刷图案按所使用的印刷系统数量分配并且必须相应同步地印刷。这种方法本质上是复杂的、易于发生故障并且是成本昂贵的。

与连续喷墨方法不同，按需即喷印刷系统的一个印刷头具有多个单个的、可基本上相互独立地控制的喷嘴，所述喷嘴通常在喷嘴板中设置在一条线上并且相互间分别具有相同的距离。

按照原理，这样来产生各个墨滴，即，每个喷嘴与一配设给该喷嘴的喷嘴室和一配设给该喷嘴的调制部件构成一个自己的独立控制的印刷模块。为此例如所有在印刷头中存在的喷嘴室通过共同的墨水输送件与一共同的墨水储存器连接，由此在运行中分别以墨水填充喷嘴室。

在此相应的调制部件这样安装在相应的喷嘴室上，即，使所述调制部件在相应的电致动时在相应的喷嘴室中脉冲式地建立一个过压，由此将墨滴从喷嘴向外抛出。由于所述印刷模块可以基本上相互独立地控制，能够利用唯一一个共用的控制脉冲产生一条完整的印刷线，其中所述控制脉冲通过相应的控制电路同时触发所有需要的喷嘴。

根据印刷头的形式和结构不同，使各个印刷室通过所述的墨水输送管道相互连接，此外根据调制部件的工作方式不同，还可以例如只按确定的分组控制喷嘴，以产生墨滴，通过例如以一第一印刷脉冲控制喷嘴1，4，7...，以一第二印刷脉冲控制喷嘴2，5，8...，并以一第三印刷脉冲控制喷嘴3，6，9...，由此在待印刷的物体沿印刷头连续运动时产生一锯齿形的印刷线。

由于系统的原因，利用按需即喷印刷头不能在较大的距离上在产品的例如弯曲或形成凸凹结构的表面上实现高质量的印刷，因为通过这种方法产生的墨滴具有较小的喷出速度，并具有较小的直径和由此较小的质量，并且在短的飞行路程之后就已经可能由于空气阻力和外部的例如通过待标记物体的运动产生的空气运动而被从其各自的飞行轨迹中不可控地偏转，并且由此随着距离的增加使印刷图案变得越来越差。

但是因为通常期望达到高的印刷质量，因此此外还要求提供大量的印刷通道，其中同时相邻喷嘴的距离必须小并且相应喷出的墨滴也必须小。在技术上这是这样来实现的，即，通过例如将所有喷嘴室、其相应的墨水输送管道和相应的调制模块组合到一个共同的基体中并且形成一个刚性的模块，从而使大致整体式地实现整个印刷头的结构。

相应的、按照按需即喷方法工作的印刷头例如由Spectra公司、Xaar公司、柯尼卡美能达公司、惠普公司或爱普生公司工业化地制造和销售。

但是对于上述印刷头不利之处在于，只能不令人满意地或者甚至根本不能在一单个工作过程中印刷强烈弯曲的表面，或者只能在使用许多印刷头的条件下才能印刷，这意味着高投入。