[发明专利]改进流印刷的动态相移

说明书

技术领域

本发明总体上涉及数控印刷设备，并且更具体地涉及通过使邻近的喷嘴发生相移而具有在“低速”下改进的质量的连续喷墨印刷头。

背景技术

由于喷墨印刷的非击打性、低噪音特性、其使用普通纸以及其避免调色剂转印和定影，所以喷墨印刷在数控电子印刷方面已经被认为是有力的竞争者。可以按照技术将喷墨印刷机械结构分类为按需喷墨型或连续喷墨型。

第一技术即“按需”喷墨印刷通过使用(热、压电等)增压致动器提供击打在记录表面上的墨滴。许多通常实行的按需技术使用热致动来从喷嘴喷出墨滴。位于喷嘴处或位于喷嘴旁边的加热器将墨充分加热至沸腾，从而形成产生足够的内部压力以喷出墨滴的蒸汽泡。这种形式的喷墨通常被称为“热喷墨(TIJ)”。其他已知的按需液滴喷出机械结构包括：压电致动器，如1993年7月6日授权予van Lintel的第5,224,843号美国专利中公开的压电致动器；热机致动器，如由2003年5月13日授权的Jarrold等人的第6,561,627号美国专利中公开的热机致动器；以及静电致动器，如由2002年11月5日授权的Fujii等人的第6,474,784号美国专利中描述的静电致动器。

第二技术通常称作“连续”喷墨印刷，该技术使用从喷嘴产生连续的墨流的增压墨源。以某种方式扰动流，使得流以受控的方式分解成滴。通常，以固定频率施加扰动以使液体流在距喷嘴标称恒定距离处分解成尺寸基本均匀的滴，其中，该距离为称作分离长度的距离。充电电极结构位于标称上恒定的分离点处，使得在分离的时刻在滴上引入取决于数据的电荷量。带电的液滴被导向穿过固定的静电场区域，使得每个液滴都以与其电荷成比例地偏转。在分离点处建立的电荷水平使得滴行进到记录介质上的特定位置(印刷滴)或行进到用于收集和再循环的槽(非印刷滴)。

在授权予Jeanmaire等人的题为“Continuous ink-jet printing method and apparatus”的第6,588,888号美国专利(下文中称为Jeanmaire′888)中描述了一种替代类型的连续喷墨，而授权予Jeanmaire等人的题为“Continuous inkjet printhead with selectable printing volumes of ink”的第6,575,566号美国专利(下文中称为Jeanmaire′566)公开了包括液滴形成机构的连续喷墨印刷装置，其中，液滴形成机构可以以第一状态操作以形成具有第一体积的沿某一路径行进的液滴，并且该液滴形成机构可以以第二状态操作以形成具有多种大于第一体积的其他体积的沿同一路径行进的液滴。液滴偏转器系统将力施加到沿该路径行进的液滴。沿一定方向施加力，以使得具有第一体积的液滴偏离路径，同时使得具有多种其他体积的较大的液滴基本上仍旧基本沿着该路径行进或轻微地偏离该路径并且开始沿着槽路径行进以在到达印刷介质之前被收集。具有第一体积的液滴即印刷滴能够撞击接收印刷介质，而具有多个其他体积的较大的液滴是“非印刷”滴并且通过形成于槽或滴捕集器中的墨移除通道被回收或处理。

在优选的实施方式中，用于可变滴偏转的手段包括空气流或其他气流。与对大滴的轨迹的影响相比，气流对小滴的轨迹的影响更大。通常，取决于大滴是印刷滴还是小滴是印刷滴，这种使不同尺寸的滴沿着不同轨迹的印刷装置可以以下述两种模式中的至少一种模式工作：小滴印刷模式，如Jeanmaire′888或Jeanmaire′566中所公开的；以及大滴印刷模式，如也在Jeanmaire′566中或在授权予Jeanmaire等人的题为“Printhead having gas flow ink droplet separation and method of diverging ink droplets”的第6,554,410号美国专利(在下文中称为Jeanmaire′410)中所公开的。本文中下面描述的本发明是用于实现大滴印刷模式或小滴印刷模式的方法和装置。

对不同尺寸的滴的单独喷射激励和空气动力学偏转的组合产生连续液滴发射器系统，该连续液滴发射器系统消除了之前的依赖于某种形式的滴充电和静电偏转以形成期望的液体图案的CIJ(连续喷墨)实施方式的困难。替代地，液体图案通过滴体积的图案以及通过随后的对非印刷滴的偏转和捕捉而形成，其中，滴体积的图案是通过将依赖于输入液体图案的滴形成脉冲序列施加到每次喷射所产生的。另外的优点是，生成的滴通常是不带电的，因此当这些滴穿行至接收介质或捕捉槽时，在这些滴本身之间不产生静电相互作用力。