[发明专利]按需滴液打印头和打印方法

说明书

本发明涉及一种按需滴液打印方法，其包括在打印头中执行下列步骤：按需排出具有第一电荷的第一液体的第一初始液滴，使其沿着第一路径移动；按需排出具有与第一电荷相反的第二电荷的第二液体的第二初始液滴，使其沿着第二路径移动，其中第一电荷和第二电荷被选择为使得初始液滴在飞行时彼此吸引并且在到达打印表面之前在连接点处结合形成结合液滴。

本申请为申请号为201780049089.2，发明名称为“按需滴液打印头和打印方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及按需滴液打印头和打印方法。

背景技术

喷墨打印是一种打印类型，其通过在纸、塑料或其他基质上推动墨滴而重现数字图像。在使用中存在两种主要技术：连续(CIJ)和按需滴液(DOD)喷墨。

在连续喷墨技术中，高压泵引导油墨液体溶液和快干溶剂从储存器穿过喷枪体和微细喷嘴，从而通过普拉托-瑞利不稳定性(Plateau-Rayleigh instability)形成连续的墨滴流。压电晶体随着其在喷枪体内振动而产生声波，并且致使液流分裂成有规则间隔的液滴。墨滴随着它们的形成而承受充电电极产生的静电场；该静电场根据期望的液滴偏转度而变化。这在每个液滴上产生了受控的、可变的静电荷。带电的液滴通过一个或多个不带电的“保护液滴”分隔开，以使相邻液滴之间的静电斥力最小。带电的液滴穿过静电场并且通过静电偏转板被引导(被偏转)，以在受体材料(基质)上打印，或能够保持不被偏转到达集液槽，以供再利用。更高电荷的液滴被更大程度地偏转。仅有小部分液滴用于打印，大多数都被回收。油墨系统需要主动的溶剂调节，以在飞行时间(喷嘴喷射与集液槽回收之间的时间)期间并且在将与未使用的液滴一起被吸入集液槽中的气体从储存器中排出的排气步骤中应对溶剂汽化。对粘度进行监控并且添加溶剂(或混合溶剂)来抵消溶剂损失。

按需滴液(DOD)可分为为了在所打印的基质上喷射相对较大的墨滴而使用电子阀的低分辨率DOD打印机，或可以通过使用排出液滴的热DOD和压电DOD方法喷出十分小的墨滴的高分辨率DOD打印机。

在热喷墨工艺中，打印墨盒包含有一系列的微小腔室，每一个腔室都包含有加热器。为了从每个腔室中喷出液滴，电流脉冲流过加热元件致使腔室中的油墨快速汽化以形成泡沫，这使压力急剧增大，将墨滴推到纸上。油墨的表面张力以及蒸发泡沫的凝结和因此的收缩拉动另一批油墨穿过附接于油墨储存器的狭窄通道进入腔室。所使用的油墨通常是水基的并且使用颜料或染料作为着色剂。所使用的油墨必须具有挥发性成分以形成蒸发泡沫，否则不能进行液滴喷射。

压电DOD在每个喷嘴后方的油墨填充腔室中使用压电材料而不是加热元件。当施加电压时，压电材料改变形状，这在液体中产生了将液滴推出喷嘴的压力脉冲。DOD工艺使用软件来引导打印头仅在需要时每点施加零至八滴油墨。

高分辨率打印机与办公应用软件一起还用于某些工业编码和标记应用。热喷墨更常用在主要用于较小印记的基于墨盒的打印机中，例如用于制药工业。诸如Spectra或Xaar公司的压电打印头已被成功用于高分辨率箱体编码工业打印机。

所有DOD打印机都共有一个特征：当施加在无孔基质上时，所排出的墨滴与CIJ技术相比需要更长的干燥时间。原因是使用了设计时考虑到使溶剂快速干燥的CIJ技术所广泛接受的快干溶剂，但是这种使用一般在DOD技术、特别是高分辨率DOD中需要受到限制。这是因为快速干燥的油墨会导致干燥物回到喷嘴上。在大多数公知应用中，高分辨率DOD打印机在无孔基质上的印记的干燥时间会是CIJ的干燥时间的至少两倍并通常远超出三倍。这在特定的工业编码应用中是不利的，例如十分快速的生产线，其中几秒钟的干燥时间可能使仍然潮湿(未干)的印记与其他物体接触时使其受到损坏。

高分辨率DOD技术的另外的缺陷在于受限的液滴能量，这需要十分均匀地且靠近打印喷嘴地引导基质。还证明了这对某些工业应用是不利的。例如，当被编码的表面不平坦时，其不能十分靠近喷嘴被引导。