按需滴墨印刷头和按需滴墨印刷方法技术

一种按需滴墨印刷方法，包括在印刷头中执行下述步骤：排出第一液体的第一初始液滴(x21A)，以使其沿第一路径移动；排出第二液体的第二初始液滴(x21B)，以使其沿第二路径移动；控制第一初始液滴(x21A)与第二初始液滴(x21B)的飞行，以使第一初始液滴与第二初始液滴在印刷头内的反应室内的连接点(x32)处结合成结合液滴(x22)，从而在反应室的受控环境内、在第一初始液滴的第一液体与第二初始液滴的第二液体之间引发化学反应；以及至少借助于气流(x71A，x71B)控制结合液滴(x22)的飞行。

On demand ink drop printing head and on demand ink drop printing method

An on-demand drops of ink printing method, including the implementation of the steps in the print head: first discharge liquid first initial droplet (x21A), in order to make it move along the first path; from second to second of the initial liquid droplets (x21B), in order to make it move along the second path; control the initial droplet (x21A) and second (x21B) of the initial droplet flight, so that the first and second connection points of initial liquid drop of initial liquid droplets in a reaction chamber within the printing head (X32) at the junction with synthetic droplet (X22), and in a controlled environment within the reaction chamber, between the second liquid first initial liquid the first second drops of liquid and the initial droplet caused by chemical reaction; and at least by air (x71A, x71B) combined with controlled droplet (X22) flight.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】按需滴墨印刷头和按需滴墨印刷方法
本专利技术涉及按需滴墨印刷头和按需滴墨印刷方法。
技术介绍
喷墨印刷是一种通过将墨滴发射到纸、塑料或其他基底上来再造数字图像的印刷方式。使用中有两种主要技术：连续(CIJ)和按需滴墨(DOD)喷墨。在连续喷墨技术中，高压泵引导油墨与快干溶剂的液体溶液从储存器穿过枪体和微小的喷嘴，通过普拉托-瑞利(Plateau-Rayleigh)不稳定性产生连续的墨滴流。压电晶体随着其在枪体内振动而产生声波，并使液流每隔一定时间分解成液滴。墨滴在它们形成时经受带电电极产生的静电电场；该电场根据所需的液滴偏转程度而变化。这在每个液滴上产生受控的、可变的静电电荷。带电的液滴通过一个或多个不带电的“保护液滴”分开，以使相邻液滴之间的静电排斥最小。带电的液滴穿过静电场并且通过静电偏转板引导(偏转)，以印在受体材料(基底)上，或者允许依旧不偏转，以到达收集槽供再使用。更高度带电的液滴偏转程度更大。只有少部分液滴被用于印刷，大部分被回收。油墨系统需要主动的溶剂调节，以抵抗飞行期间(喷嘴喷射与槽回收之间的时间)以及来自排气过程的溶剂蒸发，与未使用的液滴一起吸入槽中的气体通过该排气过程从储存器中排出。监测粘度并加入溶剂(或溶剂混合物)，以抵消溶剂损失。按需滴墨(DOD)可以分为低分辨率DOD印刷机，其使用电动阀以在印刷基底上喷出较大的墨滴，或者高分辨率DOD印刷机，其可以通过使用排出液滴的热DOD和压电DOD方法来喷出非常小的墨滴。在热喷墨过程中，印刷墨盒包含一系列微小腔室，其每个都含有加热器。为了从每个腔室喷出液滴，使电流脉冲穿过加热元件，引起腔室内油墨快速蒸发形成气泡，这引起压力大幅度增加，将墨滴发射到纸上。油墨的表面张力以及汽泡的凝结及由此产生的收缩带动油墨穿过附接于油墨储存器的狭窄通道再次填充进入腔室。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汽泡，否则无法发生液滴喷射。压电DOD使用每个喷嘴后部的油墨填充室中的压电材料代替加热元件。当施加电压时，压电材料改变形状，这在液体中产生了将墨滴推出喷嘴的压力脉冲。仅在需要时，DOD过程使用引导头部每点施加0至8个墨滴的软件。除了办公室应用之外，高分辨率印刷机还正用在一些工业编码和标记的应用中。热喷墨更常用于主要针对较小印痕的基于墨盒的印刷机，例如用于制药工业。诸如Spectra或Xaar公司的压电印刷头已经成功地用于高分辨率箱体编码的工业印刷机。所有DOD印刷机都拥有一个共同的特征：与CIJ技术相比，排出的墨滴在施加于无孔基底上时的干燥时间更长。原因是快干溶剂的使用，其被考虑快干溶剂进行设计的CIJ技术充分接受，但是这种使用一般在DOD技术中需要受到限制，特别是高分辨DOD。这是因为快干油墨会在喷嘴上引起干后变淡(dryback)。在大多数已知的应用中，高分辨率DOD印刷机在无孔基底上的的印痕的干燥时间会是CIJ的至少两倍，通常是三倍以上。这在某些工业编码应用中是缺点，例如非常快速的生产线，其中数秒的干燥时间可能使仍然湿润的(没有干燥的)印痕在与其他物体接触时遭受破坏。高分辨率DOD技术的另一个缺点是有限的滴墨能量，这就要求基体被非常均匀地且紧靠印刷喷嘴地引导。这也被证明了对一些工业应用是不利的。例如，当被编码的表面不平坦时，其无法被引导为极其靠近喷嘴。CIJ技术也被证明了具有固有局限性。迄今为止，CIJ尚未成功用于高分辨率印痕，因为其需要特定的液滴尺寸来正常工作。CIJ技术的另一个众所周知的缺点是溶剂的使用率高。这不仅造成供应成本高，而且还可能对操作者和环境有害，因为最有效的溶剂是有毒的，例如广泛使用的MEK(甲基乙基酮)。下述文献说明了对喷墨印刷技术的各种改进。T.Hasegawa等人的文章“供体-受体型有机电荷转移复合物的双注射喷墨印刷：湿/非湿限定及其对于接触工程的应用”(固体薄膜杂志第518期(2010)，第3988-3991页)提出了一种双注射喷墨印刷(DS-IJP)技术，其中，包括可溶组分供体(例如，四硫富瓦烯，TTF)和受体(例如，四氰基对苯二醌二甲烷，TCNQ)分子的两种皮升级墨滴独立地沉积在基底表面的相同位置，以形成TTF-TCNQ的难溶金属化合物膜。该技术使用湿/非湿表面改性来将单独印刷的供体和受体油墨的混合液滴限制于预定区域，这导致皮升级瞬时的复合物形成。美国专利US7429100提出了用于增加连续操作的喷墨印刷机的墨滴射流中的墨滴的数量的方法和装置，其中将至少两个分别产生的墨滴射流的墨滴结合成一个墨滴射流，使得结合的墨滴射流完全封住对应的分开的墨滴射流的分开的墨滴，并因此在单独的流中具有等于墨滴的数量之和的墨滴数量。来自单独的流的液滴彼此不碰撞并且彼此不结合，而是在结合的墨滴射流中仍然是分开的墨滴。美国专利申请US20050174407提出了一种用于沉积固体材料的方法，其中一对喷墨印刷设备各自沿使得墨滴在飞行过程中碰撞的方向喷射墨滴，形成继续朝基底前进的混合液滴，其中混合液滴形成在印刷头外部。日本专利申请JP2010105163A公开了一种喷嘴板，其包括多个喷嘴孔，所述喷嘴孔排出在喷嘴板外部飞行时结合的液体。美国专利US8092003提出了用于使用数字油墨和催化剂在基底上数字印刷图像的系统和方法，该催化剂引发和/或加速油墨在基底上的固化。油墨与催化剂在处于喷墨印刷机的头部内时保持彼此分离，并且仅在从头部排出后结合，即在头部外部结合。这可能在液滴在头部外飞行时聚结的精确控制方面产生问题，并且在被印刷物体上的液滴放置时相应地缺乏精确控制。例如，如专利文献US3657599、US20110193908或US20080074477中描述的那样，存在用于通过使用电极影响带电液滴来改变离开印刷头的液滴速度的各种已知布置。美国专利申请US20080074477公开了一种用于在连续喷墨印刷机中控制液滴体积的系统，其中，均从单个喷嘴喷出的一系列墨滴沿纵向轨迹喷射在目标基底上。从该轨迹中的一系列液滴中选择一组液滴，并通过使该组液滴的上游液滴静电加速和/或使该组液滴的下游液滴静电减速而将该组液滴结合成单个液滴。德国专利申请DE3416449和DE350190提出了包括产生连续液滴流的液滴发生器的CIJ印刷头。由于喷嘴附近的周期性压力扰动而产生液滴流，其将出现的喷墨分解成相同尺寸且等间隔的液滴。大部分液滴通过槽收集并送回向液滴发生器供应油墨的储存器，如CIJ技术中常见的那样。日本专利申请JPS5658874提出了一种包括产生等间隔的液滴流的喷嘴的CIJ印刷头，其中一些液滴通过槽收集，并且只有一些液滴到达待印刷表面。液滴路径通过一组电极改变，使得一种液滴的路径被改变为与另一种液滴的路径相交。由于CIJ和DOD技术的印刷头之间的实质性结构和技术差异，这些印刷头彼此不兼容并且单独的特征在各技术之间不可转换。美国专利US8342669公开了一种包括至少两种油墨的油墨组，这些油墨可以在任何时间混合(如下：喷出前、喷出过程中或喷出之后)。特定的实施方式表明油墨可以在离开油墨喷头和基底之间的任何位置、即飞行中的任何位置被混合或结合。油墨在油墨喷出装置和基底之间结合后，液滴可以开始反应，即乙烯基单体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种按需滴墨印刷方法，其包括在印刷头中执行下述步骤：‑排出第一液体的第一初始液滴(x21A)，以使其沿第一路径移动；‑排出第二液体的第二初始液滴(x21B)，以使其沿第二路径移动；‑控制第一初始液滴(x21A)与第二初始液滴(x21B)的飞行，以使第一初始液滴与第二初始液滴在印刷头内的反应室内的连接点(x32)处结合成结合液滴(x22)，从而在反应室的受控环境内、在第一初始液滴的第一液体与第二初始液滴的第二液体之间引发化学反应；以及‑至少借助于气流(x71A，x71B)控制结合液滴(x22)的飞行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.21 EP 15177763.8;2015.12.24 EP 15202656.3;1.一种按需滴墨印刷方法，其包括在印刷头中执行下述步骤：-排出第一液体的第一初始液滴(x21A)，以使其沿第一路径移动；-排出第二液体的第二初始液滴(x21B)，以使其沿第二路径移动；-控制第一初始液滴(x21A)与第二初始液滴(x21B)的飞行，以使第一初始液滴与第二初始液滴在印刷头内的反应室内的连接点(x32)处结合成结合液滴(x22)，从而在反应室的受控环境内、在第一初始液滴的第一液体与第二初始液滴的第二液体之间引发化学反应；以及-至少借助于气流(x71A，x71B)控制结合液滴(x22)的飞行。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括借助于印刷头元件(x41)的表面来控制结合液滴(x22)的飞行。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括至少借助于气流(x71A，x71B)来控制第一初始液滴(x21A)与第二初始液滴(x21B)的飞行。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括借助于印刷头元件(x31，x41)的表面来控制第一初始液滴(x21A)与第二初始液滴(x21B)的飞行。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括控制反应室内的至少一个下述参数：室温、气体速度、气体温度、气体组分、电场、超声场、紫外光。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，控制结合液滴(x22)的飞行的气流(x71A，x71B，x72A，x72B)是间歇性的，并且至少在结合液滴从反应室中的连接点穿过印刷头到达印刷头的出口的飞行时间内产生。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，控制结合液滴(x22)的飞行的气流(x71A，x71B，x72A，x72B)以连续的方式产生。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，气流(x71A，x71B，x72A，x72B)的温度高于环境温度。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，第一液体是油墨基，并且第二液体是用于固化油墨基的催化剂。10.一种按需滴墨印刷头，其包括：-喷嘴组件(x10)，其包括：-第一喷嘴(x11A)，其通过第一通道(x12A)与具有第一液体的第一液体储存器(x16A)连接并且具有第一液滴产生和推动装置(x61A)，第一液滴产生和推动装置用于按需形成第一液体的第一初始液滴(x21A)并且排出第一初始液滴(x21A)，以使其沿第一路径移动；以及-第二喷嘴(x11B)，其通过第二通道(x12B)与具有第二液体的第二液体储存器(x16B)连接并且具有第二液滴产生和推动装置(x61B)，第二液滴产生和推动装置用于按需形成第二液体的第二初始液滴(x21B)并且排出第二初始液滴，以使其沿第二路径移动；-反应室，其中第一路径与第二路径在反应室内在连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·约伊特，马切伊·扎瓦兹基，
申请(专利权)人：彼得·约伊特，
类型：发明
国别省市：波兰,PL