本发明涉及印刷技术领域,具体是一种液滴的产生方法,以及实施该方法的离子式连续喷墨印刷装置,该装置可以从其中的墨滴产生室产生向记录材料喷射的墨滴,从而进行记录。但本发明又不限于在印刷技术领域中的应用。 现有的打印机、复印机、传真机等记录装置,都是根据图象信息信号,在纸张、塑料薄板等记录材料上记录由点所组成的图形或字符。上述记录装置按其记录方式的不同,可分为墨水喷射式、击打式、感热式以及激光光束式等类型。其中,墨水喷射式记录装置是通过使墨水等记录液的液滴从记录头的喷出口喷出,飞溅到记录材料上并附着于其上,从而进行了记录。
墨水等记录液的液滴的产生方式有滴落法、高频振荡分解法和喷雾法等,这些方法都是通过具有一个或多个喷嘴的记录头来实现。
目前在实际中得到广泛应用的喷墨装置中,运用的是随机喷墨技术,由多个喷嘴组成记录头,亦即喷墨头,记录头作横向移动,在字模中需要有印点的位置喷出一滴墨水,墨滴不需偏转直接落在记录材料表面上。例如一种墨滴形成的方法,是通过加在压电晶体上的电脉冲使墨水从静止地凹月面状态被挤压而由喷嘴喷出。在日本佳能公司所申请的一项中国专利、公开号为CN1050846中,所描述的墨滴形成过程是利用热能在墨水中形成气喷,从而喷出液滴。这种技术主要受到水溶性墨水和纸张吸水性的限制,其分解度也受到喷嘴大小、喷嘴数目及其排列的密集度所限制。它的另一缺点是墨滴产生频率不高,从而导致印刷速度较低。
在另一种被称为电荷控制型喷墨技术中,采用一个喷嘴的记录头,从中喷出一束高压高速的细微墨水流,在外加的高频振荡的作用下,被分解成一串连续的墨水滴链,这些墨水滴按其在字符中的不同位置充以不同的电荷,并在恒定的静点场中偏转,最后落在记录材料表面上进行了记录。这种技术具有的一个突出缺点是:墨滴的利用率极低,大量墨滴需要回收,循环使用次数达数十次,同时这也影响了印刷速度和质量。
归纳一下,可见现有的喷墨印刷技术中,所产生的液滴的频率低、速度慢、分辩率低、回收量大、液滴大小难以控制,致使印刷装置的印刷效果具有分辩率低、速度慢、难以实现不同灰度和彩色丰富的印刷等缺点。
本发明的目的是提供一种能产生高频率、高利用率、高分辨率液滴并可控制液滴大小的液滴产生方法。
本发明的另一目的是提供一种高速、高分辨率、墨滴回收量小、能实现不同灰度和彩色丰富的印刷、可直接实现行的印刷并无需喷墨装置横向移动的连续喷墨印刷装置,它是实施了上述的液滴产生方法的装置。
本发明的又一目的是提供一种能实现高速串行印刷的连续喷墨印刷装置,它也是上述的液滴产生方法的一种实施装置。
本发明的技术方案叙述如下:
本发明公开的一种液滴产生方法,它主要是控制和利用离子与带异种电荷的液雾发生电性中和,使液雾凝聚成滴,具体包括以下依序的各个步骤:
(1)由离子流产生装置产生离子流,这种离子流是高速、具有较均衡离化率的气体离子流;
(2)离子流经聚焦装置聚焦后,形成具有一定速率和一致的方向性的离子束;
(3)该离子束再通过加有控制电压Vs的栅极装置,被强度调制为连续的离子簇团;
(4)离子簇与带异种电荷的液雾在液滴产生室中发生电性中和,使液雾凝聚而产生液滴。
本发明所公开的这种液滴产生方法,可以应用于现有的喷墨印刷装置,例如在喷墨式打印机中作为其中的喷墨头产生喷出墨滴的一种方法。本发明所公开的连续喷墨印刷装置,也是以实施该液滴产生方法为基础的。该方法的应用十分广泛,不限于仅在印刷技术领域。
在应用上述方法时,为实现液滴的行式喷出及保证液滴的足够细小,可将经聚焦装置聚焦后的离子束先由行扫描装置控制其作行扫描,再通过一个偏转装置,该偏装装置产生垂直离子束行扫描平面的偏转电场或与行扫描平面平行的磁场,使进行行扫描的离子束和在行扫描过程中产生失焦的离子束产生一定的偏转,并通过其后的、与行扫描平面平行的截取电极的狭缝进行截取,形成束径较小的离子束,然后再通过栅极装置和液滴产生室,最终产生由栅极装置上的控制电压Vs控制的不同大小的液滴。
其中,加在栅极装置上的控制电压Vs可以被外部输入的欲记录信息元素的电信号调制,以作为离子束形成离子簇团大小的函数,即该电信号的电量直接控制离子束所形成离子簇团的大小,从而控制所形成的液滴的大小,液滴飞落在记录材料上,在记录材料上或有印点,或无印点,或印点浓,或印点淡,以完成记录过程。液滴产生室中的带电液雾是通过将液体雾化后再充电而获得的。液滴产生室中的室壁具有一定高的电势,该电势比其中的带电液雾的电势要高,以使带电液雾束缚在液滴产生室中。
对于离子束的行扫描、偏转及截取步骤是插入到上述的液滴产生方法的第(2)和第(3)步骤之间进行的。其中对于因行扫描而在行扫描平面上产生的扇状失焦的离子束,通过偏转装置作垂直于行扫描平面的偏转,再通过行扫描平面上的截取,从而获得束径很小的离子束,同时,还避免了离子束在空气中传输所产生的中性气体流对液雾的冲击所带来的不良影响。
本发明公开的一种能进行行式印刷的连续喷墨印刷装置,它是由离子流产生装置、聚焦装置、行扫描装置、偏转装置、截取电极、栅极装置、墨滴产生室、墨雾供给装置和走纸机构等部分构成,其中,
(1)离子流产生装置可提供最终与带电墨雾发生电性中和作用的离子的离子源,它能产生具有高速率和较均衡的离子流,该装置可以采用现有技术;
(2)聚焦装置是通过聚焦线圈产生的磁场,使离子流会聚,形成具有一定束径的离子束;
(3)行扫描装置是由行扫描线圈产生的磁场,在行扫描电路控制下,使离子束在同一平面上以一定频率往复扫描;
(4)偏转装置由两块具有一定电势差的极板构成,可产生垂直于行扫描平面的电场或与行扫描平面平行的磁场,用以使离子束在行扫描偏转中形成的扇面垂直于行扫描平面,离子束在行扫描时的失焦经电场或磁场偏转形成垂直于行扫描平面上的失焦;
(5)截取电极由具有一个与行扫描平面平行的狭缝的极板构成,截取电极上的狭缝对偏转后的离子束进行截取,从而获得束径很小的离子束,进而使其后产生的墨滴很小,以保证印刷具有较高的分辩率,并且避免了中性气流对墨雾产生的不良影响;
(6)栅极装置是由接入控制电压Vs的两块极板构成,外部输入的欲记录信息元素的电信号以变化的电压的形式包含在控制电压Vs中,并加在栅极装置上,从而对通过的离子束进行控制,离子束经过时,便产生一定频率的离子簇团链;
(7)墨滴产生室是一个带有墨滴的出口和进口并与墨雾供给装置相通的容器,用以束缚带电荷的墨雾,确保墨滴稳定、可靠地形成,其室壁加上与墨雾电性相同的一定高的电压,使带电墨雾不外溢并能对离子簇团有加速的作用,由栅极装置喷出的离子簇团在墨滴产生室内与带电墨雾发生电性中和而产生墨滴,最终由墨滴产生室的出口喷出到记录材料上;
(8)墨雾供给装置包括雾化器、贮雾器和充电器,墨水先进入雾化器并被雾化,进入贮雾器后,在充电器的作用下,使墨雾带上一定的电量,然后进入墨滴产生室,墨雾供给装置向墨滴产生室提供的墨雾的雾滴大小及其带电量是基本均衡的;
(9)走纸机构由机械部分和电机精密伺服系统构成,通过电机精密伺服系统的作用,使记录材料(纸张)的运动速度与离子束的行扫描速度严格同步,行扫描一次,则离子束喷出所形成的墨滴在记录材料上作了一个点距的行印刷,走纸机构随即控制记录材料向上移动一个点距。
在上述的连续喷墨印刷装置中,其中偏转装置中的两块电极板等距且与行扫描平面平行,也可以分别与行扫描平面成一定的角度。用以截取离子束的截取电极上的狭缝,其位置比行扫描平面低,从而避免离子束在输送过程中产生的中性气体流对墨滴的产生造成影响。在墨滴产生室中,装有接一定电压的栅网,从而可以快速、均衡地恢复被离子簇团中和了的带电墨雾。墨滴产生室上具有一个可供墨液喷出的长条形的狭缝状出口。离子流产生装置可与一个引出电极相配合以提高所产生离子流的聚焦性能。
本发明公开的另一种能实现高速串行印刷的连续喷墨印刷装置,它通过横向往返的移动以完成整个记录材料幅面的印刷,具体是由离子流产生装置、聚焦装置、栅极装置、墨滴产生室、墨雾供给装置和墨滴偏转装置等部分构成,其中墨滴偏转装置设置在墨滴产生室的墨滴喷出口之外,是由两块加上一定电压的极板构成,能使墨滴产生垂直于水平面的偏转。墨滴产生室上具有一个可供墨滴喷出的孔状出口。其余部分的装置与前述的能进行行式印刷的连续喷墨印刷装置中的相应装置相同。
这种连续喷墨印刷装置应用于喷墨打印机时,其性能类似于其中的喷墨头。其原理是通过由离子流产生装置先产生离子流,再由聚焦装置聚焦后,通过栅极装置进入墨滴产生室,和其中的带电墨雾发生电性中和形成凝聚的墨滴,并由墨滴产生室的孔状出口喷出,这时,墨滴偏转装置所产生的电场或磁场将使所喷出的、仍带有一定电荷的墨滴作垂直于水平面的偏转,然后再喷溅至记录材料的表面上。外部输入的欲记录信息元素的电信号分别加在栅极装置和墨滴偏转装置上,从而分别控制印点的有无或浓淡、垂直于水平面方向的偏移量。因此,整个装置每横向移动一行,其印刷效果将是一行字符,而不是现有技术中的一行或数行印点。所以整个装置和走纸机构配合即能够实现高速的串行印刷。
在上述的二种连续喷墨印刷装置中,均实施了前述的液滴产生方法,其中的离子流产生装置是一个重要的组成部分,它可以采用现有技术中已有的装置。在本发明中公开了三种可实施的离子流产生装置,叙述如下:
(1)离子流产生装置A,包括一个孤立的、带槽的环状金属腔体,腔体内置环状的电晕丝,以及一根在环状金属腔体内并靠近其槽口的尖状电极,电晕丝接上高电压后,发生电晕放电,产生气体离子并沉积到腔体表面,而在尖状电极发射的高速电子的轰击下,气体离子便逸出金属腔体表面,形成离子流。
(2)离子流产生装置B,由绝缘体间隔开的驱动电极和控制电极构成,在两电极之间加上足够高的电压后,使空气产生离化而形成离子流。
(3)离子流产生装置C,由一个带圆孔的阳极和一个接地的尖状电极组成,在尖状电极发射的电子轰击下,从阳极逸出气体离子形成离子流。
上述的三种离子流产生装置均可与一个引出电极配合,引起电极能提高所产生离子流的聚焦性能。
综上所述,本发明所公开的液滴产生方法,其中通过栅极装置直接控制高速离子束形成连续的离子簇团,并在液滴产生室中发生电性中和并产生相应的液滴,液滴的产生频率非常高,液滴的利用率也很高,回收量小。依该方法能产生很细小的液滴,使印刷的分辩率很高。还能通过栅极装置的控制电压Vs控制液滴的大小,实现不同灰度的印刷,以及彩色更为丰富的印刷,便于多种彩色墨水之间的调色,当几个能产生不同颜色液滴的装置组合在一起时,容易达到真彩色印刷效果。本发明公开的能进行行式印刷的连续喷墨印刷装置不仅具有能实现高速、高分辩率、以及多种灰度和彩色印刷的优点,而且能直接实现行的印刷,无需喷墨装置作横向移动,印刷速度极高。本发明还公开一种能实现高速串行印刷的连续喷墨印刷装置,它除了具有印刷速度高、分辩率高、灰度和彩色丰富等优点,整个装置每横向移动一行,即能完成一行字符的印刷,所增设的墨滴偏转装置结构简单,构思新颖,适用面广。
本发明所包含的方法及装置,在用于喷墨印刷时,还有一个优点,即对于墨水的要求不高,对于纸张等记录材料的要求也不高,使用普通纸张也能达到印刷效果。另外可以看出,墨滴的利用率很高,几乎不需要回收,简化了结构。
下面参照附图中的实施例详述本发明。
图1a是实施本发明的液滴产生方法的一种装置的原理示意图;
图1b是本发明中可实现行式印刷的连续喷墨印刷装置的原理示意图;
图1c是本发明中可实现行式印刷的连续喷墨印刷装置的一个实施例的侧视剖面示意图;
图2a是本发明的液滴产生方法中的离子簇团与液雾发生电性中和而形成液滴的示意图;
图2b是本发明的连续喷墨印刷装置在墨滴产生室形成墨滴的示意图;
图3a是离子束经过栅极装置控制形成离子簇团的示意图;
图3b是施加在栅极装置上具有固定频率的电压波形示意图;
图3c是施加在栅极装置上的、包含由外部输入的欲记录信息元素的电压波形示例图;
图4a是离子束因行扫描偏转产生失焦、形成扇状离子束的示意图;
图4b是离子束经过偏转装置和截取电极获取束径较小的离子束的示意图;
图5a是偏转装置的一种实施例示意图;
图5b是偏转装置的另一种实施例示意图;
图6a是离子束经过聚焦装置和行扫描装置的侧视剖面示意图;
图6b是离子束经过聚焦装置和行扫描装置的俯视剖面示意图;
图7a是本发明中的离子流产生装置的一种实施例的示意图;
图7b是本发明中的离子流产生装置的另一种实施例的示意图;
图7c是本发明中的离子流产生装置的又一种实施例的示意图;
图8是墨雾供给装置的示意图;
图9是走纸机构的示意图;
图10a是应用本发明的液滴产生方法的一个实施例的装置示意图;
图10b是墨滴偏转装置控制墨滴作垂直于水平面的偏转并实施记录的示意图。
在上述图中,相同编号的部件实现了为获得相同结果而设计的相同功能。
在图1a中,反映了本发明的液滴产生方法的基本过程,首先由离子流产生装置(1)产生高速并具有较均衡离化率的气体离子流,由聚焦装置(3)聚焦形成束径较小的离子束(17),由栅极装置(6)控制离子束(17)形成连续的离子簇团(18),再进入液滴产生室(7),和其中的带电液雾(19)发生电性中和形成液滴。液雾供给装置(21)向液滴产生室(7)输送带电液雾。在图1a中所示的装置可作为一种新型喷墨头的原理结构。
图1b反映了可实现行式印刷的连续喷墨印刷装置的原理结构,与图1a中的装置相比,它在聚焦装置(3)和栅极装置(6)之间,增加了行扫描装置(22)、偏转装置(5)和截取电极(501)。
图1c则是图1b中的原理装置的一个具体实施例结构示意图。其中,墨雾供给装置由贮雾器(8)、雾化器(9)和充电器(10)以及墨雾输送管道(11)构成,它所产生的带电墨雾(19)进入到墨滴产生室(7)并被其中接一定相同电性电压的室壁所束缚,在墨滴产生室(7)中还有能使带电墨雾(19)保持均衡、稳定的栅网(12)。离子流产生装置(1)由环状电晕丝(101)、环状带槽的孤立金属腔体(102)、接地的尖状电极(103)以及高压电源(104)构成,电晕丝(101)接上高压电源(104)并置于金属腔体(102)之中,尖状电极(103)置于金属腔体(102)的槽口之中。离子流产生装置(1)产生的离子流(16)在具有会聚作用的引出电极(2)引出后,在聚焦线圈(3)和由行扫描电路(13)控制的行扫描线圈(4)的作用下,形成进行行扫描的离子束(17),离子束(17)在经过接有一定电压Vc的偏转电极(5)和接地的截取电极(501)后,束径变得很小,然后再经过栅极(6),离子束(17)在接有信号电压Vs的栅极(6)的控制下,形成连续的离子簇团(18),离子簇团(18)进入墨滴产生室(7)后,与其中的带电墨雾(19)发生电性中和后,形成连续的墨滴(20),墨滴(20)飞向装载着记录材料的走纸机构(14),从而在记录材料表面进行了一行的印刷。
在本发明所公开的液滴产生方法中,通过控制和利用离子在经过带异种电荷的液雾时,使液雾产生凝聚,其目的在于,在一定的区域内,以完成重复的方式获得连续的液滴的喷射。这在图1a、图1b和图1c所示的装置中都得以体现。
以下对本发明的各个细节部分作进一步描述。
在图2a中,经栅极(6)后所形成的离子簇团(18),进入墨雾(19)后,离子簇团(18)与带异种电荷的墨雾(19)发生电性中和,便在其表面形成一层薄的液膜(1901),液膜(1901)由于表面张力而收缩,随着离子簇团(18)中的离子数减少,液膜(1901)收缩增厚,最后,形成具有一定速率的液滴(20)。
在图2b中,墨滴产生室(7)与墨雾输送管道(11)相连接,带电荷的墨雾(19)经墨雾输送管道(11)进入墨滴产生室(7)后,被具有与墨雾相同的电性且电势较高的室壁(701)束缚,不产生逸出。在墨滴产生室(7)中的栅网(12)具有控制和稳定墨雾(19)保持一定浓度的作用,用以保证可靠地产生墨滴(20)。
图3a说明本发明的液滴产生方法中由栅极(6)控制离子束(17)而产生离子簇团(18)的过程。图中的栅极(6)是采用一对尖状电极。
这里,应用了类似强度调制喷墨技术中产生墨滴的方法,即在墨水与充电电极之间施加一定的高电压,由于相互间的静电排斥作用,而使具有与充电电极相同电性电荷的墨水形成雾,无法产生印点;而当充电电极的电压为零时,墨水则通过充电电极形成印点。
类似地,在本发明中,通过栅极(6),当在离子束(17)与栅极(6)之间加上一个与离子束(17)相同电性的高电压时,由于相互间的静电排斥作用,离子束(17)会散失,不再进入墨滴产生室(7)中,进而不会形成墨滴;当栅极(6)与离子束(17)之间的电压差为零时,离子束(17)通过栅极(6),进入墨滴产生室(7)。因此当加在栅极(6)上的控制电压Vs是一个变化的电压信号时,即可得到离子簇团(18),并且控制电压Vs可以控制所产生的离子簇团的大小,进而控制了墨滴的大小,从而使印刷效果能反映多种灰度和色彩。
当如图3b所示的具有固定频率的电压Vs加上栅极(6)上时,离子束(17)经过栅极(6)后便可形成连续的离子簇团(18),其中离子簇团(18)产生的最高频率与控制电压Vs的频率、离子束(17)的速率以及栅极(6)的结构相关联。高速率的离子束(17)以及具有较好电位恢复性结构的栅极(6)可以产生较高频率的离子簇团(18),进而获得较高频率的墨滴(20)。
图3c是加在栅极(6)上,包含外部输入的欲记录信息元素的控制电压Vs的一种波形图。控制电压Vs随着信息元素的变化,形成幅值不一、持续时间或间隔时间不一的电压波形,在该电压的控制下,便产生与信息元素相一致的离子簇团(18),进而产生与信息元素相一致的墨滴(20),达到具有印刷多种灰度或色彩的图象的效果。
图4a反映了离子束(17)在行扫描过程中形成的失焦。经过聚焦后的离子束(17),在进行行扫描过程中,会在行扫描平面上形成一条扇状离子束。这是由于离子束(17)是由空气离化产生的,因此在离子束(17)中包含具有不同质量、不同速率以及带不同电量的气体离子。气体离子在行扫描磁场中的偏转度可由公式:
R= (mVo)/(qB)
反映出来,由图4a中可以看出,气体离子团偏转度不同,将使离子束(17)变成扇状,在其末端具有一定的宽度,即加大了离子束(17)的束径。这种扇状离子束会严重影响印刷的分辩率。
图4b是利用偏转装置和截取电极以提高分辩率的示意图。进行行扫描的扇状离子束(17)进入由两块偏转电极(5)构成的偏转装置之间,两块偏转电极(5)之间的电压为Vc,在两极板间产生的电场或磁场的作用下,扇状离子束(17)发生垂直于偏转电极板(5)(亦即行扫描平面)方向上的偏转。扇状离子束(17)与电极板(5)因此构成一定的偏转角α,偏转角α的大小与偏转电极板(5)的形状、两极板之间的距离以及加在两极板之间的电势差有关,偏转后的扇形离子束(17)再经过与行扫描平面平行的截取电极(501)之间的狭缝,便可得到束径很小的离子束(17)。另外,离子束(17)在空气中传输,会产生电中性的气体流,因它不受栅极(6)的控制,若直接进入墨滴产生室(7),将造成不良的作用,这是不期望出现的。偏转装置所具有的另一作用就是使中性气流与离子束(17)分开,从而避免中性气流对墨雾(19)的冲击。
图5a是偏转装置的一个实施例,它由两块与行扫描平面成一定夹角的偏转电极板(5)构成。这种装置的极板之间产生的偏转作用较小,但如果两块偏转电极板(5)的一端相距足够近,以致形成狭缝时,便可省去如图1b、图1c或图4b所示装置中的、偏转装置之后的、具有狭缝的截取电极(501)。
图5b是偏转装置的另一实施例,由两块与行扫描平面平行的偏转电极板(5)构成,这种结构在与图5a所示结构施加相同的电压时能产生较大的偏转作用,但需在偏转电极板(5)的后面设置截取电极(501)。
如图6a和图6b所示,离子流产生装置(1)所产生的离子流(16)在聚焦线圈(3)的作用下,形成束径很小的离子束(17),再沿行扫描平面一直到偏转极板(5)。离子束(17)在经过行扫描线圈(4)时,进行行扫描,在行扫描平面形成一定的偏转度β,β即离子束(17)的扫描幅度。行扫描线圈(4)由行扫描电路(13)提供控制电压。行扫描电路(13)产生的是一种锯齿状波形的电压信号,以满足离子束(17)进行行扫描的需要。
图7a示出了在本发明中的离子流产生装置(1)的一个实例,即离子流产生装置A。它应用在图1c所示的连续喷墨印刷装置中。其中电晕丝(101)接上高压电源(104),产生正电晕放电,所产生的电晕离子沉积到由绝缘体支撑的金属腔体(102)上,接地的尖状电极(103)通过尖端放电,发射出高速电子(或离子)并轰击金属腔体(102)的表面,于是在金属腔体(102)的表面上喷射出大量的气体离子,再经过具有一定聚焦性能的引出电极(2),形成离子流(16),采用这种离子流产生装置A,其优点是:第一,可以获得离化率较均衡的离子流(16);从而有利于聚焦和行扫描控制;第二,可以采用较高的电压,以获得高速率的离子流(16);第三,由于金属腔体(102)是孤立的,因此在尖状电极(103)和金属腔体(102)之间难以发生火花放电。
图7b所示是离子流产生装置B,它主要由驱动电极(105)、控制电极(106)以及夹在中间的绝缘体(107)构成,通过在驱动电极(105)与控制电极(106)之间加上足够高的电压,使空气发生多重离化,形成离子流(16)。这种离子流产生装置的优点是能产生离化率比较均衡的离子流(16)。
图7c所示是离子流产生装置C的原理结构,它由尖状电极(103)和阳极(108)构成,阳极(108)接高压电源,接地的尖状电极(103)在高压作用下,发生尖端放电,产生高速电子(或离子)轰击阳极(108)的表面,致使在阳极(108)的表面逸出离子,形成离子流(16)。这种离子流产生装置的优点是结构简单。
图8是本发明中的墨雾供给装置的实施例示意图。墨水从墨水进口(23)进入雾化器(9)中,被雾化成墨雾,然后进入贮雾器(8),贮雾器(8)与充电器(10)相联,充电器(10)对贮雾器(8)中的墨雾进行充电,使其带上电荷,形成带电墨雾(19)。带电墨雾(19)经过墨雾输送管道(11)进入墨滴产生室(7)。其中贮雾器(8)对墨滴产生室(7)中的带电墨雾(19)的浓度起到维持动态均衡的作用。
图9是走纸机构(14)的示意图。纸张(1405)由导纸轨(1404)输送,经张紧轮(1401)、压纸轮(1402)、主动轮(1403)和另一个压纸轮(1402),最后输出。其中张紧轮(1401)是保证在印刷过程中,纸张(1405)的输出速率易于恒定和控制,主动轮(1403)的转速由精密电机伺服系统控制,以确保纸张(1405)的走纸速率与相应的行印刷速度保持一致。具体地说是墨滴(20)在纸张(1405)上逐行扫描及印刷一行所花的时间,和纸张(1405)向上移动一行距离所花的时间,两者若一致,则可在纸张(1405)上满幅地印刷符合要求的字符或图形。对于行式印刷的连续喷墨印刷装置而言,行印刷时间与行扫描时间是一致的。
图10a示出了应用本发明的液滴产生方法的一个实施例的装置,该实施例与图1b所示的连续喷墨印刷装置相比较,只是省去了行扫描装置(22),截取电极(501)可以采取小孔截取而非狭缝截取,墨滴产生室(7)的墨滴喷出口为孔状。整个装置通过横向移动完成印刷过程。这类似于目前普遍使用的喷墨打印机中的喷墨头。由于它所使用的本发明的液滴产生方法,使它具有印刷的高速、高分辩率、灰度和色彩丰富等优点,是一种应用离子技术的新型喷墨头,因此也具有较高的应用价值。
图10b是通过墨滴偏转装置使现有的喷墨头或本发明中所述连续喷墨印刷装置实现串行印刷的原理示意图。墨滴偏转装置由两块平行的墨滴偏转电极(15)构成,通过外部输入的、含有欲记录信息元素的电信号加在墨滴偏转电极(15)上,而墨滴偏转电极(15)设置在墨滴产生室(7)的墨滴喷出口之外,从而使墨滴(20)在垂直于水平面(或行扫描平面)方向上发生偏转。其中墨滴(20)的带电量是离子簇团(18)与带电墨雾(19)之间尚未中和完的剩余电荷量,它可通过充电器(10)控制墨雾(19)的带电量来实现。这样,通过在喷墨装置之前增设墨滴偏转装置,可以使连续喷墨印刷装置不仅具有并行印刷能力,同时也具有串行印刷能力,即可以通过对墨滴(20)控制其在垂直于水平方向上的偏转,使喷墨头在横向移动并进行行印刷的同时,实施小范围的纵向印刷,具体可以一个字符的高度为限,当喷墨头移动一行时,即可完成一行字符的印刷。这就需要对栅极(6)和墨滴偏转电极(15)施加精密而同步且含有记录信息元素的控制电信号。图中所示的墨滴偏转电极(15)加在图10a中的墨滴产生室(7)的墨滴喷出口之外,即构成可实现高速串行印刷的连续喷墨印刷装置。
本发明在工业上具有广阔的应用前景。本发明的方法及装置,可用于与计算机配套的打印机、复印机、与图象阅读器组合的复制设备、传真机等类似的信息处理输出设备,也可用于对一般固体物表面进行信息记录和喷涂的各种设备中。