本申请是关于申请号753454,发明名称为“一种油墨喷射印刷机”,迪特尔.乔基姆森(Dieter Jochimsen)的美国专利申请的相关申请,本申请和上述专利申请转让给同一受让人。 本发明是关于在油墨喷射印刷设备中减少油墨雾气,特别是关于减少当墨滴喷射在记录表面上时因墨滴溅飞而引起的油雾。
油墨喷射记录装置或印刷机这一主题的积极研制工作已达数年,记录装置一般分为两种,即按需滴落型和连续流型。按需滴落型的油墨喷射印刷机一般是按需要喷射一特有的墨滴来形成印刷图案,而本发明是适于连续流型的记录装置。
一般地说,一个连续流型的油墨喷射印刷机,用泵将高压的油墨打入一限流孔或喷咀,从喷咀流出的液流分散成为细小的油墨液滴,直接向纸张一类的记录介质喷去,对“描印”记录表面的油墨流控制可由几种方法实现。在一种连续流型印刷机的变型中,油墨流进入一个偏转装置,其间,不让喷射到记录表面上的那部分油墨射流有选择地偏入贮液槽或沟或朝向介质上不重要的区域,例如边缘上乃至支承介质的构件上。没有偏转的那部份油墨流就喷射在记录介质上,从而在介质上“描印”出所需图案。有选择地偏转的这部分油墨射流就导致了油墨雾的产生。然而这种油雾和其凝结物能通过如753454号相关专利申请所公开的泵吸方法基本上消除。另一种变型是采用一种装置如在喷咀装置内的一个阀门以遮断油墨流使油墨喷射中断,而按需有选择地允许油墨流流出喷咀。
由于在连续油墨喷射印刷机中使用高压喷射油墨流,没有偏转的或没有遮断的射到记录介质上的油墨滴具有相当大的撞击力。这个撞击力引起墨滴的分裂,虽然大部分油墨都粘附到介质上,但也有相当一部分从介质上反弹出来形成细微的粒子,这样就导致在记录表面邻近产生油墨雾。
如果这种油墨雾不适当地处理,就会在油墨喷射印刷机总效率和实用方面产生重大问题,油墨雾所引起的最重要问题是工作效率和清洁度。例如,相当大一部分油雾是在喷咀装置上凝结,从而导致维护费用的增加,这种油墨雾还可能掺杂在趋近记录介质的油墨液滴中,因此,尤其在使用多色油墨地喷射印刷机中使底色被掺色。也有资料说明油墨雾会污染印刷机周围的环境,包括通常所说的厂房和厂区。
从前对解决后者油墨雾问题的努力是采用泵的装置,将其设计成直接从邻近记录表面的空气中抽吸油墨雾,但是,这些装置都没能有效地消除这一问题。相当多的油墨仍然凝结在整个印刷机上,产生了前述的清洁和效率问题以及对印刷图案质量的不利影响。另外,上述方法也不能消除油墨喷射印刷机周围工作环境的污染,而且抽吸需用的风机造价昂贵,需要频繁更换或清洗过滤器,还在印刷机中占据很大的空间。
在相关专利申请753454号中另一解决方案是把一个通电的遮雾罩安装在记录表面附近用来吸引从记录表面反弹出来的不带电的导电油墨粒子,这个也没有证明是完全有效的,即,时间一长,灰尘或其它外来物质就堆积在遮雾罩上,而且灰尘以这样一种方式捕集反弹出来的油墨雾,就是在这油墨雾与油墨流发生干扰的地方油墨雾凝结在灰尘粒子上,并落入不应该落的地方。
因此,本发明的一个目的是提供一种改进的油墨喷射印刷机,其特征在于减少由于油墨喷射在记录介质上的撞击而产生的游离状油墨雾。
本发明的另一个目的是提供一种上述类型的印刷机,特点是借助一个容易装配、修理或更换的简单装置来减少油墨雾,本发明还有一个目的是提供一个减少由于油墨喷射到记录介质上的撞击而形成的游离状油墨雾的方法。
本发明还有的目的是提供一个上述类型的印刷机,特点是减少油墨雾是通过一个简单的装置实现的,它容易制造、成本低,而且能改装来适当各种油墨喷射印刷机。
本发明所具有的结构特征、元件组合、零件的装配及步骤的组合将在下面的结构描述中举例说明,而且本发明的保护范围也在权利要求中指明。
为了充分了解本发明的特征和目的,应结合附图参看下面的详细描述。其中:
图1是实施本发明的一种油墨喷射记录装置的示意图。
图1所示的是本发明应用于一种采用一个电场来偏转部分油墨流的连续流型的油墨喷射印刷机中。一般油墨流1是由一种导电油墨构成的,该油墨流1从毛细管式喷咀装置3内射出,沿着予定的轨道穿过偏转装置5,朝向一记录表面7喷去,在图示的记录装置中记录表面7是缠绕在转动鼓轮9上的一张纸的表面。在油墨离开喷咀时连续的油墨流1碎裂成不连续的液滴。
通过美国专利申请753454号所描述的办法使喷咀装置带电可使油墨流1的予定部份带电,在偏转装置5中,带电的这部分液滴,在施加于控制电极12和偏转电极13之间的电场作用下向下偏移进入控制电极12中的槽11内。设置了一个刀口件14来进一步帮助引导油墨流1的偏转部分进入槽11。一个空吸泵14A吸走凝结在偏转电极13和控制电极12上的油墨雾,同时也吸走从槽11下来的偏移油墨。
油墨流1中的没有带电的部分穿过偏转装置5到达记录表面7上,并印出图案。一种导电遮雾罩15是装在偏转装置5的前沿协助拦住在偏转装置中形成的油墨雾。与相关申请753454号所描述的系统的不同之处是遮雾罩15保持在地电位,或者基本上是地电位,这样遮雾罩对灰尘粒子的吸力是微不足道的。这就避免了前述那种具有对地高电位的遮雾罩所遇到的讨厌的灰尘积聚。空吸泵14A也可从遮雾罩上吸走凝结油墨。
记录表面7与转动鼓轮9一起绕中心轴线16朝箭头17所指的方向转动,而喷咀装置3和偏转装置5在一滑行架上(图中未表示)沿相对于记录表面的纵向,即平行于轴线16的方向运动,这样使油墨流1中的没有偏移部分以扫描工作方式扫过记录表面。
油墨流1的液滴在记录表面的撞击使其破碎,部份这些破碎液滴从记录表面7反弹出来形成油墨雾,本发明就是要基本上消除这种油墨雾。
具体地说,一种来自高压电源18的电荷提供到导体19上,导体19装在绝缘管21中,而绝缘管有一端靠近记录表面7,装在滑行架上(图中未表示),导体再连接到电阻22上,电阻又连接到导电刷23上,电阻22起限流作用以保安全。电刷23最好用对记录表面7无损的、连续与记录表面接触而不过度磨损的、如具有导电复层的弹性塑料条这类的材料制成,它安装在管子21靠近表面7的那一端,使电刷23与表面7相接触。
电荷在整个印刷作业中通过电刷23连续供到记录表面7上,电荷从表面7传到碰撞的液滴上,由于碰撞的结果,从表面反弹出来的油墨粒子遭受到充电记录表面和接地遮雾罩15之间的电场形成的强大静电力,迫使油墨粒子奔向遮雾罩并在那里凝结和由空吸泵14A吸走。尽管上述工作原理可能不完全正确或完整,但是由油墨流1与记录表面7碰撞产生的油墨雾基本上,如果不是全部,可以借助本发明得以消除。
已经发现把1500伏到2500伏之间的高电压加到导体19上,使记录表面7达到足够高的电位,从而有效地促使油墨雾奔向遮雾罩。该电压最好接近两千伏,而且可以是任一极性。
由于一个较小的电流可以将记录介质的单元面积通电到足够高的电位,因而电阻22可以有高的阻值,例如两兆欧。
可以理解,鼓轮9或记录表面7或二者,必须是相当好的绝缘构件,这样才能使电荷保持在记录表面上。导电油墨的应用就允许电刷23置于记录表面7的已印刷部分上,此时的油墨起着通向记录表面上正在接收油墨部分的导体作用,在这种情况下电刷23在表面上的位置不是重要的,只要电刷23接触在油墨已足够干不致弄脏的上墨表面区域内。
然而在一般情况下电刷是放置在记录表面7的没油印部分上进行接触的,以避免电刷23弄脏油墨。电刷应配置在相当靠近油墨射流1与记录表面相撞的区域内,这个距离通常是不大于12英寸,而最好大约4英寸,于是通过把管21安装到滑行架上,电刷23可以领先油墨射流1的碰撞区域一个予定距离横越过记录表面。
本领域的技术人员可以认识和理解到,本发明虽然为简单起见描述了单个喷咀的油墨喷射印刷机,但本发明可广泛应用到包括使用多种颜色油墨的多喷咀记录装置。
本领域的技术人员也可进一步认识和理解到,虽然本发明是与油墨喷射印刷机联系起来描述的,其中使部分油墨流带电然后在偏转装置中偏移,但本发明也可以展宽应用到各种样的采用有选择地偏移或遮断部份油墨流的装置的连续流油墨喷射印机中。举例来说明,在图1中油墨流1的断续是借助有选择地开启和关闭跟喷咀3相连的供墨管线27中之阀门25来进行,在这种情况下,偏转装置5是不需要的。
本发明提供了一种当油墨流撞击记录表面时阻止由于油墨粒子反弹形成的游离油墨雾产生积聚的改进方法和装置,并且添加到印刷机中的结构很简单,这就使它便于以低的费用与各种类型的油墨喷射印刷机或记录装置相组配。还有这种结构容易修理和更换,一般不太熟练的人员就可实施。