Способ струйной печати и струйная печатающая головка для его осуществления

 

Изобретение относится к способам и устройствам для струйной печати и может быть использовано для нанесения информации на носитель информации. Сущность изобретения заключается в том, что струйную печать осуществляют путем фокусировки светового луча квантового генератора на находящийся в сопле жидкий расходный печатающий материал со стороны его открытого торца, перед которым размещен носитель информации, для возбуждения импульсов давления, обеспечивающих выброс капель жидкости на носитель. При этом световой луч направляют на материал в сопле под углом к его поверхности между соплом и носителем, либо через прозрачный для длины волны луча носитель. Струйная печатающая головка имеет ряды сопел с одним заглушенным торцем, образованным в теле приводного барабана. Головка снабжена средством для подачи жидкого расходного печатающего материала в сопла через их открытые торцы и средством для создания импульса давления в соплах, содержащим квантовый генератор светового луча с устройством для его фокусировки на жидком материале со стороны открытых торцев сопел, перед которыми размещен носитель, и устройством отклонения светового луча по эти торцам. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к оргтехнике, в частности к печатающим устройствам. Более конкретно изобретение относится к способам струйной печати и печатающим головкам для такой печати, предназначенным для бесконтактного нанесения информации на носители различного типа бумагу, пленку, пластмассу и т.д.

Известен способ струйной печати, заключающийся в размещении носителя информации напротив струйных сопел, заполненных жидким расходным печатающим материалом, и возбуждения в этих соплах импульсов давления для порционной подачи печатающего материала на носитель информации [1] В известном способе импульс давления в соплах создают за счет импульсного нагрева жидкого печатающего материала, приводящего к парообразованию в зоне нагрева, быстрому расширению жидкости и выбросу ее капли из сопла.

Недостаток этого способа заключается в том, что источник термического воздействия на жидкий печатающий материал помещают непосредственно в каждое сопло и управляют им извне, что затрудняет реализацию этого способа при большом числе сопел. Кроме того, этот способ не позволяет получить высокую частоту выброса капель, т.е. перед возбуждением очередного импульса давления необходимо понизить температуру в сопле для затекания в него очередной порции жидкого печатающего материала.

Струйная печатающая головка, реализованная по указанному патенту, содержит столько резисторов для нагрева жидкого материала, сколько в ней сопел. Каждый резистор имеет токоподвод, подключающий его к источнику напряжения. Для выброса капли из того или иного сопла замыкают цепь питания соответствующего резистора. При протекании через него импульса тока он разогревается, разогревает находящийся в зоне его расположения жидкий материал до парообразного состояния, в результате чего жидкость, расширяясь, создает ударный импульс, выбрасывающий ее каплю через сопло. Затем, после остывания жидкости, описанный процесс может быть повторен.

Недостатком таких головок является конструктивная сложность, т.к. она должна иметь число резисторов по числу сопел, смонтированных с малых шагом между собой и снабженных системой токоподвода; невысокая разрешающая способность, т.к. указанные сопла с резисторами невозможно разместить с малым шагом; невысокая надежность, т.к. режим многократного импульсного нагрева резисторов до достаточно высокой температуры предопределяет их ограниченный срок службы; низкая производительность, т.к. последующий выброс капли из сопла возможен только после понижения в нем температуры и затекания в него очередной порции жидкого расходного печатающего материала.

В основу изобретения положена задача создания таких способа и головки для струйной печати, которые бы исключили размещение непосредственно в головке источника ударных импульсов для выброса капель красящей жидкости из ее сопел, упростили ее конструкцию, повысили надежность и долговечность работы, повысили разрешающую способность и быстродействие.

Поставленная задача решается тем, что в способе струйной печати, заключающемся в размещении носителя информации напротив струйных сопел, заполненных жидким расходным печатающим материалом, и возбуждения в этих соплах импульсов давления для порционной подачи печатающего материала на носитель информации, в соответствии с изобретением, используют сопла с заглушенным торцом со стороны, противоположной размещению носителя информации, и фокусируют световой луч квантового генератора на жидкий расходный печатающий материал со стороны открытого торца сопла, перед которым размещен носитель, для возбуждения импульсов давления, обеспечивающих выброс капель материала на носитель.

При таком способе источник ударного воздействия на жидкий расходный печатающий материал находится вне сопел, что упрощает возможность его реализации при большом числе сопел.

Целесообразно, что луч квантового генератора направляют под углом к поверхности находящегося в сопле жидкого печатающего материала между торцем сопла и носителем информации.

При таком способе обеспечивают выброс капли материала из сопла по ее оси вне зависимости от угла падения светового луча квантового генератора на поверхность жидкого материала в сопле, что позволяет сблизить между собой носитель и сопло и направить световой луч квантового генератора между ними на сопло.

Целесообразно, что используют прозрачный для заданной длины волны, излучаемой квантовым генератором, носитель и направляют через него световой луч квантового генератора на находящийся в сопле жидкий печатающий материал.

При таком способе обеспечивают максимально возможное сближение между собой носителя и сопел с жидким печатающим материалом и упрощают его реализацию.

Поставленная задача решается также тем, что в струйной печатающей головке, содержащей ряд сопел, заполненных жидким расходным печатающим материалом, средство для подачи печатающего материала в сопла, средство для создания импульса давления в соплах для порционной подачи этого материала на носитель информации, в соответствии с изобретением, сопла с одним заглушенным торцем образованы в теле проводимого во вращение барабана, их открытые торцы расположены на его поверхности рядами, ось каждого сопла в точке выхода на поверхность барабана расположена к ней по касательной, средство для подачи жидкого расходного печатающего материала в сопла выполнено с возможностью их заполнения через открытые торцы, а средство для создания импульса давления в соплах содержит квантовый генератор светового луча с устройством для его фокусировки на жидкий расходный печатающий материал со стороны открытых торцев сопел, перед которыми размещен носитель, и устройством для отклонения светового луча по эти торцам.

При таком выполнении струйной печатающей головки упрощается ее конструкции, т. к. в соплах головки отсутствуют элементы ударного воздействия на жидкий материал, повышается надежность ее работы за счет упрощения конструкции и исключения из нее деталей, работающих в режиме резкого перепада температур; повышается ее разрешающая способность, т.к. диаметр сопел может быть уменьшен до диаметра светового луча квантового генератора, а шаг между соплами также может быть уменьшен практически до величины, несколько превышающей диаметр сопла, т.е. разрешающая способность головки приближается к теоретически возможной; увеличивается ее быстродействие; т.к. за счет вращения барабана с соплами под воздействием светового луча квантового генератора будут последовательно подводиться ряды сопел, уже заполненных жидким расходным печатающим материалом.

Целесообразно, чтобы заглушенные основания сопел были выполнены в виде сферы.

Такое выполнение головки будет способствовать более эффективному выбросу капли материала на носитель после попадания в сопло светового луча квантового генератора.

Целесообразно, чтобы средство для подачи жидкого расходного печатающего материала в сопла содержало ванну с этим материалом, приводной валик, переносящий материал из ванны на поверхность барабана при его вращении для заполнения сопел, и нож, снимающий с поверхности барабана излишек краски.

Такое выполнение головки позволяет быстро и просто заполнять сопла, исключив зависимость поступления в них жидкого материала от температуры в соплах после выброса капли.

Целесообразно, чтобы световой луч квантового генератора был направлен под углом к поверхности находящегося в сопле жидкого печатающего материала между торцем сопла и носителем информации.

Такое выполнение головки позволяет обеспечить выброс капли материала из сопла по ее оси вне зависимости от угла падения светового луча квантового генератора на поверхность жидкого материала в сопле и упростить ее конструкцию.

Целесообразно, чтобы носитель информации был выполнен прозрачным для заданной длины волны, излучаемой квантовым генератором, и размещен на пути его светового луча к поверхности находящегося в сопле жидкого расходного печатающего материала.

Такое выполнение головки позволяет максимально сблизить между собой носитель и сопла создать компактную ее конструкцию В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных, но не ограничивающих настоящее изобретение вариантов осуществления и прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 иллюстрирует предлагаемый способ струйной печати при направленном под углом к поверхности жидкого материала в сопле световом лучше квантового генератора; фиг. 2 предлагаемый способ струйной печати при прохождении светового луча квантового генератора к поверхности жидкого материала в сопле через носитель, прозрачный для его длины волны; фиг.3 - общий вид предлагаемой струйной печатающей головки. Пунктиром показан один из возможных вариантов прохождения светового луча квантового генератора к соплам с жидким материалом; фиг.4 разрез П П на фиг. 3.

Предлагаемый способ струйной печати осуществляют следующим образом.

Носитель информации C (фиг.1) размещают напротив сопел B, заполненных жидким расходным печатающим материалом. Затем фокусируют на жидкий печатающий материал световой луч квантового генератора Е. В соответствии с открытием "Светогидравлический эффект", описанный в "Журнале экспериментальной и теоретической физики", 1963 г. т. 44, вып. 6, стр. 218, при поглощении внутри жидкости светового луча квантового генератора возникает ударный импульс. Используя указанный эффект, ударный импульс создают непосредственно в сопле B, заполненном жидким печатающим материалом, в результате чего капля жидкости вылетает из сопла и попадает на носитель информации.

Аналогичным образом попадает на носитель информации капля жидкости при прохождении светового луча к поверхности жидкого материала в после В через прозрачный для его длины волны носитель (фиг.2).

Из приведенного выше описания предлагаемого способа очевидно, что источник ударного воздействия на жидкий материал находится вне сопла, что позволяет повысить качество печати за счет уменьшения диаметра капель и увеличения плотности размещения их на носителе информации.

Для осуществления предлагаемого способа струйной печати необходимо обеспечить заполнение сопел жидким расходным печатающим материалом и развертку светового луча квантового генератора по открытым торцам сопел. Это осуществляется с помощью струйной печатающий головки, показанной на фиг. 3.

Предлагаемая струйная печатающая головка содержит ряд сопел 1 с одним заглушенным торцем, образованных в теле барабана 2, снабженного приводом вращения (на фиг. не показано). Открытые торцы сопел 1 расположены на поверхность барабана 2 рядом. Ось каждого сопла в точке выхода на поверхность барабана 2 расположена к ней по касательной. Заглушенные основания сопел 1 выполнены в виде сферы. Средство 3 для подачи жидкого расходного печатающего материала в сопла 1 выполнено с возможностью их заполнения через открытые торцы и содержит ванну 4 с материалом, приводной валик 5, купающийся в материале ванны 4 и прижимающийся к поверхности барабана 2 и нож 6. Средство 7 для создания импульса давления в соплах 1 содержит квантовой генератор 8 светового луча 9 с устройством для его фокусировки 10 на жидкий расходный печатающий материал со стороны открытых торцев сопел 1, перед которыми размещен носитель 11, и устройство 12 для отклонения светового луча 9 по этим торцам.

Предлагаемая струйная печатающая головка работает следующим образом.

При вращении барабана 2 и валика 5 жидкий расходный печатающий материал заполняет сопла 1 через их открытые торцы. Ряды заполненных жидким материалом сопел 1 поступают в зону расположения носителя 11. в соответствии с заданной программой луч 9 квантового генератора 8 фокусируют с помощью устройства 10 на жидкий материал, со стороны открытых торцев соответствующих сопел данного ряда. При поглощении внутри жидкости соответствующих сопел 1 светового луча 9 возникает светогидравлический эффект, в результате чего создается ударный импульс, усиливаемый сферой заглушенных торцев этих сопел, и капли жидкости из этих сопел переносятся на носитель 11. Затем вращающийся барабан 2 подводит под развертку луча 9 следующий ряд сопел 1 и описанный процесс повторяется до тех пор, пока при совместном перемещении носителя 11 и вращении барабана 2 на носителе не появится совокупность точек, составляющих текст или изображение.

Принцип работы предлагаемой головки не зависит от того, попадает ли луч 9 квантового генератора 8 на жидкость в сопле 1 под углом между носителем 11 и поверхностью этой жидкости в сопле, или через прозрачный для длины волны луча носитель 11.

Струйная печатающая головка предназначена для визуального отображения с высокими разрешающей способностью и скоростью текстовой или графической информации на носителях любого типа.

Формула изобретения

1. Способ струйной печати, заключающийся в размещении носителя информации напротив струйных сопл, заполненных жидким расходным печатающим материалом, и возбуждении в этих соплах импульсов давления для порционной подачи печатающего материала на носитель информации, отличающийся тем, что используют сопла с заглушенным торцом со стороны, противоположной размещению носителя информации, и фокусируют световой луч квантового генератора на жидкий расходный печатающий материал со стороны открытого торца сопла, перед которым размещен носитель для возбуждения импульсов давления, обеспечивающих выброс капель материала на носитель.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что луч квантового генератора направляют под углом к поверхности находящегося в сопле жидкого печатающего материала между торцом сопла и носителем информации.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют прозрачный для заданной длины волны, излучаемой квантовым генератором, носитель информации и направляют через него световой луч квантового генератора на находящийся в сопле жидкий печатающий материал.

4. Струйная печатающая головка, содержащая ряд сопл, заполненных жидким расходным печатающим материалом, средство для подачи печатающего материала в сопла, средство для создания импульса давления в соплах для порционной подачи этого материала на носитель информации, отличающаяся тем, что сопла с одним заглушенным торцом образованы в теле приводимого во вращение барабана, их открытые торцы расположены на его поверхности рядами, ось каждого сопла в точке выхода на поверхность барабана расположена к ней по касательной, средство для подачи жидкого расходного печатающего материала в сопла выполнено с возможностью их заполнения через открытые торцы, а средство для создания импульса давления в соплах содержит квантовый генератор светового луча с устройством для его фокусировки на жидкий расходный печатающий материал со стороны открытых торцов сопл, перед которыми размещен носитель, и устройством для отклонения светового луча по этим торцам.

5. Головка по п.4, отличающаяся тем, что заглушенные основания сопл выполнены в виде сферы.

6. Головка по п.4, отличающаяся тем, что средство для подачи жидкого расходного печатающего материала в сопла содержит ванну с этим материалом, приводной валик, переносящий материал из ванны на поверхность барабана при его вращении для заполнения сопл, и нож, снимающий с поверхности барабана излишек материала.

7. Головка по п.4, отличающаяся тем, что световой луч квантового генератора направлен под углом к поверхности находящегося в сопле жидкого печатающего материала между торцом сопла и носителем информации.

8. Головка по п.4, отличающаяся тем, что носитель информации выполнен прозрачным для заданной длины волны, излучаемой квантовым генератором, и размещен на пути его светового луча к поверхности находящегося в сопле жидкого расходного печатающего материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.12.2008

Извещение опубликовано: 10.12.2008        БИ: 34/2008