CN101380846A

CN101380846A - 激光喷墨数码印刷术

Info

Publication number: CN101380846A
Application number: CNA2007100768707A
Authority: CN
Inventors: 吉米·谷
Original assignee: GU JINGLU
Current assignee: GU JINGLU
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2009-03-11

Abstract

本发明公开了一种激光喷墨数码印刷术(Laser Inkjet Printing Technology)。它可直接将激光束通过热置换方式对墨水进行瞬间的直接或间接加热使其迅速膨胀后由墨水管体或面体端部微孔中喷射出来，完成超高速和超密度的面阵或列阵喷头喷墨打印的过程。激光喷墨喷头制作简单无电子线路，通过激光矩阵或激光震镜可产生激光扫描面光源束阵为完全独立的喷头板进行无接触式热置换喷墨步骤。本发明可使喷头精度等于输出精度并具有大幅页面喷头的制作条件，简化了传统数码印刷设备的机械结构，其高速面印刷方式可实施C M Y K四色甚至更多颜色的一次性同步印刷而无套色误差。是高性价比的数码印刷装置。

Description

激光喷墨数码印刷术

技术领域

本发明涉及一种激光喷墨数码印刷的方法和装置，具体来说是通过激光实施数码喷墨印刷和数码喷墨打印的技术。

背景技术

目前数码喷墨技术是由压电式和热发泡式两种。压电式喷头采用压电晶体的加电后产生的机械应变效应产生出一定的压力将墨水喷出。热发泡式则直接通过半导体直接加热墨水后产生的爆发力将墨水喷出。此两种喷墨方式的共同缺点是制造工艺复杂、控制线路多、受原材料的限制不可制造单头大面积喷头、输出速度慢、输出设备结构复杂和昂贵。目前使市场出售的高端数码喷墨印刷机售价高达数百万元到数千万元。

本发明激光喷墨数码印刷术(Laser Inkjet Printing Technology)则无上述弊病，激光喷墨喷头制作简单无电子线路，通过激光矩阵或激光震镜可产生激光扫描面光源束阵为完全独立的喷头板进行无接触式热置换喷墨步骤。随着激光技术的不断发展:激光点越来越小、激光调控频率和速度越来越高、激光功率也越来越大和使用寿命也越来越长。保证了激光喷墨数码印刷术的输出精度、单位喷头输出面积、打印或印刷速度和输出成本的技术优势。

发明内容

本发明提供了一种激光喷墨数码印刷(打印)技术，以下简称激光喷墨数码印刷术(Laser Inkjet Printing Technology)。它可直接将激光束通过热置换方式对墨水进行瞬间的直接或间接加热使其迅速膨胀后由墨水管体或面体端部微孔中喷射出来，完成超高速和超密度的面阵或列阵喷头喷墨打印的过程。由于激光喷墨是通过激光矩阵或激光震镜所产生激光扫描面光源束阵或阵列光源束阵为完全独立的喷头板进行无接触式热置换喷墨步骤，所以激光喷墨式喷头制作简单而无需喷头控制电子线路。

激光喷墨数码印刷术包括了一个激光喷墨喷头的喷嘴和无接触式热置换点是直接加工在墨水通道上面或侧面可获得极高的喷嘴和无接触式热置换点密度，可使喷头精度等于输出精度，使其具备了大幅页面喷头的制作条件。由此简化了传统数码印刷设备的机械结构，实现了高速面印刷方式CMYK甚至更多颜色的一次性同步印刷步骤而无套色误差。

激光喷墨数码印刷术有两种热置换加热模式:

1.直接加热热置换模式；激光束通过热置换方式对墨水进行瞬间的直接加热模式是指通过对激光波长和热置换点相对透明的材料直接对墨水体进行加热的技术。

2.间接加热热置换模式；激光束通过热置换方式对墨水进行瞬间的间接加热模式是指通过对激光波长和热置换点相对吸收率最高的材料间接对墨水体进行加热的技术。

激光喷墨数码印刷术有两种结构的热置换加热方式:

1.管状热置换加热结构；激光束通过安装在墨水通道侧面的热置换点对管状墨容器直接或间接实施热置换并由管状端口喷嘴喷射墨点的步骤。

2.面状热置换加热结构；激光束通过安装在墨水通道上面的热置换点对面状墨容器直接或间接实施热置换并由面状端口喷嘴喷射墨点的步骤。

激光喷墨数码印刷术包括一个可通过激光束的平均功率、激光调制频率、激光调制频率的占空比、或激光束照射次数来控制输出墨点的大小。

激光喷墨数码印刷术包括一个可通过激光束照射在无接触式热置换点的不同位置可获得矢量喷墨输出的功能。矢量喷墨是补墨、提高喷墨输出密度和进行混合色印刷模式等。

激光喷墨数码印刷术可通过激光束顺序的或随机的方式照射在无接触式热置换点中心部分的不同位置上可有效减少激光热雕刻效应的影响，和提高了激光喷墨头热置换点的使用寿命。

附图说明

图1图2和图3是管状激光喷墨头的示意图；

图4图5和图6是面状激光喷墨头的示意图；

图7是激光喷墨的原理示意图；

图8和图9是矩阵激光喷墨头的示意图；

图10和图11是错位激光喷墨头的示意图

图12是激光喷墨头墨道示意图；

图13图14图15是以不同方式实现墨滴尺寸控制的示意图；

图16是矢量喷墨技术的示意图；

图17是可减少激光光刻效应的示意图；

具体实施方式

本发明提供了一种激光喷墨数码印刷(打印)技术，以下简称激光喷墨数码印刷术。它可直接将激光束通过热置换方式对墨水进行瞬间的直接或间接加热使其迅速膨胀后由墨水管体或面体端部微孔中喷射出来，完成超高速和超密度的面阵或列阵喷头喷墨打印的过程。由于激光喷墨是通过激光矩阵或激光震镜所产生激光扫描面光源束阵或阵列光源束阵为完全独立的喷头板进行无接触式热置换喷墨步骤，所以激光喷墨式喷头制作简单而无需喷头控制电子线路。

激光喷墨数码印刷术包括了一个激光喷墨喷头的喷嘴和热置换点是直接加工在墨水通道上面或侧面可获得极高的喷嘴和热置换点密度，可使喷头精度等于输出精度，使其具备了大幅页面喷头的制作条件。由此简化了传统数码印刷设备的机械结构，实现了高速面印刷方式CMYK甚至更多颜色的一次性同步印刷步骤而无套色误差。

激光喷墨数码印刷术有两种热置换加热模式:

激光喷墨数码印刷术有两种结构的热置换加热方式:

图1图2和图3是管状激光喷墨头的示意图。图1为静止状态101是管状激光喷墨头的壁体，102是容墨管道而104则为管状激光喷墨头的喷嘴部分。103是安装在墨水通道侧面的热置换点，在无激光照射时管状激光喷墨头处于静止状态。图2为激光加热状态时110是管状激光喷墨头的壁体，111是容墨管道而115则为管状激光喷墨头的喷嘴部分。112是安装在墨水通道侧面的热置换点，在激光照射时热置换点将光能转换成热能使墨水迅速加热形成一正压114将墨滴116喷出。图3是管状激光喷墨头的整体结构中的一部分。121和122是管状激光喷墨头的壁体，123是输墨管道层，124是容墨管道而125则为管状激光喷墨头的喷嘴部分。126是安装在墨水通道侧面的热置换点，通过激光矩阵或激光阵镜对热置换点126进行扫描而完成喷墨过程.

2.面状热置换加热结构；激光束通过安装在墨水通道上面的热置换点对面状墨容器直接或间接实施热置换并由面状端口喷嘴喷射墨点的步骤。图4图5和图6是面状激光喷墨头的示意图。图4为静止状态130和131是面状激光喷墨头的壁体，132是输墨管道层而133则为面状激光喷墨头的喷嘴部分。134是安装在墨水通道上面的热置换点，在无激光照射时面状激光喷墨头处于静止状态。图5为激光加热状态时140和141是面状激光喷墨头的壁体，142是输墨管道层而146则为面状激光喷墨头的喷嘴部分。144是安装在墨水通道上面的热置换点，在143激光照射时热置换点将光能转换成热能使墨水迅速加热形成一正压145将墨滴147喷出。图6是面状激光喷墨头的整体结构中的一部分。151和152是面状激光喷墨头的壁体，153是输墨管道层，154是容墨管道而155则为面状激光喷墨头的喷嘴部分。156是安装在墨水通道上面的热置换点，通过激光矩阵或激光阵镜对热置换点156进行扫描而完成喷墨过程。

下面通过图7激光阵镜喷墨过程介绍其工作原理。160和161是激光喷墨头的壁体，163是输墨管道层而162则为面状激光喷墨头的喷嘴部分，164是安装在喷嘴上面的热置换点。165是激光源，170是激光源产生的激光束，而169则是在激光阵镜运动中产生的反射激光束。166是激光阵镜，通过旋转方式167即可对热置换点164进行扫描，而通过上下位移的方式168即可对矩阵面热置换点进行扫描而完成喷墨过程。本发明也包括了采用其它运动方式产生反射激光束或非反射激光束激光扫描的方法。

图8和图9是矩阵激光喷墨头的示意图。图8为激光喷墨头热置换点矩阵面180是激光喷墨头的壁体而181则为为激光喷墨头热置换点。图9是矩阵激光喷墨头的喷嘴示意图。182是激光喷墨头的壁体而183则为为激光喷墨头的喷嘴。为提高喷嘴的密度也可参考图10和图11将激光喷墨头的排列方式按错位方式排列。

下面通过图12介绍激光喷墨头墨道的工作原理。在这里假设采用CMYK四色喷墨方式，200为C墨水入口，201为M墨水入口，202为Y墨水入口，203为K墨水入口。204为C墨水墨路扩展管道，205为M墨水墨路扩展管道，206为Y墨水墨路扩展管道，207为K墨水墨路扩展管道。那么208，209，210和211就形成了第一组CMYK四色喷头而212，213，214和215就形成了第二组CMYK四色喷头，以此类推即可形成矩阵激光喷墨打印头。也可将数色集合在一点上通过分层墨道连接而实现页面喷头无套色数码印刷技术。也可制造成本更低的单色单墨层平板喷墨头直接取代现行的数码分色印刷技术。本发明可非常灵活的根具不同的应用来设计不同结构的多色或单色墨路，任何的墨路结构均属于本发明范畴。

图13图14图15是以不同方式实现墨滴尺寸控制的示意图。激光喷墨数码印刷术包括一个或激光束照射次数来控制输出墨点的大小。图13为正常喷墨状态。图14为通过激光束照射次数来控制输出墨点大小的控制方式。图15为通过可通过激光束的平均功率、激光调制频率、激光调制频率的占空比、获得墨点的大小控制方式。这一点对打印或印刷输出的墨点排列方式优化、提高灰度等级、提高打印质量和提高打印速度具有居多的优点.

图16是矢量喷墨技术的示意图。激光喷墨数码印刷术包括一个可通过激光束照射在热置换点230的不同位置如轨迹231可获得矢量喷墨压力空间232将墨滴233于加热相反方向喷出。矢量喷墨是补墨、提高喷墨输出密度和进行混合色印刷模式等。任何相关的墨点尺寸变化所参与的应用技术均属于本发明范畴。

图17是可减少激光光刻效应的示意图。激光喷墨数码印刷术可通过激光束顺序的或随机的方式照射在无接触式热置换点240中心部分241的不同位置上可有效减少激光热雕刻效应的影响，由于仅使用热置换点的中心部分墨滴243不会产生明显的矢量效应，此方法可有效克服热置换点的热累积充分提高了激光喷墨头热置换点的使用寿命.

Claims

1.一种激光喷墨数码印刷术(Laser Inkjet Printing Technology)。它可直接将激光束通过热置换方式对墨水进行瞬间的直接或间接加热使其迅速膨胀后由墨水管体或面体端部微孔中喷射出来，完成超高速和超密度的面阵或列阵喷头喷墨打印的过程。

2.根据权利要求1所述的激光喷墨数码印刷术，其特征在于:激光喷墨喷头制作简单无电子线路，通过激光矩阵或激光震镜可产生激光扫描面光源束阵为完全独立的喷头板进行无接触式热置换喷墨步骤。

3.根据权利要求1所述的激光喷墨数码印刷术，其特征在于:激光喷墨喷头的喷嘴和热置换点是直接加工在墨水通道上面或侧面可获得极高的喷嘴和热置换点密度，可使喷头精度等于输出精度，使其具备了大幅页面喷头的制作条件。简化了传统数码印刷设备的机械结构，而实现高速面印刷方式CMYK四色甚至更多颜色的一次性同步印刷步骤而无套色误差。

4.根据权利要求1所述的激光喷墨数码印刷术，其特征在于:激光束通过热置换方式对墨水进行瞬间的直接加热模式是指通过对激光波长和热置换点相对透明的材料直接对墨水体进行加热的技术。

5.根据权利要求1所述的激光喷墨数码印刷术，其特征在于:激光束通过热置换方式对墨水进行瞬间的间接加热模式是指通过对激光波长和热置换点相对吸收率最高的材料间接对墨水体进行加热的技术。

6.根据权利要求1所述的激光喷墨数码印刷术，其特征在于:激光喷墨数码印刷术可直接将激光束通过安装在墨水通道侧面的热置换点对管状墨容器直接或间接实施热置换并由管状端口喷嘴喷射墨点的步骤。

7.激光喷墨数码印刷术可直接将激光束通过安装在墨水通道上面的热置换点对面状墨容器直接或间接实施热置换并由面状端口喷嘴喷射墨点的步骤。

8.激光喷墨数码印刷术可通过激光束的平均功率、激光调制频率、激光调制频率的占空比、或激光束照射次数来控制输出墨点的大小。本权利要求保护由此墨点控制技术所构成的其它应用型技术。

9.激光喷墨数码印刷术可通过激光束照射在无接触式热置换点的不同位置可获得矢量喷墨输出的功能，矢量喷墨是补墨、提高喷墨输出密度和进行混合色印刷模式等，本权利要求保护由此矢量喷墨技术所构成的其它应用型技术。

10.激光喷墨数码印刷术可通过激光束顺序的或随机的方式照射在无接触式热置换点中心部分的不同位置上可有效减少激光热雕刻效应的影响，和提高了激光喷墨头热置换点的使用寿命。