RU2082616C1

RU2082616C1 - Method of jet printing and jet printing head for its realization

Info

Publication number: RU2082616C1
Application number: RU95113046A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Максимовский; Григорий Аврамович Радуцкий
Original assignee: Сергей Николаевич Максимовский; Григорий Аврамович Радуцкий
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 1997-06-27
Also published as: WO1997006007A1

Abstract

FIELD: jet printing. SUBSTANCE: method consists in focusing of light flashes of noncoherent radiation source on liquid printing matter located in capillary tubes of head for absorption of light beams by surface layer of liquid and production of pressure pulses in it. Each nozzle of jet printing head has a source of noncoherent radiation of light flashes with a device for focusing of light beams to size smaller than diameter of capillary tube. EFFECT: facilitated procedure. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к оргтехнике, в частности и печатающим устройствам. Более конкретно изобретение относится к способам струйной печати и к печатающим головкам для такой печати, предназначенным для бесконтактного нанесения информации на носители различного типа бумагу, пленку, керамику, пластмассу и т.п. The invention relates to office equipment, in particular and printing devices. More specifically, the invention relates to inkjet printing methods and to printheads for such printing, intended for the non-contact application of information on media of various types of paper, film, ceramic, plastic, and the like.

Известен способ струйной печати, заключающийся в размещении носителя информации напротив струйных сопел, заполненных жидким расходным печатающим материалом, и порционной подаче печатающего материала на носитель информации за счет создания в соплах импульсов давления на печатающий материала (патент США N 4580148, кл. G 01 D 15/16, 1986). Данный способ принят в качестве ближайшего аналога. A known method of inkjet printing, which consists in placing the information medium opposite the ink nozzles filled with liquid consumable printing material, and portioning the supply of printing material to the information medium by creating pressure pulses in the nozzles on the printing material (US patent N 4580148, class G 01 D 15 / 16, 1986). This method is adopted as the closest analogue.

Недостаток этого способа заключается в том, что источник для создания импульса давления на печатающий материал помещают непосредственно в каждое сопло и управляют им извне, что затрудняет реализацию этого способа при большом числе сопел. The disadvantage of this method is that the source for creating a pressure pulse on the printing material is placed directly in each nozzle and controlled from the outside, which makes it difficult to implement this method with a large number of nozzles.

Для осуществления известного способа применяется струйная печатающая головка, содержащая ряд сопел в виде капиллярных отверстий, заполненных жидким расходным печатающим материалом, и средство для создания импульса давления в каждом капилляре для порционной подачи этого материала на носитель информации (патент США N 4580148, кл. G 01 D 15/16, 1986). Известное устройство принято в качестве ближайшего аналога. To implement the known method, an inkjet printhead is used, containing a series of nozzles in the form of capillary holes filled with liquid consumable printing material, and means for creating a pressure pulse in each capillary for portioning this material to the storage medium (US patent N 4580148, class G 01 D 15/16, 1986). The known device is taken as the closest analogue.

Недостатком таких головок является конструктивная сложность, т. е. средство для создания импульса давления в каждом капилляре имеет резисторы по числу сопел, смонтированные с малым шагом между собой и снабженные системой токопровода; невысокая надежность, т.к. режим многократного импульсного нагрева резисторов до достаточно высокой температуры определяет их ограниченный срок службы. The disadvantage of such heads is structural complexity, that is, the means for creating a pressure pulse in each capillary has resistors in the number of nozzles mounted with a small pitch between each other and equipped with a current lead system; low reliability, as the mode of repeated pulsed heating of resistors to a sufficiently high temperature determines their limited service life.

Задачей изобретения является создание таких способа и головки для струйной печати, которые бы исключили размещение непосредственно в головке средства для создания импульса давления для выброса капель печатающего материала из ее сопел, упростили ее конструкцию и повысили надежность и долговечность работы. The objective of the invention is the creation of such a method and head for inkjet printing, which would exclude the placement directly in the head means for creating a pressure pulse to eject droplets of printing material from its nozzles, simplified its design and increased reliability and durability.

Поставленная задача решается тем, что в способе струйной печати, заключающемся в размещении носителя информации напротив струйных сопел, заполненных жидким расходным печатающим материалом, и порционной подаче печатающего материала на носитель информации за счет создания в соплах импульсов давления на печатающий материал, последние в соплах создают путем фокусирования на него вспышки света от источника некогерентного излучения для поглощения световых лучей, приповерхностным слоем жидкого расходного печатающего материала и микровзрывного выделения энергии в этом слое. The problem is solved in that in the method of inkjet printing, which consists in placing the information carrier opposite the inkjet nozzles filled with liquid consumable printing material, and portioning the printing material to the information carrier by creating pressure pulses in the nozzles of the printing material, the latter in the nozzles are created by focusing on it a flash of light from a source of incoherent radiation to absorb light rays, a surface layer of a liquid expendable printing material and microexplosion vnogo energy release in this layer.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что в струйной печатающей головке, содержащей ряд сопел в виде капиллярных отверстий, заполненных жидким расходным печатающим материалом, и средство для создания импульса давления в каждом капилляре для порционной подачи этого материала на носителе информации, средство для создания импульса давления в каждом капилляре выполнено в виде источника некогерентного излучения вспышек света с устройством для фокусировки световых лучей до размера меньшего, чем диаметр капилляра. In addition, the problem is solved due to the fact that in the inkjet print head containing a series of nozzles in the form of capillary holes filled with liquid consumable printing material, and means for creating a pressure pulse in each capillary for portioning the supply of this material to the information carrier, means for creating a pressure pulse in each capillary is made in the form of a source of incoherent radiation of light flashes with a device for focusing light rays to a size smaller than the diameter of the capillary.

Поставленная задача решена и за счет того, что сопла выше уровня оснований сообщены с каналами для подвода к ним жидкого расходного печатающего материала, а основания сопел перекрыты материалом, прозрачным для электромагнитного излучения источника некогерентного излучения. The problem is solved due to the fact that the nozzles above the level of the bases are in communication with the channels for supplying liquid consumable printing material to them, and the base of the nozzles are covered with a material transparent to electromagnetic radiation from an incoherent radiation source.

При таком способе струйной печати повышается качество печати за счет возможности уменьшения диаметра сопел и шага между ними и упрощается возможность его реализации при большом числе сопел. При таком выполнении струйной печатающей головки упрощается ее конструкция за счет отсутствия в соплах головки элементов средства для создания импульса давления; повышается надежность ее работы за счет исключения деталей, работающих в режиме резкого перепада температур, обеспечивается постоянное заполнение капилляра жидким печатающим материалом и исключается его затекание в каналы канализации электромагнитного излучения источника некогерентного излучения. With this method of inkjet printing, the print quality is improved due to the possibility of reducing the diameter of the nozzles and the pitch between them and simplifies the possibility of its implementation with a large number of nozzles. With this embodiment, the inkjet printhead simplifies its design due to the absence of nozzles of the head of the elements of the means for creating a pressure pulse; the reliability of its operation increases due to the exclusion of parts operating in the mode of a sharp temperature difference, the capillary is constantly filled with liquid printing material and its leakage into the sewage channels of electromagnetic radiation from an incoherent radiation source is excluded.

На фиг. 1 представлен прелагаемый способ струйной печати; на фиг. 2 - общий вид предлагаемой струйной печатающей головки для осуществления способа струйной печати; на фиг. 3 разрез по линии П-П на фиг. 2. In FIG. 1 shows the proposed inkjet printing method; in FIG. 2 is a General view of the proposed inkjet printhead for implementing the method of inkjet printing; in FIG. 3 is a section along the line PP in FIG. 2.

Предлагаемый способ струйной печати осуществляют следующим образом. The proposed method of inkjet printing is as follows.

Носитель С информации (фиг. 1) размещают напротив сопел В, заполненных жидким расходным печатающим материалом. Затем фокусируют на жидкий печатающий материал вспышку света источника некогерентного излучения Е. При поглощении электромагнитного излучения вспышки света достаточной плотности приповерхностным слоем жидкости возникает гидродинамический импульс импульс давления за счет микровзрывного выделения в этом слое энергии, что приводит к выбросу капли жидкости из капилляра на носитель информации. The information carrier C (Fig. 1) is placed opposite the nozzles B filled with liquid consumable printing material. Then, a flash of light of a source of incoherent radiation E is focused on the liquid printing material. When electromagnetic radiation of a flash of sufficient density is absorbed by a surface layer of a liquid, a hydrodynamic pulse generates a pressure pulse due to microexplosive release of energy in this layer, which leads to the ejection of a liquid drop from the capillary onto the information carrier.

Из приведенного выше описания предлагаемого способа очевидно, что источник ударного воздействия на печатающий материал находится вне сопел или прилегающих к ним полостей с печатающим материалом, что позволяет повысить качество печати за счет обеспечения возможности уменьшения диаметра капель и увеличения плотности их размещения на носителе информации. From the above description of the proposed method, it is obvious that the source of the impact on the printing material is located outside the nozzles or adjacent cavities with the printing material, which improves print quality by providing the possibility of reducing the diameter of the droplets and increasing the density of their placement on the information carrier.

Для осуществления предлагаемого способа струйной печати необходимо обеспечить воздействие источника некогерентного излучения на множество сопел, заполненных печатающих материалом. Это осуществляется с помощью струйной печатающей головки, показанной на фиг. 2. To implement the proposed method of inkjet printing, it is necessary to ensure the impact of the incoherent radiation source on a plurality of nozzles filled with printing material. This is done with the inkjet printhead shown in FIG. 2.

Предлагаемая струйная печатающая головка содержит ряд сопел 1 в виде капиллярных отверстий, заполненных жидким расходным печатающим материалом, поступающим в сопла из канала 2. Перпендикулярно осям сопел 1 расположен носитель информации 3. Противоположные концы сопел, их основания, обращены к источникам некогерентного излучения 4 и перекрыты днищами 5, прозрачными для их электромагнитного излучения. The proposed inkjet printhead contains a series of nozzles 1 in the form of capillary holes filled with liquid consumable printing material entering the nozzles from the channel 2. A storage medium 3 is located perpendicular to the axes of the nozzles 1. The opposite ends of the nozzles, their bases, are facing sources of incoherent radiation 4 and are overlapped bottoms 5, transparent to their electromagnetic radiation.

К основанию каждого сопла 1 подходит канал 6 из стекловолокна, другой конец которого состыкован с устройством 7 для фокусировки световых лучей, смонтированном на источнике некогерентного излучения 4 вспышек света. A fiberglass channel 6 approaches the base of each nozzle 1, the other end of which is connected to a device 7 for focusing light rays mounted on an incoherent radiation source of 4 light flashes.

В качестве источника некогерентного излучения 4 вспышек света может быть использован, например, инфракрасный светодиод с излучающей поверхностью 8, обеспечивающий ввод излучения в канал 6 из оптического волокна малого диаметра. As a source of incoherent radiation 4 flashes of light can be used, for example, an infrared LED with a radiating surface 8, providing input of radiation into the channel 6 from an optical fiber of small diameter.

Предлагаемая струйная головка работает следующим образом. The proposed jet head operates as follows.

В соответствии с заданной программой в соответствующие светодиоды 4 подаются импульсные электрические сигналы, под действием которых эти светодиоды испускают вспышки света. Импульсное излучение светодиодов 4 фокусируется средствами 7, вводится в каналы 6 световолокна и через днища 5 капилляров 1 направляется на находящийся в них жидкий печатающий материал. Электромагнитное излучение вспышки света каждого светодиода 4 поглощается в приповерхностном слое жидкости, в результате чего в жидкости возникает гидродинамический импульс, приводящий к выбросу капель из соответствующих сопел 1 на носитель информации 3. Затем в эти сопла из канала 2 поступает печатающий материал для возмещения израсходованного на выброс капель. Воздействуя указанным образом на светодиоды 4, можно получить на носителе информации 3 совокупность точек, составляющих текст или изображение. In accordance with a given program, pulsed electrical signals are supplied to the corresponding LEDs 4, under the action of which these LEDs emit flashes of light. The pulsed radiation of the LEDs 4 is focused by means of 7, introduced into the channels 6 of the optical fiber and sent through the bottoms of 5 capillaries 1 to the liquid printing material contained in them. The electromagnetic radiation of the flash of light of each LED 4 is absorbed in the surface layer of the liquid, as a result of which a hydrodynamic pulse arises leading to the ejection of droplets from the respective nozzles 1 onto the information carrier 3. Then, printing material is fed into these nozzles from channel 2 to compensate for the spent emission drops. By acting in this way on the LEDs 4, it is possible to obtain on the information carrier 3 a set of points constituting a text or image.

Струйная печатающая головка предназначена для визуального отображения с высокой разрешающей способностью текстовой или графической информации на носителях любого типа. The inkjet print head is designed for high-resolution visual display of text or graphic information on any type of media.

Claims

1. The method of inkjet printing, which consists in placing the information medium opposite the ink nozzles filled with liquid consumable printing material, and portioning the supply of printing material to the information medium by creating pressure pulses in the nozzles on the printing material, characterized in that the pressure pulses on the liquid printing material in the nozzles create by focusing on it a flash of light from a source of incoherent radiation for absorption of light rays by a surface layer of a liquid printing consumable Therians mikrovzryvnogo and energy release in this layer.

2. An inkjet printhead containing a series of nozzles in the form of capillary holes filled with liquid consumable printing material, and means for creating a pressure pulse in each capillary for portioning this material to the storage medium, characterized in that the means for creating a pressure pulse in each capillary made in the form of a source of incoherent radiation of flashes of light with a device for focusing light rays to a size smaller than the diameter of the capillary.

3. The print head according to claim 2, characterized in that the nozzles above the level of the bases are in communication with the channels for supplying liquid consumable printing material thereto.

4. The print head according to claim 2, characterized in that the nozzle base is covered with a material transparent to electromagnetic radiation from an incoherent radiation source.