專利名稱:一種噴墨打印機的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種噴墨打印機,用于將墨水以字符形式噴打在產(chǎn)品選定表面上。它包括供墨裝置和超聲波噴頭。
這種噴印機早已是公知技術。如CN89104825.1中已介紹了一種超聲波噴頭,它可用于噴墨打印機中。CN93209389.2中也公開了一種改進的噴印機。前者的缺點噴嘴腔室過長,如有臟物堵塞不易清洗。后者的缺點是超聲波發(fā)生元件和墨液直接接觸,從而引起密封結(jié)構復雜和墨汁室易被污染。另外,斷裂的墨滴充電的情況也不能得到及時的檢測和控制,為此影響了噴印質(zhì)量。還有,供墨裝置的設置也不盡合理,影響了生產(chǎn)效率。
為此,本實用新型的目的是提供一種改進的噴印機,其噴頭部分,結(jié)構合理、簡化,墨汁不會被污染,從而提高了使用壽命。
本實用新型進一步的目的是,自動檢測和控制噴印質(zhì)量,從而提高了生產(chǎn)效率。
本實用新型最后一個目的是供墨裝置結(jié)構簡化,成本低廉,同時減少了回墨間歇時間。
上述任務,本實用新型是如此措施解決的,即超聲波噴頭包括一個基本圓柱型的噴嘴體,在上半部設置一個不通孔,其中嵌入一個通常短圓柱形的晶振體,晶振體與諧振腔的隔壁厚一般為0.5mm左右。其上置有一個帶中心孔的壓墊和壓釘,晶振體的導線由壓墊和壓釘?shù)闹行目字幸耄灰驀娮祗w的下半部設置中央軸向諧振腔,其下邊開口處安裝有帶噴嘴的壓蓋,噴嘴體的下半部側(cè)壁上設有供墨管接頭。
本實用新型的一個優(yōu)選方案是諧振腔的軸向長度ι應滿足如下經(jīng)驗公式ι=c/(2f),其中,ι為晶振振蕩頻率,c為墨水中的聲速。
本實用新型又一個優(yōu)選方案是,在充電裝置的下方設置一個墨滴充電檢測器,,由外屏蔽層,絕緣層和檢測電極構成,檢測電極和外屏蔽層由絕緣層隔離并形成密封結(jié)構,在距離頂端一定位置上沿電極圓柱直徑方向開一檢測通孔,孔徑約為0.6mm,安裝時讓墨滴通過該檢測通孔。
本實用新型再一個優(yōu)選方案是供墨裝置包括兩個墨筒和四個兩位三通閥,其連接關系是,凈化和調(diào)定壓力的空氣經(jīng)管道連至第一三通閥,經(jīng)該閥連出兩條管道分別連到兩個墨筒上;由油墨回收器來的回送輸墨管道連至第二三通閥,經(jīng)該閥連出兩條管道分別連到兩個墨筒上,由真空發(fā)生器來的管道連至第三三通閥,經(jīng)該閥連出兩條管道連至兩個墨筒上;從兩個墨筒的底部分別連出一條輸墨管至第四三通閥,經(jīng)該閥連出一條管道至初濾墨器,而后再連至精濾墨器,再經(jīng)一個閥門至噴頭。
本實用新型最后一個優(yōu)選方案是再設置一個備用小供墨筒,其經(jīng)過一個截止閥連接供氣管道,并通過一個單向止回閥將輸墨管連至初濾墨器之前,同時在第四三通閥的輸墨管道上置入一個單向止回閥。
下面借助附圖詳細描述本實用新型。
圖1本實用新型噴墨打印機氣路,墨路和噴頭系統(tǒng)示意結(jié)構圖圖2是噴頭中墨滴發(fā)生器結(jié)構示意圖,和圖3是墨滴充電檢測器結(jié)構示意圖參見
圖1,本實用新型噴墨打印機氣路,墨路和噴頭系統(tǒng)結(jié)構示意圖,作為打印機還有控制裝置因是公知技術此處從略。
圖1中,1為氣源;2為空氣處理裝置;3為減壓閥;4為氣壓表;5為氣閥;6為節(jié)流閥;7為真空發(fā)生器;8為節(jié)流閥;9為真空表;10為第一兩位三通閥,用于氣流控制;11為第二兩位三通閥,用于回墨控制;12為第三兩位三通閥,用于真空控制;13為第四兩位三通閥,用于供墨控制;14、15為墨筒,其中一個用于供墨時,另一個用于回收墨,并可相互轉(zhuǎn)換;16為初濾墨器;17為墨壓表,18為墨液閥;19為精濾墨器,20為晶振體,21為噴嘴體,22為噴嘴,23為墨流線;24為充電極;25為檢測極;26為墨滴;27為負極板;28為高壓正極板;29為回收器;30為被噴印物體表面。
下面描述一下工作過程氣源1向系統(tǒng)提供0.5-0.8MPa的壓縮空氣,空氣處理裝置2對提供的空氣進行處理,以得到無油、無水、無塵的潔凈氣體。減壓閥3用于減壓和穩(wěn)壓,并用氣壓表4指示工作情況。氣閥5可以是電磁閥,也可是手動閥或氣動閥,用于控制供氣。經(jīng)氣閥5輸出的壓縮空氣用于三個氣路一路經(jīng)節(jié)流閥6提供一定壓力和流量的空氣給噴頭部分,使得噴頭內(nèi)保持正壓,以防止外界灰塵或濕空氣進入回收器29內(nèi)。節(jié)流閥6可調(diào)節(jié)該路空氣的壓力和流量。另一路經(jīng)節(jié)流閥8供應真空發(fā)生器7,用于對兩個墨筒之一產(chǎn)生負壓,以便抽回不參與打印的墨滴。節(jié)流閥8可控制真空度的程度。再一路經(jīng)氣流控制閥10(又稱第一兩位三通閥)為兩個墨筒之一供氣。此外兩位三通閥10-13是用來控制兩個墨筒工作狀態(tài)的,其可為電磁閥,也可為手動閥或氣動閥,在本實施例中為4個電磁閥。本供墨裝置可有兩個能相互轉(zhuǎn)換的工作狀態(tài)。其一兩位三通閥10-13不通電,其通斷位置如
圖1中所示。墨筒Ⅰ(14)為供墨狀態(tài),墨筒Ⅱ(15)為回收墨狀態(tài)。打開氣閥5,則筒Ⅰ(14)中的墨水得到一定壓力,而墨筒Ⅱ為真空狀態(tài)。若打開噴頭墨閥18,則墨經(jīng)供墨控制閥13,初濾16,精濾19,進入墨滴發(fā)生器中,墨水壓力由壓力表17指示。同時,噴頭的墨滴發(fā)生器產(chǎn)生的不參與打印的墨滴就落入回收器29并通過回墨控制閥11進入墨筒Ⅱ(15)。其回收真空度由真空表9指示。當筒Ⅰ(14)接近無墨而筒Ⅱ接近墨滿時,則供墨裝置進行變換,改為第二種供墨狀態(tài)。第二供墨狀態(tài)兩位三通閥10-13通電,則三通位置發(fā)生切換。墨筒Ⅰ(14)成為回收筒(真空),墨筒Ⅱ(15)變?yōu)楣┠?壓力)。其余同上,此不熬述。
噴墨打印機噴頭的工作情況是加壓墨水(一般0.3MPa左右)進入噴嘴體21,經(jīng)噴嘴22噴出形成一股射流。在晶振的作用下,在離噴嘴一定距離處形成均勻的墨滴,其經(jīng)過下方的充電極后被充上一定量的電荷。充電機理是,在充電極上施加正電壓V,若噴嘴為負極,則在充電極和噴嘴之間形成一個電場。因墨水是導電的,則墨水射流內(nèi)的電荷要重新分布,即上部帶正電,下部帶負電。若從下部斷裂下來一個墨滴,則是帶一定量的負電荷。充電極下方是檢測極,用于檢測墨滴是否正確充電。若墨滴未被正確充電,則檢測極有信號輸出,反饋給充電電路加以修正。檢測極下方為由高壓板和負極板組成的勻強高壓電場(電壓一般為4-10KV)。當被充電的墨滴經(jīng)過其間后,則在電場作用下偏轉(zhuǎn)到打印物體表面的某一位置上。這樣只要控制墨滴的充電量大小,就可以控制其落在物體打印表面的位置了。因而形成可識讀的點陣字符或圖案。
下面參見圖2闡述一下墨滴發(fā)生器的結(jié)構及工作過程。其包括基本圓柱形的噴嘴體21,其上部設有不通的中心孔,孔中置有通常短圓柱形的晶振塊20,其上為壓墊31和壓釘32,它們帶有中心孔,以便將導線38連至晶振塊20上。噴嘴體21的下半部中置有墨液諧振腔,其軸向長度為ι應滿足如下試驗公式ι=c/(2f),其中,f為晶振振蕩頻率,c為墨液中的聲速,噴嘴體側(cè)壁上置有進墨管接頭39,軸向諧振腔的出口(下口)裝有噴嘴22,其由壓蓋33固定,34為密封件,最好是構件32、31、20,軸向諧振腔ι,噴嘴22,壓蓋33同軸線設置。工作情況是,墨水經(jīng)供墨管接頭39進入諧振腔ι,經(jīng)噴嘴22射出。晶振塊的振蕩頻率一般為50-30KHz,壓墊31可以是金屬的,也可為非金屬的。為保證穩(wěn)定工作,密封墊34應抗墨水和稀釋劑的腐蝕,并且在墨水壓力變化時不變形。噴嘴22由金屬或?qū)毷瞥?,孔徑一般?0-70μm。
最后,結(jié)合圖3說明一下墨滴充電檢測器,其由外屏蔽層37,絕緣層36和檢測電極35構成,絕緣層還應形成密封結(jié)構。在距頂端一定位置上開一中心孔,其軸線與電極35軸線通常正交,孔徑一般為0.6mm,當有帶電墨滴經(jīng)過小孔時,電極上就會感應出電動勢,從而可判斷充電量是否正確。其機理是,墨滴充電信號和墨線斷裂應同步發(fā)生。具體地說,晶振體上施加一個電信號,就會發(fā)生體積變形,即壓電效應。通常電信號為正弦波。如前所述,墨滴是在斷下的時刻帶上電荷的,所以給充電極準時施加電壓是墨滴正確帶電的關鍵,亦即稱充電信號與墨滴斷裂同步。斷裂點在正弦波上的位置是隨各種因素變化而漂移的,影響因素如環(huán)境溫度,墨水壓力和粘度等,所以不同步時,則墨滴不能正確充電,打印效果也就不好。為此設置檢測裝置以便隨時修正充電相位,保持同步效應和打印效果。
與現(xiàn)有技術相比本實用新型有如下優(yōu)點1、結(jié)構簡化、制造成本低廉,同時易于維修且易損件少,所以使用壽命長。
2、供墨裝置結(jié)構設置合理,自動化程度提高,兩個墨筒相互轉(zhuǎn)換工作職能,減少了間歇時間,同時墨液在封閉的循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)使用,防止了污染,從而延長了噴嘴使用壽命。
3、墨閥置于噴頭上,可避免關機后噴嘴溢墨。
4、精濾墨器置于噴頭上保證了濾墨效果。
5、本實用新型噴嘴為片狀,并為螺紋式安裝結(jié)構,影響墨滴發(fā)生器共振頻率的軸向諧振腔置于噴嘴體內(nèi),而不是噴嘴上,這樣就可方便拆下噴嘴清洗,從而噴嘴可多次使用。
6、晶振體與墨液不接觸,保證了墨液的凈化。
7、本晶振體不存在O形圈密封結(jié)構問題,因而墨滴發(fā)生器工作可靠穩(wěn)定。
8、本新型引入了軸向諧振腔長度ι的獨創(chuàng)性設計公式,使設計簡單,效果最佳。
9、本檢測裝置結(jié)構簡單合理,密封絕緣效果好,安全可靠,清洗方便,可多次使用。同時,安裝位置合理,不受干擾,精確度提高。
總之,本實用新型很好地實現(xiàn)了本發(fā)明任務和達到了預期的效果。
權利要求1.一種噴墨打印機,包括供墨裝置、超聲波噴頭和控制裝置,其特征在于超聲波噴頭包括一個通常圓柱形的噴嘴體(21),在上半部設置一個不通孔,其中嵌入一個通常短圓柱形的晶振體(20)其上是帶中心孔的壓墊(31)和壓釘(32),晶振體的導線(38)由壓墊和壓釘?shù)闹行目字幸?;在噴嘴體的下半部設置中央軸向諧振腔 ,其中下邊開口處安裝有帶噴嘴(22)的壓蓋(33),噴嘴體下半部側(cè)壁上設有供墨管接頭。
2.按權利要求1所述噴墨打印機其特征在于諧振腔的軸向長度為ι應滿足如下公式ι=c/(2f),其中f-晶振振蕩頻率,c-墨水中的聲速。晶振體與諧振腔的隔壁厚一般為0.5mm左右。
3.按權利要求1或2所述噴墨打印機,其特征在于在充電裝置的下方設置一個墨滴充電檢測器,其由外屏蔽層(37),絕緣層(36)和檢測電極(35)構成,檢測電極和外屏蔽層由絕緣層隔離和形成密封結(jié)構,在距離頂端一定距離處沿電極直徑方向開一檢測通孔,孔直徑約為0.6mm,墨滴通過該檢測通孔。
4.按權利要求3所述噴墨打印機,其特征在于供墨裝置包括兩個供墨筒(14)、(15)和四個兩位三通閥(10)、(11)、(12)、(13),其連接關系是凈化和調(diào)壓的空氣經(jīng)管道連至第一三通閥(10),經(jīng)該閥連出兩條管道分別連到兩個墨筒(14)、(15)上,由油墨回收器來的輸墨管道連至第二三通閥(11),經(jīng)該閥連出兩條管道分別連至兩個墨筒(14)、(15)上,由真空發(fā)生器來的管道連至第三三通閥(12),經(jīng)該閥連出兩條管道連至兩個墨筒(14)、(15)上;從兩個供墨筒的底端分別連出一條輸墨管至第四三通閥(13),經(jīng)該閥連出一條管道至初濾墨器(16),而后再至精濾墨器(19),經(jīng)閥門(18)至噴頭。
5.按權利要求4所述噴墨打印機,其特征在于設置一小備用供墨筒,其經(jīng)過一氣體截止閥連至凈化的氣源管道上,輸墨管經(jīng)一單向閥連至初濾墨濾器(16)之前,在第四三通(13)的輸墨管上也置入一個單向閥。
專利摘要一種噴墨打印機,包括供墨裝置、超聲波噴頭和控制裝置,其特征在于噴頭由噴嘴體、晶振體、壓墊和壓釘、噴嘴以及壓蓋構成,墨液與晶振體不接觸,并且諧振腔軸向長度l滿足下面經(jīng)驗公式l=c/(2f);另外,供墨裝置由兩個墨筒構成,通過四個兩位三通閥可使墨筒的功能(供墨和收墨)互相轉(zhuǎn)換,從而減少污染,降低了間歇時間,必要時可設置一備用供墨筒可實現(xiàn)連續(xù)運行直至一筒墨用完為止。還設有檢測裝置,使打印質(zhì)量穩(wěn)定可靠。和同類產(chǎn)品比,有效率高、質(zhì)量好、結(jié)構簡化、成本低廉,維修方便,使用壽命長等諸多優(yōu)點,確有廣闊的國內(nèi)外開發(fā)市場與價值。
文檔編號B41J2/01GK2198107SQ94219028
公開日1995年5月24日 申請日期1994年8月17日 優(yōu)先權日1994年8月17日
發(fā)明者張秀傳 申請人:張秀傳