專(zhuān)利名稱：產(chǎn)生液滴的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從固態(tài)的、粉末的或高粘性的可熔物質(zhì)中產(chǎn)生材料的液滴的方法和裝置。
對(duì)于非擊打式印刷機(jī)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以加以利用一種特殊用途是將高強(qiáng)度顏色材料的液滴傳輸?shù)接涗洷砻妗２贿^(guò)，要理解本發(fā)明不限于為非擊打式印刷傳送著色材料，而通?？捎脕?lái)產(chǎn)生材料的液滴或以規(guī)定的圖案將材料涂覆在基體上。其它應(yīng)用的實(shí)例是為用于安全代碼而涂覆磷光體或氟代磷光體、熱熔性粘合劑和非推進(jìn)(propellantleas)的氣熔膠，本發(fā)明可用作藥物上可接受的、可熔載體的非推進(jìn)生產(chǎn)的微粒藥劑和噴射微粒藥劑。
但是，本發(fā)明將對(duì)其應(yīng)用于印刷加以討論，而如所指出的，其范圍比以上所述(印刷)要更廣泛。
有若干不同形式的、用來(lái)作通常稱之為油墨噴射印刷的非擊打式印刷系統(tǒng)的裝置。油墨是通過(guò)噴咀而加以供給是很常見(jiàn)的。這種噴咀的出口直徑是確定液滴大小的主要因素，因此，所獲得的大小液滴點(diǎn)將散布在紀(jì)錄表面上。液滴可以噴咀中連續(xù)產(chǎn)生，在這種情況下，此方法叫做“連續(xù)印刷”或它們可按需要單獨(dú)加以產(chǎn)生，在該情況下，此方法叫做“按用量印刷”(drop-on-demand printing)。在連續(xù)印刷中，油墨是在高壓力下通過(guò)噴咀來(lái)傳送的，在噴咀上的壓力按基本上不變的頻率波動(dòng)，這導(dǎo)致一連串的不變尺寸的液滴。通過(guò)把電荷施加到液滴上和電場(chǎng)作用到噴咀的外部，所選的液滴可以隨產(chǎn)生電場(chǎng)的信號(hào)而在它們通道中加以偏移到記錄表面上，因此，根據(jù)這種控制號(hào)信，可在記錄表面上形成圖案。按需要用量印刷的液滴通過(guò)在小的噴咀附近的流體中產(chǎn)生局部壓力脈動(dòng)來(lái)控制，這種局部壓力脈動(dòng)導(dǎo)致在選定的時(shí)間從噴咀中噴射流體的小滴。
在不論那種類(lèi)型的噴射印刷中，著色材料是與粘結(jié)劑結(jié)合的可溶染料以提供的液體載體中更永久的印刷圖象。
可溶性染料的缺點(diǎn)是印刷圖象密度在許多應(yīng)用場(chǎng)合不是足夠高的，并且染料會(huì)在暴露在外界場(chǎng)合下使圖象褪色(逐漸消失)?？扇苄匀旧牧系牧硪蝗秉c(diǎn)是印刷圖象的質(zhì)量依賴于記錄表面的性能。
大家都知道顏料油墨可制作比可溶性染料密度要高的圖象且也是保存更永久的圖象，顏料還可與載體液體一起用于噴射印刷機(jī)。但反差強(qiáng)的圖象產(chǎn)生需要在液體載體中的高濃度顏料材料，高濃度的顏料材料會(huì)影響連續(xù)印刷(機(jī))中的液滴分離，而導(dǎo)致不均勻的印刷。按用量的液滴印刷機(jī)不具有高的連續(xù)壓力，而且液滴產(chǎn)生強(qiáng)烈地依賴于噴咀的本身?xiàng)l件，因此，顏料的存在能改善這種噴咀本身狀態(tài)或可阻斷噴咀，以免不正確地噴射液滴。
作為已知的靜電油墨噴射印刷的另一種方法，其特點(diǎn)在于對(duì)液體上的靜電吸力(拉引力)并作為例子在美國(guó)專(zhuān)利3,060,429中作了揭示。這包括通過(guò)噴咀和壓板之間的保持的高電壓而從含有液體的噴咀中產(chǎn)生帶有電荷液滴并加速達(dá)到壓板電極。這個(gè)方法通過(guò)裝有一閥式電極進(jìn)一步加以優(yōu)化，此電極可來(lái)中斷或控制噴射流，以及裝有兩對(duì)用作控制液滴的射程軌跡的電極。印刷則可通過(guò)正好在壓板電極前放置紙質(zhì)基片和使用導(dǎo)電的油墨溶液來(lái)完成。例如在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)3,653,932中曾建議使用一種在室溫下固體的油墨，且借助高電壓在將油墨供給予噴咀之前并在越過(guò)間隙連續(xù)地將油墨吸引到基片之前熔化在加熱容器中的油墨。這種系統(tǒng)和裝置對(duì)調(diào)節(jié)噴咀和閥式電極之間以及在閥門(mén)電極和在進(jìn)行印刷時(shí)裝有基片的壓板之間的電壓差的調(diào)節(jié)具有不必要的錯(cuò)綜復(fù)雜的缺點(diǎn)。類(lèi)似的裝置在IS&T′s第八屆國(guó)際委員會(huì)會(huì)議中出版的文章，非擊打式印刷技術(shù)的展望(1992)334…339頁(yè)中作了說(shuō)明。
本發(fā)明的目的是為了提供一種從諸如油墨那樣的易熔粉末狀的、固態(tài)的或高粘性的材料中形成液滴的方法和裝置，在這些方法和裝置中，液滴不是通過(guò)噴咀加以產(chǎn)生的，因而液滴的大小不受?chē)娋椎某叽缬绊憽?br> 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種從諸如油墨那樣的易熔粉末狀的、固態(tài)的或高粘性的材料中以及高濃度顏料或其它固態(tài)材料中形成液滴的方法和裝置，以便可在記錄表面上形成高亮度(強(qiáng)度)圖象或能產(chǎn)生具有較大量固態(tài)材料的液滴。
本發(fā)明的再一目的是為了提供一種從諸如含有載體的油墨或使用不一定是導(dǎo)電載體的、易熔粉末狀的、固態(tài)的或高粘性的材料中形成液滴的方法和裝置。
因而，在一種方式中，所述的發(fā)明屬于從易熔粉末狀、固態(tài)或高粘性的材料形成液滴的方法，其步驟包括使材料的粘度減小到能形成液滴的粘度；把減小粘度材料供給噴出位置；把電位加到噴出位置以在該位置上形成電場(chǎng)；從而使減低粘度的材料在噴出位置上形成液滴且通過(guò)靜電裝置將這種液滴噴離噴出位置。
粉末狀的、固態(tài)的或高粘性的材料可以是一種含有著色劑和載體的油墨。著色劑則可以是顏料。
粘度可通過(guò)加熱或加壓來(lái)減小。
由此可見(jiàn)，按照本發(fā)明諸如油墨那樣的材料的液滴大小不取決于任一噴咀的尺寸，噴咀把減低粘度材料傳送到噴出位置，但它取決于噴出位置幾何尺寸、電場(chǎng)的強(qiáng)度級(jí)、在噴出位置上加熱量以及如油墨那樣的減低粘度材料的性質(zhì)和在其噴射時(shí)的粘度。
從中還可以看到本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的不同點(diǎn)在于在液滴形成時(shí)，在諸如油墨那樣的減低粘度材料不一定要含有導(dǎo)電的載體液體。液滴可認(rèn)為是利用靜電裝置而加以形成，靜電裝置可對(duì)諸如減低粘度的油墨材料內(nèi)的顏料那樣的固體的顆粒起作用。液體部分僅起載體的作用。顏料的傳送代替著色物質(zhì)液體溶液的傳送意味著在基片上可形成更佳明暗度(亮度)的圖象并且可利用較快速調(diào)整點(diǎn)形成精細(xì)的點(diǎn)尺寸。
在本發(fā)明的一種最佳形式中，形成電場(chǎng)的電位可以是脈動(dòng)的，以便從噴出點(diǎn)周期地形成和噴射液滴。
電位將使電場(chǎng)建立在噴出位置上并且可以隨諸如噴出位置的曲率半徑的噴出位置的幾何尺寸而定，在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，噴出位置可以通過(guò)在其頂端具有曲率半徑5～50微粒范圍的針加以提供。另一方面，噴出位置可由伸長(zhǎng)的尖銳邊緣所構(gòu)成。在沿伸長(zhǎng)邊緣可能在若干噴出位置或可能有一行列(矩陣)的噴出位置。
本發(fā)明的方法可以產(chǎn)生直徑在1～500微米的尺寸范圍的甚至更大的如油墨等材料的液滴，這種情況則依賴于噴出位置的幾何形狀、粘度、材料中所含的載體類(lèi)型和所施加的電壓。
當(dāng)在粘度減低的狀況下，材料的載體部分最好是非導(dǎo)電的液體，而油墨內(nèi)如顏料等的固體材料則由可帶電荷的顆粒組成。更可取地，可將可帶電的顆粒充電成如同施加到噴出位置上的電壓一樣的極性。
施加到噴出位置上的電位可以在500至6000伏的范圍內(nèi)或更高。
在一種可替換的形式中，本發(fā)明可被認(rèn)為屬于從可熔粉末狀、固態(tài)或高粘性材料中產(chǎn)生材料的液滴的裝置，該裝置包括一可使粉末狀的、固態(tài)的、或高粘性的材料的粘度減低到會(huì)使液滴形成的粘度的裝置、一把減低粘度的材料供給予噴出位置的裝置和將電位施加到噴出位置以在該位置上形成電場(chǎng)的裝置，因此，使得能從噴出裝置形成和噴射材料的水液滴。
再者，粉末狀的、固態(tài)的或高粘性的材料可以是一種含有著色劑和載體的油墨，而著色劑可以是一種顏料。
粘度可通過(guò)加熱或加壓得以減小。
可以看到按照本發(fā)明的這種形式所提供的裝置可從噴出位置產(chǎn)生和噴出可熔粉末狀的、固態(tài)的或高粘性材料的液滴。
把減低粘性材料的液流供給予噴出裝置的位置可根據(jù)材料的原來(lái)性質(zhì)通過(guò)各種裝置來(lái)加以達(dá)到。
在固體可熔材料的情況下，可以有一裝有易熔材料的顆?；驐l的彈簧受載室，在最靠近噴出位置的一端上，它設(shè)有一適于把可熔材料熔化到需要粘度的加熱裝置。在另一方面，可以有兩級(jí)加熱，第一級(jí)適用于把可熔材料軟化到這樣的粘，使得可在彈簧壓力下把可熔材料推壓到第二級(jí)加熱器，第二級(jí)加熱器使可熔材料的粘度減小到最終所需的粘度。對(duì)于使用某些油墨而言，已發(fā)現(xiàn)如果把它們裝在一垂直封閉的容器中，借助于重力和/或在加熱時(shí)材料的膨脹作用的兩級(jí)加熱，有助于減低粘度并把液滴送到噴出位置。
這種加熱可以是電阻類(lèi)型的或所謂感應(yīng)類(lèi)型的。
電阻類(lèi)型的加熱器可以是圍繞材料的容器所纏繞的電阻絲。
感應(yīng)類(lèi)型由一卷繞在鐵氧體磁芯上的線圈組成，該線圈相對(duì)于裝有油墨的容器是并置的。換名說(shuō)，線圈可以卷繞在容器上，其中，所述容器則起一磁芯的作用，而直接可以加熱油墨。
噴出位置也可加以加熱以保持所需的油墨粘度。
噴出位置的這種加熱可以是不變的或脈動(dòng)的。噴出位置的加熱可以是一種諸如紅外激光二極管的點(diǎn)源加熱器。
在粉末狀油墨的情況下，粉末供料器可用來(lái)把粉末供給加熱級(jí)并使粉末在不是一級(jí)就是二級(jí)加熱中軟化成可噴射所需的粘度。
在高粘性油墨的情況下，這可以在一端裝有一彈簧受載活塞的管殼供給。彈簧壓力適于把膏糊狀或糖漿狀油墨直接推動(dòng)到加熱室。
油墨可由與顏料相混合的低熔點(diǎn)臘或樹(shù)脂組成。這些材料的一些例子包括由阿蘭德，雪乃而制造的AC6，聚乙烯臘；由杜邦制造的乙烯乙酸乙烯酯樹(shù)脂；由Level和Kitchen所制造的Syntha臘、氫化蓖麻油；由Exxon制造的石臘及其混合物。依照所需的顏色，顏料可從任一類(lèi)顏料中加以選取。一些顏料的范例包括有機(jī)顏料，例如由Ciba—geigy制造的Irgalite蘭LGLD、顏料蘭15∶3；由Ciba Geigy制造的Microlite黑CT、顏料黑7；由CIC制造的Monolite黃GNA、顏料黃1或無(wú)機(jī)顏料，例如硅石、金屬物質(zhì)或磁性二氧化鐵。
油墨的粘度可以是優(yōu)化的液滴形成或預(yù)先處理好液滴成形。這可以通過(guò)控制加熱位置的溫度、特別是在噴出位置的溫度。油墨的粘度可通過(guò)加入諸如由BP化學(xué)制品公司生產(chǎn)的Energol WM2、石臘基石油或類(lèi)似的加以改變。
在一種形式中，噴出位置可以由一具有5至50微米曲率半徑的針尖來(lái)提供或噴出位置可以由一具有曲率半徑5至50微米的半圓柱表面的延伸邊的加以提供。另一方面，噴出位置可以包括一矩陣(行例)的噴出點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的裝置可適用于按要求提供液滴或提供連續(xù)的液滴流，液滴可通過(guò)裝置外部的靜電裝置加以偏移。按要求供給的液滴可通過(guò)將脈動(dòng)電位或脈動(dòng)加熱施加于噴出位置而加以達(dá)到。
這種周期性地施加的電位可以允許始終如一的從噴出位置噴射液滴的任何波形的。最佳波形包括矩形波和矩形脈沖，這些波形和脈沖可能具有偏置或閥值電位。
脈動(dòng)加熱可以由固表狀紅外激光二極管加以提供以作為一在噴出位置點(diǎn)熱源。
這種加熱裝置可以呈現(xiàn)一些特有性能，例如快的轉(zhuǎn)換時(shí)間、相對(duì)于波長(zhǎng)和頻帶寬度的適宜的熱量輸出，熔化諸如油墨等材料的熱功率和相對(duì)于噴出位置尺寸的適合的點(diǎn)尺寸。
一般而言，可以看出本發(fā)明提供了在噴出位置上的液滴形成和這種液滴的靜電噴射。
盡管沒(méi)有充分地理解液滴形成的操作機(jī)理，但一種理論申請(qǐng)人末必受到束縛的理論是如下流到噴出位置的減低粘度材料的顆粒本來(lái)是帶電的或被充電到和噴出位置同樣的極性。越來(lái)越多的顆粒連續(xù)積聚在材料載體液體的形成液滴內(nèi)的噴出位置上，隨著斥力增加，這些顆粒向離開(kāi)噴出位置的方向移動(dòng)直到噴出位置和形成帶電顆粒液滴之間的靜電斥力增加到這樣的程度，即使得夾帶載體的液體的表面張力可使液滴不再保持于噴出位置。在這個(gè)階段，液滴通過(guò)靜電裝置得以排出。
特別要注意因?yàn)榕懦饬旧蠟殪o電的，把液滴吸引到基片上的接地基片是不需要的，事實(shí)上，在液滴撞擊基片之前，可出現(xiàn)相當(dāng)大的液滴飛行距離。這種液滴能適用靜電的或其它形式的偏轉(zhuǎn)設(shè)備以在基片上制作無(wú)論什么都需要液滴的圖案。
裝置可包括一對(duì)噴出位置，各產(chǎn)生兩種成分附著劑系統(tǒng)的一種成分的液滴。這可裝備一附著劑用噴槍。
現(xiàn)在已一般地說(shuō)明了本發(fā)明，但有助于了解本發(fā)明，現(xiàn)參閱諸附圖，它們顯示本發(fā)明的最佳實(shí)施例并說(shuō)明本發(fā)明的理論上的機(jī)能。


圖1是一本發(fā)明實(shí)施例的液滴形成裝置的截面視圖；圖2是一液滴形成裝置的替換實(shí)施例的截面視圖；圖3是一液滴形成裝置的另一替換實(shí)施例的截面視圖。
圖1示出了用于形成油墨小滴(墨滴)的本發(fā)明的一實(shí)施例。
從固態(tài)油墨產(chǎn)生不連續(xù)小滴的裝置包括一殼體1，它可以是一種適于形成錐形端的絕緣材料制成。從殼體1伸出的是一導(dǎo)電和導(dǎo)熱材料的空心管2，該空心管是通過(guò)從電源4引出的導(dǎo)體(導(dǎo)線)3加以充電的。噴出端(點(diǎn))6形成在管2的尖端并且有著選定的曲率半徑，在本案中為一球形尖端。殼體具有一穿過(guò)其整個(gè)長(zhǎng)度延伸到管2的孔7。孔7包括一適于容納一固態(tài)油墨條9的第一直徑的第一部分8。圍繞第一部分8的加熱線圈10提供加熱，以使固態(tài)油墨條9軟化到這樣的程度，以致彈簧11能使油墨通過(guò)孔7的錐形部分12擠入減徑的第二部分13。在第二部分13中，另一個(gè)加熱線圈14提供加熱，以進(jìn)一步使油墨熔化直到它的粘度在彈簧11所提供的壓力下能形成小滴(液滴)時(shí)能流動(dòng)到噴出端。在噴出端，靜電電荷導(dǎo)致了前述小滴的形成。
圖2表示從固態(tài)油墨產(chǎn)生不連續(xù)小滴的另一個(gè)實(shí)施例。和圖1中同樣的部件具有同一參考號(hào)。
殼體1是適于形成一錐形尖端的和由絕緣材料制成的。從殼體延伸出的是一導(dǎo)熱和導(dǎo)電材料的管2，該管子可通過(guò)從電源4引出的導(dǎo)體3而加以充電。噴出端6處于管2的尖端逐漸尖削到選定曲率半徑的一點(diǎn)，在本案中為一球形尖端。殼體1具有一可穿過(guò)其全長(zhǎng)一直延伸到管2和噴出端6的中空的孔7?？?適用于容納一固態(tài)油墨條9。一圍繞孔7的加熱線圈10可使固態(tài)油墨9變軟并膨脹，并且使所述油墨徑孔7而可壓入管2，因此，對(duì)提供小滴形成的符合、標(biāo)準(zhǔn)粘度的油墨在壓力下可流動(dòng)到噴出端6。在噴出端上靜電電荷則引起前述的小滴形成。一塞頭15塞住遠(yuǎn)離管2的孔7的一端，以便由于在熔化時(shí)易熔油墨的膨脹所產(chǎn)生的壓力能將油墨推壓到噴出端。
圖3表示從固態(tài)油墨產(chǎn)生不連續(xù)小滴的裝置的又一實(shí)施例。和圖1中同樣的部件具有同一參考號(hào)。
殼體1是絕緣材料制成的并適于形成一錐形尖端。從殼體延伸出的是一導(dǎo)熱和導(dǎo)電材料的管2，該管子可通過(guò)從電源4引出的導(dǎo)體3而加以充電。噴出端6是在管2的尖端上形成的，管子在選定曲率半徑的管子一邊緣上逐漸尖削成一尖端，在本案中，為一球形端。殼體具有一穿過(guò)其全長(zhǎng)一直延伸到管2的孔7?？?包括一適于容納一固態(tài)油墨條9的第一直徑的第一部分8。一圍繞第一部分8的加熱線圈10提供加熱，以使固態(tài)油墨條9軟化到如此程度，以致彈簧11能將油墨經(jīng)孔7的錐形部12擠壓入減徑的第二部分13和管2。進(jìn)一步的加熱是由紅外線因態(tài)激光二極管16和一朝向管2的光學(xué)纖維17所供給的。這提供了進(jìn)一步熔化油墨的熱量直到油墨處于可流到噴出端和能形成小滴的粘度。在通過(guò)從紅外線固體激光二極管16經(jīng)光學(xué)纖維17的加熱使粘度降低后，在噴出點(diǎn)上的靜電電荷引起前述小滴形式。這種加熱產(chǎn)生脈動(dòng)以能選擇性或脈動(dòng)的形成和噴出小滴。
在下列實(shí)例1～6中給出了按本發(fā)明的方法小滴形成的操作實(shí)施例。
在這些實(shí)施例中，油墨通過(guò)把99克含成(syntha)臘(一種氫化蓖麻油)和1克顏料蘭15混合而加以制備，混合物放入經(jīng)加熱的碾磨設(shè)備中，且加以加熱到150℃以促使熱塑材料的熔化。在研磨6小時(shí)后，把熔化油墨從碾磨設(shè)備中移出并通過(guò)冷卻使它凝固。
在許可小滴形成的作業(yè)溫度下，這種油墨的粘度是10mpa.s。實(shí)例1把這種油墨放置了在根據(jù)圖1所示的實(shí)施例描述的裝置中，而將證券紙放在距25微米曲率半徑的單端(點(diǎn))噴出位置20毫米處。當(dāng)噴出位置處135℃的溫度和在5000赫乏下把+600伏脈沖下作用在+1500伏閥值電壓的上面(ontop of threshold potential)時(shí)，獲得了極佳的結(jié)果。印刷滴尺寸是10微米以及具有極好的著色密度和完整性。實(shí)例2把這種油墨放置在根據(jù)圖1所述的裝置中，而把證券紙放在25微米曲率半徑的單端噴出位置20毫米處。在噴出位置處于135℃的溫度和在5000赫乏下把+800伏脈沖作用200伏閥電壓的上面時(shí)，獲得了極好的結(jié)果。印刷滴尺寸為20微米并具有極佳著色密度和完整性。實(shí)例3把這種油墨放置在圖1所示的裝置中，而把證券紙放在距25微米曲率半徑的單端噴出位置10毫米處。在噴出位置為135℃和在5000赫乏下把+600伏脈沖作用在+1500伏閥電壓的上面時(shí)，獲得了極好的結(jié)果。印刷滴的尺寸是70微米并具有極好的著色密度和完整性。實(shí)例4把此油墨放置在圖1所述的裝置中，而把證券紙安放在距25微米曲率半徑的單端噴出位置10毫米處。在噴出點(diǎn)位置處于135℃和在5000赫乏下把+800伏脈沖加到+2000伏閥電壓的上面時(shí)，獲得了極好的結(jié)果。印刷滴的尺寸是150微米并具有極好的著色密度和完整性。實(shí)例5把這種油墨放置在圖1所述的裝置中并把證券紙安放在距25微米率半徑的單端噴出位置5毫米處。在噴出位置處在135℃的溫度和在5000赫乏下把+600伏脈沖作用在+1500伏閥電壓的上面時(shí)，獲得了極好的效果。印刷滴的尺寸為150微米并具有極好著色密度和完整性。實(shí)例6把此油墨放置在圖1所述的裝置中，而把證券紙放在距25微米曲率半徑的單端噴出位置5毫米處。當(dāng)噴出位置在135℃并在5000赫乏下把+800伏脈沖作用在+2000伏閥電壓的上面時(shí)，獲得了極好結(jié)果。印刷滴的尺寸為300微米并具有極好著色密度和完整性。
實(shí)例7至13表示根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置用另一些油墨的小滴形成。那些油墨由上述實(shí)例所述的方法加以制造。所有這些實(shí)例的粘度測(cè)試都是在哈克(Haake)流變儀(流速計(jì))Rheostress RS100上進(jìn)行的。實(shí)例7石臘 43克AC-6 43克lrgalite Blue LGLD 4克在操作溫度下的這種油墨的粘度是45mpa.s。
此油墨被放置在根據(jù)圖1所示的實(shí)施例的裝置中，而證券紙安放在距25微米曲率半徑的單端噴出位置10毫米處。在噴出位置處于135℃并在5000赫乏下把+800伏脈沖作用在+2000伏閥電壓的上面時(shí)，獲得了極好結(jié)果。印刷滴具有極好著色密度和完整性。實(shí)例8石臘 80克Elvax 201 9克lrgalite Blue LGLD4克在操作溫度下這種油墨的粘度為32mpa.s。
在該油墨放置在根據(jù)圖1所示實(shí)施例所述的裝置中并把證券紙安放在距25微米曲率徑的單端噴出位置10毫米處。在噴出位置處在135℃的溫度和在500赫乏下把+800伏脈沖作用在+2000伏閥電壓的上面時(shí)，獲得了極佳的結(jié)果。印刷滴具有極好著色密度和完整性。實(shí)例9石臘 80克Elvax 2019克Energol WM2 20克lrgalite Blue LGLD 4克在操作溫度下的此油墨的粘度為15mpa.s。
把該油墨放置在根據(jù)圖1所示實(shí)施例所述的裝置中并把證券紙安放在距25微米曲率半徑的單端噴出位置10毫米處。在噴出位置處于135℃的溫度下并在500赫乏下把+800伏脈沖加到+2000伏閥電壓的上面時(shí)，獲得了極好結(jié)果。印刷滴具有佳好著色密度和完整性。實(shí)例10石臘 49克AC-6 49克lrgalite BlueLGLD1克在操作溫度睛的這種油墨的粘度為31mpa.s。
將此油墨放置在根據(jù)圖1所示的實(shí)施例所述的裝置中，而將證券紙放在距25微米曲率半徑的單端噴出位置10毫米處。在噴出位置處在135℃和在5000赫乏下把+800伏脈沖作用在+2000伏閥電壓的上面時(shí)，獲得了極好的結(jié)果。印刷滴具有極好著色密度。實(shí)例11石臘 99克微晶黑(Microlith Black)CT1克在操作溫度下的這種油墨的粘度為2.5mpa.s。
把這油墨放置在根據(jù)圖1所示的實(shí)施例所述的裝置中并把證卷紙放在距25微米曲率半么的單端噴出位置10毫米處。噴出位置處在135℃和在5000赫乏下把+800伏脈沖作用在+2000伏閥電壓的上面時(shí)。印刷滴具有不良的密度和完整性。實(shí)例12石臘 99克單塊黃(Monolite Yellow)GNA1克在操作溫度下的這種油墨的粘度是13mpa.s。
把此油墨放置在根據(jù)圖1所示的實(shí)施例所述裝置中，而把證券紙放置在距25微米率半徑的單端噴出位置10毫米處。噴出位置處在135℃下并在5000赫乏下把+800伏脈沖加在+2000伏閥電壓的上面。印刷滴具有不良的密度和完整性。實(shí)例13石臘 43克AC-6 43克lrgalite BlueLGLD1克在操作溫度下的此油墨的粘度為45mpa.s。
將此油墨放置在圖3所述實(shí)施例所述的裝置中，而把證券紙放置在距25微米曲率半徑的單端噴出位置10毫米處。當(dāng)噴出位置處在135℃的溫度并把激光調(diào)制在5000赫乏下時(shí)，獲得了極好的結(jié)果。+2800伏的電壓被加到了噴出位置。印刷滴具有極好的著色密度和完整性。
由此可見(jiàn)，本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單的方法和裝置，借助它可以產(chǎn)生諸如油墨那樣的可熔固體、粉狀或高粘性物質(zhì)的液滴。
權(quán)利要求
1.一種從可溶的粉末狀、固態(tài)或高粘性物質(zhì)產(chǎn)生材料的液滴的裝置包括一使粉狀、固態(tài)或高粘性物質(zhì)的粘度降低到能使液滴形成的粘度的裝置、一把降低粘度的材料供給噴出位置的裝置和一把電壓施加到噴出位置的裝置，以在噴出位置形成一電場(chǎng)，從而能從噴出位置形成和噴出材料的液滴。
2.一種從包含固體細(xì)粒和可熔載體的可熔的粉末狀、固態(tài)或高粘性材料的液滴的裝置，該裝置包括一使物質(zhì)的粘度降低到能形成液滴的粘度的減縮粘度裝置、一把減低粘度的材料物質(zhì)供給噴出位置的裝置和一把電壓施加到噴出位置的裝置以在噴出位置形成靜電場(chǎng)，從而能通過(guò)靜電斥力從噴出位置形成和噴出材料的液滴。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于粉末、固態(tài)或高粘性物質(zhì)的粘度通過(guò)加熱或通過(guò)加壓來(lái)降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于把所述粘度降低的材料供給噴出位置的裝置包括一適于容納顆?；驐l狀材料的彈簧加載室，而其中縮減粘度的裝置包括使顆?；驐l狀材料熔化成需要粘度的電阻或感應(yīng)加熱裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述縮減粘度的裝置包括一兩級(jí)加熱裝置，第一級(jí)適于使材料軟化到這樣的粘度，以致可迫使它進(jìn)入第二級(jí)加熱器，第二級(jí)加熱器則適于使材料的粘度減小到最終所需要的粘度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于噴出位置包括使材料的粘度保持在形成液滴的粘度的加熱裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于在噴出位置上的加熱裝置包括一固態(tài)紅外線激光二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于固態(tài)紅外線激光二極管適于產(chǎn)生脈動(dòng)以提供噴出位置的間歇加熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于噴出位置從具有5至50微米曲率半徑的針尖中加以選取，一從具有5至50微米的曲率半徑的半圓柱表面的伸長(zhǎng)邊緣或諸噴出端的矩陣加以選取的。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于把電位施加到噴出位置的裝置包括使電位脈動(dòng)的裝置，以便周期性的從噴出位置形成和噴出液滴。
11.一種從固態(tài)易熔油墨中產(chǎn)生油墨液滴的裝置，油墨是含有顏料和易熔載體的，其特征在于裝置包括一其中具有容納固態(tài)油墨室的殼體，熔化室內(nèi)的油墨的加熱裝置、一從該室延伸到噴出位置而把熔化油墨供給噴出位置的毛細(xì)管和把電位施加到噴出位置的裝置，以在噴出位置形成一靜電場(chǎng)，借此可通過(guò)靜電斥力從噴射位置形成和噴出油墨小滴。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的從固態(tài)易熔油墨中產(chǎn)生墨滴的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括使電位脈動(dòng)的裝置，從而能周期性地從噴出位置形成和噴出液滴。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的從固體易熔油墨中產(chǎn)生油墨滴的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括提供噴出位置的間歇加熱裝置，以降低噴出位置上的油墨的粘度，從而能周期性地從噴出位置形成和噴出液滴。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的從固體易熔油墨中產(chǎn)生油墨滴的裝置，其特征在于為減低在噴出位置上的油墨粘度，所提供的噴出位置的間歇加熱裝置是一固態(tài)紅外線激光二極管。
15.一種從易熔粉末狀的固態(tài)或高粘性材料中產(chǎn)生材料小滴的裝置包括由一些可充電粒子組成的粉碎的細(xì)粒固體和一可熔載體，其特征在于裝置包括一使粉末狀的、固態(tài)或高粘性物質(zhì)的粘度降低到可形成液滴的粘度的粘度減小裝置、一將降低粘度材料供給噴出位置的裝置和把一電位施加到噴出位置上以在該位置上形成靜電場(chǎng)的裝置，從而能通過(guò)靜電斥力從噴出位置處形成和噴出材料的液滴。
16.一種從易熔粉末狀的、固態(tài)或高粘性油墨中產(chǎn)生油墨滴的裝置包括一可充電粒子的細(xì)粒顏料和一可熔載體，其特征在于裝置包括一將粉末狀的，固態(tài)或高粘性油墨的粘度減小到其粘度足以將粘度減低的油墨供給予噴出端的減縮粘度裝置，將減小粘度的物質(zhì)供應(yīng)到噴出端的裝置，把電位加到噴出端的裝置以在噴出端形成靜電場(chǎng)以及提供給噴出端的點(diǎn)加熱源的裝置以使油墨的粘度減小到能形成液滴粘度，從而能通過(guò)靜電斥力從噴出位置形成和噴出材料的液滴。
17.一種從易熔粉末狀、固態(tài)或高粘性材料中形成液滴的方法，其特征在于若干步驟包括將材料的粘度減小到可形成液滴的粘度，把減小的粘度材料供給噴出位置，將電位加到噴出位置上，以在該位置上形成電場(chǎng)，因此使減小粘度材料在噴出位置上形成液滴并通過(guò)靜電斥力將這種液滴噴離噴出位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于粘度用加熱或加壓的方式加以減低。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于形成電場(chǎng)的電位是不變的且液滴形成是依賴于粘度減小的程度。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于提供粘度縮減的加熱是脈動(dòng)的，以便周期性地從噴出位置形成和噴出液滴。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于粘度的減縮是不變的，而液滴形成是取決于形成電場(chǎng)的電位的變化。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于形成電場(chǎng)的電位是脈動(dòng)的，因此，周期性地從噴出位置形成和噴出液滴。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于噴出位置在其頂端具有5～50微米曲率半徑的針。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于噴出位置是由沿著延伸邊緣設(shè)有若干噴出位置的延伸的銳邊或由噴出位置的矩陣所形成的。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于固態(tài)或高粘性材料是一由載體和顏料組成的油墨，載體在減小粘度狀態(tài)是非導(dǎo)電的，而顏料則由一些可充電的顆粒組成的。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于所述可充電的顆?？沙渖先鐖D施加到噴出位置上的電位一樣極性的電荷。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于油墨由低熔點(diǎn)臘或同顏料結(jié)合的樹(shù)脂組成，臘或樹(shù)脂可從低分子量聚乙烯、氫化蓖麻油、酯臘、石臘、松脂、乙烯乙酸乙烯酯其聚物和其混合物中加以選取，顏料可從諸如顏料蘭15，顏料黃17和顏料墨7的有機(jī)顏料或諸如硅石(二氧化硅)、金屬或磁性氧化鐵的無(wú)機(jī)顏料中加以選取。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于施加到噴出位置的電位在+500至+5000伏的范圍內(nèi)。
29.一種為印刷目的從易熔的粉末狀的、固態(tài)或高粘性油墨中形成油墨液滴的方法，油墨包括一由可充電的顆粒和非導(dǎo)電載體組成的顏料，其特征在于方法的若干步驟包括利用加熱裝置使油墨的粘度減小到能形成液滴的粘度；使減低粘度的油墨流動(dòng)到噴出端；把電位施加到噴出端以在該位置上形成靜電場(chǎng)，從而使減低粘度的材料在噴出端上形成液滴并通過(guò)靜電裝置把這種液滴向離開(kāi)噴出端的方向噴射。
30.一種為印刷目的從易熔的、粉末狀的、固態(tài)或高粘性油墨中形成油墨液滴的方法，油墨包括一由可帶電的顆粒和非導(dǎo)電的可熔載體組成的顏料，其特征在于方法的若干步驟包括利用加熱裝置使油墨的粘度減小到使熔化的油墨能流動(dòng)到一噴出端；使粘度減低油墨流動(dòng)到噴出端；將電位加到噴出端上以在該位置上形成靜電場(chǎng)，在噴出端上提供點(diǎn)加熱源以使油墨的粘度減小到能形成液滴的粘度，從而使減小粘度的材料在噴出端上形成液滴并通過(guò)靜電裝置使這種液滴向離開(kāi)噴出端方向噴射。
全文摘要
一種為印刷目的從可熔粉末的、固態(tài)的或高粘性油墨中形成油墨液滴的方法，油墨包括一含有可充電顆粒的顏料和一非導(dǎo)電可熔載體，方法的工序包括通過(guò)加熱裝置將油墨的粘度減低到使熔化油墨能流動(dòng)到噴出點(diǎn)粘度，把電位施加到噴出點(diǎn)以在該點(diǎn)(位置)形成靜電場(chǎng)，在噴出點(diǎn)上設(shè)有點(diǎn)加熱源以使油墨的粘度減低到能形成液滴的粘度，從而使減低粘度材料在噴出點(diǎn)上形成液滴且通過(guò)靜電裝置使這種液滴向離開(kāi)噴出點(diǎn)方向噴射。
文檔編號(hào)B05B5/025GK1119843SQ94191362
公開(kāi)日1996年4月3日 申請(qǐng)日期1994年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月12日
發(fā)明者路易斯利馬-馬克思 申請(qǐng)人:特恩杰特有限公司