Электрокаплеструйная печать

В электрокаплеструйных устройствах используется принцип электростатического управления струей монодисперсных заряженных капель по аналогии с электронно-лучевым осциллографом или дисплеем.

Эмиттер капель генерирует однородную прямолинейную капельную струю, которая получает индукционую или ионную зарядку капель в зарядном устройстве. Блок управления отклоняет струю по одной или двум координатам, прерывает и очищает ее от сателлитов (капель меньшего размера). Для обеспечения качественного процесса печати эмиссия капель, их зарядка и управление должны быть синхронными. Эту функцию выполняет синхронизирующее устройство. Механизм привода осуществляет взаимное перемещение печатающей головки и подложки.

Электрокаплеструйные устройства обладают рядом достоинств: простота конструкции за счет одностадийности печати, высокая надежность благодаря отсутствию в печатающей головке механических подвижных элементов, большая скорость печати. Скорость печати при последовательном формировании знаков в виде матрицы точек 5х7 превышает 1000 знаков в секунду.

Способ эмиссии капель импульсным давлением заключается в выбросе из сопла одной капли чернил на каждое импульсное изменение давления внутри камеры с чернилами. Каплеобразование происходит в том случае, если давление в импульсе достаточно для преодоления сил поверхностного натяжения в капиллярном сопле и приобретения каплей кинетической энергии для отрыва ее от сопла.

В способе эмиссии капель высоким давлением из сопла с большой скоростью (20 м/с) выбрасывается струя проводящих чернил, которая на некотором расстоянии от сопла дробится на капли. Пьезоэлектрический преобразователь модулирует скорость истечения струи и тем самым синхронизирует дробление струи на капли. Этот способ позволяет получить наибольшую скорость электрокаплеструйной печати.

Наконец, третий способ — эмиссия капель электрическим полем — реализуется по аналогии с электростатическим распылением жидкости при электроокраске, но с тем отличием, что в качестве электрода используется капилляр. Привлекательным в этом способе является простота конструкции печатающей головки, так как в ней отсутствует сочетание высокого давления с высокочастотной вибрацией. Основной проблемой является обеспечение стабильного размера и заряда капель при распылении.

В качестве примера на рис. 1 представлена схема электрокаплеструйного маркировочного модуля с эмиссией капель высоким постоянным давлением и ультразвуковой синхронизацией.

Схема электрокаплеструйного маркировочного модуля
Рис.1. Схема электрокаплеструйного маркировочного модуля
1 — бак приема краски;
2 — бак для подачи краски;
3 — форсунка;
4 — сопловой элемент;
5 — зарядное устройство;
6 — электроды, создающие отклоняющее поле;
7 — ловушка для незаряженных капель;
8 — подложка, на которую наносится краска;
9 — генератор синхронизации;
10 — генератор импульсов напряжения;
11 — пакет пьезокерамических дисков.

Модуль состоит из генератора капель, включающего форсунку 3, сменного соплового элемента 4, пакета пьезокерамических дисков 11 и генератора синхронизации 9, зарядного устройства, включающего генератор импульсов напряжения 10, питающий индукционный электрод 5, системы отклоняющих электродов 6, содержащих постоянное во времени электростатическое поле, пневмогидробак для приема краски из ловушки 1, бак для подачи краски 2.

Под действием постоянного давления р величиной 100 кПа происходит вытеснение краски из бака 2 через форсунку 3 и сопловой элемент 4, представляющий собой наконечник медицинской иглы, в который запрессован часовой камень с калиброванным отверстием. Если на форсунку не оказывать возмущающего воздействия, то поток краски представляет собой сплошную ламинарную струю. При подаче на пьезо-керамические диски напряжения синхронизации пьезокерамика начинает испытывать осевые колебания и жидкость на выходе из сопла вытекает с пульсирующей скоростью. Появляющиеся перетяжки в струе приводят к дроблению ее на капли одинакового размера. Образование капель происходит с частотой синхронизации, определяемой напряжением Uc. Если капли при проходе через зарядное устройство не заряжаются (напряжение на электроде 5 отсутствует), то капли улавливаются ловушкой 7. Капли, получившие заряд при отрыве от струи по индукционному механизму, отклоняются в поле электродов 6 и образуют отпечаток на подложке 8. Величина заряда капли определяет положение отпечатка по одной координате. Положение отпечатка по второй координате изменяется за счет механического перемещения подложки.


Комментарии запрещены.





Статистика

Рейтинг@Mail.ru