自我清洁的印刷头制造技术

一种印刷头，其有喷嘴板，所述喷嘴板有喷嘴阵列，墨通过所述喷嘴喷出，其还有喷嘴板正面上的低粘性疏油聚合物涂层。一种印刷机，其有固体墨的源、被配置用以加热固体墨并将固体墨转化为液体墨的加热器以及印刷头，该印刷头有喷嘴板，所述喷嘴板有喷嘴阵列，墨通过所述喷嘴喷出，该印刷头还有喷嘴板正面上的低粘性疏油聚合物涂层以及用于刮刷喷嘴板正面的刮刷器，选择所述涂层以在液体墨转变为固态形式之前去除液体墨。清洁印刷头的方法，包括在比印刷头中的喷嘴的流涎压强更大的操作压强下操作印刷头，让墨流过印刷头正面上的疏油涂层，把操作压强降低到自我清洁压强，以及等待滞留在所选择的喷嘴上的墨滴流过疏油涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及印刷领域，更具体地涉及印刷头和印刷机及其清洗方法。
技术介绍
喷墨印刷机包括在叠摞的板中的最后的板上的用于传送墨的孔或喷嘴阵列。这里的讨论将把该叠摞的板称作喷射器叠摞，并且将该最后的板称作喷嘴板。这些喷嘴可能流涎(drool)，意指喷嘴把墨滴到印刷头的正面。接着，该墨就会粘附到其他的喷嘴上，或者堵塞其他的喷嘴，导致其不能喷射或使来自于其中的墨误喷。针对这一问题的现有方案包括使用墨清洗和用刮刷器刀片刮去积累在正面的墨的有效的刀片清洁。通常当发现漏喷喷嘴，或者在墨已经固化、收缩进入到印刷头、使空气吸入系统时导致电源故障之后，这些刀片就发挥作用。然后，印刷机清洗墨以除去污染物和滞留的空气，并清洁喷嘴。刮刷器刀片刮去正面上的墨和污染物。以前，当固体墨印刷机不使用的时候会进入低能耗的状态，例如在晚上。即使是在低能耗的状态下，印刷头中的加热器仍继续工作，使墨保持热的状态。当断电或有人关闭印刷机以移动或维修印刷机的时候，墨会凝固。通常，这会导致总数约2000个的刮刷循环。为了节省能源，更严格的能源节约标准要求印刷机在晚上关闭。墨将不再被加热，并且固化，每天早晨需要清洗及刮刷循环。如果要拥有6年的预期寿命，每天清洗的话，就需要进行大约2000个清洗和刮刷循环。所使用的任何抗湿涂层不得不经受该大数量的刮刷循环。这些刮刷会使涂层降解，在喷嘴附近产生涂层碎屑。这又会导致更低的流涎压强，如果流涎压强足够低，就会导致印刷头不可修复，不能运行。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种印刷头，其包括:喷嘴板，该喷嘴板具有喷嘴阵列，墨通过所述喷嘴阵列喷出；以及位于所述喷嘴板正面上的低粘性疏油聚合物涂层。在一种实施方式中，所述低粘性疏油涂层显示至少45度的墨接触角。在又一种实施方式中，所述低粘性疏油涂层显示低于30度的墨滑动角。在又一种实施方式中，所述喷嘴板包括金属或聚合物两者中的一种。在又一种实施方式中，所述涂层包括聚氨酯涂层。本专利技术还提供了一种印刷机，其包括:固体墨的源；加热器，其被配置用以加热所述固体墨及将所述固体墨转化为液体墨；和印刷头，该印刷头包括:喷嘴板，所述喷嘴板具有多个喷嘴，墨通过所述喷嘴喷出；所述喷嘴板正面上的低粘性疏油聚合物涂层，选择所述涂层以在所述液体墨转化为固态形式之前去除所述液体墨；以及刮刷器，该刮刷器设置成用于刮刷所述喷嘴板正面。在一种实施方式中，所述印刷机包括与所述固体墨的源电联接的控制器，以控制流向所述印刷头的墨流中的压强。在又一种实施方式中，所述喷嘴板包括不锈钢板。在又一种实施方式中，所述喷嘴板包括聚酰亚胺薄膜。在又一种实施方式中，所述喷嘴板与孔支架连接。本专利技术还提供了一种制造印刷头的方法，该方法包括:由一系列板制成喷射器叠摞；用低粘性疏油聚合物涂层涂敷喷嘴板；以及将所述喷嘴板连接到所述喷射器叠摞上。本专利技术还提供了一种清洁印刷头的方法，其包括在比印刷头中的喷嘴的流涎压强更大的操作压强下操作印刷头；让墨流过印刷头正面上的疏油涂层；把操作压强降低到自我清洁压强；以及等待滞留在所选择的喷嘴上的墨滴流过疏油涂层。在一种实施方式中，在比印刷头中的喷嘴的流涎压强更大的操作压强下操作印刷头包括在5-7英寸的水柱压强下操作。附图说明图1是固体墨印刷系统的方框图。图2显示了具有低粘性疏油涂层的喷射器叠摞的实施例。图3显示了具有低粘性疏油涂层的喷射器叠摞的另一个实施例。图4显示了操作具有低粘性疏油涂层的印刷机的方法的实施例。图5显示了比较自我清洁和刮刷的试验结果的图。图6显示了涂敷喷嘴板的方法的实施例。具体实施例方式图1显示了固体墨印刷机10的实施例。固体墨16受热转变为液体墨。控制器14控制用于转变墨的加热器，也可控制给墨加压并驱使墨通过导管18进入印刷头20的泵(未显示)。控制器14可以控制泵，所述泵影响使墨移向印刷头20的压强。它还控制加热器和刮刷器24，或者这些也可由不同的控制器实施。除非印刷机关闭，否则墨供应源、导管和印刷头通常保持加热状态。这使得墨不会固化和收缩，也防止空气进入墨通道。然而，根据新的节能标准，印刷机通常每天整晚关闭或长时间不使用就关闭。这将要求系统自我清洗墨和空气。这些清洗导致墨停留在喷嘴板22的正面。可以用刮刷器组件24清洁喷嘴板22。刮刷器组件24从喷射器或喷嘴刮去墨，如果所述喷射器或喷嘴被墨堵住的话，他们将无法工作或不适当地工作。保留在喷嘴孔的墨还会导致更低的流涎压强，该流涎压强是使墨从喷嘴流涎出的压强。流涎压强的变化表明喷嘴堵塞。刮刷运动还可去除或磨损用于喷嘴板正面的涂层。涂层使从系统中清洗出的墨更有效地排出，减少所需的刮刷数量，从而使得涂层可以保存更长时间。使用低粘性疏油(抗油)涂层可以大幅度减少保持正面清洁所需要的刮刷数量。图2显示了印刷头的部分的实施例的侧面图。印刷头有喷射器叠摞。通常，喷嘴板被认为是喷射器叠摞的一部分，但是为了在此进行讨论，喷嘴板会从喷射器叠摞的其余部分中分开来单独讨论。本文所使用的术语“喷射器叠摞(jetstacks)”是指叠摞的板，该叠摞的板形成歧管(manifold)以传送墨至压力室,用墨装满压力室并允许墨通过喷嘴板排出印刷头。图2中，通常由最终将经历高温钎焊的薄不锈钢板组成的喷射器叠摞板已被替换。在本实施例中最接近喷嘴板的板30是孔板支架(aperture plate brace)。本实施例中的喷嘴板34由薄膜(例如聚酰亚胺)组成，低粘性疏油涂层可施加到该薄膜上。膜34有开口，墨滴例如38通过所述开口排出喷射器叠摞(jetstacks)。聚合物膜34用粘合剂32附着在孔板支架30上，该粘合剂如高温、热固性粘合剂。低粘性疏油涂层36通常在附着于孔支架之前，被施加到聚合物膜喷嘴板34上，虽然附着之后的施加当然地被包括在专利技术范围内。喷嘴板上的开口通过激光烧蚀或诸如打孔或裁切等其它方法形成。虽然对于薄聚合物膜喷嘴板，实验结果将被进一步讨论，但必须理解的是本专利技术的实施并不限于该特定的实施例。现在实施的喷射器叠摞通常由包括喷嘴板在内的叠摞的不锈钢板组成。图3显示该实施例。在该实施例中的喷射器叠摞40由储存器或压力室板组成，在墨被喷射之前持有墨的室位于所述储存器或压力室板中。喷嘴板44具有开口，墨滴例如48通过所述开口排出喷射器叠摞。喷嘴板44还有低粘性疏油涂层46。这个涂层使得印刷头正面能“自我清洁”，其中自我清洁意味着控制印刷头墨压强来清洁喷嘴，所述喷嘴的顶部滞留有墨，导致墨滑下印刷头正面。墨从正面滑落是由于低粘性疏油涂层所导致。在一个实施例中，涂层显示至少45度的墨接触角。在另一个实施例中，涂层显示低于30度的墨滑动角。本文所述滑动角是指样本相对于水平面必须倾斜的以使10微升测试流体滴的后沿开始滑动的角度。所述涂层可以是聚合物涂层，例如聚氨酯涂层。在一个实施例中，所述涂层由二羟基封端的全氟聚醚低聚物或聚合物与至少一种异氰酸酯反应生成。不管怎样，该涂层使墨能从印刷头正面滑落。控制系统内的压强使内部有墨的那些喷嘴板能进行清洁而不引起所有喷嘴流涎。例如，可以使用有流涎压强的印刷头，该流涎压强是使墨弯液面(meniscus)破裂并使墨从喷嘴中流出的、范围在4-7英寸水柱之间的压强。流涎之后，压强降低至大约1.5”。大墨滴滴得非常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印刷头，包括：喷嘴板，其具有喷嘴阵列，墨通过所述喷嘴阵列喷出；所述喷嘴板正面上的低粘性疏油聚合物涂层。

【技术特征摘要】
2011.10.17 US 13/2752451.一种印刷头，包括: 喷嘴板，其具有喷嘴阵列，墨通过所述喷嘴阵列喷出； 所述喷嘴板正面上的低粘性疏油聚合物涂层。2.如权利要求1所述的印刷头，其中所述低粘性疏油涂层显示至少45度的墨接触角。3.如权利要求1所述的印刷头，其中所述低粘性疏油涂层显示低于30度的墨滑动角。4.如权利要求1所述的印刷头，其中所述喷嘴板包括金属或聚合物两者中的一种。5.如权利要求4所述的印刷头，其中所述涂层包括聚氨酯涂层。6.—种印刷机,包括: 固体墨的源； 加热器，其被配置用以加热所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·M·古尔维，瓦伦·桑巴伊，赵洪，考克益·劳，詹姆斯·M·卡塞拉，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：美国;US