[发明专利]喷墨打印方法以及用于执行所述方法的机构

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨打印方法以及涉及用于执行所述方法的机构。

背景技术

在所述喷墨打印（ink-jet）期间通常在所述打印头部的喷嘴中产生单个的液滴的墨水。图1a示出与这相关的现有技术。

所述液滴或者利用气泡通过的热的工序来产生（Thermal Ink-Jet）或者借助于打印脉冲产生，所述打印脉冲通过或者压电晶体（Piezo Ink-Jet）或者静电地产生（Super-Fine Ink-jet®）。

人们将CIJ打印机（英语Continuous Ink Jet）与DOD打印机（英语Drop on Demand）区分开。在所述CIJ打印中所述喷墨通过喷嘴从所述打印头部中逸出。所述射束通过压电的转换器（所述转换器位于所述喷嘴之后）来调制，从而实现均匀地分解成各个的液滴。通过充电电极使得由此形成的液滴此时或多或少强烈地进行静电充电。10至40m/s快速的液滴接下来飞过较大的偏转电极，在该处所述液滴取决于其比电荷地侧向上被偏转。根据仪器类型，所充电的或所没有充电的液滴到达到所述基质上。不需要的液滴已经在所述打印头部处又被捕获并且重新引入给所述墨水循环。在所述DoD方法中相反于CIJ打印机，仅仅实际上所需的墨水液滴离开所述喷嘴。所述仪器附加地根据如下方式被区分，即以哪个技术将所述墨水液滴喷出。a）喷泡打印机（Bubble-Jet-Drucker）借助于加热元件产生微小的墨水液滴，所述加热元件加热在所述墨水中的水或溶剂。在此爆炸状地形成微小的蒸汽泡，所述蒸汽泡由于其压力将墨水液滴从所述喷嘴中挤出。b）压电打印机使用压电的效应以用于挤压所述打印墨水通过细的喷嘴，其中，陶瓷元件在电压下变形。所述墨水形成液滴，其体积能够通过所施加的电的脉冲的大小来控制。c）在压力阀打印机中将各个的阀安置在所述喷嘴处，如果液滴应该离开所述喷嘴，则所述阀打开。

在每种情况中所述液滴从所述喷嘴中逸出，被喷射，并且落在基质上。多个喷出的液滴（其落在所述基质上）形成所打印的结构。

所打印的结构的分辨率由各个的液滴的大小和在各个的液滴之间的间距来限定。通常适用的是，单个的液滴越小，在所述打印时的分辨率越大。因此力求产生较小的液滴。

通常在所述喷嘴中形成时影响所述液滴的大小。如果人们在所述打印头部中例如使用带有小的直径的喷嘴，则产生比于在所述打印头部中利用较大的喷嘴的打印的情况下小的液滴。在压电打印头部中所施加的电压形式和时间、或者说所述打印头部的温度和所述墨水本身起大的作用。通过修改所述电压形式和所述温度能够将所述液滴的大小显著减少，如由Meier及其他，（Phys. Status Solidi A （2009）. Inkjet printed, conductive, 25μm wide silver tracks on unstructured polyimide. Vol. 206, 1626-1630）所知的那样。

附加地在所述液滴和所述基质之间的互相作用具有大的意义。如果例如打印疏水的墨水，则所述基质的亲水的改性能够导致在所述基质上在所述液滴大小中的显著的减少。这允许较密地放置所述液滴，结合着较大的分辨率。

由Perelaer及其他（Macromolecular Chemistry and Physics（2009）. Droplet tailoring using evaporative inkjet printing. Vol.210, 387-393）的公开已知，通过在所述打印头部（或所述喷嘴）和所述基质之间的较大的间距，进行部分蒸发所述墨水溶剂，由此所述液滴相应变得较小。所述方法在此除了所述间距之外还考虑所述墨水的成分。不利地是，通过较大的间距产生各个的液滴的散射，由此在放置各个的液滴时出现误差。这减少所打印的结构的分辨率。

由公开文献WO 2013/166219A1已知如下装置，其允许在飞行中干燥墨水液滴。为此在所述打印头部和待打印的基质之间产生不同调温的地带的周围环境。所述装置包括大量结构、如间距保持件（其将热屏蔽件与所述打印头部分开）、另外的间距保持件（其将所述热屏蔽件与冷凝屏蔽件分开）以及在所述冷凝屏蔽件处的能量源。在所述打印头部处的温度应该低并且在热屏蔽件和冷凝屏蔽件以及冷凝屏蔽件和基质之间的温度应该高，由此从所述基质处上升的蒸汽不到达到所述打印头部处。在所述过程期间使得所述冷凝屏蔽件被加热到在所述墨水的运载液体的冷凝温度之上的温度上，以便防止所述蒸汽的冷凝。所述机构不利地构建成复杂的。