[发明专利]通风式打印头

说明书

打印头包括带有用于将墨水打印到目标(4)上的多个喷嘴(6)的喷嘴层(24)。其还包括通风开口(14、16)，该通风开口包括用于将气体供送到喷嘴(6)与目标(4)之间的区域(18)的吹送开口(14)以及用于将气体从该区域(18)供送离开的抽吸开口(16)。这允许在该区域(18)处维持期望的气氛以便更好地控制打印过程。

技术领域

本发明涉及一种用于在基材上沉积墨水的打印头。本发明还涉及一种具有这样的打印头的打印系统和一种用于操作这样的打印头的方法。

背景技术

US 2018/0009223描述了一种电流体动力式打印头，其具有包括多个喷嘴的喷嘴层。其基于其中喷嘴布置在一侧、而供送管道在另一侧延伸穿过供送层的结构。

使用喷嘴电极来加速墨水远离喷嘴并到达目标上。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种具有改进的打印质量的上述类型的打印头。

该问题由权利要求1的打印头解决。因此，打印头包括喷嘴层。该喷嘴层又至少包括以下部件：

a)多个喷嘴。这些喷嘴构造为将墨水喷射到目标上。墨水可以是任何可以打印的液体。

b)延伸穿过喷嘴层的多个通风开口。

通风开口允许将气体供给到打印头与目标之间的区域和/或从所述区域输送气体离开。因此，这使得可以控制或至少改变进行打印的空间中的气体成分，这为控制打印过程提供了丰富的选项。其中一些选项如下所述。

通风开口有利地包括至少两种类型的开口：第一种类型设计为用于从与喷嘴相邻的区域供送气体离开的抽吸开口。第二种类型设计为用于向所述区域供送气体的吹送开口。

本发明提供了改进的打印质量且同时减少了堵塞问题。特别地，在扁平的多喷嘴打印头上使用多个喷嘴会导致蒸发的液体在打印头与打印目标之间的区域中积聚。对于像在US2018/009223中公开的那样的打印分辨率可以在10微米以下、甚至可能在1微米以下的分辨率范围内的电流体动力式多喷嘴打印头，这个问题尤其突出。此外，这样的打印头可能允许使用以大喷嘴阵列布置的数百万个喷嘴，例如在WO 2016/169956中公开的。与传统的喷墨打印头不同，喷嘴可以以大得多的数量并以矩形阵列布置，这些矩形阵列沿着两个主阵列轴线的尺寸在很大程度上是相似的。

相比之下，大多数喷墨打印头通常构建成使得喷嘴布置在窄矩形或斜矩形区域内，其中快速移动基本上在所述矩形区域的窄尺寸的方向上进行。在这样的移动过程中，一个像素位置通常会得到单个或极少量的液滴。由于移动通常会扫描目标的整个宽度或长度，打印头在单个液滴顶部的停留时间非常短，因此打印的液滴可以在目标顶部没有打印头的情况下干燥。一旦先前打印的液滴完全干燥，打印头便可以仅返回进行第二次打印循环。

在使用电流体动力式打印头时，由于打印分辨率高，移动速度优选地小于用于喷墨打印头的移动速度。此外，打印头在可能的所有运动方向上相对较大的延伸意味着打印头在目标上任何等大区域上方的停留时间相比于打印量而言是大的。因此，打印头可以覆盖目标上的给定位置的持续时间比单个液滴将需要干燥的持续时间长得多。因此，打印头和许多充填液体的喷嘴的存在以及它们在目标上的打印输出会强烈影响沉积液体的干燥性能。如若打印头与目标之间的距离远小于打印头的横向尺寸，这种情况通常会导致打印头与目标之间的环境中的蒸发液体饱和。由于边缘区域的蒸发液体浓度低于打印头的中心位置，这会导致蒸发阻断或至少导致蒸发不均匀。这两个问题都会严重影响打印量和均匀性。本发明提供一种用以允许打印头即使在长停留时间下也能操作的解决方案。

如上所述，本发明特别适用于大型打印头，即用于具有直径在所有方向上都超过1mm、特别是10mm的喷嘴的阵列的打印头。

有利地，打印头包括喷嘴阵列。在所述阵列中，每个喷嘴至少有一个通风开口；特别地，每个喷嘴有至少两个通风开口。这允许为每个喷嘴维持受控的微环境。