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喷墨过程需要加热墨水的装置

发布于:2016-09-07 22:19来源:上海记事本定制 作者:圣马广告 点击:
记事本定制工艺毫无疑问,建立连续而不间断的热喷墨过程需要加热墨水的装置,由于体积限制和能量需求等方面的原因,墨水加热装置不能自由地选择,必须制备成很小的尺寸,且离开墨水腔的距离很短。由此可见,能满足热喷墨系统的加热元件并不多。

加热元件究竟加工成何种形式更为合理?答案肯定不是唯一的。在热喷墨技术发展的起步阶段还不能达到现在这样的水平,根据从电能到热能的能量转换规律,那时的加热器元件由一系列的线圈构成成为必然的选择。据惠普公司提供的数据,由这种加热元件产生的热辐射范围在3〜5pm,这刚好形成为墨水中的水分子提供动能并产生汽化的最佳范围。仍然以惠普的热喷墨打印机为例,由线圈组成的加热元件悬挂在三面为热反射器的空间内,这三个热反射器将热能直接反射给打印区域,可见这种热喷墨打印机没有采用直接加热墨水的方法,属于间接加热。墨水在热量的作用下干燥速度合理,如果墨水中的水分没有足够的时间引起纸张纤维肿胀,则可以避免纸张皱折,也不会与相邻的潮湿墨滴混合,可避免此种墨水颜色与彼种墨水颜色的相互渗透。

传统加热元件只能应用于低速热喷墨打印领域。从1999年幵始,一种新的加热技术出现了,发明者称其为微精细墨滴技术((McroFineDropletTechnology),这一发明使热喷墨技术呈现更好的前景,必将明显改善热喷墨的记事本定制印刷质量。 
据MasaoMtani丁2003年发表在成像科学与技术杂志上的文章介绍,一种适合于热喷墨打印头的新型薄膜加热器性能比微精细墨滴技术采用的厚钝化层薄膜加热器更好。这种新型薄膜加热器的主要优点可归纳如下:传统薄膜加热器需要厚保护层,但新型薄膜加热器不再需要它;打印头结构简单,不仅喷射出的墨滴体积均匀,且不会产生气穴;由于使用了薄膜加热器,热喷墨打印头结构发展到大规模集成的喷嘴阵列;打印系统的干燥速度极快,记录结果边缘很少会出现羽毛状的扩散现象。

新型薄膜加热器由电阻薄膜和半导体薄膜两层构成。薄膜加热器用于热喷墨打印头时必须经得住各种严酷环境的考验,要求有良好的抗氧化性能,耐电解腐蚀,有能力避免气穴现象等。虽然薄膜加热器从1999年就开始使用,但那时的薄膜加热器必须覆盖较厚的钝化层,以及为了防止氧化、电解腐蚀和气穴而附加的钽金属保护层。这种多层结构不但增加了打印头的复杂性,也降低了加热器的热效率,必然会大大增加墨滴喷射所需要的能量,其直接后果便是不得不使用代价昂贵的铋型互补金属氧化物技术,才能驱动大规模喷嘴阵列。此外,多层结构也会降低墨水加热速度,并导致墨滴喷射速度的波动。

给出了多层结构薄膜加热器和新型薄膜加热器横截面的对比示意图,两者的明显区别在于新型薄膜加热器的顶部凹陷处增加了自我抗氧化能力涂布层。

自我抗氧化涂布层不仅能避免电阻薄膜层的氧化,也有助于防止该涂布层受电解作用而腐蚀。新型加热器使用的阳极侧,形成防止电阻薄膜层电解腐蚀的另一种措施。由于自我抗氧化层和半导体薄膜的共同作用,不再需要多层涂布结构了。此外,在研制新的打印头结构时也采取了避免产生气穴的措施,薄膜加热器成为打印头结构的一部分。

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