[发明专利]平行双嘴CIJ喷码系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业喷码机技术领域，特别涉及一种平行双嘴CIJ喷码系统。

背景技术

喷码机是一种通过软件控制，使用非接触方式在产品上进行标识的设备，主要由喷墨编码系统和墨路系统构成，电场偏转式连续喷墨喷码机的打印头中包括一高压偏转系统，通过该高压偏转系统使带电墨点在电场中的偏转来实现字符的还原，通常这类喷码机称为CIJ喷码机。

如图1所示，墨路系统由墨罐10、压力泵20、喷枪座30、回收槽40、回收泵50组成，喷枪座30上安装喷嘴31，喷嘴31前方依次安装充电槽60、相位检测极70、高压偏转板系统80，喷枪座30、充电槽60、相位检测电极70与高压偏转板系统80组成一个喷码系统，其中高压偏转板系统80由一对正、负极偏转板组成，喷枪座30内安装有晶振杆，由连接晶振杆的振晶回路90提供晶振信号；其喷码系统的工作原理如下：墨水在压力泵20的作用下，在喷枪座30的喷嘴31出口处形成了一个挤出系统，在压力作用下的墨水从喷嘴30小孔处喷出形成一条极细的墨水流，通常称之为墨线，在形成墨线后由于喷嘴31后端晶振杆的振动作用，从而形成系统所需要的墨点（墨滴），此时的墨点类似于显像管中电子枪发出的电子流，但墨点此时还未带电并不能像电子流一样发生偏转，接下来当墨点经过下方的充电槽60时才能让特定的墨点带上电荷变成可受电场力作用发生偏转的带电粒子，此过程又称为墨点充电。

需要被使用的墨滴必须根据带上相应的负电荷，因此要求墨点在带上负电荷后才能从墨线上分离，并且墨点充电完成后充电槽60上的电压也应该立即断开，以保证不会对相邻的后一个点进行充电。在保证正弦波电压幅值、频率合适的情况下，将正弦电压加到晶振杆上就会产生打印所需的墨点；并且从喷嘴30喷出的墨线要经过一定距离才可以完全分裂成墨点，因此可以通过调整喷嘴30和充电槽60的相对位置，使墨滴分裂正好发生在充电槽60的中部，这样能够在硬件上满足正确充电的要求。关键是“相位”时机的确定，只有施加充电脉冲的时间点和分裂发生时刻保持合适的相位关系，才可以使墨滴带电量最优，并且不会出现多个墨滴充电的情况。当带负电荷的墨滴经过相位检测极70时，在检测电极上会产生相应的感应信号，此时检测电路可判断上一环节的充电过程是否正确，检测墨滴实际所带电量是否正确。

经过正确充电的墨点在经过高压偏转板系统时将产生偏转，偏转后打印在物体上形成喷码，打印出字符，不带电的墨点不偏转而直接落入回收槽40返回到墨路系统中，再由回收泵50泵入墨罐10实现循环利用。

图文的还原是通过墨点来实现的，每一个图文点对应一个墨点，单位时间内打印内容越多需要的墨点就越多。在CIJ喷码机中，墨点的产生是通过晶振频率来控制每秒时间内喷出的墨点数量，并且晶振频率也不是随意设定的，是需要根据墨水各类，喷嘴大小等进行设定，假设晶振频率为62.5KHz，即每16us喷出一个墨点。由于每个未带电的墨点运动的轨迹和所处环境都相同，在忽略墨点重力和空气阻力的影响下，每个墨点都将以相同的速度经过充电区、相位检测区以及高压偏转区，且墨点之间都等距。为了提高喷印速度，就必须在每秒时间内增加被充电墨点的数量，换句话说，就是使更多的墨滴喷印在物体上而不是被回收。这就要求对相临更近的两个墨点充电，当墨点的使用率达到100%时，所有墨点都被充电，此时即为该喷码机的理论极限喷印速度。

一般的小字机的喷嘴通常为60μm左右，晶振频率大多在62.5KHz左右，较为美观的打印分辨率为60DPI，此类型喷码机每秒产生62500个墨点，如果打印一个图文信息点阵高度为24个点阵的话，相当于每打印一列就需要使用24个墨点，因此每秒最多能打印的列数就是当所有的62500个墨点都被用上的时候，此时每秒可打印的列数为：62500/24=2605列；按60DPI分辨率进行计算可打印长度为2605/60=43.4英寸，即110.236厘米约等于1.1米每秒66米每分钟，此时的速度小于许多现代化生产线的生产速度，要提高打印速度通常只能减少打印内容，如果将原来的打印高度从24点阵调整为16点阵，此时的极限速度理论上可达到99米每分钟；如果将点阵高度调整为只打印一行数字或字母，可设置为7点阵，此时理论速度可达到227米每分钟；因此在许多高速生产线上并不能用一台喷码机实现多行内容的打印。

并且，以上打印速度也只是理论计算速度，实际打印时并不能完全将每个墨点都利用起来，因为CIJ喷码机是采用让墨点带电电场偏转的原理工作的，因此各个墨点除了受到重力及外界风力及干湿度影响外，当墨点利用率增大后带电墨点间静电力的相互作用更为明显。