本發(fā)明涉及一種噴出墨滴的噴墨打印技術。此噴墨打印技術是在綜合了激光打印機技術和噴墨打印機技術基礎上發(fā)展而來。

背景技術：

目前市場上針式打印機、噴墨打印機和激光打印機占了主流打印地位。針式打印機主要應用于票據打印，常用打印機主要為激光打印機和噴墨打印機。

所謂噴墨打印機，就是通過將墨滴噴射到打印介質上來形成文字或圖像。早期的噴墨打印機以及當前大幅面的噴墨打印機都是采用連續(xù)式噴墨技術，而當前市面流行的噴墨打印機都普遍采用隨機噴墨技術，按噴墨打印的驅動方式主要分為熱氣泡式、壓電式、超聲式和靜電式。

噴墨打印機一般多采用熱氣泡噴墨技術，通過墨水在短時間內的加熱、膨脹、壓縮，將墨水噴射到打印紙上形成墨點。熱氣泡式噴墨打印的原理是將墨水裝入到一個非常微小的毛細管中，通過一個微型的加熱墊迅速將墨水加熱到沸點。這樣就生成了一個非常微小的蒸汽泡，蒸汽泡擴張就將一滴墨水噴射到毛細管的頂端（超高速瞬時沸騰現象）。停止加熱，墨水冷卻，導致蒸汽凝結收縮，從而停止墨水流動，直到下一次再產生蒸汽并生成一個墨滴。

壓電式噴墨打印機是根據逆壓電效應原理，利用壓電陶瓷在電壓作用下產生形變，進而改變液腔壓強，將液體從噴嘴高速噴射出。常用的壓電式打印方式主要有四種：彎曲型、剪力型、推擠型和收縮管型。噴墨過程中的墨滴控制分為3個階段：在噴墨操作前，壓電元件首先在信號的控制下微微收縮；然后，元件產生一次較大的延伸，把墨滴推出噴嘴；在墨滴馬上就要飛離噴嘴的瞬間，元件又會進行收縮，干凈利索地把墨水液面從噴嘴收縮。這樣，墨滴液面得到了精確控制，每次噴出的墨滴都有完美的形狀和正確的飛行方向。

超聲波式噴墨打印常用做藥物霧化及微推進。其由壓電換能器、絕緣膜、墨腔、反射腔和噴嘴板構成。絕緣膜覆蓋在壓電換能器內表面，作用是使底電極與墨腔中的墨水絕緣。而反射腔由金屬制成，呈拋物線型。反射腔外覆蓋有噴嘴板，上面布置著噴嘴。超聲波由壓電換能器產生，透過絕緣膜后，沿液體傳播。超聲波被反射腔聚焦在噴嘴附近，在液面上產生毛細管波，毛細管波會產生向外噴射的霧狀液滴。超聲式噴墨打印結構簡單且可以不設置噴嘴。

激光打印機脫胎于80年代末的激光照排技術，流行于90年代中期。它是將激光掃描技術和電子照相技術相結合的打印輸出設備。其基本工作原理是由計算機傳來的二進制數據信息，通過視頻控制器轉換成視頻信號，再由視頻接口/控制系統(tǒng)把視頻信號轉換為激光驅動信號，然后由激光掃描系統(tǒng)產生載有字符信息的激光束，最后由電子照相系統(tǒng)使激光束成像并轉印到紙上。具體工作過程：激光打印機由激光器發(fā)射出的激光束，經反射鏡射入聲光偏轉調制器，與此同時，由計算機送來的二進制圖文點陣信息，從接口送至字形發(fā)生器，形成所需字形的二進制脈沖信息，由同步器產生的信號控制9個高頻振蕩器，再經頻率合成器及功率放大器加至聲光調制器上，對由反射鏡射入的激光束進行調制。調制后的光束射入多面轉鏡，再經廣角聚焦鏡把光束聚焦后射至光導鼓(硒鼓)表面上，使角速度掃描變成線速度掃描，完成整個掃描過程。硒鼓表面先由充電極充電，使其獲得一定電位，之后經載有圖文映像信息的激光束的曝光，便在硒鼓的表面形成靜電潛像，經過磁刷顯影器顯影，潛像即轉變成可見的碳粉像，在經過轉印區(qū)時，在轉印電極的電場作用下，碳粉便轉印到普通紙上，最后經預熱板及高溫熱滾定影，即在紙上熔凝出文字及圖像。

激光打印機的優(yōu)點：打印速度快，打印質量高；缺點：機子和耗材昂貴。噴墨打印機的優(yōu)點：速度比較快，質量比較高（彩色打?。┛捎糜谙嗥蛴?，機身便宜，耗材比較便宜；缺點：耗材不易保存，易干，清洗較麻煩。

技術實現要素：

本發(fā)明目的在于提出一種制造成本低、結構簡單，便于制造成頁面幅度，可高速噴射出墨滴的激光噴墨打印技術。

本發(fā)明的目的是通過如下措施來達到：激光噴墨打印包括打印控制系統(tǒng)、激光掃描系統(tǒng)、噴墨頭和走紙機構等部件組成。激光可以產生光致形變效應或光聲效應，激光通過激光掃描系統(tǒng)偏轉聚焦后掃描照射噴墨頭內各小墨室，小墨室上布置有光致形變材料，若有激光射入則產生形變，小墨室的內體積發(fā)生變化，推擠墨水從噴嘴中噴射而出，從而完成一次噴墨過程；噴射后小墨室中形成負壓吸入墨水，若激光再次射入，墨滴則再次噴射而出，周而復始把墨滴按需噴射到打印介質上，即可完成整個噴墨打印作業(yè)。另外還可以通過對激光進行周期性強度調制所發(fā)生的光聲效應產生超聲波，將超聲波聚焦到噴嘴位置或液面位置而使墨滴噴射而出。超聲波式噴墨方式可以不設置噴嘴。

本發(fā)明使用打印控制系統(tǒng)調制激光的強弱或者開閉狀態(tài)，并通過激光掃描系統(tǒng)控制激光偏轉射入噴墨頭各小墨室，小墨室內外部件產生光致形變，小墨室內體積改變，噴墨頭內的各個小墨室噴射墨滴，從而實現按需噴墨打印。或者利用光聲效應產生超聲波來間接噴墨。激光掃描系統(tǒng)主要部件包括激光發(fā)生器、激光掃描部件等。激光掃描系統(tǒng)目前在激光打印機有成熟的產品，應用較多的為轉鏡式或振鏡式光學掃描系統(tǒng)，另外還有相控陣電子掃描系統(tǒng)，可對激光進行調諧、偏轉和調焦等控制，準確地將激光射到噴墨頭各小墨室內，噴墨頭噴射出墨滴。激光噴墨打印技術綜合了激光打印機及噴墨打印機的優(yōu)點，噴墨頭部分無電路，制造工藝及要求較熱氣泡式和壓電式噴墨打印機低得多，結構比激光打印機要簡單得多，打印速度快，便于制造成頁面幅度，易實現高精度打印，使用成本更低。

為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下面結合介紹實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實施例的噴墨部分的結構圖。

圖2是本發(fā)明第二實施例的噴墨部分的結構圖。

圖3是本發(fā)明的“底噴式”噴墨頭的結構示意圖。

圖4是本發(fā)明的“底噴式”噴墨頭的a--a剖面的一種結構示意圖。

圖5是本發(fā)明的“底噴式”噴墨頭的a--a剖面的另一種結構示意圖。

圖6是本發(fā)明的“側噴式”噴墨頭的結構示意圖。

圖7是本發(fā)明的“側噴式”噴墨頭的b--b剖面的一種結構示意圖。

圖8是本發(fā)明的“側噴式”噴墨頭的b--b剖面的另一種結構示意圖。

圖9是本發(fā)明的收縮管型的噴墨頭的結構示意圖。

圖10是本發(fā)明的光致超聲噴墨的噴墨頭的一種結構示意圖。

圖11是本發(fā)明的光致超聲噴墨的噴墨頭的另一種結構示意圖。

圖12是本發(fā)明的光致超聲噴墨的噴墨頭的又一種結構示意圖。

圖13是本發(fā)明的第三實施例的噴墨部分的結構圖。

具體實施方式

激光噴墨打印包括打印控制系統(tǒng)、激光掃描系統(tǒng)、噴墨頭和走紙機構等部件組成。這里只介紹噴墨部分的具體實施方式，其余部件均為已有成熟技術。噴墨部分主要包括激光掃描系統(tǒng)和噴墨頭。

圖1為根據本發(fā)明第一實施例的噴墨部分的結構圖，噴墨頭（2）內有墨水或由外部墨盒供墨。激光掃描系統(tǒng)（1）調制、偏轉及調焦激光（4）依次掃描照射到噴墨頭（2）上，從噴墨頭（2）內的噴嘴（3）中按需噴射出墨滴。

圖2為根據本發(fā)明第二實施例的噴墨部分的結構圖，結構和第一實施例基本相同，只是噴嘴（3）設置的位置不一樣。

圖3是本發(fā)明的“底噴式”噴墨頭的結構示意圖，墨倉（7）內有大量墨水，小墨室（5）和墨倉（7）通過基體（8）分隔，之間通過進墨通道（6）相連通，噴嘴（3）設置在小墨室（5）下部。

圖4是本發(fā)明的“底噴式”噴墨頭的a--a剖面的一種結構示意圖，激光（4）掃描照射小墨室（5）外的光致形變材料（9），光致形變材料（9）產生形變，驅動振動膜（10）導致小墨室（5）內體積發(fā)生變化，推擠小墨室（5）內墨水，墨滴從噴嘴（3）中噴射而出；噴射過后，小墨室（5）內形成負壓，通過進墨通道（6）從墨倉（7）吸進墨水，即可進入下一次噴射。

圖5是本發(fā)明的“底噴式”噴墨頭的a--a剖面的另一種結構示意圖，激光（4）掃描照射到小墨室（5）外的光致形變材料（9）上，光致形變材料（9）發(fā)生形變，小墨室（5）內體積發(fā)生變化，直接推擠墨水從噴嘴（3）中噴射而出；噴射過后，小墨室（5）內形成負壓，通過進墨通道（6）從墨倉（7）吸進墨水，即可進入下一次噴射。

圖6是本發(fā)明的“側噴式”噴墨頭的結構示意圖，墨倉（7）內有大量墨水，小墨室（5）和墨倉（7）通過基體（8）分隔，之間通過進墨通道（6）相連通，噴嘴（3）設置在小墨室（5）側面。

圖7是本發(fā)明的“側噴式”噴墨頭的b--b剖面的一種結構示意圖，激光（4）掃描照射小墨室（5）外的光致形變材料（9），光致形變材料（9）產生形變，驅動振動膜（10）導致小墨室（5）內體積發(fā)生變化，推擠小墨室（5）內墨水，墨水從噴嘴（3）中噴射而出；噴射過后，小墨室（5）內形成負壓，通過進墨通道（6）從墨倉（7）吸進墨水，即可進入下一次噴射。

圖8是本發(fā)明的“側噴式”噴墨頭的b--b剖面的另一種結構示意圖，激光（4）掃描照射到小墨室（5）外的光致形變材料（9）上，光致形變材料（9）發(fā)生形變，小墨室（5）內體積發(fā)生變化，直接推擠墨水從噴嘴（3）中噴射而出；噴射過后，小墨室（5）內形成負壓，通過進墨通道（6）從墨倉（7）吸進墨水，即可進入下一次噴射。

圖9是本發(fā)明的收縮管型的噴墨頭的結構示意圖，激光（4）掃描照射到管狀的小墨室（5）外的光致形變材料（9）上，光致形變材料（9）發(fā)生形變，管狀的小墨室（5）收縮變形，推擠墨水從噴嘴（3）中噴射而出；噴射過后，小墨室（5）內形成負壓，通過進墨通道（6）從墨倉（7）吸進墨水，即可進入下一次噴射。

圖10是本發(fā)明的光致超聲噴墨的噴墨頭的一種結構示意圖，經過周期性強度調制的激光（4）掃描照射到小墨室（5）外的光聲效應材料（11）上，光聲效應材料（11）產生超聲波，透過隔層（12）將超聲波傳導至反射腔（13），反射腔（13）將超聲波聚焦至噴嘴（3）附近，在液面產生毛細管波，毛細管波產生向外噴射的液滴。

圖11是本發(fā)明的光致超聲噴墨的噴墨頭的另一種結構示意圖，經過周期性強度調制的激光（4）掃描照射到小墨室（5）外的光聲效應材料（11）上，光聲效應材料（11）產生超聲波，超聲波透過聚焦聲透鏡層（14）聚焦至噴嘴（3）附近，在噴嘴（3）液面產生毛細管波，毛細管波產生向外噴射的液滴。

圖12是本發(fā)明的光致超聲噴墨的噴墨頭的又一種結構示意圖，經過周期性強度調制的激光（4）掃描照射到小墨室（5）外的光聲效應材料（11）上，光聲效應材料（11）產生超聲波，直接透過聚焦聲透鏡層（14）將超聲波聚焦至液面，在液面產生毛細管波，毛細管波產生向外噴射的液滴。

圖13是本發(fā)明的第三實施例的噴墨部分的結構圖，噴墨頭（2）內有墨水或由外部墨盒供墨。激光掃描系統(tǒng)（1）調制、偏轉激光（4）后經反光鏡（10）反射一個角度，依次掃描照射到噴墨頭（2）上，從噴墨頭（2）內的噴嘴（3）中按需噴射出墨滴。

光致形變材料還可以設置在小墨室的內部。光致形變噴墨的方式跟壓電式噴墨打印的噴墨方式相類似，噴墨方式主要有彎曲型、剪力型、推擠型、收縮管型。激光掃描系統(tǒng)可采用激光打印機采用的激光轉鏡式光學掃描系統(tǒng)，激光功率不夠時只需更換高能量的激光頭即可。激光掃描系統(tǒng)內部的激光掃描部件，可采用機械轉鏡或振鏡、聲光偏轉、電光偏轉和相控陣等方式。

另外，為保證噴墨系統(tǒng)的可靠性，可以把激光掃描系統(tǒng)、噴墨頭甚至和墨盒一體化，以減少灰塵、水汽等外部影響。亦可以采用分體式組合，以增加各組件的重復利用率。

本發(fā)明的激光噴墨打印機技術不限于打印機，也可適用于其他需要使用按需噴射的裝置上。

盡管根據上述實施方式對本發(fā)明進行了說明，但是，顯然本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種替換、修改和變換。上述優(yōu)選實施方式僅為了說明本發(fā)明，而不是用于限定本發(fā)明的。在不違背本發(fā)明權利要求所限定的范圍的情況下，對本發(fā)明可進行多種改變。