噴碼機(jī)的工作原理.doc

1、噴碼機(jī)的工作原理一、噴碼技術(shù)的應(yīng)用背景:食品、飲料、煙酒、電纜、藥品及化妝品等包裝印刷企業(yè)，需要頻繁或高速地將數(shù)字，條形碼，圖案或文字噴印于產(chǎn)品或外包裝紙箱上。實(shí)踐證明，應(yīng)用噴碼機(jī)，可大大提高生產(chǎn)效率和噴印文字的清晰度，利于產(chǎn)品的識(shí)別和跟蹤記錄，有效防防止假冒，從而提升產(chǎn)品的品質(zhì)和增加產(chǎn)品防加值，使企業(yè)贏得更廣闊的產(chǎn)品市場(chǎng)和更好的經(jīng)濟(jì)效益。追溯產(chǎn)品上的數(shù)字、條形碼、圖案或文字的印刷史，在未發(fā)明非接觸式連續(xù)噴碼打印機(jī)以前，往往采用絲網(wǎng)印刷機(jī)，移印機(jī)甚至更原始的機(jī)械式滾輪凸模來(lái)完成印刷。這做的結(jié)果是文字清晰度差，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，生產(chǎn)效率低，而且因?yàn)楫a(chǎn)品的品質(zhì)因印刷質(zhì)量不高而丟失越來(lái)越多的客戶和消費(fèi)者，使

2、生產(chǎn)企業(yè)蒙受損失。因此急需先進(jìn)的設(shè)備來(lái)替代它們。經(jīng)過(guò)科學(xué)家和許多科技工作者的努力，小字噴碼機(jī)，大字符噴碼機(jī)機(jī)，高解像噴碼機(jī)及激光打碼機(jī)先后被研制出來(lái)。目前，這些非接觸式連續(xù)噴碼打印機(jī)已經(jīng)成為改變落后現(xiàn)狀的首選。小字噴碼機(jī)主要用于將較小文字，數(shù)字和圖形等噴印于產(chǎn)品上。大字符噴碼機(jī)機(jī)，顧名思義，用于將大文字，數(shù)字和圖形等噴印在產(chǎn)品上或外包裝紙箱上。從噴碼機(jī)的工作原理看，由于油墨噴是噴射的油墨，激光打碼機(jī)發(fā)射的是激光光束，與工作物表面并不需要直接接觸，所以可得到以下的優(yōu)點(diǎn):1、速度快 : 以汽水、可樂(lè)、啤酒、白酒、礦泉水的生產(chǎn)為例，每分鐘可達(dá)1000瓶以上。電線電纜行業(yè)生產(chǎn)速度可達(dá)200 米/ 分以

3、上。最快可噴印1000 字符 / 秒。2、自動(dòng)化程度高 : 噴印內(nèi)容的變化性由于是電腦自動(dòng)控制的，所以可以很輕易的變化噴印內(nèi)容，噴印內(nèi)容中可加入日期時(shí)間、流水號(hào)碼、批號(hào)等會(huì)變動(dòng)性的資料。批次和編號(hào)的變更，實(shí)現(xiàn)噴印過(guò)程的無(wú)人操作。3、字跡清晰持久 : 電腦控制，油墨附著力高，可準(zhǔn)確地噴印出所要求的數(shù)字、文字、圖案和條形碼等。4、字符大小可調(diào) : 字體寬度、高度均有合適的范圍可調(diào)節(jié)，也可任意加粗字體。5、噴印行數(shù)可調(diào) :CIJ 式噴印行數(shù)在 1-5 行可調(diào)， DOD式噴印行數(shù)在 1-18 行可調(diào)，并可任意搭配。6、編程迅速方便 : 通過(guò)電腦或編輯機(jī)輸入所要求的數(shù)字、文字、圖案和行數(shù)等信息，改打印信

4、息，只按數(shù)鍵便可完成。7、無(wú)需與待噴物體接觸，使您的產(chǎn)品不會(huì)在噴碼過(guò)程中受到損壞，即使表面又輕微的凹凸不平也不會(huì)影響噴印質(zhì)量。8、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 : 能與任何生產(chǎn)線匹配?？稍谒芰?、玻璃、紙張、木材、橡膠、金屬等多種材料、不同形體的表面噴印商標(biāo)，出廠日期、說(shuō)明、批號(hào)等。二、噴碼機(jī)的工作原理 :1、小字符噴碼機(jī)的工作原理:小字符噴碼機(jī)機(jī)根據(jù)工作原理的不同，又可分為連續(xù)式噴碼機(jī)( 又稱 CIJ 式噴碼機(jī) ) ，和按需滴落式噴碼機(jī) ( 又稱 DOD式噴碼機(jī)，壓電式噴碼機(jī)、高解像噴碼機(jī)或高清晰噴碼機(jī) ) 。a、連連續(xù)式噴碼機(jī) (CIJ) 的工作原理 :連續(xù)式噴碼機(jī)是通過(guò)壓力從單一噴嘴不斷地噴出，經(jīng)晶體振蕩

5、后發(fā)生斷裂形成墨點(diǎn)，利用油墨帶電偏移的方式，不造字的墨點(diǎn)則不充電，故不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直接射入回收槽，被回收使用，墨點(diǎn)經(jīng)充電、高壓偏轉(zhuǎn)后，將油墨偏移出正常的循環(huán)路線，油墨直接射向工作物的表面，利用邏輯的控制每一個(gè)墨滴的位置，墨點(diǎn)之間有一定的間隔，通常墨點(diǎn)只有垂直方向的變化，必需透過(guò)工作物的移動(dòng)才可掃描形成字符，形成我們想要噴印的內(nèi)容。連續(xù)式噴碼機(jī)工作原理圖例如下:噴字原理過(guò)程圖噴頭各部分說(shuō)明噴印實(shí)例早期的 CIJ 噴碼機(jī)多使用外接氣源或齒輪泵來(lái)提供墨水壓力，外接氣源噴碼機(jī)使用的是氣動(dòng)齒輪泵，需外接空氣壓縮機(jī)，易把灰塵等雜質(zhì)帶入噴碼機(jī)墨路循環(huán)系統(tǒng)，此技術(shù)現(xiàn)已基本停用，現(xiàn)多采用的是電動(dòng)齒輪泵或磁力齒輪

6、泵，但齒輪泵中的齒輪相互摩擦易磨損，產(chǎn)生磨損雜質(zhì)，堵塞墨路循環(huán)系統(tǒng)，需定油墨、溶劑期更換，且更換費(fèi)用較高。以上兩種噴碼機(jī)一般需要三種耗材，即:和清洗劑，耗材使用費(fèi)用也相對(duì)較高。隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，電動(dòng)膜片泵 ( 隔膜泵 ) 在噴碼機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用，它是把齒輪泵的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，減少了摩擦，除非出現(xiàn)損壞，無(wú)需定期更換。此技術(shù)的應(yīng)用，在墨路的設(shè)計(jì)上更加合理化，減少了油墨和溶劑混合罐和攪拌罐，僅使用油墨和溶劑兩種耗材，溶劑的消耗量也只有 5 毫升 / 小時(shí)，使噴碼機(jī)更趨穩(wěn)定可靠，使用更經(jīng)濟(jì)。各種噴碼機(jī)常用泵圖b、按需滴落式噴碼機(jī) (DOD)的工作原理 :目前按需滴落式噴碼機(jī)多采用英國(guó)

7、賽爾(xaar) 公司的 XJ-128 高解像噴頭，分辯率可達(dá) 200dpi ，它是由 PZT材料 ( 鉛和鋯的鈦酸鹽 ) ，制成的蓋板和墨水通道，以及由聚酰亞胺膜片制成的噴嘴板三部分組成，可簡(jiǎn)單理解為由多個(gè)高精密閥門(mén)組成。圖1圖2圖 1 是標(biāo)準(zhǔn)打印頭垂直于墨水滴落方向的截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2 是 PZT通道基本結(jié)構(gòu)的截面圖。兩幅圖都詳細(xì)顯示了墨水通道以及共享壁的結(jié)構(gòu)，從中我們可以看到，通道結(jié)構(gòu)是與壁平行的，通道側(cè)壁的上半部有鋁電極，壁的頂部有一塊被既薄且硬的粘膠層粘住的蓋板，墨水通過(guò)大氣壓被導(dǎo)入?yún)R流管，蓋板下部的底切確定了通道的有效長(zhǎng)度，這種結(jié)構(gòu)被稱為 激勵(lì)器 。電氣導(dǎo)線的連接如示意圖所示是在

8、匯流管的后部的，不過(guò)不同的打印頭設(shè)計(jì)方案會(huì)有不同的連接方式。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳入通道后，共享壁的上半部就會(huì)產(chǎn)生切變形態(tài)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，共享壁的下半部也被迫跟隨上半部發(fā)生相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，于是，通道壁就形成了尖頂 V 形，這就使得通道中的壓力增高，借助于壓力的變化，管道中的墨水就被擠壓出噴嘴而形成墨滴。在 PZT的生產(chǎn)過(guò)程中，它經(jīng)過(guò)極性化處理 : 物料的原子電荷被強(qiáng)行按指定的方向排列。這是一個(gè)非常關(guān)鍵的特性，因?yàn)楫?dāng)外接電場(chǎng)效應(yīng)附加在經(jīng)過(guò)極性化的材料上時(shí)，根據(jù)它的方向定義，它會(huì)令 PZT產(chǎn)生一個(gè)物理性的變形，而就是這種現(xiàn)像，授于了一個(gè)噴射的能力在噴字時(shí)，字型相對(duì)應(yīng)的閥門(mén)迅速啟閉，墨水依靠?jī)?nèi)部恒定壓力噴出，在運(yùn)動(dòng)的表

9、面形成字符或圖形。高解像噴碼機(jī)相對(duì)于按需滴落式噴碼機(jī)具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)備輕巧，操作及維護(hù)都比較方便，使用的是墨盒，無(wú)需溶劑，維護(hù)時(shí)只需要極少量的清洗劑就行了，開(kāi)關(guān)機(jī)無(wú)需自動(dòng)清洗墨路，實(shí)體字符、點(diǎn)陣字符高清晰圖片( 企業(yè) logo) 都可以噴印，噴印效果清晰度高，實(shí)體字符可達(dá)到打印機(jī)打印的效果，可噴印多行，噴印速度不因噴印行數(shù)的改變，但噴碼機(jī)的噴孔很小，上圖實(shí)物圖中黃色部分為噴孔，噴印總高度為 17.4 毫米，共有 128 個(gè)噴孔組成，噴孔很微小，分辯率可達(dá)200dpi ，正因?yàn)檫@么小的微孔，所以高解像噴碼機(jī)停機(jī)不用的情況下，必須1-3 天維護(hù)一次，以防噴頭堵塞，正常使用情況下不會(huì)堵塞，噴印距離

10、也較近，正常噴印時(shí)，距離被噴物體表面應(yīng)控制在8 毫米以內(nèi)，以達(dá)到完美的噴印效果。國(guó)內(nèi)噴碼機(jī)廠家現(xiàn)應(yīng)用的噴頭，還有英國(guó)賽爾(xaar)公司的XJ-126和XJ-64，XJ-126的噴印總高度為17.2 毫米，主要應(yīng)用在手持式高解像噴碼機(jī)，如: 板材、紙箱專用噴碼機(jī)，使用是的油性油墨，油墨不會(huì)干，只能噴印在滲透性物質(zhì)的表面。 XJ-64 的噴印總高度為8.7 毫米，目前有廠家在一行或兩行機(jī)中有應(yīng)用。這是美國(guó)的 Spectra 的 SPECTRA256噴頭， SPECTRA噴頭是一種比較高端的噴頭。c、大字符噴碼機(jī)的工作原理:大字體的原理與小字體相當(dāng)類似，只是其油墨噴出的方式是利用每一個(gè)單獨(dú)的閥門(mén)控

11、制開(kāi)關(guān)。大字符噴碼機(jī)噴頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如果是 7 個(gè)點(diǎn)的噴頭就有 7 個(gè)獨(dú)立的閥門(mén)控制， 17 個(gè)點(diǎn)的噴頭就有16 個(gè)獨(dú)立的閥門(mén)控制，其噴印的字體較大，一般應(yīng)用于外箱、外包裝上或是大型的工件上，如啤酒外包裝 PE膜或紙箱，粗水管或石棉板、隔熱板等工件。其優(yōu)點(diǎn)與小字體相似，只是其工作速度較慢平均每分鐘60 米，依噴印字體的寬廣而定?？煞质殖质胶凸潭ò惭b式兩種機(jī)型。噴字原理過(guò)程圖d、激光打碼機(jī)的工作原理:現(xiàn)在，激光打碼技術(shù)和設(shè)備對(duì)于各行業(yè)的用戶企業(yè)來(lái)說(shuō)并不陌生，因其特殊的工作原理，可以實(shí)現(xiàn)永久不能被擦涂的標(biāo)識(shí)，進(jìn)而幫助生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)防偽、防竄貨的目的。過(guò)去，激光一直不是打碼的選擇方法。主要是過(guò)去的系統(tǒng)有不少缺點(diǎn)，包括采購(gòu)成本高、設(shè)備大而重、安裝困難、維修費(fèi)用高和激光安全性等問(wèn)題。但是，現(xiàn)在，激光打印系統(tǒng)的缺陷已經(jīng)被先進(jìn)的科技和新的激光打碼系統(tǒng)取代，越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始關(guān)注和使用激光打碼設(shè)備，他們已經(jīng)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到激光打碼能夠?yàn)槠鋷?lái)的好處，例如 : 不需要耗材、無(wú)維修費(fèi)用、系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間短、保護(hù)環(huán)境等等。按照標(biāo)識(shí)形式的不同，激光打碼設(shè)備可以分為刻劃式和點(diǎn)陣式兩種。目前市場(chǎng)中出現(xiàn)的激光打碼設(shè)備大多是刻劃式的，劃線式激光機(jī)主要是將要標(biāo)識(shí)的字符的軌跡完全刻劃出來(lái)，而點(diǎn)陣式的激光機(jī)則是將要標(biāo)識(shí)的字符的一些重要軌跡點(diǎn)刻劃出來(lái)。因此