喷码机的工作原理

一、喷码技术的应用背景：
食品、饮料、烟酒、电缆、药品及化妆品等包装印刷企业，需要频繁或高速地将数字，条形码，图案或文字喷印于产品或外包装纸箱上。

实践证明，应用喷码机，可大大提高生产效率和喷印文字的清晰度，利于产品的识别和跟踪记录，有效防防止假冒，从而提升产品的品质和增加产品防加值，使企业赢得
更广阔的产品市场和更好的经济效益。

追溯产品上的数字、条形码、图案或文字的印刷史，在未发明非接触式连续喷码打印机以前，往往采用丝网印刷机，移印机甚至更原始的机械式滚轮凸模来完成印刷。

这做的结果是文字清晰度差，费时费力，生产效率低，而且因为产品的品质因印刷质量不高而丢失越来越多的客户和消费者，使生产企业蒙受
损失。

因此急需先进的设备来替代它们。

经过科学家和许多科技工作者的努力，小字喷码机，大字符喷码机机，高解像喷码机及激光打码机先后被研制出来。

目前，这些非接触式连续喷码打印机已经成为改变落后现状的首选。

小字喷码机主要用于将较小文字，数字和图形等喷印于产品上。

大字符喷码机机，顾名思义，用于将大文字，数字和图形
等喷印在产品上或外包装纸箱上。

从喷码机的工作原理看，由于油墨喷是喷射的油墨，激光打码机发射的是激光光束，与工作物表面
并不需要直接接触，所以可得到以下的优点：
1、速度快：以汽水、可乐、啤酒、白酒、矿泉水的生产为例，每分钟可达1000瓶以上。

电线电缆
行业生产速度可达200米/分以上。

最快可喷印1000字符／秒。

2、自动化程度高：喷印内容的变化性由于是电脑自动控制的，所以可以很轻易的变化喷印内容，喷印内容中可加入日期时间、流水号码、批号等会变动性的资料。

批次和编号的变更，实现喷印过程的无人
操作。

3、字迹清晰持久：电脑控制，油墨附着力高，可准确地喷印出所要求的数字、文字、图案和条形码
等。

4、字符大小可调：字体宽度、高度均有合适的范围可调节，也可任意加粗字体。

5、喷印行数可调：CIJ式喷印行数在1—5行可调，DOD式喷印行数在1—18行可调，并可任意搭
配。

6、编程迅速方便：通过电脑或编辑机输入所要求的数字、文字、图案和行数等信息，改打印信息，
只按数键便可完成。

7、无需与待喷物体接触，使您的产品不会在喷码过程中受到损坏，即使表面又轻微的凹凸不平也不
会影响喷印质量。

8、应用领域广泛：能与任何生产线匹配。

可在塑料、玻璃、纸张、木材、橡胶、金属等多种材料、
不同形体的表面喷印商标，出厂日期、说明、批号等。

二、喷码机的工作原理：
1、小字符喷码机的工作原理：
小字符喷码机机根据工作原理的不同，又可分为连续式喷码机（又称CIJ式喷码机），和按需滴落式喷码机（又称DOD式喷码机，压电式喷码机、高解像喷码机或高清晰喷码机）。

a、连连续式喷码机（CIJ）的工作原理：
连续式喷码机是通过压力从单一喷嘴不断地喷出，经晶体振荡后发生断裂形成墨点，利用油墨带电偏移的方式，不造字的墨点则不充电，故不会发生偏转，直接射入回收槽，被回收使用，墨点经充电、高压偏转后，将油墨偏移出正常的循环路线，油墨直接射向工作物的表面，利用逻辑的控制每一个墨滴的位置，墨点之间有一定的间隔，通常墨点只有垂直方向的变化，必需透过工作物的移动才可扫描形成字符，
形成我们想要喷印的内容。

连续式喷码机工作原理图例如下：
喷字原理过程图喷头各部分说明
喷印实例
早期的CIJ喷码机多使用外接气源或齿轮泵来提供墨水压力，外接气源喷码机使用的是气动齿轮泵，需外接空气压缩机，易把灰尘等杂质带入喷码机墨路循环系统，此技术现已基本停用，现多采用的是电动齿轮泵或磁力齿轮泵，但齿轮泵中的齿轮相互摩擦易磨损，产生磨损杂质，堵塞墨路循环系统，需定期更换，且更换费用较高。

以上两种喷码机一般需要三种耗材，即：油墨、溶剂和清洗剂，耗材使用费用也相对较高。

随着新技术的出现，电动膜片泵（隔膜泵）在喷码机中得到了广泛的应用，它是把齿轮泵的旋转运动转化为活塞式往复运动，减少了摩擦，除非出现损坏，无需定期更换。

此技术的应用，在墨路的设计上更加合理化，减少了油墨和溶剂混合罐和搅拌罐，仅使用油墨和溶剂两种耗材，溶剂的消耗量也只有5
毫升/小时，使喷码机更趋稳定可靠，使用更经济。

各种喷码机常用泵图
b、按需滴落式喷码机（DOD）的工作原理：
目前按需滴落式喷码机多采用英国赛尔（xaar）公司的XJ-128高解像喷头，分辩率可达200dpi，它是由PZT材料(铅和锆的钛酸盐)，制成的盖板和墨水通道，以及由聚酰亚胺膜片制成的喷嘴板三部分组成，
可简单理解为由多个高精密阀门组成。

图1 图2
图1是标准打印头垂直于墨水滴落方向的截面结构示意图，图2是PZT通道基本结构的截面图。

两幅图都详细显示了墨水通道以及共享壁的结构，从中我们可以看到，通道结构是与壁平行的，通道侧壁的上半部有铝电极，壁的顶部有一块被既薄且硬的粘胶层粘住的盖板，墨水通过大气压被导入汇流管，盖板下部的底切确定了通道的有效长度，这种结构被称为“激励器”。

电气导线的连接如示意图所示是在汇流管的后部的，不过不同的打印头设计方案会有不同的连接方式。

当驱动信号传入通道后，共享壁的上半部就会产生切变形态运动，同时，共享壁的下半部也被迫跟随上半部发生相应运动，于是，通道壁就形成了尖顶V形，这就使得通道中的压力增高，借助于压力的变化，
管道中的墨水就被挤压出喷嘴而形成墨滴。

在PZT的生产过程中，它经过极性化处理：物料的原子电荷被强行按指定的方向排列。

这是一个非常关键的特性，因为当外接电场效应附加在经过极性化的材料上时，根据它的方向定义，它会令PZT产生一个物理性的变形，而就是这种现像，授于了一个喷射的能力
在喷字时，字型相对应的阀门迅速启闭，墨水依靠内部恒定压力喷出，在运动的表面形成字符或图
形。

高解像喷码机相对于按需滴落式喷码机具有诸多的优点，设备轻巧，操作及维护都比较方便，使用的是墨盒，无需溶剂，维护时只需要极少量的清洗剂就行了，开关机无需自动清洗墨路，实体字符、点阵字符高清晰图片（企业logo）都可以喷印，喷印效果清晰度高，实体字符可达到打印机打印的效果，可喷印多行，喷印速度不因喷印行数的改变，但喷码机的喷孔很小，上图实物图中黄色部分为喷孔，喷印总高度为17.4毫米，共有128个喷孔组成，喷孔很微小，分辩率可达200dpi，正因为这么小的微孔，所以高解像喷码机停机不用的情况下，必须1-3天维护一次，以防喷头堵塞，正常使用情况下不会堵塞，喷印距离也较近，正常喷印时，距离被喷物体表面应控制在8毫米以内，以达到完美的喷印效果。

国内喷码机厂家现应用的喷头，还有英国赛尔（xaar）公司的XJ-126和XJ-64，XJ-126的喷印总高度为17.2毫米，主要应用在手持式高解像喷码机，如：板材、纸箱专用喷码机，使用是的油性油墨，油墨不会干，只能喷印在渗透性物质的表面。

XJ-64的喷印总高度为8.7毫米，目前有厂家在一行或两行机中
有应用。

这是美国的Spectra的SPECTRA256喷头，SPECTRA喷头是一种比较高端的喷头。

c、大字符喷码机的工作原理：
大字体的原理与小字体相当类似，只是其油墨喷出的方式是利用每一个单独的阀门控制开关。

大字符喷码机喷头内部结构示意图
如果是7个点的喷头就有7个独立的阀门控制，17个点的喷头就有16个独立的阀门控制，其喷印的字体较大，一般应用于外箱、外包装上或是大型的工件上，如啤酒外包装PE膜或纸箱，粗水管或石棉板、隔热板等工件。

其优点与小字体相似，只是其工作速度较慢平均每分钟60米，依喷印字体的宽广而定。

可分手持式和固定安装式两种机型。

喷字原理过程图
d、激光打码机的工作原理：
现在，激光打码技术和设备对于各行业的用户企业来说并不陌生，因其特殊的工作原理，可以实现永久不能被擦涂的标识，进而帮助生产企业实现防伪、防窜货的目的。

过去，激光一直不是打码的选择方法。

主要是过去的系统有不少缺点，包括采购成本高、设备大而重、安装困难、维修费用高和激光安全性等问题。

但是，现在，激光打印系统的缺陷已经被先进的科技和新的激光打码系统取代，越来越多的企业开始关注和使用激光打码设备，他们已经开始认识到激光打码能够为其带来的好处，例如：不需要耗材、
无维修费用、系统停机时间短、保护环境等等。

按照标识形式的不同，激光打码设备可以分为刻划式和点阵式两种。

目前市场中出现的激光打码设备大多是刻划式的，划线式激光机主要是将要标识的字符的轨迹完全刻划出来，而点阵式的激光机则是将要标识的字符的一些重要轨迹点刻划出来。

因此，在同样能量的情况下，新型点阵式的激光打码机打印速度更快。

激光打码的激光功率，目前市场上多为10W、20W、30W三种机型。

激光打码机喷墨方式极为类似，只是将油墨改成CO2雷射光，将激光以极高的能量密度聚集在被刻标的物体表面，通过烧灼和刻蚀，将其表层的物质气化，形成字体。

利用偏振镜旋转激光，精确地灼刻出图案或文字，进而可随心所欲的在指定的范围内作出想要的图形或文字内容。