2024年2月14日发(作者：郯承嗣)

KGK自动喷嘴密封技术

● 连续带电驱动式喷码机使用速干型墨水，因此，关机后，必须防止墨水凝固在喷墨嘴处。目前，有通过喷墨嘴自动清洗使墨水流动的方法，但此种方法由于使用了溶剂，存在墨水比重不稳定的弊端。KGK连续式喷码机采用 “自动喷墨嘴密封”的技术来防止墨水固化。

● “自动喷墨嘴密封”技术是指在运行结束时，回收口自动移动到喷墨嘴部，将喷墨嘴完全密闭。墨水的固化是因为墨水中的溶液发生了挥发，这种结构可以防止溶液挥发，从而在运行结束时不需要清洗喷墨嘴。

● 运行开始，在墨水喷出的同时，自动密封装置自动返回指定位置。运行、结束几乎不需要时间间隔。

● 机器在长时间不工作的情况下，为了防止墨水固化，需要使墨水定时的流转。KGK喷码机系统采用了“间隔运转结构”，长时间休假后也可以放心的再开机运转，间隔时间可任意设定。

喷码机工作原理（连续式带电驱动）

● 运行时，使墨水一直处于喷出状态的工作原理，被称为“连续式”。

● 通过液压泵对墨水加压，喷出时压电元件对其施加一定的频率，使得墨水以微小的液滴形状从喷墨嘴喷出。

● 不印字时液滴会直线飞入导墨嘴回收。印字时，液滴带电，受到电场的作用以一定轨道朝印字对象飞去。

● 通过对电压的改变，控制液滴的飞行轨道，从而使1个喷嘴实现32点阵范围的印字。

● 由于点阵是因液滴偏转一定角度形成，所以可以通过调整喷头与印字对象的距离来改变印字的大小。因为液滴可以飞行一定的距离，所以可以喷印到较远的对象形成印字。

● 液滴的大小与整个文字相比非常小，所以印出来的文字是典型的点阵文字。具有可以在非平面上印字的优点。

●

由于机器结构复杂，无法喷印大文字，所以可以称之为小文字专用机。

KGK连续带电驱动式喷码机产品：CCS-R CCS-L CCS-N CCS-HR 黄白墨机等。

喷码机工作原理（阀门式驱动方式）

● 阀门式喷码机，通过对电磁阀的开闭控制来实现墨水的喷出。

● 对墨水加压使之输送到喷墨嘴后方。通常阀门处于关闭状态，墨水不会从喷墨嘴流出，当得到印字信号时电磁阀阀门打开，墨水从喷墨嘴喷出。

● 由于阀门的反应能力比压电式慢，阀门式喷印不适用于高速印字的情况。同时，由于喷墨嘴的直径比较大，喷出的液滴也比较大。

● 适合于文字数较少的喷印，印字质量一般。由于是对墨水加压，与压电式喷出相比具有更大的喷出力，从而可以保证一定距离的喷印。

● 阀门式喷码机只有较少的喷嘴直线排列。与压电式相比，此种原理的喷码机占据了低价格、少点阵喷码机的主流。

喷码机工作原理（压电式驱动方式）

● 压电元件是指通过附加电压使之伸缩的电子元件。通过电压控制此元件工作，使墨水喷出。

● 喷嘴部分一直有墨水存留、墨水盒内的墨水与重力能够保持平衡状态。由于墨水存在表面张力，不会从喷嘴漏出。

● 压电元件在被施加电压时会收缩，墨水被吸入喷嘴后部。压电元件复原时，墨水受到压力，会像水柱一样从喷嘴喷出。

● 压电元件不同于机械式的运动，通过电压的作用进行微小动作的伸缩。KGK喷孔直径只有50微米大小，喷出的墨滴很小，形成印字时，墨点的大小在1毫米以下。

● 定制式压电元件工作具有墨量使用少，墨滴不流下，印字美观的特点。

● 在喷头上，直线排列着一定频道数量的喷嘴。每个喷嘴，对应1～7个孔。KGK喷头有32～500频道不等的喷嘴。

● 压电元件具有在10KHz频率控制下工作的特点，因此完全可以在高速传送带上印字。因机械性的磨损比较小，喷头的寿命也很长。

● 在此基础上KGK新型喷头进行了以下几点的改良、运用了更为先进的技术。

1. 在喷头中装入检测阀门，与之前的喷头相比有着更好的耐冲击性与耐震动性，以保证安装在传送带上时具有绝对的安全性。

2. 采用两腔流动系统，确保了墨水的流量。因此，可以保证在高速印字的情况下，具有稳定良好的印字效果。

3. 为了延长喷头的使用寿命，在压电元件的活塞头与墨水间加入了一层薄膜，将黏贴材料与墨水隔离开来。

4. 与之前的喷头相比，新喷头更加小巧便携。

KGK产品目录

JET HQ500

JET HQ256

JET HQE

500点阵的高品质印字

高度100毫米的超大文字印字

单喷头固定的普及型机

JET HQL

JET HQC

JET HQM

一体型的经济型机

价格低廉，操作简单的经济型机

128点阵/32点阵的高品质印字

喷码机分类

喷码机的分类

特点

压电式

定制式（on

demand）大字机

阀门式

可进行32～500点阵的高品质印字

点阵数较少、文字质量一般、价格低廉。

连续式（小字机）

带电驱动式

最大32点阵的速干性印字。不能选择印字对象。

喷码机的技术原理

“喷墨编码＂即喷码,是指许多相关的技术, 我们利用这些技术使非常微小的油墨滴从喷头中喷出,

墨滴穿过空气, 最后落在被喷印物的表面上形成喷印图案.

阀门式喷印

这种方法是最易实现的, 在过去20年中, 主要用在外包装箱施印.

基本上, 一个阀门喷印装置包括一个低压油墨系统, 一个电子控制机箱和一个用软性导管与机箱相连的喷头. 油墨系统中的油墨经过简单的开/合阀门被送到喷头中的喷嘴中(一个喷头一般有7到18个直径200微米的喷嘴或更多). 当一个油墨滴需要被喷出时, 电子元件打开相应的开/合阀, 油墨滴就被喷射出来.

由于机械结构简单, 阀门式喷印系统是易于建立的. 顾客一般通过比较用户界面(即操作是否容易), 喷印能力/喷印多样性/质量和适用的油墨系列来选择供应商.

阀门式喷印的喷印质量不稳定. 这是由于油墨在被射出之前一直停留在喷嘴里, 如果油墨在管道中干了, 就会产生阻塞. 系统使用水基油墨在渗透性表面上喷印时效果最好. 许多阀门式喷印系统制造商生产干燥速度快于水基油墨的非渗透性表面用油墨, 这时阻塞便时会发生, 干燥时间也仍然颇长—大约需15～30秒.

总的来说, 如果对喷印质量要求不高和经常清洗喷头, 阀门式喷印系统都可以表现良好. 虽然购置成本较低, 但一两年后阀门式喷印系统的使用成本计算下来都较高, 所以这种技术有逐渐被脉冲式喷印技术所替代.脉冲式喷印技术主要分为两种类型: 压电式喷印和气泡式喷印—这两种技术的实现差别很大.

脉冲式喷印的喷头由办公打印领域发展而来—脉冲式打印现在在办公打印领域被广泛接受并有很好的效果.

脉冲式喷印

虽然脉冲式喷印在概念上是简单的, 但值得注意的是: 直到20世纪70年代, 才有人获得最初的专利, 而且尽管佳能, 惠普等公司做了大量的研究, 直到90年代, 才有便宜可靠的产品投放市场. 所以脉冲式喷印并不象看起来那么简单, 从在办公室里在固定喷印距离向干净的纸上喷印到在工厂较恶劣的环境中完成喷墨编码, 还有很多事情要做.

压电式喷印

脉冲式喷印技术首先出现的是压电式喷印,简单地说, 喷嘴中的油墨压力必须足够低(或者是负压), 因为是油墨的表面张力将油墨保持在喷嘴中, 需要喷印时, 一个脉冲电压加在压电晶体上, 压电晶体产生变形, 使喷嘴油墨腔的容积减少. 这样, 一滴油墨便从喷嘴中喷射出.然后, 压电晶体恢复原状,

由于表面张力作用, 新的油墨进入喷嘴. 通过并排排列大量喷嘴, 就可以获得理想的喷印宽度和解像度(一般8-6点/毫米). 虽然可以通过倾斜放置喷头(这样会牺牲打印高度)来提高喷印解像度, 喷印解像度根本上还是由喷嘴间距决定的. 更加精密的改进可以使每个压电晶体驱动更多的喷嘴(比方说8个), 32个压电晶体可以驱动256个喷嘴中的油墨, 这样就会有更大的喷印范围, 当然在被喷印表面上只有32个可编程落点.

因为系统不是连续式的, 油墨必须在喷嘴中保持为流体, 在被喷印表面上变干. 压电式喷印使用

的油墨通常上是油基或石蜡基的, 这两类油墨在喷嘴中不会变干, 但可被喷印表面吸收. 压电式喷印也使用一些快干油墨, 快干油墨仍然需要相当长的时间(大约10秒)才会变干. 当产品在喷印后需要迅速处理而又禁止产生污迹的时候, 使用快干油墨就会产生问题. 为了避免油墨在喷嘴中变干, 我们还可以在压电晶体上加上一个较低的脉冲电压, 这样就会对喷嘴中的油墨产生轻微的扰动, 喷嘴中的油墨就不会变干.

这种方法依赖于油墨成分的改变或机械上更精密的改进.

另一种实现压电式喷印的方法是加热喷头, 同时使用热溶性油墨. 这样, 在喷嘴中保持为流体的油墨在较冷的被喷印物表面上就会固化. 这种压电式喷印系统在许多被喷印表面上都能得到好的效果，但在触碰的过程中容易被刮掉. 除了油墨在喷嘴中会变干的问题, 另一个需要注意的问题是喷头对振动很敏感. 振动可使油墨被振出喷嘴和油墨腔, 以至于表面张力无法使油墨充填道喷嘴中, 这时系统必须重新启动. 显而易见 ,发现振动问题时, 喷印质量已经受到了影响.

气泡式喷印

气泡式喷印技术是更新的技术, 仍然广泛应用于办公领域.

一个电压加在2个端子上, 由于端子间的阻抗,油墨被加热, 从而形成了一个蒸气泡, 由于氯泡的膨胀, 一滴油墨喷出喷嘴. 去掉端子间的电压时, 气泡消失, 由于表面张力作用, 新的油墨充填列喷嘴中. 象压电式喷印技术一样, 将一系列喷嘴排列在一起, 就会得到更大的喷印范围. 解像度很大程度上由喷嘴排列的密集程度决定.

油墨特性对于气泡式喷印系统的正常工作特别重要. 在办公室里, 可以控制打印物表面, 使之与油墨相配, 但在生产环境下完全是另一码事. 由于这个原因, 气泡式喷印技术在产品编码领域的影响受到了一定限制. 不过,在气泡式喷印油墨适用的场合, 我们可以得到出色的喷印效果.

连续式喷墨编码有着广泛的应用范围, 它也许是最多样性的技术. 20世纪70年代中到70年代末,

早期的连续式喷墨编码机操作复杂, 故障频出. 这种印象现在还存在, 但情况已发生了变化, 就象我们开车时汽车不再漏油一样. 最新的连续式喷墨编码系统只需操作者按一下开/关键和每周做一次例行维护,

而且维护比其它一些命运多舛的设备所需的维护要少得多. 有两种尽管有关但不同的连续式喷墨编码技术:

偏转式喷印、二元式喷印

偏转式喷印

偏转式喷印技术从70年代早期开始商业化, 它也许是应用在生产环境中的技术中发展程度最高的一种技术. 原理虽然相当简单, 但许多年来, 大量的控制电路被组合在一起来保证可靠性和使用简单.

油墨加压后被送至喷嘴,形成了一个约20M/S的墨流. 喷嘴后有一个压电装置,加上电压, 装置会产生位移, 这种位移对墨流产生扰动, 如果加在压电装置上的电信号频率与墨流喷射频率谐振, 墨流就会断裂成相同大小, 相同间距的墨滴.在连续的墨流断裂为一系列墨滴的位置, 有一个充电电极. 如果充电电极上脉冲电压的频率与墨流断裂的频率相同, 每一个墨滴就会带上相应的电荷. 墨滴继续前行, 经过一对偏转板. 偏转板上的电压为定值(比如说,+/-5KV), 形成一个静电场, 在该静电场作用下, 带电油墨滴根据自身所带电量的不同, 朝著其中一个偏转板方向产生相应量的偏转. 最终, 墨滴穿过空气, 落在经过喷头的被喷印物表面上. 未被充电的墨滴不产生偏转并被装在喷头底部的回收槽回收, 最后经过一个油墨贮液器再循环至喷嘴.

连续式喷印

这样, 近似地, 油墨滴喷印的模式就与加在充电电极上的脉冲电压对应起来. 实际过程却并非如此简单. 我们必须使墨滴断裂与对充电极板充电同步, 必须考虑带电墨滴之间的相互排斥, 甚至飞行中墨滴的空气动力问题. 连续式喷墨编码机的用户不会感到这些问题, 但正是这些问题使设计连续式喷墨编码机变得有趣.

因为油墨喷射是连续式的, 连续式喷墨编码机可以使用许多类型的油墨, 特别是那些干燥速度非常快的油墨(1秒以内). 因此连续式喷墨编码技术对于那些在印码后需要迅速处理的具有非渗透性表面的产品(比如说罐头和塑料)的印码是非常理想的. 此外还可以使用颜色更鲜明的颜料油墨.

由于连续式喷印有著相对较高的喷射速度, 通常连续式喷印的喷印距离比脉冲式喷印的喷印距离(一般超过10mm)远得多,而喷印质量却不会下降, 这样喷头位置的放置就可以有较大的选择余地.

二元式喷印

二元式连续式喷印技术的概念与偏转式喷印技术一样悠久, 这种技术早期朝高速(高成本),大范围喷印的商业领域发展. 随著技术进步, 二元式喷印在很短时间内就会实用化.

油墨从一系列紧密排列的喷嘴中喷出, 喷印解像度为4 - 8点/毫米, 墨流由压电装置断裂为墨滴,

断裂方式与偏转式喷印相似(不过二元式喷印有更多的墨流). 不需喷印的墨点被充电,偏转, 然后由回收槽回收. 需要喷印的墨点不被充电, 不发生偏转, 直接打在被喷印物表面上.这样, 喷印图案的宽度便由喷嘴数或墨流数决定. 当然, 我们也可以用充电墨滴喷印而回收未被充电的墨滴.

二元式喷印的喷印距离要小于偏转式喷印, 但仍比阀门式喷印大得多. 原则上各种各样应用于偏转式喷印的油墨都可以应用于二元式喷印. 将来, 选择使用二元式喷印还是偏转式喷印,将取决于喷印侧重于信息行数还是速度与成本. 在同时喷印3行以上的信息时, 二元式喷印无疑比偏转式喷印快. 然而,

二元式喷印更加昂贵, 在早期应用中还会需要较多的人工操作—特别是使用不同的异性油墨的时候. 基本上, 二元式喷印与偏转式喷印将会共存, 因为在当前,它们在在线印码领域给客户提供了最多样性和有效的解决方案.

喷码机的选择

根据喷码机工作原理的区别，可将喷吗机分为以下两大类：

1、连续喷射式喷码机（continue ink jet printer）简称CIJ式。）

其工作原理：墨水通过压力从单一喷嘴不断喷出，经晶体振荡后发生断裂形成墨点；墨点经充电、高压偏转后在运动的物体表面扫描成字。

大都使用在成像要求低、需要高速度的包装市場。大多数工业喷墨系统使用CIJ技术。以VIDEOJET、日本KGK为代表的CIJ打印设备制造商成为该领域的首选。

应用这种技术，墨滴流以线状产生，并通过一个版偏转产生图像。工业CIJ系统的速度可达到每分钟1000英尺，比DOD快得多， 但是图像的质量也比应用DOD技术的要低。

2、按需滴落式喷码机（drop on demand）简称DOD式。

其工作原理：喷头由多个高精密阀门组成，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。

最新的DOD喷头，颜色在纸上以更精确的网点集合形成，与传统胶印较为近似。因此在质量是最重要因素的四色高精密印刷，DOD是最理想选择，它可以产生接近照相质量的效果。DOD的印刷速度在每分钟100到300英尺之间。KGK的DOD大字符喷码机在日本占有近75％的市场份额，是纸箱大字符喷码的首选。

CIJ式喷码机

0.06mm-15mm

16点阵文字时速度变慢。

机器运行时，墨水循环使用，墨水浓度不稳定。

需要添加稀释液，稀释液不断挥发，造成浪费。

墨水回收系统易将粉尘潮气等吸入机器内部，影响机器正常工作。

墨点需经晶体振荡、充电、高压偏转等精密控制，故障率高。

控制系统复杂，需要精密调整参数才能保证正常使用。

墨水循环过程中，大量有机溶剂挥发，气味难闻，污染环境。

外界气源供气，对压力及清洁度要求高，气源质量直接影响机器寿命。

齿轮泵供墨式喷码机，电机高速运转时需通风散热，由于不密封粉尘及潮气容易进入机器内部。

2.5mm-64mm

120m/min。

机器运行时，墨水不循环使用，墨水浓度始终如一。

不需要添加稀释液，运行成本比CIJ式的低。

墨水不需回收，供墨系统密封良好，避免墨水污染。

墨水直接喷出，自带压力泵，精密部件少，故障率低。

控制系统简单可靠，操作简便且易于维护。

墨水不需循环使用，无刺激性气味，对环境的影响微小。

自带低压供气系统，气源压力稳定，质量洁净，保证机器正常运行。

机内没有大功率器件，工作时无需散热，设备系统密闭良好，不受工作环境的影响。

机内没有易损件，维修成本相对CIJ式喷码机大幅度降低。

DOD式喷码机

3、两种原理喷码机性能比较：

条目

字符高度

喷印速率

墨水浓度

运行成本

供墨系统

故障率

使用情况

环境影响

气源供应

喷印5*5点阵很快，喷印中文、图形、喷印速度不受字型点阵影响，最快可达密封性

维护情况

齿轮泵容易磨损，不能修复，只能更换，维修成本高。

喷码技术在塑料制品上的应用

当今，标识技术的应用正逐步深入每一个角落，尤其在工业方面的应用范围越来越广，应用的复杂性大为增加，使得标识成为各种行业生产中不可缺少的重要组成部分、塑料管材、异型材、铝(钢)塑复合管等塑料挤出材的生产也不例外。

塑料挤出材料生产厂家对他们的产品进行标识的原因主要有以下几方面∶第一是为了产品识别。

塑料袋挤出材产品比较难以识别，因为不同的生产厂家，其产品看上去常常很相近。通过在产品上标注特殊的标识、品牌名称和独立的商标图案使产品在竞争中脱颖 而出，提高品牌的知名度。其次是为了对产品跟踪记录的需要。生产厂家常将产品的批号、班次或生产日期直接印在产品上，作为从生产阶段直至发送给批发商和零 售商的一系列过程使得每一件产品均具良好的可追溯性，大大方便企业的质量管理及产品的

区域管理。另一个原因是一些名牌产品的制造商常可通过对产品的标识预防、抑制假冒。新技术的应用使得那些合法生产厂商能够一直领先於制假者。最后一点，标识可以增加产品的附加值。在许多消费者眼中增加了产品自身的价值，在消费者眼中，在塑料管材上标识商标或生产厂家的名称意味着一种承诺，消费者通常认为这是一个质量跟踪比较完善、对产品质量负责的企业的产品。

连续式喷墨编码机用於喷印1-20毫 米的小字符。通过墨点在电磁场的偏移，将微小的墨滴喷射到移动的物体上形成字符、图标或条码。因而连续式喷墨编码机可用於所有支持物上的多种产品的编码， 并有多种颜色的选择。在各种不同的材质上的物品上标注生产日期、规格、图形等。这些都要求有不同的工艺技术。由於在可靠性、灵活性以及用户友善性上的进一 步发展，连续式喷墨编码已成为世界上使用最广泛的工业编码技术。

连 续式喷墨编码系统的灵活性还表现在其完全可编程性上。它们可每日自动更换打印生产日期，甚至可作为实时递增计算机。不仅如此，它还可以喷印各种图案和条型 码。通过采用各种颜色和不同型号的油墨，可以在各种材料，如纸、塑料、金属或玻璃上打印出具有良好附着力的字符。通过采用墨线速度控制技术，喷码机在任何 条件下均可达到极高的喷印质量。一种飞行补偿软件，用於保证喷印信息的准确定位，适合变化的生产线速度。还有一些机型适用於高粉尘的恶劣环境下进行操作 （喷头经过充分加压保护以防止空气中灰尘入侵）。

当前，塑料挤出材料的标识面临着如下挑战∶

◆ 标识信息的数量及可变性不断增加的趋势，激烈竞争的需求，更严格要求的质量程序，新的用户需求和不断变化的工艺和材质。

◆ 复合的和不断得出更高要求的工作环境，高挤出速率，充满灰尘的生产环境和材料本身的特点，以及对日照及高温等环境的抵御能力。

显然，喷墨编码技术是提供简单的、高品质标识的最佳解决方案。与其它标识技术相比较，喷墨技术的灵活性体现於信息创建、编辑和标码等方面。另外，喷墨技术操作简便的优点也是无可比拟的。

2024年2月14日发(作者：郯承嗣)

KGK自动喷嘴密封技术

● 连续带电驱动式喷码机使用速干型墨水，因此，关机后，必须防止墨水凝固在喷墨嘴处。目前，有通过喷墨嘴自动清洗使墨水流动的方法，但此种方法由于使用了溶剂，存在墨水比重不稳定的弊端。KGK连续式喷码机采用 “自动喷墨嘴密封”的技术来防止墨水固化。

● “自动喷墨嘴密封”技术是指在运行结束时，回收口自动移动到喷墨嘴部，将喷墨嘴完全密闭。墨水的固化是因为墨水中的溶液发生了挥发，这种结构可以防止溶液挥发，从而在运行结束时不需要清洗喷墨嘴。

● 运行开始，在墨水喷出的同时，自动密封装置自动返回指定位置。运行、结束几乎不需要时间间隔。

● 机器在长时间不工作的情况下，为了防止墨水固化，需要使墨水定时的流转。KGK喷码机系统采用了“间隔运转结构”，长时间休假后也可以放心的再开机运转，间隔时间可任意设定。

喷码机工作原理（连续式带电驱动）

● 运行时，使墨水一直处于喷出状态的工作原理，被称为“连续式”。

● 通过液压泵对墨水加压，喷出时压电元件对其施加一定的频率，使得墨水以微小的液滴形状从喷墨嘴喷出。

● 不印字时液滴会直线飞入导墨嘴回收。印字时，液滴带电，受到电场的作用以一定轨道朝印字对象飞去。

● 通过对电压的改变，控制液滴的飞行轨道，从而使1个喷嘴实现32点阵范围的印字。

● 由于点阵是因液滴偏转一定角度形成，所以可以通过调整喷头与印字对象的距离来改变印字的大小。因为液滴可以飞行一定的距离，所以可以喷印到较远的对象形成印字。

● 液滴的大小与整个文字相比非常小，所以印出来的文字是典型的点阵文字。具有可以在非平面上印字的优点。

●

由于机器结构复杂，无法喷印大文字，所以可以称之为小文字专用机。

KGK连续带电驱动式喷码机产品：CCS-R CCS-L CCS-N CCS-HR 黄白墨机等。

喷码机工作原理（阀门式驱动方式）

● 阀门式喷码机，通过对电磁阀的开闭控制来实现墨水的喷出。

● 对墨水加压使之输送到喷墨嘴后方。通常阀门处于关闭状态，墨水不会从喷墨嘴流出，当得到印字信号时电磁阀阀门打开，墨水从喷墨嘴喷出。

● 由于阀门的反应能力比压电式慢，阀门式喷印不适用于高速印字的情况。同时，由于喷墨嘴的直径比较大，喷出的液滴也比较大。

● 适合于文字数较少的喷印，印字质量一般。由于是对墨水加压，与压电式喷出相比具有更大的喷出力，从而可以保证一定距离的喷印。

● 阀门式喷码机只有较少的喷嘴直线排列。与压电式相比，此种原理的喷码机占据了低价格、少点阵喷码机的主流。

喷码机工作原理（压电式驱动方式）

● 压电元件是指通过附加电压使之伸缩的电子元件。通过电压控制此元件工作，使墨水喷出。

● 喷嘴部分一直有墨水存留、墨水盒内的墨水与重力能够保持平衡状态。由于墨水存在表面张力，不会从喷嘴漏出。

● 压电元件在被施加电压时会收缩，墨水被吸入喷嘴后部。压电元件复原时，墨水受到压力，会像水柱一样从喷嘴喷出。

● 压电元件不同于机械式的运动，通过电压的作用进行微小动作的伸缩。KGK喷孔直径只有50微米大小，喷出的墨滴很小，形成印字时，墨点的大小在1毫米以下。

● 定制式压电元件工作具有墨量使用少，墨滴不流下，印字美观的特点。

● 在喷头上，直线排列着一定频道数量的喷嘴。每个喷嘴，对应1～7个孔。KGK喷头有32～500频道不等的喷嘴。

● 压电元件具有在10KHz频率控制下工作的特点，因此完全可以在高速传送带上印字。因机械性的磨损比较小，喷头的寿命也很长。

● 在此基础上KGK新型喷头进行了以下几点的改良、运用了更为先进的技术。

1. 在喷头中装入检测阀门，与之前的喷头相比有着更好的耐冲击性与耐震动性，以保证安装在传送带上时具有绝对的安全性。

2. 采用两腔流动系统，确保了墨水的流量。因此，可以保证在高速印字的情况下，具有稳定良好的印字效果。

3. 为了延长喷头的使用寿命，在压电元件的活塞头与墨水间加入了一层薄膜，将黏贴材料与墨水隔离开来。

4. 与之前的喷头相比，新喷头更加小巧便携。

KGK产品目录

JET HQ500

JET HQ256

JET HQE

500点阵的高品质印字

高度100毫米的超大文字印字

单喷头固定的普及型机

JET HQL

JET HQC

JET HQM

一体型的经济型机

价格低廉，操作简单的经济型机

128点阵/32点阵的高品质印字

喷码机分类

喷码机的分类

特点

压电式

定制式（on

demand）大字机

阀门式

可进行32～500点阵的高品质印字

点阵数较少、文字质量一般、价格低廉。

连续式（小字机）

带电驱动式

最大32点阵的速干性印字。不能选择印字对象。

喷码机的技术原理

“喷墨编码＂即喷码,是指许多相关的技术, 我们利用这些技术使非常微小的油墨滴从喷头中喷出,

墨滴穿过空气, 最后落在被喷印物的表面上形成喷印图案.

阀门式喷印

这种方法是最易实现的, 在过去20年中, 主要用在外包装箱施印.

基本上, 一个阀门喷印装置包括一个低压油墨系统, 一个电子控制机箱和一个用软性导管与机箱相连的喷头. 油墨系统中的油墨经过简单的开/合阀门被送到喷头中的喷嘴中(一个喷头一般有7到18个直径200微米的喷嘴或更多). 当一个油墨滴需要被喷出时, 电子元件打开相应的开/合阀, 油墨滴就被喷射出来.

由于机械结构简单, 阀门式喷印系统是易于建立的. 顾客一般通过比较用户界面(即操作是否容易), 喷印能力/喷印多样性/质量和适用的油墨系列来选择供应商.

阀门式喷印的喷印质量不稳定. 这是由于油墨在被射出之前一直停留在喷嘴里, 如果油墨在管道中干了, 就会产生阻塞. 系统使用水基油墨在渗透性表面上喷印时效果最好. 许多阀门式喷印系统制造商生产干燥速度快于水基油墨的非渗透性表面用油墨, 这时阻塞便时会发生, 干燥时间也仍然颇长—大约需15～30秒.

总的来说, 如果对喷印质量要求不高和经常清洗喷头, 阀门式喷印系统都可以表现良好. 虽然购置成本较低, 但一两年后阀门式喷印系统的使用成本计算下来都较高, 所以这种技术有逐渐被脉冲式喷印技术所替代.脉冲式喷印技术主要分为两种类型: 压电式喷印和气泡式喷印—这两种技术的实现差别很大.

脉冲式喷印的喷头由办公打印领域发展而来—脉冲式打印现在在办公打印领域被广泛接受并有很好的效果.

脉冲式喷印

虽然脉冲式喷印在概念上是简单的, 但值得注意的是: 直到20世纪70年代, 才有人获得最初的专利, 而且尽管佳能, 惠普等公司做了大量的研究, 直到90年代, 才有便宜可靠的产品投放市场. 所以脉冲式喷印并不象看起来那么简单, 从在办公室里在固定喷印距离向干净的纸上喷印到在工厂较恶劣的环境中完成喷墨编码, 还有很多事情要做.

压电式喷印

脉冲式喷印技术首先出现的是压电式喷印,简单地说, 喷嘴中的油墨压力必须足够低(或者是负压), 因为是油墨的表面张力将油墨保持在喷嘴中, 需要喷印时, 一个脉冲电压加在压电晶体上, 压电晶体产生变形, 使喷嘴油墨腔的容积减少. 这样, 一滴油墨便从喷嘴中喷射出.然后, 压电晶体恢复原状,

由于表面张力作用, 新的油墨进入喷嘴. 通过并排排列大量喷嘴, 就可以获得理想的喷印宽度和解像度(一般8-6点/毫米). 虽然可以通过倾斜放置喷头(这样会牺牲打印高度)来提高喷印解像度, 喷印解像度根本上还是由喷嘴间距决定的. 更加精密的改进可以使每个压电晶体驱动更多的喷嘴(比方说8个), 32个压电晶体可以驱动256个喷嘴中的油墨, 这样就会有更大的喷印范围, 当然在被喷印表面上只有32个可编程落点.

因为系统不是连续式的, 油墨必须在喷嘴中保持为流体, 在被喷印表面上变干. 压电式喷印使用

的油墨通常上是油基或石蜡基的, 这两类油墨在喷嘴中不会变干, 但可被喷印表面吸收. 压电式喷印也使用一些快干油墨, 快干油墨仍然需要相当长的时间(大约10秒)才会变干. 当产品在喷印后需要迅速处理而又禁止产生污迹的时候, 使用快干油墨就会产生问题. 为了避免油墨在喷嘴中变干, 我们还可以在压电晶体上加上一个较低的脉冲电压, 这样就会对喷嘴中的油墨产生轻微的扰动, 喷嘴中的油墨就不会变干.

这种方法依赖于油墨成分的改变或机械上更精密的改进.

另一种实现压电式喷印的方法是加热喷头, 同时使用热溶性油墨. 这样, 在喷嘴中保持为流体的油墨在较冷的被喷印物表面上就会固化. 这种压电式喷印系统在许多被喷印表面上都能得到好的效果，但在触碰的过程中容易被刮掉. 除了油墨在喷嘴中会变干的问题, 另一个需要注意的问题是喷头对振动很敏感. 振动可使油墨被振出喷嘴和油墨腔, 以至于表面张力无法使油墨充填道喷嘴中, 这时系统必须重新启动. 显而易见 ,发现振动问题时, 喷印质量已经受到了影响.

气泡式喷印

气泡式喷印技术是更新的技术, 仍然广泛应用于办公领域.

一个电压加在2个端子上, 由于端子间的阻抗,油墨被加热, 从而形成了一个蒸气泡, 由于氯泡的膨胀, 一滴油墨喷出喷嘴. 去掉端子间的电压时, 气泡消失, 由于表面张力作用, 新的油墨充填列喷嘴中. 象压电式喷印技术一样, 将一系列喷嘴排列在一起, 就会得到更大的喷印范围. 解像度很大程度上由喷嘴排列的密集程度决定.

油墨特性对于气泡式喷印系统的正常工作特别重要. 在办公室里, 可以控制打印物表面, 使之与油墨相配, 但在生产环境下完全是另一码事. 由于这个原因, 气泡式喷印技术在产品编码领域的影响受到了一定限制. 不过,在气泡式喷印油墨适用的场合, 我们可以得到出色的喷印效果.

连续式喷墨编码有着广泛的应用范围, 它也许是最多样性的技术. 20世纪70年代中到70年代末,

早期的连续式喷墨编码机操作复杂, 故障频出. 这种印象现在还存在, 但情况已发生了变化, 就象我们开车时汽车不再漏油一样. 最新的连续式喷墨编码系统只需操作者按一下开/关键和每周做一次例行维护,

而且维护比其它一些命运多舛的设备所需的维护要少得多. 有两种尽管有关但不同的连续式喷墨编码技术:

偏转式喷印、二元式喷印

偏转式喷印

偏转式喷印技术从70年代早期开始商业化, 它也许是应用在生产环境中的技术中发展程度最高的一种技术. 原理虽然相当简单, 但许多年来, 大量的控制电路被组合在一起来保证可靠性和使用简单.

油墨加压后被送至喷嘴,形成了一个约20M/S的墨流. 喷嘴后有一个压电装置,加上电压, 装置会产生位移, 这种位移对墨流产生扰动, 如果加在压电装置上的电信号频率与墨流喷射频率谐振, 墨流就会断裂成相同大小, 相同间距的墨滴.在连续的墨流断裂为一系列墨滴的位置, 有一个充电电极. 如果充电电极上脉冲电压的频率与墨流断裂的频率相同, 每一个墨滴就会带上相应的电荷. 墨滴继续前行, 经过一对偏转板. 偏转板上的电压为定值(比如说,+/-5KV), 形成一个静电场, 在该静电场作用下, 带电油墨滴根据自身所带电量的不同, 朝著其中一个偏转板方向产生相应量的偏转. 最终, 墨滴穿过空气, 落在经过喷头的被喷印物表面上. 未被充电的墨滴不产生偏转并被装在喷头底部的回收槽回收, 最后经过一个油墨贮液器再循环至喷嘴.

连续式喷印

这样, 近似地, 油墨滴喷印的模式就与加在充电电极上的脉冲电压对应起来. 实际过程却并非如此简单. 我们必须使墨滴断裂与对充电极板充电同步, 必须考虑带电墨滴之间的相互排斥, 甚至飞行中墨滴的空气动力问题. 连续式喷墨编码机的用户不会感到这些问题, 但正是这些问题使设计连续式喷墨编码机变得有趣.

因为油墨喷射是连续式的, 连续式喷墨编码机可以使用许多类型的油墨, 特别是那些干燥速度非常快的油墨(1秒以内). 因此连续式喷墨编码技术对于那些在印码后需要迅速处理的具有非渗透性表面的产品(比如说罐头和塑料)的印码是非常理想的. 此外还可以使用颜色更鲜明的颜料油墨.

由于连续式喷印有著相对较高的喷射速度, 通常连续式喷印的喷印距离比脉冲式喷印的喷印距离(一般超过10mm)远得多,而喷印质量却不会下降, 这样喷头位置的放置就可以有较大的选择余地.

二元式喷印

二元式连续式喷印技术的概念与偏转式喷印技术一样悠久, 这种技术早期朝高速(高成本),大范围喷印的商业领域发展. 随著技术进步, 二元式喷印在很短时间内就会实用化.

油墨从一系列紧密排列的喷嘴中喷出, 喷印解像度为4 - 8点/毫米, 墨流由压电装置断裂为墨滴,

断裂方式与偏转式喷印相似(不过二元式喷印有更多的墨流). 不需喷印的墨点被充电,偏转, 然后由回收槽回收. 需要喷印的墨点不被充电, 不发生偏转, 直接打在被喷印物表面上.这样, 喷印图案的宽度便由喷嘴数或墨流数决定. 当然, 我们也可以用充电墨滴喷印而回收未被充电的墨滴.

二元式喷印的喷印距离要小于偏转式喷印, 但仍比阀门式喷印大得多. 原则上各种各样应用于偏转式喷印的油墨都可以应用于二元式喷印. 将来, 选择使用二元式喷印还是偏转式喷印,将取决于喷印侧重于信息行数还是速度与成本. 在同时喷印3行以上的信息时, 二元式喷印无疑比偏转式喷印快. 然而,

二元式喷印更加昂贵, 在早期应用中还会需要较多的人工操作—特别是使用不同的异性油墨的时候. 基本上, 二元式喷印与偏转式喷印将会共存, 因为在当前,它们在在线印码领域给客户提供了最多样性和有效的解决方案.

喷码机的选择

根据喷码机工作原理的区别，可将喷吗机分为以下两大类：

1、连续喷射式喷码机（continue ink jet printer）简称CIJ式。）

其工作原理：墨水通过压力从单一喷嘴不断喷出，经晶体振荡后发生断裂形成墨点；墨点经充电、高压偏转后在运动的物体表面扫描成字。

大都使用在成像要求低、需要高速度的包装市場。大多数工业喷墨系统使用CIJ技术。以VIDEOJET、日本KGK为代表的CIJ打印设备制造商成为该领域的首选。

应用这种技术，墨滴流以线状产生，并通过一个版偏转产生图像。工业CIJ系统的速度可达到每分钟1000英尺，比DOD快得多， 但是图像的质量也比应用DOD技术的要低。

2、按需滴落式喷码机（drop on demand）简称DOD式。

其工作原理：喷头由多个高精密阀门组成，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。

最新的DOD喷头，颜色在纸上以更精确的网点集合形成，与传统胶印较为近似。因此在质量是最重要因素的四色高精密印刷，DOD是最理想选择，它可以产生接近照相质量的效果。DOD的印刷速度在每分钟100到300英尺之间。KGK的DOD大字符喷码机在日本占有近75％的市场份额，是纸箱大字符喷码的首选。

CIJ式喷码机

0.06mm-15mm

16点阵文字时速度变慢。

机器运行时，墨水循环使用，墨水浓度不稳定。

需要添加稀释液，稀释液不断挥发，造成浪费。

墨水回收系统易将粉尘潮气等吸入机器内部，影响机器正常工作。

墨点需经晶体振荡、充电、高压偏转等精密控制，故障率高。

控制系统复杂，需要精密调整参数才能保证正常使用。

墨水循环过程中，大量有机溶剂挥发，气味难闻，污染环境。

外界气源供气，对压力及清洁度要求高，气源质量直接影响机器寿命。

齿轮泵供墨式喷码机，电机高速运转时需通风散热，由于不密封粉尘及潮气容易进入机器内部。

2.5mm-64mm

120m/min。

机器运行时，墨水不循环使用，墨水浓度始终如一。

不需要添加稀释液，运行成本比CIJ式的低。

墨水不需回收，供墨系统密封良好，避免墨水污染。

墨水直接喷出，自带压力泵，精密部件少，故障率低。

控制系统简单可靠，操作简便且易于维护。

墨水不需循环使用，无刺激性气味，对环境的影响微小。

自带低压供气系统，气源压力稳定，质量洁净，保证机器正常运行。

机内没有大功率器件，工作时无需散热，设备系统密闭良好，不受工作环境的影响。

机内没有易损件，维修成本相对CIJ式喷码机大幅度降低。

DOD式喷码机

3、两种原理喷码机性能比较：

条目

字符高度

喷印速率

墨水浓度

运行成本

供墨系统

故障率

使用情况

环境影响

气源供应

喷印5*5点阵很快，喷印中文、图形、喷印速度不受字型点阵影响，最快可达密封性

维护情况

齿轮泵容易磨损，不能修复，只能更换，维修成本高。

喷码技术在塑料制品上的应用

当今，标识技术的应用正逐步深入每一个角落，尤其在工业方面的应用范围越来越广，应用的复杂性大为增加，使得标识成为各种行业生产中不可缺少的重要组成部分、塑料管材、异型材、铝(钢)塑复合管等塑料挤出材的生产也不例外。

塑料挤出材料生产厂家对他们的产品进行标识的原因主要有以下几方面∶第一是为了产品识别。

塑料袋挤出材产品比较难以识别，因为不同的生产厂家，其产品看上去常常很相近。通过在产品上标注特殊的标识、品牌名称和独立的商标图案使产品在竞争中脱颖 而出，提高品牌的知名度。其次是为了对产品跟踪记录的需要。生产厂家常将产品的批号、班次或生产日期直接印在产品上，作为从生产阶段直至发送给批发商和零 售商的一系列过程使得每一件产品均具良好的可追溯性，大大方便企业的质量管理及产品的

区域管理。另一个原因是一些名牌产品的制造商常可通过对产品的标识预防、抑制假冒。新技术的应用使得那些合法生产厂商能够一直领先於制假者。最后一点，标识可以增加产品的附加值。在许多消费者眼中增加了产品自身的价值，在消费者眼中，在塑料管材上标识商标或生产厂家的名称意味着一种承诺，消费者通常认为这是一个质量跟踪比较完善、对产品质量负责的企业的产品。

连续式喷墨编码机用於喷印1-20毫 米的小字符。通过墨点在电磁场的偏移，将微小的墨滴喷射到移动的物体上形成字符、图标或条码。因而连续式喷墨编码机可用於所有支持物上的多种产品的编码， 并有多种颜色的选择。在各种不同的材质上的物品上标注生产日期、规格、图形等。这些都要求有不同的工艺技术。由於在可靠性、灵活性以及用户友善性上的进一 步发展，连续式喷墨编码已成为世界上使用最广泛的工业编码技术。

连 续式喷墨编码系统的灵活性还表现在其完全可编程性上。它们可每日自动更换打印生产日期，甚至可作为实时递增计算机。不仅如此，它还可以喷印各种图案和条型 码。通过采用各种颜色和不同型号的油墨，可以在各种材料，如纸、塑料、金属或玻璃上打印出具有良好附着力的字符。通过采用墨线速度控制技术，喷码机在任何 条件下均可达到极高的喷印质量。一种飞行补偿软件，用於保证喷印信息的准确定位，适合变化的生产线速度。还有一些机型适用於高粉尘的恶劣环境下进行操作 （喷头经过充分加压保护以防止空气中灰尘入侵）。

当前，塑料挤出材料的标识面临着如下挑战∶

◆ 标识信息的数量及可变性不断增加的趋势，激烈竞争的需求，更严格要求的质量程序，新的用户需求和不断变化的工艺和材质。

◆ 复合的和不断得出更高要求的工作环境，高挤出速率，充满灰尘的生产环境和材料本身的特点，以及对日照及高温等环境的抵御能力。

显然，喷墨编码技术是提供简单的、高品质标识的最佳解决方案。与其它标识技术相比较，喷墨技术的灵活性体现於信息创建、编辑和标码等方面。另外，喷墨技术操作简便的优点也是无可比拟的。