ПРИНТЕР, СПОСОБ ПЕЧАТИ, ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО И ОПТОВОЛОКОННЫЙ КАБЕЛЬ Российский патент 2017 года по МПК B41F17/10 B41J2/175 

Область техники

Изобретение относится к принтеру, способу печати, оптическому волокну и оптоволоконному кабелю.

Уровень техники

В качестве способа печати (маркировки) для идентификации оптоволоконной ленты известна струйная печать для маркировки посредством струйного принтера (например, как известно из документа JP 2005-123041 А).

При струйной печати при использовании одного струйного принтера существует ограничение высокой скорости печати, а таким образом при увеличении линейной скорости оптического волокна необходимо последовательно устанавливать несколько струйных принтеров. Кроме того, при маркировке с использованием струйного принтера количество струйных принтеров увеличивается для одновременного выполнения печатания на оптоволоконной ленте, имеющей четыре провода с сердечником или двенадцать проводов с сердечником, расположенных параллельно, в результате чего увеличиваются производственные расходы.

Кроме того, в качестве другого способа печати известна роликовая печать, использующая печатный цилиндр (например, как известно из документа JP 2011-011532 А).

Раскрытие изобретения

В случае печати с помощью цилиндра сложно выполнять маркировку на линейном элементе, имеющем диаметр 1 мм и менее, таком как оптоволоконный провод с сердечником, посредством печати с помощью цилиндра с обеспечением хорошей видимости. По этой причине печать с помощью цилиндра не выполнялась на линейном элементе, имеющем диаметр 1 мм и менее.

Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить принтер, способ печати, оптическое волокно и оптоволоконный кабель, обеспечивающие маркировку оптического волокна с высокой скоростью и надлежащей видимостью.

Объектом изобретения является принтер для печати на оптическом волокне, содержащий: лоток для хранения краски; захватывающий цилиндр, предназначенный для захватывания краски из лотка для краски; печатный цилиндр, имеющий печатающий рисунок, заполняемый переносящейся с захватывающего цилиндра краской и обеспечивающий перенос заполняющей печатающий рисунок краски на поверхность движущегося оптического волокна, при этом печатающий рисунок является сетчатым рисунком, имеющим размер сетки 75-150 меш; и скребок, обеспечивающий вдавливание краски в печатающий рисунок и снятие лишней краски, осаждаемой на поверхности печатного цилиндра.

Другой объект изобретения относится к способу печати на оптическом волокне, включающему в себя: захватывание краски из лотка для краски посредством захватывающего цилиндра; перенос краски, захваченной захватывающим цилиндром, на печатный цилиндр, имеющий печатающий рисунок, являющийся сетчатым рисунком, имеющим размер сетки 75-150 меш; вдавливание краски в печатающий рисунок, а также снятие лишней краски, осаждаемой на поверхности печатного цилиндра; и перенос краски, которой заполнен печатающий рисунок, на поверхность движущегося оптического волокна.

Еще один объект изобретения относится к оптическому волокну, изготовленному с помощью способа печати на оптическом волокне, который включает в себя: захватывание краски из лотка для краски посредством захватывающего цилиндра; перенос краски, захваченной захватывающим цилиндром, на печатный цилиндр, имеющий печатающий рисунок, являющийся сетчатым рисунком, имеющим размер сетки 75-150 меш; вдавливание краски в печатающий рисунок, а также снятие лишней краски, осаждаемой на поверхности печатного цилиндра; и перенос краски, которой заполнен печатающий рисунок, на поверхность движущегося оптического волокна.

Еще один объект изобретения относится к оптоволоконному кабелю, снабженному оптическим волокном, полученному с помощью способа печати на оптическом волокне, включающего в себя: захватывание краски из лотка для краски посредством захватывающего цилиндра; перенос краски, захваченной захватывающим цилиндром, на печатный цилиндр, имеющий печатающий рисунок, являющийся сетчатым рисунком, имеющим размер сетки 75-150 меш; вдавливание краски в печатающий рисунок, а также снятие лишней краски, осаждаемой на поверхности печатного цилиндра; и перенос краски, которой заполнен печатающий рисунок, на поверхность движущегося оптического волокна.

Изобретение обеспечивает принтер, способ печати, оптическое волокно и оптоволоконный кабель, позволяющие выполнять маркировку на оптическом волокне с высокой скоростью и надлежащей видимостью.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид в разрезе, показывающий пример принтера по варианту выполнения настоящего изобретения (вид в разрезе дан по линии А-А на фиг. 2).

Фиг. 2 - вид сверху, показывающий пример по варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 3 - вид сверху, показывающий пример печатающего рисунка по варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 4 - вид сверху, показывающий пример оптического волокна после маркировки по варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 5 - схематичный вид, показывающий пример печатающего рисунка по варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 6 - вид в разрезе по линии В-В на фиг. 5.

Фиг. 7 - схематичный вид, показывающий другой пример печатающего рисунка по варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 8 - вид в разрезе по линии С-С на фиг. 7.

Фиг. 9 - таблица, в которой показан пример экспериментальных результатов по первому примеру варианта выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 10 - таблица, в которой показан пример экспериментальных результатов по второму примеру варианта выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 11 - вид сверху, показывающий пример печатного цилиндра по другому варианту выполнения изобретения.

Осуществление изобретения

Различные варианты выполнения настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на приложенные чертежи. В приведенном ниже описании чертежей одинаковые или похожие части имеют одинаковые или похожие ссылочные номера. Однако следует отметить, что чертежи являются схематичными и что взаимосвязь между размерами по толщине и по плоскости, пропорция толщин слоев и т.п. отличаются от фактического положения дел. Соответственно конкретные толщины и размеры должны определяться со ссылкой на приведенное ниже описание. Разумеется, что некоторые части имеют разные соотношения размеров и пропорций на разных чертежах.

Кроме того, в приведенном ниже описании устройства и способы внедрения технической идеи представлены в качестве примера. Технические идеи изобретения не ограничены в выборе материала, формы, структуры, компоновки и т.п. составляющих компонентов, описанных ниже. Техническая идея изобретения может изменяться различным образом в объеме формулы изобретения.

Принтер

Принтер по варианту выполнения настоящего изобретения может выполнять печать (маркировку) на узком предмете, имеющем диаметр 1 мм и менее, таком как оптическое волокно и т.п. Как показано на фиг. 1 и 2, принтер по варианту выполнения настоящего изобретения включает в себя лоток 1 для хранения краски I, захватывающий цилиндр 2, частично погруженный в краску I, печатный цилиндр 3, расположенный рядом с захватывающим цилиндром 2, и скребок 4 для снятия краски, контактирующий с печатным цилиндром 3.

Во время печати на оптическом волокне 5 захватывающий цилиндр 2 вращается в направлении, обозначенном стрелкой А, и захватывает краску I. С другой стороны, печатный цилиндр 3 вращается в направлении, обозначенном стрелкой В, которое противоположно направлению вращения захватывающего цилиндра 2, для переноса краски I, захватываемой захватывающим цилиндром 2. Скребок 4 для снятия краски собирает излишнюю краску I, осаждаемую на печатном цилиндре 3, а также вдавливает краску I в печатающие рисунки 31-36, образованные на печатном цилиндре 3. Краска I, заполняющая печатающие рисунки 31-36, переносится на оптическое волокно 5, которое движется по печатному цилиндру 3 в направлении, указанном стрелкой С, при этом выполняется соответствующая маркировка.

Диаметр оптического волокна 5, которое является целью маркировки, составляет 1 мм и менее, например, приблизительно 0,25 мм. В качестве оптического волокна 5 могут быть выбраны оптоволоконный провод, оптоволоконный провод с сердечником, оптоволоконная лента и т.п. В качестве оптоволоконной ленты, например, может использоваться оптоволоконная лента с прерывистым креплением волокон друг к другу и т.п. В варианте выполнения настоящего изобретения количество, вид, размер и т.п. оптических волокон 5 особо не оговариваются. В случае множества оптических волокон 5 для выполнения совместной параллельной маркировки может использоваться один печатный цилиндр 3. Скорость движения (линейной скорости) оптического волокна 5 может составлять приблизительно от 100 м/мин до 800 м/мин. Оптическое волокно 5, которое может контактировать или может не контактировать с печатным цилиндром 3, может двигаться без трения о печатный цилиндр 3 и получать краску от печатного цилиндра 3.

Вязкость краски I в лотке 1 для краски составляет приблизительно от 1 мПа⋅с до 2000 Па⋅с (диапазон, в который могут быть включены вода и краска, закрепляющаяся под действием УФ-излучения). Каждый из диаметров D1 и D2 захватывающего цилиндра 2 и печатного цилиндра 3 может составлять приблизительно 100 мм и каждая ширина W1 и W2 может составлять приблизительно 50 мм. Захватывающий цилиндр 2 и печатный цилиндр 3 расположены без контакта друг с другом и в положениях, где краска I может переноситься посредством поверхностного натяжения. Частота вращения печатного цилиндра 3 задается надлежащим образом в зависимости от скорости движения (линейной скорости) оптического волокна 5. Частота вращения захватывающего цилиндра 2, которая может быть меньше частоты вращения печатного цилиндра 3, задается надлежащим образом.

На печатном цилиндре 3 предусмотрены печатающие рисунки 31-33. Длина L1, параллельная направлению вращения печатающих рисунков 31-33, составляет приблизительно от 1 до 50 мм, а ширина W3, проходящая под прямым углом к оси вращения, составляет приблизительно от 1 до 50 мм. Интервал S1 между печатающими рисунками 31 и 33 составляет приблизительно от 1 до 50 мм. Формы печатающих рисунков 31 36 не ограничиваются прямоугольными.

Как показано на фиг. 1, печатающие рисунки 34-36, имеющие схожую структуру с рисунками 31-33, предусмотрены на противоположной стороне от рисунков 31-33 в окружном направлении печатного цилиндра 3. Кроме того, несмотря на то, что на фиг. 1 показан случай, когда три рисунка 31-33 и три рисунка 34-36 расположены на противоположных сторонах друг от друга, количество и размер рисунков 31-36 и их расположение на печатном цилиндре 3 особо не ограничиваются.

Печатающий рисунок 31 представляет собой сетчатый рисунок, как показано на фиг. 3, и имеет выпуклый участок 31а, пересекающийся подобно сетке, и ромбические (квадратные) углубленные участки (вогнутые участки) 31b. Глубина углубленного участка 31b составляет, к примеру, около 5-50 мкм. Краска I, которой заполняются углубленные участки 31b, приходит в контакт с поверхностью оптического волокна 5 и осаждается на оптическом волокне 5. Краска I, осаждаемая на поверхности оптического волокна 5, соединяется друг с другом посредством растекания по поверхности оптического волокна 5, и, как показано на фиг. 4, образуются слои 51-53 краски, соответствующие печатающим рисункам 31-33. Кроме того, соответствующие печатающие рисунки 32-36, показанные на фиг. 1 и 2, имеют конфигурацию, подобную конфигурации печатающего рисунка 31, показанного на фиг. 4.

Печатающие рисунки 31-36 могут быть образованы, например, посредством прижатия к поверхности печатного цилиндра 3 обрабатывающего цилиндра, имеющего рисунок для образования печатающих рисунков 31-36, или посредством лазерной обработки, или травления, используя защитный рисунок в качестве маски.

Каждый размер сетки печатающих рисунков 31-36 предусмотрен в диапазоне 75-150 меш и более предпочтительно в диапазоне 75-133 меш. Следует отметить, что [меш] означает количество ячеек на дюйм.

На фиг. 5 выпуклый участок 31а печатающего рисунка 31 схематично показан сплошными линиями, и оптическое волокно 5, движущееся в направлении стрелки, показано пунктиром. Несмотря на то, что на фиг. 5 оптическое волокно 5 движется по печатающему рисунку 31 и проходит через пересечения ячеек выпуклого участка 31а, положение движения оптического волокна 5 этим не ограничивается.

В случае придания шероховатости печатающему рисунку 31 площадь поверхности краски I в одной ячейке может увеличиться, как показано на фиг. 5, и может увеличиваться количество краски, которое осаждается на оптическом волокне 5 за счет поверхностного натяжения. В результате, как показано на фиг. 6, может увеличиваться угол (именуемый далее как «угол печати») θ, с которым слой 51 краски образуется в окружном направлении оптического волокна 5, и может быть обеспечена высокая видимость маркировки. Однако, когда размер сетки превышает 150 меш, краска I может вытекать из печатающего рисунка 31, и, таким образом, краска I может осаждаться в другом месте, а не на месте маркировки оптического волокна 5. Соответственно видимость может ухудшаться.

С другой стороны, когда размер сетки уменьшается, площадь поверхности краски I в одной ячейке может уменьшаться, и количество краски, осаждаемой на оптическом волокне 5, может уменьшаться. На фиг. 7 показан случай, в котором размер ячейки меньше по сравнению с фиг. 5, и выпуклый участок 31а печатающего рисунка 31 схематично показан сплошными линиями, и оптическое волокно 5, движущееся в направлении стрелки, показано пунктиром. С уменьшением размера сетки может уменьшаться угол θ печати, как показано на фиг. 8. Когда размер ячейки меньше 75 меш, угол θ печати может становиться весьма небольшим, что ведет к ухудшению видимости маркировки.

Следовательно, предусматривая размер каждой сетки печатающих рисунков 31-36 в диапазоне от 75 до 150 меш, можно предотвратить утечку краски из печатающих рисунков 31-36 и обеспечить маркировку с высокой видимостью.

Способ печати

Ниже приводится пример способа печати (способа маркировки) на оптическом волокне 5 по варианту выполнения настоящего изобретения.

(a) Краска I захватывается посредством вращения захватывающего цилиндра 2, показанного на фиг. 1 и 2, в направлении, указанном стрелкой А.

(b) Краска I переносится с захватывающего цилиндра 2 на печатный цилиндр 3 посредством вращения печатного цилиндра 3, имеющего печатающие рисунки 31-36, каждый из которых имеет размер сетки в диапазоне от 75 до 150 меш, в направлении, указанном стрелкой В.

(c) Скребок 4 вдавливает краску I в углубленные участки 31b печатающих рисунков 31-33 печатного цилиндра 3, а также собирает лишнюю краску I, осаждаемую на поверхности печатного цилиндра 3.

(d) Краска I, которой заполняется каждый углубленный участок 31b печатающих рисунков 31-33 печатного цилиндра 3, переносится на оптическое волокно 5, движущееся в направлении, указанном стрелкой С.

С помощью принтера и способа печати по варианту выполнения настоящего изобретения посредством использования печатного цилиндра для выполнения маркировки на оптическом волокне 5 можно выполнять маркировку с высокой скоростью по сравнению со струйной печатью без увеличения количества узлов, как в случае струйной печати.

Кроме того, можно одновременно выполнять параллельную маркировку на множестве оптических волокон 5 без увеличения количества узлов, как в случае струйной печати.

Используя печатный цилиндр 3 с печатающими рисунками 31-36, каждый из которых имеет размер сетки в диапазоне от 75 до 150 меш, можно обеспечить высокую видимость маркировки.

Первый пример

В качестве первого примера были подготовлены образцы 1-8 посредством выполнения маркировки на оптических волоконных проводах, имеющих диаметр 250 мкм, посредством использования семи видов печатных цилиндров, имеющих различные размеры сеток, и печатного цилиндра, не имеющего сетки. Скорость движения оптоволоконного провода составляла 400 м/мин. Диаметр и ширина каждого печатного цилиндра составляли 100 мм и 15 мм, соответственно. В качестве краски использовали смесь из VS5990 производства Dainichiseika Color & Chemicals Mfg Co., Ltd и растворителя VS1000 в пропорции 2:1.

Утечка краски и видимость оценивались посредством измерения угла печати, используя изготовленные образцы 1-8. На фиг. 9 показаны экспериментальные результаты. На фиг. 9 угол печати обозначает угол маркировки в окружном направлении оптоволоконного провода. Что касается утечки краски, наличие или отсутствие утечки краски определялось визуально посредством наблюдения образцов 1-8 после маркировки. Что касается видимости, то для ее оценки были привлечены 10 человек, и случай, когда отдельный участник определял, что он может легко идентифицировать образцы 1-8 по маркировке, обозначен как а другой случай обозначен как Кроме того, в качестве полного определения случай, когда утечка краски отсутствовала и видимость была высокой, обозначен как и случай, когда имела место утечка или видимость была плохой, обозначен как

На фиг. 9 показано, что когда размер сетки становится более крупным, угол печати увеличивается. В образце 1 или 2 с размером сетки 175 меш или 200 меш угол печати составлял 20° и менее, и видимость ухудшается из-за узости области печати. С другой стороны, в образце 7 или 8 с размером сетки 50 меш или без сетки наблюдалась утечка краски, и, поскольку маркировка выполнялась в положении, которое отличалось от заданного положения, видимость ухудшалась.

Второй пример

В качестве второго примера были подготовлены образцы 1-12 посредством выполнения маркировки с изменением скорости движения (линейной скорости) и количества сердечников оптоволоконного провода, имеющего диаметр 250 мкм. Размер сетки печатного цилиндра рисунка составлял 133 меш. Диаметр и ширина каждого печатного цилиндра составляли 100 мм и 55 мм соответственно. В качестве краски использовали смесь из VS5990 производства Dainichiseika Color & Chemicals Mfg Co., Ltd и растворителя VS1000 в пропорции 2:1.

Используя изготовленные образцы 1-12, была выполнена оценка утечки краски и видимости аналогично первому примеру. На фиг. 10 показаны результаты экспериментов. Как показано на фиг. 10, утечка краски не имела места в диапазоне от одного сердечника до двенадцати сердечников и при линейной скорости 100-400 м/мин, при этом была обеспечена высокая видимость.

Другой вариант выполнения

Настоящее изобретение описано с помощью варианта выполнения, приведенного выше. Однако описание и чертежи, которые составляют часть заявки, не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение. Из приведенного описания специалистам в этой области техники станут понятны альтернативные варианты выполнения и способы использования.

Например, принтер по варианту выполнения настоящего изобретения не ограничивается конфигурацией, показанной на фиг. 1, и, по меньшей мере, печатный цилиндр 3 может иметь печатающие рисунки 31-36, каждый из которых имеет размер сетки 75-150 меш.

Кроме того, ромбовидная форма углубленных участков 31b печатающих рисунков 31-36 не ограничивается квадратным рисунком, имеющим четыре угла по 90°, при этом четыре угла могут быть комбинацией острых и тупых углов. Кроме того, в качестве ромбовидной формы, образующей каждую сетку печатающих рисунков 31-36, предусматривается рисунок, в котором каждая сторона расположена в наклонном направлении относительно направления вращения печатного цилиндра 3. Однако рисунок специально не ограничивается указанным рисунком. Например, как показано на фиг. 11, форма вогнутого участка 31d, образующего печатающий рисунок 31, может иметь конфигурацию, в которой две стороны напротив друг друга расположены параллельно оси вращения печатного цилиндра 3, а две другие стороны расположены под прямым углом. Кроме того, отверстия вогнутого участка 31b печатающих рисунков 31-36 могут быть ромбическими, и, как вариант, объемный контур вогнутого участка 31b может быть квадратным (кубом или параллелепипедом) или треугольным.

Кроме того, можно изготавливать оптоволоконный кабель, имеющий оптическое волокно 5 по варианту выполнения настоящего изобретения, покрытое наружным кожухом (оболочкой). Вид оптоволоконного кабеля специально не оговаривается, таким образом можно использовать оптоволоконный кабель беспазового типа или оптоволоконный кабель пазового типа, например оптоволоконный кабель с пахового типа SZ, оптоволоконный ленточный кабель пазового типа и т.п.

Кроме того, вместо оптоволоконного кабеля 5 по варианту выполнения настоящего изобретения можно использовать линейный элемент, такой как нормальный электрический кабель, провод и т.п., имеющий диаметр 1 мм и менее.

Кроме того, принтер по варианту выполнения настоящего изобретения может выполнять печать на линейном элементе, таком как оптическое волокно 5 и т.п., а также может выполнять печать на листе и т.п. помимо линейного элемента.

Таким образом, настоящее изобретение включает в себя различные варианты выполнения, которые здесь не упомянуты. Соответственно технический объем настоящего изобретения может ограничиваться только отличительными признаками изобретения, которые установлены объемом формулы изобретения и считаются приемлемыми согласно вышеприведенному описанию.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение может использоваться для принтера, способа печатания оптического волокна и оптоволоконного кабеля, обеспечивая выполнение маркировки на оптическом волокне с высокой скоростью и надлежащей видимостью.

Изобретение относится к принтеру, способу печати, оптическому волокну и оптоволоконному кабелю. Принтер для печати на оптическом волокне содержит: лоток для хранения краски; захватывающий цилиндр, предназначенный для захватывания краски из лотка для краски; печатный цилиндр, имеющий печатающий рисунок, который может заполняться краской, которая переносится с захватывающего цилиндра, и предназначенный для переноса краски, которой заполняется печатающий рисунок, на поверхность движущегося оптического волокна, при этом печатающий рисунок является сетчатым рисунком, имеющим размер сетки 75-150 меш; и скребок, предназначенный для вдавливания краски в печатающий рисунок и снятия лишней краски, осаждаемой на поверхности печатного цилиндра. Предложенное решение обеспечивает маркировку оптического волокна с высокой скоростью и надлежащей видимостью. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Принтер для печати на оптическом волокне, содержащий лоток для хранения краски, захватывающий цилиндр, обеспечивающий захватывание краски из лотка для краски, печатный цилиндр, имеющий печатающий рисунок, выполненный с возможностью его заполнения переносящейся с захватывающего цилиндра краской и выполненный с возможностью переноса заполняющей печатающий рисунок краски на поверхность движущегося оптического волокна, и скребок, обеспечивающий вдавливание краски в печатающий рисунок и снятие лишней краски, осаждаемой на поверхности печатного цилиндра, при этом захватывающий цилиндр и печатный цилиндр расположены так, что они не контактируют друг с другом, а частота вращения захватывающего цилиндра меньше частоты вращения печатного цилиндра.

2. Принтер для печати на оптическом волокне, содержащий лоток для хранения краски, захватывающий цилиндр, обеспечивающий захватывание краски из лотка для краски, печатный цилиндр, имеющий печатающий рисунок, выполненный с возможностью его заполнения переносящейся с захватывающего цилиндра краской и выполненный с возможностью переноса заполняющей печатающий рисунок краски на поверхность движущегося оптического волокна, и скребок, обеспечивающий вдавливание краски в печатающий рисунок и снятие лишней краски, осаждаемой на поверхности печатного цилиндра, при этом захватывающий цилиндр и печатный цилиндр расположены так, что они не контактируют друг с другом, а окружная скорость захватывающего цилиндра меньше окружной скорости печатного цилиндра.

3. Принтер по любому из пп. 1 или 2, в котором печатающий рисунок является сетчатым рисунком, имеющим размер сетки 75-150 меш.

4. Способ печати на оптическом волокне, включающий в себя захватывание краски из лотка для краски посредством захватывающего цилиндра, перенос краски, захваченной захватывающим цилиндром, на печатный цилиндр, имеющий печатающий рисунок, при этом захватывающий цилиндр и печатный цилиндр расположены так, что они не контактируют друг с другом, вдавливание краски в печатающий рисунок и снятие лишней краски, осаждаемой на поверхности печатного цилиндра, и перенос краски, заполняющей печатающий рисунок, на поверхность движущегося оптического волокна, при этом частота вращения захватывающего цилиндра меньше частоты вращения печатного цилиндра.

5. Способ печати на оптическом волокне, включающий в себя захватывание краски из лотка для краски посредством захватывающего цилиндра, перенос краски, захваченной захватывающим цилиндром, на печатный цилиндр, имеющий печатающий рисунок, при этом захватывающий цилиндр и печатный цилиндр расположены так, что они не контактируют друг с другом, вдавливание краски в печатающий рисунок и снятие лишней краски, осаждаемой на поверхности печатного цилиндра, и перенос краски, заполняющей печатающий рисунок, на поверхность движущегося оптического волокна, при этом окружная скорость захватывающего цилиндра меньше окружной скорости печатного цилиндра.

6. Способ по любому из пп. 4 или 5, в котором печатающий рисунок является сетчатым рисунком, имеющим размер сетки 75-150 меш.