Область техники, к которой относится изобретение
[001] Настоящее изобретение относится к области технологии струйной печати, в частности относится к струйному печатающему устройству для печати на картах, а более конкретно относится к струйному печатающему устройству для печати на картах из пластиковых материалов, например, кредитных картах, смарт-картах, магнитных картах и т. д.
Предпосылки создания изобретения
[002] Как известно, кредитные карты, смарт-карты, магнитные карты и т. д. обычно имеют знаки, изображения, товарные знаки, которые помогают пользователям определить назначение карт и отличить одну карту от другой. В патенте US 6478485 раскрыты способ и устройство для декорирования изделия, которым может быть карта.
[003] Более того, в документах EP2658723, EP2658721, EP2658722 и EP2718109, которые можно рассматривать как полезный источник информации в отношении настоящего изобретения, раскрыты и проиллюстрированы некоторые подробные характеристики струйного печатающего устройства для широкой и тщательной печати на картах.
[004] На фиг. 1 и фиг. 2 проиллюстрировано струйное печатающее устройство 1 для печати на картах, известных из уровня техники. Как проиллюстрировано на фиг. 1 и фиг. 2, струйное печатающее устройство 1 имеет базовую раму 2. Предпочтительно, зона 3 хранения, в которой хранится одна или более карт 4, расположена на базовой раме 2. Предпочтительно, струйное печатающее устройство 1 может быть оснащено опорной кареткой 5, на которой установлен пластинчатый лоток 6. Пластинчатый лоток 6 принимает карту, подлежащую печати, из зоны 3 хранения и удерживает карту на нем. Пластинчатый лоток 6 может быть оснащен нагревателем 7 лотка, который встроен в пластинчатый лоток 6 и используется для нагревания удерживаемой на нем карты. Опорная каретка 5 выполнена с возможностью движения удерживаемой на ней карты внутри струйного печатающего устройства 1. Более подробно, опорная каретка 5 расположена на направляющей пластине 20, установленной на базовой раме 2, и выполнена с возможностью направления вдоль направляющей пластины 20. Более конкретно, опорная каретка 5 принимает карту, подлежащую печати, из зоны 3 хранения карт с помощью станции захвата или станции 8 извлечения и перемещает удерживаемую на ней карту вдоль направляющей пластины 20. Направляющая пластина 20 подает такую карту на станцию 9 печати, так что карта печатается струйной печатью на станции 9 печати. Затем можно также использовать направляющую пластину 20 и опорную каретку 5 для перемещения карты к эжекторной станции 10, где карта перемещается из струйного печатающего устройства 1 и помещается в подходящий контейнер.
[005] Станция 9 печати содержит по меньшей мере одну печатающую головку 11, выполненную с возможностью струйной печати на карте. Станция 9 печати содержит приводную систему (не показана), выполненную с возможностью движения печатающей головки 11 вперед и назад по заданной траектории, так что печатающая головка 11 может выбрасывать краску на карту во время последовательности этапов, регулируемой должным образом сконфигурированным блоком для регулирования (не показан). Предпочтительно, печатающая головка 11 установлена с возможностью скольжения на опорной пластине 12. В предпочтительном варианте осуществления опорная пластина 12 расположена в поперечном направлении и, в частности перпендикулярном, относительно траектории движения опорной каретки 5 или направляющей пластины 20.
[006] Станция 8 извлечения выполнена с возможностью извлечения карты 4 из зоны 3 хранения. Станция 8 извлечения забирает по одной карте 4 из зоны 3 хранения и укладывает ее на опорную каретку 5. Затем карта 4 движется вдоль направляющей пластины 20 к станции 9 печати, где выполняется струйная печать посредством контролируемого выброса краски на верхнюю поверхность карты. После струйной печати карта 4 движется к эжекторной станции 10. Эжекторная станция 10 выполнена с возможностью движения карты 4 от опорной каретки 5 и, предпочтительно, для ее опускания в контейнер.
[007] Станция 8 извлечения более подробно проиллюстрирована на фиг. 3 и на фиг. 4, что представляет собой поперечное сечение по линии Ⅳ-Ⅳ на фиг. 3. Станция 8 извлечения содержит по меньшей мере один основной ролик 13, который может контактировать с первой картой в нижней части стопки карт 4 в зоне 3 хранения, для извлечения из зоны 3 хранения первой карты, которая становится выбранной картой 19, предназначенной для печати. Предпочтительно, основной ролик 13 установлен с возможностью вращения на базовой раме 2 ниже зоны 3 хранения, так что вес стопки карт 4 помогает удерживать первую карту в контакте с основным роликом 13. В предпочтительном варианте осуществления поверх стопки карт 4 размещается вспомогательный вес, чтобы обеспечить дополнительную составляющую силы, толкающей первую карту в контакте с основным роликом 13.
[008] Станция 8 извлечения дополнительно содержит множество вспомогательных роликов 14, 15, 16, 17 и 18, установленных ниже основного ролика 13, чтобы зацепить выбранную карту 19, которая продвигается благодаря взаимодействию с основным роликом 13, чтобы заставить ее опуститься на пластинчатый лоток 6, установленный поверх опорной каретки 5. Точнее, вспомогательные ролики 14-18 расположены таким образом, чтобы принимать выбранную карту 19, выходящую из основного ролика 13, и продвигать выбранную карту 19 вперед в направлении, указанном стрелкой F1 на фиг. 3, для обеспечения возможности ее обработки для печати. На фиг. 5 проиллюстрировано, что выбранная карта 19 сразу после выхода из вспомогательных роликов 17 и 18 станции 8 извлечения уже помещена на опорную каретку 5 и может перемещаться по направляющей пластине 20.
[009] Вспомогательные ролики 14-18 определяют опорную плоскость, которая по существу параллельна плоскости пластинчатого лотка 6, когда выполняемой функцией станции 8 извлечения является подача карты для печати. При определенных условиях выбранная карта 19 не направляется в пластинчатый лоток 6, установленный на опорной каретке 5, для печати; напротив, вспомогательные ролики 14-18 перемещаются с помощью подходящего механизма (не показан), так что определяемая ими опорная плоскость оказывается наклонной, а выбранная карта 19 перемещается к выходу в направлении, указанном стрелкой F2 на фиг. 4. Конфигурация станции 8 извлечения, описанной на фиг. 4, относится именно к этой вспомогательной функции выталкивания. Однако, фиг. 4 имеет главным образом цель подробно проиллюстрировать положение выбранной карты 19, зажатой вспомогательными роликами 14-18.
[0010] Во время процесса извлечения происходит некоторое трение между выбранной картой 19 и основным роликом 13 и вспомогательными роликами 14-18. Из-за трибоэлектрического эффекта процесс извлечения может привести к электрическому заряду выбранной карты 19, которая обычно выполнена из диэлектрического материала, т. е. электроизоляционного материала. Генерируемые электрические заряды не могут свободно перемещаться по верхней поверхности карты; напротив, генерируемые электрические заряды имеют тенденцию беспорядочно прилипать к выбранной карте 19 с непредсказуемым распределением по верхней поверхности выбранной карты 19.
[0011] Кроме того, происхождение трибоэлектрического заряда нельзя отнести к трению подошвы с основным роликом 13 и вспомогательными роликами 14-18. В самом деле, даже простые манипуляции с картами 4, выполненными из диэлектрического материала, перед загрузкой в зону 3 хранения могут привести к возникновению некоторых несбалансированных электрических зарядов на верхней поверхности карты. В целом, очень вероятно, что по верхней поверхности выбранной карты 19 могло образоваться некоторое непредсказуемое распределение несбалансированных электрических зарядов, когда карта помещается на опорную каретку 5, готовая к печати, как проиллюстрировано на фиг. 5. На фиг. 6 проиллюстрирована опорная каретка 5, которая удерживает выбранную карту 19 и движется по направляющей пластине (не показана) в направлении, указанном стрелкой Р, к станции 9 печати.
[0012] Станция 9 печати выполняет действие печати с помощью по меньшей мере одной печатающей головки 11, установленной с возможностью скольжения на опорной пластине 12. Печатающая головка 11 оснащена множеством сопел; все сопла приводятся в действие электрически контролируемым образом, чтобы производить выброс капель краски из предварительно заданного сопла, при этом капля краски направляется в предварительно заданное положение на верхней поверхности выбранной карты 19. Специалистам в данной области техники хорошо известно, что капля краски во время и после выброса может подвергаться фрагментации на множество более мелких частей вследствие динамики выброса. Эта ситуация проиллюстрирована на фиг. 7, где сопло 21 выбрасывает небольшую часть краски 22, содержащейся в печатающей головке 11, в виде капель 23 краски. Чаще всего имеется основная капля 24, большая впереди, с большой массой и значительной скоростью, за которой следует множество меньших и часто более медленных капель, часто называемых спутниками 25. Некоторые спутники 25 состоят из множества микрометровых и субмикрометровых капель с очень малой массой и низкой скоростью, часто называемых аэрозолем 26. Вкратце, каждый выброс из определенного сопла приводит к образованию множества капель краски с различной массой и скоростью.
[0013] Легко понять, что на движение различных капель краски могут оказывать различное влияние возможные помехи. Фактически, самые тяжелые и быстрые капли, т. е. основная капля 24, с большим импульсом почти не сбиваются и следуют почти невозмущенной траектории. Наоборот, самые маленькие и самые медленные капли, и особенно аэрозоль 26, склонны легко сбиваться со своего пути любой возможной помехой из-за малого импульса. Другими словами, капли краски с большим импульсом имеют тенденцию ударяться о печатный носитель, что означает верхнюю поверхность выбранной карты 19 в ожидаемом и предварительно заданном положении, в то время как капли краски с низким импульсом подвергаются более сильному влиянию помех. В частности, аэрозоль 26, состоящий из мельчайших капель краски, имеющих очень малую скорость и часто разбрасываемых вокруг при помехе, часто достигает непредсказуемых положений на верхней поверхности выбранной карты 19, удаленных от предварительно заданной точки приземления основной капли 24, генерируемой во время одного и того же выброса.
[0014] Среди возможных мешающих факторов частой причиной является поток воздуха. Наличие вентилятора, действие которого может даже достигать области печати, или простое движение вперед-назад печатающей головки и опорной каретки могут действовать как мешающие факторы, влияние которых на движение капли краски зависит от интенсивности помехи и от импульса капли краски.
[0015] Другим значительным мешающим фактором, способным повлиять на движение капли краски, является электрическое поле, которое может присутствовать в окружении печатающей головки и, в частности в пространстве между соплом и печатным носителем, т. е. выбранной картой, где проходят траектории капель краски. Электрическое поле действует на выбранную карту, имеющую суммарный электрический заряд, либо с силой притяжения, либо отталкивания, в зависимости от полярности электрических зарядов. Кроме того, поскольку вещество состоит из положительно и отрицательно заряженных компонентов, электрическое поле может смещать положительные и отрицательные электрические заряды вещества в разных направлениях, даже если суммарный заряд равен нулю, вызывая так называемую поляризацию. Специалистам в данной области техники хорошо известно, что на поляризованное вещество может действовать сила электрического поля, даже если суммарный заряд равен нулю, когда электрическое поле имеет ненулевой градиент, т. е. когда электрическое поле пространственно неоднородно.
[0016] В большинстве случаев жидкая краска, содержащаяся в печатающей головке, обладает некоторой электропроводностью и может содержать электрически заряженные компоненты, обладающие некоторой подвижностью внутри жидкой краски. Следовательно, жидкая краска может подвергаться действию электрического поля, а на движение капель краски может влиять электрическое поле, возникающее в пространстве между соплом и печатным носителем, т. е. выбранной картой.
[0017] Электрическое поле по-разному влияет на фрагментированные части выбрасываемой краски из-за разнообразного распределения массы и заряда среди капель краски. В частности, движение аэрозоля подвержено сильному влиянию электрических помех из-за небольшой массы крошечных капель краски, из которых он состоит.
[0018] Было предпринято множество попыток решить проблемы, связанные с электрическими помехами в струйном печатающем устройстве, как показано, например, в патентах № US 5774141 и US7824008, где либо сбор, либо отбрасывание заряженных блуждающих капель краски осуществляется с помощью дополнительных электрически смещенных частей, расположенных рядом с печатающей головкой и областью печати. Однако, при печати карты на струйном печатающем устройстве дефекты печати, возникающие якобы непредсказуемым образом, по-прежнему являются неприятным недостатком и требуют более конкретного обращения.
[0019] Более подробно, после печати некоторые карты выглядят так, как будто они были грязными. Другими словами, по предполагаемому изображению разбросаны пятна краски. Это означает, что маленькие капли краски были разбросаны далеко от предварительно заданных точек приземления. Эффект, часто называемый туманом, особенно силен и часто возникает на границе между областью с плотной печатью и областью с редкой печатью или даже областью, которая не должна подлежать печати. Эта ситуация описана на фиг. 8а и фиг. 8b, где предполагаемое напечатанное изображение 27 на фиг. 8а сравнивается с фактическим напечатанным изображением 28 на фиг. 8b, последнее показывает ложные пятна 29 краски за пределами предполагаемой границы изображения.
[0020] Наблюдая при большом увеличении нежелательные искажения на напечатанной карте, оказывается, что большинство из них состоит из очень мелких пятен краски, вероятно, вызванных отклонением аэрозоля от его траектории. Кроме того, есть данные, указывающие на то, что карта зачастую электрически заряжена из-за процесса извлечения и, возможно, также из-за предыдущих манипуляций с картой. Установление некоторых электрических зарядов, неравномерно распределенных по верхней поверхности карты, можно проследить с помощью подходящего прибора, например измерителя статического электричества. Поэтому представляется разумным объяснить причину появления пятен краски на карте электрическим полем.
[0021] С другой стороны, проводимость краски, по-видимому, играет роль в наиболее частом распространении нежелательных искажений на границе между областями с плотной и редкой печатью. Фактически, в то время как выбрасываемая краска остается жидкой на верхней поверхности карты, электрически заряженные компоненты краски могут быть переупорядочены, несколько уменьшая локальные статические электрические заряды на верхней поверхности карты. Такой результат может быть более эффективным в области с плотной печатью, в то время как в области с редкой печатью смягчение будет плохим.
[0022] Не желая привязываться к теории, считается, что сильный градиент электрического поля, усиленный неравномерностью распределения поверхностного заряда, может создавать отклоняющую силу с заметным компонентом, параллельным поверхности. Такая неравномерность может быть установлена из-за разной эффективности смягчения локальных электрических зарядов, возникающих в результате разного распределения краски. Следуя этой мысли, множество мелких капель краски, составляющих аэрозоль, могут легко поляризоваться и отклоняться неоднородным электрическим полем, приземляясь далеко от предварительно заданного положения на карте.
[0023] Для смягчения электрической помехи и, особенно, для уменьшения интенсивности градиента электрического поля следует предусмотреть своего рода нейтрализацию действия электрических зарядов. Например, опорная каретка, на которую помещается карта во время печати, может быть оснащена самым верхним заземленным проводящим слоем, с которым соприкасается нижняя поверхность карты. Однако это решение не будет столь эффективным при экранировании статического электрического поля на верхней поверхности карты, которая является поверхностью для приземления краски, из-за толщины карты.
Краткое описание изобретения
[0024] Для решения вышеупомянутых технических задач в настоящем изобретении предусмотрено струйное печатающее устройство, в котором ионный генератор расположен с возможностью прямой отправки дополнительных электрических зарядов, в частности некоторых заряженных ионов, на верхнюю поверхность карты, подлежащей печати, для компенсации влияния ранее существовавших статических электрических зарядов на верхней поверхности карты и решения проблемы рассеивания аэрозоля краски в нежелательных положениях карты, устраняя проблему тумана.
[0025] В частности, в настоящем изобретении предусмотрено струйное печатающее устройство для печати на картах, содержащее копировальную раму, содержащую базовую раму; опорную каретку, установленную на базовой раме и выполненную с возможностью удержания карты, подлежащей печати; станцию печати, установленную на копировальной раме и выполненную с возможностью струйной печати на верхней поверхности карты, причем станция печати содержит по меньшей мере одну печатающую головку; и ионный генератор, установленный на копировальной раме и выполненный с возможностью испускания заряженных ионов, которые можно отправлять на верхнюю поверхность карты. Предпочтительно, ионный генератор приводится в действие до и во время печати, с переменным циклом работы и переменной интенсивностью.
[0026] Предпочтительно, ионный генератор представляет собой ионизатор воздуха, который испускает попеременно положительно заряженные ионы и отрицательно заряженные ионы.
[0027] Предпочтительно, полярность испускаемых заряженных ионов изменяется в течение периода предварительно заданного времени для предотвращения нейтрализации положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных ионов друг другом перед достижением верхней поверхности карты.
[0028] Предпочтительно, ионный генератор представляет собой однополюсный ионный генератор, выполненный с возможностью испускания заряженных ионов с одной полярностью, и заряженные ионы способны достигать верхней поверхности карты путем диффузии.
[0029] Предпочтительно, однополярный ионный генератор содержит кожух ионного генератора со сквозным отверстием, выполненным с возможностью обеспечения выхода генерируемых заряженных ионов; пару электродов, расположенных в кожухе ионного генератора; и пару электрических терминалов, один для каждого электрода, соединенных с модулем подачи питания ионного генератора на борту струйного печатающего устройства.
[0030] Предпочтительно, струйное печатающее устройство содержит крепежный кронштейн, выполненный с возможностью установки ионного генератора, и крепежный кронштейн прикреплен к базовой раме.
[0031] Предпочтительно, копировальная рама дополнительно содержит верхнюю раму, соединенную с базовой рамой боковыми рамами; и ионный генератор прикреплен к верхней раме.
[0032] Предпочтительно, струйное печатающее устройство дополнительно содержит направляющую пластину; опорная каретка расположена на направляющей пластине и направляется направляющей пластиной для движения между первым положением, в котором опорная каретка не обращена к печатающей головке, и вторым положением, в котором опорная каретка обращена к печатающей головке; станция печати выполнена с возможностью движения в поперечном направлении к направляющей пластине над направляющей пластиной; и ионный генератор находится вне траектории движения станции печати.
[0033] Предпочтительно, ортогональная проекция ионного генератора в базовой раме находится на одной линии с центром ортогональной проекции опорной каретки в базовой раме, когда опорная каретка находится во втором положении.
[0034] Предпочтительно, струйное печатающее устройство дополнительно содержит зону хранения, выполненную с возможностью хранения по меньшей мере одной карты, подлежащей печати; и станцию извлечения, выполненную с возможностью извлечения карты из зоны хранения в опорную каретку.
[0035] Согласно решениям настоящего изобретения заряженные ионы, испускаемые ионным генератором в струйном печатающем устройстве, можно отправлять на верхнюю поверхность карты, подлежащей печати, для компенсации влияния ранее существовавших статических электрических зарядов на верхней поверхности карты, избегая значительного присутствия тумана на печатной поверхности, т. е. избегая значительного присутствия ложных пятен краски по всему напечатанному изображению.
Краткое описание чертежей
[0036] Неограничительные и неисчерпывающие варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны с помощью примеров со ссылками на чертежи ниже, на которых:
[0037] на фиг. 1 проиллюстрирована принципиальная схема слева струйного печатающего устройства в перспективе для печати на картах, известного из уровня техники.
[0038] На фиг. 2 проиллюстрирована принципиальная схема справа струйного печатающего устройства в перспективе, показанного на фиг. 1.
[0039] На фиг. 3 проиллюстрирована принципиальная схема в перспективе, на которой изображена зона хранения и станция извлечения струйного печатающего устройства, показанного на фиг. 1.
[0040] На фиг. 4 проиллюстрировано изображение согласно фиг. 3 в поперечном разрезе по линии Ⅳ-Ⅳ.
[0041] На фиг. 5 проиллюстрирована частичная принципиальная схема в перспективе, на которой изображена опорная каретка, удерживающая выбранную карту.
[0042] На фиг. 6 проиллюстрирована принципиальная схема в перспективе, на которой изображена станция печати струйного печатающего устройства, показанного на фиг. 1.
[0043] На фиг. 7 проиллюстрировано схематическое изображение, на котором проиллюстрированы капли краски, выбрасываемые соплом печатающей головки.
[0044] На фиг. 8a проиллюстрировано предполагаемое напечатанное изображение.
[0045] На фиг. 8b проиллюстрировано фактическое напечатанное изображение, печатаемое струйным печатающим устройством, показанным на фиг. 1, на котором присутствуют ложные пятна краски за пределами границы предполагаемого напечатанного изображения.
[0046] На фиг. 9 проиллюстрирована принципиальная схема струйного печатающего устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения в перспективе.
[0047] На фиг. 10 проиллюстрирована принципиальная схема однополюсного ионного генератора в перспективе в струйном печатающем устройстве, проиллюстрированном на фиг. 9.
[0048] На фиг. 11 проиллюстрирован вид сверху струйного печатающего устройства, проиллюстрированного на фиг. 9.
Подробное описание вариантов осуществления
[0049] Чтобы сделать вышеизложенные и другие признаки и преимущества настоящего изобретения более понятными, настоящее изобретение дополнительно описано в сочетании с приложенными ниже чертежами. Следует понимать, что конкретные варианты осуществления настоящего изобретения являются иллюстративными и не предназначены для ограничения.
[0050] В настоящем изобретении предусмотрено струйное печатающее устройство, в котором ионный генератор расположен с возможностью прямой отправки дополнительных электрических зарядов, в частности некоторых заряженных ионов, на верхнюю поверхность карты, подлежащей печати, для компенсации влияния ранее существовавших статических электрических зарядов на верхней поверхности карты.
[0051] На фиг. 9 проиллюстрирована принципиальная схема струйного печатающего устройства 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения в перспективе. Струйное печатающее устройство 1 используется для печати на картах, таких как кредитные карты, смарт-карты, магнитные карты. Предпочтительно, карты содержат или выполнены из термопластичного материала. В частности, термопластичный материал может быть выбран из группы, включающей поливинилхлорид (PVC); поливинилхлорид (PVC), наполненный минеральными наполнителями; слоистый поливинилхлорид (PVC); терполимеры акрилонитрит-бутадиен-стирол (ABS); полиэтилентерефталат (PET); полиэтилентерефталат, модифицированный гликолем (PET-G); полимолочную кислоту (PLA). Слоистый поливинилхлорид образован центральным слоем поливинилхлорида, наполненным минеральными наполнителями, и парой прозрачных поливинилхлоридных пленок, каждая из которых нанесена на соответствующую поверхность центрального слоя. Также предпочтительно карты имеют по существу пластинчатую форму, имеющую по существу прямоугольную форму с двумя большими сторонами и двумя меньшими сторонами на простом виде.
[0052] Как проиллюстрировано на фиг. 9, струйное печатающее устройство 1 содержит копировальную раму, которая по меньшей мере содержит базовую раму 2. Кроме того, хотя это не показано и в этом нет необходимости, рама печатающего устройства может дополнительно содержать верхнюю раму, соединенную с базовой рамой 2 боковыми рамами. В частности, нижние концы боковых рам соединены с базовой рамой 2, а верхние концы боковых рам соединены с верхней рамой, так что образуется пространство для размещения различных компонентов струйного печатающего устройства 1.
[0053] Как проиллюстрировано на фиг. 9, струйное печатающее устройство 1 дополнительно содержит опорную каретку 5, выполненную с возможностью удержания карты, подлежащей печати, и станцию 9 печати, выполненную с возможностью струйной печати на верхней поверхности карты и содержащей по меньшей мере одну печатающую головку 11 для выброса по запросу капель краски на верхнюю поверхность карты. Карта, удерживаемая на опорной каретке 5, может быть взята или извлечена из зоны 3 хранения, выполненной с возможностью хранения по меньшей мере одной карты, подлежащей печати, с помощью станции захвата или станции 8 извлечения, как описано выше со ссылкой на фиг. 1–6. Следовательно, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 9, карта, удерживаемая на опорной каретке 5, также может называться выбранной картой 19. Опорная каретка 5 установлена на базовой раме 2. Опорная каретка 5 может быть установлена на базовой раме 2 непосредственно, т. е. опорная каретка 5 может быть прикреплена к базовой раме 2. Опорная каретка 5 также может быть установлена на базовой раме 2 косвенно. Например, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 9, опорная каретка 5 может быть расположена на направляющей пластине 20, которая, в свою очередь, установлена на базовой раме 2. Опорная каретка 5 направляется направляющей пластиной 20 для перемещения между первым положением, в котором опорная каретка 5 не обращена к печатающей головке 11, и вторым положением, в котором опорная каретка 5 обращена к печатающей головке 11. Можно понять, что «первое положение» может также упоминаться как начальное положение или положение приема для приема выбранной карты 19 на опорную каретку 5; и «второе положение» может также упоминаться как положение печати для струйной печати на верхней поверхности выбранной карты 19. Станция 9 печати установлена на копировальной раме. В частности, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 9, станция 9 печати установлена на опорной пластине 12, которая, в свою очередь, прикреплена к базовой раме 2. Станция 9 печати также выполнена с возможностью движения в поперечном направлении, предпочтительно в перпендикулярном, к направляющей пластине 20 или относительно траектории движения опорной каретки 5 над направляющей пластиной 20. В частности, печатающая головка 11 установлена с возможностью скольжения на опорной пластине 12, которая расположена в поперечном направлении, и в частности перпендикулярном, относительно траектории движения опорной каретки 5 или направляющей пластины 20.
[0054] Как упоминалось выше, очень вероятно, что по верхней поверхности выбранной карты 19 могло образоваться некоторое непредсказуемое распределение несбалансированных электрических зарядов, когда карта помещается на опорную каретку 5, готовая к печати. Чтобы решить или по меньшей мере смягчить непредсказуемое распределение несбалансированных электрических зарядов по верхней поверхности выбранной карты 19, в струйном печатающем устройстве предусмотрен ионный генератор 30, выполненный с возможностью испускания заряженных ионов, которые могут направляться на верхнюю поверхность выбранной карты 19. Ионный генератор 30 установлен на копировальной раме. Ионный генератор 30 может быть напрямую установлен на копировальной раме. Например, ионный генератор 30 может быть прикреплен к верхней раме копировальной рамы. Ионный генератор 30 также может быть косвенно установлен на копировальной раме. Например, ионный генератор 30 установлен на копировальной раме с помощью крепежного кронштейна 35, прикрепленного к базовой раме 2. В частности, крепежный кронштейн 35 содержит вертикальную опору 36, прикрепленную к базовой раме 2 и проходящую вверх от базовой рамы 2, и горизонтальную опору 37, соединенную с верхним концом вертикальной опоры 36 и проходящую по существу горизонтально, при этом ионный генератор 30 прикреплен к горизонтальной опоре 37.
[0055] В качестве первого подхода, ионизатор воздуха, который испускает попеременно положительно заряженные ионы и отрицательно заряженные ионы, может быть принят как ионный генератор 30, упомянутый выше. Отрицательно заряженные ионы и положительно заряженные ионы, испускаемые ионизатором воздуха, могут нейтрализовать большую часть ранее существовавших статических электрических зарядов на верхней поверхности выбранной карты 19, поскольку последняя отталкивает заряженные ионы той же полярности и притягивает заряженные ионы с противоположной полярностью, пока на верхней поверхности выбранной карты 19 не будет достигнут баланс заряда. В одном варианте осуществления положительно заряженные ионы и отрицательно заряженные ионы доставляются к верхней поверхности выбранной карты 19 через поток газа. Поток газа может помочь оттолкнуть положительно заряженные ионы или отрицательно заряженные ионы до того, как будут сгенерированы ионы противоположной полярности, чтобы предотвратить нейтрализацию испускаемых попеременно заряженных ионов друг другом до достижения верхней поверхности выбранной карты 19. Поток газа может быть потоком воздуха, например, для обеспечения потока воздуха может быть предусмотрен вентилятор. Иногда для формирования потока газа может также использоваться другой газ. Кроме того, полярность испускаемых заряженных ионов изменяется в течение предварительно заданного периода времени, обычно нескольких секунд, например, 1-2 секунды, чтобы позволить потоку попеременно заряженных ионов соответствовать фактическому распределению электрического заряда на верхней поверхности выбранной карты 19, предотвращая, кроме того, нейтрализацию испускаемых попеременно заряженных ионов до достижения верхней поверхности выбранной карты 19. Такое длительное время может снизить производительность печати струйного печатающего устройства 1. Кроме того, поток газа, несущий попеременно заряженные ионы, может вызвать помехи в движении капли краски, несмотря на нейтрализацию электрических зарядов на верхней поверхности выбранной карты 19 и, таким образом, компенсацию электрического поля на верхней поверхности выбранной карты 19.
[0056] В качестве более предпочтительного подхода предусмотрен однополярный ионный генератор, т. е. ионный генератор одной полярности, выполненный с возможностью испускания заряженных ионов, имеющих одну полярность, которые способны достичь верхней поверхности выбранной карты 19 путем диффузии без использования какого-либо потока газа в струйном печатающем устройстве 1 в качестве ионного генератора 30. Как проиллюстрировано на фиг. 9 и 10, однополярный ионный генератор содержит кожух 31 ионного генератора , пару электродов (не показаны) и пару электрических терминалов 33. Кожух 31 ионного генератора оснащен сквозным отверстием 32, выполненным с возможностью обеспечения выхода генерируемых заряженных ионов, распространяясь в окружающее пространство. Электроды расположены в кожухе 31 ионного генератора. Два электрических терминала 33, один на каждый электрод, соединены с модулем подачи питания ионного генератора (не показан) на борту струйного печатающего устройства 1. Генерируемые заряженные ионы 34, имеющие одну полярность, могут быть либо положительными (как проиллюстрировано на фиг. 10), либо даже отрицательными, в зависимости от конфигурации однополярного ионного генератора. Поскольку заряженные ионы 34 имеют одну полярность, отсутствует риск какой-либо «нейтрализации ионов». В этом случае заряженные ионы 34 могут достичь верхней поверхности выбранной карты 19 путем диффузии без использования какого-либо потока газа, и, следовательно, никакой помехи, вызванной каким-либо потоком газа, не возникает.
[0057] Хотя заряженные ионы 34 с одной полярностью едва ли могут создать баланс электрических зарядов на верхней поверхности выбранной карты 19, нейтрализуя ранее существовавшие статические электрические заряды на верхней поверхности выбранной карты 19, генерируемые заряженные ионы 34 будут иметь разную скорость удара от точки к точке в зависимости от распределения ранее существовавших статических электрических зарядов. Например, предполагают, что имеется неоднородное распределение электрического заряда по верхней поверхности выбранной карты 19. В частности, предполагают, что на верхней поверхности выбранной карты 19 имеются положительно заряженные области и незаряженные области, и генерируемые заряженные ионы 34 также являются положительными. Поскольку электрическое поле в заряженной области сильнее, генерируемые заряженные ионы 34, которые являются положительными, легко отбрасываются, когда они приближаются к заряженным областям верхней поверхности выбранной карты 19 (возможно, некоторые генерируемые заряженные ионы 34 так или иначе прибудут при очень медленной скорости на верхнюю поверхность выбранной карты 19); напротив, в незаряженных областях скорость удара генерируемых заряженных ионов 34, которые являются положительными, будет оставаться высокой, и верхняя поверхность незаряженных областей имеет тенденцию приобретать все большее количество положительных электрических зарядов. Поскольку ожидается, что скорость удара будет выше, если плотность положительного заряда ниже (меньшее количество отвергнутых ионов), существует тенденция к достижению сбалансированной ситуации с более однородным распределением положительного заряда по верхней поверхности выбранной карты 19. В качестве альтернативы предполагают, что на верхней поверхности выбранной карты 19 имеются отрицательно заряженные и незаряженные области, а генерируемые заряженные ионы 34 все еще являются положительными. Генерируемые заряженные ионы 34 будут иметь более высокую скорость удара (поскольку они притягиваются) к отрицательно заряженной области, чем к незаряженной области. Следовательно, отрицательно заряженная область теряет свои отрицательные электрические заряды быстрее, чем незаряженная область накапливает положительные электрические заряды. Конечный результат будет таким же: на верхней поверхности выбранной карты 19 установится некоторый однородный положительный заряд. Следует понимать, что изменение полярности генерируемых заряженных ионов 34 не повлияет на конечную однородность электрического заряда на верхней поверхности выбранной карты 19: просто конечным результатом будет однородная отрицательно заряженная поверхность. В любом случае, общий эффект этих заряженных ионов 34, вероятно, заключается в уменьшении значения градиента на верхней поверхности выбранной карты 19, несмотря на то, что суммарный электрический заряд не был сведен на нет. Другими словами, испускаемые заряженные ионы могут создавать более однородное распределение заряда на верхней поверхности карты и, следовательно, более однородное электрическое поле вблизи верхней поверхности карты, не превращая при этом саму карту в нейтральное тело. Следовательно, однополярный ионный генератор, установленный в струйном печатающем устройстве 1, может быть генератором либо положительных, либо отрицательных ионов, не влияя на эффективность решения.
[0058] На фиг. 11 представлен вид сверху струйного печатающего устройства 1, проиллюстрированного на фиг. 9. Как четко видно на фиг. 11, ионный генератор 30 находится вне траектории движения станции 9 печати, предотвращая любое механическое воздействие на движущуюся печатающую головку 11 станции 9 печати. Более того, ортогональная проекция ионного генератора 30 в базовой раме 2 выходит за периметр выбранной карты 19 при размещении выбранной карты 19 в положении печати. Кроме того, поскольку генерируемые заряженные ионы могут преодолевать некоторое расстояние, ионному генератору 30 не нужно находиться слишком близко к выбранной карте 19 или на одной линии с центром выбранной карты 19 для эффективного выполнения своей функции, как видно из фиг. 11. Конечно, предпочтительно, чтобы ортогональная проекция ионного генератора 30 в базовой раме 2 находилась на одной линии с центром ортогональной проекции опорной каретки 5 или выбранной карты 19 в базовой раме 2, когда опорная каретка 5 находится во втором положении, поскольку симметричное расположение ионного генератора 30 дало бы более однородный эффект.
[0059] Ионный генератор 30 может приводиться в действие до и во время печати с переменным циклом работы и переменной интенсивностью по выбору. Согласно варианту осуществления, когда ионный генератор 30 приводится в действие с переменным циклом работы, ионный генератор 30 приводится в действие во время некоторых последовательностей печати и не приводится в действие во время других последовательностей печати. Например, в режиме многослойной печати ионный генератор 30 может быть активен во время печати всех слоев или может быть активирован только во время подмножества слоев, в зависимости от геометрического расположения модулей принтера, материала карты, состава краски и т. д., чтобы получить максимальную однородность электрического заряда, не вызывая электростатического прилипания карты из-за чрезмерного количества электрических зарядов на верхней поверхности карты. Например, при печати карты только с 4 слоями цикл работы ионного генератора 30 может составлять 100%, т. е. ионный генератор 30 всегда включен, в то время как с 16 слоями цикл работы ионного генератора 30 может быть в диапазоне от 25% до 50%. Например, при 16 слоях ионный генератор 30 может работать во время печати первого слоя в группе из четырех и выключается при печати последующих трех слоев; последовательность повторяется четыре раза в этом примере.
[0060] Согласно варианту осуществления, когда ионный генератор 30 приводится в действие, ионный генератор 30 генерирует поток ионов; указанный поток ионов включает указанные генерируемые заряженные ионы 34. Когда ионный генератор 30 приводится в действие с переменной интенсивностью, указанный поток ионов является переменным, т. е. количество генерируемых ионов 34 изменяется во времени. Например, в зависимости от материала карты, и/или природы краски, и/или количества слоев, подлежащих печати, может оказаться целесообразным скорректировать интенсивность ионного генератора 30, чтобы оптимизировать влияние генерируемых заряженных ионов 34 на верхней поверхности карты. Согласно варианту осуществления ионный генератор 30 установлен в определенном фиксированном положении по отношению к раме печатающего устройства, контролируя цикл работы ионного генератора 30 и/или интенсивность ионного генератора 30, т. е. интенсивность потока ионов, позволяет корректировать условия работы ионного генератора 30. Например, интенсивность ионного генератора 30 можно корректировать, настраивая его источник питания.
[0061] Например, если ионный генератор 30 работает с источником питания 12 Вольт постоянного тока, можно изменять интенсивность потока ионов, изменяя значение источника питания. При уменьшении значения источника питания до 6 Вольт постоянного тока, например, ионный генератор 30 генерирует заряженные ионы 34 с меньшей интенсивностью. Согласно варианту осуществления включение или выключение ионного генератора 30 также может быть способом изменения его интенсивности. Согласно варианту осуществления изменчивость ионного генератора 30 можно понимать как изменчивость потока ионов из-за корректировки источника питания ионного генератора 30. Например, включение или выключение источника питания ионного генератора 30 приводит к изменчивости потока ионов. В другом примере увеличение или уменьшение значения источника питания ионного генератора 30 приводит к изменчивости потока ионов.
[0062] Чтобы количественно оценить изменчивость интенсивности при настройке значения источника питания, проводили эксперимент, в котором ионный генератор 30 помещали на фиксированное расстояние (10 см в этом эксперименте) по отношению к контролируемой заряженной пластине. Указанная контролируемая заряженная пластина доводится до 0 Вольт, а затем отключается от любого источника напряжения, т. е. ее напряжение остается практически плавающим. Фактически, напряжение на пластине контролируется с помощью осциллографа с использованием кабеля с высоким импедансом, чтобы как можно меньше возмущать электрическое состояние пластины. После начала сбора формы сигнала включается ионный генератор 30, генерирующий в этом эксперименте отрицательные ионы, значение источника питания поддерживается на определенном фиксированном уровне в диапазоне от 6 Вольт до 12 Вольт. В ходе этого эксперимента на контролируемую пластину устанавливается возрастающее отрицательное напряжение. В течение долгого времени указанное отрицательное напряжение стремится к отрицательному значению, следуя асимптотической кривой. Затем этот эксперимент воспроизводят с различными значениями источника питания, чтобы проверить, вызывает ли это изменение времени, необходимого для достижения этого отрицательного значения. В этом эксперименте проверяли время, необходимое для достижения определенного уровня напряжения (-400 Вольт и -800 Вольт, соответственно) в зависимости от уровня питания постоянного тока, подаваемого на ионный генератор 30. Этот эксперимент показывает, что чем выше приложенное напряжение источника питания, тем короче время, необходимое для достижения предварительно заданного уровня напряжения. Зависимость между значением источника питания и указанным затраченным временем является нелинейной, как показано в следующей таблице:
[0063] Этот эксперимент ясно показывает, что динамический диапазон эффективности ионного генератора 30 очень велик, и точная настройка, даже в зависимости от режима печати, может быть получена с небольшой корректировкой напряжения источника питания ионного генератора 30. Преимуществом является то, что настройка значения источника питания может быть легко выполнена с использованием простой схемы, такой как делитель напряжения или потенциометр.
[0064] Как описано ниже, использование ионного генератора 30 с переменным циклом работы и/или переменной интенсивностью позволяет решить различные технические проблемы, например, в случае печати на пластиковой карте с неоднородным распределением заряда. Обычно в этом случае поверхность пластиковой карты может содержать разные области с разными электрическими зарядами. В этом примере пластиковая карта содержит две разные области, каждая из которых имеет разный электрический заряд. Согласно варианту осуществления ионный генератор 30 выполнен с возможностью уменьшения разницы между двумя областями в отношении электрических зарядов, в свою очередь минимизируя также градиент электрического заряда, который вызывает ранее описанное отклонение капель. Устранение или по меньшей мере сильное снижение суммарного заряда может быть достигнуто с помощью ионного генератора 30. Более того, если полярность испускаемых ионов противоположна заряду карты, ионный генератор 30 позволяет сильно уменьшить или даже полностью исключить суммарный заряд карты. В некоторых ситуациях в течение длительного времени полярность заряда может даже измениться, если поток ионов продолжится. Наоборот, если полярность ионов такая же, как и заряд карты, ионный генератор 30 позволяет достичь баланса между двумя областями карты. Тем не менее, в некоторых ситуациях поток ионов может все больше и больше отклоняться электрическим полем карты. Поэтому в некоторых ситуациях может происходить только медленное увеличение суммарного заряда в течение длительного времени, например, когда на одной и той же карте необходимо напечатать много слоев. Следовательно, использование переменного цикла работы является решением для преодоления этого недостатка, особенно в отношении количества слоев, наносимых во время печати. Возможность корректировать условия работы ионного генератора 30 с использованием переменного цикла работы и/или переменной интенсивности увеличивает количество степеней свободы ионного генератора 30 для преодоления технических проблем из-за изменчивости условий печати.
[0065] Наличие почти равномерного распределения заряда и полученного в результате электрического поля само по себе не является недостатком. Фактически, во время выброса капли краски электрическое поле может притягивать заряженные компоненты капли краски, имеющие определенную полярность, которые концентрируются в головной части капли; последняя превращается в большую основную каплю после фрагментации и притягивается к верхней поверхности карты без какого-либо значительного отклонения, как это известно специалистам в данной области техники. С другой стороны, крошечные капли краски в хвосте, составляющие аэрозоль с малой массой и малой скоростью, отбрасываются назад, если они имеют противоположную полярность по отношению к основной капле или, если они нейтральны, могут продолжать свое движение по исходной траектории из-за уменьшения электрического градиента.
[0066] Следует отметить, что для эффективной унификации заряда потребуется примерно полсекунды или меньше, что полностью совместимо с требованиями к ресурсу печати струйного печатающего устройства для печати на картах. Изобретенное решение может позволить струйному печатающему устройству печатать сотни карт, даже не замечая значительного присутствия тумана на печатной поверхности, т. е. без значительного присутствия ложных пятен краски по всему напечатанному изображению.
[0067] Различные технические признаки, описанные выше, могут произвольно комбинироваться. Хотя описаны не все возможные комбинации различных технических признаков, но все комбинации этих технических признаков следует рассматривать как находящиеся в пределах объема, описанного в настоящем описании, при условии, что они не противоречат друг другу.
[0068] Несмотря на описание изобретения в сочетании с вариантами осуществления, специалисты в данной области техники должны понимать, что приведенное выше описание и чертежи являются только иллюстративными, а не ограничивающими, и настоящее изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Возможны различные модификации и вариации без отклонения от сущности настоящего изобретения.
ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Настоящее изобретение относится к области технологии струйной печати. В настоящем изобретении предусмотрено струйное печатающее устройство для печати на картах, содержащее копировальную раму, содержащую базовую раму; опорную каретку, установленную на базовой раме и выполненную с возможностью удержания карты, подлежащей печати; станцию печати, установленную на копировальной раме и выполненную с возможностью струйной печати на верхней поверхности карты, причем станция печати содержит по меньшей мере одну печатающую головку; и ионный генератор, установленный на копировальной раме и выполненный с возможностью испускания заряженных ионов, которые можно отправлять на верхнюю поверхность карты. Технический результат заключается в предотвращении возникновения различных помех при печати, вызванных накапливаемым электрическим полем, которое имеет свойство смещать положительные и отрицательные электрические заряды вещества, вызывая поляризацию. 9 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.
1. Струйное печатающее устройство (1) для печати на картах, содержащее:
копировальную раму, содержащую базовую раму (2);
опорную каретку (5), установленную на базовой раме и выполненную с возможностью удерживания карты, подлежащей печати;
станцию (9) печати, установленную на копировальной раме и выполненную с возможностью струйной печати на верхней поверхности карты, причем станция печати содержит по меньшей мере одну печатающую головку (11); и
ионный генератор (30), установленный на копировальной раме и выполненный с возможностью испускания заряженных ионов, которые можно отправлять на верхнюю поверхность карты,
отличающееся тем, что ионный генератор приводится в действие до и во время печати, с переменным циклом работы и переменной интенсивностью.
2. Струйное печатающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что ионный генератор представляет собой ионизатор воздуха, который испускает попеременно положительно заряженные ионы и отрицательно заряженные ионы.
3. Струйное печатающее устройство по п. 2, отличающееся тем, что полярность испускаемых заряженных ионов изменяется в течение периода предварительно заданного времени для предотвращения нейтрализации положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных ионов друг другом перед достижением верхней поверхности карты.
4. Струйное печатающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что ионный генератор представляет собой однополюсный ионный генератор, выполненный с возможностью испускания заряженных ионов с одной полярностью, и заряженные ионы способны достигать верхней поверхности карты путем диффузии.
5. Струйное печатающее устройство по п. 4, отличающееся тем, что однополярный ионный генератор содержит:
кожух (31) ионного генератора со сквозным отверстием (32), выполненным с возможностью обеспечения выхода генерируемых заряженных ионов;
пару электродов, расположенных в кожухе ионного генератора;
пару электрических терминалов (33), один на каждый электрод, соединенных с модулем подачи питания ионного генератора на борту струйного печатающего устройства.
6. Струйное печатающее устройство по любому из пп. 1–5, отличающееся тем, что струйное печатающее устройство содержит крепежный кронштейн (35), выполненный с возможностью установки ионного генератора, и крепежный кронштейн прикреплен к базовой раме.
7. Струйное печатающее устройство по любому из пп. 1–5, отличающееся тем, что копировальная рама дополнительно содержит верхнюю раму, соединенную с базовой рамой боковыми рамами; и ионный генератор прикреплен к верхней раме.
8. Струйное печатающее устройство по любому из пп. 1–7, отличающееся тем, что струйное печатающее устройство дополнительно содержит направляющую пластину (20); опорная каретка расположена на направляющей пластине и направляется направляющей пластиной для движения между первым положением, в котором опорная каретка не обращена к печатающей головке, и вторым положением, в котором опорная каретка обращена к печатающей головке; станция печати выполнена с возможностью движения в поперечном направлении к направляющей пластине над направляющей пластиной; и ионный генератор находится вне траектории движения станции печати.
9. Струйное печатающее устройство по п. 8, отличающееся тем, что ортогональная проекция ионного генератора в базовой раме находится на одной линии с центром ортогональной проекции опорной каретки в базовой раме, когда опорная каретка находится во втором положении.
10. Струйное печатающее устройство по любому из пп. 1–9, отличающееся тем, что струйное печатающее устройство дополнительно содержит:
зону (3) хранения, выполненную с возможностью хранения по меньшей мере одной карты, подлежащей печати; и
станцию (8) извлечения, выполненную с возможностью извлечения карты из зоны хранения в опорную каретку.
| Способ приготовления мыла | 1923 |
|
SU2004A1 |
| JP 2016132567 A, 25.07.2016 | |||
| JP 2016132234 A, 25.07.2016 | |||
| EP 3248798 A1, 29.11.2017. | |||
