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喷码打印机的工作原理与维修技巧


喷码在非接触式连续喷码打印机面世之前,数字、条形码、图案或文字往往采用印刷机印刷,或用更原始的机械式回转凸版接触印刷,生产效率低,文字清晰度差。因此,先进的喷墨打印设备逐渐替代了它们。现将一些维修经验总结如下。

1.了解喷墨打印机的工作原理

在维修喷码打印机以前,必须先仔细阅读它的使用维修手册,最好接受喷码打印机专业维修的培训。

喷码打印机的原理是,在高压下油墨进入喷枪,喷枪内装有晶振,频率约为62.5kHz。通过振动,油墨喷出后形成固定的间隔点,同时在充电极板被充电。带电墨点经过高电压的电极偏转后飞出,落在被喷印表面并形成点阵;不造字的墨点则不充电,故不会发生偏转,落入回收槽回收使用。被喷印表面是由一列列的点阵墨点组成的,可以为满列、空列或介于两者之间。

2.熟练使用程序菜单

熟练使用喷码打印机的程序菜单,特别是SERVICE菜单,对快速诊断故障相当有帮助,我们以德国美创力(Metronic)为例说明其维护和维修技巧。

喷码打印机发生故障时,可首先查看维护功能中的Error list,根据错误列表和解决办法修复打印机。使用手册把故障分为重大故障、V24故障、程序错误、查询和警告、手提键盘故障五大类。修复后可用操作键盘试喷印,验证是否修好。设置内部打印,从INSTAL中STROKE CLK选择为int,再移光标至PRINT START,把DMS改为CONT即可。

3.印字发花故障分析

(1)若发生在打印开始,多因清洗喷头的溶剂没挥发完,油墨的瞬时黏度不在正常范围内,打开喷头盖,2分钟后台上即可。

(2)充电极或喷头内较脏,清洗干净即可。

(3)相位不对,用倒数第六块板(C&M)、右侧数起第二只电位器调相位。调节的步骤是:

①进入Bleeding,当connect Terminal灯亮后按ON/CLEAR退出。

②选择phasing并合上喷头盖调至XXX符号为连续8个,即从充电极上看第一滴墨滴从充电极上方1/3~1/2处断开。

(4)检查喷嘴是否堵住,墨线应在平行于下偏转板1mm处,用检查墨线稳定性来看喷头是否堵塞。

(5)调节字的高度或宽度,建议不要调整高压设定电位器。

4.喷墨方向的调节方法

(1)调节墨滴偏转。倒数第一块板(HV)上的电位器用于调节墨滴偏转磁场电压,右侧数第二只(行高15)电位器,顺时针调节可加大上墨滴偏转角度,右侧数第一只电位器(行高0),逆时针调节会使下墨滴偏转角度变小。

(2)上起第二块板(ISC)上的电位器,顺时针调节可增大回收槽真空吸力,反之则调小。

(3)墨滴与回收孔间上下位置的调整。油墨飞出回收槽端面,顺时针调节背面靠近回收槽的一只内六角螺丝,墨线上调;顺时针调节离回收槽远的那只内六角螺丝,墨滴离回收槽上端面越近。

(4)墨滴与回收孔间左右位置的调整。如果墨线偏右,则松开背面十字螺栓和不锈钢罩内的左内六角螺丝,然后拧紧不锈钢罩内的右内六角螺丝;如墨线偏左,则用相反方法调整,调好后紧固背面十字螺栓。

(5)墨滴与充电极间左右位置调整。松开背面十字螺栓,调整喷头外边的内六角螺丝,方法与调整墨滴与回收孔间左右位置一样。

(6)顺时针调节上起第一块板(5V喷码打印机S)上的电位器,5VDC静电电压变大。

(7)倒数第2块板(ISC),右侧数起第一只电位器是粗调,第二只为细调电位器,用于调节喷头压力,设定值为2.6bar。

5.CPU板的掉电处理方法

倒数第3块板是CPU板,当该板上静电多时,会导致打印字迹模糊,必须使CPU板掉电一次。方法是,拔掉两根扁插,拉出板子,再插上,连接好两根扁插。

6.压力不均匀

压力不均匀的原因可能是:

(1)系统中有堵塞点,已到过滤器更换时间等。

(2)出现手册中S26故障。

7.高压不能开

发生这种故障的原因可能是墨水充电不好,或检测不到相位。

连续式喷墨编码

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。 

偏转式喷印的基本原理是:

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。 

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。

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,但比阀门式喷印大。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。注: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。

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。

脉冲式喷印和压电式喷印

虽然脉冲式喷印在概念上是简单的,但直到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。

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来。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(注:一般8-6点/毫米)。

虽然可以通过倾斜放置喷头(注: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(注: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(注: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。

 

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