噴碼在非接觸式連續(xù)噴碼打印機(jī)面世之前,數(shù)字、條形碼、圖案或文字往往采用印刷機(jī)印刷,或用更原始的機(jī)械式回轉(zhuǎn)凸版接觸印刷,生產(chǎn)效率低,文字清晰度差。因此,先進(jìn)的噴墨打印設(shè)備逐漸替代了它們。筆者使用和維修過多種噴墨打印機(jī),現(xiàn)將一些維修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。
1.了解噴墨打印機(jī)的工作原理
在維修噴碼打印機(jī)以前,必須先仔細(xì)閱讀它的使用維修手冊(cè),最好接受噴碼打印機(jī)專業(yè)維修的培訓(xùn)。
噴碼打印機(jī)的原理是,在高壓下油墨進(jìn)入噴槍,噴槍內(nèi)裝有晶振,頻率約為62.5kHz。通過振動(dòng),油墨噴出后形成固定的間隔點(diǎn),同時(shí)在充電極板被充電。帶電墨點(diǎn)經(jīng)過高電壓的電極偏轉(zhuǎn)后飛出,落在被噴印表面并形成點(diǎn)陣;不造字的墨點(diǎn)則不充電,故不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),落入回收槽回收使用。被噴印表面是由一列列的點(diǎn)陣墨點(diǎn)組成的,可以為滿列、空列或介于兩者之間。
2.熟練使用程序菜單
熟練使用噴碼打印機(jī)的程序菜單,特別是SERVICE菜單,對(duì)快速診斷故障相當(dāng)有幫助,我們以德國美創(chuàng)力(Metronic)為例說明其維護(hù)和維修技巧。
噴碼打印機(jī)發(fā)生故障時(shí),可首先查看維護(hù)功能中的Error list,根據(jù)錯(cuò)誤列表和解決辦法修復(fù)打印機(jī)。使用手冊(cè)把故障分為重大故障、V24故障、程序錯(cuò)誤、查詢和警告、手提鍵盤故障五大類。修復(fù)后可用操作鍵盤試噴印,驗(yàn)證是否修好。設(shè)置內(nèi)部打印,從INSTAL中STROKE CLK選擇為int,再移光標(biāo)至PRINT START,把DMS改為CONT即可。
3.印字發(fā)花故障分析
(1)若發(fā)生在打印開始,多因清洗噴頭的溶劑沒揮發(fā)完,油墨的瞬時(shí)黏度不在正常范圍內(nèi),打開噴頭蓋,2分鐘后臺(tái)上即可。
(2)充電極或噴頭內(nèi)較臟,清洗干凈即可。
(3)相位不對(duì),用倒數(shù)第六塊板(C&M)、右側(cè)數(shù)起第二只電位器調(diào)相位。調(diào)節(jié)的步驟是:
①進(jìn)入Bleeding,當(dāng)connect Terminal燈亮后按ON/CLEAR退出。
②選擇phasing并合上噴頭蓋調(diào)至XXX符號(hào)為連續(xù)8個(gè),即從充電極上看第一滴墨滴從充電極上方1/3~1/2處斷開。
(4)檢查噴嘴是否堵住,墨線應(yīng)在平行于下偏轉(zhuǎn)板1mm處,用檢查墨線穩(wěn)定性來看噴頭是否堵塞。
(5)調(diào)節(jié)字的高度或?qū)挾龋ㄗh不要調(diào)整高壓設(shè)定電位器。
4.噴墨方向的調(diào)節(jié)方法
(1)調(diào)節(jié)墨滴偏轉(zhuǎn)。倒數(shù)第一塊板(HV)上的電位器用于調(diào)節(jié)墨滴偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)電壓,右側(cè)數(shù)第二只(行高15)電位器,順時(shí)針調(diào)節(jié)可加大上墨滴偏轉(zhuǎn)角度,右側(cè)數(shù)第一只電位器(行高0),逆時(shí)針調(diào)節(jié)會(huì)使下墨滴偏轉(zhuǎn)角度變小。
(2)上起第二塊板(ISC)上的電位器,順時(shí)針調(diào)節(jié)可增大回收槽真空吸力,反之則調(diào)小。
(3)墨滴與回收孔間上下位置的調(diào)整。油墨飛出回收槽端面,順時(shí)針調(diào)節(jié)背面靠近回收槽的一只內(nèi)六角螺絲,墨線上調(diào);順時(shí)針調(diào)節(jié)離回收槽遠(yuǎn)的那只內(nèi)六角螺絲,墨滴離回收槽上端面越近。
(4)墨滴與回收孔間左右位置的調(diào)整。如果墨線偏右,則松開背面十字螺栓和不銹鋼罩內(nèi)的左內(nèi)六角螺絲,然后擰緊不銹鋼罩內(nèi)的右內(nèi)六角螺絲;如墨線偏左,則用相反方法調(diào)整,調(diào)好后緊固背面十字螺栓。
(5)墨滴與充電極間左右位置調(diào)整。松開背面十字螺栓,調(diào)整噴頭外邊的內(nèi)六角螺絲,方法與調(diào)整墨滴與回收孔間左右位置一樣。
(6)順時(shí)針調(diào)節(jié)上起第一塊板(5V噴碼打印機(jī)S)上的電位器,5VDC靜電電壓變大。
(7)倒數(shù)第2塊板(ISC),右側(cè)數(shù)起第一只電位器是粗調(diào),第二只為細(xì)調(diào)電位器,用于調(diào)節(jié)噴頭壓力,設(shè)定值為2.6bar。
5.CPU板的掉電處理方法
倒數(shù)第3塊板是CPU板,當(dāng)該板上靜電多時(shí),會(huì)導(dǎo)致打印字跡模糊,必須使CPU板掉電一次。方法是,拔掉兩根扁插,拉出板子,再插上,連接好兩根扁插。
6.壓力不均勻
壓力不均勻的原因可能是:
(1)系統(tǒng)中有堵塞點(diǎn),已到過濾器更換時(shí)間等。
(2)出現(xiàn)手冊(cè)中S26故障。
7.高壓不能開
發(fā)生這種故障的原因可能是墨水充電不好,或檢測(cè)不到相位。
連續(xù)式噴墨編碼
連續(xù)式噴墨編碼有著廣泛的應(yīng)用范圍,它也許是最多樣性的技術(shù)。20世紀(jì)70年代中到70年代末,早期的連續(xù)式噴墨編碼機(jī)操作復(fù)雜,故障頻出。這種印象現(xiàn)在還存在,但情況已發(fā)生了變化,就象我們開車時(shí)汽車不再漏油一樣。最新的連續(xù)式噴墨編碼系統(tǒng)只需操作者按一下開/關(guān)鍵和每周做一次例行維護(hù)。而且維護(hù)比其它一些命運(yùn)多舛的設(shè)備所需的維護(hù)要少得多。有兩種盡管有關(guān)但不同的連續(xù)式噴墨編碼技術(shù):偏轉(zhuǎn)式噴印、二元式噴印。
偏轉(zhuǎn)式噴印
偏轉(zhuǎn)式噴印技術(shù)從70年代早期開始商業(yè)化,它也許是應(yīng)用在生產(chǎn)環(huán)境中的技術(shù)中發(fā)展程度最高的一種技術(shù)。原理雖然相當(dāng)簡單,但許多年來,大量的控制電路被組合在一起來保證可靠性和使用簡單。
偏轉(zhuǎn)式噴印的基本原理是:
油墨加壓后被送至噴嘴,形成了一個(gè)約20M/S的墨流。噴嘴后有一個(gè)壓電裝置,加上電壓,裝置會(huì)產(chǎn)生位移,這種位移對(duì)墨流產(chǎn)生擾動(dòng),如果加在壓電裝置上的電信號(hào)頻率與墨流噴射頻率諧振,墨流就會(huì)斷裂成相同大小、相同間距的墨滴。在連續(xù)的墨流斷裂為一系列墨滴的位置,有一個(gè)充電電極,如果充電電極上脈沖電壓的頻率與墨流斷裂的頻率相同,每一個(gè)墨滴就會(huì)帶上相應(yīng)的電荷。墨滴繼續(xù)前行,經(jīng)過一對(duì)偏轉(zhuǎn)板。偏轉(zhuǎn)板上的電壓為定值(比如說 +/-5KV),形成一個(gè)靜電場(chǎng),在該靜電場(chǎng)作用下,帶電油墨滴根據(jù)自身所帶電量的不同, 朝著其中一個(gè)偏轉(zhuǎn)板方向產(chǎn)生相應(yīng)量的偏轉(zhuǎn)。最終,墨滴穿過空氣,落在經(jīng)過噴頭的被噴印物表面上。未被充電的墨滴不產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)并被裝在噴頭底部的回收槽回收,最后經(jīng)過一個(gè)油墨貯液器再循環(huán)至噴嘴。
這樣,近似地,油墨滴噴印的模式就與加在充電電極上的脈沖電壓對(duì)應(yīng)起來。實(shí)際過程卻并非如此簡單,我們必須使墨滴斷裂與對(duì)充電極板充電同步,必須考慮帶電墨滴之間的相互排斥,甚至飛行中墨滴的空氣動(dòng)力問題。
因?yàn)橛湍珖娚涫沁B續(xù)式的,連續(xù)式噴墨編碼機(jī)可以使用許多類型的油墨。特別是那些干燥速度非常快的油墨(1秒以內(nèi))。因此連續(xù)式噴墨編碼技術(shù)對(duì)于那些在印碼后需要迅速處理的具有非滲透性表面的產(chǎn)品(比如說罐頭和塑料)的印碼是非常理想的。此外還可以使用顏色更鮮明的顏料油墨。
由于連續(xù)式噴印有著相對(duì)較高的噴射速度,通常連續(xù)式噴印的噴印距離比脈沖式噴印的噴印距離(一般超過10mm)遠(yuǎn)得多,而噴印質(zhì)量卻不會(huì)下降,這樣噴頭位置的放置就可以有較大的選擇余地。
二元式噴印
二元式連續(xù)式噴印技術(shù)的概念與偏轉(zhuǎn)式噴印技術(shù)一樣悠久,這種技術(shù)早期朝高速(高成本),大范圍噴印的商業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。隨著技術(shù)進(jìn)步,二元式噴印在很短時(shí)間內(nèi)就會(huì)實(shí)用化。
油墨從一系列緊密排列的噴嘴中噴出,噴印解像度為4 - 8點(diǎn)/毫米,墨流由壓電裝置斷裂為墨滴,斷裂方式與偏轉(zhuǎn)式噴印相似(不過二元式噴印有更多的墨流)。不需噴印的墨點(diǎn)被充電,偏轉(zhuǎn),然后由回收槽回收。需要噴印的墨點(diǎn)不被充電,不發(fā)生偏轉(zhuǎn),直接打在被噴印物表面上。這樣,噴印圖案的寬度便由噴嘴數(shù)或墨流數(shù)決定。當(dāng)然,我們也可以用充電墨滴噴印而回收未被充電的墨滴。
二元式噴印的噴印距離要小于偏轉(zhuǎn)式噴印,但比閥門式噴印大。原則上各種各樣應(yīng)用于偏轉(zhuǎn)式噴印的油墨都可以應(yīng)用于二元式噴印。將來,選擇使用二元式噴印還是偏轉(zhuǎn)式噴印。將取決于噴印側(cè)重于信息行數(shù)還是速度與成本。在同時(shí)噴印3行以上的信息時(shí),二元式噴印無疑比偏轉(zhuǎn)式噴印快。然而,二元式噴印更加昂貴,在早期應(yīng)用中還會(huì)需要較多的人工操作—特別是使用不同的異性油墨的時(shí)候。基本上,二元式噴印與偏轉(zhuǎn)式噴印將會(huì)共存,因?yàn)樵诋?dāng)前,它們?cè)谠诰€印碼領(lǐng)域給客戶提供了最多樣性和有效的解決方案。
脈沖式噴印技術(shù)主要分為兩種類型:壓電式噴印和氣泡式噴印。
這兩種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)差別很大。脈沖式噴印的噴頭由辦公打印領(lǐng)域發(fā)展而來—脈沖式打印現(xiàn)在在辦公打印領(lǐng)域被廣泛接受并有很好的效果。
脈沖式噴印和壓電式噴印
雖然脈沖式噴印在概念上是簡單的,但直到20世紀(jì)70年代, 才有人獲得最初的專利, 而且盡管佳能、惠普等公司做了大量的研究,直到90年代,才有便宜可靠的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。所以脈沖式噴印并不象看起來那么簡單。從在辦公室里在固定噴印距離向干凈的紙上噴印到在工廠較惡劣的環(huán)境中完成噴墨編碼,還有很多事情要做。
簡單地說,噴嘴中的油墨壓力必須足夠低(或者是負(fù)壓),因?yàn)槭怯湍谋砻鎻埩⒂湍3衷趪娮熘校枰獓娪r(shí),一個(gè)脈沖電壓加在壓電晶體上,壓電晶體產(chǎn)生變形,使噴嘴油墨腔的容積減少,這樣,一滴油墨便從噴嘴中噴射出來。然后,壓電晶體恢復(fù)原狀,由于表面張力作用,新的油墨進(jìn)入噴嘴,通過并排排列大量噴嘴,就可以獲得理想的噴印寬度和解像度(一般8-6點(diǎn)/毫米)。
雖然可以通過傾斜放置噴頭(這樣會(huì)犧牲打印高度)來提高噴印解像度,噴印解像度根本上還是由噴嘴間距決定的。更加精密的改進(jìn)可以使每個(gè)壓電晶體驅(qū)動(dòng)更多的噴嘴(比方說8個(gè)),32個(gè)壓電晶體可以驅(qū)動(dòng)256個(gè)噴嘴中的油墨,這樣就會(huì)有更大的噴印范圍,當(dāng)然在被噴印表面上只有32個(gè)可編程落點(diǎn)。
因?yàn)橄到y(tǒng)不是連續(xù)式的,油墨必須在噴嘴中保持為流體,在被噴印表面上變干,壓電式噴印使用的油墨通常上是油基或石蠟基的。這兩類油墨在噴嘴中不會(huì)變干,但可被噴印表面吸收。壓電式噴印也使用一些快干油墨,快干油墨仍然需要相當(dāng)長的時(shí)間(大約10秒)才會(huì)變干。當(dāng)產(chǎn)品在噴印后需要迅速處理而又禁止產(chǎn)生污跡的時(shí)候,使用快干油墨就會(huì)產(chǎn)生問題。 為了避免油墨在噴嘴中變干,我們還可以在壓電晶體上加上一個(gè)較低的脈沖電壓,這樣就會(huì)對(duì)噴嘴中的油墨產(chǎn)生輕微的擾動(dòng),噴嘴中的油墨就不會(huì)變干。這種方法依賴于油墨成分的改變或機(jī)械上更精密的改進(jìn)。
另一種實(shí)現(xiàn)壓電式噴印的方法是加熱噴頭,同時(shí)使用熱溶性油墨。這樣,在噴嘴中保持為流體的油墨在較冷的被噴印物表面上就會(huì)固化。這種壓電式噴印系統(tǒng)在許多被噴印表面上都能得到好的效果,但在觸碰的過程中容易被刮掉。除了油墨在噴嘴中會(huì)變干的問題,另一個(gè)需要注意的問題是噴頭對(duì)振動(dòng)很敏感。振動(dòng)可使油墨被振出噴嘴和油墨腔,以至于表面張力無法使油墨充填道噴嘴中,這時(shí)系統(tǒng)必須重新啟動(dòng)。顯而易見,發(fā)現(xiàn)振動(dòng)問題時(shí),噴印質(zhì)量已經(jīng)受到了影響。