用于在卡片上进行打印的喷墨打印机
文献发布时间：2024-04-18 19:44:28
技术领域
本发明涉及喷墨打印技术领域，尤其涉及一种用于在卡片上进行打印的喷墨打印机，更具体地，涉及一种用于在由塑料材料制成的卡片(例如信用卡、智能卡、磁卡等)上进行打印的喷墨打印机。
背景技术
众所周知，信用卡、智能卡、磁卡等通常带有标志、图像和商标，其帮助用户识别卡片的用途并将每张卡片与其他卡片区分开。US 6 478 485公开了一种用于装饰可以是卡片的物品的工艺和设备。
此外，可被视为关于本发明的有用信息来源的EP2658723、EP2658721、EP2658722和EP2718109广泛而彻底地公开并示出了用于在卡片上进行打印的喷墨打印机的一些详细特征。
图1和图2示出了现有技术中已知的用于在卡片上进行打印的喷墨打印机1。如图1和图2所示，喷墨打印机1具有基部框架2。优选地，存储有一张或多张卡片4的存储区3布置在基部框架2上。优选地，喷墨打印机1可以设置有支撑滑架5，板状托盘6安装在支撑滑架5上。板状托盘6接收来自存储区3的待打印的卡片并将该卡片保持在其上。板状托盘6可以设置有托盘加热器7，该托盘加热器嵌入板状托盘6中并且用于加热保持在其上的卡片。支撑滑架5适于在喷墨打印机1内移动保持在支撑滑架上的卡片。更详细地，支撑滑架5布置在安装到基部框架2的导板20上并且适于沿着导板20被引导。更具体地，支撑滑架5借助拾取站或提取站8从卡片存储区3接收待打印的卡片，并沿着导板20移动保持在其上的卡片。导板20将这样的卡片带到打印站9，使得该卡片由打印站9喷墨打印。于是，导板20和支撑滑架5也可以用于将卡片带到喷射站10，在喷射站10处，卡片移动远离喷墨打印机1并被接收在合适的容器中。
打印站9包括至少一个用于在卡片上喷墨打印的打印头11。打印站9包括驱动系统(未示出)，该驱动系统适于沿着预设路径来回移动打印头11，使得打印头11可以在由适当构造的调节单元(未示出)调节的一系列步骤期间在卡片上喷墨。优选地，打印头11可滑动地安装在支撑板12上。在优选实施方式中，支撑板12横向于且尤其是垂直于支撑滑架5的移动路径或导板20。
提取站8适于从存储区3中提取卡片4。提取站8从存储区3每次拾取一张卡片4并将其放置在支撑滑架5上。随后，卡片4沿着导板20移动到打印站9，在打印站9处，通过将墨受控地喷射到卡片的顶部表面上来执行喷墨打印动作。在喷墨打印之后，卡片4朝向喷射站10移动。喷射站10被构造为将卡片4移动远离支撑滑架5，并且优选地使其降落到容器中。
提取站8在图3和图4中更详细地示出，图4是根据图3中的Ⅳ-Ⅳ线的截面。提取站8包括至少一个主辊13，该主辊可以在存储区3中的卡片4的堆的底部与第一张卡片接触，用于从存储区3提取待被打印的第一张卡片，该第一张卡片成为被拾取的卡片19。优选地，主辊13可旋转地安装到存储区3下方的基部框架2，使得卡片4的堆的重量有助于维持第一张卡片与主辊13的接触。在优选实施方式中，辅助配重物放置在卡片4的堆的顶部，以便向推动第一张卡片与主辊13接触的力提供额外的分量。
提取站8还包括安装在主辊13下游的多个辅助辊14、15、16、17和18，以便接合由于与主辊13的相互作用而前进的被拾取的卡片19，以使其降落在装配在支撑滑架5的顶部上的板状托盘6上。更准确地，辅助辊14至18定位成接收来自主辊13的被拾取的卡片19并使被拾取的卡片19沿着图3中的箭头F1所示的方向向前，允许其被处理用于打印。在图5中，示出了被拾取的卡片19在刚刚离开提取站8的辅助辊17和18之后已经被放置在支撑滑架5上并且可以沿着导板20移动。
当提取站8的执行功能是供给用于打印的卡片时，辅助辊14至18限定基本上平行于板状托盘6的平面的基准平面。在特定条件下，被拾取的卡片19不被发送到安装在支撑滑架5上的板状托盘6来用于打印；相反，辅助辊14至18通过合适的机构(未示出)移动，使得它们限定的基准平面被证明是倾斜的并且被拾取的卡片19沿着图4中的箭头F2所示的方向朝向输出端移动。图4中绘示的提取站8的构造确实精确指的是这种辅助排出功能。然而，图4的主要目的是详细示出由辅助辊14至18夹住的被拾取的卡片19的位置。
在提取过程中，在被拾取的卡片19与主辊13和辅助辊14至18之间发生一些摩擦。由于摩擦电效应，提取过程可以引起被拾取的卡片19的充电，该卡片19通常由介电材料、即电绝缘材料制成。所产生的电荷不能在卡片的顶部表面上自由移动；相反，所产生的电荷倾向于以在被拾取的卡片19的顶部表面上的不可预测的分布的方式随机地附着在被拾取的卡片19上。
此外，摩擦生电的起源不能仅归因于与主辊13和辅助辊14至18的摩擦。事实上，在装载存储区3之前对由介电材料制成的卡片4的简单处理也可能使一些不平衡的电荷出现在卡片的顶部表面上。总之，当被拾取的卡片19定位到支撑滑架5上准备打印时(如图5所示)，很可能已经在被拾取的卡片19的顶部表面上创建了不平衡的电荷的一些不可预测的分布。图6示出了支撑滑架5，其保持被拾取的卡片19并沿着导板(未示出)按照箭头P所示的方向朝向打印站9移动。
打印站9借助可滑动地安装在支撑板12上的至少一个打印头11来执行打印动作。打印头11设置有多个喷嘴；所有喷嘴以受控的方式被电致动，以便从预定的喷嘴产生墨滴喷射，墨滴被引向被拾取的卡片19的顶部表面上的预定位置。本领域技术人员众所周知，在喷射期间和之后，由于喷射的动态性，墨滴可能经受碎裂而成为多个较小的部分。这种情况在图7中示出，在图7中，喷嘴21以墨滴23的形式喷射了容纳在打印头11中的小份额的墨22。更常见的是，存在主滴24，其在前部较大、质量重且速度快，紧随其后的是多个较小且通常较慢的滴，通常被称为随体25。一些随体25是由许多微米和亚微米的滴形成的，其质量非常小且速度低，通常被命名为气溶胶26。简言之，出自确定的喷嘴的每次喷射被证明是产生具有不同质量和速度的多个墨滴。
容易理解，不同墨滴的运动可以受到可能的扰动的不同影响。事实上，最重和最快的滴、即具有大动量的主滴24几乎不受干扰并且遵循几乎未受扰动的轨迹。相反，最小和最慢的滴(尤其是气溶胶26)由于动量小而易于因任何可能的扰动而容易地偏离其路径。换言之，具有高动量的墨滴倾向于撞击打印介质，这意味着被拾取的卡片19的顶部表面处于预期和预定的位置，而具有低动量的墨滴经受来自扰动的较强影响。尤其地，由具有非常小的速度并且经常在扰动下四处散射的最小墨滴构成的气溶胶26经常到达被拾取的卡片19的顶部表面上的不可预测的位置，远离在同一喷射期间产生的主滴24的预定降落点。
在可能的扰动因素中，一个常见的原因是空气流。其影响甚至可能到达打印区域的风扇的存在或者仅仅是打印头和支撑滑架的简单来回移动可以充当扰动因素，其对墨滴运动的影响取决于扰动强度和墨滴动量。
能够影响墨滴运动的另一个重要扰动因素是可能存在于打印头的周围(在该处形成墨滴的轨迹)的电场，且尤其是在喷嘴和打印介质(即被拾取的卡片)之间的空间中的电场。根据电荷的极性，电场以引力或斥力的方式作用在具有净电荷的被拾取的卡片上。此外，由于物质包括带正电荷和带负电荷的组分，即使净电荷为零，电场也可以使物质的正电荷和负电荷沿分开的方向移位，从而引发所称的极化。本领域技术人员众所周知，当电场具有非零梯度时，即当电场在空间上不均匀时，即使净电荷为零，极化物质也可能受到来自电场的力。
在大多数情况下，容纳在打印头中的液体墨显示出一些导电性并且它可以包括在液体墨内具有一些流动性的带电组分。因此，液体墨可以经受电场的作用并且墨滴的运动可以受到在喷嘴和打印介质(即被拾取的卡片)之间的空间中创建的电场的影响。
由于墨滴的质量和电荷分布不同，电场对所喷射的墨的碎裂部分产生不同的影响。尤其地，由于微小墨滴(气溶胶由其构成)的小质量，气溶胶的运动易于受到电扰动的强烈影响。
例如，如专利No.US5774141和No.US7824008所示，已经进行了许多尝试来解决由于喷墨打印机中的电扰动所导致的问题，其中借助分布在打印头和打印区域附近的附加的电偏置部件来执行带电漂移墨滴的聚集或排斥。然而，在用喷墨打印机打印卡片期间，以某种据称不可预测的方式出现的打印缺陷仍然是令人不安的缺点并且需要更具体的处理。
更详细地，在打印后，一些卡片看起来是脏的。换言之，在预期的图像上存在散布的墨点。这意味着小墨滴已经散射在周围，远离预定的降落点。通常被称为结雾的该效应在打印密集的区域和打印稀疏的区域之间的边界处或甚至在完全没有打印的区域处尤其严重和频繁。这种情况在图8的a和图8的b中描述，其中，将图8的a中的预期打印图像27与图8的b中的实际打印图像28进行比较，后者显示了在预期图像边界外部的谬误墨点29。
高倍放大地观察被打印的卡片上的伪影，它们大多由非常小的墨点构成，很可能是由气溶胶偏移其轨迹而产生的。此外，有证据表明，卡片由于提取过程以及可能还由于之前的卡片处理而经常带电。可以使用合适的仪器(如静电计)来显示在卡片的顶部表面上不均匀分布的一些电荷的创建。因此，将在卡片上出现墨点的原因归结于电场似乎是合理的。
另一方面，墨的导电性似乎在密集打印区域和稀疏打印区域之间的边界处在伪影的最频繁分布中发挥作用。事实上，当喷射的墨在卡片的顶部表面上仍然是液体时，墨的带电组分可以被重新布置，从而在一定程度上减少卡片的顶部表面上的局部静电荷。这种效果在打印密集的区域中可能更有效，而在打印稀疏的区域中的该减少效果会较弱。
在不希望受理论约束的情况下，认为通过表面电荷分布的不均匀性而增强的电场的强梯度可以产生具有平行于表面的显著分量的偏转力。这种不均匀性可以被创建，这是因为由于不同的墨分布而在减少局部电荷方面的效果不同。按照这种想法，多个构成气溶胶的小墨滴可以容易地被极化并且被不均衡的电场偏转，从而远离卡片上的预定位置降落。
为了减少电扰动，且特别地为了降低电场梯度的强度，可以考虑电荷的效果的某种中和。例如，在打印期间供卡片放置的支撑滑架可以设置有最顶部的接地导电层，卡片的底部表面与该接地导电层接触。然而，由于卡片厚度，这种解决方案在屏蔽卡片的顶部表面(即墨降落表面)处的静电场方面不会那么有效。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种喷墨打印机，在该喷墨打印机中，离子发生器布置成将附加电荷、具体为一些带电离子直接发送到待打印的卡片的顶部表面上，以便补偿卡片的顶部表面的先前存在的静电荷的影响并解决墨气溶胶散射在卡片的不期望位置的问题，从而消除结雾问题。
具体地，本发明提供了一种用于在卡片上进行打印的喷墨打印机，包括：打印机框架，其包括基部框架；支撑滑架，其安装在所述基部框架上，用于支撑待打印的卡片；打印站，其安装到所述打印机框架，用于在所述卡片的顶部表面上进行喷墨打印，所述打印站包括至少一个打印头；和离子发生器，其安装到所述打印机框架，用于发射可以被发送到所述卡片的顶部表面的带电离子。优选地，所述离子发生器在打印之前和打印期间以可变的占空比和可变的强度被致动。
优选地，所述离子发生器是交替发射带正电离子和带负电离子的空气电离器。
优选地，所发射的带电离子的极性以预定时间段变化，以防止所述带正电离子和带负电离子在到达所述卡片的顶部表面之前彼此中和。
优选地，所述离子发生器是用于发射具有单一极性的带电离子的单极离子发生器并且所述带电离子能够通过扩散到达所述卡片的顶部表面。
优选地，所述单极离子发生器包括：离子发生器壳体，其具有用于允许所产生的带电离子出去的孔；一对电极，其容置在所述离子发生器壳体内；和一对电端子，其与所述喷墨打印机上的离子发生器电源模块连接，一个电端子用于一个电极。
优选地，所述喷墨打印机包括用于安装所述离子发生器的安装支架并且所述安装支架固定到所述基部框架。
优选地，所述打印机框架还包括顶部框架，所述顶部框架通过侧框架与所述基部框架连接；并且所述离子发生器固定到所述顶部框架。
优选地，所述喷墨打印机还包括导板；所述支撑滑架布置在所述导板上并且由所述导板引导以在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述支撑滑架不面向所述打印头，在所述第二位置中，所述支撑滑架面向所述打印头；所述打印站能够在所述导板上方横向于所述导板移动；并且所述离子发生器在所述打印站的移动路径之外。
优选地，当所述支撑滑架处于所述第二位置时，所述离子发生器在所述基部框架中的正交投影与所述支撑滑架在所述基部框架中的正交投影的中心一致。
优选地，所述喷墨打印机还包括：存储区，其用于存储待打印的至少一张卡片；和提取站，其用于将所述卡片从所述存储区提取到所述支撑滑架。
根据本发明的解决方案，由喷墨打印机中的离子发生器发射的带电离子可以被发送到待打印的卡片的顶部表面，以补偿卡片的顶部表面上先前存在的静电荷的影响，从而避免打印表面上的结雾的显著存在，即避免在整个打印图像中的谬误墨点的显著存在。
附图说明
将通过参考以下附图的示例来描述本发明的非限制性和非穷举性实施方式，在附图中：
图1示出了现有技术中已知的用于在卡片上进行打印的喷墨打印机的左侧立体示意图。
图2示出了图1中的喷墨打印机的右侧立体示意图。
图3示出了示出图1中的喷墨打印机的存储区和提取站的立体示意图。
图4示出了沿图3中的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。
图5示出了图示出保持被拾取的卡片的支撑滑架的部分立体示意图。
图6示出了图1中的喷墨打印机的打印站的立体示意图。
图7示出了图示出由打印头的喷嘴喷射的墨滴的草图。
图8的a示出了预期打印图像。
图8的b示出了由图1中的喷墨打印机打印的实际打印图像，其中在预期打印图像边界外部存在谬误的墨点。
图9示出了根据本发明的一个实施方式的喷墨打印机的立体示意图。
图10示出了图9所示的喷墨打印机中的单极离子发生器的立体示意图。
图11示出了图9所示的喷墨打印机的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的上述和其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本发明的具体实施方式是说明性的，而不是旨在限制性的。
本发明提供了一种喷墨打印机，在喷墨打印机中，离子发生器布置成将附加电荷、具体地一些带电离子直接发送到待打印的卡片的顶部表面上，以便补偿卡片的顶部表面上先前存在的静电荷的影响。
图9示出了根据本发明的一个实施方式的喷墨打印机1的立体示意图。喷墨打印机1用于在诸如信用卡、智能卡、磁卡的卡片上进行打印。优选地，卡片包括热塑性材料或由热塑性材料制成。尤其地，热塑性材料可以选自包含以下项的组：聚氯乙烯(PVC)；填充有矿物填料的聚氯乙烯(PVC)；层合聚氯乙烯(PVC)；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET-G)；聚乳酸(PLA)。层合聚氯乙烯由填充有矿物填料的聚氯乙烯的中央层和一对分别施加在中央层的相应表面上的透明聚氯乙烯膜形成。还优选地，卡片具有大致板状形状，其在平面图中具有带有两个较大边和两个较小边的大致矩形形状。
如图9所示，喷墨打印机1包括打印机框架，该打印机框架至少包括基部框架2。另外，虽然未示出并且不是必需的，但是打印机框架还可以包括通过侧框架与基部框架2连接的顶部框架。具体地，侧框架的下端部连接到基部框架2，并且侧框架的上端部连接到顶部框架，从而形成容纳有喷墨打印机1的各种部件的容纳空间。
如图9所示，喷墨打印机1还包括用于支撑待打印的卡片的支撑滑架5和用于在卡片的顶部表面上进行喷墨打印的打印站9，并且打印站9包括用于根据需要将墨滴喷射到卡片的顶部表面上的至少一个打印头11。支撑在支撑滑架5上的卡片可以由拾取站或提取站8从存储区3拾取或提取，该存储区用于存储待打印的至少一张卡片，正如上文参考图1至图6所述的那样。因此，在图9所示的实施方式中，支撑在支撑滑架5上的卡片也可以被称为被拾取的卡片19。支撑滑架5安装在基部框架2上。支撑滑架5可以直接安装在基部框架2上，即支撑滑架5可以固定到基部框架2。支撑滑架5也可以间接地安装在基部框架2上。例如，在图9所示的实施方式中，支撑滑架5可以布置在导板20上，该导板又安装到基部框架2。支撑滑架5由导板20引导以在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，支撑滑架5不面向打印头11，在第二位置中，支撑滑架5面向打印头11。可以理解，“第一位置”也可以被称为初始位置或接收位置，用于将被拾取的卡片19接收到支撑滑架5上；并且“第二位置”也可以被称为打印位置，用于在被拾取的卡片19的顶部表面上进行喷墨打印。打印站9安装到打印机框架。具体地，在图9所示的实施方式中，打印站9安装到支撑板12，该支撑板又固定到基部框架2。打印站9还能够横向于、优选地垂直于导板20或导板20上方的支撑滑架5的移动路径移动。具体地，打印头11可滑动地安装在支撑板12上，该支撑板横向于且尤其是垂直于支撑滑架5的移动路径或导板20。
如上所述，当被拾取的卡片19定位到支撑滑架5上以准备打印时，很可能已经在被拾取的卡片19的顶部表面上创建了不平衡电荷的一些不可预测的分布。为了解决或至少减轻不平衡电荷在被拾取的卡片19的顶部表面上的不可预测的分布，在喷墨打印机1中提供用于发射可被发送到被拾取的卡片19的顶部表面的带电离子的离子发生器30。离子发生器30安装到打印机框架。离子发生器30可以直接安装到打印机框架。例如，离子发生器30可以固定到打印机框架的顶部框架。离子发生器30也可以间接地安装到打印机框架。例如，离子发生器30通过固定到基部框架2的安装支架35安装到打印机框架。具体地，安装支架35包括固定到基部框架2并从基部框架2向上延伸的竖直支撑件36以及连接到竖直支撑件36的上端部并大致水平延伸的水平支撑件37，其中离子发生器30固定到水平支撑件37。
作为第一方式，可以采用交替发射带正电离子和带负电离子的空气电离器作为上面提及的离子发生器30。由空气电离器发射的带负电离子和带正电离子可以中和被拾取的卡片19的顶部表面上先前存在的静电荷中的大部分(因为这些静电荷排斥具有相同极性的带电离子并吸引具有相反极性的带电离子)，直到在被拾取的卡片19的顶部表面上达到某种电荷平衡。在一个实施方式中，带正电离子和带负电离子通过气体流被输送到被拾取的卡片19的顶部表面。气体流可以帮助在产生相反极性的离子之前将带正电离子或带负电离子推走，以防止所发射的交替带电离子在到达被拾取的卡片19的顶部表面之前彼此中和。气体流可以是空气流，例如，可以提供风扇以提供空气流。有时也可以使用不同的气体来形成气体流。此外，所发射的带电离子的极性会以预定时间段(通常是几秒，例如1至2秒)变化，以使交替的带电离子流能够适配于在被拾取的卡片19的顶部表面上的实际电荷分布，从而进一步防止所发射的交替带电离子在到达被拾取的卡片19的顶部表面之前彼此中和。这样的长时间会减慢喷墨打印机1的打印量。此外，携带交替带电离子的气体流可以代表墨滴运动的扰动，而无论在被拾取的卡片19的顶部表面上的电荷的中和如何，并且因此也无论在被拾取的卡片19的顶部表面上的电场的补偿如何。
作为更优选的方式，在喷墨打印机1中提供单极离子发生器(即单极性的离子发生器)作为离子发生器30，用于发射具有单一极性的带电离子，该带电离子能够在不使用任何气体流的情况下通过扩散到达被拾取的卡片19的顶部表面。如图9和图10所示，单极离子发生器包括离子发生器壳体31、一对电极(未示出)和一对电端子33。离子发生器壳体31设置有孔32，用于允许所产生的带电离子出去，从而散布到周围空间中。电极容置在离子发生器壳体31内。两个电端子33(一个电端子用于一个电极)与喷墨打印机1上的离子发生器电源模块(未示出)连接。所产生的具有单一极性的带电离子34可以是正的(如图10所示)或甚至是负的，这取决于单极离子发生器的构造。由于带电离子34具有单一极性，因此不存在任何“离子中和”的风险。在这种情况下，带电离子34能够在不使用任何气体流的情况下通过扩散到达被拾取的卡片19的顶部表面，因此，不存在由任何气体流引起的任何扰动。
尽管具有单一极性的带电离子34几乎不能在被拾取的卡片19的顶部表面上产生电荷平衡，从而中和被拾取的卡片19的顶部表面上先前存在的静电荷，但所产生的带电离子34将逐点地具有不同的冲击速率，这取决于先前存在的静电荷的分布。例如，让我们假设在被拾取的卡片19的顶部表面上存在不均匀的电荷分布。具体地，让我们假设在被拾取的卡片19的顶部表面上存在带正电区域和不带电区域并且所产生的带电离子34也是正的。由于带电区域中的电场较强，所产生的正的带电离子34在接近被拾取的卡片19的顶部表面的带电区域时容易被排斥(或许一些所产生的带电离子34无论如何都将以非常慢的速率到达被拾取的卡片19的顶部表面上)；相反，在不带电区域处，所产生的正的带电离子34的冲击速率仍将是高的并且不带电区域的顶部表面倾向于采集越来越多的某种正电荷。由于如果正电荷密度较低(被排斥的离子较少)，则冲击速率预计较高，因此趋势是达到平衡状态，在被拾取的卡片19的顶部表面上具有更均匀的正电荷分布。作为替代方案，让我们假设在被拾取的卡片19的顶部表面上存在带负电区域和不带电区域并且所产生的带电离子34仍然是正的。所产生的带电离子34在带负电区域上比在不带电区域上会具有更高的冲击速率(因为它们被吸引)。因此，带负电区域失去其负电荷比不带电区域聚集正电荷更快。最终结果是相同的：一些均匀的正电荷会创建在被拾取的卡片19的顶部表面上。可以理解，颠倒所产生的带电离子34的极性不会影响被拾取的卡片19的顶部表面上的电荷的最终均匀性：简单地，最终情况会是均匀的带负电表面。无论如何，这些带电离子34的总体效果可能是被拾取的卡片19的顶部表面上的梯度值减小，尽管净电荷还没有被抵消。换言之，所发射的带电离子可以在卡片的顶部表面上产生更均匀的电荷分布，从而在卡片的顶部表面附近产生更均衡的电场，而不会使卡片本身成为中性体。因此，适配在喷墨打印机1中的单极离子发生器可以是正离子发生器或负离子发生器，而不会影响解决方案的效能。
图11是图9所示的喷墨打印机1的俯视图。从图11可以清楚地看到，离子发生器30在打印站9的移动路径之外，从而防止了与打印站9的移动打印头11的任何机械干涉。此外，当被拾取的卡片19定位于打印位置中时，离子发生器30在基部框架2中的正交投影落在被拾取的卡片19的周边之外。此外，由于所产生的带电离子可以覆盖一些距离，离子发生器30不需要离被拾取的卡片19太近，也不需要与被拾取的卡片19的中心一致，以有效地执行其功能，如图11所示。当然，优选的是，当支撑滑架5在第二位置中时，离子发生器30在基部框架2中的正交投影与支撑滑架5的或被拾取的卡片19的在基部框架2中的正交投影的中心一致，这是因为离子发生器30的对称定位可以产生更均匀的效果。
离子发生器30可以在打印之前和打印期间可选地以可变的占空比(duty cycle)和可变的强度被致动。根据实施方式，当离子发生器30以可变的占空比被致动时，离子发生器30在打印的一些序列期间被致动，而在打印的其他序列期间不被致动。例如，在多层打印模式中，离子发生器30可以在全部层的打印期间是活动的，或者它可以仅在一部分层的打印期间被致动，这取决于打印机模块的几何布局、卡片材料、墨组分等，以获得最大的电荷均匀性，而不会由于卡片的顶部表面上的过量电荷而导致卡片的静电附着。作为示例，在仅4层的卡片打印期间，离子发生器30的占空比可以是100％，即离子发生器30总是开启的，而在16层的情况下，离子发生器30的占空比可以在25％至50％的范围内。例如，在16层的情况下，离子发生器30可以在一组四层中的第一层的打印期间运行并且在随后的三个层的打印期间关闭；在该示例中，该序列被重复四次。
根据实施方式，当离子发生器30被致动时，离子发生器30产生离子通量；所述离子通量包括所述产生的带电离子34。当以可变强度致动离子发生器30时，所述离子通量是可变的，即所产生的离子34的数量随时间变化。例如，根据卡片的材料和/或墨的性质和/或待打印的层的数量，可以有利的是，调节离子发生器30的强度以优化卡片的顶部表面上所产生的带电离子34的效果。根据实施方式，离子发生器30安装在相对于打印机框架的某个固定位置，从而控制离子发生器30的占空比和/或离子发生器30的强度，即离子通量的强度，允许离子发生器30的运行条件的调节。例如，离子发生器30的强度可以通过调整其电源来调节。
例如，如果离子发生器30在12伏直流电下工作，则可以通过改变电源的值来改变离子通量的强度。例如，通过将电源值下降到6伏直流电，离子发生器30产生具有较低强度的带电离子34。根据实施方式，开启或关闭离子发生器30也可以是改变其强度的一种方式。根据实施方式，离子发生器30的可变性可以理解为由于离子发生器30的电源的调节而引起的离子通量的可变性。例如，开启或关闭离子发生器30的电源导致离子通量的可变性。又例如，增大或减小离子发生器30的电源的值导致离子通量的可变性。
为了量化当电源的值被调整时强度的可变性，已经进行了实验，其中离子发生器30被放置在相对于被监测的带电板的固定距离(在该实验中为10cm)处。使所述被监测的带电板为0伏，然后将其与任何电压源切断，即其电压被保留为实际浮动。事实上，通过示波器使用高阻抗电缆监测板上的电压，以便尽可能少地扰动板的电气状态。在开始波形采集之后，离子发生器30开启，从而在该实验中产生负离子，电源的值保持在6伏至12伏范围内的某个固定值。在该实验期间，将不断增加的负电压创建到被监测的板上。在长时间内，所述负电压倾向于遵循渐近曲线固定到负值。然后用电源的不同值再现该实验，以检查这是否会诱使达到该负值所需的时间的改变。在该实验中，已经检查了根据施加到离子发生器30的直流电源电平而达到特定电压电平(分别为-400伏和-800伏)所需的时间。该实验显示，所施加的电源电压越高，达到预定电压电平所需的时间就越短。电源的值和所述花费的时间之间的关系是非线性的，如下表所示：
该实验清楚地显示，离子发生器30效能的动态范围非常大，并且即使是取决于打印模式的微调也可以通过离子发生器30电源的小电压调节来获得。有利地，可以使用如分压器或电位计的简单电路装置来容易地完成电源的值的调整。
如下文所述，具有可变占空比和/或可变强度的离子发生器30的使用能够解决例如在包括非均衡电荷分布的塑料卡片上进行打印的情况下的各种技术问题。通常，在这种使用情况下，塑料卡片表面可以包括具有不同电荷的不同区域。在该示例中，塑料卡片包括两个不同的区域，每个区域具有不同的电荷。根据实施方式，离子发生器30被构造为减小两个区域之间在电荷方面的差异，进而也最小化了电荷梯度，该电荷梯度导致先前描述的液滴偏差。可以通过离子发生器30来实现净电荷的消除或至少强烈减少。此外，如果发射的离子的极性与卡片的电荷相反，则离子发生器30能够强烈地减少或甚至消除卡片的净电荷。在一些情况下，在长时间内，如果离子流继续，电荷的极性甚至可能颠倒。相反，如果离子的极性与卡片的电荷相同，则离子发生器30能够在卡片的两个区域之间达到平衡。然而，在一些情况下，离子通量可能会逐步越来越多地被卡片电场排斥。因此，在一些情况下，仅缓慢的净电荷增加可以在长时间内发生，例如当必须在同一张卡片上打印很多层时。因此，使用可变的占空比是克服这一缺点的解决方案，特别地与打印期间施加的层的数量有关。能够使用可变的占空比和/或可变的强度来调节离子发生器30的运行条件增加了离子发生器30的自由度的数量，以克服由于打印条件的可变性而引起的技术问题。
几乎均匀的电荷分布的存在和由此产生的电场本身并不代表其本身的缺点。事实上，在墨滴喷射期间，电场可以吸引具有特定极性的墨滴的带电组分，该带电组分集中到滴的头部中；滴在碎裂后变成大的主滴并且朝向卡片的顶部表面被吸引，而没有任何显著的偏移，这是本领域技术人员所众所周知的。另一方面，由于电梯度的下降，尾部处的微小墨滴(其构成具有小质量和低速度的气溶胶)如果具有相对于主滴的相反的极性，则它们会被排斥回来，或者如果它们是中性的，则会沿着它们的原始轨迹继续。
应该指出的是，有效的电荷均匀化将需要大约半秒或更短的时间，这与用于在卡片上进行打印的喷墨打印机的打印量要求完全兼容。本发明的解决方案可以允许喷墨打印机打印数百张卡片，甚至不会注意到结雾在打印表面上的显著存在，即在整个打印图像中不会显著存在谬误的墨点。
上述各个技术特征可以任意组合。虽然没有描述各个技术特征的所有可能的组合，但是只要它们不冲突，这些技术特征的全部组合应当被视为在本说明书中描述的范围内。
尽管结合实施方式对本发明进行了描述，本领域技术人员应当理解，以上描述和附图仅仅是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于所公开的实施方式。在不脱离本发明的构思的情况下，各种修改和变型是可行的。
附图标记列表
1 喷墨打印机
2 基部框架
3 存储区
4 卡片
5 支撑滑架
6 板状托盘
7 托盘加热器
8 提取站
9 打印站
10 喷射站
11 打印头
12 支撑板
13 主辊
14、15、16、17、18 辅助辊
19 被拾取的卡片
20 导板
21 喷嘴
22 墨
23 墨滴
24 主滴
25 随体
26 气溶胶
27 预期打印图像
28 实际打印图像
29 谬误的墨点
30 离子发生器
31 离子发生器壳体
32 孔
33 电端子
34 带电离子
35 安装支架
36 竖直支撑件
37 水平支撑件