CN100584631C - 卷尺的制造 - Google Patents

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Abstract

一种在卷尺上进行印制的方法,包括如下步骤:使细长的条带通过印制站,该印制站具有:条带从其上经过的支承件、当条带经过支承件时使条带保持张紧的装置、以及监控条带的运动量的装置;监控并调节通过印制站的条带上的张力;以及通过至少一个喷墨印制头将印记印制在条带上,该印制头设置成当条带经过支承件时在该条带上进行印制,其中,控制装置使喷墨印制头的运行与所监控的条带的运动同步,其中,所述或至少一个喷墨印制头使用UV固化油墨,该方法还包括使所述条带经过位于使用UV固化油墨的喷墨印制头下游的UV光源。

Description

巻尺的制造
技术领域
本发明涉及巻尺的生产。
背景技术
当在巻尺上印制刻度时,每个刻度自然必须处于正确的位置,从而需 要在可能为很多米长的巻尺的整个长度上进行精确的印制。
很多巻尺仍然是通过常规方法印制的,该方法利用长的环状带形式的 柔性印制板印制所有的刻度。然后,利用另一个这种带并可能4吏用不同的 颜色以类似的方式印制数字。
EP 0 434 422公开了 一种使用 一个或多个喷墨器印制巻尺的方法。 发明内容
总体上,本发明提供了对利用喷墨器技术印制巻尺的改进。 在本发明的某些方面,在巻尺上进行印制的方法使用喷墨印字机,该
印字机使用UV(紫外光)固化油墨。如其名称所述,这种油墨可通过暴
露于UV光源而固化。这样可以在印制后将油墨固定在基材上并允许紧接
着进行其它处理。
根据本发明的一个方面,提供了在巻尺上进行印制的方法,包括如下
步骤:
使细长的条带通过印制站,该印制站具有:条带从其上经过的支承件、 当条带经过支承件时使条带保持张紧的装置、以及监控条带的运动量的装 置;
监控并调节通过印制站的条带上的张力;以及通过至少一个喷墨印制头将印记印制在条带上,该印制头设置成当条带经过支承件时在该条带上进行印制,其中,控制装置使喷墨印制头的运行与所监控的条带的运动同步,
其中,所述或至少一个喷墨印制头使用uv固化油墨,该方法还包括使所述条带经过位于使用uv固化油墨的喷墨印制头下游的uv光源。
该方法可涉及两个印制站,每个印制站均包括条带从其上经过的支承件和至少一个设置成当条带经过支承件时在条带上进行印制的喷墨印制头,其中,印制站设置成使得一个印制站印制条带的第一面,另一印制站
印制条带的另 一面,条带在所述两个印制站之间经过uv光源。
或者或附加地,可设有多个均具有使用uv固化油墨的喷墨印制头的印制站,其中,条带经过位于各印制站下游但在任何后继印制站上游的uv光源。
优选地,该方法还包括在条带通过印制站前以及通过所有印制站之后
对条带进行驱动。
至少 一个印制站可具有可印制三种或更多种颜色的印制头。优选地,
这些颜色是青色、品红和黄色(CMY)或者是青色、品红、黄色和黑色(CMYK),从而可产生许多不同的色彩效果。
印制站的喷墨印制头可使用按需即喷(drop-on-demand)技术进行喷
还发现,可以利用喷墨印制向条带材料上施加漆层。以前,首先对巻尺进行印制,然后再将巻尺转到上漆工艺。现在,通过使用由喷墨法施加的UV固化油墨和漆(也可以是UV固化型),可以在一个连续的工艺中对原料巻尺进行印制和上漆。
本发明的第二方面提供了在巻尺上进行印制的方法,包括如下步骤:
使细长的条带通过多个印制站,各印制站均具有:条带从其上经过的支承件、当条带经过支承件时使条带保持张紧的装置、以及监控条带的运动量的装置;
监控并调节通过印制站的条带上的张力;通过至少一个喷墨印制头将印记印制在条带上,该印制头设置成当条 带经过印制站的支承件时在该条带上进行印制,其中,控制装置使喷墨印
制头的运行与所监控的条带的运动同步;
然后,在印制站利用至少一个设置成当条带经过支承件时在该条带上 进行印制的喷墨印制头将UV固化漆输送到条带上,从而用漆涂覆条带的
第一面;
使条带经过位于输送漆的印制站下游的uv光源,从而使漆固化。 优选地,该方法还包括在后继的印制站将uv固化漆输送到条带的另
一面上,并使该另一面上的漆固化。
可设置控制输送到条带上的漆的量的控制装置。例如,控制装置可改
变漆的厚度。在一特定实施例中,漆的厚度可沿条带的预定部分基本连续
地改变。
与本发明的第一方面相关的其它优选和可选的特征也可存在于根据本 发明笫二方面的方法中。
附图说明
下面将结合附图对本发明的实施例进行说明,其中: 图l是根据本发明实施例的印制方法的概略性布局。
具体实施方式
在图1所示实施例中设有两个印制站15和25。在供应辊12上设有用 于印制刻度和/或数字然后被切成单个巻尺的长的条带材料10。该条带材料 经过多个阶段一包括(经过)第一和第二印制站15和25各自的压印辊16 和26,然后巻绕在4^辊20上。优选地,供应辊12和巻取辊20是被驱 动的。在图l中,四分之一部带阴影的辊子表示伺服驱动的辊子。除供应 辊12和巻取辊20之外,其它所有辊都可以自由转动,当然这些辊中的一 些或所有的可能;l^皮驱动的。
在图1中,供应辊12被沿顺时针方向驱动,以便为提供印制工艺提供条带材料10。来自供应辊12的条带材料进入包括一组三个辊的贮料器22。在巻取辊20前设有另一l&料器32。
贮料器22和32均包括一对i殳置在固定轴上的辊23和一个位于固定轴辊23之间的条带材料的(中间)松弛部分中的所谓的浮动辊24。当固定轴辊23之间的条带材料松弛部分的量变化时,浮动辊24会上下运动(在图1的平面内)。浮动辊24由弹簧或类似的偏压装置或者重力偏压,以便将贮料器22和32中材料松弛部分的松弛拉紧。
各松弛部分中的浮动辊24的位置由传感器21监控。在所示的实施例中,由于其可靠性和易于构造性,所以选用了超声波传感器。但也可使用其它传感器一例如浮臂电位计(dancing arm potentiometer)来监控浮动辊的位置。传感器21连接到速度控制器(未示出),该速度控制器用于调节驱动着相邻辊12或20的马达的速度。这可使各浮动辊24的位置保持基本不变,从而使各贮料器的松弛部分中条带材料的量也基本保持不变。
使用本身已公知的贮料器22和32可以将驱动站14和18与较重的供应辊12和巻取辊20 4艮好地隔离。这有利于驱动站14和18以稳定的速度将条带材料运送穿过印制站15和25。
供应l&料器22和巻取]i&料器32中的条带的振动和钩桂可能会在机器中传递,并导致印制精度的误差。因此,在图l的实施例中,通过在各个j^料器和印制站15、 25之间设置无张力环42而进一步隔离供应贮料器和巻取贮料器。将条带材料从供应带巻的贮料器22牵引穿过一组夹送辊34,该组夹送辊中至少有一个为伺服驱动。然后在两个垂直板(未示出一在平行于图1的平面内)之间引导条带材料,这可以防止条带材料侧向偏移。其中至少一个也为伺服驱动的第二对夹送辊36将条带材料从无张力环42牵引出。使用一个或多个传感器监控无张力环(例如监控该环下端部的位置)。在图l所示的实施例中,这些传感器是一系列对射式/对照型光电传感器44。传感器44为控制夹送辊34和36的伺力l驱动器的速度控制装置提供反馈,从而保持预定的环的长度。
条带材料被分别包括伺服驱动辊15和19的驱动站14和18驱动而穿过印制站15和25。条带材料穿过印制站15和25的速度可通过连接在各 驱动站的伺服驱动辊上的控制装置(未示出)进行控制。图1所示的驱动 站14和18具有三个辊的配置。但也可以是其它配置的辊,例如像控制无 张力环42的夹送辊那样的夹送辊。
为确保精确印制,优选条带材料在穿过印制站15和25时其张力保持 不变。在图l所示的实施例中,利用一附加的"短行程"浮臂或贮料器28 实现了这一目的。与贮料器22和32类似,该贮料器28具有浮动辊29和 一对固定轴辊。在图l的实施例中,这些固定轴辊的第一个辊形成驱动站 14的一部分。通过监控浮动辊29的位置(例如利用超声波传感器21或浮 臂电位计)并使该位置保持不变,就可在条带材料穿过印制站15和25时 使条带材料的张力保持不变。控制装置(未示出)控制驱动站14和18中 伺月良驱动辊15和19的速度,以确保它们之间的张力保持不变。
印制站15和25包括压印辊16和26以及多个印制头17和27,条带 材料在被印制时经过所述压印辊,所述印制头为围绕压印辊16和26设置 的喷墨头,以便能在条带材料经过压印辊16或26时直接在条带材料上进 行印制。在图l的实施例中,每个印制站15和25均设有八个印制头。这 使得可以进行多色印制(青色、品红、黄色和黑色(CMYK)),其中, 在各个印制站上,每种颜色有两个印制头。这种四色配置可以得到大量复 合颜色和印制效果。为每种颜色设置两个印制头使得能在条带材料的宽度 上获得200dpi的分辨率。为获得更高的分辨率,可以在各印制站上为每种 颜色设置更多的印制头,这样可以相应地增加dpi。
条带材料长度上的分辨率取决于很多因素,包括条带材料通过印制站 的速度。这可通过软件进行控制并对必要条带件进行平衡。在本实施例中, 条带材料的速度为lm/s,在条带材料长度方向上可获得500dpi至700dpi 的分辨率。
示例性的印制头如Spectra Inc. of Lebanon NH, USA出售的名称为 Galaxy PH 256/30 LQ的印制头。这种印制头在单行上设有256个按需即 喷的压电喷头,喷头间隔(U5mm ( 0.01"),从而提供100dpi (点每英寸)的固有分辨率。用于所述印制头的电子驱动器也可从Spectra Inc.或者IncaDigital of Cambridge, UK公司购买到。例如,由Inca Digital制造的DPK4-NF驱动器可以利用四个Spectra印制头以400dpi的分l^率并以120m/min以内的速度进行印制。
在图1的实施例中,印制头使用UV固化油墨。示例性的油墨包括可从Sericol Ltd. of Kent in the UK获得的Uvijet EV和EG系列,以及可从Coates Electrographics Ltd. of Bath in the UK获得的Crystal UGE系列。
这些UV固化油墨包含非常少的溶剂,通过将油墨暴露于uv射线而触发油墨中的分子发生变化,从而导致固化。
在图l的实施例中,印制头使用"按需即喷"的喷墨技术。与连续流喷墨技术相比,该技术浪费的油墨较少。按需即喷油墨印制头需要的保养较少,并且每个印制头的单位成本低于同等的连续印制头的单位成本。所述印制头还易于互换,从而可以使用特定的油墨型号和颜色。
通过各个印制站后,刚在印制站中被印制的条带材料的表面暴露到来
自UV光源48的UV射线中。该UV光源通常位于封闭的室中,并通常包括一个或多个高功率的UV灯。暴露于UV光源48会使在印制站15或25印制的油墨固化。在油墨由第一印制站15印制的情况下,对油墨进4亍固化使得条带材料接下来可通过用于印制该条带材料另一面的第二印制站25。如果油墨在通过第二印制站25前未固化,那么由第一印制站15印制的油墨可能由于与压印辊26接触而变模糊或变形。在条带材料离开印制区域前使印制在该条带材料上的所有油墨固化意味着:由于与后继的辊(例如,驱动站18或贮料器32 )接触而变模糊或变形的风险减小或甚至消除。
需要由UV光源48释放的固化剂量取决于所施加的油墨的厚度和所使用的UV光源48的强度。光源的射线的波长变化也可能影响固化。例如,当使用中压汞灯("H"灯泡/光谱)时,厚度为8-15微米的Crystal UGE油墨层需要的典型剂量为700mJ/cm2,所述Crystal UGE油墨可从CoatesElectrographics Ltd.获得。
紧靠各印制站15和25前的是编码器辊46或47。该辊不是被驱动的,而是因条带材料在张力下经过而转动的。编码器辊46和47设置成靠在将 被相邻印制站15或25印制的条带材料的面上运转。每个编码器辊46和 47都连接到轴角编码器(shaft encoder)或类似装置以用于测量辊的转动 次数、 一部分转动或者一次转动的一部分,并且都提供与条带材料在任意 具体时刻的速度有关的输出信号。编码器辊的输出用于控制和调节印制头 17和27的动作,以确保在各印制站将标记精确地印制在条带材料上。
为确保条带材料各表面上的印制内容之间的对齐精度,记录第二编码 器辊的预定数量的编码器脉冲以用于两个印制站15和25的空间位移。在 进一步的改进中,通过第一印制站15在条带材料的第一面上印制套准标 记。当套准标记经过时,传感器例如光电元件50可以探测到。光电元件的 信号可用于确定:在预定范围的编码器辊47的编码器脉冲内,条带材料的 第一印制面是否已经到达第二印制站25。这形成了 "套准窗",其可以在 机器启动时设为默认值,但也可在印制工艺中由操作者进行更改。这种可 更改套准窗的能力使得可以调节两个待印制面之间的偏差。
另外,可将一传感器例如光电元件50或另一光电元件(未示出)与所 述编码器辊结合使用,以便检查在(经过)印制站中的一个或多个后,所
印制的刻度或其它标记是否在条带材料上准确定位。这种光电元件检测来 自条带材料的反射光的强度变化,从而可以检测从条带材料的背景到印制 在其上的各刻度或标记的过渡。这样就可通过传感器检测各刻度或标记的 前缘或后缘。该传感器"观察"条带材料的移动路径上的固定点,并提供 有关前缘或后缘何时通过该点的信息。控制装置一可与与编码器辊相关联 的控制装置相同一接收来自该传感器的信号,从而可以检查这些信号是否 被以由条带材料的速度(该速度可由编码器辊的信号确定)预定的正确的 间隔收到。当控制装置检测到不一致时,如果该不一致超过预定偏差,则 该控制装置可发出警告并停止印制。或者或附加地,该控制装置可通过改 变编码器辊和印制头之间的关系而纠正未超过预定偏差的不一致,从而对 印制的精度进行自动调节。
或者,可将上段中的光电元件替换为连接到具有信号处理能力的计算机上的CCD数字摄像机。基本原理相同,但摄像机对刻度界线的改变或 背景颜色的改变较不敏感。
优选地,所有用于驱动该工艺中的辊的伺服马达都由一单独的多轴马 达控制器控制,该控制器联接到各种使得操作者能对工艺中的各种传感器 进行输入和反馈控制的控制装置上。同样的控制装置也可用于控制印制头。 或者,可为该工艺的各构件提供单独的控制装置,这些控制装置可以互连。
在对上述实施例的改进中,可以增加更多的印制站和其它编码辊、 料器和/或驱动站。印制站可设置成在条带材料的同一面上进行所有印制, 或者在交替的面上进行所有印制。各印制站之间的印制头可以不同,例如 某些印制站只有黑色印制头和/或只能进行灰度印制,或者不同的印制站可 以具有不同的分辨率。
在另一实施例中,印制站可通过印制头将漆施加到条带材料上。然后, 在通过其它印制站或巻绕到巻取辊上之前,通过UV光源使漆固化。其它 的印制站可包括将漆施加到条带材料另一面上的印制站。这样,形成巻尺 的条带材料不必在通过印制工艺之后再进行单独的上漆工艺,因此,• 辊上的条带材料可作为成品巻尺产品。
可以在上漆站之前设置附加的印制站。这些印制站可以是将标记/刻度 和/或数字印制到巻尺上的普通印制站。这些印制站所使用的油墨优逸是
uv固化油墨,并且优选在经过上漆站之前通过暴露于uv光源而固化。 可通过印制工艺非常精确地控制漆的厚度和定位。例如,可以向巻尺 的磨损最多的起始部位施加较厚的漆。因此可以向不易磨损的区域施加较 薄的涂层,从而可在与现有巻尺的用漆量相同或甚至较其少的情况下,制 成更耐用的巻尺。
虽然已结合上述示例性实施例对本发明进行了说明,但本领域技术人 员可根据4^Hf对其进行许多等效修改和变型。因此,本发明的上述实施 例是说明性的,而不是限定性的。可在不离开本发明精神和范围的情况下 对所述实施例进行各种修改。

Claims (11)

1.一种在卷尺上进行印制的方法,包括如下步骤: 使细长的条带通过多个印制站,各印制站均具有:条带从其上经过的支承件、当条带经过支承件时使条带保持张紧的装置、以及监控条带的运动量的装置; 监控并调节通过印制站的条带上的张力; 通过至少一个喷墨印制头将印记印制在条带上,该印制头设置成当条带经过印制站的支承件时在该条带上进行印制,其中,控制装置使喷墨印制头的运行与所监控的条带的运动同步; 然后,在印制站利用至少一个设置成当条带经过支承件时在条带上进行印制的喷墨印制头将UV固化漆输送到条带上,从而用漆涂覆条带的第一面;以及 使条带经过位于输送漆的印制站下游的UV光源,从而使漆固化。
2. 根据权利要求l所述的方法,其特征在于,还包括如下步骤:使条带经过位于印制印记的印制站下游的UV光源,从而使印记固化。
3. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,还包括如下步骤:在另一印制站将UV固化漆输送到条带的另一面上,使条带经过位于所述另一印制站下游的UV光源,从而使所述另一面上的漆固化。
4. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,控制装置控制在任何具体时间输送到条带表面上的漆的量,从而使漆的厚度可沿巻尺变化。
5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,控制装置使输送到条带表面上的漆的量沿条带的预定长度连续地变化。
6. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,存在多个印制站,至少其中两个印制站设置成使得一个印制站将油墨印制在条带的第 一 面上,另一印制站将油墨印制在条带的另一面上,使条带在所述两个印制站之间经过UV光源。
7. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在子,存在多个具有使用uv固化油墨的喷墨印制头的印制站,条带经过位于各印制站下游但在任何后继印制站上游的uv光源。
8. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,还包括在条带通过印制站之前和通过所有印制站之后对条带进行驱动。
9. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,至少一个印制站具有可印制三种或更多种颜色的印制头。
10. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述至少一个喷墨印制头使用按需即喷技术。
11. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,当条带通过各个印制站时,使条带的张力保持不变。
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