CN101239537A

CN101239537A - 一种滚筒数码印刷机及其印刷方法

Info

Publication number: CN101239537A
Application number: CNA2007100103192A
Authority: CN
Inventors: 梁健
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-08-13

Abstract

本发明涉及印刷机器，具体地说是一种在纸张、塑料、纺织物等柔性材料上进行个性化精密数码喷墨印刷，以及在PS基板上直接喷墨制版的滚筒数码印刷机及其印刷方法，印刷机包括机架、滚筒和喷印及固化装置，滚筒安装在机架上，在滚筒上安装有驱动装置；滚筒连续旋转，在其一侧设有固定在机架上的直线运动单元，喷印及固化装置安装在直线运动单元上，通过直线运动单元沿滚筒的轴向步进进给。本发明的印刷方法为滚筒在喷印全过程连续旋转，每旋转一周，喷头喷印、油墨经紫外线固化灯照射固化，然后喷印及固化装置沿滚筒轴向步进进给，下一色喷头喷印在上一色喷头已经喷过并且干燥了的材料表面上，直到沿滚筒长度方向喷印完全部画面宽度。

Description

一种滚筒数码印刷机及其印刷方法

技术领域

本发明涉及印刷机器，具体地说是一种在纸张、塑料、纺织物等柔性材料上进行个性化精密数码喷墨印刷，以及在PS基板上直接喷墨制版的滚筒数码印刷机及其印刷方法。

背景技术

在当今印刷领域，传统版式的印刷机由于制版过程的限制，是难以满足客户个性化印刷需求的。而目前使用较多的几类数码印刷机都存在着一些不足之处，如：

碳粉式数码印刷机能够提供个性化服务，但这类印刷机会受到材料的限制，仅能对少数几种柔性纸张材料进行印刷。

普通数码喷墨印刷机，其印刷材料步进，喷头喷孔排列线平行于材料的步进方向进行往复扫描式喷墨运动。此类印刷机虽能够在多种柔性材料上实现个性化印刷，但因其喷头往复运动使印刷画面易出现往复条纹，导致其印刷精度不高。同时，往复运动还造成了无效工作时间增多，降低工作效率，难以满足单张柔性材料高速、高精度的个性化印刷。

另外，客户有时会要求在PS基版(印刷用铝基版)上直接喷墨制版，普通数码喷墨印刷机只适用柔性材料的印刷，而PS基板不能弯折，所以普通机器不能满足PS基板材料的自动装卸，也难以满足精度要求。

某些定尺材料固定在滚筒上的喷墨印刷机，这类机器沿着滚筒的长度方向固定安装了多达上百个非移动式的喷头，在旋转滚筒的材料上喷绘。其喷头多排排列，每一排为一种颜色，每一色的喷头排列总宽度等于其可喷印幅面的宽度。若想要加宽喷印幅面，必须要增加每色喷头的数量，喷头的成本与喷印宽度成正比关系。喷头是很昂贵的定期消耗品，因此，这种机器造价昂贵、成本很高。而喷头数量多，其故障率就会相应地增加。另外，这种机器在喷印过程中四色同时喷在材料上再固化，固化前油墨已经混溶，墨点不清晰，喷印精度便会打折扣。此外，这种机器更换材料也很麻烦。

随着经济的高速发展，某些行业会有如以下的许多要求：

1.个性化服务的要求。客户可能只印1张几平方米的大幅面海报样品，经过修改后要求在短时间内印出50张；或者印刷10张特殊包装纸，并且每个包装纸上的名称和编号是不同的。

2.不同材料的要求。客户可能使用纸张印刷，也可能使用即时贴、半透明胶片、塑料膜、纺织物或印刷用PS基板等印刷。

3.制版过程的简化。印刷制版工序繁琐、设备投资大、成本高，客户迫切要求一种更简单的制版工艺。

4.低价设备的要求。大多数用户都需要价格便宜，性能好的设备。

综上所述，研制一种能满足上述要求的大幅面印刷机，对个性化材料、个性化画面内容、以及对减少投资、节约材料、节省时间、节省空间、减少环境污染、提高印刷服务质量、提高工作效率、简化制版工艺、实现网络化印刷服务等大有好处。因此，研制一种灵活、低价、高精度、适用范围广的大幅面滚筒数码印刷机一直是国内外亟待解决的新课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在多种柔性材料上进行个性化喷印的滚筒数码印刷机及其印刷方法，采用这种结构的印刷机可以在多种柔性材料上实现高速、高精度、连续进行不同内容的个性化多色印刷，还可以在PS基板上直接喷印制版油墨制作印版。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明滚筒数码印刷机包括机架、滚筒和喷印及固化装置，滚筒安装在机架上，在滚筒上安装有驱动装置；所述滚筒连续旋转，在其一侧设有固定在机架上的直线运动单元，喷印及固化装置安装在直线运动单元上，通过直线运动单元沿滚筒的轴向步进进给。

其中：所述直线运动单元包括丝杠、辅助梁、拖链及丝杠驱动电机，辅助梁与拖链并排安装在机架上，一端设有丝杠驱动电机的丝杠位于辅助梁的上方、并与喷印及固化装置相连接；拖链与喷印及固化装置连动；所述喷印及固化装置包括喷头组、喷头安装架、带有墨罐的轨道托板及紫外线固化灯，喷头组至少为一个、沿滚筒轴向并排设置，一个喷头组中包括至少一个喷头；喷头组通过喷头安装架固接在轨道托板上，紫外线固化灯与轨道托板相连接、并位于辅助梁的下方；轨道托板与直线运动单元中的丝杠螺纹连接，拖链与轨道托板相连动；多个喷头组排列的总宽度小于滚筒的轴向长度；在滚筒的另一侧还设有供料装置，包括料架平台、活动平板、平板驱动气缸、左、右规矩板、托料布、托布驱动气缸、托布支架及前规矩挡板，活动平台的一端与料架平台活动连接，另一端为自由端，在活动平台与料架之间设有活动平台气缸；铺有托料布的托布支架位于滚筒的下方，其上设有托布驱动气缸，在托布支架的前端设有前规矩挡板；在活动平台与托布支架之间设有左、右规矩板；在滚筒下部、靠近前规矩挡板处设有上纸压辊，其一端与上纸压辊驱动气缸相连接；在滚筒的出料端设有收料装置，包括导料板与风扇，导料板位于活动平台自由端的上方，在导料板的安装辊上设有风扇；在导料板的上方，还设有与滚筒相抵接的卸纸压辊，其一端连接卸纸辊驱动气缸；在滚筒一端的圆周上设有光栅尺，其上安装有读数头。

本发明印刷机的印刷方法为：滚筒在喷印全过程连续旋转，每旋转一周，喷头喷印、油墨经紫外线固化灯照射固化，然后喷印及固化装置沿滚筒轴向步进进给，下一色喷头喷印在上一色喷头已经喷过并且干燥了的材料表面上，直到沿滚筒长度方向喷印完全部画面宽度。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明中喷头组沿着滚筒轴向做步进移动，使用至少一个喷头即可完成宽幅面喷印，因此，本发明使用的喷头数量与现有滚筒喷墨印刷机(喷头非移动式)中的喷头数量相比大大减少，降低了设备制造成本，随之而来的使用者的投资成本也降低了，同时由于喷头数量很少，因喷头堵塞而引起的印刷故障率也大大降低。

2.本发明为至少一个喷头组，一组至少有一个喷头，一组喷头为一种颜色。每种颜色的喷头数可以扩展到N个，喷印的速度会提高N倍，增加喷头的成本与打印宽度无关。

3.本发明采用紫外线固化灯和紫外线固化油墨，干燥速度快，不容易堵塞喷头，同时也适用于其它油墨。

4.本发明采用各色喷头组首尾相接的排列方式，每一种颜色喷印后立即固化，然后另一种颜色的油墨是喷印在已经固化的油墨上，避免了不同颜色喷在未固化的前一种颜色上而发生混溶的情况，保证所有墨点都是独立的圆点，很大程度上提高了喷印精度和彩色效果。

5.本发明喷头的喷孔排列线垂直于印刷材料运动的方向，几个喷头并排设置，一次性调整好喷头的位置，即可长期保证喷头位置的稳定；由于喷印的同时喷头并不运动，墨滴落在印刷材料上的位置非常准确，印刷精度远远高于喷头往复移动式的打印设备。

6.本发明中的印刷材料紧密地包在滚筒上，与滚筒精确地同步运行，材料表面平整、无褶皱，喷头可以在2mm内非常接近喷印材料，以获得更高的印刷精度。

7.本发明可以方便地更换印刷材料，在切料刀与滚筒间加设的供料装置还可方便地在同一张印刷材料上分次进行双面喷绘，并能使正反两面的镜像画面精度对位。

8.本发明适用的印刷材料种类很多，不仅适用于纸张、塑料、纺织品等柔性材料，还可在PS基板上直接喷印制版油墨制作印版，从而大大降低了制版成本。

附图说明

图1为本发明卸下一侧墙板的主视图；

图2为图1两侧均安装墙板的俯视图；

图3为图1两侧均安装墙板的左视图；

图4为本发明卸下一侧墙板的立体图之一；

图5为本发明卸下一侧墙板的立体图之二；

图6为本发明卸下一侧墙板的立体图之三；

图7为本发明卸下一侧墙板的立体图之四；

其中：1为支架，2为待印料卷，3为导料辊，4为驱动辊，5为压辊，6为切料刀，7为活动平台，8为导料板，9为风扇，10为卸纸压辊，11为卸纸压辊驱动气缸，12为滚筒，13为皮带轮，14为喷头组，15为喷头安装架，16为墨罐，17为轨道托板，18为丝杠，19为辅助梁，20为拖链，21为紫外线固化灯，22为机架，23为张紧轮，24为减速机，25为多楔带，26为上纸压辊，27为脚轮，28为前规矩挡板，30为托布支架，31为托纸布气缸，32为托纸布，33为轴承座，34为左规矩板，35为活动平台气缸，36为料架平台，37为印刷材料，38为右规矩板，39为丝杠驱动电机，40为光栅尺，41为读数头，42为旋转接头，43为上纸压辊驱动气缸。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～7所示，本发明包括机架22、通过轴承及轴承座33安装在机架22上的滚筒12、喷印及固化装置以及带有待印料卷2的支架1。滚筒12上安装有驱动装置，包括皮带轮13、多楔带25、张紧轮23及驱动减速机24，皮带轮13与滚筒12连动，驱动减速机24的输出轴通过多楔带25与皮带轮13传动连接，张紧轮23可使多楔带25保持一定的张紧力，保证传动的稳定性。在滚筒12上开有吸附孔，孔的数量可根据印刷材料的尺寸而定。滚筒12内置有吸附装置，以真空泵为动力，用以使印刷材料紧贴在滚筒12上，在整个喷印过程中不发生位移。滚筒12连续旋转，支架1与滚筒12之间设有切料装置；在滚筒12远离切料装置的一侧设有直线运动单元，固定在机架22上。喷印及固化装置安装在直线运动单元上，通过直线运动单元沿滚筒12的轴向步进进给。

直线运动单元包括丝杠18、辅助梁19、拖链20及丝杠驱动电机39，辅助梁19与拖链20并排安装在机架22上，丝杠18位于辅助梁19的上方、并与喷印及固化装置相连接，丝杠驱动电机39设在丝杠18的一端；拖链20与喷印及固化装置连动。

喷印及固化装置包括喷头组14、喷头安装架15、轨道托板17及紫外线固化灯21，喷头安装架15上设有一与滚筒12曲率相同的弧板，喷头组14固接在弧板上，并通过喷头安装架15固接在轨道托板17上，墨罐16及喷头控制器都安装在轨道托板17上。紫外线固化灯21与轨道托板17相连接、并位于辅助梁19的下方；轨道托板17与直线运动单元中的丝杠18螺母刚性连接，拖链20与轨道托板17相连动。喷头组至少为一个、沿滚筒12轴向并排设置，一个喷头组为一种颜色、包括至少一个喷头。

在切料装置与滚筒12之间还设有供料装置，包括料架平台36、活动平板7、平板驱动气缸35、左、右规矩板34、38、托料布32、托布驱动气缸31、托布支架30、及前规矩挡板28，料架平台36的一端位于切料装置的下方，另一端与活动平台7的一端铰接，活动平台7的另一端为自由端，可上下转动，在活动平台7与料架之间设有活动平台气缸35。铺有托料布32的托布支架30位于滚筒12的下方，其上设有托布驱动气缸31，在托布支架的前端设有前规矩挡板28。在活动平台7与托布支架30之间设有左、右规矩板34、38，可控制印刷材料的左右位置。在滚筒12下部、靠近前规矩挡板28处设有上纸压辊26，其一端与上纸压辊驱动气缸43相连接，可使印刷材料更平整地吸附在滚筒12上。在滚筒12一端的圆周上设有光栅尺41，其上安装有读数头40，印刷材料在设备中的任何位置都通过光栅尺41及读数头40得到准确的控制。

在滚筒12靠近切料装置的另一侧设有安装在机架22上的收料装置，包括导料板8与风扇9，导料板8位于活动平台7自由端的上方，在导料板8的安装辊上设有风扇9。在导料板8的上方，还设有与滚筒12相抵接的卸纸压辊10，其一端连接卸纸辊驱动气缸11。

切料装置包括安装在机架22上的导料辊3、驱动辊4、压辊5及切料刀6，驱动辊4与压辊5相抵接的上下设置，待印料卷2上的印刷材料37经导料辊3通过驱动辊4与压辊5之间进入料架平台36，切料刀6位于料架平台36上方、驱动辊4与压辊5的出料端。

在机架22的下方设有万向脚轮27，方便工人移动设备。

本发明的印刷方法为：

驱动减速机24启动，动力经多楔带25传递给皮带轮13带动滚筒12连续旋转。印刷材料37从放置在支架1上的待印料卷2通过导料辊3、驱动辊4及压辊5展开，进入料架平台36后，按所需长度由切刀6进行切断。料架平台36上的印刷材料剪切后，到达活动平台7，此时活动平台气缸35收缩，活动平台7向下转动，印刷材料37顺活动平台7斜面滑到托纸布32上，由左、右规矩板34、38控制印刷材料左右位置。印刷材料到达前规矩挡板28后，托纸布气缸31收缩，印刷材料被托起，托纸布32与印刷材料的前端同时包在连续旋转的滚筒12上，滚筒12内的吸附装置工作，吸住印刷材料，托纸布气缸31伸出，托纸布32回到原始位置。在滚筒12旋转过程中，上纸压辊驱动气缸43工作，印刷材料在上纸压辊26的作用下，展平地贴在滚筒12上，并逐步地缠绕在滚筒12上。当待印刷材料全部被吸附在滚筒12上，喷印及固化装置工作。黑、蓝、品红、黄四色喷头沿滚筒轴线首尾相接依次并列排布安装在轨道托板17上，丝杠18旋转带动喷头移动到喷印起始位置，滚筒12上的印刷材料经过喷头时，由计算机发来的印刷数据通过信号电缆传送到喷头控制器上，各喷头在控制器的指令下，从墨罐16中汲取紫外线固化油墨并喷印在材料上，四色油墨在计算机的控制下通过喷头可喷印出1670万种颜色组合。在喷印的同时紫外线固化灯21点亮，印刷材料上刚刚喷印的画面会立即进入紫外线固化灯21的照射范围，喷射的油墨中含有光固化剂，在紫外线光照射时会立即干燥固化。滚筒12每旋转一周，喷头组喷印、油墨经紫外线固化灯照射固化，然后喷印及固化装置会沿滚筒轴线方向进给一定距离L，下一种颜色的喷头总是喷印在上一色喷头已经喷过并且干燥了的材料表面上，不会发生颜色混融情况。滚筒12永远向一个方向匀速转动，滚筒旋转N周，则喷头组步进N步，直到沿滚筒长度方向喷印完全部画面宽度W，即W＝NxL，被喷印画面的宽度可达喷头组宽度的几十倍，机器滚筒可以很长。喷印后的画面经收料装置，平铺到进料平台上，一张画面完成只需要6分钟。如果每种颜色的喷头数扩展到N个，喷印的速度会提高N倍，并且扩展的喷头数量与喷印幅面宽度无关。

印刷完成后，卸纸辊驱动气缸11工作，印刷材料被卸纸压辊10压住。滚筒12转速降低，当印刷材料到达卸料平台8附近时，风扇9启动，将印刷材料吹起，翘起的材料被卸料平台8接住，此时活动平台气缸35伸出，活动平台7上升，接住从卸料平台8滑下的被印材料，完成喷印。

高精度光栅尺41和读数头40控制印刷材料转动方向的喷射点定位及印刷材料的位置跟踪。喷头水平移动定位精度由高精度滚珠丝杠保证。

当单面印刷完的材料落到活动平台7后，还可进行双面喷绘。活动平台气缸35再次收缩，活动平台7向下转动，其上单面印刷完的材料顺活动平台7斜面滑到托纸布32上，由左、右规矩板34、38控制印刷材料左右位置。印刷材料到达前规矩挡板28后，托纸布气缸31收缩，印刷材料被托起，托纸布32与印刷材料的前端同时包在滚筒12上，滚筒12内的吸附装置工作，吸住印刷材料已经喷印完的一面，托纸布气缸31伸出，托纸布32回到原始位置。之后再按上述工序对印刷材料的另一面进行喷绘，实现在同一材料上分次进行快捷双面喷绘，并能保证正反两面镜像画面的对位精度。

Claims

1. 一种滚筒数码印刷机，包括机架、滚筒和喷印及固化装置，滚筒安装在机架上，在滚筒上安装有驱动装置；其特征在于：所述滚筒(12)连续旋转，在其一侧设有固定在机架(22)上的直线运动单元，喷印及固化装置安装在直线运动单元上，通过直线运动单元沿滚筒(12)的轴向步进进给。

2. 按权利要求1所述的滚筒数码印刷机，其特征在于：所述直线运动单元包括丝杠(18)、辅助梁(19)、拖链(20)及丝杠驱动电机(39)，辅助梁(19)与拖链(20)并排安装在机架(22)上，一端设有丝杠驱动电机(39)的丝杠(18)位于辅助梁(19)的上方、并与喷印及固化装置相连接；拖链(20)与喷印及固化装置连动。

3. 按权利要求1所述的滚筒数码印刷机，其特征在于：所述喷印及固化装置包括喷头组(14)、喷头安装架(15)、带有墨罐(16)的轨道托板(17)及紫外线固化灯(21)，喷头组(14)至少为一个、沿滚筒轴向并排设置，一个喷头组中包括至少一个喷头；喷头组(14)通过喷头安装架(15)固接在轨道托板(17)上，紫外线固化灯(21)与轨道托板(17)相连接、并位于辅助梁(19)的下方；轨道托板(17)与直线运动单元中的丝杠(18)螺纹连接，拖链(20)与轨道托板(17)相连动。

4. 按权利要求3所述的滚筒数码印刷机，其特征在于：多个喷头组排列的总宽度小于滚筒(12)的轴向长度。

5. 按权利要求1所述的滚筒数码印刷机，其特征在于：在滚筒(12)的另一侧还设有供料装置，包括料架平台(36)、活动平板(7)、平板驱动气缸(35)、左、右规矩板(34、38)、托料布(32)、托布驱动气缸(31)、托布支架(30)及前规矩挡板(28)，活动平台(7)的一端与料架平台(36)活动连接，另一端为自由端，在活动平台(7)与料架之间设有活动平台气缸(35)；铺有托料布(32)的托布支架(30)位于滚筒(12)的下方，其上设有托布驱动气缸(31)，在托布支架的前端设有前规矩挡板(28)；在活动平台(7)与托布支架(30)之间设有左、右规矩板(34、38)。

6. 按权利要求5所述的滚筒数码印刷机，其特征在于：在滚筒(12)下部、靠近前规矩挡板(28)处设有上纸压辊(26)，其一端与上纸压辊驱动气缸(43)相连接。

7. 按权利要求1所述的滚筒数码印刷机，其特征在于：在滚筒(12)的出料端设有收料装置，包括导料板(8)与风扇(9)，导料板(8)位于活动平台(7)自由端的上方，在导料板(8)的安装辊上设有风扇(9)。

8. 按权利要求7所述的滚筒数码印刷机，其特征在于：在导料板(8)的上方，还设有与滚筒(12)相抵接的卸纸压辊(10)，其一端连接卸纸辊驱动气缸(11)。

9. 按权利要求1所述的滚筒数码印刷机，其特征在于：在滚筒(12)一端的圆周上设有光栅尺(41)，其上安装有读数头(40)。

10. 一种按权利要求1所述滚筒数码印刷机的印刷方法，其特征在于：滚筒(12)在喷印全过程连续旋转，每旋转一周，喷头喷印、油墨经紫外线固化灯照射固化，然后喷印及固化装置沿滚筒(12)轴向步进进给，下一色喷头喷印在上一色喷头已经喷过并且干燥了的材料表面上，直到沿滚筒长度方向喷印完全部画面宽度。