CN104023989B - 带有印刷头取向的用于喷墨印刷的二维方法 - Google Patents

Abstract

一种用于利用喷墨式印刷机通过实施多个印刷循环印刷介质的表面的至少一部分的方法和装置，其中，喷墨式印刷机包括印刷模块，其具有带有至少一个喷嘴排的至少一个印刷头，并且印刷循环分别包括以下步骤：a)在印刷之前使印刷模块定位和取向，其中，通过使印刷模块围绕旋转轴线旋转实现取向，旋转轴线垂直于表面的待印刷的部分，b)在通过挤出墨滴印刷表面的部分期间使旋转轴线定位，其中，该印刷方法在步骤b)中与该定位相联系的旋转轴线的平移运动限定了当前的进给方向并且印刷模块分别在印刷循环的步骤a)中通过围绕所提及的旋转轴线旋转被取向成使得该至少一个印刷头的至少一个喷嘴排在步骤b)中关于进给方向具有预定的且优选地恒定的角度，该印刷方法特征在于，印刷循环根据与扫描方法不同的预定的印刷过程实现。

Description

带有印刷头取向的用于喷墨印刷的二维方法

技术领域

本发明涉及一种用于借助于喷墨式印刷机利用墨水印刷介质的表面的方法。喷墨式印刷机(也称喷射印刷装置)具有至少一个喷射印刷头，其带有由并排布置的喷嘴组成的至少一个喷嘴排，经由喷嘴可将墨水施加到待印刷的表面上。在此，通过根据预定的必要时可变的滴落频率挤出墨滴进行印刷。在挤出期间，喷射印刷头进行线性的横向运动，由此来印刷一行。在现有技术中已知的行式(Zeilenweise)印刷的方法也称扫描方法。如果印刷头不在待印刷的介质的整个宽度上延伸，对于喷墨印刷至今仅已知扫描方法。如果印刷头仅在行上驶过一次，则称单次扫描方法。如果印刷头在同一行上驶过多次，则称多次扫描方法。多次扫描方法允许更高的印刷质量，因为从多于一个方向上(例如双方向地)实现印刷并且因此可使所谓的“弯曲问题”最小化。如果一行印刷完成，则将待印刷的介质在运输方向上垂直于由印刷头实施的横向运动移动一行并且可开始下一行的印刷。在此存在单方向的印刷方法，也就是说，印刷头在横向运动中仅在一个方向上进行印刷并且在到达行末端时不印刷就驶回行始端。但是也存在双方向的方法，在其中在到达行末端之后将待印刷的介质移动一行并且在印刷头驶回到起始位置中时下一行已被印刷。

背景技术

在喷墨印刷中，由通过印刷所施加的液滴的间距来确定分辨率。在二维印刷的情况中，在一维上的分辨率可与在另一维上的分辨率相区别。例如，沿着印刷头的横向运动的分辨率由印刷头的速度和液滴挤出频率来确定，而在运输方向上的分辨率通过在印刷头的喷嘴排中的喷嘴的间距来确定。在此应指出的是，该分辨率可通过喷嘴排的斜置而提高。

与胶版印刷(Offsetdruck)相比，喷墨印刷的印刷速度明显小于例如胶版印刷装置的印刷速度。为了提高该印刷速度已知给喷墨式印刷机配备有多个喷射印刷头。

从文件US 2011/0199409 A1中已知一种扫描方法，在其中使用包括第一(喷嘴1)和第二(喷嘴6)端部的印刷头，其中，在第一步骤中使印刷头在Y方向上运动(在其期间实现第一面的印刷)，在第二步骤中在印刷第二面之前印刷头通过其围绕旋转轴线旋转180度实现定位和取向并且在第三步骤中使印刷头在相反的Y方向上运动，在其期间被印刷成使得由印刷头的第二端部在第一步骤中所印刷的面和由第二端部在第三步骤中所印刷的面彼此邻接。

该文件公开了，印刷头的终端的喷嘴当然可具有不同的墨水挤出量。如果与该文件的教导相反在扫描方法中不进行印刷头的旋转，将以不同的喷嘴来印刷彼此邻接的面、因此以不同的墨水施加，从而可能产生容易感觉到的“发光偏差”。

引起缓慢的印刷速度的问题是该事实，即在现在已知的喷墨式印刷机中仅实现上述行式印刷方法。存在图像，在其中几乎每个行具有待印刷的区域和不待印刷的区域(空白区域(Freibereich))。如果印刷头的喷嘴在行的空白区域上被引导，则其不挤出墨水。由此产生的频繁的空转阶段(Leerlaufphase)花费许多时间。当应来印刷带有特征线和浅的或深的面的样式和/或图像时，那么这尤其相关。

因此会值得期望的是有一方法供使用，利用该方法可减少上面所谈及的空转阶段，以达到更高的印刷速度。

发明内容

本发明目的在于说明一种用于喷墨式印刷机的印刷方法，利用该方法很大程度上避免上述空转阶段，由此可极强地提高印刷速度。

该目的通过按照根据本发明的方法的过程实现。

在本发明的范围中，印刷方法的在液滴挤出时期之前或之内来进行的步骤被概括为印刷循环。在此，液滴挤出时期在此就在从喷嘴中挤出液滴之后开始并且随接下来的下一次从喷嘴中挤出液滴结束而结束。

如果在本说明书的范围中提到定位，则由此不仅指在固定的位置中的静止的布置。在概念定位中绝对还应指跨越一定位置的运动。

如果在本说明书的范围中提到取向，则这涉及喷嘴排围绕旋转轴线的旋转，假如这样的旋转是必需的话。假如不需要旋转来实现喷嘴排的根据本发明的定向，旋转了0°也被理解成取向或定向。

根据本发明如此来进行，即放弃行式印刷而沿着待印刷的图像或图形的特征线来引导印刷头。即，使印刷头在两维上相对于待印刷的介质运动并且基本上仅扫过实际上也必须被印刷的区域。这导致上面所说明的空转阶段的限制减少并且印刷速度提高数倍。在此，此外事实上仅印刷头在两维上还是仅待印刷的介质在两维上还是由印刷头和介质的运动的组合被执行并不重要。重要的仅是印刷头相对于待印刷的表面的自由的相对运动，从而可跟随待印刷的图像的特征线和面。

在该过程中然而产生该问题，即为了能够获得良好的印刷质量，上面所说明的印刷分辨率必须能够在两个维度上来控制并且例如被保持恒定。根据本发明，这由此来实现，即印刷模块被实施成可围绕轴线旋转，其中，旋转轴线大致垂直于在当前待印刷的位置中待印刷的介质的表面。以该方式，通过使印刷头围绕旋转轴线旋转可来调整印刷头的喷嘴排的定向。

如果现在使印刷头跟随待印刷的图像的特征线在两个维度上在待印刷的表面上运动并且使所提及的旋转轴线与其一起，则通过旋转轴线的当前的平移运动得到当前的进给方向。根据本发明现在被印刷成使得喷嘴排在印刷期间被取向成使得其相对于当前的进给方向遵循预定的且优选地恒定的角度。

如果保持角度、印刷频率和进给速度恒定，则以该方式保证即使在方向改变时沿着所印刷的线或带墨滴密度保持恒定。在此，在进给方向上的墨滴密度当然可与横向于进给方向的墨滴密度相区别。喷嘴排相对于进给方向的角度在此确定横向于进给方向的分辨率。相对地，进给速度和印刷频率确定沿着进给方向的分辨率。

附图说明

现在根据附图详细地且示例性地来说明本发明。

图1以俯视图显示了用于按照根据本发明的方法印刷介质的方法步骤S至Y的示意性的图示，

图2显示了喷墨印刷装置的优选的实施形式的透视性的图示，

图3以侧视图显示了喷墨印刷装置的优选的实施形式的透视性的图示，

图4以俯视图显示了喷墨印刷装置的优选的实施形式的透视性的图示。

具体实施方式

在图1中以图示(S-Y)示例性地示出用于印刷介质100的边缘区域的各个步骤。在该示例中，常常参考方法步骤a)或b)，其中，以此指根据本发明的方法步骤。

在此清楚的是，控制单元控制喷墨式印刷机电子储存的图像。根据本发明，控制单元为一定的图像计算最佳的印刷过程、也就是说时间上最短的印刷过程。这通过例如在第一步骤中控制单元将待印刷的图像划分成虚构的子区域而实现。在第二步骤中，考虑图像的所有虚构的子区域的布置和大小用于根据本发明的方法步骤a)和b)计算最佳的印刷过程。

在计算最佳的印刷过程时来确定交点(A1, B1, C1, D1)和特征线(A1B1, B1C1,…见图1)。在交点处进行方法步骤a)而在特征线处进行方法步骤b)。

图1包含了各个方法步骤S至Y，其现在应被详细地公开

图示S：

-在第一方法步骤a)使印刷模块101从停止位置定位和取向至点A1。

图示T：

-在方法步骤b)中沿着特征线(虚线)A1B1在线性运动中将印刷模块101从点A1引导直至点B1，在此期间边缘区域被印刷。

-在位置B1中根据方法步骤a)使印刷模块101取向成使得在另一方法步骤b)中可沿着特征性B1C1来印刷边缘区域。

在根据U至Y的图示中以类似的方式来进行至步骤T。

在说明书中至此公开了一种印刷头，其包括喷嘴排107(其鉴于当前的进给方向遵循预定的角度)。

然而在多色印刷中，对于所应用的墨水颜色，相应的印刷头典型地分别具有每个墨水颜色至少一个喷嘴排。根据本发明的一特别优选的实施形式，对于这些喷嘴排中的多个或每个，可彼此独立地来选择与墨水颜色相关联的关于当前进给方向的角度。以该方式，对于不同的墨水颜色可选择不同的角度(和因此分辨率)。

公开了一种用于利用喷墨式印刷机通过实施多个印刷循环印刷介质100的表面的至少一部分的方法，其中，喷墨式印刷机包括印刷模块101，其具有带有至少一个喷嘴排107的至少一个印刷头，并且印刷循环分别包括以下步骤：

a)在印刷之前使印刷模块101定位和取向，其中，通过使印刷模块101围绕旋转轴线103(其垂直于表面的待印刷的部分)旋转实现取向。

b)在通过挤出墨滴印刷表面的该部分期间使旋转轴线103定位其中，旋转轴线103的在步骤b)中与该定位相联系的平移运动限定当前的进给方向，并且分别在印刷循环的步骤a)中通过围绕所提及的旋转轴线103旋转使印刷模块101取向成使得该至少一个印刷头的至少一个喷嘴排107在步骤b)中关于进给方向具有预定的且优选地恒定的角度。

在根据本发明的方法中，印刷循环根据与扫描方法不同的预定的印刷过程实现。

可在单次扫描方法和/或多次扫描方法中实现该表面的至少一部分的印刷。

可单方向地和/或双方向地或多方向地实现该表面的至少一部分的印刷。

印刷模块101根据步骤a)的定位和取向可同时或时间上分开地实现。

在步骤a)中与印刷模块101的定位相联系的运动可一维地、二维地或三维地来执行。

可预设用于印刷表面的至少一部分的印刷过程，也就是说可从数据中提取或者通过控制单元或计算单元来确定用于一定的图像的印刷过程。

控制单元或计算单元为了确定印刷顺序(=印刷进程)在第一步骤中将该表面的至少一部分划分成虚构的子区域并且在第二步骤中来考虑所有虚构的子区域的参数用于根据方法步骤a)和b)计算印刷过程。

在此，参数涉及虚构的子区域的布置和/或位置和/或长度和/或宽度。

在计算印刷过程时，来确定用于方法步骤a)的交点和用于方法步骤b)的特征线，根据交点和特征线实现印刷过程。

根据本发明的喷墨式印刷机包括印刷模块101和定位装置，其设计成能够使印刷模块101和介质100与待印刷的表面在印刷模块101与该表面的间距恒定时以预定的方式在二维上相对于彼此运动，其中，印刷模块101包括带有至少一个喷嘴排107的至少一个印刷头，其中，在印刷模块101处设置用于使该至少一个喷嘴排107围绕旋转轴线103旋转的器件105，旋转轴线103垂直于该表面的待印刷的部分并且通过该用于旋转的器件105能够通过旋转来执行喷嘴排107的取向，其特征在于，该喷墨式印刷机包括用于执行根据本发明的方法的控制单元。

定位装置可包括线性引导系统，其具有至少两个导轨201和在导轨的行进方向上设有引导元件的且能够可动地引导的至少一个横梁203，其中，导轨201设计成以预定的方式一维地且双方向地移动横梁203。

横梁203可包括线性引导系统，其具有至少两个导轨204和在导轨204的行进方向上设有引导元件的能够可动地引导的至少一个印刷滑块207，其中，导轨204设计成相对于横梁203的一维的运动方向能够以预定的方式在第二维上双方向地移动印刷滑块207。

印刷滑块207可包括线性引导系统，其设计成相对于横梁203和印刷滑块207的运动方向能够以预定的方式在第三维上双方向地移动印刷模块101和用于旋转的器件105，使得印刷模块101相对于介质100的高度能够在垂直于介质100的方向上可动地变化。

用于旋转的器件105可包括步进马达。

该定位装置可包括至少一个运输带209，其用于在印刷模块101之下在至少一个运输方向上运输介质100。

Claims (16)

1.一种用于利用喷墨式印刷机通过实施多个印刷循环印刷介质(100)的表面的至少一部分的方法，所述多个印刷循环至少包括第一印刷循环和第二印刷循环，其中，所述多个印刷循环中的每个具有相应的印刷轴线，其中，所述喷墨式印刷机包括印刷模块(101)，其具有带有至少一个喷嘴排(107)的至少一个印刷头，并且所述多个印刷循环中的每个相应包括以下步骤：

a)在印刷之前使所述印刷模块(101)定位和取向，其中，通过使所述印刷模块(101)围绕旋转轴线(103)旋转实现取向，所述旋转轴线(103)垂直于所述表面的待印刷的至少一部分，

b)在印刷期间使所述旋转轴线(103)沿着相应的印刷轴线定位，

其中，与在所述步骤b)中的定位相联系的所述旋转轴线(103)的平移运动限定了当前的进给方向，并且相应在步骤a)中通过围绕所述旋转轴线(103)旋转使所述印刷模块(101)取向成使得至少一个所述印刷头的至少一个喷嘴排(107)在所述步骤b)中关于当前的进给方向具有预定的角度，

其中，所述方法特征在于，所述多个印刷循环根据预定的印刷过程实现成使得所述第一印刷循环的相应的印刷轴线不与所述第二印刷循环的相应的印刷轴线定位在相同的方向上且不与其平行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述角度是恒定的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以单次扫描方法或以多次扫描方法实现所述表面的至少一部分的印刷。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，单方向地或双方向地或多方向地实现所述表面的至少一部分的印刷。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，同时地或者时间上分开地实现所述印刷模块(101)根据步骤a)的定位和取向。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，一维地、二维地或三维地来执行在所述步骤a)中与所述印刷模块(101)的定位相联系的运动。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于一定的图像来说用于印刷所述表面的至少一部分的印刷过程能够从数据中提取或者由控制单元或计算单元来确定。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制单元或所述计算单元首先将所述表面的至少一部分划分成虚构的子区域并且接下来考虑所有虚构的子区域的参数用于根据方法步骤a)和b)计算所述印刷过程。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述参数涉及虚构的所述子区域的布置和/或位置和/或长度和/或宽度。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在计算所述印刷过程时确定用于所述方法步骤a)的交点和用于所述方法步骤b)的特征线，所述印刷过程根据所述交点和特征线实现。

11.一种喷墨式印刷机，其包括印刷模块(101)和定位装置，所述定位装置设计成能够使所述印刷模块(101)和介质(100)与待印刷的表面在所述印刷模块(101)与所述表面的间距恒定时以预定的方式在二维上相对于彼此运动，其中，所述印刷模块(101)包括带有至少一个喷嘴排(107)的至少一个印刷头，其中，在所述印刷模块(101)处设置有用于使至少一个所述喷嘴排(107)围绕旋转轴线(103)旋转的器件(105)，所述旋转轴线(103)垂直于所述表面的待印刷的部分并且通过用于旋转的所述器件(105)能够通过旋转来执行所述喷嘴排(107)的取向，其特征在于，所述喷墨式印刷机包括用于执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的控制单元。

12.根据权利要求11所述的喷墨式印刷机，其特征在于，所述定位装置包括线性引导系统，其具有至少两个导轨(201)和在所述导轨的行进方向上设有引导元件的且能够可动地引导的至少一个横梁(203)，其中，所述导轨(201)设计成以预定的方式一维地且双方向地移动所述横梁(203)。

13.根据权利要求12所述的喷墨式印刷机，其特征在于，所述横梁(203)包括线性引导系统，其具有至少两个导轨(204)和在所述导轨(204)的行进方向上设有引导元件的能够可动地引导的至少一个印刷滑块(207)，其中，所述导轨(204)设计成相对于所述横梁(203)的一维的运动方向能够以预定的方式在第二维上双方向地移动所述印刷滑块(207)。

14.根据权利要求13所述的喷墨式印刷机，其特征在于，所述印刷滑块(207)包括线性引导系统，其设计成相对于所述横梁(203)和所述印刷滑块(207)的运动方向能够以预定的方式在第三维上双方向地移动所述印刷模块(101)和用于旋转的所述器件(105)，使得所述印刷模块(101)相对于所述介质(100)的高度能够在垂直于所述介质(100)的方向上可动地变化。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的喷墨式印刷机，其特征在于，用于旋转的所述器件(105)包括步进马达。

16.根据权利要求11所述的喷墨式印刷机，其特征在于，所述定位装置包括至少一个运输带(209)，其用于在所述印刷模块(101)之下在至少一个运输方向上运输所述介质(100)。