CN105252882B - 一种智能凹版印刷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能凹版印刷系统，包括承印物、输卷装置、刮墨装置、墨槽、凹印版辊、压印滚筒、干燥装置、连接线、上位机、收卷装置；所述的印刷装置中凹印版辊采用智能凹印版辊；本发明根据原稿明暗层次的不同，通过计算机对每个网穴内部的压电陶瓷进行控制，使其发生形变，从而使每个网穴满足不同色调的深度要求，省去了制版的步骤；当印刷滚筒浸入墨槽时，通过压电陶瓷的形变产生真空，使油墨在大气压的作用下进入网穴；当印刷滚筒与承印物接触时，再通过压电陶瓷的形变使其与印刷滚筒表面平齐，将网穴内的油墨转移到承印物上，无需使用任何压力装置；能自我修复，还可以用于条码印刷、防伪印刷及个性化产品印刷。

Description

一种智能凹版印刷系统

技术领域

本发明属于凹版印刷技术领域，涉及一种智能凹版印刷系统，尤其涉及一种无需制版、网穴深度可变的智能凹版印刷系统。

背景技术

凹版印刷作为印刷工艺的一种，靠印版表面凹下去的深浅来表现图像的层次，图文部分凹下的深，填入的墨量就多，墨层就厚，表现暗调；图文部分凹下的浅，容纳的墨量就少，墨层就薄，表现高调。由于印版图文部分凹陷的深浅不同，填入网穴的墨量有多有少，转移到承印物上的墨层有厚也有薄，使原稿上的浓淡层次在印品上得到了再现。这样得到的凹印印品具有墨层厚实，立体感强，层次丰富，精度高，质感好等优点。此外，凹版印刷以其适用范围广，可在多种承印物上印刷，印版耐印率高、印品质量稳定、印刷速度快等优点在印刷包装及图文出版领域内占据及其重要的地位。当然，凹版印刷也存在局限性，如传统的照相凹版制版工艺流程为：照像→修版→拼版→晒版→过版→填版→腐蚀→打样→整版→镀铬，其制版技术复杂，制版成本高，周期长，不适合少量、多样化印刷品的印刷，传统的印刷系统容易发生油墨阻塞或杂物粘堵的问题，且普通的洗墨方式不易将油墨清洗干净，这些不足严重阻碍了凹版印刷的发展。

压电陶瓷是一种能够将机械能和电能相互转换的功能陶瓷材料，当在压电陶瓷的极化方向上施加电场，压电陶瓷就会发生变形，电场去掉后，压电陶瓷的变化随之消失。因此，利用压电陶瓷的形变开发出一种可以无需制版的凹版印刷系统具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能凹版印刷系统，以克服传统凹版印刷系统中制作圆柱体滚筒生产速度慢，印版的腐蚀结果难以掌握和预测等不足。

本发明所采用的技术方案是：一种智能凹版印刷系统，其特征在于：包括承印物、输卷装置、刮墨装置、墨槽、凹印版辊、压印滚筒、干燥装置、连接线、上位机、收卷装置；所述的印刷系统中凹印版辊采用智能凹印版辊；

所述的上位机通过连接线对输卷装置、刮墨装置、凹印版辊、干燥装置、收卷装置分别进行控制，承印物依次经过输卷装置、墨槽、刮墨装置、凹印版辊、压印滚筒、干燥装置、与收卷装置完成印刷过程；

所述的智能凹印版辊包括圆柱体滚筒、电极走线层、压电陶瓷层、金属外层、接口线缆；所述的智能凹印版辊表面均匀设置有网穴，在每个网穴内粘贴叠层压电陶瓷，构成压电陶瓷层，所述的智能凹印版辊通过控制压电陶瓷来改变网穴深度；

所述的凹印版辊的结构从轴心向外依次为圆柱体滚筒、电极走线层、压电陶瓷层与金属外层，压电陶瓷层均匀分布在电极走线层的表面，金属外层与压电陶瓷层相嵌合，并且金属外层的外表面与压电陶瓷层表面平齐；上位机通过连接线连接到电极走线层，电极走线层连接到智能凹印版辊的轴心，再连接到压电陶瓷的上、下电极；

所述的上位机装配有编辑软件和驱动软件，使用者通过编辑软件将原稿图像转变成网穴数据和控制指令，其后通过驱动软件将所述的网穴数据和控制指令经过连接线传递到电极走线层，控制智能凹印版辊上的网穴打开或关闭，并根据这些指令或数据自动调整网穴深度；承印物在输卷装置带动下进入凹版印刷机，墨槽中的油墨转移到智能凹印版辊的网穴中；刮墨装置刮去智能凹印版辊表面多余的油墨，只留下智能凹印版辊网穴里的油墨，使整个印品质量达到所需的要求，同时当油墨或杂物发生粘堵阻塞时，刮墨装置配合压电陶瓷的形变来解决此问题。

作为优选，所述的智能凹印版辊表面均匀设置的网穴是通过腐蚀的方法形成的，腐蚀前在智能凹印版辊上不需要腐蚀的地方，即非网穴的部分涂耐酸涂料，防止腐蚀网穴的时候非网穴部分也被腐蚀，然后将智能凹印版辊置于腐蚀液中对其进行腐蚀，以形成均匀的网穴。

作为优选，所述的压电陶瓷层包括上下电极、叠层的压电陶瓷片，并引出接口线缆与连接线相连。

本发明具有以下优点：可以根据原稿明暗层次的不同，通过计算机对每个网穴内部的压电陶瓷进行控制，使其发生形变，从而使每个网穴满足不同色调的深度要求，省去了制版的步骤；当智能凹印版辊浸入墨槽时，通过压电陶瓷的形变产生真空，使油墨在大气压的作用下进入网穴；当智能凹印版辊与承印物接触时，再通过压电陶瓷的形变使其与智能凹印版辊平齐，将网穴内的油墨转移到承印物上，无需使用任何压力装置。当遇到油墨阻塞或杂物粘堵的问题时，通过压电陶瓷的变形与刮墨刀的配合使用来消除此问题，达到一种自我修复的目的。另外，这种智能凹版印刷系统还可以用于条码（一维条码、二维码）印刷、防伪印刷及个性化产品印刷。

附图说明

图1：本发明实施例的系统结构图；

图2：本发明实施例的智能凹印版辊剖视图；

图3：本发明实施例的智能凹印版辊俯视图；

图4：本发明实施例的压电陶瓷层剖视图；

图5：本发明实施例的压电陶瓷层立体结构图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请见图1、图2和图3，本发明提供的一种智能凹版印刷系统，包括承印物1、输卷装置2、刮墨装置3、墨槽4、凹印版辊5、压印滚筒6、干燥装置7、连接线8、上位机9、收卷装置10；印刷系统中凹印版辊采用智能凹印版辊；上位机9通过连接线8对输卷装置2、刮墨装置3、凹印版辊5、干燥装置7、收卷装置10分别进行控制，承印物1依次经过输卷装置2、墨槽4、刮墨装置3、凹印版辊5、压印滚筒6、干燥装置7与收卷装置10完成印刷过程；智能凹印版辊包括圆柱体滚筒501、电极走线层502、压电陶瓷层503、金属外层504、接口线缆505；智能凹印版辊表面均匀设置有网穴，在每个网穴内粘贴叠层压电陶瓷，构成压电陶瓷层；智能凹印版辊通过控制压电陶瓷来改变网穴深度；智能凹印版辊5的结构从轴心向外依次为圆柱体滚筒501、电极走线层502、压电陶瓷层503与金属外层504，压电陶瓷层503均匀分布在电极走线层502的表面，金属外层504与压电陶瓷层503相嵌合，并且金属外层504的外表面与压电陶瓷层503表面平齐。上位机9通过连接线8连接到电极走线层502，电极走线层502连接到智能凹印版辊的轴心，再连接到压电陶瓷的上、下电极；智能凹印版辊表面均匀设置的网穴是通过腐蚀的方法形成的，腐蚀前在智能凹印版辊上不需要腐蚀的地方，即非网穴的部分涂耐酸涂料，防止腐蚀网穴的时候非网穴部分也被腐蚀，然后将智能凹印版辊置于腐蚀液中对其进行腐蚀，以形成均匀的网穴。上位机装配有编辑软件和驱动软件，使用者通过编辑软件将原稿图像转变成网穴数据和控制指令，其后通过驱动软件将网穴数据和控制指令经过连接线8传递到电极走线层502，控制智能凹印版辊上的网穴打开或关闭，并根据这些指令或数据自动调整网穴深度；承印物1在输卷装置2带动下进入凹版印刷机，墨槽4中的油墨转移到智能凹印版辊的网穴中；刮墨装置3刮去智能凹印版辊表面多余的油墨，只留下智能凹印版辊网穴里的油墨，使整个印品质量达到所需的要求，同时当油墨或杂物发生粘堵阻塞时，刮墨装置3配合压电陶瓷的形变来解决此问题。

请见图4和图5，本实施例的压电陶瓷层包括上下电极、叠层的压电陶瓷片，并引出接口线缆505与连接线8相连。其中上电极为耐磨性能良好的导电材料，如铬等。为了防止短路，要保证上电极与下电极的引线不会接触。叠层的压电陶瓷相对于单层的压电陶瓷片可以产生较大的形变，满足网穴不同深度的要求，有利于制成明暗色调分明的印品；耐磨层可以增强压电陶瓷表面的硬度，防止刮刀在刮墨时对其造成磨损。

本发明的工作流程为：

步骤1： 准备工作，包括：a检查印刷机周围是否有灰尘、垃圾以及与印刷无关的杂物，检查通风排气设施是否完好；b检查原辅材料是否备足，是否符合印刷要求；c检查打印机传送、送料、走料、干燥、上墨、牵引和卷取各部分是否有卡阻现象，润滑部分注入润滑油，油路是否通畅，仪器仪表是否完好；d 调配好油墨。

步骤2：上刮墨刀，选择合适大小和厚度的刮墨刀，调整好刮墨刀压力及其同智能凹印版辊接触点切线之间的角度。

步骤3：打开电源，根据原稿图像的明暗层次，使用编辑软件将其转化为凹版网穴数据和控制指令，并通过驱动软件将该网穴数据和控制指令传递到上位机。

步骤4：输卷装置中的料带以一定速度和张力连续进入印刷装置，料带张力的波动必须控制在合理的范围内。在进口设备处，有一加热辊，待印基材放卷后，将基材加热到一定温度后，再进入印刷装置，这样有利于印刷油墨的粘附力的提高和干燥。

步骤5：智能凹印版辊浸入墨槽后，上位机根据凹版网穴数据和控制指令自动调节该处网穴内压电陶瓷的形变，使网穴形成不同深度，达到所需的要求。此时在大气压的作用下，油墨被压入网穴内。

步骤6：经过刮墨装置，将非图文部分的油墨刮除，防止非图文部分的油墨对印品造成影响。

步骤7：智能凹印版辊与承印物接触时，通过控制线路板撤消上述数据和指令，使压电陶瓷恢复到与版辊表面平齐的状态，此时网穴消失，原来网穴内的油墨因此转移到承印物上。

步骤8：印材经过干燥装置，使油墨中的溶剂在印刷后挥发，墨层迅速干燥，防止出现背面蹭脏和粘连的现象。

步骤9：采用收卷装置对印材进行复卷，以便进行后期加工。

步骤10：当发生油墨或杂物粘堵阻塞问题时，控制所有的压电陶瓷，使其处于与版辊表面平齐的状态，并在滚筒旋转的状态下用刮墨刀刮去表面的油墨，解决粘堵阻塞问题。

重复步骤4~步骤9，即可实现对同一原稿的连续印刷。当更换图稿时，只需更改步骤3中的网穴数据和控制指令即可。

本发明在打印的过程中，在印版的非图文部分，通过控制这一部分的电压使得压电陶瓷与凹印版辊表面平齐；而在印版的图文部分，根据其色调的不同来对压电陶瓷施加不同的电压，压电陶瓷在不同的电压下发生不同的形变，形成深浅不一的网穴，这样容墨量就会不同，转移到承印物上的油墨厚度也不同，这样就可以满足图文部分对色调深浅的要求。

本发明在凹印版辊浸入墨槽之前，控制电压使得智能凹印版辊表面所有的压电陶瓷与凹印版辊表面平齐，即网穴处于关闭状态；当浸入墨槽时，根据原稿的明暗变化，控制该处图文部分压电陶瓷的形变来形成深度各异的网穴，非图文部分的压电陶瓷依然保持与凹印版辊表面平齐的状态，此时在图文部分的网穴的部分形成真空，非图文部分保持不变，油墨在压力差的作用下被压入图文部分的网穴；油墨向承印物转移时，撤消使压电陶瓷发生形变的指令，使得图文部分的压电陶瓷恢复到与凹印版辊表面平齐的状态，原来网穴内的油墨随网穴的消失转移到承印物上，不需要使用任何压力装置。随着凹印版辊不断旋转，在计算机的控制下，图文部分的压电陶瓷在浸入墨槽的瞬间发生形变，在与承印物接触的瞬间恢复初始状态，以此来完成整个印品的印刷。

本发明不受印刷品幅面的限制。传统的印刷滚筒必须根据印刷品的幅面来确定大小，而本发明可以将圆柱体滚筒的半径设计成较小的尺寸，并不断根据承印物与圆柱体滚筒的接触位置来调节压电陶瓷的形变，从而根据接触位置的明暗层次来不断改变网穴的深度。

本发明可以用于条码（一维条码和二维码）的印刷，根据条码图案改变压电陶瓷的形变来印刷数据内容固定或内容可变的条码，同时，采用智能凹版印刷系统印刷的条码可以根据需求改变尺寸大小。

本发明可以用于商品防伪。由于智能凹印版辊的网穴可任意变化，印刷品也可以千差万别。根据这一特点，在商品的防伪区域打印不同的图案，使得每个商品都有唯一的标识，并将这些图案与数据库中的信息相对应，达到防伪的目的。另外，该系统还可根据用户个人要求印刷个性化产品，且成本较低。

本发明当遇到油墨阻塞或者杂物粘堵的问题时，控制电压使得所有压电陶瓷处于与滚筒表面平齐的状态，在滚筒旋转的情况下用刮墨刀把滚筒的表面油墨刮掉，即可解决油墨或杂物粘堵的阻塞问题。同时在可在槽中放清洁剂，可以用来清洁滚筒。

尽管本说明书较多地使用了承印物1、输卷装置2、刮墨装置3、墨槽4、凹印版辊5、压印滚筒6、干燥装置7、连接线8、上位机9、收卷装置10、圆柱体滚筒501、电极走线层502、压电陶瓷层503、金属外层504、接口线缆505等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种智能凹版印刷系统，其特征在于：包括承印物（1）、输卷装置（2）、刮墨装置（3）、墨槽（4）、凹印版辊（5）、压印滚筒（6）、干燥装置（7）、连接线（8）、上位机（9）、收卷装置（10）；所述的印刷系统中凹印版辊采用智能凹印版辊；

所述的上位机（9）通过连接线（8）对输卷装置（2）、刮墨装置（3）、凹印版辊（5）、干燥装置（7）、收卷装置（10）分别进行控制，承印物（1）依次经过输卷装置（2）、墨槽（4）、刮墨装置（3）、凹印版辊（5）、压印滚筒（6）、干燥装置（7）、与收卷装置（10）完成印刷过程；

所述的智能凹印版辊包括圆柱体滚筒（501）、电极走线层（502）、压电陶瓷层（503）、金属外层（504）、接口线缆（505）；所述的智能凹印版辊表面均匀设置有网穴，在每个网穴内粘贴叠层压电陶瓷，构成压电陶瓷层；所述的智能凹印版辊通过控制压电陶瓷来改变网穴深度；

所述的智能凹印版辊（5）的结构从轴心向外依次为圆柱体滚筒（501）、电极走线层（502）、压电陶瓷层（503）与金属外层（504），压电陶瓷层（503）均匀分布在电极走线层（502）的表面，金属外层（504）与压电陶瓷层（503）相嵌合，并且金属外层（504）的外表面与压电陶瓷层（503）表面平齐；上位机（9）通过连接线（8）连接到电极走线层（502），电极走线层（502）连接到智能凹印版辊的轴心，再连接到压电陶瓷的上、下电极；

所述的上位机装配有编辑软件和驱动软件，使用者通过编辑软件将原稿图像转变成网穴数据和控制指令，其后通过驱动软件将所述的网穴数据和控制指令通过连接线（8）传递到电极走线层（502）；电极走线层（502）利用接收到的网穴数据和控制指令，控制智能凹印版辊上的网穴打开或关闭，并根据这些指令或数据自动调整网穴深度；承印物（1）在输卷装置（2）带动下进入凹版印刷机，墨槽（4）中的油墨转移到智能凹印版辊的网穴中；刮墨装置（3）刮去智能凹印版辊表面多余的油墨，只留下智能凹印版辊网穴里的油墨，使整个印品质量达到所需的要求，同时当油墨或杂物发生粘堵阻塞时，刮墨装置（3）配合压电陶瓷的形变来解决此问题。

2.根据权利要求1所述的智能凹版印刷系统，其特征在于：所述的智能凹印版辊表面均匀设置的网穴是通过腐蚀的方法形成的，腐蚀前在智能凹印版辊(5)上不需要腐蚀的地方，即非网穴的部分涂耐酸涂料，防止腐蚀网穴的时候非网穴部分也被腐蚀，然后将智能凹印版辊置于腐蚀液中对其进行腐蚀，以形成均匀的网穴。

3.根据权利要求1所述的智能凹版印刷系统，其特征在于：所述的压电陶瓷层包括上下电极、叠层的压电陶瓷片，并引出接口线缆（505）与连接线（8）相连。