CN106696470A - 一种印刷单元及喷墨式印花机 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于印制设备技术领域，提供了一种印刷单元及包括该印刷单元的喷墨式印花机。印刷单元包括圆筒状的打印辊、与打印辊配合并用于压紧印花介质的压紧辊以及用于控制印花介质张紧力的控制辊；压紧辊和控制辊分别设置于打印辊的相对两侧，印花介质经过压紧辊后贴合到打印辊的外圆周面上并从打印辊另一侧绕出至控制辊；各列喷墨头均等列距沿打印辊轴线方向环设在打印辊上方，且每个喷墨头的喷口均指向打印辊的外圆周面的内法线方向，各喷墨头的底端与打印辊的外圆周面之间的距离相同。印刷单元通过使用圆筒状的打印辊及均匀环设于打印辊上方的多列喷墨头，可以实现高速连续地对印花介质进行喷墨打印。

Description

一种印刷单元及喷墨式印花机
技术领域
本发明属于印制设备技术领域，尤其涉及一种印刷单元及包括该印刷单元的喷墨式印花机。
背景技术
喷墨式印花机是将花样图案通过数字形式输入到计算机，通过计算机印花分色描稿系统编辑处理，再由计算机控制微压电式喷墨头把专用染液直接喷射到纺织品上，形成所需图案，然后根据不同面料的组织成分做不同的后处理，如烘干固色处理等。
现有的喷墨式印花机，如附图1所示，大部分是通过在印花导带90'上附着胶水或其他种类的粘结剂把印花介质30'粘附在印花导带90'上，印花导带90'与直径较小的印制辊20'转动连接，印制辊20'在电机驱动下转动并带动印花导带90'循环运动，喷墨头10'水平布置在印花导带90'上方，当粘附有印花介质30'的印花导带90'水平移动经过喷墨头时，即可通过喷墨头10'实现对印花介质90'的喷墨打印。但现有的喷墨式印花机存在如下缺点：1、由于采用水平移动的导带进行传动，印刷速度达不到理想值；2、设备占用空间较大；3、印花过程中由于导带需要水洗，会引起干燥皮带困难；4、需要定期更换胶水，工作繁琐；5、结构复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种印刷单元及采用该印刷单元的喷墨式印花机，旨在解决现有技术中喷墨式印花机打印速度慢、打印过程中需要使用印花导带粘附印花介质、印花工艺繁琐、结构复杂的技术问题。
本发明是这样实现的，一种印刷单元，设置于对印花介质进行喷墨打印的喷墨式印花机上，所述印刷单元并包括多列喷墨头、控制所述喷墨头动作的控制器以及为所述喷墨头供墨的墨盒，所述印刷单元包括圆筒状的打印辊、与所述打印辊配合并用于压紧所述印花介质的压紧辊以及用于控制所述印花介质张紧力的控制辊；所述压紧辊和所述控制辊分别设置于所述打印辊的相对两侧，所述印花介质经过所述压紧辊后贴合到所述打印辊的外圆周面上并从所述打印辊另一侧绕出至所述控制辊；各列所述喷墨头均等列距沿所述打印辊轴线方向环设在所述打印辊上方，且每个所述喷墨头的喷口均指向所述打印辊的外圆周面的内法线方向，各所述喷墨头的喷口与所述打印辊的外圆周面之间的距离相同。
优选地，所述印花介质与所述打印辊贴合的圆弧面的弧度范围值介于π/2至2π之间。
具体地，所述喷墨头的列数为1至10列，可用于对所述印花介质进行多色组合印刷。
优选地，所述压紧辊为外表面进行包胶或喷涂处理并用以增大所述压紧辊表面摩擦系数的金属管。
具体地，所述印刷单元还包括设于所述压紧辊两端并用于控制所述压紧辊移动以使所述压紧辊贴近或离开所述打印辊的压紧气缸，所述压紧气缸的气缸轴抵持于所述压紧辊的辊轴上。
具体地，所述印刷单元还包括设于所述控制辊两端并用于控制所述控制辊移动以调节所述印花介质张紧力的张紧气缸，所述张紧气缸的气缸轴抵持于所述压紧辊的辊轴上。
具体地，所述印刷单元还包括设于所述打印辊相对两侧并用于导引所述印花介质的过渡辊。
优选地，所述打印辊为直径范围介于600mm～3000mm之间且长度范围介于100mm～5000mm之间的金属圆筒。
优选地，所述喷墨头沿所述打印辊的外圆周面的法线方向同步移动，且所述喷墨头的底端与所述打印辊的外圆周面之间的距离范围介于0～1500mm之间。
一种喷墨式印花机，用于对印花介质进行喷墨打印，包括上述任一项所述的印刷单元。
本发明相对于现有技术的技术效果是：印刷单元通过使用圆筒状的打印辊及均匀环设于打印辊上方的多列喷墨头，可以实现高速连续地对印花介质进行喷墨打印，提高了打印速度；同时，由于采用了压紧印花介质的压紧辊以及控制印花介质张紧力的控制辊，印花介质可以稳定地贴合在圆筒状的打印辊上，印刷单元无需再另外将印花介质粘附在印花导带上即可直接对印花介质进行印花打印，结构设计简单且简化了印花工序，提高了印花工艺的整体印刷效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中用于喷墨式印花机的印刷单元的示意图；
图2是本发明一实施例提供的印刷单元的结构示意图；
图3是图2中印刷单元的印刷辊及喷墨头立体示意图；
图4是图3中印刷辊及喷墨头的俯视图，其中仅示出一列喷墨头；
图5是图4中印刷辊及喷墨头的A区局部放大图；
图6是本发明另一实施例中印刷辊及喷墨头立体示意图；
图7是图6中印刷辊及喷墨头的俯视图，其中仅示出一列喷墨头；
图8是图7中印刷辊及喷墨头的B区局部放大图；
图9是图3中印刷辊及喷墨头的主视图；
图10是图2中印刷单元的压紧辊及压紧气缸的立体示意图；
图11是本发明另一实施例提供的印刷单元的结构示意图。
附图标记说明：
10' 喷墨头 40 压紧辊
20' 打印辊 41 辊轴
30' 印花介质 42 支撑块
90' 印花导带 50 控制辊
10 喷墨头 60 压紧气缸
11 喷口 61 气缸轴
20 打印辊 70 过渡辊
30 印花介质
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
请参考附图2、附图3、附图5所示，本发明一实施例提供的印刷单元，设置于对印花介质30进行喷墨打印的喷墨式印花机上，并包括多列喷墨头10、控制喷墨头10动作的控制器(未在图中示出)以及为喷墨头10供墨的墨盒(未在图中示出)，印刷单元包括圆筒状的打印辊20、与打印辊20配合并用于压紧印花介质30的压紧辊40以及用于控制印花介质30张紧力的控制辊50；所述压紧辊40和所述控制辊50分别设置于所述打印辊20的相对两侧，印花介质30经过压紧辊40后贴合到打印辊20的外圆周面上并从打印辊20另一侧绕出至控制辊50；各列喷墨头10均等列距沿打印辊20轴线方向环设在打印辊20上方，且每个喷墨头10的喷口11均指向打印辊20的外圆周面的内法线方向，各喷墨头10的喷口11与打印辊20的外圆周面之间的距离相同。
需要指出的是，如附图6至附图8所示，本发明另一实施例提供的印刷单元中，各列喷墨头10中相邻的喷墨头10沿打印辊20转动的方向错开一定距离，并通过紧固件或粘结剂使相临的喷墨头10首尾两端固定连接在一起，这样可以提高各列喷墨头10的机械连接强度，提高印刷单元的整体使用寿命。
需要说明的是，如附图2至附图11所示，定义打印辊20的轴向方向为X方向，与X方向垂直的平面内任一条通过打印辊20的轴心线并指向该轴心线的射线方向为打印辊20的外圆周面的内法线方向，定义该方向为Y方向(附图中仅示出某条内法线的方向)。本发明实施例提供的印刷单元在打印辊20的外围设置了10列均匀布置的喷墨头10，各列所述喷墨头10均沿X方向布置，且每个所述喷墨头10的喷口11，即印墨喷射方向均指向打印辊20的外圆周面的内法线Y方向；同时定义所述喷墨头10与打印辊20的外圆周面之间的距离为d，喷墨头10靠近打印辊20的底端沿Y方向与打印辊20外表面之间的距离值相同。定义打印辊20转动的角速度为ω，本发明实施例中打印辊20按设定的预设值匀速转动，即ω方向、大小均恒定。
下面结合附图2介绍本发明一实施例提供的印刷单元进行印花打印的工作流程，印花介质30通过喷墨印花机的输入口进入后，先绕入压紧辊40，并在压紧辊40的带动下沿压紧辊40和打印辊20之间的间隙绕入打印辊20。在实际印花过程中，可以根据印花介质30的厚度来调节打印辊20和压紧辊40之间的间隙值，使得印花介质30可以既压紧在打印辊20上且能够顺畅的贴合在打印辊20上进行移动。同时，印花介质30的张力及与打印辊20之间的摩擦力可以通过调节控制辊50与压紧辊40的相对位置来进行调节，以实现印花介质30能更好地贴合在打印辊20的外圆周面上。印花介质30绕入所述打印辊20后，在打印辊20的带动下依次匀速经过含有各色染液的各列喷墨头10；印刷单元通过在打印辊20上方设置由控制器控制的喷墨头10，例如常见的由计算机控制的微压电式喷墨装置，可根据预设印花图案并经计算机处理后把由各种墨盒提供的专用染液直接喷射到印花介质30，如热转印纸或纺织品上。由于喷墨头10均以成列的方式等距的布置在打印辊20的外围，只需设定好打印辊20匀速转动的速度即可实现对印花介质30的均匀着色。印花介质30经过喷墨打印后绕出打印辊20，并最终从控制辊50绕出至喷墨印花机的印花成品输出口。
本发明一实施例提供的印刷单元通过使用圆筒状的打印辊20及均匀环设于打印辊20上方的多列喷墨头10，可以实现高速连续地对印花介质30进行喷墨打印，提高了打印速度；同时，由于采用了压紧印花介质30的压紧辊40以及控制印花介质30张紧力的控制辊50，印花介质30可以稳定地贴合在圆筒状的打印辊20上，印刷单元无需再另外将印花介质30粘附在印花导带上即可直接对印花介质30进行印花打印，结构设计简单且简化了印花工序，提高了印花工艺的整体印刷效率。
优选地，如附图2所示，印花介质30与打印辊20贴合的圆弧面的弧度范围值介于π/2至2π之间。定义打印辊20的端面圆心为O，印花介质30进入打印辊20的绕入点为A，印花介质30离开打印辊20的绕出点为B，OA之间的连线沿逆时针方向与OB之间的连线的夹角在90度至360度之间，相应的印花介质30与打印辊20贴合的圆弧面的弧度值为π/2至2π之间。通过在印花介质30与打印辊20外圆周面之间设置较大的包角，可以增大打印过程中印花介质30与打印辊20之间的摩擦力和贴合程度，防止打印过程中印花介质30与打印辊20之间出现相对滑动而造成印花介质30出现重影、色彩模糊等影响印花质量的情况。进一步地，印花介质30与打印辊20贴合的圆弧面的弧度值可在压紧辊40和控制辊50的共同调节下调整为π至2π之间，此时可以更好地避免印花介质30与打印辊20之间出现相对滑动。
具体地，如图2和图3所示，喷墨头10的列数范围为一至十列，可用于对印花介质30进行多色组合印刷。每列喷墨头10共用相同颜色的墨盒，当喷墨头10的数量为一列时，即为单色印刷，如日常生活中常见的黑色打印。本发明实施例设置了十列喷头，上述十列喷墨头10的墨盒的颜色沿打印辊20转动的方向，即图中标示的ω的方式，依次为K(黑)、C(青)、M(品红)、Y(黄)、O(橙)、R(红)、B(蓝)、Lc(淡青)、W(白)及V(紫色)，可以实现丰富的多层次颜色组合，具有较好的印花视觉效果。当然，上述不同颜色的墨盒的布置顺序可以根据需要进行排列使用。作为一种简化的打印单元，通常可以只选择常见的四列喷头，即K、C、M、Y四色喷头，即可满足大部分的印刷需求，具有结构简单、使用成本低廉的特点。需要说明的是，喷墨头10的具体使用列数也可以根据用户的需要进行调整，如可将其中九列分别连接相应颜色的墨盒，剩余的一列作为应急情况下备用。
优选地，如图2和图10所示，压紧辊40为外表面进行包胶或喷涂处理并用以增大压紧辊40表面摩擦系数的金属管。印刷单元通过采用外部包胶或喷涂处理的金属管，可以增大压紧辊40与印花介质30之间的摩擦力，使印花介质30在随着压紧辊40滚动时不容易产生相对滑移。当然，压紧辊40也可以采用外表面经过其他方式处理后的金属管制成，例如可以在金属管的外表面进行滚花或其他机加工处理以提高金属管表面的粗糙度，从而达到与外包胶或喷涂处理相同的技术效果。
具体地，如图2和图10所示，印刷单元还包括设于所示压紧辊40两端并用于控制压紧辊40移动以使所述压紧辊40贴近或离开打印辊20的压紧气缸60。压紧辊40的辊轴41固定设置于支撑块42中间，压紧气缸60在供气条件下可通过气缸轴61顶持支撑块42从而间接可以驱动辊轴41进行移动，同时还可以通过调节气源压力以调节压紧气缸60的气缸轴61的实际行程，从而最终实现调节压紧辊40与打印辊20之间至合适的距离。通过压紧气缸60可以实现气动调节打印辊20与压紧辊40之间距离以满足不同材质、厚度的印花介质30的打印需要。当然，也可以采用现有打印技术中其他用以调节压紧辊40与打印辊20之间的间隙的调节装置和调节方法。优选地，压紧辊40可以采用无缝钢管制成。
具体地，如图2所示，印刷单元还包括设于控制辊50两端并用于控制所述控制辊50移动以调节印花介质30张紧力的张紧气缸(未图示)。由于张紧气缸的结构原理及使用方法与附图10中的压紧气缸60基本类似，因此此处不再赘述。与压紧辊40类似，控制辊50也可以采用无缝钢管制成。
如图11所示，本发明另一实施例提供的印刷单元还包括设于打印辊20相对两侧，用于导引印花介质30的过渡辊70。本实施例与第一实施例相比较，除在打印辊20相对两侧设有过渡辊70之外，其他结构组成与第一实施例完全相同。本实施例中在喷墨式印花机的入口附近设有过渡辊70，可方便将从入口处进入的印花介质30顺利导入压紧辊40，同理在喷墨式印花机的出口处附近也可设有过渡辊70，用于将印花介质30顺利导出控制辊50后最终输出喷墨式印花机的出口。优选地，过渡辊70可以采用铝制滚筒制成，具有质量轻盈且方便印花介质30导入、导出喷墨式印花机的特点。
优选地，如图3和图4所示，本发明提供的两实施例中，打印辊20为直径ΦD范围介于600mm～3000mm之间且长度L范围介于100mm～5000mm之间的金属圆筒。通过设置长度尺寸较大的打印辊20，可以满足日常生产中宽度为100mm～5000mm之间的印花介质30进行使用；同时大直径的打印辊20也可以提高单位时间内印刷单元对印花介质30进行打印的效率。进一步地，金属圆筒一般为大口径的无缝钢管制成，当然也可以采用其他手段，如通过钢板热轧或冷压的方法滚制而成。在实际生产过程中，为保证印花质量，需要打印辊20具有较高的加工精度，一般来讲打印辊20的圆柱度公差尽量控制在0.55mm之内，以满足高质量印花工艺的需要。
优选地，如图2和图9所示，本发明提供的两实施例中，喷墨头10沿打印辊20的外圆周面的法线方向同步移动，且喷墨头10的底端与打印辊20的外圆周面之间的距离d值范围介于0～1500mm之间。通过调节可沿打印辊20外圆周面的法线方向同步移动的喷墨头10与打印辊20之间的距离d值，可以满足不同种类及厚度印花介质30的打印需要。
本发明实施例还提供一种喷墨式印花机，用于对印花介质进行喷墨打印，包括上述任一项的印刷单元。采用上述印刷单元的喷墨式印花机具有结构简单，占用空间小，可高速、连续打印并且维修保养方便的特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种印刷单元，设置于对印花介质进行喷墨打印的喷墨式印花机上，所述印刷单元包括多列喷墨头、控制所述喷墨头动作的控制器以及为所述喷墨头供墨的墨盒，其特征在于，所述印刷单元包括圆筒状的打印辊、与所述打印辊配合并用于压紧所述印花介质的压紧辊以及用于控制所述印花介质张紧力的控制辊；所述压紧辊和所述控制辊分别设置于所述打印辊的相对两侧，所述印花介质经过所述压紧辊后贴合到所述打印辊的外圆周面上并从所述打印辊另一侧绕出至所述控制辊；各列所述喷墨头均等列距沿所述打印辊轴线方向环设在所述打印辊上方，且每个所述喷墨头的喷口均指向所述打印辊的外圆周面的内法线方向，各所述喷墨头的喷口与所述打印辊的外圆周面之间的距离相同。
2.如权利要求1所述的印刷单元，其特征在于，所述印花介质与所述打印辊贴合的圆弧面的弧度范围值介于π/2至2π之间。
3.如权利要求1所述的印刷单元，其特征在于，所述喷墨头的列数范围为1至10列，用于对所述印花介质进行多色组合印刷。
4.如权利要求1所述的印刷单元，其特征在于，所述压紧辊为外表面进行包胶或喷涂处理并用以增大所述压紧辊表面摩擦系数的金属管。
5.如权利要求1所述的印刷单元，其特征在于，还包括设于所述压紧辊两端并用于控制所述压紧辊移动以使所述压紧辊贴近或离开所述打印辊的压紧气缸，所述压紧气缸的气缸轴抵持于所述压紧辊的辊轴上。
6.如权利要求1所述的印刷单元，其特征在于，还包括设于所述控制辊两端并用于控制所述控制辊移动以调节所述印花介质张紧力的张紧气缸，所述张紧气缸的气缸轴抵持于所述控制辊的辊轴上。
7.如权利要求1所述的印刷单元，其特征在于，还包括设于所述打印辊相对两侧并用于导引所述印花介质的过渡辊。
8.如权利要求1至7任一项所述的印刷单元，其特征在于，所述打印辊为直径范围介于600mm～3000mm之间且长度范围介于100mm～5000mm之间的金属圆筒。
9.如权利要求1至7任一项所述的印刷单元，其特征在于，所述喷墨头沿所述打印辊的外圆周面的法线方向同步移动，且所述喷墨头的底端与所述打印辊的外圆周面之间的距离范围介于0～1500mm之间。
10.一种喷墨式印花机，用于对印花介质进行喷墨打印，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的印刷单元。
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