CN110475669B - 集成的竖式便携喷墨印制机 - Google Patents

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Abstract

用于在竖向基板上进行印制的集成竖式喷墨印制机，包括控制器、承载有主台车本体的主台车、以及印制组件，该印制组件包括：安装在平台上的多个喷墨印制头组件；竖向伸缩式串列梁系统，包括第一印制梁和第二印制梁，其中，所述平台可沿着所述第一印制梁滑动，第二印制梁可拆卸地插在所述第一印制梁与所述主台车本体之间；第一马达，被配置成在竖向上驱动所述平台；以及第二马达，被配置成沿着所述第二印制梁驱动所述第一印制梁。

Description

集成的竖式便携喷墨印制机
技术领域
本发明总体上涉及印制机(printer，打印机、印刷机)，并且具体地涉及竖式喷墨印制。
背景技术
在水平表面上的印制在本领域中是公知的。
然而，在竖向表面上的印制是正在发展中的行业。
当在竖向表面上印制时，需要在被印制的表面上尽可能地创建无瑕疵的图像覆盖。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了用于在竖向(vertical，竖式的、立式的)基板上进行印制的集成竖式喷墨印制机，包括控制器、承载有主台车本体的主台车、以及印制组件，印制组件包括：安装在平台上的多个喷墨印制头组件；竖向伸缩式串列(tandem，纵列的、一前一后的、串联式)梁系统，包括第一印制梁和第二印制梁，其中，平台能沿第一印制梁滑动，第二印制梁可拆卸地插在第一印制梁与主台车本体之间；第一马达，被配置成在竖向上驱动平台；以及第二马达，被配置成沿着第二印制梁驱动第一印制梁。
集成竖式喷墨印制机还可以包括至少一个距离传感器，该距离传感器被配置成提供集成竖式喷墨印制机相对于基板的准确定位。
主台车可以安装在四个轮子上，并且该主台车可以包括自动底面校平元件。
集成竖式喷墨机还可以包括两个竖向线性编码器，该两个竖向线性编码器被配置成向控制器提供第一和第二印制梁的相应准确位置。
多个喷墨印制头组件可以包括安装在平台上方和下方的印制头，其中，控制器可以被配置成当头到达基板的顶面或底面时相应地执行特殊的印制序列(sequence，顺序)。
根据本发明的另一方面，提供了用于在竖向基板上进行印制的集成竖式喷墨印制机，包括：控制器；承载有主台车本体的主台车；承载有第一延伸台车本体的第一延伸台车；两个第一水平轨道，两个第一水平轨道可拆卸地连接主台车本体和第一延伸台车本体；以及，能沿两个水平轨道移动的印制组件，该印制组件包括安装在平台上的多个喷墨印制头组件，其中，该多个喷墨印制头组件包括安装至平台右边和左边的印制头；并且其中，控制器被配置成当头到达基板的右壁或左壁时相应地执行特殊的印制序列。
集成竖式喷墨机还可以包括：承载有第二延伸台车本体的第二延伸台车；两个第二水平轨道，两个第二水平轨道可拆卸地连接第一延伸台车本体和第二延伸台车本体；能沿着两个第一水平轨道和两个第二水平轨道移动的印制组件，该印制组件包括安装在平台上的多个喷墨印制头组件，该平台能沿着竖向梁滑动；同步带(timing belt，正时带)机构，被配置成提供印制组件在两个第一水平轨道和第二水平轨道中的每个水平轨道上的平滑过渡以及在两个第一水平轨道与两个第二水平轨道之间的平滑过渡；与两个第一水平轨道连接的第一线性编码器标尺；与两个第二水平轨道连接的第二线性编码器标尺；以及包括两个读出头的线性编码器读出器，其中，读出头中的仅一个读出头能在任意给定时间操作。
集成竖式喷墨印制机还可以包括至少一个距离传感器，该距离传感器被配置成提供集成竖式喷墨印制机相对于基板的准确定位。
主台车以及第一延伸台车和第二延伸台车可以各自安装在四个轮子上，并且可以各自包括自动底面校平元件。
同步带可以包括两个切向同步带。
集成竖式喷墨印制机还可以包括用于在印制之前或印制期间测绘(map，映射、绘制)基板的平面轮廓的装置。
用于测绘的装置可以包括距离传感器。
控制器还可以被配置成基于测绘计算用于印制组件的平滑距离移动轨迹(profile，曲线、简档、轮廓)。
印制头组件可以包括被配置成印制背景颜色的印制头。
背景颜色可以包括底料(primer，底漆、底涂料、基层处理剂)。
集成竖式喷墨印制机还可以包括被配置成使底料固化的UV单色发光二极管(UVLED)。
UV LED可以安装在印制头组件附近。
根据本发明的另一方面，提供了在竖向基板上进行印制的方法，包括：提供印制组件，该印制组件包括四个印制头组件、两个背景印制头组件、两个图像UV单色发光二极管(UV LED)以及两个背景单色发光二极管(UV LED)；在使两个背景印制头组件从起始点起在第一水平方向上移动的同时，通过该两个背景印制头组件印制背景颜色；通过两个背景UVLED使背景颜色固化；将两个背景印制头组件移动到印制组件的另一侧；通过印制组件在第二水平方向上返回到起始点；在使印制头组件在第一水平方向上移动的同时，通过该印制头组件印制图像；以及通过两个图像UV LED使印制的图像固化。
该方法还可以包括：将两个背景印制头组件移动到印制组件的另一侧；在使背景颜色固化的同时继续印制图像；将背景UV LED折叠并继续印制图像；以及在使印制的图像固化的同时在第二水平方向上移动。
根据本发明的另一方面，提供了同步带机构，包括：至少两个滑轮，其中，通过马达使该至少两个滑轮中的至少一个滑轮启用；以及围绕该至少两个滑轮伸展的同步带；其中，同步带的至少一部分被配置成与第二带接触，从而使第二带准确地移动。
第二带可以是传送机同步带。
同步带机构还可以包括至少一个编码器，该编码器包括至少一个读出头和至少一个编码器标尺。
附图说明
为了更好地理解本发明并示出可以如何实现本发明，现在将仅通过示例的方式参考所附附图。
现在详细地具体参考附图，要强调的是，所示出的详情仅是示例性的，并且仅出于对本发明优选实施方式的例示性讨论的目的，并且是为了提供被认为是对本发明的原理和概念性方面最有用的且易于理解的描述而被提出。在这点上，没有试图以比基本理解本发明所必需的更详细的方式示出本发明的结构细节，利用附图进行描述，使得本发明的若干形式可以如何在实践中被实现对本领域技术人员来说是明显的。在所附附图中：
图1是根据本发明实施方式的处于基本配置的集成竖式喷墨印制机的示意性立体图；
图2是根据本发明实施方式的处于延伸配置的集成竖式喷墨印制机的示意性立体图；
图3是根据本发明实施方式的处于运行中的集成竖式喷墨印制机的示意性立体图；
图4A至图4C是根据本发明实施方式的竖向伸缩式串列梁系统的示意性表示，示出了竖向梁和印制头平台的三种不同的相对位置；
图4D是根据本发明实施方式的梁、印制头平台和喷墨印制头组件的示意性特写表示；
图5A和图5B是示出根据本发明实施方式的对用于印制多个竖向幅区(swath，幅宽、条状带区、刈幅)的集成竖式喷墨印制机进行操作的示例性过程的流程图；
图6示出了根据本发明的实施方式的用于越过阻挡基板的部分的障碍的连续印制的竖向伸缩式串列梁系统的另一示例性使用；
图7是根据本发明实施方式的处于另一延伸配置的集成竖式喷墨印制机的示意性立体图；
图8A是根据本发明实施方式的同步带机构的示意图；
图8B是根据本发明实施方式的图8A的在两个水平轨道之间横移的同步带机构、水平线性编码器和双编码器读出器的示意图；
图8C示出了根据本发明实施方式的同步带机构的示例性应用；
图8D示出了根据本发明实施方式的同步带机构的另一示例性应用；
图8E示出了根据本发明实施方式的同步带机构570的另一示例性应用；
图9A是示出根据本发明实施方式的三种不同的水平印制区域的示意图；
图9B是示出根据本发明实施方式的三种不同的竖向印制区域的示意图；
图10是根据本发明实施方式的与印制头倾翻机构连接的两个印制头组件的示意性表示；
图10A示出了根据本发明实施方式的能够通过印制头倾翻机构用于印制基本上直至壁、物体、障碍等的印制头组件的示例性位置；
图10B示出了根据本发明实施方式的通过印制头倾翻机构能够用于印制基本上直至(up to，最多达)底面、顶面、物体、障碍等的印制头组件的另一示例性位置；以及
图11A至图11J示出了根据本发明实施方式的集成竖式喷墨印制机的示例性运行。
具体实施方式
为了更好地理解本发明并示出可以如何实现本发明，现在将仅通过示例的方式参考所附附图。
现在详细地具体参考附图，要强调的是，所示出的详情仅是示例性的，并且仅出于对本发明优选实施方式的例示性讨论的目的，并且是为了提供被认为是对本发明的原理和概念性方面最有用的且易于理解的描述而被提出。在这点上，没有试图以比基本理解本发明所必需的更详细的方式示出本发明的结构细节，利用附图进行描述，使得本发明的若干形式可以如何在实践中被实现对本领域技术人员来说是明显的。在所附附图中：
本发明提供了一种集成竖式喷墨印制机，用于在消费者所在地的壁、玻璃或任何其他基板上进行印制。
本发明的集成式印制机与现有技术的印制机的区别尤其在于其在准备印制状态下的移动性，不需要现场组装。
此外，印制机被设计成使得其可以轻松地进入公共空间(例如楼梯、门道、电梯、人行道)，能适应不同的宽度(例如，壁宽度)和高度(例如，顶面高度)，克服基板不规则性而不损失图像质量，并且通过在印制主图像的同时印制适当的底料层能够适应各种基板。
本发明的集成式印制机被设计成利用其移动性、自动校平和自动初始定位的能力而需要最少的安装时间，如下面将详细描述的。
图1是根据本发明实施方式的处于基本配置的集成竖式喷墨印制机100的示意性立体图，包括：
-主台车110，其由具有电动折叠机构(未示出)的四个“全向轮”115(具有电驱动器——仅三个被示出)支撑。在将印制机推动到适当位置之后，将轮子折叠起来，并且台车以使用提供自动平面度的校平器传感器的四个自动底面校平元件118(仅三个被示出)停放。
-主台车本体130，其连接到主台车110并从该主台车竖向延伸；
-两个连接轨道190、191，其连接到主台车本体130；
-印制组件，包括：
·电器柜(未示出)，包括系统控制器和运行专用印制应用的计算机；
·竖向伸缩式串列梁系统，包括：
o第一印制梁150；
o第二印制梁155，其可拆卸地插在第一印制梁150与主台车本体130之间。
马达195在印制过程期间驱动第一印制梁150在竖向上相对于第二印制梁155上下移动，从而使竖向印制能够达到超过第一印制梁150的高度。
·多个喷墨印制头组件160，其安装在可利用马达196沿着第一印制梁150滑动的平台170上。
·至少一个距离传感器(未示出)，其根据接收到的关于基板上的印制位置——即距基板右边缘的距离、距基板左边缘的距离以及距顶面的距离——的指令提供集成竖式喷墨印制机100的准确定位。
应当理解，本发明的集成竖式喷墨印制机100不限于所示出的印制头组件的数量。可以使用任何数量(更少或更多)的印制头组件。
应当理解，轮115不限于折叠式。
图2是根据本发明实施方式的处于延伸配置的集成竖式喷墨印制机101的示意性立体图。
除了结合图1所描述的基本配置之外，印制机101包括：
-延伸台车120，其由四个全向轮125(没有电驱动器——两个未示出)和四个底面校平延伸件128(两个未示出)支撑；
-延伸台车本体135，其连接到延伸台车120并从该延伸台车竖向延伸；
-在台车本体130和135之间延伸的上部水平轨道200和下部水平轨道210；这两个水平轨道分别在其近侧以快速连接器的方法被可拆卸地连接到两个主台车连接轨道190、191，并且分别在其远侧被可拆卸地连接到两个类似的延伸台车连接轨道192、194；
印制组件能沿两个水平轨道200、210和台车连接轨道190、191移动。
根据本发明的实施方式，水平轨道200和210可以具有固定的长度或可调节的长度。
图3是根据本发明实施方式的处于运行中的集成竖式喷墨印制机101的示意性立体图。印制组件被示出为水平地处于台车本体130和135之间。
图4A至图4C是竖向伸缩式串列梁系统的示意性表示，示出了竖向梁150和155的三种不同的相对位置。在图4A中，梁150和155处于相同的竖向位置，其中，印制头平台170在梁150的底部。在图4B中，梁150和155处于相同的竖向位置，其中，印制头平台170在梁150的顶部。在图4C中，梁150抵靠梁155在竖向上滑动，并且印制头平台170在梁150的顶部。
图4D是梁150和155、印制头平台170和喷墨印制头组件160的示意性特写表示，示出了允许梁150沿着梁155滑动的滑动件197以及允许印制头平台170沿着梁150滑动的滑动件198。
根据本发明的实施方式，两个竖向线性编码器(未示出)，每个竖向线性编码器用于竖向印制梁150和155中的一个竖向印制梁，为系统控制器提供准确的竖向位置数据。通过插补两个竖向线性编码器的读数来计算确切位置。
图5A和图5B是示出根据本发明实施方式的对用于印制多个竖向幅区的集成竖式喷墨印制机101进行操作所采取的基本步骤的流程图400：
410–将印制机推动到印制起始位置，其中，印制组件处于其起始(例如，最左)位置。
420–第一印制梁和第二印制梁(与印制头平台一起)处于其初始(例如，最低)位置。
430–操作者使用印制应用用户接口来选择设计。
440–操作者将基板起始(例如，左下)坐标和印制尺寸或基板尺寸(例如，壁高度和宽度)嵌入(insert，插入)印制应用用户接口。替代性地，所提到的尺寸可以由位于主台车和印制组件上的距离传感器自动嵌入。
450–应用从数据库中检索用于所选设计的至少第一幅区数据，并将数据发送到控制器。
460–在第一印制梁固定地附接到第二印制梁的情况下，通过使印制头平台逐渐向上移动而印制第一幅区。
470–在每次向上移动之前，控制器检查是否已经印制了完整的基板高度(或设计高度)。如果是，则第一幅区印制结束并且该过程在图5B的步骤500中继续。
480–如果尚未印制完整的基板高度(或设计高度)，则控制器检查印制头平台是否即将到达其最高位置。如果不是，则继续印制幅区(460)。
490–在印制头平台到达其最高位置之前但仍然在移动时，并且如果尚未印制完整的基板高度，则第一印制梁开始沿着第一印制梁向上滑动(同时印制头平台仍然在向上移动)以继续平滑印制，例如，通过使第一梁与印制头平台的双重相对移动同时地同步来实现竖向印制。
495–在每次向上移动之前，控制器检查是否已经印制了完整的基板高度(或设计高度)。如果是，则第一幅区印制结束并且该过程在图5B的步骤500中继续。如果尚未印制完整的基板高度(或设计高度)，则过程返回到步骤490。
500–为了印制下一幅区，控制器将印制组件向右移动一个幅区宽度。
510–应用从数据库(或存储器)中检索用于所选设计的下一幅区数据，并将数据发送到控制器。
520–控制器检查第一印制梁是否处于其最低位置，处于该最低位置意味着基板高度不需要伸缩式串列梁系统的竖向延伸。
530–只要第一印制梁没有到达其最低位置，该第一印制梁就沿着第二印制梁向下滑动以印制幅区。
540–在第一印制梁到达其最低位置之前但仍然在移动时，通过使印制头平台逐渐向下移动来印制幅区。
即，通过使第一印制梁和印制头平台的双重相对移动同时地同步来实现竖向印制。
550–重复步骤540直至到达基板底部，并且系统以与结合图5A所描述的方式类似的方式准备印制下一幅区。
应当理解，印制组件的起始位置不限于最左位置。根据本发明的实施方式，印制组件的起始位置可以是最右位置或者在最右和最左位置之间的任何位置。
应当理解，第一印制梁(与印制头平台一起)的初始位置不限于最低位置。根据本发明的实施方式，第一印制梁(与印制头平台一起)可以处于由被印制的基板允许的最高位置或者处于最低位置和最高位置之间的任何位置。
在上述定位场景中的每个定位场景中，可以用方向调节类似地来一起或分开地执行结合图5A和图5B所描述的过程。
应当理解，结合图5A和图5B所描述的过程不限于所描述的确切移动。
根据本发明的实施方式，印制过程可以通过下述完成：
1.使印制头组件移动，并且然后使第一印制梁移动。
2.使第一印制梁移动，并且然后使印制头组件移动。
3.使仅印制头组件移动。
4.使仅第一印制梁移动。
5.使第一印制梁和印制头组件同时移动。
可以由系统控制器根据被印制的基板、图像大小、图像位置、约束条件等自动地选择移动方法。
图6示出了用于越过阻挡基板的一部分的障碍诸如从顶面悬挂的梁进行连续印制的竖向伸缩式串列梁系统的另一示例性使用。
如上所述，根据本发明的实施方式，具有或不具有竖向伸缩式串列梁系统(例如，印制头平台在其上竖向滑动的单一的竖向梁)的基本型集成竖式喷墨印制机100可以水平地延伸以能够在延伸超过图2的轨道200和210的大小的不同宽度的基板上进行印制。
可以通过上部水平轨道和下部水平轨道600和610这两个附加的水平轨道来完成宽度延伸，如在图7中示出的，该两个附加的水平轨道分别在它们的近侧以快速连接器的方法被支撑到延伸台车连接轨道192、194的另一侧，并且分别在它们的远侧被支撑到在第三延伸台车本体630上的类似的延伸台车连接轨道192A和194A。
应当理解，可以将附加的拖车、台车本体以及固定长度或可变长度的延伸轨道类似地水平地连接，以在整个基板宽度上印制图像。
应当理解，最后的延伸可以具有不同的长度以与基板宽度配合，或者该最后的延伸可以是柔性折叠式延伸。
根据本发明的实施方式，印制组件在两个宽度延伸之间的平滑且准确的横移可以通过下述实现：
1.用于水平轨道上的平滑过渡的同步带机构570(图8A)。同步带机构570包括：切向同步带590，其旨在与切向同步带580接触；以及至少两个滑轮595(示出了三个)，其中，通过马达(未示出)启用上述滑轮中的至少一个滑轮，并且其他滑轮可以是从动的。如图8B中所示，由于同步带590的宽阔的基部，切向同步带590提供印制组件沿着上部水平轨道200的准确的前进运动，并且还提供印制组件从上部水平轨道200到相邻连接轨道192以及类似地到水平轨道600的准确的前进运动。
2.水平线性编码器和读出器，如图8B中示意性地示出的。水平线性编码器700包括分开的编码器标尺730和740，每个编码器标尺用于一个宽度延伸。
根据本发明的实施方式，附加的同步带机构提供印制组件沿着下部水平轨道210的准确的前进运动，并且还提供印制组件从上部水平轨道200到相邻连接轨道194以及类似地到水平轨道610的准确的前进运动。
线性编码器读出器700在箭头750的方向上提供在两个水平宽度延伸之间的平滑且准确的过渡。水平线性编码器读出器700具有两个读出头(710、720)，该两个读出头被定位成彼此相距预定的水平距离，用于准确读出印制组件的位置。控制器在印制组件行至水平延伸时确定何时切换到编码器读出器的第二读出头。
应当理解，同步带机构570不限于本发明。同步带机构570能应用于任何传动系统、传送机系统或任何其他旨在准确地移动物体、传送带等的系统。同步带机构570可以充当那些系统的主要的或次要的驱动媒介并且可以使用多个单元。
图8C示出了根据本发明实施方式的同步带机构570的示例性应用。传送机800是本领域中已知的传送机，包括例如一个主动滑轮810(或820)、一个从动滑轮820(或810)和传送带830(同步带)。在这种传送机中，滑轮之间的带经受不均匀的拉力，该不均匀的拉力在某些行业中是决定性的并且导致待移动的物体被不均匀地移动。本发明的同步带机构570可以解决这个问题。通过将至少一个同步带机构570置放成与传送带(同步带)接触，可以实现均匀的拉力。出于演示的目的，示出了三个同步带机构570。
应当理解，滑轮810和820两者都可以是从动的，并且可以通过本发明的同步带机构570来使传送带移动。
图8D示出了根据本发明实施方式的同步带机构570的另一示例性应用。在该配置中，三个同步带机构570被放置在传送带830的外侧并与该传送带接触。出于演示的目的，示出了四个同步带机构570。
图8E示出了根据本发明实施方式的同步带机构570的另一示例性应用。在该配置中，同步带机构570被安装在圆形的同步带870的内侧并与该圆形的同步带接触。
应当理解，对可以使用的同步带机构的数量没有限制。
根据本发明的实施方式，结合图8C至图8D所描述的同步带机构中的每个同步带机构可以包括如结合图8B所描述的水平线性编码器700。根据本发明的实施方式，编码器可以包括仅一个编码器标尺和/或一个读出头。
根据本发明的实施方式，可以在整个基板的预扫描阶段中通过附接到印制组件的距离传感器来测绘基板的平面轮廓，以在印制阶段期间提供基板与印制组件之间的准确距离。
替代性地，预扫描和印制可以并行地进行，其中，在印制当前幅区的同时，通过附接到印制组件的距离传感器扫描下一幅区宽度。
对基板不规则性的修正可以通过控制器软件进行，其中，计算印制头组件的Z方向(距基板的距离)的移动以提供平滑的Z移动轨迹。
在传统的喷墨印制机中，基板被供给到印制机并且印制头具有横贯(traverse，横越、遍历)基板的整个宽度的能力，与传统的喷墨印制机相反的，本发明的印制机被安置在固定不动的基板附近，在此情况下，可能需要首尾相连(end-to-end，端对端)的印制，并且印制头组件的起始位置和结束位置可能受到限制(例如受到正交的壁的限制)。
该约束条件限定了3种不同的水平印制区域，如在图9A中示意性示出的：
区域I，其中，印制头组件受到左壁的限制；
区域II，没有对印制头组件的水平限制；
区域III，印制头组件受到右壁的限制。
在区域I和III中印制需要对从控制器发送到每列印制头组件的数据进行特殊排序，如下面参考区域I并且结合图9A所述的。
由于在印制头组件的列(820、840)之间存在距离810，并且由于印制分辨率高于印制头组件的原始分辨率，并且由于部分印制喷嘴在任意给定时间可能是不能操作的，因此需要不止一遍的印制即交错来完成基板上的每个区域的印制。这通常通过一个或多个后续的“填充”间隙的印制头组件/列来完成。
诸如对于区域I中的列820来说，当没有后续的印制头组件时，由于物理屏障(例如，壁)而出现该问题。为了解决该问题，构造印制组件使得一列印制头组件(图9A中的820)被安装至印制头平台170的左边，并且另一列印制头组件(图9A中的840)被安装至印制头平台170的右边。控制器操纵数据和印制头组件的移动，使得列820在印制区域I中时通过执行自交错，即执行印制头的微移动以填充间隙来完成印制。列840正常印制，因为它将与列820交错。
将该技术应用于在区域III中的最右列的印制头组件840。
这些约束条件限定了受到顶面和底面约束的3种不同的竖向印制区域，如在图9B中示意性地示出的：
区域IV，印制头组件受到顶面限制；
区域V，没有对印制头组件的竖向限制；
区域VI，印制头组件受到底面限制。
在区域IV和VI中印制需要对从控制器发送到每列印制头组件的数据进行特殊排序，如下面参考区域IV并且结合图9A所述的。
为了解决该问题，构造印制组件使得一行印制头组件(图9B中的850)被安装在印制头平台170的顶部，并且另一行印制头组件(图9B中的860)被安装在印制头平台170的底部。控制器操纵数据和印制头组件的移动，使得行850在印制区域IV中时通过执行自交错，即执行印制头的微移动以填充间隙来完成印制。列860正常印制，因为它将与列850交错。
将该技术应用于在区域VI中的底部行印制头组件860。
如前面提到的，根据本发明的实施方式，本发明的印制机可以被安置在固定不动的基板附近，在此情况下，可能需要首尾相连的印制，并且印制头组件的起始位置和结束位置可能受到限制(例如受到正交的壁的限制)。
然而，本发明的目的是使印制能够基本上直至基板的边缘(例如，左壁、右壁、顶面、底面)，使印制能够围绕物体(例如电源插座、开关等)进行，使印制在障碍物附近进行等等。
图10示出了根据本发明实施方式的印制头倾翻机构1000。印制头倾翻机构1000包括连接器1010，该连接器与印制头平台(此处未示出——例如，图1的170)连接，并且经由转轴1020与印制头组件160连接。印制头倾翻机构使印制头组件160能够在双头箭头1030的方向上移动，并且从而使该印制头组件能够印制基本上直至水平边缘(左壁、右壁等)、物体、障碍等；并且该印制头倾翻机构使该印制头组件能够在双头箭头1035的方向上移动，并且从而使该印制头组件能够印制基本上直至竖向边缘(顶面、底面等)、物体、障碍等。
图10A示出了印制头倾翻机构1000，根据本发明的实施方式，该印制头倾翻机构使印制头组件160能够在箭头1050的方向上移动，并且从而使该印制头组件能够印制基本上直至壁1060。
图10B示出了印制头倾翻机构1000，根据本发明的实施方式，该印制头倾翻机构使印制头组件160能够在箭头1041的方向上移动，并且从而使该印制头组件能够印制基本上直至底面或者在这种情况下基本上直至板1042。此外，根据本发明的实施方式，印制头倾翻机构1000可以使印制头组件160能够在双头箭头1040的方向上移动，以便补偿由位置角引起的与基板的距离。
根据本发明的实施方式，系统控制器可以在印制的时候当印制头倾翻时操纵印制图像的数据，以便补偿由倾翻造成的印制角度。
根据本发明的实施方式，印制可以将同时印制的下述颜色组合：作为背景的白色(或任何其他合适的颜色)和4种基本颜色(青色、品红色、黄色、黑色)，或者任何种类或数量的所需设计的印制颜色。印制头组件的数量和/或颜色的数量没有限制。
根据本发明的实施方式，可以在印制过程期间印制底料以将油墨保持到基板上并且直至固化。底料可以作为单独的颜色印制或者与背景颜色混合。
根据本发明的实施方式，底料被选择成与基板相容。
使用单色UV发光二极管(LED)实现固定和固化。根据本发明的实施方式，UV LED安装在印制头组件附近。
选择油墨配方以与UV LED的波长相容；该波长可以是单一UV波长或波长组合。
图11A至图11J示出了根据本发明实施方式的处于示例性运行中的集成竖式喷墨印制机的前视图(从基板视角)。
在图11A中，集成竖式喷墨印制机被定位成紧挨着左壁1105(根据基板视角的右壁)。该过程开始于使用印制头组件1110印制底料和/或背景颜色。底料和/或背景颜色有助于接下来将被印制的喷墨颜色粘附到基板上。
在图11B中，印制组件在箭头1120的方向上沿着两个水平轨道1115A和1115B移动一距离，该距离使UV固化LED1125能够弹出。UV固化LED旨在使由印制头组件1110沉积的底料和/或背景颜色固化，以使其变得发黏(tacky，黏性的)和/或以避免漏损，并且从而使底料和/或背景颜色固定到基板。该过程持续直至印制头组件1110覆盖整个印制组件宽度。即，经过图11A的线1101。当印制头组件1110经过线1101时，UV固化LED被折叠，印制头组件1110移动到印制组件的右侧(根据基板视角的左边)，并且印制组件在箭头1120A的方向上沿着两个水平轨道1115A和1115B移动回到图11C的印制头组件1130被定位成紧挨着左壁1105的位置。
在图11C中，在UV固化LED被折叠并且印制头组件1110被移动到印制组件的右侧之后，印制头组件1130被定位成紧挨着左壁1105。自此起，印制组件可以开始印制图像，其中，印制头组件1110继续印制底料和/或背景颜色，UV固化LED1135使底料和/或背景颜色印制层固化，并且印制头组件1130和1130A开始印制图像。
在图11D中，印制组件在其在箭头1120的方向上沿着两个水平轨道1115A和1115B移动一距离的同时印制图像，该距离使得UV固化LED1125能够弹出用于使印制图像固化。
在图11E中，印制过程持续直至印制头组件1110到达右壁1140(根据基板视角的左壁)。在该状况下，整个基板被底料和/或背景颜色覆盖。
在图11F中，UV固化LED1125被折叠，以便使印制头组件1110能够移动到印制组件的左侧(根据基板视角的右边)。
在图11G中，印制头组件1110移动到印制组件的左侧，并且UV固化LED1135可以使其余的印制图像完成固化。
在图11H中，UV固化LED1135到达右壁1140(根据基板视角的左边)。
在图111中，UV固化LED1135被折叠，以便使印制头组件1130A能够到达右壁1140(根据基板视角的左边)，并且从而完成印制图像。
在图11J中，印制组件在箭头1145的方向上移动，以使UV固化LED1135能够再次弹出，以便使尚未固化的印制图像部分固化。
应当理解，在图像印制过程期间，印制头倾翻机构可以使印制基本上能够直至顶面、底面、左壁、右壁、物体、障碍等。
应当理解，类似的过程(或部分过程)可以在下述情况下时执行：
1.印制组件被定位成紧挨着右壁。
2.印制组件被定位在相对于基板的任何地方且旨在到达右壁。
3.印制组件被定位在相对于基板的任何地方且旨在到达左壁。
本领域技术人员将理解，本发明不限于上文特别示出和描述的内容。相反地，本发明的范围由所附权利要求限定，并且包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及本领域技术人员在阅读前述描述时会想到的其变型和修改。

Claims (23)

1.一种用于在竖向的基板上进行印制的集成竖式喷墨印制机，包括：
控制器；
主台车，所述主台车承载有主台车本体；以及
印制组件，包括：
多个喷墨印制头组件，所述多个喷墨印制头组件安装在平台上；
竖向伸缩式串列梁系统，包括：
第一印制梁，其中，所述平台能沿着所述第一印制梁滑动；以及
第二印制梁，所述第二印制梁可拆卸地插在所述第一印制梁与所述主台车本体之间；
第一马达，所述第一马达被配置成在竖向上驱动所述平台；以及
第二马达，所述第二马达被配置成沿着所述第二印制梁驱动所述第一印制梁；
其中，所述平台和所述第一印制梁能够彼此独立地且同时移动；
第一线性编码器，所述第一线性编码器安装在所述第一印制梁上；以及
第二线性编码器，所述第二线性编码器安装在所述第二印制梁上；
其中，所述第一线性编码器和所述第二线性编码器被配置成向所述控制器提供所述平台相对于所述第一印制梁的准确的竖向位置数据和所述第一印制梁相对于所述第二印制梁的准确的竖向位置数据；以及
所述控制器被配置成使用从所述第一线性编码器和所述第二线性编码器两者接收的所述竖向位置数据对所述多个喷墨印制头组件的确切位置进行计算，从而控制印制。
2.根据权利要求1所述的集成竖式喷墨印制机，还包括至少一个距离传感器，所述距离传感器被配置成提供所述集成竖式喷墨印制机相对于所述基板的准确定位。
3.根据权利要求1所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述主台车安装在四个轮子上，并且所述主台车包括自动底面校平元件。
4.根据权利要求1所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述多个喷墨印制头组件包括安装在所述平台上方和下方的印制头组件，其中，所述控制器被配置成执行下述中的至少一者：当安装在所述平台上方的所述印制头组件到达所述基板的顶面时，执行安装在所述平台上方的所述印制头组件的微移动；以及当安装在所述平台下方的所述印制头组件到达所述基板的底面时，执行安装在所述平台下方的所述印制头组件的微移动。
5.根据权利要求1所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述多个喷墨印制头组件包括安装至所述平台的右边和左边的印制头组件；其中，所述控制器被配置成执行下述中的至少一者：当安装至所述平台的右边的所述印制头组件到达所述基板的右壁时，执行安装至所述平台的右边的所述印制头组件的微移动；以及当安装至所述平台的左边的所述印制头组件到达所述基板的左壁时，执行安装至所述平台的左边的所述印制头组件的微移动。
6.根据权利要求1所述的集成竖式喷墨印制机，还包括：用于在印制之前或印制期间测绘所述基板的平面轮廓的装置。
7.根据权利要求6所述的集成竖式喷墨印制机，其中，用于测绘的所述装置包括距离传感器。
8.根据权利要求7所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述控制器还被配置成基于所述测绘计算用于所述印制组件的平滑距离移动轨迹。
9.根据权利要求1所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述多个喷墨印制头组件包括被配置成印制背景颜色的印制头。
10.一种用于在竖向的基板上进行印制的集成竖式喷墨印制机，包括：
控制器；
主台车，所述主台车承载有主台车本体；
第一延伸台车，所述第一延伸台车承载有第一延伸台车本体；
两个第一水平轨道，所述第一水平轨道可拆卸地连接所述主台车本体和所述第一延伸台车本体；以及
能沿着所述两个第一水平轨道移动的印制组件，所述印制组件包括：
安装在平台上的多个喷墨印制头组件；以及
竖向伸缩式串列梁系统，包括：
第一印制梁，其中所述平台能沿着所述第一印制梁滑动；以及
第二印制梁，所述第二印制梁可拆卸地插在所述第一印制梁和所述主台车本体之间；
其中，所述平台和所述第一印制梁能够彼此独立地且同时移动；
第一线性编码器，所述第一线性编码器安装在所述第一印制梁上；以及
第二线性编码器，所述第二线性编码器安装在所述第二印制梁上；
其中，所述第一线性编码器和所述第二线性编码器被配置成向所述控制器提供所述平台相对于所述第一印制梁的准确的竖向位置数据和所述第一印制梁相对于所述第二印制梁的准确的竖向位置数据；
其中，所述控制器被配置成使用从所述第一线性编码器和所述第二线性编码器两者接收的所述竖向位置数据对所述多个喷墨印制头组件的确切位置进行计算，从而控制印制，
其中，所述多个喷墨印制头组件包括以下中的至少一者：
安装至所述平台的右边和左边的印制头组件；其中，所述控制器被配置成执行以下中的至少一者：当安装至所述平台的右边的所述印制头组件到达所述基板的右壁时，执行安装至所述平台的右边的所述印制头组件的微移动；以及当安装至所述平台的左边的所述印制头组件到达所述基板的左壁时，执行安装至所述平台的左边的所述印制头组件的微移动；以及
安装在所述平台上方和下方的印制头组件，其中，所述控制器被配置成执行以下中的至少一者：当安装在所述平台上方的所述印制头组件到达所述基板的顶面时，执行安装在所述平台上方的所述印制头组件的微移动；以及当安装在所述平台下方的所述印制头组件到达所述基板的底面时，执行安装在所述平台下方的所述印制头组件的微移动。
11.根据权利要求10所述的集成竖式喷墨印制机，还包括：
第二延伸台车，所述第二延伸台车承载有第二延伸台车本体；
两个第二水平轨道，所述第二水平轨道可拆卸地连接所述第一延伸台车本体和所述第二延伸台车本体；
其中，所述印制组件能沿着所述两个第一水平轨道和所述两个第二水平轨道移动；
同步带机构，所述同步带机构被配置成提供：所述印制组件在所述两个第一水平轨道和两个第二水平轨道中的每一者上的平滑过渡；以及，所述印制组件在所述两个第一水平轨道与所述两个第二水平轨道之间的平滑过渡；
第一线性编码器标尺，所述第一线性编码器标尺与所述两个第一水平轨道连接；
第二线性编码器标尺，所述第二线性编码器标尺与所述两个第二水平轨道连接；以及
包括两个读出头的线性编码器读出器，其中，所述读出头中的仅一个读出头能在任意给定时间操作。
12.根据权利要求11所述的集成竖式喷墨印制机，还包括至少一个距离传感器，所述距离传感器被配置成提供所述集成竖式喷墨印制机相对于所述基板的准确定位。
13.根据权利要求11所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述主台车以及所述第一延伸台车和第二延伸台车各自安装在四个轮子上，并且各自包括自动底面校平元件。
14.根据权利要求11所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述同步带机构包括两个切向同步带。
15.根据权利要求10所述的集成竖式喷墨印制机，还包括：用于在印制之前或印制期间测绘所述基板的平面轮廓的装置。
16.根据权利要求15所述的集成竖式喷墨印制机，其中，用于测绘的所述装置包括距离传感器。
17.根据权利要求16所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述控制器还被配置成基于所述测绘计算用于所述印制组件的平滑距离移动轨迹。
18.根据权利要求10所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述多个喷墨印制头组件包括被配置成印制背景颜色的印制头。
19.根据权利要求18所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述背景颜色包括底料。
20.根据权利要求19所述的集成竖式喷墨印制机，还包括被配置成使所述底料固化的UV发光二极管(UV LED)。
21.根据权利要求20所述的集成竖式喷墨印制机，其中，所述UV发光二极管安装在所述多个喷墨印制头组件附近。
22.一种在竖向的基板上进行印制的方法，包括：
提供印制组件，所述印制组件包括：四个印制头组件、两个背景印制头组件、两个图像UV发光二极管(UV LED)以及两个背景UV发光二极管(UV LED)；
在使所述两个背景印制头组件从起始点起在第一水平方向上移动的同时，通过所述两个背景印制头组件印制背景颜色；
通过所述两个背景UV发光二极管使所述背景颜色固化；
将所述两个背景印制头组件移动到所述印制组件的另一侧；
使所述印制组件在第二水平方向上返回到所述起始点；
在使所述印制头组件在所述第一水平方向上移动的同时，通过所述印制头组件印制图像；以及
通过所述两个图像UV发光二极管使印制的所述图像固化。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括：
将所述两个背景印制头组件移动到所述印制组件的另一侧；
在使所述背景颜色固化的同时继续印制所述图像；
将所述背景UV发光二极管折叠并且继续印制所述图像；以及
在使印制的所述图像固化的同时使所述印制组件在所述第二水平方向上移动。
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