CN115052753A - 用于打印表面的打印装置以及在打印装置中变换打印颜料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于打印表面(12)，尤其工件(11)的表面(12)的打印装置(10)，所述工件至少部分地由木材、工程木材料、塑料、复合材料等构成，所述打印装置具有颜料供应装置(17)，所述颜料供应装置具有至少两个分别容纳打印颜料(19)的颜料容器(21)以及颜料输送部(24)，通过所述颜料输送部能够将打印颜料(19)输送给至少一个打印头(18)，以便执行利用至少一种打印颜料(19)的打印过程，其中设置有冲洗装置(32)，通过所述冲洗装置可用冲洗液体(33)至少冲洗颜料输送部(24)和/或至少一个打印头(18)以变换打印颜料，以及本发明涉及一种在打印装置(10)中变换打印颜料(19)的方法。

Description

用于打印表面的打印装置以及在打印装置中变换打印颜料的 方法

技术领域

本发明涉及一种打印装置以及一种在打印装置中变换打印颜料的方法。

背景技术

工件，尤其木材工件，其表面设有覆层材料，能够出于光学原因设有图形图案、图像或装饰，例如仿木纹或石头仿制品。它们能够通过打印装置打印到工件的表面上，其中为此能够使用可实现多色打印过程的打印装置，例如四色(CMYK)、六色(CMYK/浅品红色/浅定位套版色(Light Key))或八色打印。在这样的多色打印过程中，能够借助于基于减色混合的网格法来印制所限定的色彩空间，其中特定的色调由通过不同的打印颜料形成的各个打印点来接近。对于打印单个颜色例如深绿色、赭色或浅橙色，这种多色打印过程仅受限地适用，因为根据网格法可用肉眼识别单个打印点的不同的打印颜料。因此，打印装置能够具有附加的专色以打印单色，然而其中每种专色都需要自己的打印头。因此，设置大量不同的专色需要大的结构空间和高的调控耗费。

发明内容

本发明的目的是，提出一种打印装置，所述打印装置可实现更快速地变换打印颜料并且具有紧凑的构造。此外，本发明的目的是提出一种用于在打印装置中变换打印颜料的方法，所述方法可实现简单且快速地变换打印颜料。

该目的通过根据权利要求1的前序部分所述的用于打印表面、尤其工件的表面的打印装置来实现，其中设置有冲洗装置，通过所述冲洗装置至少可用冲洗液体冲洗颜料输送部和/或至少一个打印头以变换打印颜料。使用这样的打印装置，能够执行利用至少一种可更换的打印颜料的打印过程。通过在变换打印颜料之前或在两个打印过程之间可用冲洗液体至少冲洗颜料输送部和/或至少一个打印头的方式，先前的打印过程的留在颜料输送部和/或打印头中的残留打印颜料能够被去除，使得该残留打印颜料不会在颜色上影响利用不同的打印颜料的随后的打印过程。因此，能够进行简单且快速的清洁，通过所述清洁能够改善在打印不同的打印颜料时的打印速度以及打印质量。

在打印装置的一个优选的改进方案中，颜料供应装置能够具有多个颜料容器，其中颜料容器容纳用于多色打印过程的原色和/或中间色，以及能够具有至少一个另外的颜料容器，所述另外的颜料容器容纳用于单色打印过程的至少一种专色。因此，在用于除了原色之外的多色打印的打印装置中，尤其用于执行四色(CMYK；青色、品红色、黄色、定位套版色)、六色(CMYK/浅品红色/浅定位套版色)或八色打印过程的数字打印装置中，能够集成有至少一种另外的专色。以这种方式，在打印单色调时，既能够实现高质量的打印图像，而且可产生如下可行性：打印由多色打印无法印制的色调。特别地，在打印装置中还设有多个具有不同专色的另外的颜料容器以执行多个单色打印过程。

在打印装置的一个改进方案中能够提出，冲洗装置包括具有冲洗液体的冲洗液体储备并且冲洗液体可经由冲洗管路输送给颜料供应装置。这样，能够在打印装置中提供冲洗装置的紧凑集成。通过冲洗装置可通过冲洗管路直接与颜料供应装置连接的方式，还能够实现冲洗过程的简单的操控。

在打印装置的另一设计方案中，颜料供应装置和冲洗装置能够具有共同的阀装置，通过所述阀装置可将打印颜料或冲洗液体输送给颜料输送部和/或至少一个打印头。通过这种通用的阀装置可实现简单地控制冲洗过程和打印过程。在此，能够通过相应的阀控制装置将一种或多种所限定的打印颜料输送给颜料输送部和至少一个打印头或输送冲洗液体以执行冲洗过程。

打印装置的一个优选的实施方式能够提出，与至少一个打印头能够分配有收集设备，并且冲洗液体和/或打印颜料可经由至少一个打印头输送给收集设备。在此，尤其能够提出，至少一个打印头可相对于收集设备定位，或者收集设备可相对于至少一个打印头定位，使得冲洗液体和/或打印颜料能够在冲洗过程中能够被收集设备容纳。为了清除冲洗液体和/或打印颜料，收集设备尤其包括储存器，然而也能够具有导出管路。

在打印装置的一个特别优选的设计方案中能够提出，与收集设备和/或至少一个打印头关联有颜料测量装置，优选传感器单元或摄像单元，并且通过颜料测量装置可检测冲洗液体和/或打印颜料的颜料值。通过这种颜料测量装置能够评估冲洗过程，其方式为：可根据检测到的颜料值确定冲洗液体中的打印颜料的残留份额或打印颜料中的冲洗液体的残留份额。替选地或补充地，冲洗液体和/或打印颜料的颜料值同样能够由操作者通过视觉的控制过程来确定。

在打印装置的一个有利的改进方案中，颜料测量装置能够与打印控制装置连接，并且冲洗过程和/或打印过程可由打印机控制装置根据所检测到的冲洗液体或打印颜料的颜料值来控制。以这种方式，能够构成自动化的控制装置以变换打印颜料，所述控制装置根据检测到的颜料值调控冲洗过程和/或打印过程。

打印装置的一个设计方案还能够提出，设有用于运送打印颜料以及用于运送冲洗液体的共同的运送泵，并且优选地可调控运送泵的运送功率。通过共同的运送泵能够实现减少部件，这需要小的结构空间和低的运行和部件成本。特别地，运送泵的运送功率可由打印机控制装置调控。运送泵的运送功率在此能够匹配于待冲洗的体积，由此能够个性化地调控颜料变换时间。运送泵的运送功率能够例如根据检测到的颜料值通过打印机控制装置调控。

在打印装置的一个改进方案中，能够为多色打印过程和单色打印过程设置共同的打印头。因此，单个打印头能够用于这两个打印过程，由此能够实现进一步减少部件从而实现进一步降低运行和部件成本。在替选的改进形式中，也能够提出，为多色打印过程和单色打印过程提供至少两个分开的打印头。通过这样分开多色打印过程和单色打印过程，能够提高颜料变换速度进而提高打印速度。

打印装置的一个设计方案能够提出，至少一个打印头和/或颜料输送部构成用于执行侧喷式打印过程或端喷式打印过程。在该打印方法中，打印颜料在打印头中通过压电元件引导，所述压电元件通过施加电压而变形从而从打印头中机械地抛射打印颜料。如果通过压电元件沿着流动方向从打印头中抛射打印颜料，那么这是端喷式打印原理。如果通过压电元件横向于流动方向通过压电元件中的侧向的出口从打印头抛射打印颜料，那么这是侧喷式打印原理。

所述目的还通过一种用于在打印装置尤其根据上述实施例之一的打印装置中变换打印颜料的方法来实现，其中用于变换打印颜料的打印机控制装置操控冲洗装置以执行冲洗过程，其中打印装置的至少一个颜料输送部和/或打印头能够至少局部地用冲洗液体冲洗。通过该方法能够实现打印装置中的打印颜料的简单且快速的变换，其中在变换打印颜料之前或在两个打印过程之间通过冲洗液体至少冲洗颜料输送部和/或至少一个打印头。以这种方式，能够从颜料输送部和/或至少一个打印头中去除先前的打印过程的颜料残留物，使得能够给颜料输送部和/或打印头输送另一打印颜料，尤其具有不同的色调的打印颜料，用于后续的打印过程。

所述方法的一个有利的改进方案能够提出，阀装置通过打印机控制装置操控以执行冲洗过程，并且在冲洗装置和打印装置的颜料输送部之间构成有流体连接，其中冲洗液体以及存在于颜料输送部和/或打印头中的打印颜料经由打印头输出并且优选输送给收集设备。因为冲洗装置能够通过阀装置的相应操控以简单的方式集成到颜料输送部中，所以能够由此实现对冲洗过程的简单控制。

在所述方法的另一有利的改进方案能够提出，为了执行打印过程，阀装置通过打印机控制装置操控并且在至少一个容纳打印颜料的颜料容器和颜料输送部之间构成流体连接，并且打印颜料被输送给颜料输送部和/或打印头，其中打印颜料以及由于冲洗过程而存在于颜料输送部和/或打印头中的冲洗液体经由打印头输出并且优选输送给收集设备。由此，在颜料输送部和/或打印头中从冲洗过程留下的冲洗液体可以被去除以进行打印过程。为此，将打印颜料输送给颜料输送部和/或打印头，直到颜料输送部和/或打印头中不再有冲洗液体。

在所述方法的另一个设计方案中，冲洗液体和/或打印颜料的颜料值能够通过颜料测量装置或通过视觉的控制过程来检测，以便确定冲洗液体中的残留打印颜料的份额或者打印颜料中的残留冲洗液体的份额。颜料值能够连续地或间隔地记录。因此，能够监控冲洗过程和/或打印过程，其中能够根据冲洗液体的颜料值来评定冲洗过程的进展。同样能够根据颜料值确定打印颜料中的冲洗液体的残留份额，使得能够根据其来评估在颜料输送部和/或打印头中是否已经仅存在打印颜料，以便能够执行打印过程。

所述方法的一个特别优选的设计方案能够提出，冲洗过程和/或打印过程通过打印机控制装置根据检测到的颜料值来控制。为了控制冲洗过程和/或打印过程，能够将所检测到的颜料值传送给打印机控制装置。以这种方式能够构成用于变换打印颜料的自动化方法，其中冲洗过程和/或打印过程能够根据检测到的颜料值来调控。

附图说明

下面根据附图中示出的示例详细描述和阐述本发明以及其他有利的实施方式及其改进方案。从说明书和附图中得出的特征能够根据本发明单独地或以多个任意组合的方式应用。附图示出：

图1示出打印装置的示意图，以及

图2示出根据图1的打印装置的一个替选的设计方案。

具体实施方式

图1示出打印装置10的示意图。该打印装置10设置用于打印工件11，尤其至少部分地由木材、工程木材料(Holzwerkstoff)、塑料、复合材料等构成的工件11。打印装置10尤其构成为数字打印装置，通过所述数字打印装置可执行多色打印过程和/或单色打印过程。在此，多色打印过程能够作为网格打印方法来执行，而单色打印过程能够作为一色打印方法来执行。通过这种打印装置10能够将多色图案、图像或装饰以及单个色调打印到工件11的表面12上。

工件11的表面12尤其能够设有通过打印装置10打印的覆层材料。通过打印装置10能够打印工件11的大面13和窄面14。为此，打印装置10和/或工件11以可沿着运动方向D或多个运动方向相对于彼此移动的方式设置。例如，工件11为了打印过程能够放置在示意性表明的运送装置16或容纳部上和/或打印装置10能够设置在可移动的控制台上。

打印装置10包括颜料供应装置17，其向打印头18输送打印颜料19以进行打印过程。颜料供应装置17具有多个颜料容器21，所述颜料容器21分别容纳打印颜料19。对于多色打印过程，设有四个颜料容器21，以便容纳四种原色22。因此，这种多色打印过程是利用四种原色22即青色、品红色、黄色和黑色(CMYK)的四色打印过程。替选于该四色打印，打印装置10同样能够具有另外的颜料容器21，其具有补充的原色22，以便例如执行六色(CMYK/浅品红色/浅定位套版色)或八色打印过程。同样，对于多色打印过程能够设有另外的颜料容器21，其具有附加的中间色或主色。除了容纳原色22的颜料容器21之外，设有另一颜料容器21，其容纳用于单色打印过程的专色23。该专色23设置用于执行单色打印过程，即用于打印所限定的单一色调。因此，该所限定的色调并非通过借助于网格法的多色打印来仿制，而是仅通过使用专色23来仿制。补充地，也能够设有另外的颜料容器21以便容纳不同的另外的专色23，使得能够执行利用不同的色调的多个单色打印过程。

打印颜料19经由颜料输送部24输送给打印头18。颜料输送部24包括阀装置26，各个颜料容器21与阀装置26流体连接。阀装置26可通过打印机控制装置27操控，使得通过相应的操控可将用于多色打印过程的各个原色22或用于单色打印过程的专色23输送给打印头18。阀装置26能够构成为多路控制阀。为了运送打印颜料19，设有共同的运送泵28，所述运送阀可通过打印机控制装置27操控。颜料输送部24能够具有附加的排气阀29和/或过滤元件31。在根据图1的打印装置10的示意图中，对于多色打印过程以及对于单色打印过程设置共同的打印头18。同样地，能够提出，对于多色打印过程和单色打印过程设置单独的打印头18，优选两个单独的打印头18。

为了执行利用不同的打印颜料19的打印过程，需要更换颜料输送部24以及打印头19中的打印颜料19。为了在打印过程中不产生由于先前的打印过程的颜料输送部24和打印头18中的残留的打印颜料19所引起的负面颜色影响，需要去除颜料输送部24和打印头18中的打印颜料19。

对于这样的打印颜料变换，打印装置10具有冲洗装置32，通过所述冲洗装置能够执行用于冲洗颜料输送部24和打印头18的冲洗过程。在这种情况下，用冲洗液体33冲洗颜料输送部24以及打印头18以变换打印颜料19。冲洗装置32包括冲洗液体储备34，输送冲洗液体储备容纳冲洗液体33。该冲洗液体储备34能够构成为与颜料容器21等效并且能够集成在打印装置10中。冲洗液体储备34经由冲洗管路35与阀装置26连接，使得能够通过打印机控制装置27对阀装置26的相应操控在冲洗装置32和颜料输送部24之间构成流体连接。

为了执行冲洗过程，将冲洗液体33通过运送泵28运送并且以这种方式冲洗经过颜料输送部24和打印头18。因此，存在于颜料输送部24和打印头18中的打印颜料19或先前的打印过程的打印颜料19的残留被冲掉。冲洗液体33能够包含溶解颜料的添加剂，例如溶剂，所述溶剂提高冲洗过程的有效性。冲洗液体33和打印颜料19或打印颜料19的颜料残留经由打印头18被冲洗出来并且输送给收集设备36。该收集设备36能够相对于打印头18定位或打印头18能够相对于收集设备36定位，以便容纳冲洗液体33和打印颜料19。为此，收集设备36包括与打印头18相关联的收集元件37，例如漏斗，以及连接在其上的用于容纳冲洗液体33和打印颜料19的储存器38。

收集设备36具有颜料测量装置41，通过所述颜料测量装置能够检测冲洗液体33和/或打印颜料19的颜料值。该颜料测量装置41能够具有颜料传感器42或摄像单元。通过颜料测量装置41可检测冲洗液体33中的打印颜料19的残留份额，使得能够根据检测到的颜料值调控冲洗过程。据此，执行冲洗过程，直到在冲洗液体33中仅还存在所限定的极限量的打印颜料19并且基本上仅还将冲洗液体33经由打印头18输出。颜料测量装置41尤其与打印机控制装置27连接，使得能够根据冲洗液体33或打印颜料19的检测到的颜料值通过打印机控制装置27来控制冲洗过程。为此，能够通过打印机控制装置20相应地操控阀装置26和运送泵28。

替选于颜料测量装置41，打印颜料19在冲洗液体33中的份额也能够通过视觉的控制过程来确定，例如通过打印装置10的用户来确定，其中对冲洗过程和/或打印过程的调控手动地通过用户来调控。

如果达到冲洗液体33中的打印颜料19的所限定的残余份额，即在冲洗液体33中不再存在任何明显份额的打印颜料19，那么颜料输送部24和打印头18被充分或完全冲洗，使得借助于冲洗液体33的冲洗过程终止。阀装置26于是通过打印机控制装置27操控，冲洗装置32和阀装置26之间的流体连接被中断，并且构成颜料容器21之一、尤其具有不同的打印颜料例如专色23的颜料容器21和阀装置26之间的流体连接。为了从颜料输送部24和打印头19中去除冲洗过程的残留的冲洗液体33，将颜料输送部24和打印头18用打印颜料19冲洗，直到在打印颜料19中仅存在所限定的残留份额的冲洗液体33并且基本上仅还将打印颜料19经由打印头18输出并且能够执行打印过程，例如单色打印过程。

冲洗过程能够根据待变换的打印颜料19之间的色差来调控。在此能够提出，如果待变换的打印颜料19具有小的色差，那么不进行通过冲洗液体33的冲洗过程。打印颜料19之间的色差的程度能够存储在打印机控制装置27中或者能够通过颜料测量装置41检测。如果色差的程度小，那么打印机控制装置27能够以如下方式操控阀装置26，使得待变换的打印颜料10直接被输送给颜料输送部24和打印头18，并且冲洗过程通过待变换的打印颜料10进行而不是通过冲洗液体33进行。

对于冲洗过程能够调整运送泵28的运送功率。特别地，运送泵28的运送功率能够由打印机控制装置27调控。因此，能够使运送泵28的运送功率匹配于颜料输送部24和打印头18的要冲洗的体积，以至于能够以这种方式个性化地调整颜料变换时间。尤其提出，运送泵28的运送功率根据检测到的颜料值通过打印机控制装置27来调控。

在图1中示出的打印装置10中，打印头18以及颜料输送部24根据端射式打印原理构成。对于这种打印原理，在打印头18中设有多个未详细示出的压电元件，所述压电元件从打印头18抛射打印颜料19以打印表面12。在端射式打印原理中，打印颜料19在打印头18中被输送给压电元件，其中压电元件通过施加电压发生变形并且由于所产生的力将打印颜料19沿着流动方向从打印头18中抛射。

图2示出打印装置10的一个替选的设计方案，其中基本构造，尤其冲洗过程的可能性，对应于根据图1的打印装置的基本构造。然而，在该打印装置10中，打印头18以及颜料输送部24根据侧喷式打印原理构成。在这种情况下，颜料输送部24在阀装置26和打印头18之间构成为循环管路43，使得打印颜料19能够在颜料输送部24中循环。在侧喷式打印原理中，打印头18中的压电元件横向于打印颜料19的排出方向定向，即打印颜料19被输送给压电元件并且通过侧向的排出开口横向于打印颜料19的流动方向从打印头18中抛射出。

附图标记列表

10 打印装置

11 工件

12 表面

13 大面

14 窄面

16 运送装置

17 颜料供应装置

18 打印头

19 打印颜料

21 颜料容器

22 原色

23 专色

24 颜料输送部

26 阀装置

27 打印机控制装置

28 运送泵

29 排气阀

31 过滤元件

32 冲洗装置

33 冲洗液体

34 冲洗液体储备

35 冲洗管路

36 收集设备

37 收集元件

38 储存器

41 颜料测量装置

42 颜料传感器

43 循环管路。

Claims (15)

1.一种用于打印表面(12)，尤其工件(11)的表面(12)的打印装置(10)，所述工件至少部分地由木材、工程木材料、塑料、复合材料等构成，所述打印装置具有颜料供应装置(17)，所述颜料供应装置具有至少一个容纳打印颜料(19)的颜料容器(21)以及颜料输送部(24)，通过所述颜料输送部能够将所述打印颜料(19)输送给至少一个打印头(18)以便执行利用所述打印颜料(19)的打印过程，

其特征在于，

设有冲洗装置(32)，通过所述冲洗装置，能够用冲洗液体(33)至少冲洗所述颜料输送部(24)和/或所述至少一个打印头(18)以变换打印颜料。

2.根据权利要求1所述的打印装置，

其特征在于，

所述颜料供应装置(17)具有多个颜料容器(21)，所述多个颜料容器容纳用于多色打印过程的原色和/或中间色，以及具有至少一个另外的颜料容器(21)，所述另外的颜料容器容纳用于单色打印过程的至少一种专色(23)。

3.根据权利要求1或2所述的打印装置，

其特征在于，

所述冲洗装置(32)包括具有冲洗液体(33)的冲洗液体储备(34)，并且所述冲洗液体(33)能够经由冲洗管路(35)输送给所述输送颜料供应装置(17)。

4.根据权利要求3所述的打印装置，

其特征在于，

所述颜料供应装置(17)和所述冲洗装置(32)具有共同的阀装置(26),所述打印颜料(19)或所述冲洗液体(33)能够通过所述阀装置输送给颜料输送部(24)和/或至少一个打印头(18)。

5.根据上述权利要求中任一项所述的打印装置，

其特征在于，

与所述至少一个打印头(18)能够关联有收集设备(36)，并且所述冲洗液体(33)和/或所述打印颜料(19)能够经由所述至少一个打印头(18)输送给所述收集设备(36)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的打印装置，

其特征在于，

与所述收集设备(36)和/或至少一个打印头(18)关联有颜料测量装置(41)，优选传感器单元(42)或摄像单元，并且所述冲洗液体(33)和/或所述打印颜料(19)的颜料值能够通过所述颜料测量装置(41)检测。

7.根据权利要求6所述的打印装置，

其特征在于，

所述颜料测量装置(41)与打印机控制装置(27)连接，并且所述冲洗过程和/或所述打印过程能够通过所述打印机控制装置(27)根据所述冲洗液体(33)或所述打印颜料(19)的检测到的颜料值来控制。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的打印装置，

其特征在于，

设有用于运送所述打印颜料(19)以及用于运送所述冲洗液体(33)的共同的运送泵(28)，并且优选地，所述运送泵(28)的运送功率是能够调控的。

9.根据上述权利要求中任一项所述的打印装置，

其特征在于，

为所述多色打印过程和为所述单色打印过程设有共同的打印头(18)，或者为所述多色打印过程和为所述单色打印过程设有至少两个单独的打印头(18)。

10.根据上述权利要求中任一项所述的打印装置，

其特征在于，

所述至少一个打印头(18)和/或所述颜料输送部(24)构成用于执行侧喷式打印过程或执行端喷式打印过程。

11.一种用于变换打印装置(10)中的打印颜料(19)的方法，所述打印装置尤其是根据权利要求1至10中任一项所述的打印装置(10)，其中用于变换打印颜料的打印机控制装置(27)操控冲洗装置(32)，以便执行冲洗过程，在所述冲洗过程中至少局部地用冲洗液体(33)冲洗所述打印装置(10)的至少一个颜料输送部(24)和/或打印头(18)。

12.根据权利要求11所述的方法，

其特征在于，

为了执行所述冲洗过程，阀装置(26)通过所述打印机控制装置(27)操控，并且在所述冲洗装置(32)和所述打印装置(10)的颜料输送部(24)之间构成流体连接，其中所述冲洗液体(33)以及存在于所述颜料输送部(24)和/或所述打印头(18)中的打印颜料(19)经由所述打印头(18)输出并且优选输送给收集设备(36)。

13.根据权利要求12所述的方法，

其特征在于，

为了执行所述打印过程，所述阀装置(26)通过所述打印机控制装置(27)操控，并且在至少一个容纳打印颜料(19)的颜料容器(21)和所述颜料输送部(24)之间构成流体连接，并且将所述打印颜料(19)输送给所述颜料输送部(24)和/或所述打印头(18)，其中所述打印颜料(19)以及由于冲洗过程而存在于所述颜料输送部(24)和/或所述打印头(18)中的冲洗液体(33)经由所述打印头(18)输出，并且优选被输送给到收集设备(36)。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，

其特征在于，

通过颜料测量装置(41)或通过视觉的控制过程检测所述冲洗液体(33)和/或所述打印颜料(19)的颜料值，以便确定在所述冲洗液体(33)中的打印颜料(19)的残留份额或者在所述打印颜料(19)中的冲洗液体(33)的残留份额。

15.根据权利要求14所述的方法，

其特征在于，

所述冲洗过程和/或所述打印过程通过所述打印机控制装置(27)根据检测到的颜料值来控制。

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