CN115384187B - 一种具有外置烘干的喷墨印刷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及喷墨印刷领域，公开了一种具有外置烘干的喷墨印刷系统。该系统包括放卷装置、辊筒打印装置、第一烘干装置和收卷装置，打印介质由放卷装置进行展开，经辊筒打印装置进行喷墨印刷，再经第一烘干装置进行干燥，最后由收卷装置进行成卷。打印介质从辊筒打印装置的同一侧进入和离开；第一烘干装置外置于打印介质进出辊筒打印装置的同一侧。本方案用于解决打印介质表面未干燥的墨水遭到磨蹭后，导致其图文模糊的问题，达到提升图文喷墨印刷质量的效果。

Description

一种具有外置烘干的喷墨印刷系统
技术领域
本发明涉及喷墨印刷领域，更具体地，涉及一种具有外置烘干的喷墨印刷系统。
背景技术
喷墨印刷是一种无接触、无压力、无印版的印刷。喷墨印刷的原理为，首先将要处理的图文信息输入到电子计算机中，经电子分色系统编辑处理后，存储的图文信息被输入喷墨打印机；在电子计算机的控制下，由打印喷头的喷嘴向打印介质的表面喷射雾状微小的墨滴，墨滴根据电荷效应在打印介质的表面直接成像，实现图文印刷。按照打印介质的驱动机构可分为平板式打印机和辊筒式打印机。辊筒式打印机具有打印速度快、颜色套准好等优点，被逐渐应用于大批量商业印刷。
辊筒式打印机一般结构包括辊筒、线性移动平台和打印喷头组件，辊筒位于线性移动平台和打印喷头组件的下方，辊筒的表面卷绕并输送打印介质；线性移动平台驱动打印喷头组件，调整打印喷头组件与打印介质之间的距离；打印喷头组件包括由多个打印喷头组成的打印喷头阵列和用于安装打印喷头阵列的喷头托盘；打印介质从打印喷头组件的下方通过时，固定的打印喷头组件持续喷墨完成图文印刷。
喷墨印刷采用的墨水一般分为油性墨水、水性墨水和UV墨水。油性墨水是以非水溶性的溶剂作为溶解色基的墨水，水性墨水是以水和水溶性的溶剂作为溶解色基的墨水，油性墨水或水性墨水为溶剂墨水，墨水在打印介质上经溶剂的渗透与蒸发而将颜料或染料附着在打印介质上。UV墨水是在紫外线照射下，利用不同波长和不同能量的紫外光使墨滴成膜和干燥的墨水。对于溶剂墨水，尤其是水性墨水而言，打印介质完成图文打印后，需要进行长时间的干燥才能使墨水充分地附着其表面。现有技术中，采用水性墨水的辊筒式打印机受制于结构限制，通常只能内置小型的烘干装置，通过烘干装置加速水性墨水的干燥过程，以弥补辊筒式打印机的打印速度短板。由于辊筒式打印机的辊筒运转速度和打印喷头组件的喷墨速度都较快，完成了图文印刷的打印介质快速地经过烘干装置。打印介质上的水性墨水获得的有效烘干时间较短，水性墨水未能得到充分干燥就被立即输送至下一环节。打印介质的打印面在外力磨蹭下，使其表面的部分水性墨水偏移散开，导致图文模糊不清，严重影响喷墨印刷的质量。随着辊筒式打印机的打印速度提高、打印幅面加宽、图文覆盖率提高、图文颜色加深，打印介质单位长度上的水性墨水总量增加，则水性墨水的干燥程度越低，图文模糊情况越严重。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术至少一项的不足，提供一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，用于解决打印介质表面未干燥的墨水遭到磨蹭后，导致其图文模糊的问题，达到提升图文喷墨印刷质量的效果。
本发明采取的技术方案是，一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，包括放卷装置、辊筒打印装置、第一烘干装置和收卷装置，打印介质由放卷装置进行展开，经辊筒打印装置进行喷墨印刷，再经第一烘干装置进行干燥，最后由收卷装置进行成卷。打印介质从辊筒打印装置的同一侧进入和离开；第一烘干装置外置于打印介质进出辊筒打印装置的同一侧。
本方案中，以辊筒打印装置为基准，其辊筒的轴向为前后方向，水平方向为左右方向，竖直方向为上下方向。
本方案中，打印介质卷绕在辊筒打印装置的辊筒上，打印介质从辊筒的同一侧进入和离开，打印介质由辊筒本身进行张紧和换向，则打印介质可以在不需要其他装置进行换向或支撑的条件下，进入同侧设置的第一烘干装置进行干燥。因此，打印介质的打印面在经过喷墨印刷后输送至第一烘干装置的过程中，其表面的未干燥的墨水可以有效地避免遭到外力磨蹭。再者，第一烘干装置独立于辊筒打印装置设置，第一烘干装置不必受制于辊筒打印装置的结构限制。第一烘干装置可以根据墨水的干燥速度、辊筒打印装置的打印速度和打印幅面，计算得到其所需要提供干燥的温度和有效长度。无限制的外置的第一烘干装置可以保证充分地干燥通过其内部的打印介质表面上的墨水。第一烘干装置可参考现有技术中的相关标准产品，其内部结构不与打印介质的打印面接触。因此，打印介质的打印面在经过第一烘干装置的过程中，其表面的未干燥的墨水可以在非接触的条件下得到逐步且充分地干燥。本方案的打印介质从辊筒打印装置的同一侧进入和离开，且打印介质在喷墨印刷后，直接输出至外置于同一侧的第一烘干装置进行充分干燥，进而用于解决了打印介质表面未干燥的墨水遭到磨蹭后，导致其图文模糊的问题，达到提升图文喷墨印刷质量的效果。
本方案中，打印介质以卷料的型式存放。打印介质通过放卷装置展开后才能输入辊筒打印装置进行喷墨印刷，完成图文印刷后则通过收卷装置进行成卷。放卷装置和收卷装置可参考现有技术中的标准产品。放卷装置和收卷装置实现了喷墨印刷系统的打印介质的自动化输入输出。再者，第一烘干装置可以采用模块化设计，其长度能根据墨水所需要的干燥时间进行灵活调整。
优选地，所述放卷装置包括第一传感器和/或第二传感器，所述收卷装置包括第一传感器和/或第二传感器；第一传感器用于通过测量所述打印介质的卷面位置获得卷料的厚度；第二传感器用于通过测量所述打印介质的边缘位置获得卷料的偏移。
本方案中，打印介质以卷料的型式放置在放卷装置或收卷装置的转轴上，第一传感器固定在远离转轴的某一位置上。第一传感器通过测量打印介质的卷面位置，即卷料的外表面与其之间的距离，再进行差值计算，即可获得卷料的厚度。第一传感器安装在放卷装置上，系统可以获得未印刷的打印介质的余量，以便及时上料补充；第一传感器安装在收卷装置上，系统可以获得印刷后的打印介质的存量，以便及时下料打包。再者，打印介质离开放卷装置后，或打印介质进入收卷装置前，输送中的打印介质相对于转轴上的卷料可能存在偏移的情况。第二传感器通过测量输送中的打印介质的两侧边缘的位置偏差，获得打印介质的偏移量，进而获得转轴上的卷料需要调整的偏移量，以实现系统的纠偏功能。放卷装置配置第二传感器，可以使未印刷的打印介质居中地输入至辊筒打印装置；收卷装置配置第二传感器，可以使印刷后的打印介质整齐地成卷。
优选地，所述第一烘干装置包括箱体以及设置在箱体内腔的加热器、横流风扇和传动辊；横流风扇与传动辊上下相对布置，若干条传动辊和若干台横流风扇沿箱体的长度方向间隔布置；所述打印介质依次从若干条传动辊与若干台横流风扇之间的缝隙中穿过。
进一步，所述箱体沿所述打印介质的输送方向依次包括水平段和倾斜段，倾斜段的长度与水平段的长度之间的比值≥2，倾斜段的倾斜角度为25°至30°。
本方案中，加热器用于加热箱体封闭空间内的空气。横流风扇和传动辊的位置相对应，打印介质从横流风扇与传动辊之间的缝隙中穿过。传动辊的数量大于等于横流风扇的数量。打印介质的打印面朝下时，横流风扇在下，传动辊在上；打印介质的打印面朝上时，横流风扇在上，传动辊在下。横流风扇不断地将箱体内的热风吹向打印介质的打印面，以干燥其表面的墨水；传动辊支撑打印介质的背面，以避免打印介质产生形变。再者，热风吹向打印介质后，会上升集聚在箱体的上部。倾斜段的箱体可以使较低处的热风被再次利用，吹向较高处的打印介质，提高箱体内的热能利用效率，降低第一烘干装置的功率。
进一步，箱体还包括换热通道和换热器。换热器通过换热通道与箱体内腔连通，换热器用于调节箱体内腔的温度，使之维持在最佳的墨水干燥温度范围内。
优选地，所述收卷装置还包括导引带，所述第一烘干装置还包括设置在其箱体内腔的牵引机构；导引带由收卷装置进行展开，经牵引机构夹持并沿所述打印介质的输送方向的反方向输送至箱体的另一侧，导引带依次从若干条所述传动辊与若干台所述横流风扇之间的缝隙中穿过。
本方案中，在初次打印时，打印介质从放卷装置展开，需要经过辊筒打印装置和第一烘干装置后才能成卷于收卷装置。而为了匹配辊筒打印装置的高速打印，第一烘干装置的长度通常较长。因此，打印介质将浪费较长的一段，无法喷墨印刷。另外，在没有牵引的状态下，需要打开第一烘干装置的箱体，手动将打印介质穿过第一烘干装置的内部结构，过程繁琐。设置廉价的导引带和牵引机构可以有效地解决上述问题。导引带设置在收卷装置上，牵引机构设置在第一烘干装置的箱体内。导引带展开后，由牵引机构夹持驱动，沿打印介质的输送方向的反方向运动，依次穿过若干条传动辊与若干台横流风扇，最后到达第一烘干装置的输入端。导引带后续可以进一步反向卷绕辊筒打印装置后，在放卷装置的一端，与展开的打印介质驳接。
可选地，所述放卷装置与辊筒打印装置之间还设有预加热装置，预加热装置用于对通过的打印介质进行预加热。高速打印时，打印介质快速经过辊筒打印装置上的第一加热辊和第二加热辊，打印介质的有效加热时间过短，难以得到足够的加热，而预加热装置则能有效弥补不足。预加热装置、第一加热辊和第二加热辊共同对打印介质进行分阶段加热，使打印介质达到理想的工作温度。
优选地，所述辊筒打印装置包括辊筒、线性移动组件和打印喷头组件；辊筒用于卷绕并输送所述打印介质；线性移动组件用于驱动打印喷头组件，调整打印喷头组件与辊筒表面之间的距离；打印喷头组件用于对打印介质进行喷墨印刷。所述打印喷头组件包括喷头托盘和安装在其上的打印喷头，打印喷头在喷头托盘上呈若干排并列分布，且相邻两排上的打印喷头交错重叠；打印喷头相对于喷头托盘倾斜安装；若干排打印喷头环绕辊筒表面布置，若干排打印喷头的下表面组合形成一个凹陷的喷墨表面，喷墨表面的每个面与辊筒表面相切。
对于倾斜角度的具体数值计算，可通过以下喷头托盘与打印喷头的简化关系获得。所述喷头托盘具有第一参考线，第一参考线指向所述辊筒表面的圆心；所述打印喷头的喷孔具有第二参考线，第二参考线指向喷孔的喷墨方向；第一参考线与第二参考线之间的夹角为偏转角φ，打印喷头相对于第一参考线以偏转角φ倾斜安装；
所述偏转角φ的计算公式为：其中，L为喷孔至第一参考线的距离；H为喷头托盘至辊筒表面的高度；α为喷孔的移动方向与第一参考线的夹角；R为辊筒表面的半径。
优选地，所述辊筒打印装置还包括第一加热辊，或第一加热辊和第二加热辊；第一加热辊用于加热所述打印介质的打印面；第二加热辊用于加热所述打印介质的背面；打印介质依次卷绕第一加热辊、所述辊筒，或打印介质依次卷绕第二加热辊、第一加热辊、辊筒。打印介质加热后进行喷墨印刷，有利于墨水的附着和溶剂的干燥，提升图文的色彩质量和降低后续对第一烘干装置的干燥要求。打印介质的双面进行加热，可以避免其本身因受热产生褶皱形变。
可选地，所述辊筒打印装置还包括第一UV固化组件和第二UV固化组件，第一UV固化组件和第二UV固化组件用于分次固化附着在所述打印介质的表面上的墨水；若干组第一UV固化组件分别设置在若干组所述打印喷头组件的喷头托盘的一侧；第二UV固化组件远离打印喷头组件设置；打印介质依次经过若干组打印喷头组件、若干组第一UV固化组件、第二UV固化组件。
本方案中，针对UV墨水，则需要采用UV固化组件对其进行固化。喷墨印刷采用分色多次印刷，则打印喷头组件通常设置为多组，每组打印喷头组件完成一种颜色的喷墨印刷。打印介质依次通过多组打印喷头组件时，每完成一种颜色的喷墨印刷，第一UV固化组件对其UV墨水进行预固化，以防止未干燥的不同颜色的UV墨水产生相互干扰，导致图文不清晰。打印介质完成所有颜色的喷墨印刷后，第二UV固化组件对所有颜色的UV墨水进行最终的完全的固化。
优选地，所述辊筒打印装置还包括离子风棒，离子风棒用于去除所述打印介质的表面上的静电；打印介质依次经过离子风棒和所述打印喷头组件。
优选地，所述辊筒打印装置还包括张紧辊组件，张紧辊组件用于调节打印介质进入辊筒打印装置的张紧力。张紧辊可以上下运动，以拉紧或放松卷绕在其上的打印介质。
可选地，所述辊筒打印装置还包括第二烘干装置，第二烘干装置用于对完成喷墨印刷后的打印介质进行预烘干。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本方案的打印介质从辊筒打印装置的同一侧进入和离开，且打印介质在喷墨印刷后，直接输出至外置于同一侧的第一烘干装置进行充分干燥，进而用于解决了打印介质表面未干燥的墨水遭到磨蹭后，导致其图文模糊的问题，达到提升图文喷墨印刷质量的效果。
附图说明
图1为本发明实施例1的平面布置图。
图2为本发明实施例2中打印喷头交错重叠分布的示意图。
图3为本发明实施例2中采用两排打印喷头时的截面示意图。
图4为本发明实施例2中采用三排打印喷头时的截面示意图。
图5为本发明实施例2中单列喷孔的打印喷头的偏转角φ(α＝0)的计算示意图。
图6为本发明实施例2中单列喷孔的打印喷头的偏转角φ(α≠0)的计算示意图。
图7为本发明实施例2中多列喷孔的打印喷头的偏转角φ(α≠0)的计算示意图。
图8为本发明实施例2中喷头托盘的截面剖视图。
图9为本发明实施例2的侧视图。
图10为本发明实施例2中第一视角的结构图。
图11为本发明实施例2中第二视角的结构图。
图12为本发明实施例3的截面剖视图。
图13为本发明实施例1中打印介质与导引带驳接的示意图。
标号说明1：辊筒打印装置100、放卷装置200、第一传感器210、第二传感器220、第一烘干装置300、箱体310、水平段311、倾斜段312、横流风扇320、传动辊330、换热器340、牵引机构350、第二烘干装置400、收卷装置500、预加热装置600。
标号说明2：打印喷头组件110、喷头托盘111、打印喷头112、喷孔113、第一安装槽114、第二安装槽115、第一参考线121、第二参考线122、第三参考线123、第四参考线124、辊筒130、线性移动组件140、伺服电机141、丝杠螺母142、滑块143、导轨144、连接板145、喷头清洗组件150、负压吸嘴151、往复驱动机构152、第一加热辊161、第二加热辊162、第一UV固化组件171、第二UV固化组件172、离子风棒180、张紧辊组件190。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示，本实施例为一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，包括放卷装置200、辊筒打印装置100、第一烘干装置300和收卷装置500，打印介质由放卷装置200进行展开，经辊筒打印装置100进行喷墨印刷，再经第一烘干装置300进行干燥，最后由收卷装置500进行成卷。打印介质从辊筒打印装置100的同一侧进入和离开；第一烘干装置300外置于打印介质进出辊筒打印装置100的同一侧。
本方案中，以辊筒打印装置100为基准，其辊筒的轴向为前后方向，水平方向为左右方向，竖直方向为上下方向。
本方案中，打印介质卷绕在辊筒打印装置100的辊筒上，打印介质从辊筒的同一侧进入和离开，打印介质由辊筒本身进行张紧和换向，则打印介质可以在不需要其他装置进行换向或支撑的条件下，进入同侧设置的第一烘干装置300进行干燥。因此，打印介质的打印面在经过喷墨印刷后输送至第一烘干装置300的过程中，其表面的未干燥的墨水可以有效地避免遭到外力磨蹭。再者，第一烘干装置300独立于辊筒打印装置100设置，第一烘干装置300不必受制于辊筒打印装置100的结构限制。第一烘干装置300可以根据墨水的干燥速度、辊筒打印装置100的打印速度和打印幅面，计算得到其所需要提供干燥的温度和有效长度。无限制的外置的第一烘干装置300可以保证充分地干燥通过其内部的打印介质表面上的墨水。第一烘干装置300可参考现有技术中的相关标准产品，其内部结构不与打印介质的打印面接触。因此，打印介质的打印面在经过第一烘干装置300的过程中，其表面的未干燥的墨水可以在非接触的条件下得到逐步且充分地干燥。本方案的打印介质从辊筒打印装置的同一侧进入和离开，且打印介质在喷墨印刷后，直接输出至外置于同一侧的第一烘干装置进行充分干燥，进而用于解决了打印介质表面未干燥的墨水遭到磨蹭后，导致其图文模糊的问题，达到提升图文喷墨印刷质量的效果。
本方案中，打印介质以卷料的型式存放。打印介质通过放卷装置200展开后才能输入辊筒打印装置100进行喷墨印刷，完成图文印刷后则通过收卷装置500进行成卷。放卷装置200和收卷装置500可参考现有技术中的标准产品。放卷装置200和收卷装置500实现了喷墨印刷系统的打印介质的自动化输入输出。再者，第一烘干装置300可以采用模块化设计，其长度能根据墨水所需要的干燥时间进行灵活调整。
本实施例中，收卷装置500、第一烘干装置300和放卷装置200从左往右依次位于辊筒打印装置100的左侧。打印介质从辊筒打印装置100的左侧进入，完成图文印刷后，往回折返，依旧从辊筒打印装置100的左侧离开。放卷装置200和收卷装置500采用交流伺服电机驱动，以匹配辊筒130的转动，避免打印介质受到拉扯。
优选地，所述放卷装置200包括第一传感器210和/或第二传感器220，所述收卷装置500包括第一传感器210和/或第二传感器220；第一传感器210用于通过测量所述打印介质的卷面位置获得卷料的厚度；第二传感器220用于通过测量所述打印介质的边缘位置获得卷料的偏移。
本方案中，打印介质以卷料的型式放置在放卷装置200或收卷装置500的转轴上，第一传感器210固定在远离转轴的某一位置上。第一传感器210通过测量打印介质的卷面位置，即卷料的外表面与其之间的距离，再进行差值计算，即可获得卷料的厚度。第一传感器210安装在放卷装置200上，系统可以获得未印刷的打印介质的余量，以便及时上料补充；第一传感器210安装在收卷装置500上，系统可以获得印刷后的打印介质的存量，以便及时下料打包。再者，打印介质离开放卷装置200后，或打印介质进入收卷装置500前，输送中的打印介质与转轴上的卷料可能存在偏移的情况。第二传感器220通过测量输送中的打印介质的两侧边缘的位置偏差，获得打印介质的偏移量，进而获得转轴上卷料需要调整的偏移量，以实现系统的纠偏功能。放卷装置200配置第二传感器220，可以使未印刷的打印介质居中地输入至辊筒打印装置100；收卷装置500配置第二传感器220，可以使印刷后的打印介质整齐地成卷。
本实施例中，第一传感器210为基恩士距离传感器，分别安装于放卷装置200和收卷装置500的下方。放卷装置200的第二传感器220安装在辊筒打印装置100的输入端，收卷装置500的第二传感器220则安装在其输入端。
优选地，所述第一烘干装置300包括箱体310以及设置在箱体310内腔的加热器、横流风扇320和传动辊330；横流风扇320与传动辊330上下相对布置，若干条传动辊330和若干台横流风扇320沿箱体310的长度方向间隔布置；所述打印介质依次从若干条传动辊330与若干台横流风扇320之间的缝隙中穿过。
进一步，所述箱体310沿所述打印介质的输送方向依次包括水平段311和倾斜段312，倾斜段312的长度与水平段311的长度之间的比值≥2，倾斜段312的倾斜角度为25°至30°。
本方案中，加热器用于加热箱体310封闭空间内的空气。横流风扇320和传动辊330的位置相对应，打印介质从横流风扇320与传动辊330之间的缝隙中穿过。传动辊330的数量大于等于横流风扇320的数量。打印介质的打印面朝下时，横流风扇320在下，传动辊330在上；打印介质的打印面朝上时，横流风扇320在上，传动辊330在下。横流风扇320不断地将箱体310内的热风吹向打印介质的打印面，以干燥其表面的墨水；传动辊330支撑打印介质的背面，以避免打印介质产生形变。再者，热风吹向打印介质后，会上升集聚在箱体310的上部。倾斜段312的箱体310可以使较低处的热风被再次利用，吹向较高处的打印介质，提高箱体310内的热能利用效率，降低第一烘干装置300的功率。
进一步，箱体310还包括换热通道和换热器340。换热器340通过换热通道与箱体310内腔连通，换热器340用于调节箱体310内腔的温度，使之维持在最佳的墨水干燥温度范围内。
本实施例中，横流风扇320与传动辊330一一对应，数量相同，横流风扇320在下，传动辊330在上。加热器集成在横流风扇320上。若干台横流风扇320和若干条传动辊330的布置间隔为800至1000mm。横流风扇320和/或传动辊330可以从箱体310的前后侧拆卸取出，以方便日常维护。打印介质从箱体310右侧的输入端进入，依次从若干条传动辊330与若干台横流风扇320之间的缝隙中穿过，并实现干燥过程，最后从箱体310左侧的输出端离开。
如图13所示，优选地，所述收卷装置500还包括导引带，所述第一烘干装置300还包括设置在其箱体310内腔的牵引机构350；导引带由收卷装置500进行展开，经牵引机构350夹持并沿所述打印介质的输送方向的反方向输送至箱体310的另一侧，导引带依次从若干条所述传动辊330与若干台所述横流风扇320之间的缝隙中穿过。
本方案中，在初次打印时，打印介质从放卷装置200展开，需要经过辊筒打印装置100和第一烘干装置300后才能成卷于收卷装置500。而为了匹配辊筒打印装置100的高速打印，第一烘干装置300的长度通常较长。因此，打印介质将浪费较长的一段，无法喷墨印刷。另外，在没有牵引的状态下，需要打开第一烘干装置300的箱体310，手动将打印介质穿过第一烘干装置300的内部结构，过程繁琐。设置廉价的导引带和牵引机构350可以有效地解决上述问题。导引带设置在收卷装置500上，牵引机构350设置在第一烘干装置300的箱体310内。导引带展开后，由牵引机构350夹持驱动，沿打印介质的输送方向的反方向运动，依次穿过若干条传动辊330与若干台横流风扇320，最后到达第一烘干装置300的输入端。导引带后续可以进一步反向卷绕辊筒打印装置100后，在放卷装置200的一端，与展开的打印介质驳接。
本实施例中，导引带可以预先卷绕在收卷装置500的转轴上，或单独成卷并列在转轴的一侧。导引带可以为单条且与打印介质同宽，也可以为两台或多条。使用时，导引带的一端固定在收卷装置500的转轴上，另一端与打印介质驳接。牵引机构350可以为安装在箱体310前后侧上的机械手，机械手可以夹持导引带沿打印介质的输送轨迹运动。导引带与打印介质在第一烘干装置300的右侧驳接。
优选地，所述放卷装置200与辊筒打印装置之间还设有预加热装置600，预加热装置600用于对通过的打印介质进行预加热。高速打印时，打印介质快速经过辊筒打印装置上的第一加热辊和第二加热辊，打印介质的有效加热时间过短，难以得到足够的加热，而预加热装置600则能有效弥补不足。预加热装置600、第一加热辊和第二加热辊共同对打印介质进行分阶段加热，使打印介质达到理想的工作温度。
可选地，所述辊筒打印装置100上还设有第二烘干装置400，第二烘干装置400用于对完成喷墨印刷后的打印介质进行预干燥。
实施例2
如图2、3、4所示，本实施例为一种具有偏转角的打印喷头组件，包括喷头托盘111和安装在其上的打印喷头112，打印喷头112在喷头托盘111上呈若干排并列分布，且相邻两排上的打印喷头112交错重叠。打印喷头112相对于喷头托盘111倾斜安装；若干排打印喷头112环绕一辊筒表面布置，若干排打印喷头112的下表面组合形成一个凹陷的喷墨表面，喷墨表面的每个面与辊筒表面相切。
本方案中，以喷头托盘111的长度方向为前后方向，其宽度方向为左右方向，其高度方向为上下方向。打印喷头112的喷墨方向一般以打印喷头112下表面的中心位置取其法线方向。每排打印喷头112相对于喷头托盘111倾斜安装，则每排打印喷头112的喷墨方向相对于喷头托盘111的某一基准线倾斜，每排打印喷头112的喷墨方向具有不同的倾斜角度。若干排打印喷头112环绕在辊筒表面的上方。若干排打印喷头112的下表面不再为一个平面，而组合为一个凹陷的喷墨表面。当喷头托盘111带动打印喷头112靠近辊筒表面，打印喷头112的下表面与辊筒表面的距离为零时，喷墨表面的每个面与辊筒表面相切。喷墨表面相当于辊筒表面的外切多边形的一部分。本方案通过将每排打印喷头相对于喷头托盘以不同的倾斜角度进行安装，使打印喷头的喷墨方向可以指向辊筒表面的圆心，进而解决多排交错重叠的打印喷头无法同时垂直于辊筒表面的问题，达到提升打印喷头组件整体打印质量的效果。
如图5至7所示，对于倾斜角度的具体数值计算，可通过以下喷头托盘111与打印喷头112的简化关系获得。所述喷头托盘111具有第一参考线121，第一参考线121指向所述辊筒表面的圆心；所述打印喷头112的喷孔113具有第二参考线122，第二参考线122指向喷孔113的喷墨方向；第一参考线121与第二参考线122之间的夹角为偏转角φ，打印喷头112相对于第一参考线121以偏转角φ倾斜安装；
所述偏转角φ的计算公式为：其中，L为喷孔至第一参考线的距离；H为喷头托盘至辊筒表面的高度；α为喷孔的移动方向与第一参考线的夹角；R为辊筒表面的半径。
本方案中，以喷头托盘111的第一参考线121作为基准线，第一参考线121可以为喷头托盘111的中心线。打印喷头112相对于喷头托盘111的第一参考线121以偏转角φ倾斜安装后，只要第一参考线121指向所述辊筒表面的圆心，即可保证每排打印喷头112的喷墨方向指向辊筒表面的圆心，每排打印喷头112同时垂直于辊筒表面。第二参考线122以打印喷头112的喷孔113的中心为起点，指向喷孔113的喷墨方向。当单个打印喷头112的喷孔113为单列时，第二参考线122即为该排打印喷头112的喷墨方向，偏转角φ即为该排打印喷头112相对于喷头托盘111安装的倾斜角度。当单个打印喷头112的喷孔113为多列时，每列喷孔113均具有一条第二参考线122，则计算得到多个偏转角φ。由于多列喷孔113的间距较短，可计算多列喷孔113的偏转角φ的平均值或计算多列喷孔113的中间位置的偏转角φ作为该排打印喷头112相对于喷头托盘111安装的倾斜角度。在误差允许的范围内，该排打印喷头112的多列喷孔113的喷墨方向均近似垂直于辊筒表面。
本方案中，喷头托盘至辊筒表面的高度H在一定范围内变化，对于每排打印喷头112而言，又可计算得到多个偏转角φ。由于高度H与弧面打印面的半径R相差多个数量级，因此偏转角φ的变化幅度微小，在误差允许的范围内，可取其平均值作为该排打印喷头112相对于喷头托盘111安装的倾斜角度。喷头托盘至辊筒表面的高度H为零时，喷头托盘111的下表面及其假想的延伸面与所述辊筒表面相切；喷头托盘至辊筒表面的高度H相当于打印喷头112的工作高度。喷孔至第一参考线的距离L应当取喷头托盘至辊筒表面的高度H为零时的数值。再者，喷头托盘111在调整其高度H时，喷头托盘111并不一定沿其第一参考线121移动。当喷孔的移动方向与第一参考线的夹角α形成于所述辊筒表面的外侧时，夹角α取负值；当喷孔的移动方向与第一参考线的夹角α形成于所述辊筒表面的内侧时，夹角α取正值。
优选地，所述辊筒表面的半径R与所述喷孔113至所述第一参考线121的距离L之间的比值，即：R/L≥10。对于具有多列喷孔113的打印喷头112而言，喷孔至第一参考线的距离L有最小值LMIN和最大值LMAX。R-L比值计算时，距离L应当选择LMAX；进一步，还需要满足R/(LMAX-LMIN)≥20。一方面，R-L比值相差一个数量级时，单个打印喷头112的每列喷孔113计算得到的偏转角φ数值相差较小，这样才可以通过计算多列喷孔113的偏转角φ的平均值或计算多列喷孔113的中间位置的偏转角φ作为该排打印喷头112相对于喷头托盘111安装的倾斜角度。进而在误差允许的范围内，使该排打印喷头112的多列喷孔113的喷墨方向均近似垂直于辊筒表面。另一方面，R-L比值相差一个数量级时，单个打印喷头112的每列喷孔113的间距也相应较小，则每列喷孔113相对于辊筒表面的高度才能近似相等，进而减少辊筒表面的曲率对打印喷头112喷绘质量的影响。
优选地，所述喷头托盘111的移动方向与所述第一参考线121的夹角数值，即：|α|≤20°。喷头托盘111位于不同的高度H时，夹角α将影响打印喷头112的喷孔113至第一参考线121的实际距离。当夹角α取正值时，夹角α将增加喷孔113至第一参考线121的实际距离；当夹角α取负值时，夹角α将减少喷孔113至第一参考线121的实际距离。随着夹角α的数值增大，这种影响也将越大。在实际应用中，夹角α的数值不应超过20°，夹角α的取值范围为[-20°，20°]。
优选地，所述偏转角φ的范围为1°至5°。根据上述偏转角φ的计算公式，偏转角φ受到距离L、高度H、夹角α和半径R的综合影响。打印喷头112的喷孔113相对于第一参考线121的偏转角φ位于1°至5°时，可以降低喷头托盘111的工作高度和打印喷头112的喷孔113分布情况对打印喷头112选择倾斜角度的影响。例如，对于具有多列喷孔113的打印喷头112而言，当打印喷头112相对于喷头托盘111以3°倾斜安装时，在2°的误差范围内，打印喷头112上任意列的喷孔113在任意工作高度均可视为垂直于辊筒表面，其喷墨方向指向辊筒表面的圆心。
本方案中，打印喷头112相对于喷头托盘111倾斜安装，两者的连接方式包括：倾斜角度随动，即打印喷头112相对于喷头托盘111的倾斜角度可跟随偏转角在不同情况下变化而变化，打印喷头112通过倾斜角度自动调整装置与喷头托盘111之间连接；倾斜角度固定，打印喷头112通过倾斜角度手动调整装置(调节片、调节紧固件等)与喷头托盘111之间连接。
如图8至11所示，优选地，倾斜角度固定，所述喷头托盘111设有若干个安装槽，安装槽用于固定所述打印喷头112；安装槽的中心线为第三参考线123，第三参考线123相对于所述第一参考线121以偏转角φ倾斜。喷头托盘111上预先加工以偏转角φ倾斜的安装槽，打印喷头112直接放入安装槽，即可实现打印喷头112相对于第一参考线121以偏转角φ倾斜安装，相比于逐个打印喷头112通过调节片或调节紧固件与喷托托盘连接的方式，极大地提高了打印喷头112倾斜安装的安装效率和安装精度。
进一步，所述安装槽包括第一安装槽114和第二安装槽115，第一安装槽114和第二安装槽115沿所述第一参考线121对称设置，第一安装槽114和第二安装槽115的下表面相交的夹角为安装夹角θ，安装夹角两排打印喷头112交错重叠即可拼接为打印喷头112阵列，因而对应设置两排并列分布的安装槽。第一安装槽114和第二安装槽115沿第一参考线121对称设置的方式，有利于简化喷头托盘111的加工制造。进一步，第一安装槽114和第二安装槽115的下表面分别与两排打印喷头112的下表面平齐，以避免对打印喷头112的喷绘过程产生干涉影响，因而第一安装槽114和第二安装槽115的下表面也组合形成一凹陷的表面，该表面与打印喷头112的所述喷墨表面重合。
本实施例中，打印喷头112和安装槽均为两排，并相对于喷头托盘111的第一参考线121对称布置。单个打印喷头112具有四列喷孔113，具体型号为XAAR2001-GS12C。打印喷头112相对于喷头托盘111的第一参考线121以偏转角φ＝2.56°倾斜安装，对应弧面打印面的半径为570mm，打印喷头112的宽度为50mm，第一安装槽114与第二安装槽115的安装夹角θ＝174.88°。多个打印喷头112通过紧固件逐一安装在第一安装槽114和第二安装槽115中。此外，在另一些实施例中，打印喷头112可并列设置为三排，中间排的打印喷头112的中心线与第一参考线121重合。
如图9至11所示，可选地，还包括喷头清洗组件150，喷头清洗组件150安装在所述喷头托盘111上，喷头清洗组件150包括负压吸嘴151和往复驱动机构152；负压吸嘴151抵触所述打印喷头112的下表面，往复驱动机构152带动负压吸嘴151沿喷头托盘111的长度方向往复运动。
本方案中，负压吸嘴151位于喷头托盘111的下方，负压吸嘴151的上表面与打印喷头112的喷墨表面相同，且相互接触。负压吸嘴151的内部与外置的负压装置连通，负压装置工作时，负压吸嘴151的上表面具有吸力。往复驱动机构152安装在喷头托盘111上，往复驱动机构152带动负压吸嘴151沿喷头托盘111的长度方向往复运动。正常打印时，负压吸嘴151停留在喷头托盘111长度方向上的一端，不影响打印喷头112的正常工作；清洗时，往复驱动机构152推动负压吸嘴151依次遍历所有打印喷头112，负压吸嘴151通过上表面的吸力疏通并清洁打印喷头112的喷孔113。本方案通过喷头清洗组件150的设置，在进行打印喷头112清洁时，就不需要进行打印喷头组件的拆卸，且整个清洁过程自动化进行，工作效率极大提高。
实施例3
如图12所示，本实施例为一种具有偏转角的辊筒打印装置100。该打印装置包括辊筒130、线性移动组件140以及实施例2中具有偏转角的打印喷头组件110；辊筒130用于卷绕并输送打印介质；线性移动组件140用于驱动打印喷头组件110，调整打印喷头组件110与辊筒130表面之间的距离；打印喷头组件110用于对打印介质进行喷墨印刷。
优选地，所述辊筒130位于所述线性移动组件140和所述打印喷头组件110的下方，辊筒130的竖直中心线为第四参考线124；四组打印喷头组件110从左往右依次间隔环绕辊筒130，并相对于第四参考线124对称布置；三组线性移动组件140从左往右依次间隔环绕辊筒130，并相对于第四参考线124对称布置；左侧的打印喷头组件110与左侧的线性移动组件140固定连接，右侧的打印喷头组件110与右侧的线性移动组件140固定连接，中间的两组打印喷头组件110同时与中间的线性移动组件140固定连接；每组线性移动组件140独立驱动打印喷头组件110，调整打印喷头组件110与辊筒130表面之间的距离。
本方案中，打印喷头组件110设有四组，分别对应彩色印刷的四分色(CMYK)，每组打印喷头组件110仅负责喷绘一种颜色，其喷头托盘111上的打印喷头112数量较少(最低两排即可)，降低了喷头托盘111的加工制造难度。另外，左侧和右侧的打印喷头组件110分别由左侧和右侧的线性移动组件140单独驱动，可以使打印喷头组件110的运动方向与其第一参考线121重合，即夹角α为零，进而避免夹角α影响打印喷头112垂直于辊筒130表面打印。其次，中间的两组打印喷头组件110由中间的线性移动组件140同时驱动，可以减少线性移动组件140的数量，缩减打印装置的整体尺寸。当然，为了保证中间的两组打印喷头组件110的喷绘质量，其喷孔的移动方向与第一参考线的夹角α应尽可能小。三组线性移动组件140驱动打印喷头组件110移动，进而调整打印喷头组件110喷绘时的工作高度，满足不同厚度的打印介质和喷绘要求。
本实施例中，打印喷头组件110采用实施例2中的结构，对应辊筒130的半径为570mm。打印喷头组件110以30°间隔依次环绕辊筒130。中间的两组打印喷头组件110的第一参考线121与辊筒130的第四参考线124的夹角为15°。
本实施例中，线性移动组件140包括用于提供动力的伺服电机141、丝杠螺母142等，以及用于提供支撑的滑块143、导轨144、连接板145等。丝杆螺母的轴线，也即线性移动组件140的中心线均指向辊筒130的圆心。三组线性移动组件140以45°间隔依次环绕辊筒130，中间的线性移动组件140的中心线与辊筒130的第四参考线124重合。此外，左侧和右侧的打印喷头组件110通过紧固件分别居中安装在左侧和右侧的线性移动组件140的连接板145的下部，其喷头托盘111的第一参考线121与线性移动组件140的中心线重合。中间的两组打印喷头组件110通过紧固件同时安装中间的线性移动组件140的连接板145的下部，其喷头托盘111的第一参考线121与线性移动组件140的中心线呈15°夹角。
本实施例中，辊筒130的外表面设有多个气孔，辊筒130的内部连通外部的负压装置，辊筒130通过具有负压的气孔将打印介质吸附于其外表面。辊筒130的轴线端连接有驱动装置(如：电机)。辊筒130输送打印介质进行打印区域后，辊筒130上的气孔接通负压，进而将打印介质吸附于其外表面；辊筒130输送打印介质进入或离开打印区域，辊筒130上的气孔失去负压，打印介质依靠自身张力卷绕在其表面。辊筒130的具体结构可参考中国专利-202110615060.4-具有负压吸附的打印机辊筒。
优选地，所述辊筒打印装置100还包括第一加热辊161，或第一加热辊161和第二加热辊162；第一加热辊161用于加热所述打印介质的打印面；第二加热辊162用于加热所述打印介质的背面；打印介质依次卷绕第一加热辊161、所述辊筒130，或打印介质依次卷绕第二加热辊162、第一加热辊161、辊筒130。打印介质加热后进行喷墨印刷，有利于墨水的附着和溶剂的干燥，提升图文的色彩质量和降低后续对第一烘干装置300的干燥要求。打印介质的双面进行加热，可以避免其本身因受热产生褶皱形变。
可选地，所述辊筒打印装置100还包括第一UV固化组件171和第二UV固化组件172，第一UV固化组件171和第二UV固化组件172用于分次固化附着在所述打印介质的表面上的墨水；若干组第一UV固化组件171分别设置在若干组所述打印喷头组件110的喷头托盘111的一侧；第二UV固化组件172远离打印喷头组件110设置；打印介质依次经过若干组打印喷头组件110、若干组第一UV固化组件171、第二UV固化组件172。
本方案中，针对UV墨水，则需要采用UV固化组件对其进行固化。喷墨印刷采用分色多次印刷，则打印喷头组件110通常设置为多组，每组打印喷头组件110完成一种颜色的喷墨印刷。打印介质依次通过多组打印喷头组件110时，每完成一种颜色的喷墨印刷，第一UV固化组件171对其UV墨水进行预固化，以防止未干燥的不同颜色的UV墨水产生相互干扰，导致图文不清晰。打印介质完成所有颜色的喷墨印刷后，第二UV固化组件172对所有UV墨水进行最终的完全的固化。
优选地，所述辊筒打印装置100还包括离子风棒180，离子风棒180用于去除所述打印介质的表面上的静电；打印介质依次经过离子风棒180和所述打印喷头组件110。
优选地，所述辊筒打印装置100还包括张紧辊组件190，张紧辊组件190用于调节打印介质进入辊筒打印装置100的张紧力。张紧辊可以上下运动，以拉紧或放松卷绕在其上的打印介质。
本实施例中，辊筒打印装置100的输入端和输出端位于左侧，打印介质以打印面朝上从左下方进入，以打印面朝下从左下方离开。张紧辊组件190位于辊筒130的最左侧。第一加热辊161和第二加热辊162位于辊筒130的左侧、张紧辊的右侧，第一加热辊161位于第二加热辊162的下方。离子风棒180位于辊筒130的左侧，第二加热辊162的上方。四组第一UV固化组件171分别安装在四组打印喷头组件110的喷头托盘111的右侧，第一UV固化组件171均位于辊筒130的上方。第二UV固化组件172安装在辊筒130的右侧。第二烘干装置400安装在辊筒130的右下方。
本实施例中，打印介质的输送轨迹如下：打印介质从辊筒130的左侧进入，依次卷绕张紧辊、第二加热辊162、第一加热辊161后，再卷绕在辊筒130上。打印介质依次经过离子风棒180、四组打印喷头组件110和对应的四组第一UV固化组件171、第二UV固化组件172、第二烘干装置400。打印介质绕辊筒130换向后，从辊筒130的左侧下方离开。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，包括放卷装置、辊筒打印装置、第一烘干装置和收卷装置；其特征在于，打印介质由放卷装置进行展开，经辊筒打印装置进行喷墨印刷，再经第一烘干装置进行干燥，最后由收卷装置进行成卷；打印介质从辊筒打印装置的同一侧进入和离开；第一烘干装置外置于打印介质进出辊筒打印装置的同一侧；
所述辊筒打印装置包括辊筒和具有偏转角的打印喷头组件；所述打印喷头组件包括喷头托盘和安装在其上的打印喷头，打印喷头在喷头托盘上呈若干排并列分布，且相邻两排上的打印喷头交错重叠；打印喷头相对于喷头托盘倾斜安装；若干排打印喷头环绕辊筒表面布置，若干排打印喷头的下表面组合形成一个凹陷的喷墨表面，喷墨表面的每个面与辊筒表面相切；
所述喷头托盘具有第一参考线，第一参考线指向所述辊筒表面的圆心；所述打印喷头的喷孔具有第二参考线，第二参考线指向喷孔的喷墨方向；第一参考线与第二参考线之间的夹角为偏转角φ，打印喷头相对于第一参考线以偏转角φ倾斜安装；
所述偏转角φ的计算公式为：φ=tan^(-1)((L+Htanα)/(R+H)) ；
L为喷孔至第一参考线的距离；
H为喷头托盘至辊筒表面的高度；
R为辊筒表面的半径；
α为喷孔的移动方向与第一参考线的夹角；当喷孔的移动方向与第一参考线的夹角α形成于所述辊筒表面的外侧时，夹角α取负值；当喷孔的移动方向与第一参考线的夹角α形成于所述辊筒表面的内侧时，夹角α取正值；夹角α的取值范围为[-20°，20°]。
2.根据权利要求1所述的一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，其特征在于，所述放卷装置包括第一传感器和/或第二传感器，所述收卷装置包括第一传感器和/或第二传感器；第一传感器用于通过测量所述打印介质的卷面位置获得卷料的厚度；第二传感器用于通过测量所述打印介质的边缘位置获得卷料的偏移。
3.根据权利要求1所述的一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，其特征在于，所述第一烘干装置包括箱体以及设置在箱体内腔的加热器、横流风扇和传动辊；横流风扇与传动辊上下相对布置，若干条传动辊和若干台横流风扇沿箱体的长度方向间隔布置；所述打印介质依次从若干条传动辊与若干台横流风扇之间的缝隙中穿过。
4.根据权利要求3所述的一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，其特征在于，所述箱体沿所述打印介质的输送方向依次包括水平段和倾斜段，倾斜段的长度与水平段的长度之间的比值 ≥2 ，倾斜段的倾斜角度为25°至30°。
5.根据权利要求3所述的一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，其特征在于，所述收卷装置还包括导引带，所述第一烘干装置还包括设置在其箱体内腔的牵引机构；导引带由收卷装置进行展开，经牵引机构夹持并沿所述打印介质的输送方向的反方向输送至箱体的另一侧，导引带依次从若干条所述传动辊与若干台所述横流风扇之间的缝隙中穿过。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，其特征在于，所述辊筒打印装置还包括线性移动组件；线性移动组件用于驱动打印喷头组件，调整打印喷头组件与辊筒表面之间的距离。
7.根据权利要求6所述的一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，其特征在于，所述辊筒打印装置还包括第一加热辊，或第一加热辊和第二加热辊；第一加热辊用于加热所述打印介质的打印面；第二加热辊用于加热所述打印介质的背面；打印介质依次卷绕第一加热辊、所述辊筒，或打印介质依次卷绕第二加热辊、第一加热辊、辊筒。
8.根据权利要求6所述的一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，其特征在于，所述辊筒打印装置还包括第一UV固化组件和第二UV固化组件，第一UV固化组件和第二UV固化组件用于分次固化附着在所述打印介质的表面上的墨水；若干组第一UV固化组件分别设置在若干组所述打印喷头组件的喷头托盘的一侧；第二UV固化组件远离打印喷头组件设置；打印介质依次经过若干组打印喷头组件、若干组第一UV固化组件、第二UV固化组件。
9.根据权利要求6所述的一种具有外置烘干的喷墨印刷系统，其特征在于，所述辊筒打印装置还包括离子风棒，离子风棒用于去除所述打印介质的表面上的静电；打印介质依次经过离子风棒和所述打印喷头组件。
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