CN204870068U - 可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台，包括回转走纸路径：卷筒印刷材料一次经过多个导纸辊、一次进入干燥装置、二次经过多个导纸辊、二次进入干燥装置、三次经过多个导纸辊、三次进入干燥装置、四次经过多个导纸辊后输出；卷筒印刷材料在一次经过多个导纸辊的路径上设有浮动辊、纠偏装置导辊、正面测速辊和正面喷墨区域，正面喷墨区域的上方设有正面喷墨装置；卷筒印刷材料在二次经过多个导纸辊的路径上设有张力检测辊、背面测速辊和背面喷墨区域，背面喷墨区域的上方设有背面喷墨装置；卷筒印刷材料在四次经过多个导纸辊的路径上设有牵引辊。张力差异小、行进速度稳定、张力适度、喷印质量稳定、喷墨嘴不易堵塞、通用性强，整个设计方案经济、成本低。

Description

可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台

技术领域

本实用新型涉及一种印刷设备，尤其涉及一种可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台。

背景技术

名词解释：

数字印刷：是一种通过计算机直接成像技术,使用数据文件控制相应设备，将呈色剂/色料(如油墨)转移到承印物上的印刷方式。与传统印刷不同，传统印刷需要“印版”，待复制的图文信息首先转移到“印版”上，这种以“印版”形式的载体具有永久记录信息能力。印刷时，“印版”上的图文信息借助于印刷设备转移到承印物。数字印刷过程是直接将数字文件/页面转换成印刷品的过程，该印刷品的信息可以100％的可变信息，即相邻输出的两张印刷品可以完全不同。其核心是成像技术，就目前而言，发展最快、应用领域最广泛的数字印刷技术是喷墨成像技术和静电成像技术。

喷墨成像技术：通过位置控制使墨滴喷射到承印物表面从而形成影像，是一种新的无接触、无压力、无印版的印刷技术。

喷墨印刷机械平台：由给纸机组、喷墨平台组成，喷墨平台是喷墨印刷单元的安装载体，由机架、喷墨印刷单元安装支架、导纸辊、纠偏装置、张力检测装置、牵引装置、干燥装置等组成。可实现连续的印刷材料按照设定速度稳定行走，经喷墨印刷后通过干燥装置进行干燥固化，完成喷墨印刷过程。根据需要不同,可以分为单面喷墨印刷机械平台和正背双面喷墨印刷机械平台。

行业背景：传统印刷过程可以划分为印前和印刷两个工艺步骤,其典型特点是低价位和高质量,它的利润空间是依靠大批量印刷来实现,即随着印数的增多,印前成本随之摊薄。因此，传统印刷是针对印刷品大量需求的一种生产方式。与传统印刷不同,数字印刷实现了印前和印刷的完美整合,不存在印前成本分担的问题,无论是印刷一张,还是一百张、一万张都不会影响单页成本。

随着科技的进步,数字印刷单页成本还在下降。同时,随着新型技术的应用,数字印刷的质量也在不断提高。数字印刷是未来印刷的发展趋势,数字印刷具有速度快、信息与版式可变、工艺简化、周期短等特点，在按需短版印刷、个性化印刷品、异地印刷等市场方面，满足了“个性化”、“可变信息”、“短版”以及“即要即印”的需求，顺应了当前印刷发展的潮流。

相关关键技术：

喷墨成像技术无疑是生产型数字喷墨印刷机的核心技术。除此之外，根据喷墨技术特性，喷墨机械平台如何实现走纸张力波动小，喷墨区域的印刷材料行进速度稳定，能满足喷墨印刷的需要，也是非常关键的综合技术。在满足上述条件的同时，合理控制设备成本，让客户买到性价比更优的产品，对喷墨印刷技术的广泛推广，也将起到积极推动作用。

现有技术一：

如图1所示，实现卷筒印刷材料单面喷墨印刷的机械平台：通常采用机组式结构，由给纸机组、喷墨机组、干燥装置、张力牵引装置、复卷机组组成。

工作原理：卷筒印刷材料经过给纸机组放卷(磁粉制动器输出制动力矩提供放卷一次张力)，经过纠偏装置导辊后，牵引辊1牵引连续材料，进入喷墨机组，喷墨印刷后，印刷材料进入干燥装置，进行固化干燥，随后材料经牵引辊2牵引，进入复卷机组完成收卷。

现有技术一的缺点：

该技术只可以实现单面喷墨印刷，在印刷品范围受到局限，一般用于可变信息的喷墨印刷，多应用于药品和食品监管码、物流单条形码的喷印。

现有技术二：

如图2所示，实现卷筒印刷材料正背双面喷墨印刷的机械平台：通常采用机组式结构，由给纸机组(含纠偏装置、牵引装置一)、正面喷墨机组、干燥装置、翻转装置、背面喷墨装置、干燥装置、牵引装置二、复卷机组组成。

工作原理：与技术一的技术方案相比，在喷墨机组后增加了翻转装置，实现材料翻转，后面再增加背面喷墨印刷机组与干燥装置。其它与技术一的方案一致。

现有技术二的缺点：

虽然可以实现正背双面喷墨印刷，但喷墨印刷质量不稳定。原因是：翻转装置走纸阻力大(以520mm幅宽为例，阻力在15kg以上)，造成印刷材料在正面喷墨印刷区与背面喷墨印刷区的张力差异大。如果保证了正面区域的张力适度，可能会造成背面区域的张力过大，承印材料在喷墨干燥过程中发生过度拉伸变形，导致印刷图文的印迹变长；如果保证了背面区域张力适度，可能会造成正面张力太小，材料不能张紧，行进中蛇形摆动，导致印刷图文变形。

有些厂家采用翻转装置增加牵引辊的方式，希望克服上述正背面张力问题，但针对不同印刷材料、不同速度、以及不同的印刷干燥状况等情况，牵引辊跟随速度参数的确定，需要复杂的数学计算模型，辅以大量的试验测试数据，才有实现改善的可能。其实际改善效果并不明显，并且增加了机械平台的造价。

另外，干燥装置的热量散发，会造成喷墨单元周围环境温度升高，喷墨嘴易堵塞，影响喷印质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种张力差异小、行进速度稳定、张力适度、喷印质量稳定、喷墨嘴不易堵塞、通用性强的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台，包括回转走纸路径，所述回转走纸路径包括：

卷筒印刷材料一次经过多个导纸辊、一次进入干燥装置、二次经过多个导纸辊、二次进入所述干燥装置、三次经过多个导纸辊、三次进入所述干燥装置、四次经过多个导纸辊后输出；

所述卷筒印刷材料在一次经过多个导纸辊的路径上设有浮动辊、纠偏装置导辊、正面测速辊和正面喷墨区域，所述正面喷墨区域的上方设有正面喷墨装置；

所述卷筒印刷材料在二次经过多个导纸辊的路径上设有张力检测辊、背面测速辊和背面喷墨区域，所述背面喷墨区域的上方设有背面喷墨装置；

所述卷筒印刷材料在四次经过多个导纸辊的路径上设有牵引辊。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台，由于回转走纸路径，解决了正背双面喷墨印刷时，承印材料翻转前后张力差异大造成的喷印质量问题；兼顾正背面喷墨区域的承印材料行进速度稳定和张力适度；解决了干燥装置散热造成的喷墨嘴易堵塞的问题；考虑到喷墨印刷的后道工序，可能配套设备的左右走向不同，因此喷墨平台布局兼顾了通用性问题；整个设计方案经济、成本低。

附图说明

图1为现有技术一的喷墨印刷的机械平台的结构示意图。

图2为现有技术二的喷墨印刷的机械平台的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台的全机结构示意图。

图4为本实用新型实施例中回转走纸路径的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中干燥装置的结构示意图。

图6为本实用新型实施例中喷墨装置的布置示意图。

图中：

1－1、纠偏装置，1－2、牵引辊，1－3、喷墨装置，1－4、干燥装置，1－5、牵引装置，1－6、给纸机组，1－7、喷墨机组，1－8、复卷机组；

2－1、给纸机组，2－2、喷墨机组，2－3、翻转装置，2－4、喷墨机组，2－5、复卷机组，2－6、纠偏装置，2－7、牵引辊，2－8、正面喷墨装置，2－9、干燥装置，2－10、背面喷墨装置，2－11、干燥装置，2－12、牵引装置；

3－1、给纸机组，3－2、喷墨平台，3－3、干燥装置，3－4、牵引装置，3－5、正面喷墨装置，3－6、背面喷墨装置，3－7、卷筒印刷材料，3－8、张力检测辊，3－9、纠偏装置导辊，3－10、浮动辊，3－11、正面测速辊，3－12、牵引辊，3－13、背面测速辊，3－14、排风管，3－15、全封闭层，3－16、干燥箱外罩；

1至31为导纸辊。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台，其较佳的具体实施方式是：

包括回转走纸路径，所述回转走纸路径包括：

卷筒印刷材料一次经过多个导纸辊、一次进入干燥装置、二次经过多个导纸辊、二次进入所述干燥装置、三次经过多个导纸辊、三次进入所述干燥装置、四次经过多个导纸辊后输出；

所述卷筒印刷材料在一次经过多个导纸辊的路径上设有浮动辊、纠偏装置导辊、正面测速辊和正面喷墨区域，所述正面喷墨区域的上方设有正面喷墨装置；

所述卷筒印刷材料在二次经过多个导纸辊的路径上设有张力检测辊、背面测速辊和背面喷墨区域，所述背面喷墨区域的上方设有背面喷墨装置；

所述卷筒印刷材料在四次经过多个导纸辊的路径上设有牵引辊。

所述正面喷墨装置和背面喷墨装置对称布置在所述干燥装置的两侧。

所述卷筒印刷材料的卷辊上设有放卷磁粉制动器，所述张力检测辊上设有张力传感器，所述放卷磁粉制动器和张力传感器与张力控制器通过信号线连接。

所述浮动辊设有弹簧或者气缸。

所述牵引辊连接有伺服电机，所述伺服电机设有速度控制器。

所述干燥装置包括全封闭空间，所述全封闭空间内设有三个干燥箱，所述干燥箱设有外罩，所述外罩设有隔温防护层，所述全封闭空间设有排风管。

本实用新型的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平，解决了正背双面喷墨印刷时，承印材料翻转前后张力差异大造成的喷印质量问题；兼顾正背面喷墨区域的承印材料行进速度稳定和张力适度；解决了干燥装置散热造成的喷墨嘴易堵塞的问题；考虑到喷墨印刷的后道工序，可能配套设备的左右走向不同，因此喷墨平台布局兼顾了通用性问题；整个设计方案经济、成本低。

具体实施例：

如图3所示，包括给纸机组、喷墨平台、干燥装置、牵引装置等。

以操作侧从右向左为例：

纸路方案：

现有技术中的连续材料喷墨印刷机械平台方案，多沿袭了传统的轮转式印刷机结构和原理。

传统的轮转印刷过程中，张力控制是关键技术。其原理是：卷筒印刷材料由磁粉制动器或气动抱闸制动机构输出放卷一次张力，如果添加张力传感器输出反馈，可形成放卷张力的闭环控制。随后，材料经过纠偏装置导辊、牵引辊一、印刷机组、牵引辊二，其中牵引辊一与牵引辊二的速度差，形成二次张力，保证了连续材料的适度张紧，从而保证印刷的稳定及多色套准精度。因为传统印刷是接触转印方式，印刷材料与印刷滚筒之间的印刷压力会对材料张力产生影响，因此通过牵引辊的速度跟随参数调整，保证印刷区域的材料张力适度，是至关重要的。

喷墨技术采用位置控制方式进行喷墨印刷，喷墨区域的材料行进时所发出的速度脉冲信号，经过数据处理后，成为喷墨控制的输入信号。材料行进速度的是否稳定一致，直接关系到喷墨质量的优劣；同时，喷墨印刷是非接触方式，这种印刷方式不会对材料产生张力的附加影响。

二者比较不难发现，喷墨印刷要实现高质量，对机械平台的要求，除了需要连续材料的适度张紧以外，材料行进速度的稳定一致性也非常关键，而这一点，是以往被忽视了的问题。由此，如果通过翻转装置实现材料的翻转进行正背面印刷，翻转装置对材料产生的阻力，会导致材料正面印刷区域与背面印刷区域的张力差异大，同时两个牵引辊的速度差值增大，也会影响到材料正面印刷区域与背面印刷区域的行进速度差异增大，进而影响到喷墨印刷质量。

基于上述分析，本实用新型采用回转走纸路径的方法实现正背双面印刷的方案，是更符合喷墨技术特点，实现高质量低成本的喷墨机械平台技术方案。

本实用新型的走纸路径如图4所示：

卷筒印刷材料依次经过导纸辊1、2——浮动辊——导纸辊3、4、5、6、7、8——纠偏装置导辊——导纸辊9、10——正面测速辊——导纸辊11——正面喷墨区域——导纸辊12、13——干燥装置——导纸辊14、15——张力检测辊——导纸辊16、17——背面测速辊——导纸辊18、19——背面喷墨区域——导纸辊20——干燥装置——导纸辊21、22——干燥装置——导纸辊23——牵引辊——导纸辊24、25、26、27、28、29、30、31。

牵引控制方案：

采用放卷磁粉制动器制动力矩控制喷墨印刷区域的材料张力，预先在张力控制器设定张力参数，通过张力传感器检测材料张力变化，输出信号经过张力控制器处理后，张力控制器输出调整磁粉制动力矩，以保证喷墨印刷区域的张力稳定；

为减小卷筒印刷材料开卷时，因有些料卷变形不圆造成的材料松紧不一，对张力稳定性的影响。在开卷后布置浮动辊1根，由弹簧或者气缸维持浮动辊平衡位置，当料卷在开卷时，通过浮动辊的浮动，可以缓解张力冲击对喷印质量的影响。

在正背双面喷墨装置后端，布置一根牵引辊，牵引速度通过伺服控制器设定，以速度控制模式控制伺服电机，驱动牵引辊运转，牵引印刷材料平稳行进。

干燥装置方案：

喷墨装置多使用UV或者水性墨水，墨水喷射到印刷材料表面以后，材料通过UV干燥装置或者红外热风干燥装置进行干燥固化。为了提高喷印效果，喷印后进入干燥装置的距离应越近越好，但由此带来的问题是干燥装置散发的热量，导致喷墨装置周围环境温度升高，喷墨嘴干燥阻塞，影响到喷墨质量。

因此，干燥装置外罩应增加隔温防护层，减低热量从外罩散失，同时在纸路设计布局中，将干燥装置集中布置后，进行二次封闭，并增设一个排风管，将封闭空间内热风排出。从而降低干燥热量对喷墨装置周围环境温度的影响。

干燥装置布局如图5所示。

喷墨装置布局方案：

考虑到喷墨印刷的后道工序，可能配套包括复卷、裁切、或者折页设备，其左右走向不尽一致，因此喷墨平台布局兼顾通用性问题。即喷墨平台采用对称布局方式，适合左右走纸方向。

喷墨装置布局如图6所示。

本实用新型的有益效果：

1、如图4，回转纸路可以实现连续材料正背双面喷墨印刷；

2、技术方案经实际验证，采用磁粉制动器闭环张力控制方式，材料张力波动可以控制在±0.2kg以内，能够满足喷墨印刷的要求；

3、通过在封闭空间测试，干燥装置集中布置、双层隔温防护及排风管排风措施，可以降低喷墨单元周围环境温度35℃以上；

4、根据技术方案示意，喷墨装置采用左右对称布局，只需要调整张力检测装置和纠偏装置安装位置，即可以满足卷筒印刷材料从左向右、或者从右向左的走纸方向。

5、经测算，本技术方案的机械平台制造成本，相当于市场上实现同等功能的平台成本的1/3或者更低。

本实用新型的技术关键点和欲保护点是：

一是通过走纸路径回转，不需采用专用翻转装置，可实现正背双面喷墨印刷需要，同时保证张力一致性；

二是干燥装置集中布置，双层隔温防护及排风管排风，避免因喷墨环境温度上升，所导致喷墨孔堵塞；

三是采用磁粉制动器闭环张力控制方式，在喷墨印刷过程中，为纸张提供恒定张力，并且结构简单紧凑；

四是喷墨装置采用左右对称布局，只需要调整张力检测装置和纠偏装置安装位置，即可以满足卷筒印刷材料从左向右、或者从右向左的走纸方向。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台，其特征在于，包括回转走纸路径，所述回转走纸路径包括：

卷筒印刷材料一次经过多个导纸辊、一次进入干燥装置、二次经过多个导纸辊、二次进入所述干燥装置、三次经过多个导纸辊、三次进入所述干燥装置、四次经过多个导纸辊后输出；

所述卷筒印刷材料在一次经过多个导纸辊的路径上设有浮动辊、纠偏装置导辊、正面测速辊和正面喷墨区域，所述正面喷墨区域的上方设有正面喷墨装置；

所述卷筒印刷材料在二次经过多个导纸辊的路径上设有张力检测辊、背面测速辊和背面喷墨区域，所述背面喷墨区域的上方设有背面喷墨装置；

所述卷筒印刷材料在四次经过多个导纸辊的路径上设有牵引辊。

2.根据权利要求1所述的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台，其特征在于，所述正面喷墨装置和背面喷墨装置对称布置在所述干燥装置的两侧。

3.根据权利要求1所述的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台，其特征在于，所述卷筒印刷材料的卷辊上设有放卷磁粉制动器，所述张力检测辊上设有张力传感器，所述放卷磁粉制动器和张力传感器与张力控制器通过信号线连接。

4.根据权利要求1所述的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台，其特征在于，所述浮动辊设有弹簧或者气缸。

5.根据权利要求1所述的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台，其特征在于，所述牵引辊连接有伺服电机，所述伺服电机设有速度控制器。

6.根据权利要求1所述的可实现数字喷墨双面印刷的新型机械平台，其特征在于，所述干燥装置包括全封闭空间，所述全封闭空间内设有三个干燥箱，所述干燥箱设有外罩，所述外罩设有隔温防护层，所述全封闭空间设有排风管。