ITMI20132054A1 - Apparato di stampa con pad. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale avente per titolo:

“Apparato di stampa con pad.”

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La presente invenzione concerne un apparato di stampa con pad e provvisto di un dispositivo di stampa, in particolare un dispositivo di stampa digitale e/o serigrafico.

La tampografia prevede un tampone di gomma normalmente siliconica di forma a cuspide, pieno all’ interno oppure cavo per migliorare le capacità di deformazione, che viene compresso su un cliché piano, inciso per pochi centesimi di millimetro (circa 15/35 micron) che ad ogni ciclo viene inchiostrato e raclato (cioè viene asportata la quantità in eccesso di inchiostro) lasciando l’inchiostro solo aU’intemo dell’incisione. Il tampone di forma appuntita verrà compresso fino ad appiattirsi sul cliché e al momento del distacco riassumerà la sua forma primitiva (appuntita), portando con sé parte dell’inchiostro contenuto nell’incisione. La forma appuntita è indispensabile affinchè il tampone, sia in fase di presa che in fase di rilascio, non inglobi aria che si frapponga tra inchiostro e tampone o rispettivamente tra inchiostro e pezzo da decorare impedendone cosi la funzionalità. Inoltre la forma appuntita (opportunamente studiata) serve a far si che il tampone rotoli, in fase di presa e di rilascio immagine, appiattendosi sul cliché e sull’oggetto in modo da cambiare la sua forma senza creare tensioni tra le due superfici in contatto che comporterebbero slittamenti tra le due relative superfici e conseguente degrado della stampa. Il tampone sarà portato, dai movimenti della macchina sull’oggetto da stampare e verrà compresso sullo stesso dove, grazie alla sua elasticità, aderirà alla superficie di quest’ultimo depositando l’inchiostro. L’inchiostro a contatto con l’aria durante il trasporto dal cliché all’oggetto avrà perso parte del solvente/diluente che contiene aumentando in tal modo la sua consistenza e la sua capacità di poter essere trasferito in modo preciso sul pezzo.

Se l’oggetto da stampare non sarà piano (come lo è il cliché) l’immagine subirà una deformazione che se sgradita dovrà essere contro deformata in fase di incisione del cliché .

Questo ciclo di stampa, nel caso in cui sia richiesta una stampa a più colori, sarà ripetuta sull’oggetto più volte con diversi passaggi (come quelli descritti) utilizzando diversi colori.

La tampografia è una tecnologia che permette di stampare oggetti concavi, convessi o di forma diverse con grande precisione e notevole velocità, consentendo di decorare oggetti la cui forma normalmente non permette di essere decorata/codificata con altre tecniche di stampa a colori note, quali la serigrafia, la stampa a caldo, off-set, flexografia, inkjet ecc, che normalmente limitano la loro applicazione dove lo forma dell’oggetto è piana oppure a forma geometrica sviluppabile sul piano (esempio cilindrica o conica). Con la tampografia ogni modifica dell’ immagine da imprimere sull’oggetto da decorare comporta la fabbricazione di un nuovo cliché .

La tecnologia digitale riesce a risolvere parte delle problematiche esistenti nel metodo di stampa della tampografia ma non sempre riesce ad ottenere lo stesso livello di qualità di immagine finale; infatti, l’immagine, generata da un computer e direttamente spruzzata sull’oggetto dalle teste a getto d’inchiostro può essere cambiata facilmente e continuamente. Tuttavia risulta estremamente difficile, se non impossibile, stampare su oggetti marcatamente di forma non sviluppabile (quali sferici o forme complesse con doppia curvatura) o aH’intemo di figure concave, come ad esempio un piatto da cucina, o all’ interno di una calotta sferica. Ciò deriva dal fatto che la tecnica di stampa digitale, in particolare quella a getto d’inchiostro, lavora bene se gli ugelli che provvedono a spruzzare l’inchiostro si trovano estremamente vicino all’oggetto da decorare, con distanze al massimo di pochissimi millimetri, altrimenti le finissime goccioline (nell’ordine di picolitri) perderebbero la loro posizione predeterminata. La tecnica di stampa a getto d’inchiostro (o inkjet ) comprende una pluralità di teste di stampa a getto di inchiostro; ogni testa di stampa porta un colore (possono essere da 1 a 5 o anche più, più il bianco di fondo se il pezzo da stampare è scuro), con dimensioni che possono variare da circa 70 mm a circa 120 mm. Le teste di stampa sono capaci di formare immagini, con un solo passaggio, fino ad un altezza pari ai 120 mm; le teste sono larghe da 15 a 25 mm e sono poste una in fianco all’altra parallele dal lato più lungo, in maniera che passino con moto rettilineo parallelo sulla superficie da stampare piana o pressoché piana oppure facendo ruotare il pezzo cilindrico o conico sotto ciascuna testa di stampa in sequenza. Ogni testa ha modo di stampare il suo colore sul pezzo, una dopo l’altra, producendo così un’immagine a più colori, potendo quindi formare immagini separate per ogni colore, oppure produrre un’immagine a più colori chiamata “quadricromia” per l’ottenimento di un’immagine fotografica.

Ogni testa di stampa porta diverse centinaia di ugelli, allineati su una o più file, in grado di spruzzare/erogare volumi nell’ordine di 10 - 200 picolitri in ogni goccia di inchiostro (e molti altri fluidi del tipo a base acqua, solvente o con resine che induriscono per esposizione ai raggi ultravioletti), in modo sostenibile e ad alte frequenze senza sacrificare la precisione di posizionamento delle gocce se spruzzata a brevissima distanza. Tanto più sono fini le goccioline, tanto più risulta precisa e di qualità l’immagine ottenuta sul pezzo; ma tanto più piccole saranno le gocce tanto meno saranno capaci di percorrere lunghe distanze tra la testa e l’oggetto senza perdere il loro corretto posizionamento. Gli ugelli sono in grado di disporre singole goccioline d'inchiostro su un oggetto da decorare in posizioni predefinite, ossia una griglia di pixel che possono essere molto fini o molto grossolane o una via di mezzo, ma in ogni caso sono ottimizzabili in base alle applicazioni previste. Inoltre con un dispositivo di stampa digitale con quattro teste di stampa alle quali sono abbinati i quattro colori fondamentali, è possibile, posizionando le goccioline dei colori sull’oggetto, ottenere l’effetto visivo di una grande varietà di colori diversi.

Pertanto la tecnica della stampa a getto d’inchiostro, in particolare quella che utilizza gocce fini necessarie per una stampa di qualità, trova i suoi limiti nella necessità di stampare a breve distanza mediante ugelli che spruzzano l’inchiostro sull’oggetto da stampare e nell’incapacità di stampare oggetti di forma complessa; la soluzione di movimentare la testa a getto d’inchiostro con un robot risulta, oltre che non facile da attuare, anche impossibile considerando che le teste inkjet hanno una lunghezza di 50/120 millimetri ed inoltre gli ugelli alle estremità si troverebbero ad una distanza inaccettabile dalla superficie di un oggetto bombato o concavo. Non è praticamente considerabile l’utilizzo di teste inkjet di ridotte dimensioni perché richiederebbero un gran numero di passaggi per la decorazione completa di un pezzo; inoltre l’utilizzo di molti colori complicherebbe ulteriormente l’uso delle teste di stampa a getto d’inchiostro.

Il cambio d’immagine da stampare con la tampografia impone la sostituzione del cliché con un altro che riporti la nuova incisione, la sostituzione del colore (inchiostro) con i relativi dispositivi di radatura ed inchiostratura o per lo meno il loro lavaggio. Sia la produzione di detti nuovi cliché incisi che la sostituzione dei colori (inchiostri) comporta un notevole dispendio di tempo che, unito ai costi dei materiali, rendono antieconomiche o estremamente costose alcune produzioni di serie limitate. La tecnica a getto d’inchiostro invece risolve il problema delle produzioni limitate in quanto rimmagine (di tipo matriciale) può essere cambiata tante volte in un tempo infinitesimo (in quanto generata da computer); tuttavia, come già detto, tale tecnica presenta i limiti precedentemente descritti e non è pertanto attuabile.

La serigrafia o stampa serigrafica è una tecnica di stampa di immagini su qualsiasi supporto o superficie mediante l'uso di un tessuto (tessuto di stampa), facendo depositare dell'inchiostro su un oggetto/supporto attraverso le aree libere del tessuto.

Caratteristica fondamentale degli inchiostri serigrafici è la loro tissotropia (o tixotropia), la capacità cioè che ha un liquido di variare la sua viscosità sotto l'azione di forze meccaniche (o al variare della temperatura) e di tornare allo stato precedente al cessare dell’azione meccanica (e alla temperatura precedente). Questa proprietà permette all'inchiostro di attraversare le maglie del tessuto del telaio solamente sotto la pressione esercitata dalla racla da stampa e di rinvenire quasi immediatamente alla viscosità precedente senza allargarsi troppo sull'oggetto da serigrafare e senza colare dal telaio. Si ottengono così la precisione nei dettagli, l'elevata coprenza e l'uniformità di stampa.

Esistono vari modi per preparare uno stencil per stampa serigrafica. Il più semplice è disegnarlo a mano su carta (o pellicola) nella forma e nella grandezza desiderata, tagliarlo e attaccarlo sul telaio; oppure disegnare il negativo dell'immagine direttamente sul telaio e applicare un materiale riempitivo che diventa impermeabile quando è asciutto sulle parti al di fuori del disegno.

Il telaio serigrafico è realizzato con un tessuto di filato finissimo teso su una cornice di alluminio, ferro o talvolta legno. Originariamente di seta, dagli anni quaranta vengono utilizzati al suo posto nylon o poliestere. Alcune aree del telaio vengono bloccate ovvero vengono cosparse di varie sostanze, a seconda della tecnica utilizzata, per comporre un'immagine (viene quindi creato uno stencil); le parti bloccate non compariranno infatti nella stampa finale. Nelle parti libere il colore di stampa passa attraverso i minuscoli fori delle intercapedini lasciate dai fili di trama, per andare a depositarsi sulla superficie da stampare.

Il telaio viene quindi rimosso dall’oggetto/supporto che viene fatto successivamente asciugare. Il telaio può essere riusato dopo essere stato pulito.

Serigrafie a più colori prevedono l'uso di più matrici (una per colore) e per le quali in fase di stampa è necessario tenere un perfetto "registro di stampa". La serigrafia, così come il getto d’ inchiostro, ha la caratteristica di poter stampare solo su superfici piane o pressoché piane oppure su superfici sviluppabili quali cilindriche o coniche ma non con doppia curvatura; quindi anche con questa tecnica è impossibile stampare alLintemo di cavità o su superfici convesse o concave.

In vista dello stato della tecnica scopo della presente invenzione è quello di fornire un apparato di stampa con pad che sia diverso da quelli noti.

In accordo alla presente invenzione detto scopo viene raggiunto mediante un apparato di stampa comprendente:

almeno un pad comprendente una cavità interna ed una superficie di stampa, un dispositivo di stampa atto a formare almeno una porzione d’immagine sulla superficie di stampa dell’ almeno un pad, caratterizzato dal fatto di comprendere:

mezzi di movimentazione del pad atti ad orientare il pad in una prima posizione di lavoro in cui viene formata detta porzione di immagine in detta superficie di stampa del pad mediante detto dispositivo di stampa ed in una seconda posizione di lavoro, diversa dalla prima posizione di lavoro, in cui detta almeno una porzione d’immagine viene impressa sull’oggetto da decorare mediante pressione del pad sull’oggetto, ulteriori mezzi atti ad agire sulla cavità del pad per determinare una conformazione piana della superficie di stampa del pad nella prima posizione di lavoro ed una conformazione sostanzialmente convessa della superficie di stampa del pad nella seconda posizione di lavoro.

L’innovazione consiste nell’accorpare alcuni vantaggi della tecnica di stampa digitale e/o della tecnica di stampa serigrafica in un unico apparato di stampa utilizzando un tampone che si presenta normalmente con la superficie di stampa piatta (superficie piana o quasi) capace quindi di ricevere l’inchiostro direttamente fornito da una o più teste di getto d’inchiostro o da un dispositivo di stampa serigrafico , che con metodo noto, depositeranno l’immagine da stampare sulla superficie piana in gomma (normalmente siliconica) del tampone. Successivamente a questa operazione il tampone cambierà la sua forma diventando appuntito, o per lo meno formato grossolanamente a calotta sferica, predisponendosi per la successiva stampa sul pezzo che avverrà nel modo noto in tampografia cioè comprimendo il tampone sulla superficie del pezzo. In funzione della tecnologia d’inchiostro utilizzata dalle teste a getto d’inchiostro potrà essere necessario, immediatamente dopo la deposizione dell’immagine sul tampone, eseguire una pre-asciugatura dell’inchiostro, che dovrà essere solo parziale per aumentarne la consistenza e quindi anche la capacità di sopportare la pressione del tampone in fase di trasferimento sull’oggetto, ma non tale da renderlo non più adesivo. Detta pre-asciugatura potrà avere anche la funzione di bloccare le goccioline d’inchiostro una volta depositate sul tampone evitando che si mischino tra loro o con altri colori (simultaneamente ricevuti dal tampone), nello spazio di tempo dovuto alla disposizione del tampone nella posizione in cui l’immagine deve essere trasferita sull’oggetto. Questa pre-asciugatura, a seconda del tipo di tecnologia di inchiostro utilizzata, potrà avere una leggera e parziale esposizione UV nel caso in cui l’inchiostro sia di tecnologia UV ( tecnica comunemente denominata “pinning” che prevede la parziale polimerizzazione tramite raggi UV); nel caso di inchiostri che induriscono per evaporazione di solventi o per catalizzazione chimica, la pre-asciugatura potrà avvenire tramite getti di aria meglio calda. Per altre tipologie di inchiostri avverrà, se necessaria, tramite altre modalità.

Le caratteristiche della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla seguente descrizione di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo e con riferimento alle figure allegate, in cui

la figura 1 è uno schema di un apparato di stampa con pad in accordo alla presente invenzione in una prima posizione di lavoro;

la figura 2 è uno schema dell’apparato di stampa con pad in accordo alla presente invenzione in una seconda posizione di lavoro;

la figura 3 mostra più in dettaglio una parte dell’apparato di figura 2;

le figure 4a-4c sono viste schematiche dei mezzi di movimentazione dell’apparato delle figure 1 e 2;

le figure 5a-5b mostrano un tipo di pad utilizzabile per l’apparato delle figure 1 e 2;

le figure 6a-6b mostrano un altro tipo di pad utilizzabile per l’apparato delle figure 1 e 2;

le figure 7a-7b mostrano più in dettaglio l’apparato delle figure 1 e 2 nella prima posizione di lavoro (figura 7a) e nella seconda posizione di lavoro (figura 7b)

Nelle figure l-7b è mostrato un apparato di stampa con pad in accordo alla presente invenzione. Detto apparato comprende almeno un pad 1, un dispositivo di stampa 2, preferibilmente un dispositivo di stampa digitale ed in particolare a getto d’inchiostro 2, comprendente almeno una testa di stampa 3 ma preferibilmente una pluralità di teste di stampa 3 ciascuna provvista di ugelli atti a spruzzare inchiostro o altra soluzione, ad esempio colla, sulla superfìcie di stampa 10 del pad per la formazione di almeno una porzione d’immagine 5 o l’intera immagine 5 sul pad, preferibilmente un’immagine d’inchiostro, una struttura 13 atta alla disposizione del pad 1 in una posizione A (figura 1) atta a ricevere l’immagine d’inchiostro 5 proveniente dal dispositivo 2 mediante spostamento del pad 1 (o delle teste di stampa 3) lungo l’asse X (figura 7a) ed in una posizione B (figura 2) per trasferire l’immagine 5 dal pad ad un oggetto 6 da decorare mediante pressione del pad sull’oggetto 6 (meglio visibile in figura 3) preferibilmente con spostamento del pad 1 lungo l’asse Z (figura 7b). Preferibilmente per decorare l’oggetto 6 lo spostamento del pad 1 avviene verso il basso ma è anche possibile che l’oggetto 6 sia disposto in linea con il dispositivo 2 così che il pad 1 per decorare l’oggetto 6, dopo ad esempio una traslazione lungo l’asse X, deve effettuare uno spostamento verso l’alto o l’oggetto 6 deve essere spostato verso il basso sul pad 1.

Il pad 1 presenta la superficie di stampa 10 piana nella posizione A in cui il pad 1 riceve l’inchiostro o altra soluzione dal dispositivo 2 e sostanzialmente convessa, cioè a forma di calotta sferica o di forma appuntita, nella posizione B in cui il pad 1 deve trasferire l’immagine 5 all’oggetto 6.

Preferibilmente la struttura 13 dell’apparato in accordo all’invenzione comprende almeno un braccio 4 atto a ruotare attorno ad un’estremità solidale ad un tamburo rotante 23 e portante all’altra estremità almeno un pad 1. Preferibilmente la struttura 13 comprende quattro tamponi o pad 1 vincolati solidalmente mediante rispettivi bracci 4 al tamburo rotante 23; è anche possibile utilizzare un numero maggiore di pad 1 ed è possibile che due o più pad siano portati da un singolo braccio 4. La struttura 13 è configurata per disporre il pad 1 nella posizione A, in cui il braccio 4 è sostanzialmente verticale ed il pad 1 è orientato verso l’alto, per ricevere l’immagine 5 dal dispositivo 2 (figure 1, 7a) e nella posizione B, in cui il braccio 4 viene ruotato verso il basso ed il pad 1 è orientato verso il basso, per imprimere l’immagine 5 sull’elemento 6 mediante un movimento di compressione del pad 1 sull’oggetto 6 (figure 2, 3, 7b). Nella posizione B il braccio 4 è preferibilmente disposto in modo parallelo all’asse verticale Z 0 può formare con l’asse Z un angolo preferibilmente inferiore a novanta gradi; in tal modo il tamburo rotante viene fatto ruotare di un angolo pari a 180° od un angolo maggiore o minore per ruotare dalla posizione A alla posizione B.

Preferibilmente è presente un dispositivo di pre-asciugatura 20, ad esempio una lampada ad ultravioletti, per indurire parzialmente l’immagine 5 appena formata sul pad 1 nella posizione A evitando che i colori dell’immagine si mischino ed in modo da rendere l’immagine della consistenza tale da essere impressa sull’oggetto 6. L’asciugatura parziale dovuta al dispositivo 20 è tale da consentire di ottenere un’immagine 5 di tipo pastosa, preferibilmente semi-solida e/o appiccicosa, cioè atta ad aderire all’oggetto 6.

Preferibilmente è presente ima lampada di asciugatura 21 nella posizione B del pad 1 per asciugare l’immagine 5 impressa dal pad 1 sull’oggetto 6.

Preferibilmente è previsto un dispositivo di pulitura del pad 1 comprendente un nastro adesivo 86, due rulli 84 per Γ avvolgimento e lo svolgimento del nastro 86 ed un elemento di supporto 85 lungo il quale scorre il nastro 86 e che serve da contrasto al pad 1 nella fase di pulizia del pad.

Il pad o tampone 1 è costituito da una massa, generalmente in silicone, che presenta una superficie 10 dedicata alla stampa; l’interno del tampone presenterà una cavità 30 grossolanamente parallela alla superficie di stampa, di volume molto basso e di superficie tale da quasi eguagliare la superficie di stampa stessa e disposta grosso modo parallelamente ad essa (figura 5a). Questa cavità sarà messa in comunicazione con un distributore di fluido rotante 40 attraverso un apposito condotto 31 di dimensioni opportune. Il fluido alfintemo della cavità 30 potrà essere lasciato a pressione atmosferica oppure la cavità può essere forzata a vuoto al fine di aiutare il mantenimento della planarità della superficie di stampa 10 del tampone per la ricezione dell’immagine 5. Il distributore di fluido rotante 40 è in comunicazione tramite una valvola 32 ad un serbatoio con fluido in pressione 33 o un serbatoio in depressione o a vuoto 34 controllati da rispettive pompe di vuoto e pressione 35, 36, e rispettivi regolatori di vuoto/pressione 37 al fine di mantenere il più possibile invariata la pressione all’intemo della cavità e/o di rendere anche rapido il gonfiaggio e sgonfiaggio del tampone 1.

Nel caso in cui l’apparato di stampa in accordo all’invenzione comprenda una pluralità di tamponi 1 , ad esempio 4 e ciascuno portato da un singolo braccio 4 come nelle figure 1 e 2, il distributore di fluido rotante 40 tramite i condotti 31 di ciascun tampone provvede al gonfiaggio ed allo sgonfiaggio di ogni tampone contemporaneamente. In alternativa ogni condotto può essere provvisto di una valvola per mettere in comunicazione o meno la cavità 30 di ogni pad 1 con quattro diverse valvole comandate 32 e serbatoi 33, 34 così da avere contemporaneamente tamponi 1 con cavità a vuoto e tamponi con cavità in pressione.

E’ possibile utilizzare due tipi di tampone 1 che devono entrambi presentare una superficie di stampa piana nella posizione A ed una superficie di stampa sostanzialmente convessa, cioè appuntita o almeno bombata nella posizione B.

Un primo tampone (figure 5a e 5b) ottiene la sua superficie di stampa 10 piana già a riposo (quindi con il fluido nella cavità 30 a pressione atmosferica o esercitando un leggero vuoto per meglio mantenere la planarità del tampone sia quando il tampone è orientato verso l’alto che quando è orientato verso l’alto), che deve essere deformato necessariamente poi nella posizione B di rilascio immagine con il fluido nella cavità 30 a pressione superiore a quella atmosferica.

Il secondo tipo di tampone (figure 6a e 6b) prevede una superficie di stampa 10 a riposo appuntita, che quindi dovrà essere necessariamente resa piana nella fase A per ricevere in modo ottimale e corretto Γ immagine 5 e questo avverrà portando a vuoto (con pressione inferiore a quella atmosferica) la cavità 30 (figura 6a). Nella fase di rilascio immagine nella posizione B il fluido nella cavità 30 sarà lasciato a pressione uguale a quella atmosferica o forzato ad una pressione maggiore di quella atmosferica, facendo riassumere al tampone la sua forma naturale (figura 6b).

Nell’esempio di applicazione, riportato nelle figure 1-3, è stato utilizzato il primo tipo di tampone (figure 5a e 5b).

Il pad 1 nella posizione A con il fluido nella cavità 30 a pressione atmosferica riceverà Γ immagine 5 proveniente dal dispositivo a getto di inchiostro 2 mediante movimento lineare relativo fra pad 1 e teste di stampa 3. L’immagine 5 sarà impressa al contrario sulla superficie 10 del pad 1 sull’oggetto, con la sequenza colori al contrario, in quanto la superficie stampata vista sull’oggetto 6 sarà quella precedentemente trasferita sulla superficie 10 del pad 1.

Dopo aver ricevuto Γ immagine 5 e dopo l’eventuale sua pre-asciugatura mediante il dispositivo 20, il tampone 1 dovrà trasferire rimmagine 5 sull’oggetto 6 nella posizione B; in tale posizione il pad non potrà rilasciare l’immagine 5 nello stato in cui si trova, cioè con una superficie esterna 10 piana, per motivi dovuti al rischio di inglobamento aria tra oggetto 6 ed inchiostro e di slittamento dell’immagine 5 dovuto allo slittamento del tampone 1 che comprimendosi sull’oggetto 6 potrà aumentare la sua superficie creando tensioni e slittamenti con conseguente perdita di leggibilità e qualità di stampa. Sarà necessario rendere la superficie di stampa 10 sostanzialmente convessa, cioè appuntita o per lo meno bombata; per tale motivo sarà necessario provvedere ad un aumento della pressione del fluido nella cavità 30 del pad 1 ad esempio mediante gonfiaggio della cavità 30 tramite serbatoio 33 controllato dalla valvola 32 e dal rispettivo regolatore di pressione 37. L’immagine 5, nel suo stato pastoso, non avrà difficoltà a subire questa leggera deformazione.

In una fase immediatamente successiva nella posizione B, il tampone 1 verrà compresso in modo convenzionale (come da normale tampografia) in modo da rilasciare l’immagine 5 sull’oggetto 6 da decorare. La forma del tampone potrà essere di rivoluzione, o quadrata o rettangolare o mista.

Un dispositivo di controllo 100, comprendente ad esempio un computer 102 ed un driver 103 di controllo e comando delle teste di stampa 3, attiverà il dispositivo 2 per la formazione dell’ immagine 5 sulla superficie 10 del pad 1 che subirà l’eventuale preasciugatura per renderla pastosa. Sul tampone 1, con superficie 10 rivolta verso l’alto, verrà depositata in modo ordinato Pimmagine 5 dalle teste di stampa 3, con ugelli orientati verso il basso, mediante movimento del tampone 1 parallelo alle teste di stampa 3 lungo l’asse X . Il movimento del tampone 1 lungo l’asse X andrà oltre la posizione delle teste di stampa 3 fino al dispositivo 20 per la pre-asciugatura dell’immagine 5.

Successivamente il tampone 1 verrà ruotato preferibilmente di 180° al fine di trovarsi di fronte all’oggetto 6 nella posizione B; durante questo posizionamento si prowederà a gonfiare la cavità 30 del tampone in modo che la superficie di stampa 10 sia sostanzialmente convessa, cioè a forma di calotta sferica o di forma appuntita. A questo punto un movimento relativo rettilineo verticale tra oggetto 6 e tampone 1 prowederà alla compressione del tampone ed al trasferimento deH’immagine 5 sull’oggetto 6 da decorare. Infine, l’inchiostro o altra soluzione sul pezzo stampato potrà essere indurito e quindi asciugato mediante un’altra lampada 21 oppure l’oggetto 6 potrà essere rimosso e posizionato manualmente o automaticamente su un dispositivo esterno di indurimento (quale un forno ad aria calda, oppure a UV, oppure combinato, o sarà sufficiente la semplice esposizione all’ aria ambiente).

Un dispositivo di controllo 200 (ad esempio un computer con relativi drivers) comanderà la rotazione del pad 1 e del braccio 4 per la disposizione del pad nelle posizioni A e B, la traslazione del pad 1 lungo l’asse X nella posizione A, il gonfiaggio o lo sgonfiaggio della cavità 30 interna al pad 1, la compressione del pad 1 sull’oggetto 6 per rilasciare rimmagine 5 sull’oggetto 6 da decorare con spostamento lungo l’asse Z e l’eventuale lampada per l’indurimento dell’immagine 5. I dispositivi di controllo 100 e 200 sono interconnessi per consentire il sincronismo ira la disposizione del tampone 1 nella posizione A e la deposizione dell’inchiostro sulla superficie 10 del pad 1 e la preasciugatura dell’immagine 5.

In particolare, dato che i dispositivi a getto d’inchiostro attualmente in commercio lavorano prevalentemente spruzzando le goccioline verso il basso, l’apparato in accordo all’invenzione tiene conto di questa attuale limitazione che potrà essere superata in un futuro e di conseguenza un qualsiasi tecnico del settore potrà opportunamente cambiarne il funzionamento se questo sarà ritenuto più semplice.

L’apparato in accordo all’invenzione può comprendere uno o più tamponi 1. La soluzione con più tamponi, ad esempio 4 come rappresentato nelle figure 1 e 2, sarà adottata specialmente in quei casi in cui l’immagine da stampare è distribuita in modo prevalentemente non continuo, su una superficie così grande (come per esempio il frontale di un elettrodomestico) da rendere impraticabile la soluzione di un unico tampone di dimensioni adeguate. In questo caso l’immagine 5 verrà divisa in tante porzioni quanti sono i tamponi 1 disponibili; i tamponi 1 saranno messi in comunicazione attraverso il distributore rotante 40 con una valvola comandata 32, a sua volta in comunicazione con i serbatoi vuoto/pressione oppure in alternativa ognuno dei tamponi potrà essere in comunicazione con una valvola comandata dedicata. Il ciclo avverrà analogamente a quanto descritto precedentemente fino alla fase della preasciugatura compresa; a questo punto sarà più conveniente, anziché completare il ciclo con il deposito dell’immagine, inchiostrare e pre-asciugare uno per uno gli altri tamponi, cioè le porzioni di immagine 5 presenti nelle superfici di stampa 10 dei tamponi 1. In questo modo avremo tutti i tamponi inchiostrati e pronti per la stampa. Il ciclo di deposito immagine avverrà nel modo descritto precedentemente, tampone per tampone. L’asciugatura potrà avvenire contemporaneamente sul pezzo per tutte la immagini, sia grazie alla lampada 21 o tramite un dispositivo esterno.

Il movimento relativo tra il dispositivo a getto di inchiostro 2 e l’almeno un tampone 1 verrà effettuato con servo-motori o con motori di altro tipo ma preferibilmente a controllo numerico; in tal modo il dispositivo di controllo 200, sincronizzato con il dispositivo di controllo 100, controllerà con precisione la posizione di deposito dell’ immagine 5 sul tampone.

Il pad 1 mostrato nelle figure 5a-5b presenta una superficie di stampa 10 piana (fig. 5a) nella posizione A in cui riceve l’immagine 5 e, una volta che il pad 1 viene gonfiato per stampare l’immagine 5 sull’oggetto 6 nella posizione B, assume la forma di calotta sferica (fig. 5b).

Il pad 1 mostrato nelle figure 6a-6b presenta una superficie 10 piana (fig. 6a) nella posizione A in cui riceve l’immagine 5 e, una volta che il pad 1 riassume la sua forma naturale per stampare l’immagine 5 sull’oggetto 6 nella posizione B, assume una forma appuntita (fig. 6b).

Nella posizione A la cavità 30 avrà al suo interno un volume tale per cui, esercitando un vuoto e mettendola in comunicazione con una pressione inferiore a quella atmosferica, la cavità 30 si chiuda fino ad annullarsi; in tal modo la superficie 10 del tampone si presenta sostanzialmente piatta o piana. La forma appuntita o a calotta sferica verrà ottenuta nella posizione B rilasciando il fluido e quindi mettendo in comunicazione la cavità 30 con la pressione atmosferica, oppure con una pressione leggermente superiore a quella atmosferica.

Preferibilmente oltre la cavità 30 potrà essere presente nello stesso tampone 1 anche un’ulteriore cavità, in comunicazione o meno con l’ambiente esterno, per facilitarne la deformazione.

Normalmente i tamponi 1 da tampografia vengono ottenuti tramite colata della gomma in uno stampo femmina per gravità e vengono estratti dopo l’indurimento del materiale. L’ottenimento della cavità 30 dovrà avvenire inserendo nello stampo un’anima, con la forma della cavità desiderata, che potrà essere fabbricato in un materiale distruggibile o liquefabile a temperature inferiori a quelle sopportabili dalla gomma, come per esempio con cera o con resine polverizzabili facilmente; in alternativa il canale che collega la cavità 30 con l’esterno del tampone, potrà essere ottenuto direttamente con F anima o con un tubo estraibile ad indurimento gomma avvenuto. In alternativa, la cavità 30 potrà inoltre essere ottenuta tramite l’inserimento di un’anima in gomma o tessuto flessibile collegata mediante un tubo all’esterno, che presenti almeno un lato anti-adesivo nei confronti della gomma siliconica del tampone; così da creare l’opportuno distacco e l’ottenimento della cavità sotto l’azione del fluido di gonfiaggio/sgonfiaggio. In accordo ad un altro modo la cavità 30 potrà essere ottenuta incollando su un tampone di forma opportuna una soletta in gomma che funga da superficie di stampa che lasci libera una cavità all’interno, analogamente a quanto descritto nella soluzione precedente.

Una possibile implementazione della struttura 13 per la movimentazione dell’ almeno un tampone 1, in particolare di quattro tamponi 1, e la sua disposizione nelle posizioni A e B viene mostrato nelle figure 4a, 4b e 4c.

La struttura 13 comprende un telaio di supporto 110 al quale è solidale un meccanismo 80 di movimentazione dei tamponi 1 ed un meccanismo 90 per la movimentazione dell’oggetto 6 da stampare; i meccanismi 80 e 90 sono preferibilmente disposti da una parte e dall’altra rispetto al telaio 110. Il meccanismo 80 di movimentazione dei tamponi 1 consente la traslazione dei tamponi 1 lungo gli assi X, Y e Z e la rotazione dei tamponi attorno ad un asse W parallelo all’asse Y mentre il meccanismo 90 di movimentazione dell’oggetto 6 da stampare consente la rotazione dell’oggetto 6 attorno all’asse RI parallelo all’asse Z e ad un asse R2 sostanzialmente ortogonale all’asse RI o in alcuni casi opportunamente inclinato di un certo angolo rispetto all’asse RI; il controllo della rotazione e della traslazione dei pad 1 e dell’oggetto 6 avviene preferibilmente mediante motori a controllo numerico.

Preferibilmente il meccanismo 80 di movimentazione dei tamponi 1 solidali al tamburo rotante 23, solidale a sua volta al rotore di un motore elettrico 16, comprende un carro 19 solidale allo statore del motore 16; il carro 19, traslabile lungo l’asse Y, comprende un motore elettrico 17 sul cui rotore è calettata, attraverso un giunto 15, una vite 18. La vite 18, avvitandosi su una chiocciola 8, solidale ad un carro 70 traslabile lungo l’asse Z, provocherà il movimento di traslazione del carro 19 lungo l’asse Y mediante scorrimento sulle rotaie 43 tramite i pattini lineari 11 solidali al carro 70.

Il carro 70, traslabile lungo l’asse Z, comprende un motore elettrico 47 sul cui rotore è calettata, attraverso un giunto, una vite 24. La vite 24, avvitandosi su una chiocciola 81, solidale ad un carro 60 traslabile lungo l’asse X, provocherà il movimento di traslazione del carro 70 lungo l’asse Z mediante scorrimento su opportune rotaie dei pattini lineari 25 solidali al carro 60 (meglio visibile nella figura 4a e 4b).

Il carro 60, traslabile lungo l’asse X, comprende un motore elettrico 57 sul cui albero rotante è calettata, attraverso un giunto, una vite 66. La vite, avvitandosi su una chiocciola, solidale al telaio di supporto 110, provocherà il movimento di traslazione del carro 60 lungo l’asse X mediante scorrimento su opportune rotaie 28 dei pattini 26 solidali al telaio di supporto 110 (meglio visibile nella figura 4a e 4b).

L’oggetto 6 è portato da un portapezzi rotante 7 messo in movimento dal rotore del motore 226 collegato ad esso tramite un giunto 15. Lo statore del motore 226 è solidale ad un elemento di supporto curvilineo 14 a sua volta solidale al rotore di un motore elettrico 27 il cui statore è vincolato rigidamente al telaio di supporto 110. Il meccanismo 90 così come descritto, sarà capace di ruotare l’oggetto 6 attorno all’asse RI ed all’asse R2. I motori elettrici 16, 17, 27, 47, 57, 226 sono tutti comandati dal dispositivo di controllo 200 così come i regolatori di pressione/vuoto 37, il dispositivo di pre-asciugatura 20, la valvola 32 e preferibilmente il dispositivo di pulitura del pad.

Il funzionamento di un apparato di stampa in accordo all’invenzione e con quattro tamponi è descritta di seguito.

Il dispositivo di controllo 200 inizialmente comanda la valvola 32 per agire, attraverso il circuito 31, sulla cavità 30 in modo tale che la superficie 10 del tampone 1 assuma una forma piatta. Il motore elettrico 16 ruota il tamburo 23 per portare uno dei quattro tamponi in modo che la superficie di stampa 10 sia posizionata orizzontalmente verso l’alto, come nelle figure 1 e 7a; i vari motori elettrici dell’apparato sono comandati per posizionare il tampone su un piano parallelo alle teste di stampa 3, a distanza ravvicinata rispetto agli ugelli di stampa. A questo punto il motore elettrico 57 che consente la traslazione del tampone 1 lungo l’asse X verrà comandato dal dispositivo di controllo 200 per imporre un movimento controllato al tampone in modo che quest’ultimo, scorrendo sotto le teste di stampa a getto d’inchiostro 3, riceverà una porzione dell’immagine 5 che sarà spruzzata dalle teste a getto d’inchiostro governate dal dispositivo di controllo 100 interconnesso con il dispositivo di controllo 200. In questo modo la porzione dell’immagine 5 sarà depositata in maniera ordinata ed ottimale sulla superficie del tampone 10. Ultimato il percorso del tampone 1 sotto le teste di stampa a getto d’inchiostro 3, il tampone 1 continuerà la sua traslazione lungo l’asse X fino a raggiungere e sorpassare il dispositivo di pre-asciugatura 20, portando ad uno stato pastoso la porzione deH’immagine 5. Il dispositivo di controllo 200 comanda successivamente il motore elettrico 16 per ruotare di 90° il tamburo 23 così da presentare un altro tampone 1 (sempre con forma appiattita) nella posizione con superficie 10 orizzontale verso l’alto per il deposito di un’altra porzione dell’immagine 5 e per la pre-asciugatura della stessa. La stessa operazione sarà svolta anche per il terzo e quarto tampone compresa la pre-asciugatura. Il tamburo rotante 23 porterà i quattro tamponi riportanti le quattro porzioni di immagine 5, pronte per essere trasferite nelle posizioni predeterminate sull’oggetto 6 da decorare.

L’operazione di trasferimento dell’immagine 5 sull’oggetto 6 avverrà nel seguente modo: il dispositivo di controllo 200 comanderà la valvola 32 per immettere un fluido in pressione nel circuito 31, e quindi la cavità 30 dei quattro tamponi 1, contemporaneamente in modo che la superficie di stampa 10 assuma una forma sostanzialmente convessa, cioè appuntita o a calotta sferica (come indicato in figura 2). In seguito il tampone 1, preferibilmente il primo ad avere ricevuto l’immagine 5 dalle teste di stampa a getto d’inchiostro 3, verrà orientato verso il basso (quindi verso l’oggetto 6 da stampare) e contemporaneamente l’oggetto, mosso dai motori 27 e 226, sarà orientato in modo che la superficie del pezzo da stampare si presenti il più possibile ortogonale rispetto al movimento di trasferimento immagine del tampone che avverrà in seguito. A questo punto, dopo una traslazione lungo gli assi X e Y, il primo tampone 1 sarà pronto a trasferire la porzione di immagine 5 sull’oggetto 6 da decorare nella posizione B. In seguito il movimento verticale di discesa lungo l’asse Z dovuto al motore 47, prowederà a comprimere il tampone 1 sull’oggetto 6 che, grazie alla sua forma appuntita (o per lo meno a calotta sferica), prowederà ad imprimere Γ immagine 5 sull’oggetto 6 seguendone la forma.

In alternativa ad una rotazione del tamburo rotante 23 per portare ogni pad 1 nella posizione in cui mediante un movimento perfettamente verticale venga impressa la porzione di immagine 5 sull’oggetto 6, ruotando il tamburo 23 in modo che il braccio 4 che porta il pad 1 si trovi inclinato di un certo angolo rispetto all’asse Z e combinando i movimenti lungo l’asse Z e lungo l’asse X (interpolazione) per il deposito dell’immagine sull’oggetto 6, si potranno stampare oggetti con doppia curvatura.

Infine, a pezzo completamente decorato, potrà avvenire la fase di asciugatura finale dell’inchiostro che sarà effettuata a bordo macchina mediante la soluzione più opportuna, in base alla tecnologia d’inchiostro utilizzata (raggi UV se vengono utilizzati inchiostri UV, aria calda o altro) o esternamente alla macchina. Per quanto riguarda gli altri tre tamponi 1, il ciclo di deposito immagine si otterrà in sequenza, ruotando opportunamente il tamburo 23 e seguendo un ciclo analogo a quello del precedente tampone 1 ma interessando una diversa area della superficie dell’oggetto 6.

In accordo ad una variante della forma di realizzazione della presente invenzione il movimento del tampone o pad 1 relativamente alle teste di stampa 3 può avvenire lungo l’asse Y e non lungo l’asse X disponendo opportunamente il dispositivo di stampa 2.

In alternativa o in combinazione al dispositivo di stampa 2 di tipo digitale è possibile utilizzare un dispositivo di stampa 2 di tipo serigrafico nell’apparato di stampa con pad in accordo alla presente invenzione. Diversamente dal dispositivo di stampa a getto di inchiostro il pad o tampone 1 rimane fermo durante il deposito deH’immagine sulla superficie di stampa 10 ma è la racla del dispositivo di stampa serigrafico a muoversi lungo l’asse X per il deposito dell’immagine 5 o di una sua porzione sulla superficie di stampa 10 del pad 1.

E’ anche possibile utilizzare un numero di dispositivi di stampa serigrafici uguale al numero di tamponi 1.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di stampa comprendente: almeno un pad (1) comprendente una cavità (30) interna ed una superficie di stampa (10), un dispositivo di stampa (2, 3) atto a formare almeno una porzione d’immagine (5) sulla superficie di stampa dell’almeno un pad, caratterizzato dal fatto di comprendere: mezzi di movimentazione (13) del pad atti ad orientare il pad in una prima posizione di lavoro (A) in cui viene formata detta porzione di immagine in detta superficie di stampa del pad mediante detto dispositivo di stampa ed in una seconda posizione di lavoro (B), diversa dalla prima posizione di lavoro, in cui detta almeno una porzione d’immagine viene impressa sull’oggetto (6) da decorare mediante pressione del pad sull’oggetto, ulteriori mezzi (31-37, 40) atti ad agire sulla cavità (30) del pad per determinare una conformazione piana della superficie di stampa (10) del pad nella prima posizione di lavoro (A) ed una conformazione sostanzialmente convessa della superficie di stampa (10) del pad nella seconda posizione di lavoro (B).
2. 2. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti ulteriori mezzi (31-37, 40) sono atti a forzare il vuoto nella cavità del pad nella prima posizione di lavoro (A) e sono atti a mantenere il fluido all’ interno di detta cavità del pad a pressione atmosferica o a forzare una pressione maggiore della pressione atmosferica in detta seconda posizione di lavoro (B).
3. 3. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti ulteriori mezzi (31-37, 40) sono atti a mantenere un fluido all’ interno di detta cavità del pad a pressione atmosferica nella prima posizione di lavoro (A) e ad immettere un fluido ad una pressione maggiore della pressione atmosferica in detta cavità del pad in detta seconda posizione di lavoro (B).
4. 4. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di pre-indurimento (20) atti ad indurire parzialmente detta almeno una porzione d’immagine (5) nella prima posizione di lavoro (A) in modo da renderla pastosa ed atta ad aderire all’oggetto da decorare.
5. 5. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la forma sostanzialmente convessa di detta superficie di stampa (10) del pad è del tipo a calotta sferica.
6. 6. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la forma sostanzialmente convessa di detta superficie di stampa (10) del pad è del tipo appuntita.
7. 7. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione (13) del pad comprendono un braccio solidale in un’estremità ad un tamburo rotante (23) e portante detto pad all’altra estremità, detto braccio essendo disposto sostanzialmente in verticale nella prima (A) e seconda (B) posizione di lavoro con detto pad orientato verso l’alto in detta prima posizione di lavoro ed orientato verso il basso in detta seconda posizione di lavoro.
8. 8. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di movimentazione (13) del pad comprendono un braccio solidale in un’estremità ad un tamburo rotante (23) e portante detto pad all’altra estremità, detto braccio essendo disposto sostanzialmente in verticale nella prima (A) posizione di lavoro con detto pad orientato verso l’alto, detto braccio essendo disposto lungo un asse inclinato di un dato angolo rispetto all’asse verticale in detta seconda (B) posizione di lavoro con detto pad orientato verso il basso.
9. 9. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ulteriori mezzi (31-37, 40) comprendono un condotto (31) in connessione con detta cavità (30) del pad, un primo serbatoio (33) con un fluido in pressione ed un secondo serbatoio (34) a vuoto ed una valvola (32) per la connessione di detto condotto con il primo o il secondo serbatoio.
10. 10. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di stampa è un dispositivo di stampa digitale.
11. 11. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di stampa digitale è un dispositivo di stampa a getto di inchiostro ed è atto a formare un’immagine di inchiostro sulla superficie di stampa del pad.
12. 12. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di stampa comprende almeno un dispositivo di stampa serigrafico.
13. 13. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di stampa comprende un dispositivo di stampa digitale ed almeno un dispositivo di stampa serigrafico.
14. 14. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere altri mezzi (21) atti ad asciugare detta immagine stampata in detto oggetto nella seconda posizione di lavoro.
15. 15. Apparato di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (84, 86) per la pulitura del pad (1) mediante nastro adesivo (86).
16. 16. Apparato di stampa secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di pad ed una pluralità di bracci così che uno o più pad siano connessi ad un singolo braccio, l’immagine da imprimere sull’oggetto (6) da decorare essendo scomponibile in una pluralità di porzioni il cui numero è uguale al numero dei pad, detto dispositivo di stampa essendo atto a formare una porzione della pluralità di porzioni dell’immagine su una rispettiva superficie di stampa di un pad della pluralità di pad, mezzi di pre-indurimento atti ad indurire parzialmente tutte le porzioni dell’immagine nella prima posizione di lavoro in modo da renderle pastose ed atte ad aderire all’oggetto da decorare e mezzi di asciugatura atti ad indurire l’immagine sull’oggetto solo dopo la sua completa formazione.