PL191396B1 - Wielkoformatowa kolorowa drukarka atramentowa - Google Patents

Abstract

1. Wielkoformatowa kolorowa drukarka atra- mentowa, zawierajaca zespól sterowania dru- karki, co najmniej jeden zespól podawania tu- szu, który jest ruchomy wzgledem podloza do drukowania wzdluz szyny prowadzacej oraz, co najmniej jeden zespól transportu podloza do drukowania, zawierajacy walki podajace i walki naprezajace, do dostarczania podloza do dru- karki, znamienna tym, ze szyna prowadzaca (9) jest uksztaltowana jako zamknieta petla usytu- owana wokól podloza do drukowania umiesz- czonego w zespole transportu podloza, a zespól podawania tuszu jest zasilany energia elektrycz- na poprzez szyne prowadzaca (9). PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielkoformatowa kolorowa drukarka atramentowa do barwnego drukowania wyrobów wielkoformatowych stosowanych, zwłaszcza w reklamie.

Specyficzna cecha zastosowania drukarek atramentowych używanych do barwnego drukowania wyrobów wielkoformatowych jest tworzenie dużych obrazów (do dziesiątków metrów kwadratowych) o wystarczająco dobrej jakości stosunkowo małym kosztem, który osiąga się przez opracowanie wydajnych maszyn o stosunkowo małej rozdzielczości tworzonych obrazów (zwykle 7-14 linii na cm). Zasadniczo urządzenia te nie różnią się od zwykłych drukarek szeroko stosowanych do drukowania dokumentów z komputerów osobistych.

Typowym przykładem takich urządzeń jest atramentowa głowica drukująca i drukarka zawierająca zespół transportu papieru, wózek realizujący ruch posuwisto-zwrotny wzdłuż papierowego podłoża oraz wymienną głowicę atramentową z zapasem tuszu, która montuje się na wózku (EP, A2 0400652, 1990, B 41 J 2/07). Głowica jest wykonana w postaci samodzielnego zespołu posiadającego obwód elektroniczny, do którego doprowadzane są informacje dotyczące wzajemnego położenia dysz głowicy. Dysze te są wykorzystywane przez program sterujący komputera, gdy informacja jest przekazywana z komputera na drukarkę.

Proces drukowania jest przeprowadzany przez doprowadzania energii do każdej dyszy w głowicy w postaci impulsu elektrycznego, który jest przetwarzany w energię cieplną wystarczającą do wyrzucenia porcji tuszu z dyszy. Ponadto w drukarce stosowany jest układ synchronizacji położenia głowicy względem podłoża i przedstawianej informacji.

Zasadniczo wszystkie drukarki działają zgodnie z tym schematem różniąc się tylko sposobem nakładania obrazu (albo przez energię cieplną, albo uderzeniem hydraulicznym, albo przez wydmuchiwanie powietrza itd.).

Wszystkie podstawowe elementy takich drukarek występują w urządzeniu opisanym w patencie USA nr 4999651, 1991, G01D15/16. W kolorowym rejestratorze wkłady z tuszem są umieszczone na wspólnym wózku poruszanym ruchem posuwisto-zwrotnym. Są stosowane również pośrednie wkłady robocze, w których poziom tuszu jest utrzymywany jako faktycznie stały, co zapewnia najwyższą jakość tworzonych obrazów. Ponadto urządzenie takie zawiera zespół elektroniczny, który utrzymuje w swej pamięci odtwarzany obraz i steruje trybami działania urządzenia.

Obecność zespołu pośredniego do przechowywania informacji, które mają być wykorzystane, umożliwia rozdzielone w czasie generowanie obrazów w komputerze (np. przez skanowanie obrazów fotograficznych i następnie edytowanie ich lub wytwarzanie obrazów maszynowymi sposobami graficznymi itd.) i ich przenoszenie na podłoże.

Ponadto ilość informacji zmagazynowanych w urządzeniu zależy tylko od jego własnych możliwości, a w żaden sposób nie jest związana z komputerem, co umożliwia stosowanie tego urządzenia w systemach sieciowych.

Obecność wkładów z tuszem bezpośrednio na wózku upraszcza konstrukcję urządzenia, zapewniając równocześnie możliwość uzyskania większej ilości materiału graficznego bez częstego ładowania urządzenia. Jak już zauważono powyżej, obecność pośredniego wkładu obsługowego zapewnia stały poziom tuszu, co pomaga w uzyskaniu sprawnego działania wyrzutni tuszu i wysokiej jakości odtwarzanych obrazów.

Znane jest urządzenie, które służy do otrzymywania bezpośredniego obrazu na jednej stronie arkusza i zwierciadlanego obrazu na przeciwnej stronie, co umożliwia uzyskanie dobrej jakości obrazu na materiale półprzezroczystym (patent USA nr 5376957, 1994, B41J2/045). Urządzenie to zawiera zespół podawania tuszu zawierający dwa wózki umieszczone po przeciwnych stronach podłoża. Sterowanie działaniem tego zespołu, a zwłaszcza wózków i głowic, przeprowadzane jest za pomocą zespołu sterowania i pamięci tworzonych obrazów bezpośrednich i zwierciadlanych. Za pomocą skanera informacja wprowadzana jest do komputera, który edytuje obraz i szyfruje gęstość drukowania każdej barwy w postaci impulsów prądu elektrycznego o różnej szerokości, które sterują zaworami elektrycznymi wyrzutni tuszu w głowicach każdej barwy usytuowanych na drukarce atramentowej. Gęstość każdej barwy jest określana przez szerokość impulsu generowanego przez komputer. Szczególne właściwości działania wyrzutni tuszu w głowicach polegają na tym, że strumień powietrza wchodzącego w dyszę roboczą wyrzutni tuszu jest złożony z dwóch strumieni: jednego ciągłego, powodującego stały przepływ powietrza w dyszy, który zapewnia, że tusz w kanale doprowadzającym nie wysycha i nie powstają szkodliwe krople przy końcu tego kanału, oraz drugiego, sterowanego za pomocy zaworu

PL 191 396 B1 pneumatycznego, który otwiera dodatkowy przepływ powietrza zapewniający doprowadzanie tuszu do podłoża zgodnie z szerokością impulsów sterujących. W celu zapewnienia niezawodnej adhezji i schnięcia, oraz aby wykluczyć rozmazywanie tuszu, podłoże jest grzane za pomocy spiralnych grzejników, które są zamontowane poniżej i powyżej wózków w kierunku ruchu podłoża. Na wózkach umieszczone są również gąbki, które wycierają podłoże przed nałożeniem tuszu, co zapewnia usunięcie obcych zanieczyszczeń oraz zwiększenie nakładania tuszu na podłoże.

Jednakże w konstrukcji występują przewody w każdym ruchomym wózku. Jest zastosowanych wiele przewodów elektrycznych do sterowania zaworów w głowicach oraz f przewody rurowe doprowadzające tusz. Przewód taki jest tym dłuższy, im większa jest szerokość podłoża, na której porusza się wózek, a ponadto przewód ten musi poruszać się razem z wózkiem, co zwiększa liczbę problemów technologicznych i zmniejsza niezawodność działania urządzenia.

Ruch posuwisto-zwrotny wózków zakłada przyspieszenie do prędkości nominalnej, hamowanie i zatrzymanie w każdym cyklu pracy, co zmniejsza wydajność produkcyjną urządzenia i wymaga zwiększonej mocy mechanizmów napędowych i odpowiednich amortyzatorów hamowania. Ponadto przy poziomym rozmieszczeniu głowic różnych barw od lewej do prawej strony i od prawej do lewej kolejność nakładania barw podstawowych zostaje zakłócona, co powoduje zmianę zabarwienia uzyskanych obrazów. Występuje również problem z osiągnięciem dobrych obrazów dwustronnych, przy czym dotychczas nie znaleziono rozwiązania tego problemu. W szczególności różne głowice usytuowane na różnych wózkach stosuje się do wytwarzania obrazu bezpośredniego i obrazu zwierciadlanego. Faktycznie niemożliwe jest zapewnienie całkowitej identyczności ich działania. Dlatego przy wytwarzaniu obrazów dwustronnych nieuchronnie pojawiają się zakłócenia w odtwarzaniu barw, co ma wpływ na jakość wyrobu.

Według wynalazku, wielkoformatowa kolorowa drukarka atramentowa, zawierająca zespół sterowania drukarki, co najmniej jeden zespół podawania tuszu, który jest ruchomy względem podłoża do drukowania wzdłuż szyny prowadzącej oraz, co najmniej jeden zespół transportu podłoża do drukowania, zawierający wałki podające i wałki naprężające, do dostarczania podłoża do drukarki, charakteryzuje się tym, że szyna prowadząca jest ukształtowana jako zamknięta pętla usytuowana wokół podłoża do drukowania umieszczonego w zespole transportu podłoża, a zespół podawania tuszu jest zasilany energią elektryczną poprzez szynę prowadzącą.

Zespół transportu podłoża jest dostosowany do doprowadzania podłoża w pobliże części szyny prowadzącej, a wałki naprężające są usytuowane powyżej i poniżej wałków podających do utrzymywania żądanej wartości naprężenia podłoża, przy czym wałki podające oraz wałki naprężające są rozmieszczone do utrzymywania podłoża w płaszczyźnie zasadniczo pionowej. Wałki naprężające są połączone z elektrycznym silnikiem nawrotnym za pomocą sprzęgieł magnetycznych.

Korzystnie, drukarka zawiera dwa zespoły transportu podłoża niezależne od siebie, przy czym oba zespoły transportu podłoża są dostosowane do prowadzania podłoża wewnątrz zamkniętej pętli szyny prowadzącej.

Zespół podawania tuszu zawiera elektroniczny sterownik do sterowania działaniem zespołu podawania tuszu, przy czym sterownik jest połączony do odbierania sygnałów z zespołem sterującym drukarki.

Elektroniczny sterownik jest wyposażony w urządzenie nadawczo-odbiorcze, które odbiera sygnały z zespołu sterującego drukarki oraz wysyła sygnały do tego zespołu sterującego drukarki, a na zamkniętej szynie prowadzącej jest umieszczony kreskowy liniał, zaś zespół podawania tuszu ma, co najmniej jeden czujnik do odczytywania dokładnego położenia zespołu podawania tuszu, przy czym czujnik jest połączony ze sterownikiem. Czujnik zespołu podawania tuszu jest czujnikiem optycznym.

Zespół podawania tuszu zawiera korzystnie, co najmniej jeden wkład z tuszem i zamontowany na nim, co najmniej jeden zawór elektryczny połączony z elektronicznym sterownikiem oraz, co najmniej jeden szybko zwalniany uchwyt, usytuowany w pobliżu zamkniętej szyny prowadzącej, do przerywanego sprzęgania z wkładem z tuszem i ponownego ładowania wkładu z tuszem. Wkład z tuszem ma czujnik poziomu, który jest połączony z elektronicznym sterownikiem.

Zespół podawania tuszu zawiera też, co najmniej jeden zbiornik sprężonego powietrza oraz, co najmniej jeden szybko zwalniany uchwyt do przerywanego łączenia ze zbiornikiem sprężonego powietrza i dostarczania powietrza do zbiornika sprężonego powietrza.

Wielkoformatowa kolorowa drukarka atramentowa, według wynalazku, zapewnia zlikwidowanie przewodów łączących wózek z zespołami sterującymi doprowadzaniem powietrza i tuszu, zapewnienia kolejne nakładanie barw podstawowych i tłumienie odchyleń barw przy drukowaniu z obu stron na

PL 191 396 B1 półprzeźroczystym podłożu, a także zapewnienia dokładne nakładanie tuszu na podłoże z możliwością równoczesnego drukowania jednostronnego na dwóch podłożach.

Konstrukcja wielkoformatowej kolorowej drukarki atramentowej, według wynalazku, która zawiera zespół sterowania drukarki, zespół transportu podłoża, zespół podawania tuszu, który jest ruchomy względem podłoża wzdłuż szyny prowadzącej ukształtowanej w zamkniętą pętlę, dzięki czemu głowice mogą poruszać się wokół podłoża z dwóch stron. Wałki zespołu transportu podłoża są umieszczone w płaszczyźnie pionowej, przy czym wałki naprężające, połączone z silnikami nawrotnymi za pomocą sprzęgieł magnetycznych, są usytuowane powyżej i poniżej wałka doprowadzającego wyposażonego w silnik nawrotny. Zespół podawania tuszu, ruchomy wzdłuż zamkniętej szyny prowadzącej jest wyposażony, w co najmniej jeden wózek ze szczotkami do doprowadzania energii elektrycznej, ze zbiornikiem napełnianym powietrzem z zewnętrznego źródła za pomocą szybko zwalnianego uchwytu, ze sterownikiem wyposażonym w nadajnik/odbiornik oraz z czujnikiem optycznym sprzężonym elektrycznie ze sterownikiem. Szyna prowadząca jest wyposażona w pręty prądowe do doprowadzania energii elektrycznej i w suwak do dokładnego ustalania położenia wózka. Zawory elektryczne połączone z zespołem sterowania drukarki są zamontowane pomiędzy wkładami ładującymi umieszczonymi na wózku i posiadającymi czujnik poziomu a szybko zwalnianymi uchwytami układu powtórnego ładowania tych wkładów. Szybko zwalniane uchwyty są usytuowane w miejscach, gdzie szyna prowadząca zakręca. Aby zwiększyć wydajność produkcyjną można zastosować dwa lub więcej takich wózków. Wózki poruszają się ze stała prędkością, co zmniejsza moc mechanizmów napędowych i eliminuje konieczność stosowania amortyzatorów, ponieważ ruch wózków odbywa się w jednym kierunku (np. zgodnie z ruchem zegara), likwiduje zagadnienie odbarwienia w uzyskanych obrazach, a paleta barw obrazu bezpośredniego i obrazu zwierciadlanego jest również jednakowa. Zapewniona jest pełna niezależność wózka w jego ruchu poprzez sekcje robocze podłoży.

Drukarka może mieć drugi zespół transportu podłoża niezależny od pierwszego, przy czym oba umieszczone równolegle zespoły transportu podłoża są otoczone zamkniętą pętlą szyny prowadzącej. Obraz można uzyskać równocześnie na dwóch podłożach, które są usytuowane wewnątrz zamkniętej szyny prowadzącej, co zasadniczo rozszerza właściwości użytkowe urządzenia i zwiększa jego wydajność produkcyjna.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok perspektywiczny wielkoformatowej kolorowej drukarki atramentowej z jednym zespołem transportu podłoża; fig. 2 przedstawia wzajemne usytuowanie szyny prowadzącej, prętów prądowych i podłoża; fig. 3 przedstawia konstrukcję głównych zespołów mechanizmu doprowadzania tuszu; fig. 4 przedstawia w widoku perspektywicznym szybko rozłączane połączenia w urządzeniu; fig. 5 przedstawia ogólny schemat drukarki z dwoma zespołami transportu podłoża.

Wieloformatowa kolorowa drukarka atramentowa (fig. 1) ma ramę 1. W ramie 1 jest usytuowany zespół transportu podłoża składający się z wałków przenoszących 2, wałków naprężających 3, wałka podającego 4, wałków prowadzących 5, wałków dociskowych 6 i wałka odbierającego 7. Wałki naprężające 3 do naprężania podłoża są połączone z przekładniami redukcyjnymi 11 i elektrycznymi silnikami nawrotnymi 10 za pomocą sprzęgieł magnetycznych 12. Wałki przenoszące 2 do przyjmowania i transportowania podłoża są dołączone do nawrotnych elektrycznych silników napędowych poprzez przekładnie redukcyjne (nie pokazano na fig. 1). W ramie 1 jest umieszczona też szyna prowadząca 9, na której jest osadzony wózek 8. Wózek 8 (fig. 2) jest umieszczony na zamkniętej w pętlę szynie prowadzącej 9, do której za pomocą podpór 13 wykonanych z izolatora przymocowane są miedziane pręty prądowe 14. Do tych prętów prądowych 14 doprowadzony jest prąd elektryczny. Za pomocą szczotek 15 prąd elektryczny jest doprowadzany do zespołu zasilania wózka 8 (nie pokazano na rysunku) i do innych odbiorników energii znajdujących się na wózku 8.

Jak przedstawiono na fig. 3 na wózku 8 jest umieszczony elektryczny mechanizm napędowy 16 zapewniający ruch wózka 8 i zespół podawania tuszu. Zespół podawania tuszu zawiera zbiornik 17 sprężonego powietrza zapewniającego działanie wyrzutni tuszu, zespół głowic 18 z wyrzutniami tuszu i wkładami 19 z tuszem, wyposażonymi w czujniki poziomu (nie pokazano na fig. 3). Oprócz tego zawiera elektryczny zespół sterowania napędu 20 i elektroniczny sterownik 21 połączony kanałem radiowym z zespołem sterowania napędu 20 (nie pokazano na rysunku) oraz przeznaczony do zapewnienia działania wszystkich zespołów wózka 8 w procesie wywoływania obrazu, a także czujnik 22, korzystnie czujnik optyczny, do ustawiania położenia wózka 8 względem podłoża wzdłuż kreskowego liniału 23 umieszczonego na szynie prowadzącej 9, uchwyt 24 ze szczotkami 15 do doprowadzania energii do wózka 8.

PL 191 396 B1

Na fig. 4 przedstawiono schemat układów szybko zwalnianych połączeń używanych do ładowania zespołu do podawania tuszem wózków 8 powietrzem i tuszem. Układ do ładowania powietrzem zawiera pionową rurkę 25, złącze 26 z ruchomą końcówką 27 osadzoną na złączu z możliwością obrotu na nim, oraz wspornik 28, na którym zamocowany jest szybko zwalniany uchwyt 29 do doczołowego łączenia i rozłączania z poziomą rurką 30 do ładowania zbiornika wózka. W początkowym położeniu wspornik 28 jest utrzymywany przez sprężynę 31 przymocowaną do ruchomej końcówki 27.

Układ do ładowania tuszem jest skonstruowany podobnie z tym wyjątkiem, że elektryczne zawory 33 do ładowania tuszem, dołączone do wkładów 19 tuszu, są zamontowane na wsporniku 32. Szybko zwalniane uchwyty 34 są przymocowane do dolnej (zewnętrznej) części zaworów elektrycznych 33 i podczas ładowania są usytuowane naprzeciwko szyjek ładujących wkładów 19 i zespołu głowic 18, które są umieszczone na wózku 8.

Drukarka działa w następujący sposób. Zgodnie z poleceniami z zespołu sterowania drukarki wałek podający 4 przemieszcza podłoże o jeden skok roboczy równy szerokości wytwarzanej linii obrazu. Kiedy położenie wózka 8 podczas jego równomiernego ruchu jest w strefach nieroboczych drukarki (strefy I i II, patrz fig. 2), przeprowadzane jest ładowanie zespołów podawania tuszu powietrzem i tuszem, a ponadto informacje, które powinny być odtworzone na podłożu są przesyłane kanałem radiowym. Kiedy elektroniczny sterownik 21 umieszczony na wózku 8 wejdzie w strefę roboczą podczas ruchu wózka 8, powoduje to samoczynne rozpoczęcie sterowania procesem nakładania druku i (w tym przypadku przez działanie wyrzutni) podłożem. Po wyjściu ze strefy roboczej zespół sterowania drukarki określa stan drukarki, powoduje kontrolę działania układów ładowania powietrzem i tuszem, wywołuje przemieszczenie podłoży, realizuje dodatkowe operacje obsługowe, określa zdolność drukarki do pracy, bada poszczególne zespoły, przekazuje informacje do operatora systemu wytwarzania reprodukcji i powoduje rozpoczęcie następnego cyklu pracy. Jeżeli jest jedno podłoże, drukarka zgodnie z przewidzianym algorytmem może powodować drukowanie obrazów z dwóch stron zarówno za pomocą jednego wózka jak i za pomocą dwóch lub więcej wózków, a jeżeli są dwa niezależne zespoły transportu podłoży, drukarka ma możliwość powodowania drukowania obrazów na dwóch podłożach. Ogólny schemat urządzenia z dwoma zespołami transportu podłoża i z dwoma wózkami pokazano na fig. 5.

Proponowane rozwiązanie techniczne umożliwia wykonanie wielkoformatowych drukarek do wytwarzania wyrobów drukowanych, zwłaszcza obiektów reklamowych ustawianych na wolnym powietrzu.

Realizacja przedmiotowego wynalazku polepsza jakość wytwarzanego wyrobu (to znaczy jakość obrazu) i zwiększa wydajność produkcyjną drukarek, co najmniej dwukrotnie.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wielkoformatowa kolorowa drukarka atramentowa, zawierająca zespół sterowania drukarki, co najmniej jeden zespół podawania tuszu, który jest ruchomy względem podłoża do drukowania wzdłuż szyny prowadzącej oraz, co najmniej jeden zespół transportu podłoża do drukowania, zawierający wałki podające i wałki naprężające, do dostarczania podłoża do drukarki, znamienna tym, że szyna prowadząca (9) jest ukształtowana jako zamknięta pętla usytuowana wokół podłoża do drukowania umieszczonego w zespole transportu podłoża, a zespół podawania tuszu jest zasilany energią elektryczną poprzez szynę prowadzącą (9).
2. 2. Drukarka, według zastrz. 1, znamienna tym, że zespół transportu podłoża jest dostosowany do doprowadzania podłoża w pobliże części szyny prowadzącej (9), a wałki naprężające (3) są usytuowane powyżej i poniżej wałków podających (4) do utrzymywania żądanej wartości naprężenia podłoża, przy czym wałki podające (4) oraz wałki naprężające (3) są rozmieszczone do utrzymywania podłoża w płaszczyźnie zasadniczo pionowej.
3. 3. Drukarka, według zastrz. 1, znamienna tym, że wałki naprężające (3) są połączone z elektrycznym silnikiem nawrotnym (10) za pomocą sprzęgieł magnetycznych (12).
4. 4. Drukarka, według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera dwa zespoły transportu podłoża niezależne od siebie, przy czym oba zespoły transportu podłoża są dostosowane do prowadzania podłoża wewnątrz zamkniętej pętli szyny prowadzącej (9).
5. 5. Drukarka według zastrz. 1, znamienna tym, że zespół podawania tuszu zawiera elektroniczny sterownik (21) do sterowania działaniem zespołu podawania tuszu, przy czym elektroniczny sterownik (21) jest połączony do odbierania sygnałów z zespołem sterującym drukarki.

   PL 191 396 B1
6. 6. Drukarka według zastrz. 5, znamienna tym, że elektroniczny sterownik (21) jest wyposażony w urządzenie nadawczo-odbiorcze, które odbiera sygnały z zespołu sterującego drukarki oraz wysyła sygnały do tego zespołu sterującego drukarki, a na zamkniętej szynie prowadzącej (9) jest umieszczony kreskowy liniał (23), zaś zespół podawania tuszu ma, co najmniej jeden czujnik (22) do odczytywania dokładnego położenia zespołu podawania tuszu, przy czym czujnik (22) jest połączony ze sterownikiem (21).
7. 7. Drukarka według zastrz. 5, znamienna tym, że czujnik (22) zespołu podawania tuszu jest czujnikiem optycznym.
8. 8. Drukarka według zastrz. 5 albo 6, albo 7, znamienna tym, że zespół podawania tuszu zawiera, co najmniej jeden wkład z tuszem (19) i zamontowany na nim, co najmniej jeden zawór elektryczny (33) połączony ze elektronicznym sterownikiem (21) oraz, co najmniej jeden szybko zwalniany uchwyt (34), usytuowany w pobliżu zamkniętej szyny prowadzącej (9), do przerywanego sprzęgania z wkładem z tuszem (19) i ponownego ładowania wkładu z tuszem (19).
9. 9. Drukarka według zastrz. 8, znamienna tym, że wkład z tuszem (19) ma czujnik poziomu, który jest połączony z elektronicznym sterownikiem (21).
10. 10. Drukarka według zastrz. 8, znamienna tym, że zespół podawania tuszu zawiera, co najmniej jeden zbiornik sprężonego powietrza (17) oraz, co najmniej jeden szybko zwalniany uchwyt (29) do przerywanego łączenia ze zbiornikiem sprężonego powietrza (17) i dostarczania powietrza do zbiornika sprężonego powietrza (17).