专利名称：倾斜式印刷头清洁器的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷墨印刷用清洁装置，具体地说涉及商业印刷用清洁装置。
背景技术：
商业印刷可以在多色连续带材印刷机上进行。纸卷沿着一条包括各种颜色的独立工作台的送纸路径被展开。一个可选的干燥器可以放置在最后的印刷工作台之后。带材然后被切成片并堆叠。
在喷墨印刷中，油墨沿基材方向从一个狭孔中喷出。在一种被称为按需喷墨印刷的喷墨印刷中，油墨以一系列墨滴的形式喷出。墨滴可以使用具有大量孔的压电式喷墨头产生和控制，其中各孔可以单独控制以选择性地在期望的图像位置或像素上喷墨。例如，喷墨头可能有256个孔，这些孔具有适合于至少100个像素(点)/英寸(dpi)，并且有时候远高于此的印刷分辨率的间隔。这种密集的孔阵列允许产生复杂、高精度的图像。在高性能印刷头中，喷嘴孔通常具有50微米或更小，例如大约25微米的直径，以25至300个喷嘴/英寸的间距分散，具有100至3000dpi或更高的分辨率，并且提供大约1至70皮升(pl)或更小的墨滴尺寸。墨滴喷射频率通常为10kHz或更高。在US 4825227中说明了一种按需喷墨压电式印刷头，其全部内容在此被引作参考。
虽然这种密集的孔阵列产生复杂、高精度的图像，但是如果一个或多个孔被阻塞那么图像质量就可能变坏。例如，局部阻塞的孔可能改变墨滴的方向、尺寸或稳定性。保持这些孔开通并且可以使用以避免印刷质量变坏非常重要。另外，快速清洁喷墨头而不产生过度的设备停机时间也很重要。而且，因为喷墨头相对于纸的位置很重要，清洁印刷头就不应该多余地使印刷头模块移位并且应该使它返回至尽可能接近其初始位置。
发明内容
总体而言，在第一方面，本发明的特征在于一种装置，其包括用于安装印刷头的印刷杆和允许印刷杆枢转至印刷位置或者从该位置枢转的第一枢轴连接器。
该装置的实施例可以包括一个或多个如下特征和/或其它方面的特征。
该装置还可以包括一个位于清洁位置的清洁器，其中枢轴连接器允许印刷杆枢转(例如，大约90°)至清洁器附近的清洁位置。另外，该装置可以包括允许清洁器在清洁位置和空闲位置之间枢转(例如，大约90°)的第二枢轴连接器。当位于清洁位置时，印刷杆可以基本上与带材不平行(例如，与带材垂直)。当印刷杆和清洁器位于它们各自的清洁位置时，清洁器可以使用真空清洁印刷杆。当印刷杆和清洁器位于它们各自的清洁位置时，清洁器可以使用带有或没有真空的清洁液(例如，溶剂)清洁印刷杆。清洁器可以横跨印刷杆。
该装置可以包括一个当印刷杆位于印刷位置时相对于带材对齐印刷杆的印刷支承件。印刷杆和支承件可以包括匹配特征，所述匹配特征在印刷杆位于印刷位置时进行连接。作为选择或者附加，印刷杆和清洁器可以包括在印刷杆位于清洁位置时进行连接的匹配特征。当位于印刷位置时，印刷杆可以基本上与带材平行。
在一些实施例中，当印刷杆位于印刷位置时，安装在印刷杆上的印刷头基本上垂直于带材喷射油墨。
在另一个方面，本发明的特征在于一种包括该装置的单通式带材印刷工作台。
总体而言，在另一个方面，本发明的特征在于一种用于清洁安装在印刷杆上的喷墨头的装置。该装置包括一个可枢转地固定在第一支承元件上的印刷杆，以允许印刷杆从印刷位置枢转到清洁位置，和一个可调节地连接到第二支承元件上的清洁器，以允许清洁器从清洁位置调节至空闲位置，其中第一支承元件相对于第二支承元件固定。
该装置的实施例可以包括一个或多个如下特征和/或其它方面的特征。
当印刷杆和清洁器位于它们各自的清洁位置时，清洁器可以定位为清洁安装在印刷杆上的印刷头。印刷杆和清洁器可以包括匹配特征，所述匹配特征在印刷杆和清洁杆位于它们各自的清洁位置时进行连接。印刷杆和第一支承元件可以包括匹配特征，所述匹配特征在印刷杆位于印刷位置时进行连接。
该装置还可以包括一个使印刷杆枢转的驱动器和一个调节清洁杆的驱动器。另外，该装置可以包括一个控制印刷杆枢转驱动器和清洁杆调节驱动器的控制器。控制器可以包括一个处理器，该处理器用于(a)起动印刷杆枢转驱动器以使印刷杆枢转至印刷位置，并且起动清洁杆调节驱动器以调节清洁杆至空闲位置；和(b)起动印刷杆枢转驱动器以使印刷杆枢转至清洁位置，并且起动清洁杆调节驱动器以调节清洁杆至清洁位置。该装置可以包括一种限位传感器，该传感器用于使印刷杆向清洁位置的枢转停止并且使清洁杆向空闲位置的调节停止，并且起动印刷杆枢转驱动器以使印刷杆枢转至清洁位置并且起动清洁杆调节驱动器以调节清洁杆至清洁位置。
印刷杆可以包括与清洁器或第一支承元件上的匹配特征相接合的匹配特征。
总体而言，在另一个方面，本发明的特征在于一种清洁安装在印刷杆上的印刷头的方法，其中印刷杆可枢转地固定在第一支承元件上以允许印刷杆从印刷位置枢转至清洁位置。该方法包括(a)提供可调节地连接到第二支承元件上的清洁杆，以允许清洁杆从清洁位置调节至空闲位置，印刷杆被以下述方式定位，即当印刷杆和清洁杆位于它们各自的清洁位置时，清洁杆被定位为清洁安装在印刷杆上的印刷头；(b)使印刷杆从印刷位置枢转至清洁位置；(c)将清洁杆从空闲位置调节至清洁位置；和(d)清洁安装在印刷杆上的印刷头。
该方法可以使用上述装置实现。
所述实施例可以包括一个或多个如下优势。印刷头清洁可以快速而轻松地完成而不拆卸印刷系统。印刷头可以支承在单个活动印刷杆上，这避免清洁之后印刷头相对于彼此的重新对齐。印刷杆的运动由一种枢轴连接器实现，该连接器允许印刷杆与基材路径在清洁之后高度精确、可复现地重新对齐并且不需要移动送纸路径以接近印刷头正面。清洁装置还可以通过枢转运动至清洁位置。清洁可以在很小的物理空间内完成。
本发明的一个或多个实施例的细节在下面附图和说明中提出。结合这些说明和附图以及权利要求书，将可以明白本发明的其它特征、目的和优势。
图1显示了商业印刷装置的普遍方案。
图2A和2B是印刷杆的透视图。
图3A和3B是分别位于印刷和清洁位置的印刷杆的侧视图。
图4A和4B分别是印刷杆正面和清洁杆正面的视图。
图5是位于清洁位置的清洁杆和印刷头的一部分的放大横截面。
图6是位于清洁位置的一种可选清洁杆和印刷头的一部分的放大横截面。
图7是枢轴连接器的分解视图。
图8A是印刷头的分解视图并且图8B是印刷头正面的俯视图。
相同标记表示相同部件。
具体实施例方式
参考图1，连续带材(web)印刷机布局10包括用于在运动带材14上面印刷不同颜色的一系列工作台或印刷塔12。带材14从支架16上的供应带卷15被传动到顺序通向印刷工作台12的送纸路径上。一个可选的干燥器17可以设置在最后的印刷工作台之后。在印刷之后，带材被切成堆叠在工作台19上的片。为了印刷宽幅带材，如新闻纸，印刷工作台提供大约30至33英寸或更大的带材宽度。带材进给速度在大约3米/秒或更高的范围内。在US5365843中说明了可以适用于喷墨印刷的平版胶印的一般布局，其全部内容在此被引作参考。另外参考图2A和2B，各印刷工作台包括印刷杆24。印刷杆24是印刷头30的安装结构，其中印刷头可以以阵列形式布置并且油墨从其中喷出以在带材14上产生期望的图像。印刷头30安装在印刷杆座21中以至于油墨从中喷出的印刷头的正面从印刷杆24的下表面或正面23(另外见图4B)露出。印刷杆座21还包括与印刷头上的匹配特征互补的匹配特征以确保印刷头相对于彼此的正确对齐。印刷头30可以以阵列形式布置以偏置喷嘴孔从而增加印刷分辨率或印刷速度。
在印刷状态下，印刷杆24被布置在带材路径上方以提供印刷头30与带材14之间适当的对齐和一致的相隔距离。在典型布置中，带材路径和印刷杆之间的相隔距离在大约0.5至1毫米之间。印刷头30可以为各种类型，包括带有微小、精密间隔的喷嘴孔的按需喷墨印刷头。在Hoisington的US 5265315、Fishbeck等人的US 4825227和Hine的US 4937598中说明了压电式喷墨印刷头，其全部内容在此被引作参考。也可以将其它类型的印刷头用于印刷杆，例如，其中油墨的热量被用于实现喷射的热敏式喷墨印刷头。也可以使用依靠连续墨滴流的偏转的连续喷墨头。
另外参考图3A和3B，印刷杆24可以在印刷位置(图3A)和清洁位置(图3B)之间枢转(箭头50)。印刷杆24与一个枢轴杆25相连。该枢轴杆与一个印刷枢轴座26相连。印刷枢轴座26与为带材14提供导向的框架27相连。印刷枢轴座26通常相对于带材路径固定。如图3A中所示，在印刷过程中，印刷杆24被设置在卷轴路径上方通常平行的平面内，而印刷杆的正面23与带材14相对。在这种情况下，印刷杆24与印刷支承件28接合，该支承件还与框架27相连以至于印刷杆24在距离带材路径一致的相隔距离上保持稳定。另外参考图4A，印刷杆正面23的视图，印刷支承件28在匹配特征29处与印刷杆24接合。匹配特征29，例如孔隙，形成为与支承件28唯一配对，以通过使印刷杆平面内相对于带材路径的倾斜降至最小来确保印刷杆的对齐。更一般地讲，匹配特征可以为确保印刷杆对齐的任何部件。例子包括机械式阴阳互锁特征、磁性特征、真空密封等。
继续参考图3A和3B，为了到达清洁位置，印刷杆24绕着由枢轴杆确定的转动轴线枢转(箭头50)至离开与印刷路径平行的平面的方位，以便于接近印刷杆22的正面23和印刷头的正面22，从而允许使用印刷头清洁系统40进行清洁。清洁系统40与真空源41相连以清洁印刷杆和印刷头的正面。印刷头清洁系统40包括一个固定到清洁器枢轴杆45上的清洁杆44。清洁器枢轴杆45可旋转地连接到清洁器座46上。清洁器座46与一个相对于印刷杆座26固定的框架(未示出)相连。如图3A中所示，在印刷过程中，清洁杆44定位为使得它不会与印刷杆24干涉。例如，清洁杆44可以位于印刷杆24上方一个通常平行的平面内。如图3B中所示，为了实现清洁，印刷杆24被枢转(箭头50)离开与带材路径平行的平面，例如进入与带材路径垂直的平面内，并且清洁杆枢转(箭头52)至与印刷杆24的正面23平行并且非常靠近的平面内。另外参考图4B，清洁杆44的正面43包括对齐特征48，如销。在清洁状态下，对齐特征48形成为与印刷杆上的匹配特征29接合。对齐特征48还确定清洁杆正面43和印刷杆正面23之间的相隔距离，以避免与印刷头的明显接触，以至于印刷头不会受到它们在印刷杆上相对对齐的干扰，并且精密的喷嘴孔不会受到损坏。
印刷杆座26包括一个在印刷位置和清洁位置之间枢转印刷杆24的驱动器91(例如，步进电机)。控制器99(例如，包括一个电子处理器)控制印刷杆座驱动器91的运行。清洁器座46也包括一个在清洁位置和空闲位置之间调节清洁杆44的驱动器92。控制器99同样控制清洁器座驱动器92的运行。控制器99还与分别连接到印刷支承件28和清洁器座46上的限位传感器90和95(例如，光学传感器或电接触传感器)通信。限位传感器90检测何时印刷杆24位于印刷位置，并且发送信号到控制器99，引起控制器脱开印刷杆座驱动器。同样，限位传感器95检测何时清洁杆位于清洁位置或空闲位置并且引起控制器脱开清洁杆驱动器。在该实施例中，传感器90和95分别与印刷支承件和清洁器座相连，但是，总体而言，限位传感器可以位于它们可以检测到合适的印刷杆或清洁杆位置的任何位置。还可以包括另外的传感器。例如，一个另外的传感器可以定位为检测何时印刷杆24位于清洁位置。
参考图4A和4B，清洁杆44的正面43包括与真空源连通的真空孔隙47的阵列。真空孔隙47以补充印刷杆24上面印刷头22阵列的阵列形式布置，以至于在清洁状态下，真空孔隙与各印刷头相关。密封圈49确保当清洁杆和印刷杆位于它们的清洁位置时(见图3B)清洁杆44的正面43和印刷杆24的正面23之间的空气紧密密封。作为选择，清洁杆44可以包括用于在清洁过程中擦拭器印刷头的擦拭器。
参考图5，显示了与印刷头的正面22相对的单个真空孔隙47的分解横截面图。真空力清除(箭头54)可以干扰印刷头喷嘴20性能的碎屑，如油墨残留、尘土、带材纤维等。孔隙47与引导碎屑至收集器，例如过滤器(未示出)的管道48连通。
参考图6，在一个可选实施例中，液体溶剂通过管道60供应至喷头62。在清洁过程中，溶剂在真空源产生的气流之前或之中喷洒，以帮助清除可能阻塞印刷头的碎屑。清洁杆正面和印刷杆正面之间的相隔距离可能很小，例如大约5毫米或更小。
参考图7，它提供了枢轴连接器的一个放大图。在图7中，显示了用于印刷杆24的枢轴连接器。相似的连接可以用于清洁杆。印刷杆24包括安装耳702和704，其中各包括一个其中固定球轴承722和724的孔712和714。带肩螺栓732和734分别延伸穿过安装耳702和704，并且连接到印刷杆座26侧壁中的螺纹孔中。图7中只显示了基座侧壁726中的一个螺纹孔716。各带肩螺栓的轴被精密加工以至与各球轴承的内滚道精密配合。带肩螺栓将印刷杆固定于印刷杆座上，但是允许杆绕轴承轴线枢转。杆、枢轴连接部件和基座可以由显示出很高环境稳定性(例如，对于工作温度和湿度范围稳定)的材料加工。
参考图8A和8B，合适的印刷头包括印刷头30、模块70，其中模块70位于面板72上面并且输送控制喷墨的驱动信号的平版74与其相连。印刷头30包括用于输送油墨到模块的油墨通路结构76。模块的正面21包括一个油墨从中喷出的精密间隔的喷嘴20的阵列。
在实施例中，可以使用其它的清洁布置。例如，清洁杆不必延伸印刷杆的整个宽度。而是，清洁杆可以越过印刷杆进行分度。清洁杆可以使用不同于枢转布置的其它装置运动至清洁位置。例如，在印刷杆已经从印刷状态枢转之后，清洁杆可以在与其平面平行的平面内滑动或者横向于其平面平移到印刷杆附近。清洁可以通过不同于清洁杆的装置完成。例如，真空软管可以平移越过印刷杆的正面以顺序用真空清洁印刷杆部分。擦拭器可以用于从印刷杆正面擦拭碎屑。
在实施例中，可以使用其它枢转布置或方位。枢轴的旋转轴线可以与带材路径平行。例如，印刷杆可以与带材路径边缘处或者带材路径中间的支承件相连。印刷杆和/或清洁杆可以不是平面的。例如，印刷杆可以具有以其它方式对齐印刷头的弯曲部分或凹座以顺应具有弯曲部分的带材路径。清洁杆可以具有与印刷杆弯曲部分互补的弯曲部分。
虽然对于图1中所示的大型、单通式带材印刷工作台特别有利，但是该清洁布置可以用于其中一些组成部分，如送纸路径或导轨使清洁工作很困难的其它印刷布置。例如，清洁系统可以用于其中通过印刷头在单个印刷基材或薄片上的单次或多次通过来进行印刷的印刷工作台。
另外，其它实施例也位于权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种装置，包括用于安装印刷头的印刷杆；和允许印刷杆枢转至印刷位置或者从印刷位置枢转的第一枢轴连接器。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括位于清洁位置的清洁器，枢轴连接器允许印刷杆枢转至它的靠近清洁器的清洁位置。
3.根据权利要求2所述的装置，还包括允许清洁器在清洁位置和空闲位置之间枢转的第二枢轴连接器。
4.根据权利要求1所述的装置，还包括印刷支承件，其在印刷杆位于印刷位置时相对于带材对齐印刷杆。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述印刷杆和支承件包括匹配特征，所述匹配特征在印刷杆位于印刷位置时进行连接。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述印刷杆和清洁器包括匹配特征，所述匹配特征在印刷杆位于清洁位置时进行连接。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当印刷杆位于印刷位置时，安装在印刷杆上的印刷头基本上垂直于带材喷射油墨。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，当位于印刷位置时，印刷杆基本上与带材平行。
9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，当位于清洁位置时，印刷杆基本上不平行于带材。
1O、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，当印刷杆和清洁器位于它们各自的清洁位置时，清洁器利用真空来清洁印刷杆。
11.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，当印刷杆和清洁器位于它们各自的清洁位置时，清洁器利用带有或不带有真空的清洁液来清洁印刷杆。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，清洁液为溶剂。
13.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，清洁器跨越印刷杆。
14.一种单通式、基于带材的印刷工作台，其包括根据权利要求1所述的装置。
15.一种用于清洁安装在印刷杆上的喷墨头的装置，该装置包括可枢转地固定在第一支承元件上的印刷杆，以允许印刷杆从印刷位置枢转到清洁位置；和可调节地连接到第二支承元件上的清洁器，以允许清洁器从清洁位置调节至空闲位置；其中第一支承元件相对于第二支承元件固定。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，当印刷杆和清洁器位于它们各自的清洁位置时，清洁器被定位为清洁安装在印刷杆上的印刷头。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，印刷杆和清洁器包括匹配特征，所述匹配特征在印刷杆和清洁杆位于它们各自的清洁位置时进行连接。
18.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，印刷杆和第一支承元件包括匹配特征，所述匹配特征在印刷杆位于印刷位置时进行连接。
19.根据权利要求15所述的装置，还包括印刷杆枢转驱动器和清洁杆调节驱动器。
20.根据权利要求19所述的装置，还包括控制所述印刷杆枢转驱动器和清洁杆调节驱动器的控制器。
21.根据权利要求13或15所述的装置，其特征在于，印刷杆包括与清洁器或第一支承元件上的匹配特征相接合的匹配特征。
22.一种用于清洁安装在印刷杆上的印刷头的方法，其中印刷杆可枢转地固定在第一支承元件上以允许印刷杆从印刷位置枢转至清洁位置，该方法包括提供可调节地连接到第二支承元件上的清洁杆，以允许清洁杆从清洁位置调节至空闲位置，印刷杆被以下述方式定位，即当印刷杆和清洁杆位于它们各自的清洁位置时，清洁杆被定位为清洁安装在印刷杆上的印刷头；使印刷杆从印刷位置枢转至清洁位置；将清洁杆从空闲位置调节至清洁位置；和清洁安装在印刷杆上的印刷头。
全文摘要
一个清洁部分可枢转地固定到一个支承元件上以清洁位于印刷头容座模块上的喷墨印刷头。该印刷部分从清洁位置枢转至空闲位置并且印刷头容座模块可枢转地固定在一个支承元件上以允许模块从印刷位置枢转至清洁位置。枢轴被以下述方式支承定位，即当模块和清洁部分位于它们各自的清洁位置时，清洁部分被定位为用于清洁插入容座中的喷墨头。
文档编号B41J2/165GK1805855SQ200480016362
公开日2006年7月19日 申请日期2004年6月11日 优先权日2003年6月11日
发明者安德烈亚斯·比布尔, 约翰·A·希金森 申请人:迪马蒂克公司, 海德堡印刷机械股份公司