专利名称：用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的装置和方法
用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的装置和方法本发明涉及用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的装置和方法。现有技术中已知，根据喷墨打印的类型能使木板直接打印有多色图像。因此，文献WO 02/00449建议通过以下方法打印用于厨房的前板，即，使前板在传送带上运动至打印装置，并且打印装置使运动小车处的唯一打印头运动到前板上，以对打印头下方的区域进行打印。在经历打印之后，前板借助传送带继续运动相应的距离，随后开始下一个打印过程直至前板的表面完全被打印。以多次通过(所谓的多次通过)的方式进行打印的该方法对于工业生产是不经济的，这是因为较小的打印头必须多次行驶到工件上方，以打印较大的面积。因此，该方法非常慢，并由此耗时。此外，该方法不提供令人满意的打印质量，这是因为在前板上仅反复打 印各个线条时会经常造成各个线条之间可察觉到的移位。在文献WO 02/00449中已建议进一步改动该多次通过的方法，以使单独的运动打印头由沿传送方向相继设置的喷梁来代替，这些喷梁横向于传送带延伸，以由此沿前板的整个宽度打印前板。还由文献EP 1872959A1已知相应的内容。该文献建议一种用于打印平坦的木基元件表面的方法，该方法在图I中示出。在该方法中，木板10通过传送带14相对于用于多种颜色的固定打印头12运动。在此，打印头12覆盖待打印的表面的整个宽度。在传送带14传送木板的过程中，打印头喷出小墨滴来打印木板的表面。由文献JP 2000-334684同样已知，为了打印木质物体，使这些木质物体借助传送带经过固定的打印头。木板在单次通过(“单次通过”)时借助固定的打印头来打印，其中，木板借助传送带连续地通过设备并经过打印头的方法相对于“多次通过”方法在经济方面已有大幅改善。然而，这种方法也具有多个缺点。特别是，对于固定地设置打印头并且运送带上的木板相对于打印头水平运动的这些方法，不可能实现满足较高和最高要求的打印结果。特别是，待打印的工件在传送带上的运送会使得由于传送带本身的弹性而导致工件运动经过打印头的速度有波动。其它来自外部的影响，如运送介质上的外部(同步运行的)测量系统的测量误差、负载变化、测量精度、木板的直线运行等会相应地影响打印结果。这导致各个颜色的打印点或“圆点”不再处于所设定的位置。更确切地说，工件以一时间差在各个颜色头下方经过，然后，各个颜色点的打印必然以与下一个打印头有一位移地进行。相应地，例如用于青色C、品红色M、黄色Y或黑色K的打印点在工件的表面上滑过，这些打印点的位置如图3中所示彼此相对，而不是如图2中所示的常规设定的间距。当不同颜色的点彼此相叠地打印以示出混合颜色时，这特别是会对打印质量造成可察觉到的影响。通过由于波动的运送速度而造成的移位，这些点仅还覆盖在部分区域内，以能够产生混合颜色，而在边缘区域内造成色边，这会负面地影响上色。工件的运送速度的上述波动还造成打印及时地在工件的边缘处开始的问题。文献WO 02/00449对此建议为了获取工件在传送带上的位置以及工件的轮廓和厚度而设有传感器。因此，在工件进入打印头下方的区域内之前，借助传感器大致获悉工件的前边缘。由此，根据传送速度和传感器与打印头之间的距离可给出用于打印开始的开始信号。然而，由于传送带的所谓速度波动会造成相应的位置波动，从而打印过早或过晚开始并相应地过早或过晚结束。同样，这可以作为可见的未打印区域而负面地影响显示图像。此外，借助传送带难以使工件总是保持在离打印头的经定义的固定距离处。由原理决定了这种打印头要求为了不变的良好图像质量必须遵循打印头和待打印的表面之间的预定间距，其中，间距仅为I毫米或更小。在此，即便是小偏差也会负面地影响打印图像。因为传送带随着时间会磨损和/或由于墨水不期望地积聚而增大厚度，其中这些效应并不是均匀地出现在整个传送带上，所以已知方法会造成传送带使工件以变化的间距经过打印头，其中，各个工件的间距也会随着时间变化。因此，这些方法不能确保不变的良好打印质量。此外，存在这样的危险过高地运送工件，以使得存在碰触和损坏打印头的危险。
此外，如图4中所示，当这些木板运动经过传送带14并以较大速度接近打印头12时，在一定条件下由于木板10或材料板30的运动经常会造成边缘处的空气涡流20。这些空气涡流20造成，在材料板30或木板10的边缘附近打印时由各个打印头12喷出的喷墨液滴不受控地产生漩涡，并不再到达预定位置。这造成打印图像变差，其中，这种变差在距离边缘O. 5到2厘米的范围内是可察觉的。此外，空气涡流20在每个根据颜色分开设置的打印头12处出现，其中，这些空气涡流20由于不同的空间和空气动力学情况而对于每个打印头12是不同的。由此，不同颜色的色滴不同地产生漩涡，这会进一步负面地影响打印质量。同样，在工件的后边缘处产生相应的效果，该后边缘形成用于空气流的分离边缘。在已知的单次通过的方法中负面地影响打印质量的这些影响随着生产速度的增大并且由此随着工件的运送速度的增大以及工件的尺寸、厚度和/或重量的增大而增大，从而特别是用于越来越大的工件的越来越快的制造设备的已知方法在由此可实现的打印质量方面不断变差。因此，本发明的任务是提供一种用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的方法和装置，该方法和装置在较高的生产率下提供不变的高打印质量。第一方面涉及用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的打印装置，该打印装置具有用于将材料板保持在定向位置的装置；用于打印材料板表面的打印单元，其中，打印单元具有对应于待打印的表面的宽度的、多个彼此相邻设置的打印头，这些打印头分别用于多种颜色；以及用于使打印单元沿经过固定保持的材料板表面的移动范围移动的
>J-U ρ α装直。在此较佳地，打印单元沿与材料板供给到打印单元的方向垂直的方向移动。在较佳的实施方式中，用于将材料板保持在定向位置的装置构造成一个或多个支承板，材料板平坦地放置于所述支承板上并通过真空来保持。在另一较佳的实施方式中，用于将材料板保持在定向位置的装置设置成接纳处于第一高度的材料板并升高到第二高度，该第二高度对应于材料板的表面被打印单元打印的位置。在另一较佳的实施方式中，此外该装置具有空气引导设备，该空气引导设备沿打印方向设置在材料板的两侧。空气引导设备还可以被称为空气导向设备。在又一较佳的实施方式中，该装置还具有清洁设备，该清洁设备沿打印装置的移动范围设置，并设置成实施用于打印单元的清洁循环。在又一较佳的实施方式中，该装置还具有部分清洁设备，该部分清洁设备沿打印装置的移动范围设置，并设置成从打印头的喷嘴吸收和收集为了部分清洁而喷出的色滴。·在又一较佳的实施方式中，该装置还具有用于监测打印质量的装置，该用于监测打印质量的装置沿打印装置的移动范围设置，其中，用于监测打印质量的装置具有用于将控制打印带馈送到一位置的装置，控制打印带能在该位置借助打印单元打印有测试图样，并且用于监测打印质量的装置还具有用于获取所打印的测试图样的光学系统，以及用于将获取的所打印的测试图样与理论图样进行比较以监测打印质量的装置。在又一较佳的实施方式中，该装置还具有用于避免碰撞的系统，其中，设置在打印单元处的传感器可识别出位于材料板表面上的物体，并且在识别出物体时促使用于使打印 单元移动的装置进行立即的制动反应和/或借助提升装置促使打印单元进行向上的避让运动。在又一较佳的实施方式中，用于使打印单元移动的装置设置成，打印单元至少在材料板的表面上在速度调节时以预先给出的恒定速度V τε卩来运动。在又一较佳的实施方式中，用于使打印单元移动的装置具有线性马达驱动装置。较佳地，打印装置是用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的制造设备的一部分。此外，该制造设备较佳地还具有定向装置，其中，该定向装置设置成使材料板沿第一方向和垂直于第一方向的第二方向定向。在又一较佳的实施方式中，制造设备具有用于储存多个已打印的材料板的储存系统，其中，将传送带上的材料板引入该储存系统，这些材料板在该储存系统中储存于多个平面上，并从该储存系统输出但不碰到材料板的打印表面。第二方面涉及一种用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的方法，该方法包括将材料板定向成其表面位于已定义位置和已定义高度；保持材料板；以及使打印单元沿移动路程移动经过被保持的材料板的表面，并借助打印单元对被保持的材料板的表面进行打印，其中，打印单元具有对应于待打印的表面的宽度的、多个相继设置的打印头，这些打印头分别用于多种颜色；此外，该方法的较佳实施方式包括沿馈送方向馈送材料板，其中，馈送方向与打印单元移动的方向垂直。此外，该方法的另一较佳实施方式包括使打印单元移动到清洁设备上方的清洁位置或移动到部分清洁设备上方的部分清洁位置，其中，清洁位置或部分清洁位置沿移动路径设置，并且实施用于打印单元的清洁循环或者实施部分清洁，在部分清洁过程中，使打印头的未使用的喷嘴喷出小色滴。此外，该方法的另一较佳实施方式包括将打印单元移动到用于控制打印的位置；将测试图样打印在控制打印带上；借助照相机获取所打印的测试图样；并将获取的所打印的测试图样与理论图像作比较，以监测打印质量。接下来，参照所附的附图并根据各种实施方式来详细描述本发明，这些附图示出图I示出根据现有技术的用于打印木板的方法；图2示出不同颜色的打印点在已打印表面上的理想分布；图3不出不同颜色的打印点在已打印表面上的分布,其中，由于位置移位，打印点朝向彼此移动；图4示出在根据图I的方法中出现的空气涡流；图5示出根据第一实施方式用于使材料板表面打印有多色图像的装置；图6示出根据较佳实施方式、用于使材料板表面打印有多色图像的方法的流程图； 图7示出根据较佳实施方式、用于使材料板表面打印有多色图像的装置；图8示出剖过图7中所示、用于使材料板表面打印有多色图像的装置处于静止位置中的示意剖视图；图9示出剖过图7中所示、用于使材料板表面打印有多色图像的装置在打印时的示意剖视图；
图10示意地示出根据较佳实施方式的、用于避免碰撞的系统；图11示意地示出用于监测打印质量的设备的第一实施方式；图12示意地示出用于监测打印质量的设备的第二实施方式；图13至15示意地示出根据实施方式的储放设备的实施方式；图16示意地示出空气引导设备的较佳实施方式，以及图17示出固定在打印单元处的干燥设备。将描述用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的装置和方法的各种实施方式。这些装置和方法适于打印如刨花板、中密度纤维板MDF、高密度纤维板HDF之类的木板或者木基板，这些木板的厚度在O. 5毫米与50毫米之间、宽度达1300毫米，较佳地达3050毫米，长度达3000毫米，较佳地达6000毫米。在此，这些装置和方法不限于木板，而是还可以应用于如由玻璃或塑料制成的其它平坦和大面积的材料板。当然，也可设想由塑料和木质部分构成的混合板，以及如由材料板构成的相应层叠板，这些板较佳地具有针对所应用的打印技术所准备或合适的表面。还可设想将金属或非金属板或这些板的混合物或层压体作为用于打印的材料板。图5示出打印装置100的第一实施方式。如可从图5中看出，材料板30借助传送带14引入构造成制造设备的打印工位的打印装置100内。在打印装置100内，材料板在经定义的定位和位置定向。在定向之后，材料板30保持在此定向好的定位和位置中。随后，打印单元110在单次通过(即所谓的单次通过)中经过材料板30的表面，以产生期望的打印图像。为此，打印头110设有用于每个颜色的多个打印头112 (参照图9)，这些打印头覆盖待打印的表面的整个宽度。打印头分别具有多个喷嘴，这些喷嘴分别能喷出小色滴。较佳地，打印头构造成压电喷墨头。打印头112由计算系统控制，以基于数字图像数据来产生多色图像。在完成打印之后，材料板30借助传送带14离开打印装置。由于在此材料板30固定地保持在预定义和定向好的位置，所以这种打印方式是可再现的。同样，消除了由于定位精度、高度波动或同步波动所造成的负面影响，如它们在由现有技术已知的方法中与通过的工件一起出现的那样。这允许实现打印质量的明显可察觉的改善和可再现性。在此较佳的是，打印单元110沿横向于材料板30通过打印装置的运送方向延伸的方向来运动。这允许以有利的方式在打印单元100内设置其它设备和功能，如下文所述那样。参照图6，现在描述一种用于使木板的表面打印有多色图像的较佳方法。在步骤501中馈送材料板。材料板能设有无涂层或预涂层的表面，或者实施成刨花板、中密度纤维板MDF或高密度纤维板HDF。较佳地，在短循环压力机或短循环涂敷设备内使材料板涂有装饰材料(Unidekor)或期望设计以作为例如白色的密封层。较佳地，在此生产具有三聚氰胺表面的粘合材料板。以此方式生产“基底层”节约了投资并还在生产成本方面比多层基底层的经典构造更有利。随后，材料板离开短循环层压设备并馈送到预处理的步骤502。随后在预处理的步骤502中，材料板设有底漆。底漆用于提供良好地适于打印的表面。根据例如高光泽的期望表面，底漆还可通过一次或多次打磨和/或刮铲过程来代替或补充。 然后，经预处理的材料板在传送带上馈送到定向装置200 (参见图7)，在步骤503中，在该定向装置内对材料板进行定向。然后，在步骤504中，借助打印设备100在数字打印时将例如饰板图像(Furnierbild)之类的可视打印布局打印到材料板30的表面上。还是新的打印图像在干燥步骤505中进行干燥。在此，可借助受控的、特别是暖空气或热空气的供气、借助紫外线或根据其它已知方法来进行干燥。在此，还可以在打印设备100内进行材料板的总体定向。在此情况下，取消步骤503。较佳地，经干燥的材料板在其在后处理507的步骤中被后处理之前在步骤506中储存于储存器内。储存器使得能够针对性地和根据任务地供给表面的该后处理。同时，储存器用作缓冲器，以接纳经打印的材料板，而在步骤507中用于实施后处理的装置由于定期进行的清洁工作而暂时不能大量投入使用。储存器以此方式使打印过程与后处理分离，并允许不管后处理区域内的清洁工作如何都连续地进行打印过程。在步骤507中进行后处理时，将例如由三聚氰胺制成的透明保护层、所谓的镀层、漆层或活性PU层置于打印图形上。可以根据客户要求可选地使用这些层。在将镀层用作封闭层时，通过使压板结构化来产生表面结构。参照图7至9，现在描述打印装置100的较佳实施方式。如图7中所示，材料板30首先馈送到定向装置200，该定向装置较佳地构造为生产线的工位。在此，材料板30可借助如图5的传送带14之类的传送带或以其它合适的方式引入定向装置200内。在定向装置200内设有传送带120，材料板30放置于这些传送带上。通过借助可移动止挡件220将材料板30推抵固定止挡件210，定向装置200对材料板30进行定向。在此，可移动止挡件220由移动设备222来移动，该移动设备由未示出的控制单元来控制。以此方式，获得材料板30的沿横向于传送带120的运行方向的方向的定向，从而材料板以其侧向边缘占据通过固定止挡件210限定的侧向定向。同时，借助例如呈可升高或可摆动的耙状止挡件的形式的可移动对中单元240，材料板30沿与传送带的运行方向平行的方向移动抵靠止挡件230，该止挡件230较佳地也可实施成可升高或可摆动的止挡件。以此方式，材料板30沿关于由传送带120限定的运送方向的纵向和横向来进行定向。在完成定向之后，移动设备222使可移动止挡件220远离材料板30运动，且可升高或可摆动的止挡件230通过摆动或升高来离开材料板30的移动路线，以释放材料板。然后，传送带120使侧向定向的材料板30朝向打印装置100运动，并运动到该打印装置内。为了避免在将定向装置200运送到打印装置100内时材料板30例如由于打滑而又失去其定向，较佳地规定，材料板30借助真空固定地保持于传送带120上。对此，传送带120设有孔，空气能穿过这些孔进入。在传送带120下方设有与空气抽吸单元连接的空腔，其中通过抽吸经过传送带120和来自空腔的空气来形成真空，该真空使材料板30固定地保持于传送带120上。在此，真空较佳地的是可切换的真空。在此，当由可移动止挡件220将材料板30压抵固定止挡件210时，接通真空，以使材料板30固定地保持在该侧向限定的定向。在接通真空的情况下，然后，材料板30移动到打印装置100内。图8是剖过图7的打印装置100的示意横向剖视图。在此，打印装置100较佳地以龙门结构来实施，该打印装置具有机座102、龙门柱106、108和横梁104。打印单元110经由吊架172固定在滑块170处。替代地，打印单元110还可以直接与滑块170连接，或与滑块170实施成一体。滑块170借助纵向导向件(未示出)支承于横梁104处并保持，并借 助驱动装置(未示出)能相对于横梁104移动。驱动装置能具有由伺服马达驱动的主轴驱动装置。较佳地，驱动装置构造成直线电动机、特别是同步直线电动机。直线电动机的转子与滑块170固定连接，而直线电动机的定子与横梁104固定连接。附加地，长度测量系统设有线性比例尺，该长度测量系统确定滑块以及由此转子的位置。应用直线电动机特别有利，这是因为这种驱动构造允许实现高强度的移动轴，由此可实现运动的高精度。同时，直线电动机能产生较大的加速力，由此移动轴能以高动态和高移动速度来运动。由此，可以实现具有相应高生产率和经济性的短周期循环。此外，在打印装置100内较佳地设置有空气引导设备130和可调节的空气引导设备132。此外,较佳地设有部分清洁设备150和/或清洁设备160。在可移动的空气引导设备132和清洁设备160之间可设有用于监测打印质量的单元140。此外，打印装置100较佳地具有支承板124，这些支承板借助活塞杆126由气缸128来支承，并且高度可移动。在图8中同样可示意性地看出传送带120。图8在此示出打印装置110在部分清洁设备150上方处于静止位置的状态下的打印装置100。打印装置100内没有材料板30。现在，描述打印装置100的运行方式。借助传送带120将材料板30运送到打印装置100内。在此，材料板30已沿传送带120的运送方向的纵向和横向进行了定向。在打印装置100内，较佳地沿横向于传送带120的方向设有止挡件(未示出)。传送带120运送材料板30，直至材料板碰到该止挡件(未示出)为止。以此方式，精细地定向材料板30沿传送带120纵向的位置。现在，材料板30支承于支承板124上。同样，这些支承板较佳地根据真空技术的类型来构造。现在，接通用于支承板124的真空，并断开用于传送带120的真空。现在，材料板30由支承板124保持沿纵向和横向所限定的定向，而材料板的表面不以任何方式被接触。由此，表面一方面自由地进行打印，另一方面不会有负面地影响打印结果的损坏或影响的危险。现在，气缸128借助活塞杆126升高支承板124，并由此将保持于该支承板上的材料板30升高到预定义的高度，如图9中所示。在图9中所示的材料板30的升高位置中，材料板30占据预定的、被称为零位的位置。在此，零位对应于经定义厚度的材料板的表面位置，该位置用作基准。现在，厚度与该基准有偏差的材料板30通过如下方式获得在表面零位的定位，即，支承板124借助气缸128可进行高度调节，这需要具有相应伺服驱动装置的相应可移动止挡件或者用于多个气缸128的定位测量系统和控制系统。然而，较佳的是，以如下方式针对材料板30的不同厚度对打印装置100进行调节，即，横梁104借助未示出的升高装置来进行高度调节，以针对不同的材料板厚度来调节打印头的高度位置。现在，打印单元110借助被驱动的滑块170离开其静止位置。在此，根据预定义的加速度曲线，首先使滑块较快地加速，以实现用于打印过程的预定工作速度V τε卩。在此，力口速度设计成打印单元在开始打印过程之前已达到速度ν τε卩。因为材料板30保持于定向好和限定好的位置，其中，材料板30边缘的位置被限定并且是已知的，所以能够在边缘处开始高精度的打印过程。为了考虑到边缘位置的本身较小的、可能留有的偏差，采用用于获取边缘位置的传感器系统。由于材料板30仍保持静止，因而不会出现由现有技术已知的、因变化的速度造成的位置移位的问题，从而可以精确地在由传感器获知的边缘位置处开始进行打印。然后，打印单元110以恒定的速度卩经过材料板30的表面，其中，打印单元110的打印头112的喷嘴喷出小色滴，以打印出期望的打印图像。当打印单元110经过材料板30的表面并已进行打印，则根据预定的减速曲线对滑板进行制动，直至打印单元110停止。 接下来，打印单元110又移回静止位置。在移回静止位置的同时，材料板30借助支承板124下降，直至材料板碰到传送带120。现在，切断支承板124的真空，并接通用于传送带120的真空，以将打印好的材料板30送出打印装置100。现在，较佳地在送出打印好的材料板30的同时，可以将用于打印的新材料板30运送到打印装置100内。为了实现改善的打印质量，较佳地规定，打印单元110以恒定的速度经过固定保持的材料板30，其中，滑块170的驱动单元以闭环速度控制回路来工作。各个颜色“青色、品红色、黄色、黑色以及如有可能其它的颜色”作为色点或圆点以由打印单元100的结构所预先给出的机械上固定的间距、并以由打印单元的计算机控制系统(未示出)所预先给出的、可精确定义的时间顺序来涂敷于材料板30的表面上。由于打印单元110以恒定速度运行，所以可以精确地确定各个色点的涂敷和定位。由于连续地测量滑块170以及由此打印单元110的实际速度并由滑块170的驱动系统的驱动控制系统在内部调节回路中将该实际速度与理论速度进行比较并立即调整可能产生的偏差，因而滑块170和打印单元110可以非常精确地以恒定速度ν τερ移动。由此，色点或圆点以高精度和高可再现性涂敷于工件30的表面上,并实现较高的打印质量。如图8至10中所示，打印装置较佳地具有两个空气引导设备130和132。空气引导设备130和132与龙门架的上部结构连接，因而，在升高或降低横梁以及打印设备110的打印头112的平面时，为了适应于不同的材料板厚度，这些空气引导设备也一起运动，并由此保持相对于打印头112的平面的不变间距。在此，空气引导设备130构造成固定的，而空气引导设备132较佳地在工件平面中和与打印头112平行的平面内可移动或设置成可移动。以此方式，空气引导装置132根据待打印的材料板30的不同尺寸来调节其位置。空气引导装置130、132用于遮盖可能造成空气涡流的工件边缘处的突然过渡，并用于有序地引导在打印单元110移动时产生的气流。为此目的，如例如图16中所示地，空气引导装置130、132被如此构造和设置，以使得第一段134构造成基本上平直，并且设置成位于待打印的工件30的表面高度，并与该工件30紧邻。随后是具有按空气动力学成形的轮廓的第二段136，该第二段在图16中例如是向下弯曲形的段。当用于打印材料板30的打印头110移动时，打印单元110首先接近空气引导装置130。由于段136的按空气动力学成形的轮廓，因而没有突兀边缘抵抗空气流，并且由于段136的逐步上升，将空气流引导成不产生或仅产生相对较小的空气涡流。此外，构造成平直并与材料板表面平行的段134还用于沿该段的延伸减少可能的空气涡 流。以此方式避免混乱的空气涡流，并产生恒定的、受引导的空气流，这类似于车辆中的导流板产生的或在飞机机翼的前缘处出现的作用。因此，在材料板30本身的边缘处不出现或仅出现无关紧要的混乱的空气涡流，而这些空气涡流会对打印结果造成负面影响。在材料板30的相对侧，第二空气引导装置132以相应方式使得在分离边缘处不产生空气涡流，并以此方式同样有助于避免在边界区域内由于空气涡流所造成的打印质量变差。在定位色点时还考虑到由于在空气引导装置130、132处出现的恒定的、受引导的气流所可能留有的影响。在此，能以各种方式来实施空气引导装置130、132。如在图8至10和16中所示的空气引导装置130、132的实施方式，这些气体引导装置可实施成较大的元件。在段134下方还可以设有侧凹，或者空气引导装置130、132仅实施成相应弯曲的板。如上所述，在打印单元110经过材料板30并已进行打印之后，打印单元100的运动被制动并停下。这可以就在打印单元110完全通过材料板30之后进行。替代地，打印单元110继续移动并经过较佳地设置的清洁设备160才停下。借助清洁设备160可对打印头112清洁，清洁也被称为“净化”。由于所采用的打印头的功能原理，必然需要以规定的间距进行这种清洁循环。在此，清洗喷嘴，并去除并抽吸位于喷嘴内和喷嘴处的喷墨残余物，以避免使打印头无法使用。清洁设备160收集从喷嘴喷出的喷墨量并将它们运走。这种清洁循环的定期实施增加了打印头的昂贵的磨损部件的使用寿命。由于清洁设备160在此设置在滑块170以及由此打印单元110的移动范围内，所以这种清洁循环的实施基本上仅需要用于实施清洁循环本身所需的时间。与此相对，打印单元110和/或打印头112不必离开打印装置100。这是相对于现有技术中已知的单次通过方法的显著改善。在单次通过方法中，为了清洁，打印头必须移动离开系统、从打印位置进入清洁位置。这产生较大的维护费用。同时，在清洁所需的时间期间(该时间包括使打印头离开打印位置进入清洁位置并从清洁位置进入打印位置所需的时间)，没有打印装置用于生产，这造成较高的生产取消。同样，由原理决定了有必要以规则间距来使用打印头112的所有喷嘴，这意味着，必须借助所有喷嘴定期至少喷出小喷墨。否则，喷嘴内的喷墨量面临变干以及喷嘴被堵塞的风险，这导致喷嘴失灵并造成打印图像内缺少的点。特别是对于较大生产批量总是反复打印相同的图样并且通过不使用某些喷嘴来获得该图样时面临该风险。因此，在打印装置100内设有部分清洁设备150。部分清洁设备150用于接纳从打印头112喷出的色滴并收集这些色滴。该部分清洁设备可简单地构造成板或盘，在该板或盘上设置有海绵或毛毡，以留住所吸收到的色滴。然后，打印单元110能以规则的间距或者根据喷嘴使用的得到计算机支持的分析结果来在打印时移动经过部分清洁设备150，并且至少使未充分使用的喷嘴喷出较小的彩色量，并以此方式预防性地清洁喷嘴和避免喷嘴干燥。这也被称为部分清洁或“部分净化”。这同样相对于现有技术中已知的单次通过方法是显著改善，在该已知方法中，由于固定的打印头，这种预防性的清洁和彩色量的喷出仅能在工件上或所经过的传送带上进行。如果在这种清洁时将墨水喷到工件上，则这通常造成打印图像的可察觉到的影响，因而，工件作为废料来处理并相应地降低生产率。如果相反喷到传送带上，则传送带会被污染，并且随着时间越来越多和越来越大的喷墨沉积物形成于传送带上，因而，传送带上的工件越来越高，这又会负面地影响打印质量和/或增大碰撞到的危险。清洁设备160、用于监测打印质量的装置140以及部分清洁设备150较佳地与龙门架的上部结构连接，以在升高或降低横梁以及打印设备Iio的打印头112的平面时，为了适应于不同的材料板厚度而使这些装置一起运动，并如此保持相对于打印头112的平面不变的间距。根据较佳的实施方式，打印装置100装备有用于避免碰撞的系统。如图10中所示，为此目的在打印单元110处设有传感器174，该传感器识别物体40或其它不平、凸起部等，这些物体或不平位于打印单元110的轨道内，并由此面临接触或碰撞的危险。传感器可以是超声波传感器、红外传感器、振动传感器或图像传感器。传感器还可以构造成电线、线材或接触板，该接触板设置在打印单元前方一定距离处，并且在碰到物体40时触发接触。传感器识别出打印单元前方较佳为200毫米的范围内的物体40。当识别出这种物体40时，促 使滑块170的驱动装置立即引入制动反应，并使打印单元停下和避免碰撞。这避免了打印头昂贵的磨损部件处的损伤，并避免为了去除损伤而长时间停工，因此提高了打印装置的可靠性。替代地或补充地，还可以在打印单元110内设有提升装置(未示出)。当传感器174识别出物体40时，提升装置在例如应用一个或多个气缸的情况下沿滑块170方向提升打印单元110。以此方式，使打印单元110绕过物体40。由此，改善了防碰撞保护。为了避免打印单元110在这种提升运动时激烈地撞上滑块170和/或吊杆172的部件并由此经受可能损坏打印单元110或其功能的较强烈的震动，较佳地在打印单元110和/或滑块170处设有减震装置(未示出)。减震装置可以例如是橡胶缓冲块，该橡胶缓冲块可以减弱可能的冲击。参照图11和12，现在描述用于监测打印质量的装置140的实施方式。图11示出用于监测打印质量的装置140的第一实施方式。如图11中所示，纸道142从纸卷143退绕，并经由转向辊馈送到打印位置，并在该位置用作控制打印带145。打印单元110在于工件30上打印自由定义的次数之后额外地运行经过设置在材料板30后面区域内的控制打印带145，并用使该控制打印带打印有测试图样。在打印有测试图样之后，控制打印带145作为纸道的一部分由纸卷144收卷。在此,控制打印带145经过照相机141,该照相机摄取控制打印带145上测试图样的输出打印图像。照相机141可例如是基于行的黑/白照相机或者彩色照相机。附加地或替代地，还可应用彩色测量系统，特别是彩色光谱仪。然后，与该照相机连接的计算机系统将由照相机摄取的测试图像与理论图像进行比较，并生成打印质量的误差报告。由此，可以发现可能缺少的打印点或圆点，这些打印点提示打印喷嘴被堵塞，由此可在打印过程的同时并由此近乎“在线”地检测打印头的缺陷位置和打印的颜色偏差。根据与理论图像的比较结果，例如可以触发清洁循环或进行必要的颜色校正。允许的公差可被定义和调节。这允许快速地识别和消除会负面地影响或可能影响打印质量的可能问题。以此方式，可以保持打印质量一直较高，并使由于有缺陷的打印质量而造成的废料减少。此外，与工件分开的、单独的控制打印带145的应用还允许应用测试图像，该测试图像与打印在材料板30上的图像明显不同。由于此外对控制打印带145的打印紧邻材料板30进行，所以打印单元110可以在工作进程中连同打印材料板30 —起实施测试打印。由此，使打印质量报告完全集成到打印过程中。如果借助将材料板30上的打印图像与该打印图像的理论图像进行比较的系统来实施对打印质量的监测，则根据打印图像会识别不出或无法充分地识别出一定误差。如果例如在打印图像中不采用某些喷嘴，则由此识别不出在打印图像时不使用的喷嘴被堵塞。同样，对于仅由一种均匀颜色或渐变的颜色变化构成的打印图像，不可能识别出打印单元和/或各个打印头的移位。在任何情况下，在这种系统中仅可以牺牲整个或至少部分地作为用于监测打印质量的“测试图样”的材料板，这造成相应的废料，并由此造成相应的时间和金钱损失。图12示出用于监测打印质量的装置140的另一实施方式。在图12中不采用连续的纸带而是将控制图样带146用作控制带。控制图样带146具有预定义的尺寸，并可以是由纸、卡纸板或类似物构成的图样。控制图样带146较佳地由与材料板30相同的材料制成。侧向供给和输出控制图样带146。较佳是彩色照相机的照相机147生成置于控制图样 带146上的测试打印的图像。同样在此情况下，如之前参照图11中所述的那样，进行与理论图像的比较，以监测打印质量。现在参照图17。如图17中所示，干燥设备180较佳地固定在打印单元110处。干燥设备180沿打印方向看设置在打印单元110后面，并用于使在表面上由打印头112打印的色点干掉，以使色点不流动。干燥设备180能借助紫外线、红外射线或热空气来工作。由于干燥设备180与打印单元一起运动，所以实现对表面上的色点进行均匀的干燥。图13至15是用于储存已打印的材料板30的储存系统300的实施方式。因为新打印的或新上漆的材料板30由于表面被损坏的危险而不能彼此叠置，所以在许多情况下为了进一步处理而必须进行储存，但不能采用在木材处理中常见的储存系统，在常见的储存系统中，木基材料板彼此堆叠或者以螺旋形堆叠物来储存并在此转向。因此规定储存系统300接纳材料板30，而不在多个平面内接触表面。打印好的材料板30相继在例如承载传送带310的条带上馈送到储存系统300。储存器前面的最后一个传送带320可通过调节传送带320的高度来控制各个平面。各个相继到达的材料板30在储存层内同样由条带310接纳。储存器300能在出口处经由高度可调的传送带330又被清空。但清空还可以通过使经由馈送带(传送带320)的运送方向反向来进行。替代地,还可以代替调节传送带320和330的高度，在储存系统300内设计高度可调的传送带310的平面。如前所述，较佳地借助定向装置200来对材料板30定向。替代地，还可以在打印装置100内实施定向。对此例如可以将空气引导设备130、132同时用作材料板30的止挡件。同样可以用盒箱系统(Kassettensystem)来代替传送带120和支承板124。在此，向打印单元100提供至少一个盒箱,该盒箱用作材料板30的运送设备和支承件。盒箱也能根据真空技术来构造，以固定地保持材料板。盒箱较佳地也可以构造成高度可移动。较佳实施方式的前述说明是非限制性的。特别是，能以各种方式来应用所述装置和方法。如前所述，较佳地规定，借助高度可调的支承板124升高材料板30的高度，其中，材料板30升高超过传送带120的高度。如果升程被设计成使材料板30的高度位于这样的高度，即，较佳地设置的单元(如空气引导设备130、132、用于监测打印质量的装置140、部分清洁设备150和/或清洁设备160)设置在高于传送带120 —足够高度，则传送带120还可如较佳规定地不横向穿过打印装置100而是沿打印装置纵向延伸。同样，在前述说明中提及的气缸可由液压缸、伺服马达驱动装置或其它合适的驱动装置来代替。此外，前述的实施方式的各种方面并不限于这些。因此，例如可设想，前述用于避免碰撞的系统还可以在由现有技术已知的方法中使用，如参照图I所述，在已知方法中，材料板在单次通过时(“单次通过”)借助固定的打印头来进行打印，其中材料板连续地借助传送带120经过设备和打印头。同样可设想，在如参照图I所述的这种方法中，传送带120上方设有如前所述的空气引导设备130或132之类的空气引导设备，其中材料板30在空气引导设备之间水平地运送。
特别有利的是，在经过板之前、在材料板30上近边缘打印时，对所有喷嘴给出打印脉冲。通过该打印脉冲确保喷出微小量的墨，并且喷嘴通道可用于打印。这较佳地在驶向恒定的速度Vffg卩时、或者在用于控制打印的装置上并在此在图样上实施。同时，可以还在控制打印纸上实施短时的测试打印或清洗，以在如此实施的部分清洁时经由控制系统来验证打印单元是否完好地起作用。部分清洁可以不仅对于未使用的喷嘴、而且对于极少使用的喷嘴也是必要的。较佳地，静止位置设置在清洁装置或部分清洁装置之上。附图标记列表ΡΡ108110 木板143，144 纸卷12打印头145控制打印带14传送带146控制图样带16转向辊147照相机20空气涡流 150部分清洁设备30材料板160清洁设备40物体170滑块100打印装置172吊架102机座174用于避免碰撞的传感器104 横梁106，108龙门架支柱180干燥设备110打印单元200定向装置112打印头210固定止挡件120传送带220可移动止挡件124支承板222移动单元126活塞杆230可升高或可摆动止挡件128 气缸130，132空气引导设备240对中设备134第一段300储存系统
136第二段310传送带140用于监测打印质量的设备320传送带(馈送单元)330传送带(输出单元)501-507方法的步骤 141照相机142 纸道
权利要求
1.一种用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的打印装置，所述打印装置包括 用于将材料板(30)保持在定向位置的装置； 用于打印所述材料板(30)的表面的打印単元(110)，其中，所述打印単元(110)具有对应于所述待打印的表面的宽度的、多个彼此相邻设置的打印头(112)，所述打印头分别用于多种颜色； 以及用于使所述打印単元(110)沿经过固定保持的材料板(30)的表面的移动范围移动的装置；其中，所述打印装置(100)还具有清洁设备(160)，所述清洁设备沿所述打印单元(110)的移动范围布置并设置成实施用于所述打印単元(110)的清洁循环，和/或所述打印装置(100)还具有部分清洁设备(150)，所述部分清洁设备沿所述打印単元(110)的移动范围布置并设置成从所述打印头(112)的喷嘴接收并收集为了部分清洁而喷出的色滴。
2.如权利要求I所述的打印装置，其特征在于，所述部分清洁设备(150)实施成用于监测打印质量的装置，其中，所述用于监测打印质量的装置具有用于将控制打印带(145)或控制图样带(146)馈送到一位置的装置，所述控制打印带(145)或控制图样带(146)在所述位置能借助所述打印単元(110)打印有测试图样，所述测试图样至少符合部分清洁的要求。
3.如权利要求2所述的打印装置，其特征在于，所述用于监测打印质量的装置还具有用于获取经打印的测试图样的光学系统，以及用于将获取的经打印的测试图样与理论图样比较从而监测打印质量的装置。
4.一种用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的方法，所述方法包括 将所述材料板(30)定向成其表面位于已定义位置和已定义高度；保持所述材料板(30);以及 使打印単元(110)沿经过被保持的材料板(30)的表面的移动路程移动，以及借助所述打印単元(110)对被保持的材料板的表面进行打印，其中，所述打印単元(110)具有对应于所述待打印的表面的宽度的、多个彼此相邻设置的打印头(12，112)，所述打印头分别用于多种顔色； 使所述打印単元(110)移动到清洁设备(160)上方的清洁位置或移动到部分清洁设备(150)上方的部分清洁位置，其中，所述清洁位置或部分清洁位置沿所述移动路径设置；以及 实施用于所述打印単元(110)的清洁循环和/或实施部分清洁，在所述部分清洁过程中，使所述打印头的极少使用或未使用的喷嘴喷出小色滴。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括 将所述打印単元(110)移动到用于控制打印的位置； 借助测试图样在控制打印带(145)或控制图样带(146)上实施打印；其中，所述测试图样至少符合部分清洁的要求。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，借助光学系统来获取经打印的测试图样，并将获取的经打印的测试图样与理论图样进行比较，以监测打印质量或者控制所实施的清洁。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在所述打印単元(110)沿所述材料板(30)的移动路径移动并开始打印过程之前，所述打印単元(110)根据预定义的加速曲线从静止位置加速到预先给定的运行速度ν τε卩；在所述打印过程中，所述打印単元(110)以恒定的速度移动；随后，所述打印単元(110)根据预先给出的減速曲线进行制动，直至所述打印単元(110)停下，并且随后所述打印単元(110)又移动回到所述静止位置。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述静止位置设置在所述清洁设备(160)或所述部分清洁设备(150)上方。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在开始打印过程之前或在所述材料板(30)移动之前，对所述打印头(112)的所有喷嘴发出打印脉冲。
全文摘要
本发明涉及一种用于使材料板、特别是木板的表面打印有多色图像的方法和打印装置，其中，该方法包括如下特征将材料板(30)定向成其表面位于已定义位置和已定义高度；将材料板(30)保持在位；以及使打印单元(110)沿经过保持在位的材料板(30)的表面的移动路径移动；并借助打印单元(110)对保持在位的材料板的表面进行打印，打印单元(110)包括对应于待打印的表面的宽度的、多个彼此相邻设置的打印头(12，112)，这些打印头分别用于多种颜色；使打印单元(110)移动到清洁设备(160)上方的清洁位置或移动到部分清洁设备(150)上方的部分清洁位置，其中该清洁位置或部分清洁位置沿移动路径设置；以及实施用于打印单元(110)的清洁循环和/或实施部分清洁，在部分清洁过程中，使打印头的极少使用或未使用的喷嘴喷出小色滴。
文档编号B41J3/28GK102844193SQ201180019354
公开日2012年12月26日 申请日期2011年2月17日 优先权日2010年2月17日
发明者T·彼得, M·格里斯多恩, S·扎特勒, T·索拉瓦 申请人:迪芬巴赫自动化系统有限公司