一种卷筒基材高速宽幅全彩水性喷墨印刷机构

技术领域

本发明属于印刷设备技术领域，具体涉及一种卷筒基材高速宽幅全彩水性喷墨印刷机构。

背景技术

在印刷包装行业存在多种印刷方式，包括柔印，凹印，胶印、数码打印等，其中数码是近年来新兴的打印方式，它具有效率高，小批量成本低，操作简单等特点，因而成为近年来发展的趋势。

目前在高速喷墨数码印刷技术中，通常使用UV和水性两种墨水材料，但是由于UV墨水具有很强的污染性，而水性墨水具有很好的环保性，使得水性墨水被越来越多的人认可。

在水印印喷墨行业，基材牵引输送都是水平方式，通常采用皮带结构，这种方式对于黑白打印是能够实现，但是对于彩色设备由于路径比较长，基材在输送过程中，容易造成基材的摆动，不能实现四个颜色(CMYK)的套准。尤其对于宽幅设备在高速运动情况下，基材运动的稳定性直接影响了喷印效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷筒基材高速宽幅全彩水性喷墨印刷机构，采用滚筒式基材输送方式，基材包裹在滚筒上，滚筒转动带动基材走动，实现水性喷印状态下基材输送的稳定性，保证彩色打印质量。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案：

一种卷筒基材高速宽幅全彩水性喷墨印刷机构，包括机架，所述机架上转动安装有喷印滚筒，所述机架上位于所述喷印滚筒的上方设有喷印组件，所述机架上设有烘干装置。

作为一种改进，所述喷印滚筒设有冷却结构。

作为一种改进，所述喷印滚筒包括筒体，所述冷却结构包括设置在所述筒体的冷却通道，所述冷却通道的延伸方向与所述筒体的轴向平行，所述冷却通道包括若干组间隔设置的进介质冷却通道和回介质冷却通道，每组相邻的所述进介质冷却通道和回介质冷却通道相连通，所述筒体的两端设有端盖，所述端盖设有进回介质结构，两所述端盖的中心固定穿设有中心轴，所述中心轴设有进出介质通道，进回介质结构连接所述进出介质通道和冷却通道，中心轴设有进出介质通道的一端连接旋转接头。

作为进一步地改进，所述进回介质结构包括设置在一所述端盖的进介质槽和回介质槽，所述端盖设有进介质槽和回介质槽的一面连接压板，另一所述端盖设有换向槽，所述进介质槽连接进介质冷却通道，所述回介质槽连接所述回介质冷却通道，所述换向槽连接一组所述进介质冷却通道和回介质冷却通道；

所述进出介质通道包括同轴设置的进介质通道和出介质通道，所述进介质通道连接所述进介质槽，所述出介质通道通过回介质管连接所述回介质槽。

作为进一步地改进，所述烘干装置第一烘箱和第二烘箱，所述第二烘箱靠近印刷基材设置，所述第一烘箱包括壳体，所述壳体内设有腔体，所述壳体上设有进风口和出风口，所述壳体靠近所述喷印滚筒的一侧边缘为弧形，所述壳体靠近所述喷印滚筒的一面设有导风结构。

作为进一步地改进，所述壳体的腔体内设有隔板，所述隔板将所述腔体分为正压腔和负压腔，所述进风口连接正压腔，所述出风口连接负压腔。

作为进一步地改进，所述导风结构包括若干设置在所述壳体的弧形边缘的导风条，所述导风条为横截面为V形的长条，所述长条的V字尖端远离所述喷印滚筒设置，相邻所述导风条之间形成出风间隙。

作为进一步地改进，所述机架上设有滑轨，所述壳体上设有滑道，所述滑轨与滑道相配合，所述机架与壳体之间设有气缸。

作为进一步地改进，所述喷印组件包括喷印支架，所述喷印支架通过竖向丝杠模组竖向滑动安装在所述机架上，所述喷印支架上设有弧形排列成排设置的打印喷头，所述机架上位于所述打印喷头的下方设有保湿支架，所述保湿支架通过横向丝杠模组安装在所述机架上，所述保湿支架上设有若干与所述打印喷头位置对应的保湿密封框，所述保湿支架上滑动设有刮墨杆，所述刮墨杆上设有刮片，所述刮片的位置与成排排列的打印喷头的位置对应。

作为进一步地改进，所述喷印支架上设有打印喷头安装条，所述打印喷头安装在所述打印喷头安装条上，每排所述打印喷头安装在两个并列设置的所述打印喷头安装条上，两所述打印喷头安装条上的打印喷头的位置相对应。

作为进一步地改进，所述打印喷头设有进墨口和出墨口，所述进墨口连接主墨盒，所述出墨口连接回流墨盒，所述主墨盒和回流墨盒分别连接负压装置。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果：

本发明提供的卷筒基材高速宽幅全彩水性喷墨印刷机构，基材输送是将基材包裹在喷印滚筒上，并通过压辊将基材压靠在喷印滚筒上，基材和喷印滚筒一起转动，基材输送过程中不存在基材左右的摆动和上下的跳动，以达到基材基材输送过程的稳定性，有利于提高喷印效果，在印刷时，喷印组件对缠绕在喷印滚筒上的基材进行喷墨印刷，印刷完成的基材随喷印滚筒转动到烘干装置时，对印刷基材进行烘干，使基材上的喷印墨水干燥。

烘干装置包括第一烘箱和第二烘箱，第一烘箱靠近喷印滚筒设置烘干装置，第二烘箱靠近打印基材设置，对打印完成后的基材进行烘干，使其上的墨水干燥，具体地，第一烘箱和第二烘箱可以单独使用，也可以配合使用，第一烘箱可以滑动调节位置，使用方便，烘干装置的进风口进入热风，热风吹到印刷基材上，然后通过出风口排出，对印刷基材进行烘干，使基材上的墨水干燥。

由于烘干以及设备运转会使喷印滚筒及其上的打印基材温度升高，温度升高会引起打印基材伸长率的变化，影响打印质量，因此在喷印滚筒设置冷却结构，对喷印滚筒进行降温冷却，与烘干装置配合，使喷印滚筒和其上的打印基材保持恒定温度，使打印基材的伸长率等指标稳定，保证印刷精确性。

喷印组件可以实现打印喷头的上下位置调节，打印时，向下调节打印喷头位置使其靠近打印基材，打印喷头成弧形排列，与喷印滚筒上基材的形状相对应，打印完成后向上调节打印喷头位置，通过横向丝杠模组将保湿支架移动到与打印喷头对应位置，控制刮墨杆上刮片移动将打印喷头上残留墨水刮去，然后向下移动打印喷头，使打印喷头与保湿密封框紧密结合，打印喷头处于保湿密封框内的密封空间，打印喷头不会干燥，利于后续打印。

每排打印喷头并列安装在两喷印头安装条上，采用打印喷头双拼的方式，使得当一个打印喷头被堵或损坏时，可以用并列安装的另一个打印喷头打印，实际使用中并列安装的两个打印喷头同时损坏的概率极低，提高打印的稳定性，便于及时将发生故障的打印喷头拆卸维修。

打印喷头的进墨口连接主墨盒，出墨口连接回流墨盒，主墨盒和回流墨盒分别连接负压装置，采用双负压的方式，通过控制压差，使墨水正常循环起来，同时也保证打印喷头中的墨水不滴下来，保证打印过程中产生的气泡和杂质被及时带走，保证供墨和墨水的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例的实际使用状态图；

图2是本发明实施例的结构示意图；

图3是喷印滚筒的结构示意图；

图4是进出介质端盖的端面结构示意图；

图5是进出介质端盖的剖面结构示意图

图6是换向端盖的结构示意图；

图7是换向槽的结构示意图；

图8是筒体进出介质端的结构示意图；

图9是筒体换向端的结构示意图；

图10是烘干装置的结构示意图；

图11是烘干装置与喷印滚筒的配合结构示意图；

图12是喷印组件的结构示意图；

图13是打印喷头的布局示意图；

图14是打印喷头供墨系统的结构示意图；

附图中，1-机架，2-喷印滚筒，215-筒体，21-进介质冷却通道，22-回介质冷却通道，23-中心轴，24-进回介质端盖，25-换向端盖，26-进介质槽，27-回介质槽，28-压板，29-换向槽，210-进介质通道，211-出介质通道，212-旋转接头，213-加强套筒，214-加强肋板，216-回介质管，3-压辊，4-喷印组件，41-喷印支架，42-竖向丝杠模组，43-打印喷头，44-保湿支架，45-横向丝杠模组，46-保湿密封框，47-刮墨杆，48-刮片，49-打印喷头安装条，410-主墨盒，411-回流墨盒，412-主墨桶，413-主负压瓶，414-负压泵，415-正压泵，416-回流泵，417-回流负压瓶，418-控制板，5-烘干装置，51-第一烘箱，52-进风口，53-出风口，54-隔板，55-正压腔，56-负压腔，57-导风条，58-滑轨，59-滑道，510-气缸，511-第二烘箱，6-前牵引机构，7-后牵引机构。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1至图14共同所示，一种卷筒基材高速宽幅全彩水性喷墨印刷机构，包括机架1，机架1上转动安装有喷印滚筒2，具体使用中，喷印滚筒配合压辊3使用将打印基材紧压在喷印滚筒上，提高使用效果，机架1上位于喷印滚筒2的上方设有喷印组件4，机架1上设有烘干装置5，喷印滚筒设置冷却结构，实际使用中，在喷印滚筒2前方设置前牵引机构6，在喷印滚筒后方设置后牵引机构7，分别对基材提供牵引动力，具体地，前牵引机构和后牵引机构包括压辊和由电机驱动的主动辊，同时喷印滚筒也设置动力机构，比如连接电机，运行时，使前后牵引机构的主动辊和喷印滚筒实现同步运行，喷印滚筒设置动力可以减小基材运动所需要的牵引力，降低对于基材的牵引力，减少基材的伸长量，避免过度拉伸基材甚至扯坏基材。

使用过程中，将基材缠绕在喷印滚筒2上进行基材输送，通过压辊3将基材压靠在喷印滚筒上，基材和喷印滚筒一起转动，基材输送过程中不存在基材左右的摆动和上下的跳动，以达到基材基材输送过程的稳定性，有利于提高喷印效果，尤其适用于宽幅印刷，基材宽度超过1米，基材输送速度可以达到100米/分钟以上，仍然能保证基材的稳定输送。基材输送稳定性高，印刷精度和质量都有保证，可以实现全彩的基于水性墨水的喷墨印刷，实现彩色四色或者多色的无偏差套准，而传统的基材输送方式根本不能保证。

实际使用中，为了配合基材在基材输送过程中具有很好的张力控制，在喷印滚筒的前进基材和后收基材部分各增加一个张力控制器，调节基材张力。

本实施例中，喷印滚筒的冷却结构的具体结构如下，喷印滚筒2包括筒体215，筒体设有冷却通道，冷却通道的延伸方向与筒体的轴向平行，冷却通道包括若干组间隔设置的进介质冷却通道21和回介质冷却通道22，每组相邻的进介质冷却通道和回介质冷却通道相连通，筒体的两端设有端盖，端盖设有进回介质结构，两端盖的中心固定穿设有中心轴23，中心轴设有进出介质通道，进回介质结构连接进出介质通道和冷却通道。

具体地，一端盖为进回介质端盖24，另一端盖为换向端盖25，进回介质结构包括设置在进回介质端盖的进介质槽26和回介质槽27，进回介质端盖24设有进介质槽和回介质槽的一面连接压板28，换向端盖设有换向槽29，进介质槽连接进介质冷却通道，回介质槽连接回介质冷却通道，换向槽连接一组进介质冷却通道和回介质冷却通道；

进出介质通道包括同轴设置的进介质通道210和出介质通道211，进介质通道连接进介质槽，出介质通道通过回介质管216连接回介质槽，具体地，中心轴一端设置一盲孔，盲孔内安装有套管，套管与中心轴之间为进介质通道，套管内为出介质通道。

具体地，进介质槽沿端盖的径向延伸，进介质槽延伸靠近端盖周面位置转折与端盖的轴向平行延伸，进介质槽设有多个，且沿端盖的周向均匀分布，回介质槽位于端盖的周面且沿端盖的周向延伸，回介质槽的槽壁低于进介质槽的槽壁，相应地，进介质冷却通道的进介质端也长于回介质冷却通道的出介质端，便于当进出介质端盖与筒体连接时，使进介质槽与进介质冷却通道连接，回介质槽与出介质冷却通道连接，中心轴上设有连通进介质槽和进介质通道的通孔，进介质槽连接通孔一端的槽底设有倒角结构，通孔与倒角结构的位置相对应，有利于进介质时，冷却介质先充满进介质槽靠近中心轴的倒角结构位置。

本实施例具体使用时，中心轴连接旋转接头212，冷却介质通过中心轴的进介质通道流入进回介质端盖的进介质槽，然后流入到筒体的进介质冷却通道，经过换线端盖的换向槽换向，流入筒体的回介质冷却通道，然后流入回介质槽，最后流入中心轴的出介质通道流出。

本实施例中，为了保证喷印滚筒的结构强度，中心轴与端盖之间设有加强筋，加强筋包括固定套设在中心轴上的加强套筒213，加强套筒周围连接有加强肋板214，加强肋板以加强套筒为中心沿径向辐射分布。

在装配工艺上，中心轴与端盖采用过盈配合热装的连接方式，避免焊接等对中心轴的损伤，造成应力变形，端盖和筒体采用外部焊接方式连接，端盖和压板也采用外部焊接连接方式，保证足够连接强度，对端盖、压板和筒体的强度影响较小，焊缝不会接触冷却介质。

本实施例中，筒体为无缝钢管一体式，不存在内外夹套，进介质冷却通道和回介质冷却通道为设置在筒体管壁上的长直通孔，沿筒体的周向均匀分布，相邻两长直通孔为一组，分别为进介质和回介质，冷却介质从筒体的进介质端流入经换向端盖换向后又流回，避免从一侧流入从另一侧流出时产生较大温差。而且，本实施例冷却通道为直孔，与现有工业经常使用的夹套结构滚筒相比，流程短，周期短，大大加快了循环速度，使温度控制响应更快，更精准。另外，采用长孔方式代替原来的夹套焊接方式，结构简单且不易生锈。

本实施例中，机架上靠近喷印滚筒下部设有烘干装置5，对印刷后的基材进行烘干，烘干装置包括第一烘箱51和第二烘箱511，第二烘箱靠近印刷基材设置，第一烘箱包括壳体，壳体内设有腔体，壳体上设有进风口52和出风口53，壳体靠近喷印滚筒的一侧边缘为弧形，与喷印滚筒的形状像对应，壳体靠近喷印滚筒的一面设有导风结构。

具体地，壳体的腔体内设有隔板54，隔板连接导风结构，隔板将腔体分成两个部分，使用时进风口和出风口通过风机连通，腔体内与进风口连接的部分为正压腔55，与出风口连接的部分为负压腔56，实际使用时，热风从进风口进入正压腔通过导风结构吹向基材，在压差作用下，进入负压腔，从出风口流出，通过风机循环使用，节约能源，压差作用岛风，使热风贴合基材表面流动，不同于传统干燥的直吹方式，提高烘干效率。

本实施例中，第二烘箱的结构不做具体限定，可以采用市面上现有的烘箱结构，第一烘箱和第二烘箱可以单独使用，也可以同时配合使用，可以根据使用环境、油墨的干燥能力和印刷速度等因素来决定。

本实施例中，导风结构包括若干设置在壳体的弧形边缘的导风条57，导风条为横截面为V形的长条，长条的V字尖端远离喷印滚筒设置，相邻导风条之间形成出风间隙，使热风均匀地垂直吹向基材，导风条还起到加强壳体结构强度的作用。

本实施例中，机架上设有滑轨58，壳体上设有滑道59，滑轨与滑道相配合，机架与壳体之间设有气缸510，便于调节壳体与喷印滚筒上基材之间的距离，保证烘干效果又避免离基材太近而烘干过度，而且便于穿引基材和喷印滚筒的维护，工作状态时，调节壳体靠近喷印滚筒，非工作状态时，使壳体远离喷印滚筒。

实际使用中，使热风从正压腔流向负压腔的方向与喷印滚筒的转动方向相反，增大热风与基材的相对速度，提高烘干效果。

本实施例中，喷印组件4包括喷印支架41，喷印支架通过竖向丝杠模组42竖向滑动安装在机架1上，喷印支架上设有弧形排列成排设置的打印喷头43，与喷印滚筒上基材的形状相对应，机架上位于打印喷头的下方设有保湿支架44，保湿支架通过横向丝杠模组45安装在机架上，保湿支架上设有若干与打印喷头位置对应的保湿密封框46，保湿密封框的顶端开口，其他面封闭，保湿支架上滑动设有刮墨杆47，具体可以在保湿支架上设置皮带和电机，皮带上安装刮墨杆，电机运行驱动皮带移动，皮带带动刮墨杆移动，刮墨杆上设有刮片48，刮片的位置与成排排列的打印喷头的位置对应，保湿支架的底部封闭形成墨水存放池，可以存放刮下的墨水，打印时，通过竖向丝杠模组向下调节打印喷头位置使其靠近打印基材，进行打印，打印完成后向上调节打印喷头位置，通过横向丝杠模组将保湿支架移动到与打印喷头对应位置，调节打印喷头位置，控制刮墨杆移动，带动刮片移动将打印喷头上残留墨水和脏物刮去，然后刮墨杆回位，向下移动打印喷头，使打印喷头与保湿密封框紧密结合，打印喷头处于保湿密封框内的密封空间，打印喷头不会干燥，利于后续打印。

本实施例中，喷印支架上设有打印喷头安装条49，打印喷头安装在打印喷头安装条上，每排打印喷头安装在两个并列设置的打印喷头安装条上，两打印喷头安装条上的打印喷头的位置相对应，采用打印喷头双拼的方式，使得当一个打印喷头被堵或损坏时，可以用并列安装的另一个打印喷头打印，实际使用中并列安装的两个打印喷头同时损坏的概率极低，极大提高打印的稳定性，便于及时将发生故障的打印喷头拆卸维修。

本实施例中，喷印组件采用双负压循环供墨，具体结构如图14所示，打印喷头设有喷嘴、进墨口和出墨口，进墨口通过进墨管连接主墨盒410，进墨管上设有过滤器，出墨口通过回墨管连接回流墨盒411，主墨盒和回流墨盒分别连接负压装置，具体地，主墨盒的进墨口通过连接管路连接主墨桶412，其连接管路上设有供墨泵、过滤器和脱气装置，主墨盒的通气口连接三通阀的一个进口，三通阀的一个出口连接主负压瓶413，主负压瓶通过阀连接负压泵414，三通阀的另一个出口连接正压泵415；回流墨盒411的出墨口连接回流泵416，回流泵连接主墨桶412，回流墨盒的通气口连接回流负压瓶417，回流负压瓶通过阀连接负压泵414，通过控制板418控制泵和阀的状态来控制负压系统的气压，主负压瓶是为主墨盒产生负压的，回流负压瓶是为回流墨盒产生负压的，主墨盒采用一个低的负压，回流墨盒采用一个高的负压，产生一个负压差，保证墨水从主墨盒通过打印喷头回到回流墨盒，回流墨盒的墨水回到主墨桶，主墨桶在通过供墨泵回到主墨盒里面，采用双负压的方式，通过控制压差，使墨水正常循环起来，同时也保证打印喷头中的墨水不滴下来，保证打印过程中产生的气泡和杂质被及时带走，保证供墨和墨水的稳定性。

本实施例在具体使用中，打印基材缠绕在喷印滚筒上基材输送，当需要打印时，喷印组件下降到合适位置进行打印，打印后的基材随喷印滚筒转动到烘干装置位置，烘干装置喷出热风对喷印基材进行烘干，使基材上墨水干燥，可以进入后续工序，基材输送以及烘干过程中，喷印滚筒及基材会升温，本实施例在喷印滚筒内设置冷却结构来对喷印滚筒和基材进行降温，使喷印滚筒和基材的工作温度恒定，避免温度变化影响基材的伸缩率而影响打印质量。

本实施例提供的卷筒基材高速宽幅全彩水性喷墨印刷机构，采用喷印滚筒基材输送，提高基材输送稳定性，基材宽度可以超过1米，而且基材输送速度快，超过100米/分钟，喷印滚筒内设有冷却结构，与烘干装置配合使用，保持喷印滚筒表面及其的基材温度恒定，基材伸长量稳定，实现基于水性墨水的彩色四色或者多色的无偏差套准。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。