具有有效冷卻的印刷頭穿梭件的製作方法

2023-08-09 12:02:06 1

專利名稱：具有有效冷卻的印刷頭穿梭件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種保持印刷頭承載件框架的尺寸穩定性的解決方 法。更特別是，本發明涉及用於控制印刷頭承載件框架的溫度的裝置 和方法。
背景技術：
在工業印刷應用中，印刷輸出是印刷裝置的重要特性。在使用往 復運動印刷頭構造的數字印刷機(例如寬格式噴墨印刷機)中確定印 刷輸出的參數之一是印刷頭穿梭件的尺寸。印刷頭穿梭件越寬，可以 通過印刷頭穿梭件在印刷介質上的單個印刷行程或操作在印刷介質上 印刷的面積越寬。在數字印刷機構造中使用較大印刷頭穿梭件時出現 多個問題。印刷頭穿梭件變得越大，它們變得越沉重，使得穿梭件的 快速和準確運動變得複雜。在印刷頭穿梭件變得越大時，穿梭件與印 刷機框架的左右鄰靠件分離，並且穿梭件結構變得更容易彎曲和扭 曲。在印刷頭穿梭件變得越大時，單個印刷行程的印刷寬度增加，並 且在整個印刷行程上限定為印刷頭的印刷元件(例如噴墨噴嘴)和印 刷介質的印刷表面之間的距離的投射距離變得更難以控制在可接受的 誤差內。在印刷頭穿梭件變得越大時，它們承載更多的印刷頭，並且 印刷頭在穿梭件的整個寬度上的準確定位變得更加困難。與例如工業 印刷系統的印刷頭穿梭件的大型機械結構相關的問題是在操作過程中 的熱和尺寸穩定性。這些性能直接影響位於結構上的用來在穿梭件上 定位印刷頭的機械參照物的位置精度。
這些僅僅是將用於工業類型印刷設備的現有印刷頭穿梭件的尺寸 放大時出現的某些問題。
考慮到如上所述的問題，有利的是提供 一 種在操作過程中保持印 刷頭在印刷頭穿梭件或印刷頭承載件框架上的準確定位的方法。

發明內容
所述目的通過提供一種具有權利要求1提出的特徵的印刷頭穿梭
件以及權利要求10提出的保持印刷頭穿梭件的穩定性的方法來實現。
採用按照本發明的印刷頭穿梭件，保持了用於準確定位印刷頭的機械
參照物的熱和尺寸穩定性。
本發明的優選實施例的具體特徵在從屬權利要求中提出。
本發明的其它優點和實施例將從以下描述和附圖中變得清楚。


圖1表示使用按照本發明的印刷頭穿梭件的數字印刷機的透視
圖2表示結合本發明的印刷頭穿梭件的透視圖； 圖3A表示印刷頭穿梭件框架的透視圖，圖3B是印刷頭穿梭件框 架的截面圖4表示印刷頭穿梭件上的印刷頭定位部的可選擇實施例；
圖5A表示用於印刷頭穿梭件框架的印刷頭定位系統的截面圖，圖 5B表示印刷頭定位系統的透視圖6A表示用於印刷頭穿梭件框架的冷卻通道的位置，圖6B表示 冷卻通道在印刷頭穿梭件框架的截面圖上的位置指示，圖6C表示底板 冷卻通道位置的細節，圖6D表示橋式冷卻通道的細節。
具體實施例方式
雖然此後結合優選實施例描述本發明，將理解到不打算將本發明 局限於這些實施例。
體現本發明的數字印刷機的一個示例性實施例
體現本發明的數字印刷機表示在圖1中。數字印刷機1包括印刷 臺2，以便在數字印刷過程中支承印刷介質3。印刷臺大致是平的，並 且可以支承其厚度低達幾十個微米的柔性片材介質(例如紙張、透明 箔片、粘合劑PVC片材等)以及其厚度高達幾個釐米的剛性襯底(例 如硬板、PVC、紙板等)。包括一個或多個印刷頭的印刷頭穿梭件4設 計成在印刷臺上在快速掃描方向FS上前後往復運動，並且用於在垂直 於快速掃描方向的緩慢掃描方向上在印刷臺上重新定位。印刷在印刷 頭穿梭件在快速掃描方向上的往復運動操作過程中進行。印刷頭穿梭 件的任選的重新定位在印刷頭穿梭件的往復運動操作之間完成，以便 將印刷頭穿梭件與印刷介質的非印刷或單獨的局部印刷區域對準。在 裝備印刷頭穿梭件以便在單個快速掃描操作中印刷完整寬度的印刷介 質的情況下不需要印刷頭穿梭件的重新定位。在印刷中，印刷臺以及 支承其上的印刷介質保持在固定位置上。支承框架5在其往復運動操
作中引導和支承印刷頭穿梭件。印刷介質輸送系統可沿著大致垂直於
印刷頭穿梭件的快速掃描方向的片材供應方向FF將單個印刷片材供應 到數字印刷機，如圖1所示。印刷介質輸送系統設計成穿過數字印刷 機的"溝道，，或"引導溝槽"，即它可以從印刷機的一側供應介質(圖 1的輸入端)，將片材定位在印刷臺上以便印刷，並且在相對側(圖1 的排出端)從印刷機去除片材。
作為使用基於片材的介質輸送系統的選擇，例如從圖1所示的自 動平板絲網印刷機公知的抓握杆輸送系統6，數字印刷機還可用於基於
巻筒的介質輸送系統。印刷介質輸送裝置可從數字印刷機的輸入端處 的退出(roll-off )到數字印刷機的排出端處的巻入(roll-on)將巻 筒介質輸送到數字印刷機中。在數字印刷機內，巻筒沿著用來在印刷 過程中支承印刷介質的印刷臺輸送。在其中印刷介質供應方向等於緩 慢掃描方向的基於巻筒的介質輸送裝置的特別情況下，印刷頭穿梭件 沿著緩慢掃描方向的重新定位可以通過巻筒在供應方向上的重新定位 來代替。印刷頭穿梭件接著只在快速掃描方向上在巻筒之上前後往復 運動。
本發明還可用於單行程印刷系統，其中印刷頭固定，並且印刷介 質沿著印刷頭運動。在此可選擇的印刷機構造中，圖1所示的穿梭件 通過固定安裝在支承框架上的印刷頭承載件代替。片材介質或巻筒介 質在方向FS上在固定印刷頭承載件框架之下供應，並且在單個行程中 印刷。
穿梭件結構
如圖1所示，在數字印刷機的示例性實施例中的印刷頭穿梭件通 過支承框架引導和支承。支承框架基本上是在每端處並在快速掃描運 動的全部長度上支承印刷頭穿梭件的雙梁構造。可以用於圖1的數字 印刷機的印刷頭穿梭件在圖2中表示。印刷頭穿梭件4具有位於左支 承端42和右支承端43之間的中央橋接件41。印刷頭承載件44懸掛在 橋接件41之下。印刷頭承載件分成前部45和後部46。承載件設置用 於以4 x 16的矩陣形式安裝全部64個印刷頭的印刷頭定位部49，即在 快速掃描方向或y方向上前後的4個印刷頭以及沿著緩慢掃描方向或x 方向上並排的16個印刷頭。64個印刷頭定位部在承載件的前部和後部 上均勻劃分。在快速掃描方向上的印刷頭定位部(即一串四個定位部)
可用來在印刷頭穿梭件的單個快速掃描運動中同時印刷四種顏色，例
如通過青色、洋紅色、黃色和黑色的同時印刷而在單個行程中印刷全
色。沿著緩慢掃描方向並排的十六個印刷頭定位部使得印刷頭穿梭件 橫跨印刷介質的大部分寬度。
沿著圖2所示的穿梭件的印刷頭承載件的x方向的寬度是大約 2m,並且被選擇成沿著x方向覆蓋印刷臺的寬度。因此，印刷片材可 在整個寬度上印刷。沿著印刷頭承載件的y方向的深度是大約0. 5m。 印刷頭穿梭件承載件的高度(不包括承載件)也是大約0. 5m。
穿梭件構造
整個印刷頭穿梭件可設計成具有片狀金屬部件的框架或機架。片 材金屬部件可通過成對的銷和槽部件定位在框架內並焊接在一起。片 材金屬部件所具有的優點在於它們通常比加工部件輕。另外，片材金 屬技術容易形成框架結構，並且使得插入件設計成增加框架剛度以抵 抗彎曲、扭曲、振動等情況。
圖3A表示增加結構的總體剛性的穿梭件框架的某些細節。在此附 圖中，某些外部部件被去除以便看到內部結構。附圖3B是如所示穿過 平面A的圖3A的截面圖。
圖3A表示印刷頭穿梭件的支承端，其中設置用於安裝線性滑動件 的兩個安裝底座47。安裝底座之一以虛線表示，這是由於它在圖3A 的視圖中看不到。安裝底座安裝在框架的地表面上。在此位置處，使 用具有片材金屬部件的正交結構51來強化框架。這些片材金屬部件形 成將線性滑動件牢固錨固在印刷頭穿梭件的整個框架上的子結構。
在印刷頭穿梭件的支承端和印刷頭承載件的側壁之間，使用另外 的對角線片材部件52來強化框架的拐角。拐角強化在將圍繞x軸線的 印刷頭框架的扭轉動能傳遞到穿梭件與印刷機框架的鄰靠件的過程中 起著重要作用，而不將剪切分量引入鄰靠件。拐角強化因此是重要的 先決條件。
垂直於x軸線定向並沿著x軸線以規則距離定位的垂直分割件53 為印刷頭承載件彎曲提供另外的阻力。這些分割件在yz平面內從承載 件45的前部延伸到承載件46的後部，並且在xz平面內連接在印刷頭 承載件的多個大致垂直定向的片材部件上。它們形成另外的大致正交 的子結構，以便增加印刷頭穿梭件的總體剛性。
在印刷頭承載件高度的一半處，大致水平定向的條帶54在印刷頭 穿梭件的整個寬度上連接在大致垂直定向的承載件壁55上。條帶將附 加剛性提供給承載件的相對高的垂直壁，並且通過將自由壁表面分成 兩份來增加這些壁的特徵頻率。
在印刷頭承載件的底部處的多排印刷頭定位部之間，矩形梁56在 x方向上沿著印刷頭承載件的整個長度安裝，以便將附加的彎曲和扭曲 阻力提供給承載件的底部區域。矩形梁經由板50聯繫在一起，如圖3B 所示。這是安裝印刷頭的區域，並且因此，此區域的剛性非常重要。 考慮到印刷頭位置和定向誤差，重要的是在片材金屬框架的此區域內 保持平直度。這通過用這些矩形梁來增加片材金屬框架的此區域內的 剛性來實現。
框架的示例性實施例形成大約200kg重的片材金屬框架。包括64個印 刷頭以及和印刷頭一起穿梭的所有所需的供應裝置的全負載印刷頭穿 梭件至少有300kg重。清楚的是印刷頭穿梭件的這種尺寸和重量形成 有關彎曲、扭曲、振動等情況的特殊問題。以上所述的結構特徵提供 這些問題的解決方法。
在圖2所示的實施例中，十六個印刷頭可相互靠近定位，以便橫 跨印刷介質的整個寬度。可以通過十六個印刷頭的單個快速掃描運動 印刷的十六個印刷帶可以橫跨印刷介質的整個寬度，但是在單個快速 掃描運動中不提供完整寬度的印刷圖像，這是由於印刷帶不沿著x方 向結合起來。為了能夠在印刷機穿梭件的單個行程中或者作為選擇在 印刷介質通過固定印刷頭構造的單個行程中印刷完整寬度的圖像，並 且因此減小印刷時間並增加輸出和生產率，印刷頭穿梭件的可選擇實 施例可以設置交錯的印刷頭定位部。可以實現交錯，使得來自於交錯 印刷頭的印刷帶相互結合。 一個實例表示在圖4中，其中六個印刷頭 49不沿著x方向定位在一條線上，而是沿著x方向以兩排交錯。交錯 使得印刷頭的印刷帶47作為單個完整寬度印刷圖像結合起來。在圖2 的印刷頭穿梭件的實施例中，沿著x方向的十六個印刷頭定位部被選 擇成在印刷介質上提供相互分開的印刷帶，其距離大致等於印刷帶寬 度。這種設置所具有的優點在於可以使用直接交叉技術，以便在印刷 頭穿梭件的兩個快速掃描運動之間通過沿著緩慢掃描方向在大致等於
印刷帶寬度的距離上運動印刷頭穿梭件而在非印刷帶內填充。
在所述的實施例中，整個印刷頭穿梭件由片材金屬的框架製成， 提供重量輕和剛性的構造。其它印刷頭穿梭件構造或者其它材料的使 用也可提供類似的性能。可選擇的方式例如是具有片材金屬部件的加 工鋁部件的框架。加工鋁部件可實現難以在片材金屬中實現的特徵。 框架還可包括重量輕的合成材料，這些材料可以增強以便增加剛性。 貫穿所有這些實施例的線索在於印刷頭穿梭件構造的大部分是框架。 印刷頭的定位
具有所述印刷頭穿梭件的尺寸的片材金屬框架的平直精度通常只
是幾個毫米。但是印刷頭在印刷頭穿梭件內的3D定位需要在微米和亳 弧度的範圍內，以便實現可接受的墨滴降落位置精度以及相關的印刷 質量。墨滴降落在噴墨印刷中至關重要，這是由於數字圖像在預定格 柵上作為單個像素印刷。像素與所述格柵的任何偏差是印刷誤差，並 可以通過人眼看到。
數字印刷機通常使用多個印刷頭，所有印刷頭安裝在單個穿梭件 或承栽件上。它們可以通過印刷頭定位裝置安裝在穿梭件或承載件的 公共底板上。底板可以例如是所述的印刷頭穿梭件的片材金屬部件， 在每個印刷頭定位部處具有切口 。印刷頭定位裝置的實例在結合於此 作為參考的授予R. Ison等人的美國專利US6796630以及歐洲申請號 041 0683.0中得以描述。印刷頭定位裝置可包括調節印刷頭相對於底 板本身上或者印刷機框架一部分上的某些參考基準的位置的結構。這 些位置調節結構設計成非常精密，但是其調節範圍受到限制。這種範 圍通常不足以補償底板的製造誤差(例如平直度)，對於大型構造來 說，這種誤差會在幾個毫米的範圍內。
安裝板(例如印刷頭穿梭件框架的片材金屬底板)的平直度和3D 空間內的印刷頭位置精度之間的標準不匹配問題通過提供圖5A和5B 所示的安裝組件來解決。圖5A是所述印刷頭承載件的一部分的截面 圖。該附圖只表示一個印刷頭定位部。圖5A的底部面向印刷介質，如 圖5A的坐標系統所示。圖5B是從印刷介質側朝著印刷頭承載件看到 的在印刷頭承載件內的一系列印刷頭定位部的透視圖。圖5A和5B所 示的安裝組件包括用於每個印刷頭定位部的附加印刷頭安裝板片 (tile) 58。這樣，在包括64個印刷頭定位部的印刷頭穿梭件中，設
置64個板片。每個單獨板片從底板57接替用於相應印刷頭定位裝置 的安裝功能和安裝參照物。使用可以在三個方向上控制的定位裝置將 每個板片安裝在底板上，使得底板上的大製造誤差可以減小到板片上 的小位置誤差。因此，板片定位裝置使得小位置誤差設置在板片本身 上，從而按照噴墨印刷過程，在印刷頭定位裝置的操作範圍內實現準 確的印刷頭定位。
板片58可以由不鏽鋼板或任何其它適當材料製成。板片具有與底 板57內的切口對準的切口 60，印刷頭經由該切口定位。通過彈簧加載 調節螺釘63並且使用板片58和底板57上的機械參考基準，板片58 可以可動地固定在底板57上。在特定實施例中，板片的xy位置通過 兩個套筒61確定， 一個套筒與板片上的V形凹槽式基準相互協作，並 且另一套筒與板片上的直基準相互協作。板片通過彈簧62貼靠這些套 筒固定。在圖5B所示的實施例中，兩個板片使用相同的套筒，並且通 過相同的彈簧固定。其中安裝有套筒的底板上的定位部被磨削，使得 套筒在z方向上位於大致直立位置。套筒的直立位置確保板片的正確 xy位置，而與板片沿著套筒的z位置無關。板片相對於底板的平面位 置可以使用三個彈簧加載螺釘63來調節。螺釘可從安裝組件的側部(即 從印刷頭的底側或印刷側)以及從印刷頭的頂側或供應側操作。具有 位於板片上的協作機械基準的套筒61。彈簧62以及螺釘63使得板片 在3D空間中定位，從而底板57上的機械安裝基準轉移到板片58上， 並且底板57的製造誤差減小到位於印刷頭定位裝置59的位置調節結 構的範圍內，以便細微調節接收在印刷頭定位裝置59內的印刷頭64 的位置。
印刷頭定位裝置59可動地安裝在每個板片58上。印刷頭定位裝 置59相對於板片58的位置可以通過兩個彈簧加載調節螺釘65來調 節。調節與安裝有印刷頭定位裝置59的板片58的安裝表面共面進行。 在圖5A中，此安裝表面平行於所示坐標系統的xy平面。可以如上所 述通過三個彈簧加載螺釘63使得安裝表面平行於xy平面。經由杆系 統(未示出)，笫一螺釘65用來調節印刷頭定位裝置沿著x方向的位 置，而第二螺釘65用來調節印刷頭定位裝置在xy平面內的角度位置。 隨著印刷頭定位裝置59定位在板片58上並間接定位在底板57上，同 樣確定接收並固定在印刷頭定位裝置59內的印刷頭64的位置。印刷
頭定位裝置的位置調節可能性的細節可以在結合於此作為參考的歐洲
專利申請號04106837. 0中找到。螺釘65可以從相反側操作，即從印 刷頭的底側或印刷側以及從印刷頭的頂側或供應側操作。
所述的安裝組件的特定實施例可以如下使用。在第一步驟，印刷 頭安裝板片58安裝在印刷頭承栽件框架44的底板57上。其位置被調 節，使得板片58的將要安裝印刷頭定位裝置的安裝表面與參考印刷表 面平齊。此參考印刷表面可以是數字印刷機1的印刷臺2的表面。參 考印刷表面還可以通過參考機械參照物47離線(即在印刷頭承載件框 架44不安裝在印刷系統1內時)形成，參照物47用來將印刷頭承載 件框架44安裝在數字印刷機1的支承框架5上。在附圖中，參考印刷 表面與坐標系統的xy平面平行。與參考印刷表面共面的板片58的位 置通過套筒61、板片上的機械基準以及彈簧62來控制。在與參考印刷 表面共面的板片的xy位置的位置精度可以在0. 2mm內，並且其相對於 參考印刷表面的平齊度在20Mm內。印刷頭定位裝置59接著安裝在印 刷頭安裝板片58上。其相對於板片的安裝表面的位置、相關性和共面 以及與參考印刷表面的平行通過與調節螺釘65相關的定位裝置(例如 所述的杆系統)解析度來調節。在特定實施例中，印刷頭定位裝置可 以大約3nm的解析度定位以及相對於印刷頭承載件44上的固定參照 物或者相對於相鄰印刷頭定位裝置以大約± 5 jam的精度定位。在歐洲 專利申請號04106837. O披露的印刷頭定位裝置的特定實施例中，印刷 頭的印刷表面(例如噴墨噴嘴板)繼承板片58的平齊度和印刷頭定位 裝置59的位置。對於高質量噴墨印刷來說，希望的是小於20ym的印 刷頭的印刷表面的平齊度以及高於± 7 y m的印刷頭的xy位置精度，優 選的是高於土5jLim，並且更加優選的是土3jLim。
如果印刷頭定位裝置59的螺釘65的調節範圍不足以補償安裝在 底板57或印刷頭承載件44上的印刷頭安裝板片58的位置精度，印刷 頭的印刷表面不能定位成提供可接受的印刷質量。那麼，需要另外的 定位裝置來橋接底板57或印刷頭承載件框架44以及印刷頭的印刷表 面之間的誤差距離。在噴墨印刷中，附加定位裝置可通過在噴墨印刷
頭的所得噴墨印刷噴嘴的範圍內改變操作噴墨印刷噴嘴的範圍來提 供。如果例如噴墨印刷頭具有布置成噴嘴間距(噴嘴節距)為1/360 英寸的陣列的764個噴嘴，通過764個噴嘴的連續組的720個操作噴
嘴來實現2英寸的印刷寬度。連續組可以經由印刷頭控制迴路中的軟 件或固件來選擇。以一個噴嘴進行選擇變化造成另一連續組的720個 操作噴嘴，操作噴嘴的位置變化1/360英寸，而不調節印刷頭定位裝 置59或安裝板片58。因此，如果在印刷過程中不是噴墨印刷頭內的所 有噴嘴操作，操作噴嘴組的適當選擇提供印刷介質上的最終像素的另 外位置調節，即對於印刷介質上的印刷像素來說多種噴嘴節距的位置 調節。印刷頭中的操作噴嘴組的適當選擇可以將印刷頭定位裝置在x 方向上的位置調節範圍減小到一個噴嘴節距距離，即從-1/2噴嘴節距 到+ 1/2噴嘴節距。這種方法特別有利於需要高位置精度和寬調節範圍 的情況。
可以設想到印刷頭安裝和定位方法以及組件的其它實施例，來閉 合不精確的片材金屬框架和非常準確的印刷頭位置標準之間的間隙。 用於此實施例的多種用於在多個方向上作用並控制組件的單個部件之
間的多重相對位置的位置調節裝置(例如螺釘、套筒和彈簧)可以通 過本領域公知的其它位置調節裝置來代替或者在組件的其它部件之間
操作，而不偏離使用中間板片和/或印刷頭定位裝置以便增加印刷頭位 置精度以及印刷介質上的印刷像素位置的概念。 熱穩定性
在現有技術中，公知的是噴墨印刷過程中的熱熔墨或UV固化墨的 墨溫度是確定印刷質量和印刷可靠性的重要參數。已經描述多種方法 來在墨供應裝置和噴墨印刷頭中控制這些噴墨印刷過程中的墨溫度。 同樣本領域公知的是通過啟動噴墨印刷頭的單個噴墨腔室而造成的局 部熱量產生會干擾熱量配置，並影響印刷過程，例如墨滴尺寸會改變。 已經提供多種解決方法來在墨供應裝置一級以及在印刷頭一級處控制 通過噴墨印刷頭噴射的墨的溫度。
在現有技術中通常沒有解決的噴墨印刷機的熱穩定性的問題是安 裝框架或印刷頭穿梭件的熱穩定性，特別是框架或穿梭件上的用於印 刷頭準確定位的參照物的熱穩定性。機械結構的溫度變化引入造成結 構尺寸不穩定的應力。在圖6A-6D所示的特定實施例中，安裝有印刷 頭的框架的所需尺寸穩定性從印刷系統的總體像素對像素套準標準中 導出。此標準結合了用於印刷頭承載件框架上的印刷頭位置的印刷頭 位置精度窗口以及印刷頭承載件框架相對於印刷表面的運動精度窗
口。對於高質量噴墨印刷來說，目標是土7pm的總體像素對像素套準 精度窗口，解釋成大致高於土7/im的印刷頭位置精度窗口，由此在印 刷頭運動精度上留下某些誤差。因此，在印刷系統的操作過程中，框 架或穿梭件上的用於準確定位印刷頭的機械參照物的尺寸穩定性應該 高於土5m瓜，優選的是高於土3)um。更加廣義來說，印刷頭框架或穿 梭件上的機械定位參照物的尺寸穩定性應該是印刷系統的像素對像素 套準標準的一部分。
在安裝或者印刷頭穿梭件框架中，機械結構的溫度變化會經由高 溫下操作的墨供應系統的部件進入，例如UV固化墨在45"C下供應，或 者熱熔墨在印刷1001C和更高溫度下供應。溫度變化還可通過與印刷頭 穿梭件內的印刷頭一起或同步前後往復運動以便在噴射之後固化或幹 燥墨的輻射固化或乾燥單元的操作引入。公知的是例如UV固化系統不 僅輻射UV光，而且輻射大量IR光。IR光圍繞並加熱包括印刷頭穿梭 件框架的周圍結構。印刷頭穿梭件框架的加熱會導致框架的印刷頭定 位參照物的位置偏移。位置偏移的解決方法通過在有助於印刷頭定位 參照物的尺寸穩定性的位置處有效地冷卻穿梭件框架來提供。圖6A表 示可以將有效冷卻通道設置在所述印刷頭穿梭件的片材金屬框架內的 位置。在此附圖中，印刷頭穿梭件本身表示成繪製有效冷卻通道的透 明模型。三個底板冷卻通道70靠近印刷頭承載件的底部定位，並且與 底板熱接觸。底板通道可提供冷卻，以便抵消通過印刷頭承載件的所 述區域內的固化單元或其它熱源的散射IR光造成的底板溫度上升。兩 個橋式冷卻通道71在安裝用於將被加熱墨分配和/或收集到噴墨印刷 頭的操作杆的位置處連接在橋接件上。通道71位於操作杆和橋接件之 間，並且防止熱量從操作杆傳遞到橋接件的片材金屬框架上。圖6B表 示圖6A所示的印刷頭穿梭件的垂直於x軸線的截面圖。圖6C和6D是 表示冷卻通道位置的細節。圖6C表示在印刷頭穿梭件的後部46內沿 著一排印刷頭定位部的底板冷卻通道70的位置的截面圖。圖6C的視 圖類似於圖5A。底板57表示成安裝有印刷頭安裝板片58和印刷頭定 位裝置59。冷卻通道70設置成在印刷頭排的任一側處與底板57熱接 觸。它們使用支架72連接。回來參考圖6A的總體視圖，冷卻通道70 在笫一和第二排印刷頭定位部之間設置在印刷頭穿梭件的前部45處的 第一排印刷頭定位部之前，並且在第二排印刷頭定位部之後。類似的構造設置在印刷頭穿梭件的後部46處。圖6D表示橋式冷卻通道71的 位置的截面圖。冷卻通道71通過支架73安裝在橋接件41的片材金屬 板74上。
在印刷頭穿梭件冷卻通道的特定實施例中，銅管採用8mm的內直 徑。但是，冷卻通道還可利用可選擇的概念來應用。這些可選擇方式 包括加工矩形通道或固定在印刷頭框架的片材金屬部件上的擠壓成形 部件，以便形成具有冷卻通道的片材金屬部件的層壓件，或者連接或 粘接在片材金屬部件上的柔性管。冷卻通道可由銅之外的其它材料制 造。橋式冷卻通道可位於橋接件的內側，或者可以安裝在外側。出於 機械穩定性的原因，印刷頭穿梭件的橋接件41可以作為擠壓成形部件 製造，而不是片材金屬部件的框架。在這種情況下，冷卻通道71可以 與擠壓成形部件形成整體。類似的思想可適用於印刷頭承載件框架。
可以使用包括水的本領域公知的任何類型的冷卻流體。勿庸置疑 的是為了從印刷頭穿梭件上的對於該結構的尺寸穩定性至關重要的位 置排出熱量，冷卻通道應該連接到冷卻流體供應裝置。供應系統最好 是包括從冷卻流體汲取熱量的熱交換器的閉環循環系統。循環系統內 的冷卻流體的流速可以調節。假設在印刷頭穿梭件中採用機械冷卻回 路，熱交換器的設置和冷卻流體流速可用來控制冷卻效率，並因此控 制印刷頭穿梭件框架的溫度。在大部分應用中，印刷頭穿梭件將需要 有效冷卻，以便在多個位置處控制其溫度。但是，冷卻迴路還可用來 沿著冷卻迴路在多個位置處加熱印刷頭穿梭件。重要的是印刷頭穿梭
件的多個位置可以進行溫度控制，以便保持框架和印刷頭穿梭件的尺 寸穩定性。
印刷頭承載件框架的溫度穩定性的問題通過圖6A所示的印刷頭穿 梭件來說明。但是此問題的解決方法(即引入冷卻通道)不局限於穿 梭式印刷頭承載件上的應用。冷卻通道還有利於固定安裝在印刷系統 上但是由於其尺寸或結構特性、其熱和尺寸穩定性存在問題的印刷頭 承載件。
在圖6C中，冷卻通道70與包括印刷頭定位裝置59和安裝在底板 57上的安裝板片58的印刷頭安裝組件一起表示。但是此印刷頭安裝組 件不必須使用冷卻通道來改善印刷頭承載件的熱和尺寸穩定性。印刷 頭64可例如通過直接安裝在底板57上的印刷頭定位裝置59相對於結合在印刷頭定位切口 49內的機械參照物安裝在印刷頭承載件44上。 在這種情況下，底板47的平直度和印刷頭定位切口 49的機械參照物 的位置穩定性對於印刷頭64的準確位置至關重要。 印刷頭穿梭件的安裝
參考圖2，印刷頭穿梭件的一個支承端大於另一端。在印刷頭穿梭 件的左支承端的底部處，印刷頭穿梭件包括安裝底座(圖2未示出)， 以便安裝在緩慢掃描方向上定向的兩個線性滑動件。在右支承端的底 部處，印刷頭穿梭件包括表示為安裝底座47的一個安裝底座，以便安 裝在相同緩慢掃描方向上定向的單個線性滑動件。線性滑動件使得印 刷頭穿梭件在緩慢掃描方向上運動。印刷頭沿著緩慢掃描方向的穿梭 運動可以通過最好連接在線性滑動件之一上的線性馬達驅動。
線性滑動件繼而可以安裝在快速掃描驅動系統上，以便在快速掃 描方向上運動包括緩慢掃描線性滑動件的整個印刷頭穿梭件。這種連 接最好使用球接頭，使得印刷頭穿梭件在運動過程中有限地晃動或傾 斜，而不在快速掃描驅動系統中引入應力，或者在印刷頭穿梭件框架 中引入變形。
可以使用其它實施例來提供代替穿梭件相對於印刷臺的快速掃描 運動和緩慢掃描運動。
已經詳細描述的本發明的優選實施例，現在本領域普通技術人員 將明白的是可以進行多種變型，而不偏離所附權利要求限定的本發明 的範圍。
權利要求
1.一種用於在印刷系統中保持印刷頭的印刷頭承載件，包括印刷頭承載件框架(44)，具有用於限定印刷頭(64)在印刷頭承載件框架(44)上的位置的多個印刷頭定位參照物(49、61)；以及與印刷頭承載件框架(44)熱接觸的第一冷卻通道(70)，以便控制印刷頭承載件框架(44)的溫度；其特徵在於，第一冷卻通道(70)相對於多個印刷頭定位參照物(49、61)定位，使得第一冷卻通道(70)能夠控制多個印刷頭定位參照物(49、61)的位置穩定性。
2. 如權利要求1所述的印刷頭承載件，其特徵在於，印刷頭承載 件框架(44)包括具有結合其中或直接安裝其上的至少一個多個印刷 頭定位參照物(49、 61)的片材金屬部件(57)。
3. 如上述權利要求任一項所述的印刷頭承載件，其特徵在於，第 一冷卻通道(70)包括連接到印刷頭承載件框架(44)上的管道。
4. 如權利要求1-2任一項所述的印刷頭承載件，其特徵在於，印 刷頭承載件框架(44)包括具有結合其中的第一冷卻通道(70)的擠 壓成形部件。
5. 如上述權利要求任一項所述的印刷頭承載件，其特徵在於，第 一冷卻通道(70)連接在第一冷卻流體循環系統上。
6. —種用於在印刷介質上往復運動的印刷頭穿梭件，包括如上述 權利要求任一項所述的印刷頭承載件。
7. 如權利要求6所述的印刷頭穿梭件，其特徵在於，還包括與印 刷頭穿梭件(4)熱接觸以便防止熱量從連接在印刷頭穿梭件上的墨供 應部件朝著印刷頭穿梭件傳遞的第二冷卻通道(71)。
8. 如權利要求6或7所述的印刷頭穿梭件，其特徵在於，第二冷 卻通道(71)連接在第二冷卻流體循環系統上。
9. 一種印刷系統，包括如權利要求1-5任一項所述的印刷頭承載 件或權利要求6-8任一項所述的印刷頭穿梭件。
10. —種保持印刷頭承載件的尺寸穩定性的方法，包括如下步驟 提供印刷頭承載件框架(44)，框架(44)具有用於限定印刷頭(64)在印刷頭承載件框架(44)上的位置的多個印刷頭定位參照物(49、 61 ) j以及提供與印刷頭承載件框架(44)熱接觸的冷卻通道(70)，以便 控制印刷頭承載件框架(44)的溫度；其特徵在於，該方法還包括相對於多個印刷頭定位參照物(49、 61)定位冷卻通道(70)，使得冷卻通道(70)能夠控制多個印刷頭 定位參照物(49、 61)在印刷頭承栽件框架(44)上的位置穩定性。
全文摘要
披露一種用於在印刷系統中保持印刷頭的印刷頭承載件。承載件包括具有限定印刷頭(64)在印刷頭承載件框架(44)上的位置的多個印刷頭定位參照物(49、61)的印刷頭承載件框架(44)以及與印刷頭承載件框架(44)熱接觸以便控制印刷頭承載件框架(44)的冷卻通道(70)，使得多個印刷頭定位參照物(49、61)在印刷頭承載件框架(44)上的位置穩定性得以保持。
文檔編號B41J29/377GK101189132SQ200680019303
公開日2008年5月28日 申請日期2006年5月30日 優先權日2005年5月30日
發明者A·布拉爾斯, B·弗林登, B·弗霍斯特, W·范德溫克爾 申請人:愛克發印藝公司