单组喷头式单张纸单双面喷墨印刷机及印刷控制方法与流程

1.本发明属于喷墨印刷机械技术领域，具体涉及一种采用单组喷头实现双面印刷的单张纸单双面数字喷墨印刷机及印刷控制方法。


背景技术：

2.单张纸单双面数字喷墨印刷机械能够根据客户印刷需求实现单张纸的单面印刷或双面印刷作业，是一种新兴印刷设备。单张纸喷墨印刷过程中要求纸张定位精度高，纸张在各单元之间传递交接是由叼纸牙排完成，纸张的走纸路径、纸张传递交接次数、纸张传递交接稳定性以及纸张翻面顺畅性都对设备的高速稳定印刷性能及制造成本具有至关重要的影响。
3.目前市场上的单张纸单双面喷墨印刷机主要包括采用单组喷头实现双面印刷和采用双组喷头实现双面印刷两大技术路线，这两大技术路线均包括给纸单元、喷墨印刷单元和收纸单元，其中喷墨印刷单元是核心单元，但目前两大技术路线尚都不够成熟。
4.其中采用单组喷头实现双面印刷的喷墨印刷机，喷墨印刷单元包括一个印刷滚筒、一套喷墨系统、多个传递滚筒、一个翻面滚筒，该机型的优点是只需要一个印刷滚筒和一套喷墨系统来实现双面印刷，且滚筒之间的纸张交接始终是纸头对纸头，纸张翻面顺畅性较好。但缺点是：(1)该机型整体需要滚筒数量多、导致设备成本高，传纸传递交接次数多、导致故障节点多、故障率高，影响纸张传递交接稳定性；(2)双面印刷时，只能一张纸完成双面印刷后，才能进行下一张纸的双面印刷，印刷效率低。
5.采用双组喷头实现双面印刷的喷墨印刷机，喷墨印刷单元包括两个印刷滚筒(正面印刷滚筒和反面印刷滚筒)、两套喷墨系统、多个传递滚筒、一个翻面滚筒和一套摆纸机构，该机型采用两个印刷滚筒和两套喷墨系统来实现双面印刷，优点是印刷速度快、印刷效率高，但缺点是：(1)同样需要配置的滚筒数量多，且需要两套喷墨系统，设备成本高；(2)纸张在正面印刷滚筒完成正面印刷后，需要由摆纸机构和翻面滚筒配合将纸张的头部转换成纸张的尾部后再送入反面印刷滚筒进行反面印刷，摆纸时纸张容易产生褶皱，纸张翻面顺畅些不好，故障率较高。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的以上不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种整机滚筒配置数量少、设备成本低、纸张交接次数少、纸张换面顺畅稳定的单组喷头式单张纸单双面喷墨印刷机。
7.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：单组喷头式单张纸单双面喷墨印刷机，包括给纸单元、喷墨印刷单元和收纸单元，所述喷墨印刷单元包括一个印刷滚筒、一组喷头组件、一个传递滚筒和一套回传转送机构；
8.所述喷头组件设置于印刷滚筒的上方，所述传递滚筒与印刷滚筒相向转动且相切配合，所述回传转送机构与所述传递滚筒衔接；所述印刷滚筒、传递滚筒、回传转送机构上
分别设置有用于交接传递纸张的叼纸牙排；
9.所述回传转送机构的输送路径上设置有开闭牙切换控制机构，所述开闭牙切换控制机构控制回传转送机构上的叼纸牙排到达设定位置时的开闭牙状态的切换；单面印刷时，在开闭牙切换控制机构控制下，回传转送机构将完成印刷的纸张转送至收纸单元；双面印刷时，在开闭牙切换控制机构控制下，回传转送机构将纸张回传至给纸单元。
10.其中，所述给纸单元包括进纸组件和输纸带。
11.作为其中一个优选的技术方案，所述开闭牙切换控制机构包括可旋转地设置于第一工位处的转移控制凸轮和固定设置于第二工位处的收纸控制凸轮，所述第一工位位于第二工位的上游；所述转移控制凸轮可旋转变换至第一方位姿态和第二方位姿态；
12.所述转移控制凸轮处于第一方位姿态时，回传转送机构上的叼纸牙排经过第一工位时不受转移控制凸轮作用，从而仍保持闭牙叼纸状态继续传送纸张，经过第二工位时受收纸控制凸轮作用，叼纸牙排由闭牙叼纸状态切换为开牙释放状态，将完成印刷的纸张转送至收纸单元；所述转移控制凸轮处于第二方位姿态时，回传转送机构上的叼纸牙排经过第一工位时受转移控制凸轮作用，由闭牙叼纸状态切换为开牙释放状态，将纸张回传至给纸单元。
13.作为另一个优选的技术方案，所述开闭牙切换控制机构包括可以沿输送路径往复移动的切换控制凸轮，所述切换控制凸轮可沿输送路径往复移动至第一工位和第二工位，所述第一工位位于第二工位的上游；
14.所述切换控制凸轮移动至第二工位时，回传转送机构上的叼纸牙排经过第一工位时由于无凸轮作用，仍保持闭牙叼纸状态继续传送纸张，经过第二工位时受切换控制凸轮作用，叼纸牙排由闭牙叼纸状态切换为开牙释放状态，将完成印刷的纸张转送至收纸单元；所述切换控制凸轮移动至第一工位时，回传转送机构上的叼纸牙排经过第一工位时受切换控制凸轮作用，由闭牙叼纸状态切换为开牙释放状态，将纸张回传至给纸单元。
15.作为优选的技术方案，所述回传转送机构包括设置于传递滚筒和收纸单元之间的链条传送机构，所述链条传送机构的进纸端与所述传递滚筒衔接，所述链条传送机构的排纸端与收纸单元衔接。
16.作为优选的技术方案，所述回传转送机构还包括设置于链条传送机构与输纸带之间的纸张转送机构，所述纸张转送机构优选采用吸风输送带。
17.作为优选的技术方案，所述吸风输送带呈倾斜设置，所述吸风输送带的上端靠近所述链条传送机构，所述吸风输送带的下端靠近所述输纸带。
18.作为优选的技术方案，所述吸风输送带的上方设置有用于将纸张尾部吹向吸风输送带的吹风组件。
19.作为优选的技术方案，所述吸风输送带的下方设置有吸风组件。
20.作为优选的技术方案，所述输纸带的上方和下方分别设置有导纸轮。
21.作为优选的技术方案，所述链条传送机构包括主动轮、从动轮以及套装于所述主动轮和从动轮上的传送链条，所述传送链条上间隔布置有叼纸牙排。
22.本发明还提供了利用以上所述的单组喷头式单张纸单双面喷墨印刷机的印刷控制方法，具体为：
23.单面印刷时，输纸带将纸张输送至印刷滚筒，纸张吸附在印刷滚筒上并随印刷滚
筒转动至喷头组件下方时，喷头组件对纸张进行单面印刷，完成单面印刷后的纸张由印刷滚筒交接传递至传递滚筒，传递滚筒将纸张交接传递至链条传送机构，链条传送机构上的叼纸牙排经过第一工位时不受凸轮作用，从而仍保持闭牙叼纸状态继续向前传送纸张，链条传送机构上的叼纸牙排经过第二工位时受凸轮作用，叼纸牙排打开，将完成单面印刷的纸张释放至收纸单元；
24.双面印刷时，通过开闭牙切换控制机构控制回传转送机构上的叼纸牙排到达设定位置时的开闭牙状态的交替切换；进行正面印刷时，输纸带将纸张输送至印刷滚筒，纸张吸附在印刷滚筒上并随印刷滚筒转动至喷头组件下方时，喷头组件对纸张进行正面印刷，完成正面印刷后的纸张由印刷滚筒交接传递至传递滚筒并自然完成翻面，传递滚筒将纸张交接传递至链条传送机构，链条传送机构上的叼纸牙排经过第一工位时受凸轮作用，由闭牙叼纸状态切换为开牙释放状态，链条传送机构释放纸张，吸风输送带顺势吸住纸张并将纸张回传至输纸带进行反面印刷即可，完成正反双面印刷后的纸张再次交接传递至链条传送机构，链条传送机构上的叼纸牙排再次经过第一工位时不受凸轮作用，从而仍保持闭牙叼纸状态继续向前传送纸张，链条传送机构上的叼纸牙排经过第二工位时受凸轮作用，叼纸牙排打开，将完成双面印刷的纸张释放至收纸单元。
25.与现有技术相比，本发明具有至少以下有益效果：
26.(1)采用创新性布局设计，喷墨印刷单元仅包括一个印刷滚筒、一组喷头组件、一个传递滚筒和一套回传转送机构，回传转送机构既可以将印刷完成后的纸张转送至收纸单元，又可以将完成单面印刷且翻面后的纸张回传至输纸带从而进行双面印刷，整机结构设计简单，大大减少了整机滚筒数量，大大降低了设备成本。
27.(2)在整个喷印过程中，纸张传递交接次数少，双面印刷时纸张翻面无需摆纸机构，纸张传递交接稳定性及纸张翻面顺畅性好，故障率低。
28.(3)在采用单组喷头组件的基础上，回传转送机构通过采用链条传送机构与吸风输送带相配合，同时通过开闭牙切换控制机构来实现对链条传送机构上各叼纸牙排的开闭牙控制，这样不但成功实现了单双面印刷时的快速切换作业，而且双面印刷时可以实现多张纸为一组进行作业，一组纸张完成正面印刷后、再由链条传送机构将该组纸张依次返回进行反面印刷，与现有技术中单组喷头印刷机在进行单张纸双面印刷时，只能一张纸完成双面印刷后，才能进行下一张纸双面印刷的方式相比，有效提高了印刷效率。
附图说明
29.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
30.图1是本发明实施例一的结构示意图；
31.图2是本发明实施例一中转移控制凸轮的方位变换状态图；
32.图3是本发明实施例一单面印刷时的走纸路径示意图；
33.图4是本发明实施例一完成正面印刷后进行反面印刷时的走纸路径示意图；
34.图5是本发明实施例二的结构示意图；
35.图6是本发明实施例二单面印刷时的走纸路径示意图；
36.图7是本发明实施例二完成正面印刷后进行反面印刷时的走纸路径示意图。
37.图中：10-给纸单元；11-进纸组件；12-输纸带；13-导纸轮；14-吸风组件；20-喷墨
印刷单元；21-印刷滚筒；22-喷头组件；23-传递滚筒；24-链条传送机构；241-主动轮；242-从动轮；243-传送链条；25-纸张转送机构；26-转移控制凸轮；27-收纸控制凸轮；28-吹风组件；29-切换控制凸轮；30-收纸单元。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
39.实施例一
40.如图1所示，单组喷头式单张纸单双面喷墨印刷机，包括给纸单元10、喷墨印刷单元20和收纸单元30，其中给纸单元10用于供纸和输纸，其包括进纸组件11和输纸带12，收纸单元30用于印刷完毕后纸张的收纸，给纸单元10和收纸单元30为印刷机械领域公知常用结构，在此不再进行赘述。
41.参考图1，所述喷墨印刷单元20包括一个印刷滚筒21、一组喷头组件22、一个传递滚筒23和一套回传转送机构；本实施例中，所述回传转送机构包括链条传送机构24和纸张转送机构25，链条传送机构24设置于传递滚筒23和收纸单元30之间，所述链条传送机构24的进纸端与所述传递滚筒23衔接，所述链条传送机构24的排纸端与收纸单元30衔接。纸张转送机构25设置于链条传送机构24与输纸带12之间，用于双面印刷时将纸张回传至输纸带12。
42.印刷滚筒21、传递滚筒23、链条传送机构24和纸张转送机构25均转动安装于机架上，所述喷头组件22设置于印刷滚筒21的上方，用于喷印作业，所述传递滚筒23与印刷滚筒21相向转动且相切配合。所述印刷滚筒21、传递滚筒23、链条传送机构24上分别设置有用于交接传递纸张的叼纸牙排，叼纸牙排为印刷领域公知常用结构，其结构原理不再进行赘述。纸张在所述印刷滚筒21上完成正面印刷后，印刷滚筒21将纸张由纸头对纸头交接传递至传递滚筒23，纸张印刷面朝向传递滚筒23表面，传递滚筒23再将纸张由纸头对纸头交接传递至链条传送机构24；
43.参考图1，所述链条传送机构24包括主动轮241、从动轮242以及套装于所述主动轮241和从动轮242上的传送链条243，所述传送链条243上间隔布置有叼纸牙排，本实施例中，传送链条243包括水平输送段和竖直输送段，竖直输送段与传递滚筒23衔接，水平输送段与收纸单元30衔接；当然也可以采用其他布置方式，其均应属于本发明的保护范围。
44.所述链条传送机构24的输送路径上设置有开闭牙切换控制机构，所述开闭牙切换控制机构控制链条传送机构24上的叼纸牙排到达设定位置时的开闭牙状态的切换。
45.本实施例中，所述开闭牙切换控制机构包括可旋转地设置于第一工位a处的转移控制凸轮26和固定设置于第二工位b处的收纸控制凸轮27，所述第一工位a和第二工位b均位于链条传送机构24的输送路径上，且所述第一工位a位于第二工位b的上游；需要解释说明的是“转移控制”、“收纸控制”是为方便和简化描述本发明而对凸轮进行的限定。转移控制凸轮26可以连接伺服电机等旋转驱动机构(图中未示出)，根据印刷需要，伺服电机可驱动转移控制凸轮26旋转变换至第一方位姿态i和第二方位姿态ii(参考图2)，即变换凸轮曲
面的高低点位置。所述转移控制凸轮26处于第一方位姿态i时，链条传送机构24上的叼纸牙排经过第一工位a时不受转移控制凸轮26曲面作用，从而仍保持闭牙叼纸状态继续传送纸张，经过第二工位b时受收纸控制凸轮27作用，叼纸牙排由闭牙叼纸状态切换为开牙释放状态，将完成印刷的纸张转送至收纸单元30；所述转移控制凸轮26处于第二方位姿态ii时，链条传送机构24上的叼纸牙排经过第一工位a时受转移控制凸轮26曲面作用，由闭牙叼纸状态切换为开牙释放状态。
46.所述纸张转送机构25优选采用吸风输送带。参考图1，所述吸风输送带最好呈倾斜设置，所述吸风输送带的上端靠近所述链条传送机构24，所述吸风输送带的下端靠近所述输纸带12。所述吸风输送带的上方最好设置吹风组件28，当链条传送机构24上的叼纸牙排打开释放纸张头部后，通过吹风组件28将纸张尾部吹向吸风输送带，吸风输送带顺势吸附住纸张并将纸张向输纸带12回传，纸尾先到达输纸带，纸张完成翻面。所述吸风输送带的下方最好设置有吸风组件14，以避免纸尾到达输纸带时翘起，保证纸张传递顺畅稳定。
47.所述输纸带12的上方和下方最好分别设置导纸轮13，以便于从进纸组件11方向输送来的纸张或从纸张转送机构25方向回传来的纸张的自由进纸切换。
48.本实施例的印刷控制方法如下：
49.参考图3，单面印刷时，将转移控制凸轮26调整至第一方位姿态i并保持凸轮姿态不变，输纸带12将纸张输送至印刷滚筒21，纸张吸附在印刷滚筒21上并随印刷滚筒转动至喷头组件22下方时，喷头组件22对纸张进行单面印刷，完成单面印刷后的纸张由印刷滚筒21交接传递至传递滚筒23，传递滚筒23将纸张交接传递至链条传送机构24，链条传送机构24上的叼纸牙排经过转移控制凸轮26时不受凸轮曲面作用，从而仍保持闭牙叼纸状态继续向前传送纸张，链条传送机构24上的叼纸牙排经过收纸控制凸轮27时，叼纸牙排打开，将完成单面印刷的纸张释放至收纸单元30；单面印刷作业时，纸张转送机构25(吸风输送带)不参与工作。
50.参考图2和图4，双面印刷时，转移控制凸轮26在第一方位姿态i与第二方位姿态交替变换ii；进行正面印刷时将转移控制凸轮26变换至第二方位姿态ii，输纸带12将纸张输送至印刷滚筒21，纸张吸附在印刷滚筒21上并随印刷滚筒21转动至喷头组件22下方时，喷头组件22对纸张进行正面印刷，完成正面印刷后的纸张由印刷滚筒21纸头对纸头交接传递至传递滚筒23，交接后纸张已印刷面朝向传递滚筒23表面，传递滚筒23将纸张再纸头对纸头交接传递至链条传送机构24，链条传送机构24上的叼纸牙排经过转移控制凸轮26时受凸轮作用，由闭牙叼纸状态切换为开牙释放状态，链条传送机构24释放纸张，吸风输送带顺势吸住纸张(纸张已印刷面朝向吸风输送带)，纸尾先到达输纸带完成翻面，纸张回传至输纸带12后再次输送至印刷滚筒21进行反面印刷，反面印刷后将转移控制凸轮26变换至第一方位姿态i(与上述单面印刷时的方法相同)，最后完成正反双面印刷后的纸张由链条传送机构24传送至收纸单元30。这样通过链条传送机构24与吸风输送带转送作用，可以实现一组纸张(如5张、6张或其他张等)完成正面印刷后，再依次转回至输纸带进行反面印刷即可。
51.实施例二
52.本实施例与实施例一的结构原理基本相同，相同之处不再进行赘述，其唯一区别在于：参考图5，本实施例中，所述开闭牙切换控制机构包括可以沿输送路径往复移动的切换控制凸轮29，所述切换控制凸轮29可沿输送路径往复移动至第一工位a和第二工位b，即
该凸轮可以在第一工位a和第二工位b之间进行移动切换，所述第一工位a位于第二工位b的上游；
53.参考图6，所述切换控制凸轮29移动至第二工位b时，链条传送机构24上的叼纸牙排经过第一工位a时由于无凸轮作用，仍保持闭牙叼纸状态继续传送纸张，经过第二工位b时受切换控制凸轮29作用，叼纸牙排由闭牙叼纸状态切换为开牙释放状态，将完成印刷的纸张转送至收纸单元；参考图7，所述切换控制凸轮29移动至第一工位a时，链条传送机构24上的叼纸牙排经过第一工位a时受切换控制凸轮29作用，由闭牙叼纸状态切换为开牙释放状态，将纸张回传至给纸单元。具体单双面印刷控制方法参考实施例一，不再进行赘述。
54.综上所述，本发明通过采用创新性布局设计，喷墨印刷单元仅包括一个印刷滚筒、一组喷头组件、一个传递滚筒和一套回传转送机构，回传转送机构既可以将印刷完成后的纸张转送至收纸单元，又可以将完成单面印刷且翻面后的纸张回传至输纸带从而进行双面印刷。
55.该机型的明显优势如下：
56.(1)整机结构设计简单，大大减少了整机滚筒数量，大大降低了设备成本。而且在整个喷印过程中，纸张传递交接次数少，双面印刷时纸张翻面无需摆纸机构，纸张传递交接稳定性及纸张翻面顺畅性好，故障率低。
57.(2)在采用单组喷头组件的基础上，回传转送机构通过采用链条传送机构与吸风输送带相配合，同时通过开闭牙切换控制机构控制链条传送机构上的叼纸牙排到达设定位置时的开闭牙状态，这样不但成功实现了单双面印刷时的快速切换作业，而且双面印刷时可以实现多张纸为一组进行作业，一组纸张完成正面印刷后、再由链条传送机构将该组纸张依次返回进行反面印刷，与现有技术中单组喷头印刷机在进行单张纸双面印刷时，只能一张纸完成双面印刷后，才能进行下一张纸双面印刷的方式相比，有效提高了印刷效率。
58.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。