CN102947095B - 卷筒印刷机和进行双面印刷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了卷筒印刷机和印刷方法。卷筒印刷机包括：幅片行进路径，其被配置成支撑连续幅片在张紧状态下以基本恒定的速度行进通过印刷前驱动机构和印刷后驱动机构之间的区域；第一印刷机，其被设置在所述区域内，以便在所述幅片的第一面上印刷；和第二印刷机，其被设置在所述区域内，大致处于所述第一印刷机之下，以便在所述幅片的与所述第一面相对的第二面上印刷。

Description

卷筒印刷机和进行双面印刷的方法

背景技术

卷筒印刷机使得通过使用连续介质幅片（或称“卷筒纸”，web）能够印刷大量材料，在幅片上印刷了期望的内容后，将从连续介质幅片上切下各个片材（sheets）。典型的卷筒印刷机通过使用介质幅片上的视觉系统和对准标记来确定在何时、何处进行印刷。例如，传感器用来感测介质幅片上的位置标记或页首指示符，以便触发在期望位置处进行印刷。在另一例子中，典型的卷筒印刷机使用主动的操纵机构来引导介质幅片行进，并且典型地将使用加热器来干燥介质幅片的已印刷部分。尽管典型的卷筒印刷机已被人们普遍接受，但是为了在较小的幅面中实现高质量的印刷，仍然存在挑战。

附图说明

图1是一透视图，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机。

图2是一图示，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机。

图3是一图示，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机。

图4是一透视图，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的、处于第一位置的卷筒印刷机的切割器。

图5是一透视图，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的、处于第二位置的卷筒印刷机的切割器。

图6是一图示，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机。

图7是一俯视图，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机的印刷机部分。

图8是一俯视图，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机的印刷机部分。

图9是一俯视图，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机的印刷机部分。

图10是一俯视图，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机的印刷机部分。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考了形成本说明书一部分的附图，附图中示例性地示出了可以实现本公开的特定实施例。在这点上，方向性术语，例如“首/顶”、“尾/底”、“正/前”、“反/后”、“先导”、“尾随”等等是参照正被描述的附图的方向而言的。因为本公开实施例的各个组件可被定位在许多不同的取向，这些方向性词语是出于例示的目的而使用的，决不是限制性的。应理解，在不背离本公开的范围的情况下，可以使用其它实施例，可以进行结构上的或逻辑上的改变。因此，下面的详细描述不是在限制性的意义上进行的，本公开的范围由所附权利要求限定。

本公开的实施例涉及卷筒印刷机和印刷方法。具体地，本公开的一些实施例在不进行加热，并且没有双重驱动系统的情况下，通过控制速度，同时保持介质幅片在张紧状态下对齐来提供卷筒印刷机的高质量双面印刷。在不使用介质幅片上的对齐标记或特征的情况下控制印刷的时间安排。而且，这些实施例中有一些被用在大致水平的配置中，该配置不实质性改变卷筒印刷机的竖直尺寸，就可更改成不同的大小。

在一个实施例中，双面印刷是利用第一印刷机和第二印刷机实现的，第一印刷机在介质幅片的第一面上印刷，第二印刷机处于第一印刷机的下游，以便在介质幅片的相反的第二面上印刷。一方面，两个印刷机都被置于一对夹送装置之间，以便控制介质幅片以基本恒定的速度在夹送装置之间的印刷区中行进。

在一些实施例中，在第一印刷机和第二印刷机两者处在介质幅片上进行的印刷是基于切割频率在页首位置处启动的，页首位置出现在印刷位置的下游。这种布置结构确保了在双面印刷中首尾对齐以及正反对齐，因为印刷是根据用来切割片材的时间安排来同步的。在一个实施例中，这种时间安排基于对切割器机械位置进行的感测。

在一些实施例中，对卷筒印刷机的干燥时间或吞吐率的控制是可控的，这是通过沿其行进路径将若干跨度的介质幅片设置成竖直地堆叠的、大致平行的关系并且设置在大致水平的取向中。在这种大致水平的取向下，对于给定类型的介质和/或墨水而言，是通过初始地设置水平延伸的幅片路径的各种跨度的组合长度和/或个体长度来实现所述干燥时间或吞吐率。应该理解，在其它实施例中，卷筒印刷机被设置成，使得介质幅片的基本平行的跨度的堆叠以基本竖直的方向延伸，而不是以基本水平的方向延伸。在后一种布置结构中，在一个实施例中，通过改变介质幅片在大致竖直方向上各个跨度的长度，不用实质性改变卷筒印刷机的水平尺寸，就可改变干燥时间或吞吐率。

在一个实施例中，卷筒印刷机中介质幅片的对齐主要是通过在来自介质供应装置，经过缓冲区并且经过印刷区域的介质幅片上恒定地保持一定的张力来实现的。因此，一旦介质供应装置被适当地对齐，维持此张力基本上可使介质幅片保持适当地对齐。在这种布置结构中，缓冲区被定位和配置成吸收介质幅片的速度变化，使得介质幅片以基本恒定的速度被馈送到卷筒印刷机的印刷机，并且使得在介质幅片通过卷筒印刷机的整个路径中，介质幅片上保持某种恒定的张力。

现结合图1-10来描述和图示这些实施例和另外的实施例。

图1是一透视图，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机10。如图1所示，卷筒印刷机10包括支架12，其支撑卷筒印刷机10的各个元件。在一些实施例中，支架12用轮子16安装在平台14上，或者以另外的方式被配置成可移动的，以便允许卷筒印刷机10在不拆开卷筒印刷机10各部分的情况下按照需要进行定位。在其它实施例中，支架12被配置成是固定不动的。支架12可包括各种不同形状，并被设置成支撑多个辊、驱动机构和印刷机，如下文中进一步描述的。

如图1中进一步显示的，在一个实施例中，卷筒印刷机10包括控制器18、输入装置19、包含介质幅片22的介质供应装置20、跳动辊30、第一夹送装置32、第一印刷机40、第一定向辊50、第二印刷机60、第二定向辊55、第二夹送装置80和切割器90。

介质供应装置20提供介质幅片22的供应，以便进行印刷，介质供应装置20包括磁性离合器，以控制将介质幅片22馈送到卷筒印刷机20的下游部分。一般而言，卷筒印刷机10可被构造成容纳不同宽度的介质幅片22。在一个实施例中，介质供应装置20供应具有大约8½英寸宽度的介质幅片。而且，在一个实施例中，幅片22包括印刷材料幅片，例如基于纤维素的介质。在另一实施例中，幅片22是由聚合物材料制成的。在又一实施例中，幅片22包括一种或多种其它材料。在一个实施例中，印刷材料包括流体，例如一种或多种墨水。在其它的实施例中，印刷材料可包括其它类型的流体。

在被馈送到印刷机40、60之前，介质幅片22由跳动辊30啮合。在一个实施例中，跳动辊30由摆动臂35支撑并且包括一质量，如本领域技术人员熟悉的，这使得跳动辊30能够响应于介质幅片22的速度变化通过摆动臂35的枢转动作（由箭头表示）而上下移动。例如，当幅片速度降低时，跳动辊30竖直地下降，当幅片速度升高时，跳动辊30竖直地升高。通过适当选择跳动辊30的质量，这种布置结构和行为确保了在介质幅片22上保持期望的张力水平，同时当介质供应装置20将幅片22馈送到印刷机40、60时吸收介质幅片22的速度变化。一方面，这种布置结构便于介质幅片22在张紧状态下以基本恒定的速度在印刷机40、60行进，以及便于介质幅片22的对齐。

如图1中进一步显示的，第一夹送装置32沿幅片路径处于跳动辊30之后，并对应于速度控制区的起始位置，在所述速度控制区中，是在夹送装置32和夹送装置80之间执行印刷。在一个实施例中，夹送装置32包括至少一对辊32A、32B，它们限定了让介质幅片22从中通过的辊隙，这些辊中的一个包括驱动辊机构，以使得介质幅片沿行进路径运动。除了被定位在印刷机40、60的下游之外，夹送装置80具有与夹送装置32基本上相同的特征和属性，如图1所示。在一个实施例中，印刷后夹送装置80是以比印刷前夹送装置32稍微更快的速率驱动的，以便当介质幅片22在夹送装置32、80之间行进时施加并保持其上的张力，正如在后面更加详细地描述的。

从第一夹送装置32开始，幅片22在定位辊34的下面行进，然后在第一印刷机40下行进。辊42被定位在介质幅片22上与第一印刷机40相反的那一面，以便在第二印刷机40向介质幅片22施加墨水期间支撑介质幅片22。印刷机40选择性地在幅片22上沉积印刷材料，以在幅片22上形成图像、图案、布局图或印刷材料的排列。而且，第一印刷机40包括以彩色和/或黑色印刷的能力。在一些实施例中，第一印刷机40被配置成页面宽度印刷头（或称打印头）阵列，以便能够在不相对于介质幅片22移动各印刷头的情况下，实现介质幅片22上全部宽度的印刷。

如前面描述的，第二印刷机60包括与第一印刷机40基本相同的特征和属性，辊62被定位在介质幅片22上与第二印刷机相反的那一面上，以在第二印刷机60向介质幅片22施加墨水期间，支撑介质幅片22。

在一些实施例中，印刷机40、60包括一个笔阵列（在图1中表示为P）。一方面，这些笔包括被配置成将流体喷射到幅片22上的机构，在一个具体例子中，每个印刷机（40，60）的笔包括一个或多个印刷头。在一些实施例中，印刷机40，60各自的印刷头包括热敏按需喷墨的喷墨印刷头。在另外的实施例中，印刷机40，60的印刷头包括压敏喷墨印刷头。在其它实施例中，印刷机40，60的印刷头包括被配置成以可控方式喷射流体的机构。

根据一个实施例，印刷机40，60的笔包括一个自备的流体储器，流体被供应到关联的印刷头。在又一实施例中，印刷机40，60的每个笔都包括一个储器，该储器通过偏轴墨水供应系统被进一步供应流体或墨水，其中偏轴墨水供应系统使用一个或多个泵或其它机构向每个笔供应流体。在一个实施例中，印刷模块22的笔被配置成施加多种颜色的墨水，例如黑色（K）、青色（C）、洋红色（M）或黄色（Y）的有色墨水以及所需其它颜色的墨水。

从第一印刷机40向下游看，介质幅片22在辊43上行进，以支撑介质幅片22从第一印刷机40向第一定向辊50的跨度47。第一定向辊50被定位和定尺寸成使得介质幅片22从第一方向（A）变到相反的第二方向（B），而且同时将介质幅片22的第二面22B定位成得到第二印刷机60的印刷。以此方式，第一定向辊50有助于在介质幅片22上进行双面印刷。此外，通过由单个相对较大的辊50提供方向变化，卷筒印刷机10在介质幅片22第一跨度47的竖直下方（且大致在第一印刷机40的下方）、在介质幅片22第二面22B上方，在介质幅片22的第二跨度57中形成了容纳第二印刷机60的空间。在一个实施例中，辊50包括一直径，其大致等于或大于在介质幅片22上方延伸的第二印刷机60的高度。另一方面，通过单个相对较大的辊来提供方向性变化还因辊到辊的潜在的圆度可变性，最小化了速度变化（这通常与常规使用许多较小辊有关）。

在一个实施例中，跨度57从第一定向辊50延伸到第二定向辊55，除了其通常位置之外，辊55具有与辊50基本相同的特征。第二印刷机60在第一辊50和第二辊55的大致中间位置向介质幅片22施加材料。印刷后，介质幅片22再次通过第二定向辊55改变方向，使得在第三跨度67中，介质幅片22再次在第一方向上行进（箭头A）。一方面，介质幅片22的跨度67从第二定向辊55延伸到辊70，然后，短跨度77大致竖直地从辊70延伸到第二夹送装置80。接着从第二夹送装置80释放之后，介质幅片22进入切割器90。

因此，在第一夹送装置32和第二夹送装置80之间的区域内，卷筒印刷机10使得介质幅片22在幅片行进路径中保持张紧状态，而且当介质幅片22在第一印刷机40和第二印刷机60下面通过时，以基本上恒定的速度移动。尽管张力可以在操作范围内变化（这将在后文结合图6描述），速度被更加仔细地控制，以保持基本上恒定，并用来控制印刷期间介质片22在夹送装置32、80之间的位置。如前面指出并在图2中进一步显示的，因为当介质幅片22在第二印刷机60下面行进时，第一定向辊50将介质幅片22的行进方向从第一方向（A）改变180度，变到相反的第二方向，介质幅片22的第二面22B面向第二印刷机60。通过这种布置结构，卷筒印刷机10在印刷前夹送装置32和印刷后夹送装置80之间限定的单一速度控制区内能够在介质幅片22上进行双面印刷（即，在两个面上都进行印刷）。

进一步参照附图2的图示100。注意，介质幅片22从第一印刷机40到第二印刷机60的跨度27（由从箭头R到箭头S介质幅片22的区段标出）相当长，使得在介质幅片22第一面22A上的已印刷物质可在不加热情况下适当地干燥。换言之，此跨度没有加热器，因此包括第一无加热器区域27。而且，在一个实施例中，此跨度27还省去了所述的夹送装置或驱动机构。一方面，印刷机40、60具有一个路径长度（由X表示），其基本上小于跨度27的长度，该跨度长度至少比印刷机40或印刷机60的路径长度X大一个数量级。因此，夹送装置32和80之间的距离相应地也至少比印刷机40或印刷机60的路径长度X大的一个或两个数量级。因此，通过在第一印刷机40和第二印刷机60之间提供一个比印刷机的路径长度X大得多的中间区，可允许介质幅片22上印刷的材料在不使用加热器的情况下也能被干燥。

类似地，第二印刷机60和第二夹送装置80之间的跨度29（表示沿幅片行进路径箭头S和T之间的部分）足够地长，以致能够确保介质幅片22被印刷的第二面22B具有适当干燥时间，从而使得跨度29也是无加热器的。一方面，跨度29具有与第一跨度27基本上相似的尺寸参数，因为跨度29的长度也比印刷机60的路径长度X长得多。在一些实施例中，如图1-2中例示的，第二跨度29的长度比第一跨度27长，以确保在被印刷的介质幅片22在切割器90处被切割之前进一步干燥。另一方面，在一些实施例中，第二印刷机60被定位于幅片在印刷前夹送装置32与印刷后夹送装置80之间行进距离的大约一半处。

如之前结合图1-2所描述的，卷筒印刷机10被设置成当印刷机40、60在夹送装置32、80之间对幅片22进行印刷时，保持介质幅片22具有基本恒定的速度。一方面，此基本恒定的速度是通过最小化由介质幅片22产生的角度变化事件（例如转向）的数目和/或最小化介质幅片22在夹送装置32、80之间经历的角度变化的总度数来实现的。在一个实施例中，卷筒印刷机10将印刷前夹送装置32和印刷后夹送装置80之间的角度变化事件的总数限制为小于5个角度变化事件。例如，如图1所示，一个角度变化事件出现在每个定位辊34、第一定向辊50、第二定向辊55和定位辊70。在其它实施例中，角度变化事件的数目可以大于或小于5，不过较小数目的角度变化事件预期会产生更好的速度控制。另一方面，如图1-2所示，从印刷前夹送装置32到印刷后夹送装置80之间的总角度变化小于大约450度。在其它实施例中，总角度变化（夹送装置32和80之间）可以比450度更大或更小，不过较低数量的总角度变化预期会产生更好的速度控制。因此，通过使介质幅片22尽可能少的改变方向，以及通过最小化与辊的接触量，可在夹送装置32、80之间获得更加均匀、一致的速度，这又会产生更高质量的印刷。

如图1-2中进一步显示的，切割器90被定位在第二夹送装置80后，并将介质幅片22切割成分离的片材92，这些片材可被堆叠或以其它方式处理。因此，切割器90被定位在夹送装置32、80之间的速度控制区之外，因为切割器90处于印刷后夹送装置80的下游（沿幅片行进路径）。在一些实例中，这种切割器90被称作切片机。在一些实施例中，切割器90包括后文结合图3-5描述的详细的特征和属性。

一般而言，卷筒印刷机10提供了幅片行进路径，在所述路径中，介质幅片22的基本上大部分长度在基本水平的方向上延伸，介质幅片22的各跨度或区段大致彼此平行地延伸。利用这种通用布置结构，通过修改跨度47、57和67的长度，可以很容易地实现多种设计。一方面，跨度47、57和67的长度、或者跨度47、57和67的组合长度，是基于介质类型、墨水类型和介质幅片的行进速度中的至少一个来选择的。

在一个实施例中，在开始组装时，（从多个可能长度中）选择总路径长度和跨度47、57和67的长度，以获得第一印刷机40和第二印刷机60之间或第二印刷机60和第二夹送装置80之间的期望干燥时间。影响跨度47、57和67的大致水平尺寸的长度的这些修改是在基本上不改变卷筒印刷机总体上的竖直尺寸、具体是跨度47、57和67的竖直堆叠的竖直尺寸下进行的。

在一个实施例中，为了改变总路径长度(其包括跨度47、57和67的路径长度），夹送装置32、80之间的距离被改变成期望长度，同时保持介质幅片22在夹送装置32、80之间的基本上绝大部分都处于大致水平的方向上。在一个实施例中，这里的“基本上绝大部分”包括介质幅片22在夹送装置32、80之间大约90%的路径长度。另一方面，各个跨度的大致水平的方向是通过跨度47、57和67的组合长度（L1 + L2 + L3）表示的，其基本上大于跨度47、57和67的竖直堆叠布置结构的竖直高度（在图2中是H）。在一个实施例中，跨度47、57和67的组合长度（L1 + L2 + L3）大约是跨度47、57和67的竖直堆叠布置结构的竖直高度（在图2中是H）的2-3倍。

因此，利用一种可改变比例以在夹送装置32、80之间容纳不同长度的介质幅片22的布置结构，卷筒印刷机10以一个高效的方式实现了高质量的双面印刷。

一般而言，控制器18被配置成产生介质幅片22在印刷前夹送装置32和印刷后夹送装置80之间的可选择的吞吐率或排出率。一般而言，输入装置19包括一个或多个机构，通过这些机构，指令或命令可提供给控制器18。输入装置19的例子包括但不限于键盘、小键盘、触摸板、触摸屏、带有语音识别软件的麦克风、一个或多个按钮、开关等等。尽管输入装置19被图示为直接与卷筒印刷机10在一起，但输入装置19可以是外部命令源，其通过因特网、网络或其它有线或无线通信介质来发射控制信号。

控制器18包括一个或多个处理单元和相关存储器，其被配置成生成控制卷筒印刷机10操作的控制信号。具体地，响应于或基于输入装置19接收到的命令或控制器18的存储器中包含的指令，控制器18生成控制卷筒印刷机10操作的信号。一些非限制性例子包括：控制器18生成以下控制信号：控制夹送装置32、80的操作以驱动幅片22传送的控制信号，控制印刷机40、60施加或沉积印刷材料的控制信号，以及控制供应装置20、夹送装置32以及夹送装置80以控制幅片22的张力和/或幅片22通过卷筒印刷机10的速率或速度的控制信号。

对本申请而言，术语“处理单元”应意味着执行存储器中所含指令序列的目前已经开发或未来开发的处理单元。指令序列的执行使处理单元执行例如生成控制信号的步骤。这些指令可从只读存储器（ROM）、大容量存储装置或其它一些永久性存储装置被加载到随机存取存储器（RAM）中，以由处理单元执行。在其它实施例中，硬连线电路可用来代替软件指令或与软件指令组合使用，以执行所描述的功能。例如，控制器18可被实施成一个或多个专用集成电路（ASIC）的一部分。除非另行特别指出，否则，控制器并不受限于硬件电路和软件的任何特定组合，也不受限于处理单元所执行的指令的特定来源。

图3是一图示200，其示意性地例示了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机210。在一个实施例中，卷筒印刷机210包括与之前结合图1-2所述的卷筒印刷机10基本相同的特征和属性，因此，相同的附图标记一般标示了相同的元件。因此，与卷筒印刷机10相同，卷筒印刷机210引导连续介质幅片222沿来自供应装置220的路径行进，以便印刷机240、260在幅片222进行双面上印刷，印刷机260位于印刷机240的下游。还应理解，在至少一个实施例中，印刷机240、260进行双面印刷是通过如下方式实现的，即：印刷机240在介质幅片222的第一面（图2中22A）上印刷，而印刷机260在介质幅片222的相反的第二面（图2中22B）上印刷。切割器290被定位在第二印刷机260的下游，并从介质幅片222上切割片材。一方面，切割器290被定位在类似夹送装置80（图1）的第二夹送装置的下游。

为了确保内容被印刷在介质幅片222的适当位置，以便获得高质量的印刷片材，卷筒印刷机210确定应该在介质幅片22的哪个位置启动印刷。在某些上下文中，这种“确定”通常被称作在印刷之前识别介质幅片上的页首。具体地，印刷内容必须遵守首尾约束条件，在进行双面印刷时还必须遵守正反约束条件。

如图3中进一步显示的，箭头C表示印刷前夹送装置（例如图1-2中的夹送装置32）的位置和动作，而箭头D对应于朝印刷机240前进的未来片材的页首边界227的当前位置。类似地，箭头E对应于朝印刷机260前进的未来片材的页首边界227的当前位置。在此位置，对于给定的未来片材，印刷已经在介质幅片222的第一面上发生，而且通过周期性启动信号（这将在下文描述），印刷机260会将材料印刷在介质幅片222的相反的第二面22B上。印刷在第二面22B上的材料将相对于已印刷在介质幅片222第一面22A上的材料首尾、正反对齐。

应该理解，图3中表示边界227的直线不是介质幅片222上可见的物理标记或特征，而是出于图示的目的提供的表示介质幅片222上基于用于印刷的周期性时间间隔的页首位置，这将在下文中进一步描述。

在卷筒印刷机10的一个实施例中，对于（将要从介质幅片22上切下的）每一未来片材，确定在沿介质幅片22的哪个位置启动印刷是通过使用来自切割器290的信息进行的，切割器290被定位在印刷机240、260的下游。因此，利用这种布置结构，来自下游位置的信息被用来确定在上游启动动作的时间。具体地，在一个实施例中，切割器290通过检测与切割相关联的机械元件的位置，跟踪从介质幅片222上切割片材的频率。在一些实施例中，切割器290包括鼓型切割器（后文将结合图4-5更加详细地对其进行描述），因此，触发印刷的信息基于鼓或与鼓关联的元件的旋转速度。不管切割器290中使用的切割器构的具体类型如何，切割动作是以周期性时间间隔施加的，从而使得若给定幅片相对于切割器的特定行进速度，那么将产生期望大小的片材。

卷筒印刷机210还包括控制器286。在一个实施例中，控制器286包括与之前结合图1描述的控制器18至少基本相同的特征和属性。进一步参照图3，控制器286包括参考功能292和校准功能294。参考功能292被配置成确定和跟踪参考参数，通过该参数启动在介质幅片22正面和背面上进行的印刷。在一个实施例中，参考参数是切割器290的切割频率，例如周期性时间间隔，介质幅片222以该时间间隔被切割成片材。使用该感测信息，控制器286的校准功能294生成相对于切割器290校准或同步印刷机240、260的动作的信号。一方面，校准功能294生成启动信号（240I，240I），以周期性地启动第一印刷机240和第二印刷机260在介质幅片222上进行印刷，使得当已印刷的介质幅片222到达切割器290时，将从介质幅片222上切割下来的未来片材能被适当地正反对齐、首尾对齐。

如前面指出的，图3中的图示200示意性地示出了介质幅片222上对应于从介质幅片222上切割下来的相邻片材之间边界的虚拟指示227。该虚拟指示是介质幅片22上的不可见标记，但来自切割器290的信息被用来确定何时启动印刷机240、260进行印刷时，其指示了对待被切割的未来片材的边界的跟踪。

应该理解，在其它实施例中，参考功能292可跟踪切割器290的不同参考参数（除了切割频率之外），或者甚至跟踪用于另一装置的沿幅片行进路径的参考参数，该参数指示了在不使用卷筒印刷机上的视觉系统和/或对齐标记的情况下可触发开始印刷的吞吐率。

在卷筒印刷机210操作之前，用于印刷机240、260的启动信号240I、260I相对于切割器290的旋转行为被同步或校准。具体地，启动信号基于几个参数，包括但不限于（1）幅片222的行进速度；（2）切割器290和第一印刷机240之间的距离，切割器290和第二印刷机260之间的距离；（3）未来片材的期望长度；（4）包括切割器290一部分的鼓或圆盘的旋转频率。在启动信号对应于页首信号的情况下，该信号还使得在待切割的未来片材首尾留有空白页边。

因此，基于这些参数，计算在第一印刷机240周期性地启动印刷和在经过一段考虑了各印刷机260之间距离的固定时间延迟之后在第二印刷机260周期性地启动印刷的时间间隔。以此方式，与切割器290关联的旋转组件有效地用作时钟，以对每个“未来”片材在卷筒印刷机上周期性地启动印刷。而且，因为切割器290的旋转切割频率是用于安排印刷内容时间的基础，所以该布置结构确保了切割位置与将被切割成片材的幅片的印刷部分的首尾匹配。

一般而言，切割器290包括一装置，该装置包括切割元件300，该切割元件被配置成从介质幅片222上切割片材。在一个实施例中，如图4-5所示，切割器290包括通常为圆柱形鼓302的切割元件，在鼓上安装有带切割刃307的刀片304。一方面，鼓302相对于支撑架（例如支架12）旋转地（经由轴线305）安装，以在介质幅片22的宽度（由图3中的W表示）上侧向地延伸。

在一个实施例中，鼓302包括一凹槽部分308，刀片304安装在该凹槽中，使得切割刃307在鼓302的表面303处露出，并且处于啮合着刀具350的相对刀351的位置，以在鼓302每次旋转，刀片304通过固定刀351时，在介质幅片222上产生切割动作。因此，在鼓302的每次旋转时，刀片304将介质幅片222切割成单独的片材。

尽管刀片304基本横向于介质幅片22的行进方向延伸，如图4-5所示，但是应该理解，刀片304的切割刃307偏置一轻微角度（例如2度），以产生相对于刀351的剪切动作，而且为了在介质幅片22上获得一个方形切口，鼓302的旋转轴线305的方向被适当调整，以补偿刀351的角度偏置，这是本领域已知的。

如图4-5所示的，切割器290还包括圆盘320和传感器340。在一个实施例中，圆盘320限定了基本上为圆形的边缘322，除了用作旋转位置标记的凹口324。凹口324包括第一边缘326、底部325和第二边缘328。一方面，传感器相对于支架被固定，因此相对于可旋转的圆盘320是固定不动的。

通过这种布置结构，传感器240检测圆盘320的各种特征，这些特征包括大致为圆形的边缘322和凹口324的边缘326、328。一般而言，一旦通过传感器340检测圆盘320和鼓302的每次旋转时的凹口324，对于每次感测到的对凹口324的检测，控制器286为印刷机240、260生成启动信号240I、260I。具体地，通过固定的传感器340对凹口324第一边缘326的检测对应于在刀具350的固定刀351上通过的凹槽308的先导边缘，如图5所示。一旦圆盘320进一步旋转，固定的传感器340检测到圆盘320的凹口324的第二边缘328通过，其对应于刀片304啮合了刀具350的刀351，以从介质幅片322上切割片材，如图4所示。

如图3所示，启动或校准信号被传送到第一印刷机240和第二印刷机260，控制器考虑了从第一印刷机240到第二印刷机260的启动延迟，从而考虑了各印刷机之间的距离。应认识到，控制器286还规定了印刷的持续时间，从而将介质幅片上的内容以一张接一张的形式置于连续的介质幅片222上。

通过这种布置结构，在不检测介质幅片222上的特征或对齐标记的情况下，可在介质幅片222上的期望位置执行印刷，这通常是以传统的卷筒印刷机来完成的。结果，卷筒印刷机210的操作不需要用费用高昂的复杂视觉系统来检测这样的标记，和/或在介质幅片222上没有对齐标记情况下。

在一些实施例中，代替用作跟踪切割器290旋转频率的旋转位置元件的圆盘320和凹口324，用编码机构来对切割器290上的编码器标记进行计数。编码器计数用来产生页首信号，该信号用来触发在介质幅片上启动印刷。

虽然切割器290被定位在第二夹送装置280后，因此在完成印刷之后，应该理解，在一些实施例中，切割器290形成单一组件的一部分，该组件带有执行印刷的部件。在这种方案中，切割器290将被集成到卷筒印刷机220中，而在传统的卷筒印刷机中，切割器290是一个分离的独立装置。而且，参照之前描述的实施例（图1），卷筒印刷机10被指示为是移动式的，以便按照需要定位，卷筒印刷机10的运动自动地包括切割器90、290的移动。但是，应该理解，在其它实施例中，切割器90或290是一个独立的装置，其与卷筒印刷机10、210的印刷组件分离，因此不被集成到卷筒印刷机210中。

在一些实施例中，在切割器290处跟踪的信号被用来同步切割器290下游的其它处理，同步方式基本上与介质幅片222上印刷启动的同步类似。例如，如图3所示，其它处理可包括但不限于在完成模块295处的操作，例如骑马钉功能296、折叠功能297和/或封袋交互功能298等等。

图6是一图示400，其示意性地图解说明了根据本公开一个实施例的卷筒印刷机410。在一个实施例中，卷筒印刷机410包括与卷筒印刷机10或210至少基本上相同的特征和属性，如前面关于图1-3描述的。如图8所示，卷筒印刷机410包括供应连续幅片422的介质供应装置420、跳动辊430、第一夹送装置432、第二夹送装置480和一个或多个印刷机460、480。与之前的实施例相同，术语“跳动辊430”是指这样一种布置结构，其中，辊430在远离第一夹送装置432和夹送装置425的间隔位置处支撑着介质幅片422的一部分，并且由摆动臂425支撑着辊430，以改变辊430相对于夹送装置432、425的间距，以便在介质幅片422上保持基本恒定的张力水平。

考虑到这种布置结构，卷筒印刷机410包括第一幅片材力区451、第二幅片材力区453和第三幅片材力区457。第一幅片材力区451从介质供应装置420延伸到夹送装置425。第二幅片材力区453被定位在第一幅片材力区451的下游，在夹送装置425和夹送装置432之间延伸，并且主要由跳动辊431限定。第三幅片材力区457被定位在第二幅片材力区453的下游，在第一夹送装置432和第二夹送装置480之间延伸。印刷机440、460被定位在第三幅片材力区457中，并且根据对齐路径在介质幅片422上进行印刷，该对齐路径是相对于所检测的介质幅片的边缘确定的，这将在后文中结合图9和图10进一步描述。

在一个实施例中，第二张力区用作缓冲区，以有效地吸收或补偿介质幅片422从介质供应装置420取出时速度的任何变化，从而使得介质幅片422在从介质供应装置420通过发生印刷的第三张力区457的整个路径中恒定地保持在一定量的张力下。在这种方案中，当介质幅片422从介质供应装置420移动到第三张力区457中进行印刷操作时，介质幅片422保持成耦连在行进路径内。与传统的卷筒印刷机不同，这种布置结构在不断开介质幅片时使介质行进路径保持在张力下。在一个实施例中，第一张力区451施加大约0.5磅/英寸的张力，而第二张力区452保持大约0.5磅/英寸的张力。但是，第二张力区452通过摆动臂425（以及相关质量）支撑的跳动辊430来维持此张力。其中进行印刷操作的第三张力区457持续地维持介质幅片422上的张力，但允许张力在0.25磅/英寸到1磅/英寸的操作范围内变化。一方面，第三张力区457中的张力是通过驱动夹送装置480的速度略微比驱动夹送装置432的速度更快来达到并维持的。

维持三个区451、453、457中的张力，通常便于在介质幅片422通过发生印刷操作的第三张力区457时，实现和维持介质幅片422上基本恒定的速度。通过维持基本恒定的速度，以及使得幅片从来自介质供应装置420开始以及在整个印刷操作中，恒定地处于张力下，可不使用与印刷机直接相邻的复杂控制系统的情况下，获得高质量的印刷。

一般而言，通过维持连续地通过区域451、453、457的介质幅片22上的张力，卷筒印刷机410维持介质幅片422相对于印刷机440、460以及相对于各个夹送装置和辊的对齐路径。在一个实施例中，通过横向地移动介质供应装置420而产生进一步的对齐，直到获得介质幅片422的适当对齐，以与印刷机440、460和卷筒印刷机410的其它元件对齐地行进。

一方面，假设维持了给定的对齐路径，那么将协调该对齐路径将与印刷机440、460的位置，以确保印刷机相对于介质幅片422的适当对齐。

图7是一图示500，其示意性地图解说明了介质幅片522相对于卷筒印刷机（如卷筒印刷机410）上的印刷机540的对齐（图8）。如图7所示，介质幅片522包括第一边缘523A和第二边缘523，而印刷机540包括传感器542和限定喷嘴546的阵列544的印刷头。一方面，喷嘴546基本上平行于介质幅片的宽度（W）延伸，或基本上横向于介质幅片522的行进方向（由箭头T表示）延伸。传感器542被定位成检测介质幅片522的边缘523A。为了确保相对于介质幅片的路径对齐地进行印刷，所检测的边缘被用作参考点，以从阵列中选择会在介质幅片522印刷时产生适当对齐的喷嘴546。

图8示出了一个例子，在这个例子中，传感器542已经检测到边缘523A，并且已经确定了，为了实现适当的对齐，阵列544中的喷嘴548（黑色）会被激活，喷嘴547（白色）会保持休眠。

图9-10示意性地图解说明了另一实施例，在这个实施例中，印刷机540的对齐通过另一机制产生，例如移动整个印刷头阵列或印刷机540，来代替仅仅激活所选择的喷嘴。如图9所示，喷嘴559A、559B表示阵列544最外面的喷嘴，它们能够在介质幅片522的当前行进路径中在介质幅片上进行印刷。通过由传感器542检测第一边缘523A，通过第一定位器570横向地移动整个印刷机540（或印刷头阵列）进行调整，使得阵列544的喷嘴相对于介质幅片522的路径位于更中心的位置。如图10所示，当印刷机540相对于介质幅片522横向移动时，整个阵列544通常位于更中心的位置。因此，如图10所示，不同分组的喷嘴被激活，使得喷嘴569A、569B变成最外面的激活喷嘴，以便进行印刷。以此方式，尽管张力区451、453、457通常沿给定的对齐路径保持介质幅片522，但传感器542的使用允许在需要进行另外的调整时通过印刷机540进行调整。

本公开的实施例在不进行加热，而且没有双重驱动系统的情况下，通过控制速度，同时保持介质幅片在张力下对齐，来提供卷筒印刷机的高质量的双面印刷。不使用介质幅片上的对齐标记或特征来控制印刷的时间安排，因此，卷筒印刷机有效地省去了复杂的费用高的视觉系统。而且，这些实施例被用在大致水平的构造中，在不实质性地改变卷筒印刷机的竖直尺寸的情况下，该构造可修改为不同的大小。

尽管已在本文中图示和描述了一些特定的实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不偏离本发明的范围下，可用各种替代性实施方式和/或等同实施方式来代替所图示和描述的特定实施例。本申请应覆盖本文中讨论的特定实施例的任何适应性修改或变化。因此，本发明应该仅由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种卷筒印刷机，包括：

幅片行进路径，其被配置成支撑连续幅片在张紧状态下以基本恒定的速度行进通过印刷前驱动机构和印刷后驱动机构之间的区域；

第一印刷机，其被设置在所述区域内，以便在所述幅片的第一面上印刷；

第二印刷机，其被设置在所述区域内，大致处于所述第一印刷机之下，以便在所述幅片的与所述第一面相对的第二面上印刷；

跳动辊，幅片被馈送到所述第一印刷机和第二印刷机之前由所述跳动辊啮合，所述跳动辊由摆动臂支撑并且包括一质量，使得跳动辊能够响应于幅片的速度变化通过摆动臂的枢转动作而上下移动。

2.根据权利要求1所述的卷筒印刷机，其包括：

控制器，其被配置成产生所述幅片在所述印刷前驱动机构和所述印刷后驱动机构之间选择的吞吐率。

3.根据权利要求1所述的卷筒印刷机，其中，所述幅片行进路径中的区域包括：

所述第一印刷机与所述第二印刷机之间的第一无加热器部分；和

所述第二印刷机与所述印刷后驱动机构之间的第二无加热器部分。

4.根据权利要求1所述的卷筒印刷机，其中，所述幅片行进路径中的所述区域包括：

第一部分，所述幅片在所述第一部分中沿第一方向运动；

第二部分，所述幅片在所述第二部分中沿相反的第二方向运动；

第三部分，所述幅片在所述第三部分中沿所述第一方向运动；

其中，所述第一印刷机被定位在所述第一部分中，所述第二印刷机被定位在所述第二部分中。

5.根据权利要求4所述的卷筒印刷机，其中，所述第一、第二和第三幅片行进部分以大致水平的取向延伸，并以大致平行的关系相对于彼此竖直地堆叠在一起，且所述第二印刷机被定位在所述第一印刷机之下。

6.根据权利要求4所述的卷筒印刷机，包括：

第一单辊，其被置于所述第一印刷机与所述第二印刷机之间，并被配置成导致所述幅片行进方向上180度的变化；和

第二单辊，其被置于所述第二印刷机和所述印刷后驱动机构之间，并被配置成导致所述幅片行进方向上180度的变化。

7.根据权利要求6所述的卷筒印刷机，其中，所述第一单辊具有一直径，所述直径为基本等于或大于所述第二印刷机的高度。

8.根据权利要求1所述的卷筒印刷机，其中，所述印刷前驱动机构和印刷后驱动机构之间的角度变化事件的总数小于5。

9.根据权利要求8所述的卷筒印刷机，其中，从所述印刷前驱动机构到所述印刷后驱动机构之间的总角度变化不超过450度。

10.一种进行双面印刷的方法，包括：

支撑连续介质幅片，以便在张紧状态下以基本恒定的速度在路径中行进，通过第一夹送装置驱动结构与第二夹送装置驱动结构之间的区域，其中，幅片被馈送到第一印刷机和第二印刷机之前由跳动辊啮合，所述跳动辊由摆动臂支撑并且包括一质量，使得跳动辊能够响应于幅片的速度变化通过摆动臂的枢转动作而上下移动；

在所述区域的第一无加热器部分中，通过第一印刷机在所述介质幅片的第一面上印刷；和

在所述区域位于所述第一无加热器区域的下游的第二无加热器部分中，通过第二印刷机在所述介质幅片的第二面上印刷。

11.根据权利要求10所述的方法，包括：

在所述第一印刷机与所述第二印刷机之间插入第一单辊，以便产生幅片行进方向上的第一180度变化；

在所述第二印刷机与所述第二夹送装置驱动结构之间插入第二单辊，以便产生幅片行进方向上的第二180度变化；和

将所述介质幅片布置成以大致水平的取向延伸，并以大致平行的关系相对于彼此竖直地堆叠在一起，从而限定了三个部分，其中，所述幅片在第一部分中沿第一方向行进，在第二部分中沿相反的第二方向行进，以及在第三部分中沿第三方向行进。

12.根据权利要求11所述的方法，包括：

将所述第一夹送装置驱动结构和所述第二夹送装置驱动结构之间的路径中出现的角度变化事件的总数限制为小于5，其中，角度变化事件的总数中有两个出现在第一单辊和第二单辊处。

13.一种卷筒印刷机，包括：

用于连续介质幅片的幅片行进路径，以便所述幅片在张紧状态下以基本恒定的速度沿第一夹送装置和第二夹送装置之间的路径行进；

第一印刷机，其沿所述路径设置，以便在所述幅片的第一面上印刷；

第二印刷机，其沿所述路径设置，大致处于所述第一印刷机之下，以便在所述幅片的与所述第一面相对的第二面上印刷；

跳动辊，幅片被馈送到所述第一印刷机和第二印刷机之前由所述跳动辊啮合，所述跳动辊由摆动臂支撑并且包括一质量，使得跳动辊能够响应于幅片的速度变化通过摆动臂的枢转动作而上下移动。

14.根据权利要求13所述的卷筒印刷机，其中，所述路径包括：

所述第一印刷机与所述第二印刷机之间的第一无加热器部分；和

所述第二印刷机与所述第二夹送装置之间的第二无加热器部分。

15.根据权利要求14所述的卷筒印刷机，包括：

第一单辊，其被置于所述第一印刷机与所述第二印刷机之间，并被配置成导致所述幅片行进方向从第一方向到第二方向的180度变化；和

第二单辊，其被置于所述第二印刷机和所述第二夹送装置之间，并被配置成导致所述幅片行进方向从所述第二方向到所述第一方向的180度变化。