[0001] La présente invention concerne une machine d'impression pour imprimer une pluralité
d'objets présentant une surface externe à imprimer, la machine d'impression comprenant
:
- un châssis, et au moins deux postes de traitement et au moins un poste d'impression
fixés sur le châssis, le poste d'impression comportant au moins une tête d'impression
à jet d'encre adaptée pour éjecter des jets d'encre selon une direction d'impression,
et pour que les jets d'encre soient alignés selon une direction d'alignement perpendiculaire
à la direction d'impression, et
- une tourelle montée rotative par rapport au châssis autour d'un axe de rotation, et
comportant au moins quatre porte-objets espacés régulièrement à 90° autour de l'axe
de rotation, et adaptés pour porter les objets et pour faire tourner les objets autour
de quatre axes de porte-objet, la tourelle étant mobile successivement entre au moins
quatre positions par rapport au châssis, au moins un des porte-objets étant regard
du poste d'impression dans chacune des positions, tandis que deux autres des porte-objets
sont en regard des postes de traitement.
[0002] L'invention concerne également un ensemble d'une telle machine d'impression et d'une
telle pluralité d'objets.
[0003] L'invention concerne enfin un procédé correspondant.
[0004] Une tête d'impression à jet d'encre comprend sur sa face inférieure des rangées de
buses. L'écartement entre chaque buse est égal à la définition, en points par pouce
(DPI ou encore
dot per inch en anglais). La face inférieure comporte par exemple quatre rangées de quatre-vingt-dix
buses chacune. Les deux rangées les plus extérieures sont par exemple espacées de
2,82 mm, tandis que les buses, dans les quatre rangées, sont espacées entre elles
de 0,0705 mm, ce qui conduit à une définition de 360 DPI.
[0005] La longueur d'une rangée de buses est par exemple d'environ 72 mm et la largeur de
la face inférieure est par exemple de 17,2 mm. La largeur de la face inférieure correspond
à l'épaisseur de la tête d'impression. La direction d'alignement des jets d'encre
s'étend dans le sens de la longueur de la face inférieure.
[0006] Pour imprimer des objets de révolution, il est connu de diriger les jets d'encre
vers une génératrice de l'objet, et de faire tourner cet objet autour de son axe de
révolution.
[0007] Dans le domaine des machines d'impression sur objets coniques, il est connu de faire
en sorte, au poste d'impression, d'incliner l'objet de telle manière que sa génératrice
supérieure soit horizontale. Ceci qui permet au moyen d'impression, en l'occurrence
un cadre de sérigraphie, d'être dans un plan horizontal, et à l'encre se trouvant
dans l'écran de sérigraphie de se répartir uniformément sur la surface à imprimer.
Ceci est un gage de bonne impression.
[0008] Ainsi, le document
US-A-3 521 296 décrit une machine possédant un châssis principal sur lequel est fixé un second châssis
comportant des moyens de déplacement de l'objet à imprimer. Ce second châssis est
susceptible de pivoter par rapport au châssis principal. De cette manière, en inclinant
le second châssis par rapport au châssis principal, il est possible d'incliner l'axe
de révolution des objets coniques par rapport à l'horizontale. Les objets sont donc
tous inclinés sous les différents postes d'impression et présentent une génératrice
supérieure dans un plan horizontal correspondant aux différents plans des écrans d'impression.
[0009] Il aussi connu, dans le domaine de l'impression directe des objets, de convoyer les
objets à décorer non par un convoyeur linéaire, comme décrit dans le document mentionné
ci-dessus, mais par un convoyeur circulaire sous la forme d'une tourelle porte-objet
rotative amenant les objets sous les différents postes d'impression situés tangentiellement
par rapport à la trajectoire circulaire de la tourelle. Dans ce cas, il n'est pas
possible d'incliner le convoyeur et d'obtenir que les génératrices supérieures des
objets coniques soient dans un plan horizontal. En effet, en raison de la disposition
circulaire des objets sur la tourelle, seul un des objets possède une génératrice
supérieure dans un plan horizontal. Dans ce cas, selon une technique décrite dans
US-A-3 096 709, chaque porte-objet, et non pas un seul, est incliné par rapport à la tourelle, comme
illustré sur la figure 47 de ce document.
[0010] Toutefois, de telles machines d'impression sont complexes et les inclinaisons des
différents porte-objets sont délicates à régler, et très difficile, car, à chaque
changement de type d'objet à imprimer, il faut régler chaque porte-objet d'une manière
identique pour satisfaire à la précision requise par l'impression jet d'encre, de
l'ordre de de 0,035 mm.
[0011] Un but de l'invention est donc de pallier tout ou partie de l'inconvénient ci-dessus,
en proposant une machine d'impression facilitant l'impression notamment sur des objets
présentant une surface externe au moins en partie de révolution, notamment tronconique
ou cylindrique.
[0012] A cet effet, l'invention concerne une machine d'impression selon la revendication
1.
[0013] Selon des modes particuliers de réalisation, la machine d'impression comprend l'une
ou plusieurs des caractéristiques correspondant aux revendications 2 à 8, prise(s)
isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
[0014] L'invention a également pour objet un ensemble selon la revendication 9.
[0015] L'invention a aussi pour objet un procédé d'impression selon la revendication 10.
[0016] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée
uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
:
- la figure 1 est une vue en perspective, de trois-quarts, d'un ensemble selon l'invention,
- la figure 2 est une vue de côté de l'ensemble représenté sur la figure 1, et
- la figure 3 est une vue arrière partielle de l'ensemble représenté sur les figures
1 et 2.
[0017] En référence aux figures 1 à 3, on décrit un ensemble 1 selon l'invention.
[0018] L'ensemble 1 comprend une pluralité d'objets 5 à imprimer, et une machine d'impression
6 pour imprimer les objets.
[0019] Les objets 5 sont analogues les uns aux autres. Chaque objet 5 possède une surface
externe 7, par exemple sensiblement de révolution autour d'un axe d'objet Δ (figures
2 et 3). Chaque objet 5 est par exemple un flacon ou une tasse.
[0020] La surface externe 7 est par exemple tronconique. La surface externe 7 forme un angle
α avec l'axe d'objet Δ qui définit la conicité des objets 5.
[0021] L'angle α est par exemple non nul et inférieur ou égal à 8,5°.
[0022] En variante (non représentée), la surface externe 7 est cylindrique. L'angle α est
alors sensiblement nul.
[0023] Selon une autre variante encore, l'objet 5 n'a pas une surface externe complètement
de révolution. Par exemple, l'objet 5 comporte une anse (non représentée).
[0024] Selon encore une autre variante (non représentée), l'objet 5 est un objet, par exemple
plat, présentant au moins une face plane à imprimer.
[0025] La machine d'impression 6 comprend un châssis 9, un support de tourelle 11 réglable
en inclinaison autour d'un axe de pivotement Δ1 par rapport au châssis, et une tourelle
13 montée rotative et indexée par rapport au châssis autour d'un axe de rotation Δ2.
La machine d'impression 6 comprend aussi deux postes de traitement 15, 17, et un poste
d'impression 19 fixés sur le châssis 9.
[0026] Le châssis 9 comprend un socle 21 posé ou fixé sur un sol. Le châssis 9 comprend
également deux montants 23, 25 et une poutre 27 reliant mécaniquement les deux montants
pour former un portique 29.
[0027] Les montants 23, 25 sont avantageusement verticaux.
[0028] La poutre 27 s'étend par exemple selon l'axe de pivotement Δ1, qui est avantageusement
sensiblement horizontal.
[0029] Les postes de traitement 15, 17 sont par exemple fixés sur la poutre 27 et réglables
en position par rapport au châssis 9.
[0030] Le poste de traitement 15 est par exemple un poste de prétraitement par plasma et
comprend une torche à plasma 31 adaptée pour être dirigée vers l'un des objets 5.
Le poste de traitement 15 est avantageusement réglable en position par rapport au
châssis 9 de manière à avoir une position adéquate par rapport à la tourelle 13.
[0031] Le poste de traitement 17 est par exemple un poste de séchage comportant avantageusement
un réacteur 33 à rayons UV (ultraviolets).
[0032] Le poste d'impression 19 comprend une poutre de support 35 fixée sur le châssis 9
et réglable en hauteur par rapport à celui-ci, un chariot 37 (figures 2 et 3) monté
coulissant sur la poutre de support selon l'axe de pivotement Δ1, une platine 39 solidaire
du chariot, et une pluralité de têtes d'impression 41 à jet d'encre montés sur la
platine 39 adaptées pour éjecter des jets d'encre 43 selon une direction d'impression
DD sur la surface externe 7.
[0033] Dans l'exemple représenté, les têtes d'impression 41 sont au nombre de six, par exemple
une impression d'un des corps de type photo en quadrichromie : jaune, magenta, cyan,
noir. Toujours dans l'exemple représenté, deux têtes d'impression supplémentaires
permettent d'imprimer en blanc pour l'une, et de déposer un vernis de surimpression
pour l'autre.
[0034] Selon une variante non représentée, le poste d'impression 19 ne comprend que quatre
têtes d'impression, pour une quadrichromie stricte, voire moins. La direction d'impression
DD est avantageusement verticale.
[0035] Des têtes d'impression 41 sont analogues entre elles et du type décrit dans le préambule
de la présente demande, c'est-à-dire adaptées pour cracher les jets d'encre 43 à partir
d'un plan d'éjection avantageusement sensiblement horizontal, les jets d'encre 43
d'une même tête d'impression 41 formant des rangées s'étendant selon une direction
d'alignement A sensiblement horizontale.
[0036] Le poste d'impression 19 comprend aussi des organes d'entraînement connus en eux-mêmes
et qui ne seront pas détaillés ici, pour régler la hauteur des têtes d'impression
41 par rapport au châssis 9, et déplacer le chariot 37 par rapport à la position du
support 35 selon l'axe de pivotement Δ1.
[0037] Avantageusement, la platine 39 supportant les têtes d'impression est montée coulissante
sur une chaise 40 (figure 2) selon la direction d'alignement A. Ceci permet notamment
d'imprimer sur des objets 5 dont la surface externe 7 présente une extension supérieure
à celle des têtes d'impression 41 selon la direction d'alignement A.
[0038] Le support de tourelle 11 présente avantageusement une forme en berceau (figure 1).
Le support de tourelle 11 comprend une partie centrale 45 sur laquelle la tourelle
13 est montée rotative autour de l'axe de rotation Δ2, et deux parties extrémales
47, 49 selon l'axe de pivotement Δ1 fixées sur les montants 23, 25.
[0039] Chacune des parties extrémales 47, 49 comprend par exemple un tenon cylindrique 51,
53 respectivement mobile dans une attache 55, 57 des montants 23, 25.
[0040] La machine 6 comprend également un ou plusieurs organes 59 de blocage du support
de tourelle 11 dans une inclinaison β voulue autour de l'axe de pivotement Δ1 par
rapport au châssis 9.
[0041] La tourelle 13 comprend quatre porte-objets 61A, 61B, 61C, 61D espacés régulièrement
à 90° autour de l'axe de rotation Δ2 et adaptés pour porter les objets 5 et avantageusement
les faire tourner respectivement autour de quatre axes de porte-objet D1, D2, D3,
D4. La tourelle 13 est mobile successivement entre quatre positions par rapport au
châssis 9, qui se déduisent les unes des autres par une rotation de 90° autour de
l'axe de rotation Δ2.
[0042] Dans la position représentée sur les figures 1 à 3, le porte-objet 61A porte l'un
des objets 5 en regard du poste de traitement 15. Le porte-objet 61B porte un autre
des objets 5 en regard du poste d'impression 19. Le porte-objet 61C porte un autre
des objets 5 en regard du poste de traitement 17, c'est-à-dire dans le réacteur 33.
Enfin, le porte-objet 61D n'est situé en regard d'aucun poste de traitement et permet
le chargement ou le déchargement des objets 5. Ainsi, la tourelle 13 est adaptée pour
porter chacun des objets 5 successivement depuis un point de chargement vers un point
de déchargement après avoir réalisé un tour complet, en passant sous le poste de traitement
15, puis sous le poste d'impression 19, et enfin dans le poste de traitement 17.
[0043] Les axes de porte-objet D1, D2, D3, D4 sont par exemple définis respectivement par
un mandrin des porte-objets 61A, 61B, 61C, 61D.
[0044] Selon une variante non représentée, les axes de porte-objet D1, D2, D3, D4 sont définis
par un culot et une pointe des porte-objets.
[0045] Les axes de porte-objet D1 à D4 sont perpendiculaires à l'axe de rotation Δ2.
[0046] Les axes des porte-objets situés en regard des postes de traitement 15, 17, c'est-à-dire
ici les porte-objets 61A et 61C sur les figures, sont confondus avec l'axe de pivotement
Δ1.
[0047] Selon une variante non représentée, la tourelle 13 comporte un nombre de porte-objets
(non représentés) de huit, douze...etc., c'est-à-dire un multiple de quatre strictement
supérieur à quatre, que l'on peut écrire sous la forme 4(
n +2),
n étant un entier naturel. Les porte-objets restent régulièrement espacés angulairement
autour de l'axe de rotation Δ2.
[0048] L'axe de pivotement Δ1 reste perpendiculaire à l'axe du porte-objet portant l'objet
5 situé en regard du poste d'impression 19, et est confondu avec les deux axes des
deux porte-objets diamétralement opposés par rapport à l'axe de rotation Δ2 et situés
en regard des postes de traitement 15, 17. Ceci permet de mettre en oeuvre des postes
de traitement additionnels (non représentés), situés angulairement entre deux porte-objets
quelconques consécutifs pris parmi les porte-objets 61A à 61D représentés sur les
figures.
[0049] Le fonctionnement de l'ensemble 1 se déduit de sa structure et va être brièvement
décrit ci-après.
[0050] En fonction des dimensions des objets 5 à imprimer, les positions relatives des postes
de traitement 15, 17 et du poste d'impression 19 par rapport au châssis 9 sont d'abord
réglées.
[0051] De même, l'inclinaison β du support de tourelle 11 est avantageusement réglée pour
qu'une génératrice supérieure G de l'objet 5 porté par le porte-objet situé en regard
du poste d'impression 19 (ici le porte-objet 61B) soit parallèle à la direction d'alignement
A. En pratique, l'inclinaison β est sensiblement égale à l'angle α définissant la
conicité des objets 5.
[0052] Dans la variante selon laquelle les objets 5 sont cylindriques, la tourelle 13 n'est
avantageusement pas inclinée, c'est-à-dire que l'axe de rotation Δ2 est sensiblement
vertical et que l'angle β est sensiblement nul.
[0053] Dans la variante où les objets 5 présentent une face plane à imprimer, l'inclinaison
β est avantageusement réglée pour que la face plane soit sensiblement parallèle à
la direction d'alignement, et de préférence sensiblement horizontale. Dans ce cas,
chaque objet 5 est avantageusement maintenu immobile par le porte-objet concerné en
regard du poste d'impression 19, et peut recevoir plusieurs encres, par exemple quatre,
en un seul passage au poste d'impression.
[0054] Puis, de manière classique, les objets 5 sont successivement chargés sur le porte-objet
libre (le porte-objet 61D sur les figures), tandis que l'objet 5 porté par le porte-objet
61A subit un prétraitement au plasma, que l'objet 5 porté par le porte-objet 61B subit
des impressions successives par les têtes d'impression 41 du poste d'impression 19,
et que l'objet 5 porté par le porte-objet 61C subit un séchage dans le poste de traitement
17 à ultraviolets.
[0055] Lorsqu'un objet 5 revient là où est représenté le porte-objet 61D sur les figures,
après avoir subi un cycle complet d'impression, l'objet est retiré de son porte-objet,
soit manuellement, soit automatiquement.
[0056] Ainsi, chacun des objets 5 est successivement chargé sur l'un des porte-objets 61A
à 61D, puis amené en regard du poste de traitement 15 par une rotation de 90° de la
tourelle 13 autour de l'axe de rotation Δ2 par rapport au châssis 9, ensuite amené
sous les têtes d'impression 41 du poste d'impression 19 par une nouvelle rotation
de 90° de la tourelle, ensuite encore amené dans le réacteur 33 pour un séchage par
une nouvelle rotation de 90° de la tourelle, et enfin ramené à sa position d'origine
par une dernière rotation de 90° de la tourelle, position dans laquelle il peut être
enlevé de son porte-objet.
[0057] Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, il est possible de régler l'inclinaison
de l'objet 5 se situant en regard du poste d'impression 19 en réglant préalablement
l'inclinaison β du support de tourelle 11 autour de l'axe de pivotement Δ1. Comme
l'axe de pivotement Δ1 est confondu avec les axes des porte-objets situés en regard
des deux postes de traitement 15, 17, il n'est pas nécessaire de modifier le réglage
de la position des postes de traitement après une modification de l'inclinaison β.
En effet, une modification de l'inclinaison β ne change pas la localisation de l'objet
5 situé en regard de ces postes de traitement. La modification de l'inclinaison β
de la tourelle 13 ne provoque qu'une rotation de ces objets 5 sur eux-mêmes et n'affecte
pas l'écart entre ces objets 5 et les postes de traitement 15, 17.
[0058] En conséquence, les réglages de la machine d'impression 6 son simplifiés.
1. Machine d'impression (6) pour imprimer une pluralité d'objets (5) présentant une surface
externe (7) à imprimer, la machine d'impression (6) comprenant :
- un châssis (9), et au moins deux postes de traitement (15, 17) et au moins un poste
d'impression (19) fixés sur le châssis (9), le poste d'impression (19) comportant
au moins une tête d'impression (41) à jet d'encre adaptée pour éjecter des jets d'encre
(43) selon une direction d'impression (DD), et pour que les jets d'encre (43) soient
alignés selon une direction d'alignement (A) perpendiculaire à la direction d'impression
(DD), et
- une tourelle (13) montée rotative par rapport au châssis (9) autour d'un axe de
rotation (Δ2), et comportant au moins quatre porte-objets (61A, 61B, 61C, 61D) espacés
régulièrement à 90° autour de l'axe de rotation (Δ2), et adaptés pour porter les objets
(5) et faire tourner les objets (5) autour de quatre axes de porte-objet (D1-D4),
la tourelle (13) étant mobile successivement entre au moins quatre positions par rapport
au châssis (9), au moins un des porte-objets (61A, 61B, 61C, 61D) étant en regard
du poste d'impression (19) dans chacune des positions, tandis que deux autres des
porte-objets (61A, 61B, 61C, 61D) sont en regard des postes de traitement (15, 17),
caractérisée en ce que :
- les axes de porte-objet (D1-D4) sont perpendiculaires à l'axe de rotation (Δ2),
- la machine d'impression (6) comprend un support de tourelle (11) sur lequel la tourelle
(13) est montée rotative autour de l'axe de rotation (Δ2), et
- le support de tourelle (11) est réglable en inclinaison (β) autour d'un axe de pivotement
(Δ1) par rapport au châssis (9), l'axe de pivotement (Δ1) étant, d'une part, perpendiculaire
à l'axe de porte-objet (D2) du porte-objet (61B) situé en regard du poste d'impression
(19), et, d'autre part, confondu avec les axes de porte-objet (D1, D3) des deux autres
des porte-objets (61A, 61B, 61C, 61D) situés en regard des postes de traitement (15,
17).
2. Machine d'impression (6) selon la revendication 1, dans laquelle la tourelle (13)
comprend 4(n+2) porte-objets, n étant un nombre entier naturel.
3. Machine d'impression (6) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la direction
d'impression (DD) est sensiblement verticale.
4. Machine d'impression (6) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle
les postes de traitement (15, 17) comprennent un poste de prétraitement (15), par
exemple par plasma, et un poste de séchage (17), comportant par exemple un réacteur
(33) à rayons UV.
5. Machine d'impression (6) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle
le châssis (9) comporte au moins deux montants (23, 25), le support de tourelle (11)
étant relié respectivement à chacun des montants (23, 25) par une liaison pivot (51-55,
53-57) selon l'axe de pivotement (Δ1).
6. Machine d'impression (6) selon la revendication 5, dans laquelle le support de tourelle
(11) présente une forme en berceau ayant une partie centrale (45) sur laquelle est
montée la tourelle (13), et deux parties extrémales (47, 49) selon l'axe de pivotement
(Δ1) respectivement reliées mécaniquement aux deux montants (23, 25).
7. Machine d'impression (6) selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle le châssis (9)
comporte en outre une poutre (27) reliant mécaniquement les deux montants (23, 25)
pour former un portique (29), les postes de traitement (15, 17) et le poste d'impression
(19) étant fixés sur la poutre (27).
8. Machine d'impression (6) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle
le poste d'impression (19) comprend une poutre de support (35) montée réglable en
hauteur par rapport au châssis (9), un chariot (37) monté coulissant sur la poutre
de support (35) selon l'axe de pivotement (Δ1), une chaise (40) solidaire du chariot
(37), une platine (39) montée sur la chaise (40), et une pluralité de têtes d'impression
(41) montées sur la platine (39).
9. Ensemble (1) d'une machine d'impression (6) selon l'une quelconque des revendications
1 à 8, et d'une pluralité d'objets (5) à imprimer, chaque objet (5) présentant une
surface externe (7) sensiblement de révolution à imprimer, dans lequel le support
de tourelle (11) est réglé en inclinaison (β) par rapport au châssis (9) de sorte
que la surface externe (7) de l'objet (5) porté par le porte-objet (61B) situé en
regard du poste d'impression (19) ait une génératrice supérieure (G) sensiblement
parallèle à la direction d'alignement (A).
10. Procédé d'impression pour imprimer une pluralité d'objets (5), chaque objet (5) présentant
une surface externe (7) à imprimer, comprenant les étapes suivantes :
- fourniture d'un châssis (9), et d'au moins deux postes de traitement (15, 17) et
d'au moins un poste d'impression (19) fixés sur le châssis (9), le poste d'impression
(19) comportant au moins une tête d'impression (41) à jet d'encre,
- fourniture d'un support de tourelle (11), et d'une tourelle (13) montée rotative
sur le support de tourelle (11) par rapport au châssis (9) autour d'un axe de rotation
(Δ2), et comportant au moins quatre porte-objets (61A, 61B, 61C, 61D) espacés régulièrement
à 90° autour de l'axe de rotation (Δ2), et adaptés pour porter les objets (5) et pour
faire tourner les objets (5) autour de quatre axes de porte-objet (D1-D4), les axes
de porte-objet (D1-D4) étant perpendiculaires à l'axe de rotation (Δ2),
- déplacement de la tourelle (13) successivement entre au moins quatre positions par
rapport au châssis (9), au moins un des porte-objets (61B) étant en regard du poste
d'impression (19) dans chacune des positions, tandis que deux autres des porte-objets
(61A, 61B, 61C, 61D) sont en regard des postes de traitement (15, 17),
- éjection de jets d'encre (43) par la tête d'impression (41) selon une direction
d'impression (DD), les jets d'encre (43) étant alignés selon une direction d'alignement
(A) perpendiculaire à la direction d'impression (DD), et
- réglage du support de tourelle (11) en inclinaison (β) autour d'un axe de pivotement
(Δ1) par rapport au châssis (9), l'axe de pivotement (Δ1) étant, d'une part, perpendiculaire
à l'axe de porte-objet (D2) du porte-objet (61B) situé en regard du poste d'impression
(19), et, d'autre part, confondu avec les axes de porte-objet (D1, D3) des deux autres
des porte-objets (61A, 61B, 61C, 61D) situés en regard des postes de traitement (15,
17).