喷墨打印装置及打印方法与流程

本发明涉及一种喷墨打印装置及打印方法，具体说涉及一种适于窄幅卷筒纸(如标签机)打印的喷墨打印装置及打印方法。

背景技术：
喷墨打印技术是指通过喷头将墨滴喷射于打印介质上得到打印图像或文字的技术。该技术为非接触打印，具有打印速度快，污染小，能适应多种打印介质等优点而广泛应用于工业应用领域。喷墨打印根据打印小车和打印介质的运动方式分为扫描式(Scanning)喷墨打印和一次走纸成像(Onepass)喷墨打印两种，扫描式喷墨打印包括卷对卷式喷墨打印和平台式喷墨打印两种，其中卷对卷式喷墨打印在喷墨打印过程中打印小车沿导轨梁相对打印介质来回运动，打印介质沿垂直于打印小车运动方向的方向步进运动，安装打印小车的导轨梁静止不动；而平台式喷墨打印在喷墨打印过程中有两种情况，一种是在喷墨打印过程中导轨梁不动，打印小车沿导轨梁来回运动，打印平台沿垂直于打印小车运动方向的方向步进运动；还有一种是打印平台静止不动，打印小车沿导轨梁相对于打印介质来回运动，并且导轨梁沿垂直于导轨梁的方方步进运动进而带动打印小车沿垂直于导轨梁的方向步进运动。而一次走纸成像喷墨打印在喷墨过程中打印小车静止不动，打印介质单向高速运动。采用一次走纸成像喷墨打印对喷头的打印精度和打印宽度要求很高，喷头的打印精度需为图像的打印精度，且喷头的打印宽度需为图像的打印宽度，当然也通过拼插喷头的方式来获得高精度和通过串接喷头的方式来获得更宽的打印宽度，但这必然使得喷头的数量增加，无论是使用高精度的喷头还是通过多个喷头获得高打印精度这必然使得打印机的成本增高。现有技术中多采用打印平台静止不动，打印小车沿导轨梁相对于打印介质往复移动，并且导轨梁沿垂直于导轨梁的方向相对移动的方式来进给打印介质和提高打印精度，然而采用这种方式由于导轨梁本身较重，相对来说其移动机构设计较复杂成本较高，且整机的体积较大。

技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种结构简单，成本低，打印精度高，尤其适于打印窄幅卷筒纸(如标签打印)的喷墨打印装置。为实现所述目的，本发明提出一种喷墨打印机包括一种喷墨打印装置，包括一走纸机构，所述走纸机构沿第一方向以一预订量间歇进给打印介质；一支架，所述支架基本以一恒定的速度沿与导轨梁平行的第一方向往返移动；一打印小车，所述打印小车安装于所述支架上，在所述打印小车上安装至少一个打印头；一控制系统，所述控制系统用于控制所述走纸机构、所述支架、所述打印小车和所述打印头的工作；其中，所述支架上设置一第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述打印小车沿与导轨梁垂直的第二方向步进运动。上述喷墨打印装置中，所述支架以自所述第一方向上的一端移动至另一端，且自所述另一端返回到所述一端的方式相对于打印介质进行相对移动，所述打印小车在所述一端的状态下沿所述第二方向相对于打印介质进行步进移动。上述喷墨打印装置中，所述支架以自所述第一方向上的所述一端移动至所述另一端后，所述打印小车在所述另一端的状态下沿所述第二方向相对于打印介质进行步进移动，然后所述支架沿所述第一方向自所述另一端相对于打印介质移动至所述一端。上述喷墨打印装置中，所述支架上还设置一第二驱动机构，所述第二驱动机构驱动打印小车沿垂直于打印介质所在平面的第三方向上下运动。上述喷墨打印装置中，在所述打印小车的左右两端分别设置一固化装置。上述喷墨打印装置中，所述固化装置由沿所述第二方向排列设置的多个用于照射紫外线的LED构成。上述喷墨打印装置中，所述走纸机构包括收纸机构、放纸机构、打印平台、驱动辊及多个导向辊，沿所述第一方向在打印平台的左右两端分别设置一左导向辊和一右导向辊，打印介质安装在所述放纸机构上，打印介质的一端经过多个导向辊绕在所述打印平台的左端的左导向辊上并横跨整个打印平台绕在打印平台的右端的右导向辊上，然后经驱动辊和多个导向辊绕在收纸机构上。上述喷墨打印装置中，所述打印平台在所述第一方向的长度大于所述第二方向的长度，所述打印平台在所述第二方向的长度略大于打印介质的宽度。上述喷墨打印装置中，所述走纸机构每次进纸的预定量为所述打印平台在所述第一方向的长度。本发明的另一目的还在于提出一种喷墨打印方法，其特征在于，该喷墨打印方法由安装于打印小车的喷头喷出墨滴，并由设置在打印小车两端的固化装置向打印介质照射紫外线来使墨滴固化从而实现打印，支架沿第一方向相对于打印介质进行相对往返移动，打印小车沿与第一方向正交的第二方向相对于打印介质进行步进运动；该喷墨打印方法包括下述步骤：第一步，一边使支架沿第一方向相对于打印介质进行相对移动，一边自打印头向打印介质喷射墨滴，并自固化装置中照射紫外线将墨滴固化；第二步，使打印小车沿第二方向相对于打印介质进行步进运动；第三步，一边使支架沿第一方向相对于打印介质进行相对移动，一边自打印头喷出墨滴叠加于上述第一步中附着在打印介质上的墨滴上，并且自固化装置中照射紫外线使墨滴固化；第四步，重复第一步、第二步和第三步直至将打印平台上的打印介质上的打印图像打印完；第五步，使走纸机构以一预订量沿第一方向进给下一屏打印介质，第六步，重复第一步、第二步、第三步、第四步和第五步直至将打印图像打印完。上述打印方法还包括在开始第一步打印之前，通过调节第二驱动机构使打印小车沿第三方向上下运动使打印小车上喷嘴所在平面与打印介质之间的距离为最适于打印的距离，所述最适于打印的距离为2～3mm。上述打印方法的第五步中的预订量为走纸机构中打印平台在第一方向上的长度。上述打印方法中的第二步与第三步的顺序可以调换形成另一种打印方法，即该打印方法包括如下步骤，第一步，一边使支架沿第一方向相对于打印介质进行相对移动，一边自打印头向打印介质喷射墨滴，并自固化装置中照射紫外线将墨滴固化；第二步，一边使支架沿第一方向相对于打印介质进行相对移动，一边自打印头喷出墨滴叠加于上述第一步中附着在打印介质上的墨滴上，并且自固化装置中照射紫外线使墨滴固化；第三步，使打印小车沿第二方向相对于打印介质进行步进运动；第四步，重复第一步、第二步和第三步直至将打印平台上的打印介质上的打印图像打印完；第五步，使走纸机构以一预订量沿第一方向进给下一屏打印介质，第六步，重复第一步、第二步、第三步、第四步和第五步直至将打印图像打印完。上述打印方法还包括在开始第一步打印之前，通过调节所述第二驱动机构使所述打印小车沿所述第三方向上下运动使所述打印小车上喷嘴所在平面与打印介质之间的距离为最适于打印的距离，所述最适于打印的距离为2～3mm。上述打印方法的第五步中的预订量为走纸机构中打印平台在第一方向上的长度。本发明的又一目的还在于提出另一种喷墨打印方法，该喷墨打印方法由安装于打印小车的喷头喷出墨滴，并由设置在打印小车两端的固化装置向打印介质照射紫外线来使墨滴固化从而实现打印，打印过程中支架和打印小车保持静止不动；走纸机构恒速连续供给打印介质，喷墨打印方法包括下述步骤：第一步，一边使支架沿第一方向相对于打印介质移动至打印区域的某一位置，然后支架保持静止不动，打印小车也保持静止不动，第二步，一边使进纸机构以一恒定的速度沿第一方向进给打印介质，一边自打印头向打印介质喷射墨滴；并且自固化装置中照射紫外线使墨滴固化，直至将打印图像打印完。上述打印方法还包括在开始第一步打印之前，通过调节第二驱动机构使打印小车沿第三方向上下运动使打印小车上喷嘴所在平面与打印介质之间的距离为最适于打印的距离，该最适于打印的距离为2～3mm。相对于现有技术的喷墨打印装置，本发明的喷墨打印装置具有如下优点：1、本发明的喷墨打印装置通过将驱动机构设置在安装打印小车的支架上以驱动打印小车沿第二方向运动，使打印装置的结构简单，整机体积较小。2、本发明喷墨打印装置中的打印小车可在三个方向运动，通过控制打印小车和走纸机构的运动可实现两种打印模式。一种为，控制打印小车沿第一方向和第二方向的运动，走纸机构沿第一方向间歇供给打印介质，可实现在平台式扫描打印，采用较少的喷头即可实现高精度宽幅打印；另一种为，控制打印小车不动，打印介质连续运动本发明的喷墨打印装置也可以作为一次走纸成像装置。附图说明图1为本发明一个实施例中的喷墨打印装置的立体图；图2为本发明一个实施例中的喷墨打印装置中打印部分的立体图；图3为本发明一个实施例中的喷墨打印装置中打印小车安装在支架上的立体图；图4为本发明一个实施例中的喷墨打印装置中支架的立体图；图5为本发明一个实施例中的喷墨打印方法的流程图；图6为本发明一个实施例中的另一喷墨打印方法的流程图；图7为本发明一个实施例中的又一喷墨打印方法的流程图。具体实施方式下面结合附图详细说明本发明的喷墨打印装置及喷墨打印方法。如图1和图2所示，本发明中的喷墨打印装置包括打印小车3、导轨梁1、支架2、走纸机构4及控制系统(图中未视出)。导轨梁1包括横支架11和左支柱10a和右支柱10b。在横支架11上安装一驱动机构，该驱动机构用于驱动支架2在第一方向运动，驱动机构由设置在横支架11一端的伺服电机15和皮带12及左带轮13a和右带轮13b构成，左带轮13a和右带轮13b分别设置在横支架11的左右两端，其中左带轮13a与伺服电机15连接，皮带12连接左带轮13a和右带轮13b，由伺服电机15带动左带轮13a旋转从而带动皮带12运动。在横支架11上还安装有一光栅17用于定位打印小车在第一方向的运动位置。在横支架11上还安装有上导轨14b和下导轨14a，在支架2的背面安装有两滑块与上导轨14b和下导轨14a嵌合，从而支架2能够沿上导轨14b和下导轨14a在第一方向(左右方向)自如的进行往返运动。在横支架11上还安装一拖链板16及拖链18，拖链18一端与支架2连接，另一端安装在拖链板16上，拖链板16为凹槽结构，拖链18在该凹槽结构内来回运动。打印小车3安装在支架2上，在打印小车3上安装包括用于喷射品红色(M)、黄色(Y)、青色(C)和黑色(K)墨水的打印头，每一色墨水的打印头至少为一个，为提高打印速度可以采用多个打印头打印同一色墨水。在本发明的打印小车3上还可以设置喷射白色(W)墨水和/或透明色(V)墨水的打印头。在打印小车3上可设置用于容纳墨水的墨盒及相应的负压控制系统。本发明的打印头使用的墨水为UV墨水。在打印小车3的两端分别安装一固化装置32。本发明的固化装置由沿第二方向排列设置的多个用于照射紫外线的LED构成，本发明也可只在打印小车3的一端安装一固化装置，如只在打印小车的左端安装一固化装置或者只在打印小车的右端安装一固化装置。支架2安装在导轨梁1上，控制系统控制支架2沿第一方向(导轨梁所在方向，喷墨打印领域常说的X轴方向)作往复运动，并控制支架2带动打印小车3沿第二方向(垂直导轨梁的方向，喷墨打印领域常说的Y轴方向)作相对运动，并在打印小车3运动的过程中控制安装于其上的打印头将墨滴喷射于打印介质上。导轨梁1通过左支柱10a和右支柱10b安装在走纸机构4上，在导轨梁1上安装一伺服电机11，该伺服电机11通过皮带带轮12带动支架2，从而带动安装于支架2上的打印小车以一基本恒定的速度沿第一方向左右运动。本发明的走纸机构4包括收纸机构43、放纸机构42、打印平台41、驱动辊及多个导向辊，沿第一方向在打印平台41的左右两端分别设置一左导向辊44和一右导向棍45，打印介质5安装在放纸机构42上，打印介质5的一端经过多个导向辊绕在打印平台41的左端的左导向辊44上，然后打印介质横跨整个打印平台41绕在打印平台41的右端的右导向辊45上，然后经驱动辊和多个导向辊绕在收纸机构43上。本发明中的打印平台41为长方形，沿第一方向打印平台的长度大于沿第二方向打印平台的长度，本发明的走纸机构4为间歇式进纸，待位于打印平台上的打印介质打印完之后，控制系统控制走纸机构4每次进纸量为打印平台41在第一方向上的长度。如图3和图4所示，在支架2上设置有一驱动机构包括电机21和丝杆22、丝母23，电机21的输出端与丝杆22连接，丝杆22上安装丝母23，丝母23通过丝母座与打印小车3连接，在打印小车3的两侧各安装一滑块31，滑块31与设置在支架2两侧的导轨25配合，通过电机21带动丝杆22、丝母23转动从而带动打印小车3沿第二方向前后运动。本发明中的支架2和打印小车3的运动方式为：支架2以自第一方向上的一端(图中右端)移动至另一端(图中左端)，且自另一端返回到一端的方式相对于打印介质进行相对移动，然后打印小车3在一端的状态下沿第二方向相对于打印介质进行相对移动(由后往前运动)。本发明中的支架2和打印小车3的运动方式还可以为：支架2以自第一方向上的一端移动至另一端后，打印小车3在另一端的状态下沿第二方向相对于打印介质进行相对移动，然后支架2沿第一方向自另一端相对于打印介质移动至一端。在本发明的支架2上还可以设置一第二驱动机构(图中未视出)用于驱动打印小车3沿第三方向(第三方向为与打印介质所在平面垂直的方向，喷墨打印领域常说的Z轴方向)上下移动以适应不同厚度的打印介质。图5本发明的喷墨打印装置的一种打印方法的流程图，本发明的喷墨打印方法包括由安装于打印小车的喷头喷出墨滴，并由设置在打印小车两端的固化装置向打印介质照射紫外线来使墨滴固化从而实现打印，支架沿第一方向相对于打印介质进行相对往返移动，打印小车沿与第一方向正交的第二方向相对于打印介质进行相对移动；该喷墨打印方法包括下述步骤：第一步S1，喷墨打印开始前，通过调节第二驱动机构使打印小车沿第三方向上下运动以使打印小车上喷嘴所在平面与打印介质之间的距离为最适于打印的距离，喷墨打印领域中最适于打印的距离为2～3mm；第二步S2，一边使支架沿第一方向相对于打印介质从一端(打印平台的右端)运动至另一端(打印平台的左端)，一边自打印头向打印介质喷射墨滴，并且自固化装置中照射紫外线将墨滴固化；第三步S3，使打印小车在另一端(打印平台的左端)的状态下沿所述第二方向相对于打印介质进行步进运动；第四步S4，一边使支架沿第一方向相对于打印介质从另一端(打印平台的左端)移动至一端(打印平台的右端)，一边自打印头喷出墨滴叠加于上述第一步中附着在打印介质上的墨滴上，并且自固化装置中照射紫外线使墨滴固化；第五步S5，判断打印平台上打印介质的打印图像是否打印完成，若完成则直接结束打印，若未完成重复第二步、第三步和第四步直至打印完成，第六步S6，使走纸机构以一预订量沿第一方向进给下一屏打印介质，然后重复第二步、第三步、第四步和第五步直至将需要的打印图像打印完。如图6所示，本发明的喷墨打印方法中的第三步与第四步之间的顺序也可以调换一下形成另一种的打印方法，该喷墨打印方法包括如下步骤：第一步S01，喷墨打印开始前，通过调节第二驱动机构使打印小车沿第三方向上下运动使打印小车上喷嘴所在平面与打印介质之间的距离为最适于打印的距离，喷墨打印领域中最适于打印的距离为2～3mm；第二步S02，一边使支架沿第一方向相对于打印介质从一端运动至另一端，一边自打印头向打印介质喷射墨滴，并且自固化装置中照射紫外线将墨滴固化；第三步S03，一边使支架沿第一方向相对于打印介质从另一端移动一端，一边自打印头喷出墨滴叠加于上述第一步中附着在打印介质上的墨滴上，并且自固化装置中照射紫外线使墨滴固化；第四步S04，使打印小车在一端的状态下沿第二方向相对于打印介质进行步进运动；第五步S05，判断打印平台上打印介质的打印图像是否打印完成，若完成则直接结束打印，若未完成重复第二步、第三步和第四步直至打印完成，第六步S06，使走纸机构以一预订量沿第一方向进给下一屏打印介质，然后重复第二步、第三步、第四步和第五步直至将需要的打印图像打印完。图7为本发明的喷墨打印装置的另一种打印方法的流程图，本发明的喷墨打印方法包括由安装于打印小车上的打印头喷出墨滴，并由设置在打印小车两端的固化装置向打印介质照射紫外线来使墨滴固化从而实现打印，支架固定于打印平台正上方的某一位置，打印过程中，打印小车保持静止不动，走纸机构沿第一方向恒速供给打印介质；该喷墨打印方法包括下述步骤：第一步S001，支架沿第一方向运动打印平台正上方的某一位置；第二步S002，通过调节第二驱动机构使打印头喷嘴所在平面与打印介质之间的距离为适应打印的距离；第三步S003，一边使走纸机构沿第一方向恒速供给打印介质，一边自打印头喷出的墨滴于打印介质上，并且自固化装置中照射紫外线使墨滴固化；第四步S004，判断打印图像是否打印完成，若完成则直接结束打印，若未完成则重复第三步直至打印完成。需要指出的是根据本发明的具体实施方式所作的任何变形，均不脱离本发明的精神以及权利要求记载的范围。