一种喷墨打印装置的制作方法

本发明涉及一种喷墨打印装置，尤其涉及一种用于打印多种不同打印物体的可更换物料固定装置的喷墨打印装置。

背景技术：

传统圆柱体或圆锥体的印刷方式，一般较多以丝印或者粘贴商标的方式居多，而丝印针对排版、制版、重复套色工艺流程比较繁琐，而且小批量多色个性化定制版的打印成本会大大增高，不利于个性化印制市场。喷墨打印技术最大的优势在于能够灵活的改变打印的图文信息。喷墨打印无需制版，没有起印量的限制，节省了传统印刷的所有印前准备流程，只需要在打印时把所需图文信息输入，用一台电脑操作就可以将所需图文打印在待打印物体上。

市场上有多种多样的圆柱体需要喷墨打印，它们具有多种不同特征，比如有一端开口式的或无开口的，一端开口式的还分为开口处带螺纹的和不带螺纹的；此外，还有一些底面半径和顶面半径不同的特殊圆柱体即圆锥体的杯子，并且具有不同的直径及长度，对于上述多种类的打印物体，需要采用不同的固定方式将其紧固才可用于打印，现需要设计一种模块化可更换的物料固定装置，能够适用于更多不同材质、形状、特征的打印物体的固定，使其在打印过程中保持平稳运动，从而确保喷绘出高质量的图文效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的局限，提供一种可更换物料固定装置及治具单元从而可适用于固定多种不同特征打印物体的喷墨打印装置。

本发明的上述技术问题是通过下述技术方案得到解决的：提出一种喷墨打印装置，包括打印模块、物料固定装置、升降装置、支撑框架和控制系统，打印模块包括打印小车和横梁，打印小车安装在横梁上，打印小车下方安装喷头用于喷射墨滴，打印模块下方设置有物料固定装置，所述物料固定装置用于固定打印物体并带动其运动，升降装置设置于物料固定装置下方，所述升降装置用于调节打印物体距离喷头的距离，支撑模块用于支撑和连接整个打印装置，控制系统控制打印小车沿横梁的步进运动、喷头的喷墨及打印物体绕自身旋转中心轴的旋转运动，其特征在于，物料固定装置作为独立的模块，可进行更换用以打印不同特征的打印物体。

在上述的喷墨打印装置中，还包括一平行度调节装置，设置于所述物料固定装置与升降装置之间，用于调节打印物体待打印平面与喷头的平行。

在上述的喷墨打印装置中，所述的物料固定装置包括固定单元、治具单元、滑动单元、驱动单元和固化单元，固定单元设置在物料固定装置的一侧、用来固定治具单元，治具单元用来安装打印物体，治具单元可根据打印物体的特征进行更换，治具单元的另一侧设置滑动单元，滑动单元通过靠近或远离治具单元从而顶紧打印物体，固定单元的另一端安装驱动单元，驱动单元用来驱动打印物体的运动，固化单元设置于治具单元的下方，用来对打印物体上的墨滴进行固化处理。

在上述的喷墨打印装置中，所述的打印物体为一端开口的圆柱体或圆锥体。

在上述的喷墨打印装置中，所述治具单元的一端通过旋入传动中心轴的螺纹孔与驱动单元连接。

在上述的喷墨打印装置中，所述的治具单元与打印物体连接端设置配套螺纹孔，用于对一端开口且开口端带螺纹的圆柱体进行安装固定。

在上述的喷墨打印装置中，所述的治具单元与打印物体连接端设置柱形套筒，用于对一端开口且开口端无螺纹的圆柱体进行安装固定。

在上述的喷墨打印装置中，所述的治具单元与打印物体连接端设置连接杆、夹紧轮和限位轮，连接杆上设置夹紧轮和限位轮，夹紧轮和限位轮为尺寸不同的圆环，用于对一端开口的圆锥体进行安装固定。

在上述的喷墨打印装置中，所述的驱动单元包括电机、编码器和传感器，电机用来驱动打印物体转动，编码器用来检测打印物体转动的参数，传感器为一凹槽式光电传感器，在凹槽内设置一具有条形缺口的圆盘，圆盘与打印物体连接并随打印物体旋转，当条形缺口旋转至光电传感器凹槽中间位置时，光电式传感器发射的光线不被遮挡，从而反馈检测信号。

在上述的喷墨打印装置中，所述的物料固定装置包括支撑旋转单元、压紧单元、驱动单元和固化单元，支撑旋转单元包括两个处于同一平面内的相互平行的支撑转轴，支撑转轴上放置打印物体，打印物体上表面通过压紧单元将其压紧，驱动单元位于物料固定装置一侧，用于驱动支撑转轴旋转从而带动打印物体绕自身中心轴旋转，固化单元位于打印物体下方，用来对打印物体上的墨滴进行固化处理。

在上述的喷墨打印装置中，所述的打印物体为有一定质量的圆柱体或者需打印部分为圆柱状的物体。

本发明通过物料固定装置的模块化设计，可对其单独进行更换，同时物料固定装置中的治具单元也可进行单独更换，从而适用于对多种不同特征的圆柱状、圆锥状打印物体进行卡紧固定，扩大了喷墨打印装置的应用领域，更适用于个性化定制的需求、降低喷绘成本；同时在打印时驱动装置带动打印物体绕自身旋转中心轴旋转的过程中保持旋转的平稳度，以确保打印质量；并且光电传感器可准确测量并反馈打印物体旋转的起始位置和圈数，打印位置精准。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的打印装置立体示意图；

图2为本发明一个具体实施例中的物料固定装置立体示意图；

图3为图2更换待打印物体后的物料固定装置主视图；

图4为本发明一个具体实施例中可更换的圆锥体物料固定装置立体示意图；

图5为图4安装圆锥体打印物体后的立体示意图；

图6为图5中治具固定开口圆锥体的放大示意图；

图7为本发明一个具体实施例中固定无螺纹圆柱体的治具部分示意图；

图8为本发明另一实施例中更换物料固定装置后的打印装置立体示意图；

图9为图8中物料固定装置的放大示意图。

图中：物料固定装置10、第一固定装置1、打印小车2、拖链21、横梁3、刮墨维护装置4、平行度调节装置5、升降装置6、支撑框架7、第二固定装置8、编码器11、电机12、光电传感器13、挡盘131、固定座14、传动中心轴141、UV灯固定座15、UV灯固化装置151、第二UV灯固化装置152、A固定座16、顶紧挡块161、B固定座17、锁紧钉171、导轨18、滑块181、连接板19、第一治具01、打印物体001、第一打印物体011、第二治具02、夹紧轮021、限位轮022、连接杆023、第二打印物体002、第三治具03、圆柱套筒031、第三打印物体003、第四打印物体004、驱动电机81、压紧光轴82、压紧轮83、支撑转轴84、UV固化装置85、安装支架86。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明具体实施例中的喷墨打印装置。

如图1所示，本发明的喷墨打印装置包括物料固定装置10、打印模块、刮墨维护装置4、平行度调节装置5、升降装置6、支撑框架7和控制系统。打印模块包括打印小车2和横梁3，打印小车2安装在横梁3上，打印小车2可随拖链21沿横梁3进行步进运动，打印小车2下方安装多个喷头分别用于喷射不同颜色的墨水，比如用于喷射青色（C）墨水，品红色（M）墨水，黄色（Y）墨水和黑色（K）墨水，还可以包括白色（W）墨水或透明色（V）墨水，或者更多颜色的墨水，喷头沿共轴线依次等间距排列。本发明实施例中的打印头上可以设置一排喷嘴，也可以设置两排喷嘴，但两排喷嘴的间距最好在2mm左右，且打印头的打印宽度最好较窄，这样打印头进入打印区的速度较快，能提高单个打印物体的打印效率。打印模块下方设置一物料固定装置10，所述物料固定装置10用于固定打印物体并带动其运动，物料固定装置10为独立的模块化设计，可根据打印物体的不同特征进行整体模块的更换。物料固定装置10下方设置平行度调节装置5及升降装置6，平行度调节装置5用于调节打印物体的上表面即待打印面与喷头的平行（此功能应用于圆锥状物体的打印），升降装置6通过电机（图中未示出）带动上方的平行度调节装置5和物料固定装置10在垂直方向上下运动，从而带动打印物体在垂直方向升降，使喷墨打印装置在打印不同直径大小的物体时保证打印物体与喷头之间的距离为最合适的打印距离（一般为1-3mm）。本发明喷墨打印装置的升降装置6也可以采用气动、液压或手动升降方式。在横梁3的一侧、打印小车2的下方还设置一刮墨维护装置4，刮墨维护装置4用于对打印小车2下方的喷头进行刮墨操作以避免喷头堵塞，同时在打印结束后对打印小车2下方的喷头进行保湿维护，避免喷头干结。支撑框架7用于支撑和连接整个打印装置。控制系统用于控制打印小车2沿横梁3方向步进运动、带动打印物体绕其自身旋转中心轴旋转，并控制打印小车2上的打印头在打印物体旋转的过程中将墨水喷射于打印物体的表面实现图像或文字的打印。

本发明的打印装置由于物料固定装置10的模块化设计及其包含的治具可更换性，能够适用于多种不同特征的打印物体，下面通过实施例对其进行具体介绍。

实施例一

图2为本发明一个具体实施例中的物料固定装置立体示意图，称为第一固定装置1，第一固定装置1即可替换图1中打印装置的物料固定装置10，替换安装时使用螺钉旋紧固定。第一固定装置1用来固定安装打印物体001，打印物体001为一端开口且带螺纹的圆柱体瓶子。第一固定装置1包括编码器11、电机12、光电传感器13、固定座14、UV灯固定座15、A固定座16、B固定座17、导轨18和连接板19，编码器11设置在第一固定装置1的最左端并连接电机12，编码器11用来记录打印物体001旋转的圈数、角度等参数，电机12用来驱动打印物体001绕其自身旋转中心轴进行旋转运动，电机12的右端通过带轮（图中未标注）连接传动中心轴141，传动中心轴141为一阶梯轴，传动中心轴141穿过固定座14进行固定，传动中心轴141在靠近打印物体的一端设置螺纹孔，可将不同的治具旋入螺纹孔进行拧紧固定。本实施例将第一治具01安装在传动中心轴141的螺纹孔内，第一治具01的另一端也设置螺纹孔，可将瓶口带有配合螺纹的开口瓶即打印物体001旋入固定。传动中心轴141的另一端连接一挡盘131，挡盘131为一圆盘，圆盘有一条形缺口，挡盘131下端设置一光电传感器13，挡盘131随传动中心轴141在光电传感器13的凹槽内转动，当条形缺口正好旋转至光电传感器13凹槽中间位置时，光电传感器13发射的光线不被遮挡，光电传感器13反馈信号，当挡盘131旋转一周，再次将条形缺口旋转至光电传感器13凹槽发射的光线位置后，第二次反馈信号，光电传感器13检测到打印物体001已旋转一周，如此原理，便可记录打印物体001旋转的起始位置并检测到打印物体001旋转的圈数，并将其反馈至程序用于控制打印。在固定座15的下端设置连接板19，连接板19的两长边方向分别设置滑轨18，在两滑轨18上分别设置滑块181，两滑块181上方安装B固定座17，B固定座17通过锁紧钉171与连接板19保持固定，B固定座17上安装A固定座16，A固定座16和B固定座17可沿滑轨18进行移动，A固定座16上端设置一通孔安装顶紧挡块161，从而使顶紧挡块161也可沿滑轨18运动，即可以靠近或远离打印物体001的底面，在安装完打印物体001后，将顶紧挡块161顶紧至打印物体001的底面对其顶紧固定。根据打印物体001的打印区域长度在其下方设置UV灯固化装置151，UV灯固化装置151通过调节板（图中未标注）安装于UV灯固定座15上，UV灯固定座15与固定座14连接，UV灯固化装置151对上方刚刚喷射至打印物体001上的墨滴进行固化处理。

打印物体001的瓶身长度可以不同，只要瓶口的螺纹直径与第一治具01连接处的螺纹配合即可，图3中的第一打印物体011即为一瓶身较短的圆柱体开口处带螺纹瓶子。需要更换不同长度的打印物体时，只需将打印物体001旋转卸下，再将第一打印物体011换上旋紧即可，此时，顶紧挡块161根据打印物体长度顶紧第一打印物体011的底面，第一打印物体011即可在电机12的驱动下平稳的进行绕其自身中心轴的旋转运动。此外，第一打印物体011下端设置的UV灯固化装置152还可根据打印物体的长度进行更换调整，以节约成本绿色环保。

第一固定装置1中的第一治具01可根据打印物体需要进行更换，图4为第一固定装置1中更换安装第二治具02的立体示意图，该治具用于固定安装一端开口的圆锥状打印物体，与上述图2-3所示不同的地方在于，在传动中心轴141靠近打印物体的一端更换安装第二治具02，第二治具02包括夹紧轮021、限位轮022和连接杆023，连接杆023的一端带有螺纹并与传动中心轴141的螺纹孔配合连接，连接杆023上依次设置夹紧轮021和限位轮022，夹紧轮021和限位轮022为尺寸不同的圆环，可将一端开口的圆锥状瓶子套进夹紧轮021和限位轮022进行安装，图5中所示的第二打印物体002即为此圆锥状打印物体的示意图，然后再将顶紧挡块161移动至第二打印物体002的底面将其顶紧固定。第二打印物体002安装于第二治具02后的局部放大图如图6所示。

图7为本发明第一固定装置1中可进行更换的第三治具03的局部示意图，该治具用于固定一端开口且光滑无螺纹的圆柱体，即为第三打印物体003。第三治具03的连接打印物体端为一平滑的柱形套筒031，柱形套筒031的直径略微小于第三打印物体003的直径，柱形套筒031的长度接近第三打印物体003长度的一半，第三治具03的另一端仍为与传动中心轴141的螺纹孔配套的螺纹。需要打印此种打印物体时，只需将第三治具03旋入传动中心轴141螺纹孔中与其相连，然后将第三打印物体003套入第三治具03的柱形套筒031上，最后再将顶紧挡块161移动至第三打印物体003底面将其顶紧即完成安装固定。

需要说明的是，第一固定装置1通过更换与传动中心轴141连接的不同治具，可适用于与之配合的各种圆柱体，包括开口处带有螺纹的或不带螺纹的、包括不同直径的或不同长度的，同时也可适用于不同锥度或直径的开口圆锥体，并不仅限于附图及以上实施例的描述。

实施例二

本发明另一个实施例用第二固定装置8替换第一固定装置1，即将第二固定装置8替换安装于附图1中打印装置的物料固定装置10处，如图8所示，第二固定装置8用于安装和带动第四打印物体004绕其自身旋转中心轴旋转。图9为第二固定装置8的具体结构示意图，第二固定装置8包括支撑旋转单元、压紧单元、驱动单元和固化单元，支撑旋转单元包括两个处于同一平面内的相互平行的支撑转轴84，压紧单元包括压紧光轴82和压紧轮83，驱动单元包括驱动电机81，固化单元包括UV固化装置85。压紧光轴82通过四个安装支架86固定安装在打印装置的支撑框架7上，两支撑转轴84上方放置第四打印物体004，第四打印物体004上表面被四个压紧轮83压紧固定，每两个压紧轮83安装在一个压紧光轴82上，压紧轮83可沿压紧光轴82的轴线左右移动，通过移动压紧轮83之间的距离以适应不同长度的圆柱状物体的打印，压紧光轴82设置两个且位于同一平面内相互平行，并可相互靠近或相互远离以适应不同直径的第四打印物体004。在打印过程中，压紧轮83与第四打印物体004上表面压紧，用于保证整个打印过程中第四打印物体004在其旋转中心轴轴向的位置保持不变。驱动电机81位于第二固定装置8的一端、连接两支撑转轴84，驱动电机81用于带动两支撑转轴84旋转从而带动其上方压紧的第四打印物体004绕其自身旋转中心轴旋转，在旋转过程中，支撑转轴84和压紧轮83均与第四打印物体004于相反的方向旋转。本发明实施例中的第四打印物体004为瓶身为圆柱体的瓶子，一端开口或闭口均可，可具有一定质量。本发明的待打印物体可以为圆柱状物体或者需打印部分为圆柱状的物体。

凡根据本发明的具体实施方式所做出的任何变形，均不脱离本发明的精神以及权利要求记载的范围。