一种喷墨打印装置的制作方法

文档序号:13108759
技术领域本实用新型涉及一种喷墨打印装置,具体说涉及一种适于板材类、卷材类等多种打印介质实现立体打印效果的喷墨打印装置。

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(Onepass)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。在一次走纸成像(Onepass)喷墨打印过程中,由于打印介质的一遍通过而无法打印具有3D立体效果的图案,并且传统的一次走纸成像(Onepass)喷墨打印装置只用于卷材类打印介质,而不能打印板材类打印介质,当然更不能对板材类打印介质进行3D立体效果打印。同时,一次走纸成像(Onepass)喷墨打印在打印分辨率方面也具有局限性,如若想提高打印质量,只能更换价格昂贵的高分辨率喷头来实现,从而增大了制造成本。

技术实现要素:
针对现有技术存在的问题,本实用新型的目的在于提出一种功能多样、高分辨率、尤其适于多种打印介质(卷材类或板材类)立体效果打印的喷墨打印装置。为实现所述目的,本实用新型提出一种喷墨打印装置,包括:一打印小车,所述打印小车上安装至少一个打印喷头,打印喷头的宽度大于或等于下方安置的打印介质的宽度,打印小车两端安装固化装置;一第一方向驱动机构,用于安装打印小车,并控制打印小车沿第一方向进行往返运动;一第三方向驱动机构,控制打印小车沿第三方向进行升降运动;一打印平台,所述打印平台上方安置有打印介质;一控制系统,所述控制系统控制所述打印小车、所述第一方向驱动机构、所述第三方向驱动机构和所述打印喷头的工作。上述喷墨打印装置中,还包括一走纸机构,所述走纸机构沿所述第一方向输送打印介质。上述喷墨打印装置中,还包括一第二方向驱动机构,所述第二方向驱动机构通过支架与打印小车连接,并控制打印小车沿与第一方向垂直的第二方向步进运动,用于提高打印图像的分辨率。上述喷墨打印装置中,所述第一方向驱动机构包括第一拖链,第一方向导轨,第一方向滑块,第一电机和第一支架,控制系统控制第一电机驱动打印小车沿第一方向运动,运动过程中打印小车下方安装的第一方向滑块与第一支架上方的第一方向导轨配合以约束运动方向。上述喷墨打印装置中,所述第一方向导轨在打印平台上方前后两端各设置一根,打印小车的底面安装在两根导轨上,每根导轨上配合设置两个滑块。上述喷墨打印装置中,所述打印小车由第一方向驱动机构驱动、以自所述第一方向上相对于打印介质进行往复运动并由喷头喷射墨滴,往返多遍叠加打印后,第三方向驱动机构驱动打印小车沿与打印平台垂直的第三方向上升,然后控制系统继续控制打印小车在第一方向上往返叠加打印。上述喷墨打印装置中,所述打印小车由第一方向驱动机构驱动、以自所述第一方向上相对于打印介质进行往复运动并由喷头喷射墨滴,所述打印小车再次运动至第一方向上开始端后由第二方向驱动机构驱动、以自所述第二方向相对于打印介质进行步进移动,然后打印小车在自所述第一方向上继续往复运动并由喷头喷射墨滴,如此反复多遍叠加打印后,第三方向驱动机构驱动打印小车沿与打印平台垂直的第三方向上升,然后控制系统继续控制打印小车在第一方向与第二方向上配合运动进行叠加打印。上述喷墨打印装置中,还包括装料、卸料装置,设置于打印平台的前后两端,用于对板材类打印介质自动化上料、卸料操作。相对于现有技术的喷墨打印装置,本实用新型的喷墨打印装置具有如下优点:1、本实用新型的喷墨打印装置通过对打印小车设置第一方向和第三方向的驱动机构,使其能够实现3D立体效果打印。2、本实用新型的喷墨打印装置在onepass打印机基础上设置打印平台,加大了打印机的使用范围,不仅可以打印卷材类打印对象,还可进行板材类打印对象的打印作业。3、本实用新型的喷墨打印装置通过对打印小车设置第二方向驱动机构,可以在原有喷头精度的基础上,增大打印图案的分辨率,提高打印质量。4、本实用新型的喷墨打印装置通过将第二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,降低成本。5、本实用新型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、打印平台或走纸机构的组合运动实现多种打印模式,使打印装置功能全面,在本领域增加竞争力。附图说明图1为本实用新型一个实施例中的喷墨打印装置的立体图;图2为本实用新型一个实施例中的喷墨打印装置的左视图;图3为本实用新型打印小车相对运动的示意图;图4为本实用新型一个实施例中打印3D立体效果的喷墨打印过程;图5为本实用新型另一个实施例中的打印3D立体效果的喷墨打印过程;图6为本实用新型又一个实施例中的打印过程;图7为本实用新型再一实施例中的打印过程。附图中,1-第一方向驱动机构,2-第二方向驱动机构,3-第三方向驱动机构,4-打印小车,5-打印平台,6-刮墨维护装置,7-走纸机构,11-第一拖链,12-第一方向导轨,13-第一方向滑块,14-第一电机,15-第一支架,21-第二拖链,22-第二方向导轨,23-第二方向滑块,24-第二支架,31-第三电机,32-第三方向气顶杆,41-固化装置,71-收纸机构,72-放纸机构。具体实施方式下面结合附图详细说明本实用新型的喷墨打印装置及该装置的打印过程。如图1和图2所示,本实用新型中的喷墨打印装置包括第一方向驱动机构1、第二方向驱动机构2、第三方向驱动机构3、打印小车4、打印平台5、刮墨维护装置6、走纸机构7及控制系统(图中未视出)。打印小车4安装在打印平台5上方,在打印小车4上安装包括用于喷射品红色(M)、黄色(Y)、青色(C)和黑色(K)墨水的打印喷头,每一色墨水的喷头至少为一个,为提高打印速度可以采用多个喷头打印同一色墨水。在本实用新型的打印小车4上还可以设置喷射白色(W)墨水和\/或透明色(V)墨水的打印喷头,也可以设置喷射专色(SpotColor)墨水的打印喷头。打印小车4横跨在打印平台5的宽度方向,打印喷头的整体宽度大于或等于下方安置的打印对象的宽度。在打印小车4上可设置用于容纳墨水的墨盒及相应的负压控制系统。本实用新型的打印喷头使用的墨水为UV墨水。在打印小车4的两端分别安装一固化装置41,用于对喷出的墨水进行干燥处理。本实用新型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,本实用新型也可只在打印小车4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。固化装置的照射强度也可设置为可智能调节的方式。在打印小车4的初始位置下方设置一刮墨维护装置6,刮墨维护装置6用于对打印小车4下方安装的喷头进行刮拭,防止喷孔堵塞;在打印机停止工作时,刮墨维护装置6还可对喷头进行保湿维护,防止喷孔中墨水干结凝固,避免损坏喷孔,确保喷绘质量。打印小车4可在控制系统控制下进行三个方向的运动,即第一方向为图中X轴方向(X轴方向与第一支架15所在方向平行),第二方向为图中Y轴方向(X轴与Y轴方向垂直),第三方向为图中Z轴方向(即与打印平台5垂直的高度方向)。分别通过第一方向驱动机构1、第二方向驱动机构2和第三方向驱动机构3控制打印小车4在三个方向上的运动,如图3所示。第一方向驱动机构1包括第一拖链11,第一方向导轨12,第一方向滑块13,第一电机14和第一支架15,控制系统控制第一电机14驱动打印小车4以一基本恒定的速度沿第一方向(X轴方向)反复运动,运动过程中打印小车4下方安装的第一方向滑块13与第一支架15上方的第一方向导轨12配合以约束运动方向,本实施例设置有两个第一方向导轨12,分别在打印平台5宽度方向前后两侧边位置,打印小车4横跨安装至两第一方向导轨12上方,打印小车下端沿X轴方向两侧分别各设置两个第一方向滑块13与第一方向导轨12配合。第一方向驱动机构1还包括第一拖链11,第一拖链11安装在拖链板(图中未示出)上,第一拖链11随打印小车4沿第一方向(X轴方向)往复运动。在打印小车4沿第一方向(X轴方向)运动过程中,控制系统还需控制其下方的喷头将墨滴喷射至打印介质上。第二方向驱动机构2包括第二拖链21,第二方向导轨22,第二方向滑块23,第二支架24和第二电机(图中未示出),控制系统可控制第二电机驱动打印小车4沿第二方向(Y轴方向)运动,运动过程中打印小车4下方安装的第二方向滑块23与第二支架24上方安装的第二方向导轨22配合以约束Y轴运动方向,本实施例设置两个第二方向导轨22,打印小车下方沿Y轴方向两侧分别各设置两个第二方向滑块23与第二方向导轨22配合。第二方向驱动机构2中的第二拖链21安装在拖链板(图中未示出)上,拖链板为凹槽结构,第二拖链21随打印小车4沿第二方向(Y轴向)步进运动。在打印小车4沿第二方向(Y方向)运动过程中,喷头不喷射墨滴。第三方向驱动机构3包括第三电机31,第三方向气顶杆32,控制系统可控制第三电机31驱动打印小车4沿第三方向(Z轴方向)升降运动,本实施例设置四个第三方向气顶杆32,同时设置四组光轴、轴承座(图中未示出)约束Z轴运动方向。升降装置还可采取其他方式,只要能保证打印小车4沿第三方向(Z轴方向)垂直运动即可。第三方向驱动机构3可带动打印小车4沿第三方向(Z轴方向)垂直升降以调节喷头与打印介质之间的距离,此外也可进行微小的高度升降操作以用于打印具有凹凸质感的3D立体效果。本实用新型的走纸机构7包括收纸机构71、放纸机构72、驱动辊及多个导向辊(图中未标注),沿第一方向(X轴方向)在打印平台5的左右两端分别设置一左导向辊和一右导向辊,当打印介质为卷材类材料时,打印介质安装在放纸机构72上,打印介质的一端经过多个导向辊绕在打印平台5的右端的右导向辊上,然后打印介质横跨整个打印平台5绕在打印平台5的左端的左导向辊上,然后经驱动辊和多个导向辊绕在收纸机构71上。本实用新型中的打印平台5为长方形,沿第一方向(X轴方向)打印平台的长度大于沿第二方向(Y轴方向)打印平台的长度,本实用新型的走纸机构7为连续进纸或间歇式进纸,当为间歇式进纸时,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7每次进纸量为打印平台5在第一方向上的长度。当打印介质为板材类材料时,不需要走纸机构7工作,可直接将板材类介质放置于打印平台5上进行打印,还可设置配套治具于打印平台5上以约束打印介质的位置。还可沿第二方向(Y轴方向)即打印平台5宽度方向前后两端设置自动上料卸料装置,进行对板材类打印介质的自动装卸料操作。本实用新型中的打印小车4在打印过程中运动方式有以下几种:打印小车4以自第一方向(X轴方向)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,当打印小车沿第一方向(X轴方向)往复叠加打印N遍后,控制系统控制打印小车4沿第三方向(Z轴方向)上升微小距离,然后打印小车4继续以自第一方向(X轴方向)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往复叠加打印N遍,然后控制系统控制打印小车4沿第三方向(Z轴方向)上升微小距离,如此反复,直至完成打印需求。此种情况应用于打印凹凸3D立体效果且喷头在第二方向(Y轴方向)长度覆盖打印介质待打印区域的情况。若在上述打印方式基础上提高分辨率,可加入打印小车4在第二方向(Y轴方向)的运动:打印小车4还是先以自第一方向(X轴方向)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4在一端的状态下沿第二方向(Y轴方向)相对于打印介质进行相对步进运动(由后往前运动),接着打印小车4继续以自第一方向(X轴方向)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,如此反复,以此种方式达到所需分辨率后,打印小车4沿第二方向(Y轴方向)重新回到初始端,再继续以此运动方式第二遍喷射墨水,如此反复,直至叠加打印N遍后,控制系统控制打印小车4沿第三方向(Z轴方向)上升微小距离,然后打印小车4重新以自第一方向(X轴方向)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,然后打印小车4在一端的状态下沿第二方向(Y轴方向)相对于打印介质步进运动(由后往前运动),此种方式直至叠加打印N遍后,打印小车4再沿第三方向(Z轴方向)上升微小距离,如此反复,最终打印出高分辨率的凹凸3D立体效果图像。当打印介质是卷材类时,需要走纸机构7的配合工作,打印小车4仍然执行与上述打印方式相同的运动进行打印平台5区域的图像打印,随后走纸机构7按照打印平台5在第一方向上的长度进纸,打印小车4再重新进行上述方式打印,如此反复,直至整个卷材介质打印完成。当不需要打印3D效果时,第三方向驱动机构3只应用在打印前,驱动打印小车4沿第三方向(Z轴方向)上下移动调节打印喷头所在平面与打印介质之间的距离以适应不同厚度的打印介质。在打印过程中,软件控制程序去除第三方向驱动机构3的控制运动及图像的反复叠加过程。本实用新型中的打印小车4在第一方向和第二方向的运动顺序还可以应用以下方式:打印小车4以自第一方向上的一端移动至另一端后,打印小车4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,然后打印小车4沿第一方向自另一端相对于打印介质移动至一端。其他运动方式均不变。此外,打印小车4还可在打印前被第一方向驱动机构驱动至一固定位置后不再运动,控制系统控制打印小车4下方的卷材类打印介质连续沿第一方向(X轴方向)运动,实现一遍通过打印的方式,通常应用于可变数据的打印。图4为本实用新型喷墨打印装置的一种3D立体效果的打印过程,该种打印过程应用于卷材类打印介质。本实用新型的喷墨打印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,打印小车4沿第一方向(X轴方向)相对于打印介质进行往返移动,打印小车沿与打印平台垂直的第三方向(Z轴方向)相对于打印介质进行升降移动;该喷墨打印过程包括下述步骤:第一步S1,喷墨打印开始前,安装卷材类打印介质经过打印平台5并置于整个走纸机构上,即从放纸机构72开始经过多个导向辊,绕过打印平台5后再经驱动辊、导向辊绕至收纸机构71上。第二步S2,通过调节第三方向驱动机构使打印小车4沿第三方向(Z轴方向)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。第三步S3,控制系统一边控制打印小车4沿第一方向(X轴方向)相对于打印介质从一端(打印平台的右端)至另一端(打印平台的左端)进行往复运动,一边自喷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,如此往复打印多次将墨滴进行叠加。第四步S4,当打印介质上墨滴叠加至预设高度(或打印小车往返的次数达到程序预设次数)时,第三方向驱动机构驱动打印小车4沿第三方向(Z轴方向)上升微小距离(本实施例可设置打印小车往复10次后打印小车沿第三方向上升0.2mm的距离,实际情况还需要根据墨水测量实验确定)。第五步S5,第一方向驱动机构继续带动打印小车沿第一方向(X轴方向)往复运动进行墨滴叠加,并且固化装置照射紫外线使墨滴固化。第六步S6,判断打印平台上打印介质的图像是否打印至所需的高度,若没有打印至所需高度,重复第三步、第四步、第五步和第六步;若已经打印至所需高度,执行第七步S7:走纸机构驱动打印介质沿第一方向(X轴方向)前进与打印平台在第一方向上的长度等量的距离(或使走纸机构以一预定量沿第一方向进给下一屏打印介质)。第八步S8,判断整个打印介质是否将打印图像打印完成,若已经完成则直接结束打印,若未完成则重新跳转至程序第二步S2开始,直至将打印介质全部打印完成。当打印3D立体效果应用于板材类打印介质时,执行如图5所示的打印过程:第一步S01-第六步S06均与上述S1-S6步骤的打印过程相同,在第六步S06判断打印平台上打印介质的图像是否打印至所需高度时,若没有打印至所需高度,同样重复第三步至第六步;若已经打印至所需高度,则执行第七步S07:卸载此批次的板材类打印介质,并更换下一批次的待打印板材介质,在更换介质时,可以采用人工的方式装卸,也可以设置自动化上料机构和卸料机构进行自动装卸,此装卸机构设置于沿第二方向(Y轴方向)打印平台宽度方向的前后两侧,本实施例并不对此具体形式加以限制。第八步S08,判断是否将所有待打印介质打印完成,若已经全部打印完成则直接结束打印,若未完成则重新跳转至程序第一步S01安装新的板材类打印介质,再按上述步骤继续工作,直至将所有板材类打印介质打印完成。当不需要打印3D立体效果的板材类打印介质时,同样执行S01-S02后,在S03步骤中,控制系统只控制打印小车4在沿第一方向(X轴方向)相对于打印介质从一端(打印平台的右端)至另一端(打印平台的左端)的过程中喷射墨滴打印,不再进行墨滴的反复叠加,一遍打印后便采用人工或自动的方式卸料、装料,然后控制系统再继续控制打印小车4沿第一方向(X轴方向)一遍打印,如此反复,直至所有板材类打印介质打印完成。图6为本实用新型又一个实施例的打印小车的打印过程,此打印过程基于上述基础在于提高图像的分辨率,此实施例的打印小车运动方式包括第一方向的运动、第二方向的运动和第三方向的运动。该打印过程具体包括以下步骤:第一步S11,先通过第三方向驱动机构调节打印小车在第三方向(Z轴方向)的升降运动,从而使打印小车上喷嘴所在平面与打印介质之间的距离为适于打印的距离,喷墨打印领域中最适于打印的距离为2~3mm。第二步S12,第一方向驱动机构带动打印小车沿第一方向(X轴方向)从一端运动至另一端、然后再返回至起始一端,运动过程中喷头喷射墨滴并且固化装置将墨滴固化。第三步S13,第二方向驱动机构带动打印小车沿第二方向(Y轴方向)步进运动(步进的距离根据所需打印分辨率、软件设置确定)。第四步S14,第一方向驱动机构再次带动打印小车沿第一方向(X轴方向)从一端运动至另一端,然后再返回至起始一端,运动过程中同样喷头喷墨并且固化装置将墨滴固化。第五步S15,判断打印小车是否实现软件预设的第二方向步进次数,若否,则重新执行第三步S13、第四步S14和第五步S15;若是,则执行第六步S16:打印小车沿第二方向(Y轴方向)重新回打印起始位置。第七步S17,判断打印介质上图像是否打印至预设高度,若否,则重新执行第二步S12-第七步S17;若是,则进行第八步S18:第三方向驱动机构驱动打印小车沿第三方向(Z轴方向)上升预设的微小距离。第九步S19,判断打印介质上图像是否打印至所需高度,若否,重新跳转执行第二步S12-第九步S19;若是,则结束打印小车的运动。对于打印介质的运动仍按照卷材类和板材类加以区分,参见图4中走纸机构的运动或图5中安装板材类打印介质的方式,此流程图并没对此加以限制。图7为本实用新型喷墨打印装置的再一种打印过程,此种打印用于卷材类打印介质的一次成像快速打印,包括由安装于打印小车上的喷头喷出墨滴,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,第一方向驱动机构带动打印小车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。该打印过程包括以下步骤:第一步S001,第一方向驱动机构带动打印小车沿第一方向(X轴方向)从一端运动至打印平台的正上方,停止于某一预定位置;第二步S002,通过调节第三方向驱动机构使喷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S003,一边控制走纸机构驱动卷材类打印介质从放纸端运动至收纸端,即以一恒定的速度供给打印介质,一边在打印介质的运动过程中自喷头喷射墨滴,并且固化装置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S003直至打印完成。需要指出的是根据本实用新型的具体实施方式所作的任何变形,均不脱离本实用新型的精神以及权利要求记载的范围。...
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1