固态油墨在打印基表面打印方法、装置、应用及使用方法与流程

1.本发明涉及喷墨打印技术领域，具体涉及固态油墨在打印基表面打印方法，还涉及固态油墨在打印基表面打印的装置，还涉及固态油墨在打印基表面打印的应用，还涉及固态油墨在打印基表面打印的使用方法。


背景技术：

2.随着新生代消费人群的崛起，促生了多元化的消费需求，有颜有料、个性化、参与感的产品成为了主流的消费趋势，这也为市场发展注入了新的活力，以印刷领域为例，传统的工业化制版印刷已难以满足印品需求，以数字喷墨印刷为代表的印刷技术随之兴起，其以免于制版，数据可变，智能控制，印刷分辨率高等特点被市场接受，但遗憾的是数字喷墨印刷技术目前基本只应用在平面纸张类印刷领域，即只能通过液态墨水在纸张表面打印满足平面类图案印刷需求，而无法在立体打印基表面进行固态图案打印，区别于平面图案，固态图案通常会采用固态或熔融态的墨水，且打印出的图案有一定的厚度，如在食品打印领域中存在一种固态巧克力融溶后进行打印的方案，但受限于巧克力熔后流体粘度的影响，其打印通常是通过类似注射的方式挤出巧克力流体以构建立体造型，这种方式只适合整体造型的输出，几乎难以体现细节，严格来讲并不属于打印，那么，如何提供一种技术方案既能在打印基表面打印出高分辨率的图案，又能使其实现工业生产成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的以上技术问题，本发明的目的是提供一种固态油墨在打印基表面打印的方法、装置、应用及使用方法。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明第一方面的固态油墨在打印基表面打印的方法，包括以下步骤：
6.步骤s1、将满足喷印需求的固态油墨加热至融溶状态的一粘度区间，并输送至打印喷头；
7.步骤s2、喷头加热装置持续加热和/或保温使油墨保持一粘度区间，并在喷头收到打印指令后将油墨喷印至打印基表面；
8.步骤s3、冷却使打印基表面油墨固化。
9.进一步地，融溶状态的油墨在输送至打印喷头前还包括：
10.步骤s11、将融溶状态的油墨输送至一二级加热存储装置，使一粘度区间的油墨保持一定的存量；
11.步骤s12、二级加热存储装置中的油墨输送至打印喷头。
12.进一步地，喷头打印融溶油墨的粘度区间为10mpa.s-20mpa.s，其中，优选15mpa.s。
13.更进一步地，油墨粘度15mpa.s时对应的温度区间为60℃-70℃。
14.更进一步地，固态油墨优选可可脂。
15.更进一步地，固态油墨优选热蜡。
16.进一步地，打印机表面油墨的固化冷却方式优选为风冷。
17.本发明第二方面的固态油墨在打印基表面打印的装置，包括基础打印平台，所述基础打印平台用于为打印基在各个打印工序的流转体提供支撑，包括：
18.油墨存储装置，所述油墨存储装置安装在所述基础打印平台上，用于固态油墨的存储及加热，所述油墨存储装置包括容器及附着在容器上的加热器，所述容器用于固态油墨的存储，所述加热器用于加热所述容器使所述容器中的固态油墨融溶至一粘度区间；
19.喷墨打印装置，所述喷墨打印装置安装在所述基础打印平台上，用于油墨的输出打印，所述喷墨打印装置包括打印喷头及附着在所述打印喷头上的加热片，所述打印喷头用于接收融溶油墨并按打印指令在打印基表面喷印油墨，所述加热片用于加热和/或保温所述打印喷头中的油墨使其保持一粘度区间；
20.冷却装置，所述冷却装置安装在所述基础打印平台上，所述冷却装置用于加快固化打印基表面的固态油墨；所述冷却装置包括风扇，所述风扇用于向打印基输出冷风。
21.进一步地，固态油墨在打印基表面打印的装置还包括二级加热存储装置，所述二级加热存储装置用于融溶油墨的定量存储并使其保持一定的粘度区间，所述二级加热存储装置包括存储器及附着在存储器上的加热单元，所述存储器用于存储一定量的自所述油墨存储装置输入的融溶油墨，所述加热单元用于加热和/或保温存所述储器中的融溶油墨，使其保持一定的粘度区间。
22.进一步地，所述油墨存储装置中还设置搅拌器，所述搅拌器用于搅拌融溶油墨使其受热均匀，从而保证其粘度能够均匀的保持在一粘度区间。
23.更进一步地，所述二级加热存储装置中还设置搅拌机构，所述搅拌机构用于搅拌融溶油墨使其受热均匀。
24.进一步地，油墨在所述油墨存储装置和所述喷墨打印装置之间通过墨管输送。
25.更进一步地，油墨在所述油墨存储装置和所述二级加热存储装置之间通过墨管输送。
26.更进一步地，油墨在所述二级加热存储装置和所述喷墨打印装置之间通过墨管输送。
27.进一步地，所述打印喷头打印融溶油墨的粘度区间为10mpa.s-20mpa.s，其中，优选15mpa.s。
28.更进一步地，油墨粘度15mpa.s时对应的温度区间为60℃-70℃。
29.更进一步地，固态油墨优选可可脂。
30.更进一步地，固态油墨优选热蜡。
31.进一步地，所述打印基为可食用基材，对应的固态油墨为可食用油墨。
32.进一步地，所述打印基为不可食用基材。
33.本发明第三方面的固态油墨在打印基表面打印的应用，包括以下步骤：
34.步骤m1、确定喷头打印融溶态油墨的最佳粘度区间及所能承受的工作温度区间；
35.步骤m2、判断油墨在喷头可承受的工作温度区间内的粘度参数与喷头是否匹配；
36.步骤m3、确定油墨的固化方式。
37.本发明第四方面的固态油墨在打印基表面打印的使用方法，包括以下步骤：
38.步骤q1、设定打印参数，所述打印参数包括但不限于：打印图案、打印尺寸、油墨类型等；
39.步骤q2、发送打印指令，所述打印指令中包含打印参数、油墨温度、油墨粘度。
40.本发明具有如下优点：通过将一种能够符合喷头喷印粘度需求的固态油墨进行加热融溶，并将融溶后的油墨在保持其粘度的情况下输送至打印喷头，打印喷头根据打印指令将油墨打印至打印基表面，再经过冷却装置后，使打印基表面的油墨固化成有一定厚度的立体图案，其打印分辨率高且适合工业化生产。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
42.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
43.图1为一种固态油墨可可脂的温度与粘度的关系示意图。
44.图2为本发明一种固态油墨在打印基表面打印的方法流程示意图。
45.图3为本发明一种固态油墨在打印基表面打印的方法另一流程示意图。
46.图4为本发明一种固态油墨在打印基表面打印的装置结构示意图。
47.图5为本发明一种固态油墨在打印基表面打印的应用流程示意图。
48.图6为本发明一种固态油墨在打印基表面打印的使用方法流程示意图。
49.图中：1、基础打印平台，2、打印基，10、油墨存储装置，20、喷墨打印装置，30、冷却装置，40、二级加热存储装置，101、容器，102、加热器，103、搅拌器，201、打印喷头，202、加热片，301、风扇，401、存储器，402、加热单元，403、搅拌机构。
具体实施方式
50.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.如图1-3所示，本发明第一方面实施例提供一种固态油墨在打印基表面打印的方法，包括以下步骤：
52.步骤s1、将满足喷印需求的固态油墨加热至融溶状态的一粘度区间，并输送至打印喷头；
53.需要说明的是，满足喷印需求的固态油墨指固态油墨在一定温度下的粘度满足喷头能够承受的温度下的喷印粘度要求，即喷头能够承受的温度及所能喷印的油墨粘度是固
态油墨的一大限制因素，而且，固态油墨在一定温度下的粘度和喷头承受的温度及可喷印的粘度匹配程度越高，则喷头打印的固态图像的分辨率越高；
54.需要进一步说明的是，融溶态的油墨是通过墨管输送至喷头的；
55.在一实施例中，融溶状态的油墨在输送至打印喷头前还包括：
56.步骤s11、将融溶状态的油墨输送至一二级加热存储装置，使一粘度区间的油墨保持一定的存量；
57.需要说明的是，为确保融溶油墨的持续供应，故设置一二级加热存储装置，即将融溶后的油墨先通过墨管输送至二级加热存储装置，使二级加热存储装置中保持一定量的融溶态油墨，且为了使油墨保持一粘度区间，故对其中的油墨进行持续加热；
58.需要进一步说明的是，为确保油墨的存量充足以保证持续的打印输出，二级加热存储装置中通常还设有墨量传感器，用于向用户反馈墨量的多少，并向用户发出加墨的警报；
59.需要进一步说明的是，为确保油墨粘度的均匀，二级加热存储装置中通常还设有一搅拌机构，用于搅动二级加热存储装置中的油墨，以使二级加热存储装置中的油墨能够充分加热，从而保证油墨的粘度区间；
60.步骤s12、二级加热存储装置中的油墨输送至打印喷头；
61.在一具体实施例中，喷头最高能承受的温度在80℃左右，所能打印的油墨粘度区间为10mpa.s-20mpa.s，其中，当油墨粘度为15mpa.s时，最高打印分辨率可以达到600*600dpi，可可脂是一种既有硬度且溶解得很快得油脂，其在27℃以下几乎全是固体，35℃以上可以完全融化，60℃-70℃其粘度可以达到15mpa.s左右，即可可脂是一种可打印的固态油墨；
62.需要进一步说明的是，可可脂是一种可食用的油脂，即通过可可脂油墨打印的图案是可食用的；
63.在另一具体实施例中，热蜡也是固态油墨的一种选择。
64.需要说明的是，二级加热存储装置中的油墨是通过墨管输送至喷头的；
65.步骤s2、喷头加热装置持续加热和/或保温使油墨保持一粘度区间，并在喷头收到打印指令后将油墨喷印至打印基表面；
66.需要说明的是，熔溶态油墨在墨管输送过程中会发生热量的损失从而导致粘度的变化，为确保油墨能始终保持最佳打印粘度区间，故油墨进入喷头后也持续进行加热；
67.需要进一步说明的是，打印指令为喷头喷墨的控制指令，即控制喷头喷墨的墨量、喷孔的闭合等指令；
68.步骤s3、冷却使打印基表面油墨固化；
69.在一具体实施例中，通过风冷的方式使打印基表面的油墨固化，即通过向打印完成的打印基及其表面的固态打印图案输出冷风，使表面的固态打印图案冷却凝固；
70.需要说明的是，冷却的方式受固态油墨本身的物理属性及最终的打印需求所限制，则可以达到冷却目的的方式有多种，包含但不限于自然冷却、压缩机制冷、水冷等方式。
71.如图4所示，本发明第二方面实施例提供一种固态油墨在打印基表面打印的装置，包括基础打印平台1，基础打印平台1用于为打印基2在各个打印工序的流转体提供支撑，包括：
72.油墨存储装置10，油墨存储装置10安装在基础打印平台1上，用于固态油墨的存储及加热，油墨存储装置10包括容器101及附着在容器上的加热器102，容器101用于固态油墨的存储，加热器102用于加热容器101使容器101中的固态油墨融溶至一粘度区间；
73.在一具体实施例中，油墨存储装置10中还设置搅拌器103，搅拌器103用于搅拌融溶油墨使其受热均匀，从而保证其粘度能够均匀的保持在一粘度区间。
74.喷墨打印装置20，喷墨打印装置20安装在基础打印平台1上，用于油墨的输出打印，喷墨打印装置20包括打印喷头201及附着在打印喷头201上的加热片202，打印喷头201用于接收融溶油墨并按打印指令在打印基2表面喷印油墨，加热片202用于加热和/或保温打印喷头201中的油墨使其保持一粘度区间；
75.冷却装置30，冷却装置30安装在基础打印平台1上，冷却装置30用于加快固化打印基2表面的固态油墨；冷却装置30包括风扇301，风扇301用于向打印基2输出冷风；
76.工作中，根据实际的打印需求可以选择可食用基材作为打印基，或不可食用食材作为打印基，通常可食用基材搭配可食用油墨。用户将固态油墨置于油墨存储装置10中的容器101里面，加热器102用于加热容器101使容器101中的固态油墨融溶至一粘度区间，同时，为确保油墨粘度区间的稳定，搅拌器103会对油墨进行持续的搅拌以使油墨受热均匀，在用户发出打印指令后，容器101中的融溶油墨通过墨管输送到喷墨打印装置20中的打印喷头201进行固态图像打印，为降低油墨在墨管输送过程中热量的损失导致的粘度变化，打印喷头201在打印前通过加热片202对油墨进行二次加热，之后，打印喷头201根据打印指令将油墨喷印至打印基的表面，打印完成后打印基2在基础打印平台1上移动进入冷却装置30，冷却装置30中的风扇301持续对打印基输出冷风，使打印基表面的固态图像固化。
77.在一具体实施例中，固态油墨在打印基表面打印的装置还包括二级加热存储装置40，二级加热存储装置40用于融溶油墨的定量存储并使其保持一定的粘度区间，二级加热存储装置40包括存储器401及附着在存储器上的加热单元402，存储器401用于存储一定量的自油墨存储装置10输入的融溶油墨，加热单元402用于加热和/或保温存储器中401的融溶油墨，使其保持一定的粘度区间；
78.在另一具体实施例中，二级加热存储装置40中还设置搅拌机构403，搅拌机构403用于搅拌融溶油墨使其受热均匀；
79.工作中，为保证持续的喷印过程，通常要使融溶油墨保持一定的存量，则将油墨存储装置10中的容器101中的融溶油墨先通过墨管输送至二级加热存储装置40中的存储器401，为确保融溶油墨的粘度，附着在存储器上的加热单元402对存储器401进行持续的加热，并且搅拌机构403对存储器401中的融溶油墨进行搅拌以保证油墨受热均匀及粘度均匀，在用户发出打印指令后，存储器401中的融溶油墨再通过墨管输送至喷墨打印装置20进行打印。
80.在一具体实施例中，某打印喷头201可打印融溶油墨的粘度区间为10mpa.s-20mpa.s，其中，当粘度为15mpa.s时打印分辨率最高，其可承受的打印温度最高在80℃左右。可可脂是一种既有硬度且溶解得很快得油脂，其在27℃以下几乎全是固体，35℃以上可以完全融化，60℃-70℃其粘度可以达到15mpa.s左右，即可可脂是一种可打印的固态油墨，而可可脂本身是可以食用的，所以，可可脂固态油墨可以用于在可食用打印基表面进行可食用食材的打印。
81.在一具体实施例中，设置有多套固态油墨在打印基表面打印的装置，每套固态油墨在打印基表面打印的装置中的油墨存储装置10中的容器101中放置不同种类的固态油墨，则喷墨打印装置20在打印的固态图像时可以实现不同材质的油墨的混合打印；
82.在一具体实施例中，设置有多套固态油墨在打印基表面打印的装置，每套固态油墨在打印基表面打印的装置中的油墨存储装置10中的容器101中放置的固态油墨中添加了不同的色素，则喷墨打印装置20在打印固态图像时可以实现不同颜色的油墨的混合打印，若打印可食用食材，则可在固态油墨中添加可食用色素；
83.如图5所示，本发明第三方面实施例提供一种固态油墨在打印基表面打印的应用，包括以下步骤：
84.步骤m1、确定喷头打印融溶态油墨的最佳粘度区间及所能承受的工作温度区间；
85.需要说明的是，喷头本身的性能对打印的结果有着决定性的影响，即首先确定喷头是否可以打印融溶态的油墨，但是融溶态是一过程状态，即熔融溶态下的流体粘度区间范围较广，所以其次应确定喷头最佳的粘度打印区间及最佳的打印粘度值，但是，流体的粘度受温度影响较大，即随着温度的升高流体的粘度会降低，就是说一流体可以通过不断地加热使其粘度能满足喷头的要求，但是，喷头的工作也会受到温度的影响，即温度过高之后喷头可能无法正常工作，所以也应该确定喷头所能承受的工作温度区间。
86.步骤m2、判断油墨在喷头可承受的工作温度区间内的粘度参数与喷头是否匹配；
87.需要说明的是，判断喷头参数和油墨参数是否匹配是通过判断油墨再满足喷头粘度情况下的温度是否超出喷头的工作温度，即某油墨的粘度可以满足喷头打印粘度要求，但是其达到这一粘度的温度超出了喷头的工作温度，则此油墨和喷头不匹配，油墨只有在粘度满足喷头要求的情况下的温度没有超出喷头的工作温度才是和喷头所匹配的。
88.步骤m3、确定油墨的固化方式；
89.需要说明的是，为确保打印的固态图像稳定，通常要对打印的固态图像油墨进行固化处理，而油墨的自身属性不同其固化方式也不相同，一般而言是通过控制温度的方式使其固化，即可以通过风冷、水冷、压缩机制冷等方式使油墨固化。
90.如图6所示，本发明第四方面实施例提供一种固态油墨在打印基表面打印的使用方法，包括以下步骤：
91.步骤q1、设定打印参数，打印参数包括但不限于：打印图案、打印尺寸、油墨类型等；
92.需要说明的是，喷墨打印是一种可变信息打印，即打印系统可以根据用户的参数设定进行打印，在一具体使用过程中，用户根据自身的需要在打印设备的人机交互页面进行打印图案的选择或者设计，并确定图像在打印基表面的打印尺寸，以及选择固态打印的油墨类型，以及油墨的颜色，是否是可食用油墨等信息，系统根据用户的设定生成打印参数。
93.步骤q2、发送打印指令，打印指令中包含打印参数、油墨温度、油墨粘度。
94.需要说明的是，打印指令是打印设备实际执行打印操作时的具体工作指令，其既包含了用户参与设定的打印参数，也包含了虽然用户未直接参与但属于隐含的或打印所必须的参数，如油墨的温度及粘度参数，固态图像油墨固化方式及时间的参数等，这一打印指令直接控制喷头进行打印及相应装置的工作，而这一打印指令的发送是用户通过打印设备
的人机交互界面确定打印参数后发出的。
95.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
96.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。