CN103317848B - 一种喷墨打印设备及制作光栅的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷墨打印设备及制作光栅的方法，涉及光栅制作领域。为降低喷墨打印光栅制作设备的成本和提高喷墨打印光栅制作设备的精度而发明。本发明一种喷墨打印设备，包括：基座；基台，所述基台设置于所述基座上，用于承载待加工基板在所述基座的表面沿第一方向直线移动；以及喷头组件，所述喷头组件设置于所述基台上方，所述喷头组件包括喷头支架和设置于所述喷头支架面向所述基台一侧上的喷头，所述喷头上设有喷口，所述喷头组件可沿第一方向直线移动。本发明适用于喷墨打印的方法制作光栅。

Description

一种喷墨打印设备及制作光栅的方法

技术领域

本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种喷墨打印设备及制作光栅的方法。

背景技术

立体显示已经成为显示领域得一大趋势。而立体显示的根本原理就是视差产生立体，即使人的左眼看到左眼图片，右眼看到右眼图片，其中左右眼图片为有视差的一对立体图像对。

视差挡板法3D是现在最流行的一种3D显示技术。基本结构包括显示单元以及在显示单元下面的视差挡板。视差挡板是周期性排列一条透明，一条遮光条纹的光栅，其中透光区域宽度一般为20-70μ，而且遮光区域宽度几十到几百微米。

现有技术采用光刻或者喷墨打印的方法制作光栅，用光刻的方法制作光栅时，精度较高，但是流程很复杂、制作效率低。理论上可以采用喷墨打印的方法制作光栅，即直接在基板上打印光栅遮光条纹，此方法工艺简单，可以提高光栅的制作效率，但是用喷墨打印的方法制作光栅时，每打印完一条遮光条纹后，需要控制喷头精确移动到下一条遮光条纹的中心然后进行打印，由于光栅相邻两遮光条纹的中心距太小，因此必须制作出步进很小的位移控制装置才能满足光栅的制作要求，现有技术中的传动设备很难达到如此精度，即使有也非常昂贵，这样就导致了喷墨打印的方法很难实施。

发明内容

本发明的实施例提供一种喷墨打印设备及制作光栅的方法，使得用喷墨打印的方法制作光栅时，不需要制作步进很小的设备就可以满足高精度光栅的制作，降低了采用喷墨打印法制作光栅的设备成本，提高了采用喷墨打印的方法制作光栅的可行性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明的实施例一方面提供了一种喷墨打印设备，包括：基座；基台，所述基台设置于所述基座上，用于承载待加工基板在所述基座的表面沿第一方向直线移动；以及喷头组件，所述喷头组件设置于所述基台上方，所述喷头组件包括喷头支架和设置于所述喷头支架面向所述基台一侧上的喷头，所述喷头上设有喷口，所述喷头组件可沿第一方向直线移动。

本发明的实施例另一方面提供了一种制作光栅的方法，包括以下步骤：操作所述喷头在待加工基板上进行第一次光栅遮光条纹的打印；操作所述基台沿所述第一方向移动第一距离，操作所述喷头组件沿所述第一方向移动第二距离，操作所述喷头在所述待加工基板上沿平行于上一次打印的光栅遮光条纹的方向进行光栅遮光条纹的打印，所述第一距离和所述第二距离的距离差由待制作光栅遮光条纹的间距确定；重复上一步骤，直至打印完成所有光栅遮光条纹。

本发明实施例提供的喷墨打印设备及制作光栅的方法，由于所述基台和所述喷头组件均可沿所述第一方向移动，因此在制作光栅时，同时移动基台和喷头组件，利用基台和喷头组件移动时在第一方向上产生的距离差来保证待制作光栅相邻两遮光条纹的间距，由此，使得基台和喷头组件不需要有很高的移动精度也可完成高精度光栅的制作，降低了采用喷墨打印法制作光栅的设备成本，提高了采用喷墨打印的方法制作光栅的可行性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例喷墨打印设备的整体结构示意图；

图2为本发明实施例喷墨打印设备的一种喷头结构的示意图；

图3为本发明实施例喷墨打印设备的基台移动组件的结构示意图；

图4为本发明实施例喷墨打印设备的喷头移动组件的结构示意图；

图5为使用本发明实施例光栅制作方法制作的一个具体的光栅条纹示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

图1为本发明实施例喷墨打印设备的整体结构示意图，如图1所示，根据本发明第一方面实施例的喷墨打印设备，包括：基座1，基座1上设有基台2，基台2用于承载待加工基板7，基台2可在所述基座1的表面沿第一方向直线移动，还包括喷头组件3，所述喷头组件3设置于所述基台2的上方，所述喷头组件3包括喷头支架31和设置于喷头支架31面向基台2一侧上的喷头32，所述喷头上设有喷口33，所述喷头组件3可沿第一方向直线移动。

本发明实施例提供的喷墨打印设备，由于所述基台2和所述喷头组件3均可沿所述第一方向移动，因此在制作光栅时，同时移动基台3和喷头组件2，利用基台3和喷头组件2移动时在第一方向上产生的距离差来保证待制作光栅相邻两遮光条纹的间距，由此，使得基台3和喷头组件2不需要有很高的移动精度也可完成高精度光栅的制作，降低了采用喷墨打印法制作光栅的设备成本，提高了采用喷墨打印的方法制作光栅的可行性。

喷头组件3的形式可以有多种，例如可以为如图1所示的形式：所述喷头组件3包括喷头支架31和沿第一方向等间隔设置于所述喷头支架31面向所述基台2一侧上的若干喷头32，每一个所述喷头32面向所述基台2一端上均设有喷口33，所述喷口33的直径与待制作光栅遮光条纹的宽度相等且各喷口33之间的间距可调。使用图1所示的实施例的喷头组件3进行光栅打印时，在打印不同规格的光栅时，需要对各喷口33之间的间距进行调整，使各喷口33之间的间距与待制作光栅遮光条纹的间距相适应。由此，只需一套喷头组件3即可满足多种规格的光栅制作要求。其中，喷口33与喷头32的连接方式可以有多种，例如可在喷头32面向所述基台2一端沿第一方向开设长槽，然后将喷口33通过螺栓固定于长槽上，每次调整时只需松开螺栓然后将喷口33在长槽上滑动即可。但是，由于此类可调结构在多次打印的情况下各喷口33之间的间距会出现微小的变化，需要再次进行校正，因此图1所示的实施例的喷头组件3优选应用于对不同规格的光栅少量生产的情况。

喷头组件3还可以设置为如图2所示的形式：所述喷头组件3包括喷头支架31和设置于所述喷头支架31面向所述基台2一侧上的喷头34，所述喷头34面向所述基台2一侧设有挡板35，所述挡板35上沿第一方向等间隔设置有若干喷口36，所述喷口36的直径与待制作光栅遮光条纹的宽度相等。使用图2所示的实施例的喷头组件3进行光栅打印时，在打印不同规格的光栅时，需要在挡板35上加工与待制作光栅遮光条纹的间距相适应的喷口36，使用时更换上相应的挡板35即可，更换方便且易于保证喷口36间距的精度。但是由于不同规格的光栅所使用的挡板35的规格也不相同，因此图2所示的实施例中的喷头组件3优选应用于对同种规格的光栅大批量生产的情况。

使基台2和喷头组件3移动的实施方式可以有多种，只要使基台2和喷头组件3能够在基台2的平面方向内沿同一直线方向运动即可，例如，可以选用丝杠和丝杠螺母的传动方式、传动带的传动方式或者采用直线电机的传动方式，其结构均为本领域技术人员能够实施的常用的机械传动结构。参照图3，图3所示为一个具体的用于控制基台移动的基台移动组件7的实施例，当需要使基台2沿第一方向运动时，基台2下方设置丝杠螺母74，丝杠螺母74内配合连接有丝杠73，所述丝杠73沿所述第一方向设置，所述丝杠73一端通过变速箱72与电机71连接，电机71固定于基座1上。此结构成本低，但传动精度不高。

若选用直线电机的传动方式，参照图4，图4所示为一个具体的用于控制喷头组件3移动的喷头移动组件8的实施例，当需要使喷头组件3沿第一方向运动时，只需将直线电机的磁轨81沿第一方向设置，然后将喷头组件3的喷头支架31与直线电机的推力线圈82连接即可。此结构传动精度高，但设备成本也高。

进一步地，如图1所示，为了提高设备的油墨储量，节省频繁添加油墨所耗费的时间，提高生产效率，优选使用油墨箱4，所述油墨箱4与喷头连接，可向喷头供给油墨。

进一步地，如图1所示，为了安装被加工基板时更加精确、方便，还包括定位装置5，所述定位装置5设置于喷头支架31上，可对被加工基板6和喷头支架31的相对位置进行定位。

本发明实施例还提供了一种利用上述任一项实施例所述的喷墨打印设备制作光栅的方法，所述方法包括以下步骤：

操作喷头在待加工基板上进行第一次光栅遮光条纹的打印；

操作所述基台2沿第一方向移动第一距离，操作所述喷头组件3沿第一方向移动第二距离，操作喷头在所述待加工基板6上沿平行于上一次打印的光栅遮光条纹的方向进行光栅遮光条纹的打印，所述第一距离和所述第二距离的距离差由待制作光栅遮光条纹的间距确定；

重复上一步骤，直至打印完成所有光栅遮光条纹。

本发明实施例提供的光栅制作方法，由于所述基台2和所述喷头组件3均可沿所述第一方向移动，因此在制作光栅时，同时移动基台3和喷头组件2，利用基台3和喷头组件2移动时在第一方向上产生的距离差来保证待制作光栅遮光条纹的间距，由此，使得基台3和喷头组件2不需要有很高的移动精度也可完成高精度光栅的制作，降低了采用喷墨打印法制作光栅的设备成本，提高了采用喷墨打印的方法制作光栅的可行性。

进一步地，当待制作光栅为等间距光栅且待制作光栅相邻两遮光条纹的中心距为W时，打印光栅遮光条纹的方法如下：

调整所述第一距离与所述第二距离的差的绝对值V，所述喷口的个数N以及相邻两喷口的中心距B，使其同时满足如下条件：

B和V均为W的正整数倍；

B和V至少有一个为W的奇数倍；

V≤B(N-1)+W；

当B≠W时，B≠V；

操作喷头在待加工基板上进行第一次光栅遮光条纹的打印；

操作所述基台2沿第一方向移动第一距离，操作所述喷头组件3沿第一方向移动第二距离，操作喷头在所述待加工基板上进行光栅遮光条纹的打印；

重复上一步骤，直至打印完成所有光栅遮光条纹。

采用本实施例所述的方法进行光栅打印时，首先需要根据待打印光栅的W值对参数V、B、N进行调整，使其同时满足上述各条件，对上述各条件的原理解释如下：

B为W的正整数倍：此条件是为了保证同一次打印中，各喷口所打印出的光栅遮光条纹间距为W的正整数倍；

V为W的正整数倍：此条件是为了保证同一喷口多次打印出的光栅遮光条纹间距为W的正整数倍；

3)B和V至少有一个为W的奇数倍：由于当B为W的偶数倍时，相邻两喷口打印出的光栅遮光条纹间距为W的偶数倍，此时若V也为W的偶数倍则同一喷口各次打印出的光栅遮光条纹间距也为W的偶数倍，因此最多只能打印出间距为2W的光栅遮光条纹而无法打印出间距为W的光栅遮光条纹。因此，此条件是为了保证能够打印出间隔为W的光栅遮光条纹。

4)V≤B(N-1)+W：此条件限制了喷口的最少个数，目的是为了在仅通过V值无法保证光栅遮光条纹间距的情况下可以通过多个喷口的多次打印来保证光栅遮光条纹间距。

5)当B≠W时，B≠V：若B≠W时，B＝V，则无论打印多少次，打印出的相邻两光栅遮光条纹间距均不等于W，因此无法制作出相邻两光栅遮光条纹间距为W的光栅遮光条纹。

如图5所示，图5为使用上述方法制作的一个具体的光栅遮光条纹示意图，图5中相同粗细的条纹表示同一次打印出的条纹，图中由粗到细分别表示第一次打印的光栅遮光条纹、第二次打印的光栅遮光条纹......第五次打印的光栅遮光条纹，此图中将光栅遮光条纹设计为不同宽度只是为了区分方便，实际打印出的各光栅遮光条纹宽度相等。本实施例中，参数V、N、B与W之间的关系如下：V＝4W，B＝5W，N＝7。

本发明实施例提供的制作光栅的方法，不需要制作步进很小的驱动装置也可完成高精度光栅的制作，降低了光栅制作设备的成本，此方法简单，易于操作，光栅制作效率高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种喷墨打印设备，其特征在于，包括：

基座；

基台，所述基台设置于所述基座上，用于承载待加工基板在所述基座的表面沿第一方向直线移动；以及

喷头组件，所述喷头组件设置于所述基台上方，所述喷头组件包括喷头支架和设置于所述喷头支架面向所述基台一侧上的喷头，所述喷头上设有喷口，所述喷头组件可沿第一方向直线移动；

所述喷墨打印设备还包括基台移动组件，所述基台移动组件包括设置于基台下方的丝杠螺母，丝杠螺母内配合连接有丝杠，所述丝杠沿所述第一方向设置，所述丝杠一端通过变速箱与电机连接，所述电机固定于基座上。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其特征在于：所述喷头组件包括喷头支架和沿所述第一方向等间隔设置于所述喷头支架面向所述基台一侧上的若干喷头，每一个所述喷头上均设有喷口，所述喷口的直径与待制作光栅遮光条纹的宽度相等且各喷口之间的间距可调。

3.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其特征在于：所述喷头组件包括喷头支架和设置于所述喷头支架面向所述基台一侧上的喷头，所述喷头面向所述基台一侧设有挡板，所述挡板上沿所述第一方向等间隔设置有若干喷口，所述喷口的直径与待制作光栅遮光条纹的宽度相等。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的喷墨打印设备，其特征在于：所述喷墨打印设备还包括喷头移动组件，所述喷头移动组件为直线电机，所述直线电机包括磁轨和设置于磁轨上且可沿磁轨直线运动的推力线圈，所述磁轨沿第一方向设置，所述推力线圈与喷头支架连接。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的喷墨打印设备，其特征在于：所述喷墨打印设备还包括油墨箱，所述油墨箱与喷头连接，用于向所述喷头供给油墨。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的喷墨打印设备，其特征在于：所述喷墨打印设备还包括定位装置，所述定位装置设置于所述喷头支架上，用于将待加工基板和所述喷头支架进行定位。

7.一种利用如权利要求1～6中任一项所述的喷墨打印设备制作光栅的方法，其特征在于，包括以下步骤：

操作所述喷头在待加工基板上进行第一次光栅遮光条纹的打印；

操作所述基台沿所述第一方向移动第一距离，操作所述喷头组件沿所述第一方向移动第二距离，操作所述喷头在所述待加工基板上沿平行于上一次打印的光栅遮光条纹的方向进行光栅遮光条纹的打印，所述第一距离和所述第二距离的距离差由待制作光栅遮光条纹的间距确定；

重复上一步骤，直至打印完成所有光栅遮光条纹。

8.根据权利要求7所述的制作光栅的方法，其特征在于，包括以下步骤：

当待制作光栅为等间距光栅且待制作光栅相邻两遮光条纹的中心距为W时，调整所述第一距离与所述第二距离的差的绝对值V，所述喷口的个数N以及相邻两喷口的中心距B，使其同时满足如下条件：

B和V均为W的正整数倍；

B和V至少有一个为W的奇数倍；

V≤B(N-1)+W；

当B≠W时，B≠V；

操作所述喷头在待加工基板上进行第一次光栅遮光条纹的打印；

操作所述基台沿所述第一方向移动所述第一距离，操作所述喷头组件沿所述第一方向移动所述第二距离，操作所述喷头在所述待加工基板上进行光栅遮光条纹的打印；

重复上一步骤，直至打印完成所有光栅遮光条纹。