CN104349902B - 一种喷墨打印装置及打印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种喷墨打印装置包括至少一打印模块，打印模块上安装至少一喷头；一第一支撑机构，用于安装和带动待打印圆柱体；一第二支撑机构，用于安装和带动打印模块；一控制系统，用于控制喷头的工作及打印模块和待打印圆柱体的运动，所述打印模块设置在待打印圆柱体径向的正上方；所述控制系统控制所述第二支撑机构带着打印模块沿待打印圆柱体径向上下运动；并控制所述第一支撑机构带着待打印圆柱体绕其中心轴旋转及沿其中心轴运动。本发明喷墨打印装置结构简单，通过调节其打印模块距离待打印圆柱体中心轴的距离可适于不同直径圆柱体的打印；且通过设置该装置中打印模块的数量可使该装置用于单色或彩色打印。

Description

一种喷墨打印装置及打印方法
技术领域
本发明涉及一种喷墨打印装置，具体说涉及一种圆柱体喷墨打印装置及打印方法。
背景技术
现有技术中在曲面上印刷精美图案和文字的方法中最简单的方法是在平面载体上进行印刷，在该载体与目标曲面结合，这种方法费时费力且最终的效果无法保证。中国专利CN94115805.5公开一种图案转印法，在成型品的曲面表面转印图线的印刷方法，采用丝绵纸作为转印纸，用高温升华气染油墨印制图案，对成型品表面预先处理，包括清净、上底漆、底漆热硬化、上感应树脂并加硬化，再在转印纸上涂一层感应黏着剂，与感应树脂可在溶而完全密着，然后把转印纸贴于曲面表面上，不需用模具加压，利用高温气化升华反应，使图案逼真的转印于曲面表面，具有美感性，耐用，不易脱落的特点。中国专利CN02273704.9公开一种手动曲面丝网印刷机，可以适应各种直径的圆形物体的曲面的丝网印刷，其缺点是制版麻烦不适于可变数据的打印，且其印刷速度较慢。
随着喷墨打印技术的日益发展，人们开始尝试如何在曲面物体上直接进行喷墨打印形成所需的图案或文字。如图1所示，中国专利200610169194.3提出一种三维喷墨印刷方法及装置，该装置包括打印头运行机构2，待打印物运行机构和控制机构，控制机构中设有处理器和存储器，在存储器中保存有待打印物曲面的结构信息以及根据该结构信息而生成喷墨打印头的运动轨迹信息，还保存有待印刷到待打印物表面的图案和文字信息；处理器根据存储器的内容，控制打印头运行机构使喷墨打印头在按运动轨迹信息设定的轨迹运动，控制喷墨打印头的喷墨动作以实现单行画面打印；处理器根据存储器存储的内容，控制待打印物运行机构使打印头运行机构相对待打印物运动实现换行动作，进行连续多行的打印而在待打印物上实现一副画面的印刷。
如图2所示，中国专利200810007766.7提出一种三维打印机，其对具有三维形状表面的待打印物的表面进行图案或文字的打印，该装置包括保持装置、打印头及移动控制装置，保持装置用于安装待打印物，移动控制装置进行使保持装置及打印头沿X、Y及Z轴方向相对移动的控制、以及使保持装置以X轴及Y轴为中心相对旋转的控制，从而可以使打印头相对于由保持装置保持的打印对象物的表面三维形状相对移动，使得打印头相对于由保持装置保持的打印对象物的表面三维形状始终具有规定的间隔，形成规定的位置关系，这样进行相对移动时，由打印控制装置根据该移动对打印头喷墨进行控制，则可以简单且自动地对具有三维形状的打印对象的表面进行图案或文字的打印。
现有技术的采用喷墨打印技术的三维喷墨打印都是通过喷墨头在水平导轨上移动，待打印物采用辊筒传送或相对喷墨头运动来实现在待打印物的曲面上打印图案或文字。这些结构、运行机构复杂，实现成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单，运动控制简单，成本低的在圆柱体表面实现可变数据打印的喷墨打印装置。
为实现上述目的，本发明提出一种喷墨打印装置包括至少一个打印模块，所述打印模块上安装至少一个喷头；一第一支撑机构，用于安装和带动待打印圆柱体；一第二支撑机构，用于安装和带动打印模块；一控制系统，用于控制喷头的工作及打印模块和待打印圆柱体的运动，其特征在于，所述打印模块设置在待打印圆柱体径向的正上方；所述控制系统控制所述第二支撑机构带着打印模块沿待打印圆柱体的径向做上下运动；并控制所述第一支撑机构带着待打印圆柱体绕其中心轴做旋转运动及沿其中心轴方向的步进运动。
上述喷墨打印装置中，所述打印模块用于打印单一色墨水。
上述喷墨打印装置中，所述多个打印模块用于打印多色墨水。
上述喷墨打印装置中，所述多个打印模块均布在待打印圆柱体的上半圆部分。
上述喷墨打印装置中，所述多个打印模块上喷头所在平面与待打印圆柱体中心轴之间的距离相等。
本发明还提出一种喷墨打印方法，其特征在于，先将待打印圆柱体安装于第一支撑机构上，通过调节第二支撑机构使打印模块上的喷头喷嘴所在平面与待打印圆柱体中心轴之间的距离大于待打印圆柱体的半径；喷墨打印时，打印模块静止不动，控制系统控制待打印圆柱体绕其中心轴旋转及喷头喷射墨滴于旋转待打印圆柱体的表面上。
上述打印方法中，喷墨打印时，所述控制系统还控制待打印圆柱体沿其中心轴做步进运动。
上述打印方法中，单色打印时，所述喷墨打印装置中设置一个打印模块，所述打印模块中的多个喷头喷射同一色墨水。
上述打印方法中，彩色打印时，所述喷墨打印装置中设置多个打印模块，所述多个打印模块用于喷射多色墨水，同一打印模块上的喷头喷射同一色墨水。
本发明喷墨打印装置结构简单，适于在圆柱体表面打印图像或文字，该装置中的打印模块可沿待打印圆柱体的径向方向运动，通过调节打印模块距离待打印圆柱体中心轴的距离可使该装置适于不同直径圆柱体的打印；通过设置喷墨打印装置中打印模块的数量可使该装置用于单色或彩色打印。
附图说明
图1为现有技术的三维喷墨打印装置的示意图；
图2为现有技术中另一三维喷墨打印装置的示意图；
图3为本发明一个实施例中的喷墨打印装置的主视图；
图4为本发明一个实施例中的喷墨打印装置的立体图；
图5为喷墨打印装置中打印模块运动路径通过待打印圆柱体中心轴和打印模块运动路径不通过待打印圆柱体中心轴的对比示意图；
图6为本发明另一实施例中的喷墨打印装置的主视图；
图7为本发明另一实施例中的喷墨打印装置的立体图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一
本实施例的喷墨打印装置用于在圆柱体上打印单色图像或文字。
如图3和图4所示，本实施例中的喷墨打印装置包括一个打印模块2，在打印模块2上安装多个喷头；一第一支撑机构(图中未视出)，用于安装和带动待打印圆柱体1；一第二支撑机构(图中未视出)，用于安装和带动打印模块2；一控制系统用于控制喷头的工作及打印模块2和待打印圆柱体1的运动。打印模块2设置在待打印圆柱体1的径向(z轴)正上方，第二支撑机构带动打印模块2沿待打印圆柱体1的径向(z轴)上下运动。第一支撑机构带动待打印圆柱体1绕其中心轴(x轴)旋转和沿其中心轴(x轴)做直线运动。
第一支撑机构包括一驱动电机及一夹持机构，夹持机构可以从外面夹持在待打印圆柱体1的一端或两端，也可以伸进待打印圆柱体的里面进行固定。
第二支撑机构可以采用电动、气动或手动方式控制打印模块2进行升降运动。
本实施例中的打印模块2上的多个喷头用于喷射同一色墨水。如图5所示，当打印模块2设置在待打印圆柱体1的径向方向时，打印模块2的进纸端与出纸端距离待打印圆柱体表面的距离绝对差X较小，几乎为零；当打印模块2′设置在非待打印圆柱体1的径向方向时，进纸端与出纸端距离待打印圆柱体表面的距离绝对差X′较大。即在很短的圆弧内打印时，打印模块2上喷头所在平面基本与圆弧平行。
喷墨打印前，先将待打印圆柱体1安装于第一支撑机构上，安装好待打印圆柱体1后，通过调节第二支撑机构使打印模块2沿Z轴上下运动，使打印模块2上喷头所在的平面距离中心轴(x轴)之间的距离为大于待打印圆柱体的半径的一个打印最合适的距离，不同的打印介质及墨水其距离不一样。喷墨打印时，打印模块2静止不动，控制系统控制第一支撑机构带动待打印圆柱体1绕中心轴(x轴)旋转，同时控制喷头喷射墨滴于旋转的待打印圆柱体1上，控制系统还控制第一支撑机构带动待打印圆柱体1沿中心轴(x轴)做步进运动。
通过调节第二支撑机构改变打印模块2距离待打印圆柱体1表面的距离可使本发明的喷墨打印装置适于在不同直径的待打印圆柱体表面进行图像或文字的打印。
实施例二
本实施例的喷墨打印装置用于在圆柱体上打印彩色图像或文字。
如图6和图7所示，以四色(C、M、Y、K)打印为例，本实施例中的喷墨打印装置包括四个打印模块21、22、23、24，打印模块21、22、23、24均匀布置在待打印圆柱体1的上半圆部分；四个第二支撑机构，用于分别安装打印模块21、22、23、24，且在各第二支撑机构的带动下打印模块21、22、23、24均可沿待打印圆柱体1的径向上下运动；一第一支撑机构，用于安装待打印圆柱体1；一控制系统，用于控制喷头的工作和四个打印模块21、22、23、24及待打印圆柱体1的运动。如图6所示，打印模块21可沿轴Z1上下运动，轴Z1经过待打印圆柱体1的轴心o；打印模块22可沿轴Z2上下运动，轴Z2经过待打印圆柱体1的轴心o；打印模块23可沿轴Z3上下运动，轴Z3经过待打印圆柱体1的轴心o；打印模块24可轴Z4上下运动，轴Z4经过待打印圆柱体1的轴心o。第一支撑机构带动待打印圆柱体1绕其中心轴(x轴)旋转和沿其中心轴(x轴)做直线运动。
本实施例中的打印模块21、22、23、24上的喷头分别用喷射青色(C)、黄色(Y)、品红色(M)和黑色(K)。喷墨打印前，将待打印圆柱体1安装于第一支撑机构上，通过调节各第二支撑机构使打印模块21、22、23、24上的喷头所在的平面距离待打印圆柱体1的中心轴(x轴)的距离均相等。喷墨打印时，打印模块2静止不动，控制系统控制第一支撑机构带动待打印圆柱体1绕中心轴(x轴)旋转，同时控制喷头喷射墨滴于旋转的待打印圆柱体1上，控制系统还控制第一支撑机构带动待打印圆柱体1沿中心轴(x轴)做步进运动。
通过调节第二支撑机构同时调节打印模块21、22、23、24距离待打印圆柱体表面的距离可使本发明的喷墨打印装置适于在不同直径的圆柱体表面进行图像或文字的打印。
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。

Claims (5)

1.一种喷墨打印装置，包括至少一个打印模块，所述打印模块上安装至少一个喷头；一第一支撑机构，包括一驱动电机及一夹持机构，夹持机构伸进待打印圆柱体的里面进行固定，用于安装和带动待打印圆柱体；第二支撑机构，用于安装和带动打印模块；一控制系统，用于控制喷头的工作及打印模块和待打印圆柱体的运动，其特征在于，所述打印装置设置多个打印模块打印多色墨水,所述打印模块设置在待打印圆柱体径向的正上方，且均布在待打印圆柱体的上半圆部分；所述控制系统控制所述第二支撑机构带着打印模块沿待打印圆柱体的径向升降运动，第二支撑机构采用电动、气动或手动方式控制打印模块进行升降运动，并调节多个打印模块上喷头所在平面与待打印圆柱体中心轴之间的距离相等；并控制所述第一支撑机构带着待打印圆柱体绕其中心轴旋转及沿其中心轴做步进运动。
2.如权利要求1所述的喷墨打印装置，其特征在于，所述打印模块还可用于打印单一色墨水。
3.如权利要求1所述的喷墨打印装置的打印方法，其特征在于，先将待打印圆柱体安装于第一支撑机构的夹持机构上，通过调节第二支撑机构使打印模块沿Z轴升降运动，使打印模块上的喷头与待打印圆柱体中心轴之间的距离大于待打印圆柱体的半径，并确保多个打印模块上喷头所在平面与待打印圆柱体中心轴之间的距离相等；喷墨打印时，打印模块静止不动，控制系统控制待打印圆柱体绕其中心轴旋转并控制待打印圆柱体沿其中心轴做步进运动。
4.如权利要求3所述的打印方法，其特征在于，所述喷墨打印装置中包括四个打印模块，所述打印模块上的喷头分别喷射青色、黄色、品红色和黑色墨水。
5.如权利要求3所述的打印方法，其特征在于，所述喷墨打印装置中设置多个打印模块，所述多个打印模块用于喷射多色墨水，同一打印模块上的喷头喷射同一色墨水。
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