CN110281660B - 一种在圆柱形表面进行连续高速打印的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于圆柱形工件表面的打印装置，其特征在于，该装置包括打印头、工件固定支架、传送带以及工件装卸装置，所述打印头固定不动，所述工件固定支架具有多个并固定在传送带上，由传送带运送逐一经过打印头，每个工件固定支架上均放置有圆柱形工件，所述传送带以固定速度匀速运转；所述打印头中设置有多个喷墨口，所述多个喷墨口的排列方向、传送带匀速方向以及圆柱形工件的轴向相互平行。

Description

一种在圆柱形表面进行连续高速打印的方法及装置

技术领域

本发明涉及喷墨打印技术领域，尤其涉及一种在圆柱形表面进行连续高速打印的方法和装置。

背景技术

随着产品加工、个人定制、广告推广、集团定制等市场的日益增长，在易拉罐、化妆品瓶、水瓶、保温杯等圆柱形物品外表面进行传统四色印刷已经在彩色喷墨打印技术领域应用了很多年。当这种技术印刷过程复杂，需要对每个颜色单独刻板，时间周期长，制版费用高，对打印表面要求高，并且只是统一重复的印刷图案已经不能满足用户需求图像多变的要求。

数码喷墨打印是一种非接触性按需打印，不需要刻板的复杂程序，无需制版大大节省生产时间，可变以及重复图像打印可以满足所有用户的需求，而且和传统印刷相比更环保，几乎没有环境污染。数码打印做为一种便捷的手段，可以随心所欲的更换不同的图案，越来越引起业内人士的关注和推广。但目前能够在圆柱形物品外表面进行打印的方法基本还依赖于扩展平板打印机的功能，即在原平板打印机上，把横梁步进转换为通过摩擦辊使物品转动，因此这种方法依旧是使用喷头往复式、物品步进方式，一点点把画面打印到物品表面。这种方法虽然借用了已经成熟的平板打印机设备，实施起来相对比较简单。但是其缺陷也是比较明显的，其主要缺陷主要在于三个方面。一是，使用往复打印方法时，每打印一行后物品转动一点，随后再打印下一行。因此每次只能打印很窄画面，且需要往返很多次，因此打印效率很低。二是，由于被打印表面为圆柱形，因此喷墨打印头距离被打印表面是不一致的，进而每次打印时只能利用喷头的少部分喷孔，这种操作方式容易损坏喷头。三是，再利用平板打印机构时，每次只能打印少数物品，打印完成后需要更换新物品，因此这种打印方式是一种断续的打印方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是提高圆柱形工件表面的打印速度，并防止喷墨口干结堵塞。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于圆柱形工件表面的打印装置，该装置包括打印头、工件固定支架、传送带以及工件装卸装置，所述打印头固定不动，所述工件固定支架具有多个并固定在传送带上，由传送带匀速运送并逐一经过打印头，每个工件固定支架上均放置有圆柱形工件，所述圆柱形工件由工件固定支架驱动匀速旋转；

所述打印头中设置有多个喷墨口，所述多个喷墨口的排列方向、传送带匀速方向以及圆柱形工件的轴向相互平行；

所述打印装置中的圆柱形工件半径r、圆柱形工件旋转速度s、传送带传送速度v、喷头点火频率f、待打印图像分辨率d、喷头有效打印距离L以及喷墨口的数量为n满足关系v＝L·f·n/2πr·d。

在一个实施例中，所述工件装卸装置通过自动装置将打印好的圆柱形工件取下，并将待打印的圆柱形工件安装到工件固定支架上。

在一个实施例中，所述打印头包括喷头、导轨及气动滑台，所述喷头固定在所述气动滑台上，所述气动滑台设置在所述导轨上，从而可以实现对喷墨口位置的调整。

在一个实施例中，所述工件固定支架包括导向杆及托瓶器，圆柱形工件被放置在托瓶器中。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于圆柱形工件表面的打印方法，所述方法包括：

将圆柱形工件固定在工件固定支架上，将工件固定支架固定于传送带上，并由工件固定支架驱动匀速旋转；

利用传送带将圆柱形工件逐一经过固定的打印头，所述打印头中设置有多个喷墨口，所述多个喷墨口的排列方向、传送带匀速方向以及圆柱形工件的轴向设置成相互平行；

所述打印装置中的圆柱形工件半径r、圆柱形工件旋转速度s、传送带传送速度v、喷头点火频率f、待打印图像分辨率d、喷头有效打印距离L以及喷墨口的数量为n满足关系v＝L·f·n/2πr·d。

在一个实施例中，在传送带上设置工件自动装卸装置用于将打印好的圆柱形工件取下，并将待打印的圆柱形工件安装到工件固定支架上。

在一个实施例中，在所述打印头中设置喷头、导轨及气动滑台，所述喷头固定在所述气动滑台上，所述气动滑台设置在所述导轨上，从而可以实现对喷墨口位置的调整。

在一个实施例中，在所述工件固定支架中设置导向杆及托瓶器，圆柱形工件被放置在托瓶器中。

与现有技术相比，本发明的关键技术点及其优点如下：

1.本发明通过令圆柱形工件以边旋转边连续前进的运动方式，提高了打印效率。

2.本发明中的所有的打印喷墨口排列方向与圆柱形工件的前进方向是平行的，因此所有的打印喷墨口距离圆柱形表面的距离是一致，从而保证了所有打印喷墨口均可以得到利用，避免了由于喷墨口长期不喷墨造成的墨水干结堵塞喷墨口的情况。

3.本发明中的打印喷墨口是固定的，其区别于现有技术中打印喷头需要相对于工件往复移动的技术手段，从而避免了由于打印喷头由于移动造成的墨滴偏移。

4.基于本发明的高速打印装置本发明还提出了为获得最佳打印效果，圆柱形工件半径r、圆柱形工件旋转速度s、传送带传送速度v、喷头点火频率f、待打印图像分辨率d以及喷头有效打印距离L之间需要满足的参数关系。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例的打印装置的结构示意图；

图2是根据本发明一实施例的打印装置的打印头结构示意图；

图3是根据本发明一实施例的打印装置的工件固定支架结构示意图；

图4是根据本发明一实施例的打印装置的托瓶器示意图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。

图1是根据本发明的连续高速打印装置结构示意图。本发明的连续高速打印装置包括打印头1、工件固定支架2、传送带3以及工件装卸装置4。其中所述打印头1是固定不动的，所述工件固定支架2具有多个并固定在传送带3上，由传送带3传送逐一经过打印头1，每个工件固定支架上均放置有圆柱形工件，并由工件固定支架驱动匀速旋转，所述传送带3以固定速度匀速运转。所述工件装卸装置4通过自动装置将打印好的圆柱形工件取下，并将待打印的圆柱形工件安装到工件固定支架上。

图2所示为本实施中所述打印头1的结构示意图，喷头11、导轨12、气动滑台13、电磁阀组14、控制板15、蠕动泵16、隔膜泵组件17、二级墨盒18、空气瓶19、主墨瓶110、光栅组件111以及底板112，所述喷头11固定在所述气动滑台13上，所述气动滑台13设置在所述导轨12上，所述气动滑台13、导轨12组成移动副，所述光栅组件111与所述导轨12平行设置，所述电磁阀组14与所述气动滑台13连接。所述机座上设有底板112，所述导轨12、电磁阀组14和光栅组件111分别固定在所述底板112上。所述电磁阀组14连接有控制板15，所述标签打印装置和墨水维护装置分别通过控制板15来控制和协调。所述光栅组件111包括光栅和与所述光栅连接的光栅编码器，所述控制板15上设有喷头电气接口、电磁阀电气接口和光栅编码器电气接口，所述喷头电气接口与所述喷头11连接，所述电磁阀电气接口与所述电磁阀14连接，所述光栅编码器电气接口与所述光栅编码器连接。墨水维护装置包括蠕动泵16、隔膜泵组件17、二级墨盒18、空气瓶19和主墨瓶110，所述隔膜泵组件17包括第一隔膜泵和第二隔膜泵，所述主墨瓶110的出口通过所述第一隔膜泵与所述二级墨盒18的入口连接，所述二级墨盒18的出口通过所述第二隔膜泵与所述主墨瓶110的入口连接，所述所述二级墨盒18的出口与所述喷头11的入口连接，所述喷头11的出口通过所述蠕动泵16与所述主墨瓶110的入口连接。所述打印头1中的喷头11为高解析度带、专有循环通道的喷头，并具有多个喷墨口，且所述多个喷墨口的排列方向与传送带3的传送方向平行。

图3，4所示为本实施中的工件固定支架2的结构示意图。待打印工件被固定在工件固定支架2上，所述工件固定支架2具有安装板21，所述安装板21的上表面焊接有导向杆24，且导向杆24的上方设置有托瓶器25，并且托瓶器25螺栓固定在安装板21上，导向杆24的左右两侧均设置有轴承座，且轴承座的右侧安装有气杆23，并且气杆23固定在安装板21上，轴承座的中部镶嵌有加工台X轴夹持器22，且加工台X轴夹持器22的左侧设置有伺服电机26，并且伺服电机26的后方设置有定位器27。所述工件固定支架2装在传送带3上，随着传送带3连续运动。待打印工件被加持在X轴夹持器22之间，并在伺服电机26的带动下高速转动，所述X轴与传送带3的传送方向平行，也与喷墨口的排列方向平行。

本实施例中，圆柱形待打印工件在自身旋转的同时沿着喷墨口排列方向移动，随着待打印工件旋转并向前移动，喷墨口数量逐渐增加，当待打印工件旋转一周时，待打印工件应向前移动一个喷头的有效打印距离。随后，进行下一圈的打印，直到图像全部打印完毕。由于待打印工件自身旋转的同时不断向前移动，因此待打印图像被分解为依据喷头有效打印宽度分割的几块图像，如图……所示。

控制图像打印的参数包括：圆柱形工件半径r、圆柱形工件旋转速度s、传送带传送速度v、喷头点火频率f、待打印图像分辨率d以及喷头有效打印距离L。当圆柱形工件旋转一周时，圆柱形工件应满足向前运动一个喷头有效打印距离，则有：

v＝L·s/2πr (1)

待打印图像分辨率d与喷头点火频率f和圆柱形工件旋转速度s有关，待打印图像分辨率d的单位为dpi，即每英寸上的点数，由于圆柱形工件旋转速度为s，则每英寸上经过喷头的时间为1/s，则有

d＝f/s (2)

结合公式(1)则有：

v＝L·f/2πr·d

同时当喷头中的喷墨口的数量为n时，则有进一步有：

v＝L·f·n/2πr·d (3)

由此得出本发明中传送带运行速度应满足公式(3)。

综上所述，本实施例的优点在于：

1.本实施例通过令圆柱形工件以边旋转边连续前进的运动方式，提高了打印效率。

2.本实施例中的所有的打印喷墨口排列方向与圆柱形工件的前进方向是平行的，因此所有的打印喷墨口距离圆柱形表面的距离是一致，从而保证了所有打印喷墨口均可以得到利用，避免了由于喷墨口长期不喷墨造成的墨水干结堵塞喷墨口的情况。

3.本实施例中的打印喷墨口是固定的，其区别于现有技术中打印喷头需要相对于工件往复移动的技术手段，从而避免了由于打印喷头由于移动造成的墨滴偏移。

4.基于本实施例的高速打印装置本实施例还提出了为获得最佳打印效果，圆柱形工件半径r、圆柱形工件旋转速度s、传送带传送速度v、喷头点火频率f、待打印图像分辨率d以及喷头有效打印距离L之间需要满足的参数关系。

以上所述，仅为本发明的具体实施案例，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术的技术人员在本发明所述的技术规范内，对本发明的修改或替换，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于圆柱形工件表面的打印装置，其特征在于，该装置包括打印头、工件固定支架、传送带以及工件装卸装置，所述打印头固定不动，所述工件固定支架具有多个并固定在传送带上，由传送带匀速运送并逐一经过打印头，每个工件固定支架上均放置有圆柱形工件，所述圆柱形工件由工件固定支架驱动匀速旋转；

所述打印头中设置有多个喷墨口，所述多个喷墨口的排列方向、传送带匀速方向以及圆柱形工件的轴向相互平行；

所述打印装置中的圆柱形工件半径r、传送带传送速度v、喷头点火频率f、待打印图像分辨率d、喷头有效打印距离L以及喷墨口的数量为n满足关系v＝L·f·n/2πr·d。

2.根据权利要求1所述的用于圆柱形工件表面的打印装置，其特征在于，所述工件装卸装置通过自动装置将打印好的圆柱形工件取下，并将待打印的圆柱形工件安装到工件固定支架上。

3.根据权利要求1所述的用于圆柱形工件表面的打印装置，其特征在于，所述打印头包括喷头、导轨及气动滑台，所述喷头固定在所述气动滑台上，所述气动滑台设置在所述导轨上，从而可以实现对喷墨口位置的调整。

4.根据权利要求1所述的用于圆柱形工件表面的打印装置，其特征在于，所述工件固定支架包括导向杆及托瓶器，圆柱形工件被放置在托瓶器中。

5.一种用于圆柱形工件表面的打印方法，所述方法包括：

将圆柱形工件固定在工件固定支架上，将工件固定支架固定于传送带上，并由工件固定支架驱动匀速旋转；

利用传送带将圆柱形工件逐一经过固定的打印头，所述打印头中设置有多个喷墨口，所述多个喷墨口的排列方向、传送带匀速方向以及圆柱形工件的轴向设置成相互平行；

圆柱形工件半径r、传送带传送速度v、喷头点火频率f、待打印图像分辨率d、喷头有效打印距离L以及喷墨口的数量为n满足关系v＝L·f·n/2πr·d。

6.根据权利要求5所述的用于圆柱形工件表面的打印方法，其特征在于，在传送带上设置工件自动装卸装置用于将打印好的圆柱形工件取下，并将待打印的圆柱形工件安装到工件固定支架上。

7.根据权利要求5所述的用于圆柱形工件表面的打印方法，其特征在于，在所述打印头中设置喷头、导轨及气动滑台，所述喷头固定在所述气动滑台上，所述气动滑台设置在所述导轨上，从而可以实现对喷墨口位置的调整。

8.根据权利要求5所述的用于圆柱形工件表面的打印方法，其特征在于，在所述工件固定支架中设置导向杆及托瓶器，圆柱形工件被放置在托瓶器中。

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