CN114179520B

CN114179520B - 一种喷墨打印机

Info

Publication number: CN114179520B
Application number: CN202111603043.5A
Authority: CN
Inventors: 孙福林; 张东民
Original assignee: Beijing Boxin Decheng Technology Development Co ltd
Current assignee: Beijing Boxin Decheng Technology Development Co ltd
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2023-05-09
Anticipated expiration: 2041-12-24
Also published as: CN114179520A

Abstract

本发明公开了一种喷墨打印机，涉及喷墨打印技术领域，包括以下步骤：通过上位机将打印数据分别发送到喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，喷头P1的控制板卡接收到上位机的打印数据后，根据触发信号控制P1喷头先开始点火喷墨，喷头P2的控制板卡接收到上位机的打印数据后，根据触发信号控制P2喷头再开始点火喷墨，通过此种设计达到提高喷头方向的墨滴覆盖量，减少留白区域，提高打印速度的目的。

Description

一种喷墨打印机

技术领域

本发明涉及喷墨打印技术领域，具体为一种喷墨打印机。

背景技术

喷墨打印技术是指通过控制喷头喷射墨滴到打印介质上来实现图像或文字打印的技术。在喷墨打印中，由于一个喷嘴的两次喷射之间需要一定的时间以积累足够体积的墨水，即喷头的最大喷射频率，对于任何具体的喷墨打印头喷嘴，这个喷射频率限制了单位时间内喷嘴的喷射次数，也就是喷头的点火频率，在One-Pass(单遍)打印中，打印机的打印速度与喷头的点火频率和走料方向的打印精度相关，喷头的点火频率一定时，走料方向的打印分辨率和走料速度成反比，在达到喷头极限点火频率时，如果提高走料速度，走料方向分辨率只能降低，以单色单喷头打印为例，使用点火频率为30KHz的喷头(即一秒时间内喷头可以喷射30000次)，当走料方向的打印精度为600DPI时，最大走料速度为30KHz*25.4*60/600＝76.2m/s，当走料方向的打印精度为300DPI时，最大走料速度为30KHz*25.4*60/300＝152.4m/s，可见走料方向喷头的打印精度是与走料速度成反比的，随着喷墨打印技术在工业生产应用的普及，对喷墨生产的速度和喷墨打印分辨率的要求也日益提高，以降低打印分辨率提高打印速度的方式已经满足不了高速喷墨生产需要，且单喷头出现少量喷孔堵塞或者斜喷时，就会导致分辨率降低，同时单喷头墨滴行列之间由于墨滴覆盖量小，墨滴流平不足，很容易出现留白，降低打印质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种喷墨打印机，本发明通过使用双喷头喷孔错位设置，提高喷头方向的墨滴覆盖量，减少留白区域，提高打印速度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种打印机，包括打印机喷墨头机构以及控制器，所述打印机喷墨头机构包括两颗相同的喷头P1以及喷头P2，所述喷头P1以及喷头P2沿打印方向前后平行安装，所述喷头P1以及喷头P2的喷孔相互错开，错开的距离为单个喷头喷孔间距的一半；

所述控制器用于接收上位机的打印数据，对喷头P1和喷头P2进行打印控制。

进一步的，所述控制器具体用于：通过上位机将打印数据分别发送到喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，喷头P1以及喷头P2的控制板卡接收到上位机的打印数据后，通过电眼提供一个触发信号以及编码器提供一个脉冲信号同步发送给喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，经过X1/S个编码器脉冲时，喷头P1的控制板卡控制喷头P1点火喷墨，经过X2/S个编码器脉冲时，喷头P2的控制板卡控制喷头P2点火喷墨，喷头P1以及喷头P2的墨滴偏移量D＝L/S-(X2/S-X1/S)，调整X2的大小使得D为零，式中，L为喷头P1以及喷头P2的喷孔间距，X1为喷头P1到电眼的距离，X2为喷头P2到电眼的距离，X1始终小于X2，S为编码器脉冲信号的长度。

进一步的，所述控制器具体用于：通过上位机将打印数据分别发送到喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，喷头P1以及喷头P2的控制板卡接收到上位机的打印数据后，通过电眼提供一个触发信号以及编码器提供一个脉冲信号同步发送给喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，经过X1/S个编码器脉冲时，喷头P1的控制板卡控制喷头P1点火喷墨，经过X2/S个编码器脉冲时，喷头P2的控制板卡控制喷头P2点火喷墨，喷头P1以及喷头P2的墨滴偏移量D＝L/S-(X2/S-X1/S)，调整X2的大小使得D的结果落在可偏移范围内。

进一步的，上位机将打印数据按照喷头P1以及喷头P2的分辨率之和生成打印数据，将打印数据分别发送给喷头P1以及喷头P2的控制板卡。

进一步的，所述墨滴偏移量D的可偏移范围取值为0＜D＜25.4/喷头P1或喷头P2的分辨率。

进一步的，所述编码器安装在走纸平台上，纸张运动时编码器会持续发出等间距脉冲信号。

进一步的，所述喷头P1或喷头P2单个喷头的分辨率大于或等于600DPI时，调整X2的大小使得D的结果落在可偏移范围内。

本发明的有益效果是：

本申请通过在双喷头错位设置，增加了喷头方向的打印分辨率，在喷头方向分辨率更高，墨量覆盖更好；双喷头直线打印时，在喷头方向墨量增加一倍，在打印介质上墨量覆盖更均匀，面积更大，不容易出现露白现象；双喷头错位打印时，第二喷头的墨滴填补了第一喷头墨滴空白区域，提高了墨量覆盖区域，减少露白，并且墨层也没有明显增厚，在喷头有少量喷孔堵塞或者斜喷时，因为提升了一倍喷头方向的分辨率，一旦出现个别喷孔堵塞不喷或者喷孔斜喷，相邻墨滴能在介质表面张力和墨滴本身表面张力的作用下相互浸润流平，弥补个别堵塞喷孔缺少的墨滴，以及斜喷喷孔落点不准确的墨滴带来的视觉缺陷。

附图说明

图1为本发明专利的流程示意图；

图2为本发明专利的双喷头喷孔错位示意图；

图3a为本发明专利的双头套齐打印方法墨滴示意图；

图3b为本发明专利的双头纵向偏移打印方法墨滴示意图；

图3c为本发明专利的单喷头打印方法的墨滴示意图；

图4为本发明专利实施例墨滴流平示意图；

图5a为本发明专利的单喷头打印示意图；

图5b为本发明专利的双喷头打印示意图。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，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的一部分实施例，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

进一步的，所述控制器具体用于：S1，通过上位机将打印数据分别发送到喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，喷头P1以及喷头P2的控制板卡接收到上位机的打印数据后，通过电眼提供一个触发信号以及编码器提供一个脉冲信号同步发送给喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，S2，经过X1/S个编码器脉冲时，喷头P1的控制板卡控制喷头P1点火喷墨，S3，经过X2/S个编码器脉冲时，喷头P2的控制板卡控制喷头P2点火喷墨；喷头P1以及喷头P2的墨滴偏移量D＝L/S-(X2/S-X1/S)，调整X2的大小使得D为零，式中，L为喷头P1以及喷头P2的喷孔间距，X1为喷头P1到电眼的距离，X2为喷头P2到电眼的距离，X1始终小于X2，S为编码器脉冲信号的长度。

进一步的，所述控制器具体用于：S1，通过上位机将打印数据分别发送到喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，喷头P1以及喷头P2的控制板卡接收到上位机的打印数据后，通过电眼提供一个触发信号以及编码器提供一个脉冲信号同步发送给喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，S2，经过X1/S个编码器脉冲时，喷头P1的控制板卡控制喷头P1点火喷墨，S3，经过X2/S个编码器脉冲时，喷头P2的控制板卡控制喷头P2点火喷墨，喷头P1以及喷头P2的墨滴偏移量D＝L/S-(X2/S-X1/S)，调整X2的大小使得D的结果落在可偏移范围内。

具体的，打印时是打印纸张在喷头下移动，先经过P1喷头，再经过P2喷头，上位机将打印数据分别发送给喷头P1以及喷头P2的控制板卡后，内部或者外部电眼提供一个触发信号给喷头P1的编码器以及喷头P2的编码器，电眼到喷头P1的距离X1始终小于电眼到喷头P2的距离X2，也就是P1喷头始终先喷墨打印，调整X2的大小，使得P2喷头的墨滴落在喷头P1的墨滴落点直线上或者落在与喷头P1有一定偏差量D的直线上，形成两条直线，由于喷头P1以及喷头P2错位安装，所以在同一条直线上，墨滴间距只有单喷头墨滴间距的一半，也就是在同一条直线上，分辨率加倍；

具体的，如附图3a所示，如果喷头P1和喷头P2的偏移量D为零，则喷头P1以及喷头P2打印的数据在一条直线上，如果单个喷头分辨率是600DPI，每个喷头喷孔的间距L＝0.042mm，则实际打印在喷头方向形成1200DPI的分辨率，即相邻两个墨滴距离L＝0.021mm，因为在喷头方向增加了一倍的墨滴，即增加了一倍的墨量，墨滴流平面积要大于单个喷头的墨滴流平浸润面积，再考虑到走料速度很快，一般都会大于130m/min以上，墨滴会因为惯性向走料相反方向浸润和流平，再加上纸张的表面张力一般要大于墨水的表面张力，将进一步提升墨量的覆盖面积，相比附图3c所示的单喷头墨滴示意图可以看出，在墨滴覆盖量上明显增加，分辨率增高；

具体的，如附图4所示，将一行连续的墨滴数据中的一个墨滴做受力分析，墨滴周边受到一个打印介质的表面张力作用，左右张力较小，因为与其他墨水接触，墨水还没有固化，左右张力很小，基本可以忽略不计；上部的张力取决于介质的表面张力，而墨滴下部分因为介质高速运动(高达2m/s)，墨滴具备维持静止这一惯性，导致墨滴有向介质相反方向运动的趋势，从而导致墨水向介质运动相反的方向流平更明显，原本是圆型墨滴实际成为椭圆形，延运动方向的直径要大于喷头方向的直径，也就是说，在这种打印方式下，走料方向的覆盖得到了提升，因此，如果单头需要在打印分辨率为600(喷头方向)x600DPI(走料方向)时才能实现墨量覆盖，则在如附图3a的模式时，可以减少走料方向的分辨率要求，比如1200(喷头方向)x400DPI(走料方向)，根据走料速度＝点火频率*25.4*60/走料方向分辨率的公式，降低了走料方向分辨率，就提高了走料的速度，提高了(600-400)/600＝0.33倍，原来如果最快速度是100m/min，这种模式可以达到133m/min，显著提高了打印速度，同时，在走料方向从600DPI提升到了1200DPI，也同时显著提高了喷头方向的打印精细度；

具体的，如附图3b所示，喷头P1以及喷头P2选用300DPI的喷头，两颗喷头走料方向按照300DPI打印，两颗喷头P1和P2分别按照走料方向(纵向)300DPI打印，原本两颗喷头的墨滴应该打印在走料方向同一个坐标点，通过控制X2改变喷头P2的喷墨时间，控制P2的墨滴实际落点在距离第一个喷头打印落点一定偏移量D之内，D＝25.4/300DPI＝0.0847mm-0mm之间，D的大小与走料方向的打印分辨率有关，根据打印速度、打印材质的墨量覆盖情况选择合适的值，单独喷头P1，已经可以在喷头方向达到合适的墨量覆盖，再加上喷头P2在距离第一喷头落点位置一定偏移位置再打印同样的墨滴，加大一倍的墨量，并且因为喷头P2墨滴落点落在喷头P1两颗墨滴落点的中间位置，进一步加强了墨滴的覆盖程度，所以，可以将单个喷头在走料方向的分辨率减少，最大可以减少一半，以单个喷头打印分辨率600(喷头方向)x600DPI(走料方向)为例，假设这个分辨率刚好可以满足墨量覆盖要求，则纵向偏移打印方法最大可以允许两个喷头，每个喷头按照600x300DPI打印，第二喷头和第一喷头打印间距为0.042mm，走料速度提升2倍；因为两个喷头相邻墨滴间隔0.042mm，远小于人眼能识别的0.1mm，即使墨滴有穿插，但不影响印刷效果。

具体的，如附图2所示，以单个喷头P1喷孔之间的距离L等于0.042mm，则另外的喷头P2的第一个喷孔与P1的第一个喷孔错位0.021mm安装，两颗喷头哪颗第一个喷孔处于最外侧都可以。

进一步的，所述喷头P1或喷头P2单个喷头的分辨率大于或等于600DPI时，调整X2的大小使得D的结果落在可偏移范围内；

具体的，当喷头分辨率大等于600DPI时，因为喷头本身分辨率很高，墨滴间距0.042mm，即使两颗喷头走料方向有一定的偏移，但人眼视觉基本不容易分辨，在普通印刷应用上完全可以胜任；

具体的，如附图5a以及附图5b所示，可以看出，相比于单喷头印刷图案，本方案所采用的方法在墨滴覆盖量上、锯齿上、分辨率上都有明显的优势，同时相比于单喷头，还增加了印刷速度。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。

应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种喷墨打印机，其特征在于，包括打印机喷墨头机构以及控制器，所述打印机喷墨头机构包括两颗相同的喷头P1以及喷头P2，所述喷头P1以及喷头P2沿打印方向前后平行安装，所述喷头P1以及喷头P2的喷孔相互错开，错开的距离为单个喷头喷孔间距的一半；

所述控制器用于接收上位机的打印数据，对喷头P1和喷头P2进行打印控制；

所述控制器具体用于：通过上位机将打印数据分别发送到喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，喷头P1以及喷头P2的控制板卡接收到上位机的打印数据后，通过电眼提供一个触发信号以及编码器提供一个脉冲信号同步发送给喷头P1的控制板卡以及喷头P2的控制板卡，经过X1/S个编码器脉冲时，喷头P1的控制板卡控制喷头P1点火喷墨，经过X2/S个编码器脉冲时，喷头P2的控制板卡控制喷头P2点火喷墨，喷头P1以及喷头P2的墨滴偏移量D＝L/S-(X2/S-X1/S)，调整X2的大小使得D的结果落在可偏移范围内；

所述喷头P1或喷头P2单个喷头的分辨率大于或等于600DPI时，调整X2的大小使得D的结果落在可偏移范围内；

所述墨滴偏移量D的可偏移范围取值为0＜D＜25.4/喷头P1或喷头P2的分辨率。

2.根据权利要求1所述的一种喷墨打印机，其特征在于，上位机将打印数据按照喷头P1以及喷头P2的分辨率之和生成打印数据，将打印数据分别发送给喷头P1以及喷头P2的控制板卡。

3.根据权利要求2所述的一种喷墨打印机，其特征在于，所述编码器安装在走纸平台上，纸张运动时编码器会持续发出等间距脉冲信号。