CN201189748Y - 基于矩阵打印方式的宽幅打印装置及宽幅打印机 - Google Patents

Abstract

一种基于矩阵打印方式的宽幅打印装置，包括打印支架、打印机构和控制机构，N个打印单元安装在打印主轴和传动机构上，每个打印单元主要由位移电机轴、打印小车轴、位移电机和打印小车构成，位移电机轴和打印小车轴两端与固定在打印支架上的打印主轴和传动机构连接，打印小车可沿X轴和Y轴方向往复运动，控制机构将打印区域虚拟分割成N个打印任务区，并将其分配给N个打印单元以分别执行打印任务；该基于矩阵打印方式的宽幅打印装置可调节打印头高度和随意扩展，加装机架和进出纸机构即为宽幅打印机。本实用新型之基于矩阵打印方式的宽幅打印装置及宽幅打印机可打印大幅图面和不同厚层的介质、打印效率高、打印速度快、制造成本低。

Description

基于矩阵打印方式的宽幅打印装置及宽幅打印机

技术领域：

本实用新型涉及一种打印装置，特别是一种基于矩阵打印方式的宽幅打印装置及含有该宽幅打印装置的宽幅打印机。

背景技术：

众所周知，打印工作量的大小取决于图形的大小，分辨率和色彩等因素。传统的打印机一般只有一个打印单元，其数据量完全由一个处理器进行处理，打印工作由一个打印小车的几个喷头执行，工作时，打印小车沿打印小车轴(X轴方向)往复移动，纸张在Y轴方向前进，共同配合完成打印任务，当打印量(在保持其它打印参数不变的情况下，主要体现在打印幅度或面积)增加时，打印小车要移动更长的距离，喷头要更长时间的连续工作，缓冲区要更大以便缓冲更多的打印数据，所以大幅面打印机相对于小幅面打印机价格要高得多；打印幅面越大，打印速度慢、打印效率低、机械磨损大、喷头寿命短等问题就越突出。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种能打印大幅图面和不同厚层介质、打印效率高、打印速度快、制造成本低的基于矩阵打印方式的宽幅打印装置及宽幅打印机。

解决上述技术问题的技术方案是：一种基于矩阵打印方式的宽幅打印装置，包括打印支架、控制机构和由打印单元构成的打印机构，打印机构受控制机构的控制执行设定的打印任务，所述打印单元主要由打印小车轴、安装在打印小车轴上的打印小车、控制电路板和驱动打印小车沿Y轴方向运动的驱动装置构成，打印小车上安装有打印头；

所述的打印机构包括N个打印单元，该N个打印单元安装在相互平行的二根打印主轴和驱动打印单元沿X轴方向运动的传动机构上，所述的打印单元还包括与打印小车轴平行安装的位移电机轴和安装在位移电机轴上的位移电机，打印小车轴两端通过滑动轴承与打印主轴滑动连接，位移电机轴两端与和滑动轴承相连的传动机构连接，打印主轴和传动机构固定在两端的打印支架上；所述的控制机构将打印区域虚拟分割成N个打印任务区，并将其分配给N个打印单元以分别执行设定的打印任务；上述N的取值范围是：1≤N≤20。

所述的传动机构为齿条传动机构，所述的齿条传动机构包括两根与打印主轴平行安装的齿条和与其啮合连接的打印齿轮，齿条两端固定在打印支架上，位移电机轴两端与和滑动轴承相连的打印齿轮连接，打印单元能在位移电机的驱动下沿打印主轴在X轴方向上往复运动；

所述的打印支架安装有高度调节螺杆，高度调节螺杆安装在位于打印支架四角的安装螺孔内，高度调节螺杆下端与打印支架座活动连接，打印支架座上有导轨孔和固定孔；

所述的控制机构或为计算机或为可编程控制器。

本实用新型的另一技术方案是：一种基于矩阵打印方式的宽幅打印机，包括机架、打印装置、进出纸机构和控制机构，打印装置和进出纸机构安装在机架上，进出纸机构和打印装置受控制机构的控制执行进纸、打印、出纸的任务；

所述打印装置为本发明上述技术方案所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印装置。

所述的进出纸机构包括进纸辊、出纸辊、进纸同步带、出纸同步带和进出纸电机，宽幅打印装置通过打印支架座上的固定孔安装在机架上，上下进纸辊平行安装在打印支架的前部，上下出纸辊平行安装在打印支架的后部，进纸辊通过进纸同步带与进出纸电机传动连接，出纸辊通过出纸同步带与进出纸电机传动连接；

本发明一种基于矩阵打印方式的宽幅打印机的进一步方案是：所述的上下进纸辊和上下出纸辊两端的轴承设有距离微调螺栓，通过调节距离微调螺栓可调整上下进纸辊和上下出纸辊之间的距离，用以调节辊压力以便顺利进出纸；

所述的控制机构或为计算机或为可编程控制器。

由于采用上述技术方案，本实用新型之基于矩阵打印方式的宽幅打印装置及宽幅打印机具有如下有益效果：

1、打印效率高、打印速度快、使用寿命长：由于本实用新型之基于矩阵打印方式的宽幅打印装置及宽幅打印机带有多个打印单元，可将巨大的打印任务均匀分布于数个打印单元，打印单元越多，每个打印单元所承担的打印工作量越小，当打印大面积的图形图案时，在保持相同的打印质量下，打印速度和打印效率可以数倍或十数倍于传统的大幅打印机；另外由于数个打印单元同时进行打印，每个打印单元只需承担部分打印任务且打印小车只需移动较小距离，从而减少了机械磨损，有效的延长了打印小车和打印头的寿命。

2、不受介质限制，可打印超宽的介质和特殊的介质、应用范围广：本实用新型之基于矩阵打印方式的宽幅打印装置可以安装在任何宽、平的介质表面进行打印，还可在特殊介质上实现彩色高精度打印，如打印内墙壁画、楼体外墙装饰打印、玻璃帷幕打印、黑板报打印等；把本实用新型之基于矩阵打印方式的宽幅打印装置安装在机架上，并加装进出纸机构和控制机构即可作为宽幅打印机，对普通的大幅面纸介质进行打印；另外打印装置的打印支架上安装有高度调节螺杆，打印头和介质之间的距离可以随意调整，上下进出纸辊之间的辊距可以调节，因而可以适应不同厚度的介质的打印要求。

3、容易扩展、使用灵活方便：本实用新型之基于矩阵打印方式的二维打印装置可以较容易的进行纵向和横向扩展，或纵向和横向同时扩展，以适合不同尺寸的介质，加长打印主轴、连接电缆和相应的连接件，可以方便地进行横向(X轴方向)扩展，加长导轨的长度并配置相应的连接件，可以方便地进行纵向(Y轴方向)扩展，扩展时可以根据需要增加打印单元或不增加，使用灵活方便。

4、制造成本低：本实用新型之基于矩阵打印方式的打印装置由于每个打印单元仅负责某个范围内的小区域面积打印，对打印单元的各项技术要求很低，甚至于传统的低成本的A4打印机稍加改造即可胜任，所以本实用新型的制造成本远低于传统的大幅面打印机。

下面，结合附图和实施例对本实用新型之基于矩阵打印方式的宽幅打印装置及宽幅打印机的技术特征作进一步的说明。

附图说明：

图1：本实用新型之基于矩阵打印方式的宽幅打印装置的结构示意图(主视图)；

图2：图1之俯视图；

图3：本实用新型之基于矩阵打印方式的宽幅打印机的结构示意图(主视图)；

图4：图3之俯视图；

图5：高度调节螺杆与打印支架座结构及连接关系示意图(局部剖视)；

图6：图5的A-A剖视图；

图7～图9：本实用新型之基于矩阵打印方式的快速成型机的扩展方式示意图：

图7：包括4个打印单元的横向扩展示意图，

图8：包括1个打印单元的纵向扩展，

图9：包括4个打印单元的横向、纵向同时扩展示意图。

图1～图6中：

1-机架，2-进出纸电机，3-打印齿轮，4-滑动轴承，5-打印小车，6-打印头，7-打印主轴，8-齿条，9-打印支架，10-高度调节螺杆，11-固定孔，12-导轨孔，13-打印支架座，14-打印小车轴，15-位移电机，16-位移电机轴，17-出纸同步带，18-进纸同步带，19-进纸辊；20-出纸辊；

图7～图9中：

黑单箭头表示走纸方向，黑双箭头表示打印头移动方向和走纸方式，白箭头表示打印小车移动方向，细实线表示打印头移动的次数和距离。

具体实施方式：

实施例一：

一种基于矩阵打印方式的宽幅打印装置，包括打印支架、控制机构和由打印单元构成的打印机构，打印机构受控制机构的控制执行设定的打印任务，所述打印单元主要由打印小车轴、安装在打印小车轴上的打印小车、控制电路板和驱动打印小车沿Y轴方向运动的驱动装置构成，打印小车上安装有打印头；

所述的打印机构包括2个打印单元，该2个打印单元安装在相互平行的二根打印主轴7和驱动打印单元沿X轴方向运动的传动机构上，所述的打印单元还包括与打印小车轴14平行安装的位移电机轴16和安装在位移电机轴上的位移电机15，打印小车轴两端通过滑动轴承4与打印主轴7滑动连接，位移电机轴16两端与和滑动轴承4相连的传动机构连接，打印主轴7和传动机构固定在两端的打印支架9上；

所述的传动机构为齿条传动机构，该齿条传动机构包括两根与打印主轴7平行安装的齿条8和与其啮合连接的打印齿轮3，齿条两端固定在打印支架9上，位移电机轴16两端与和滑动轴承4相连的打印齿轮3连接，打印单元能在位移电机15的驱动下沿打印主轴7在X轴方向往复运动。

所述的打印支架9安装有高度调节螺杆10，高度调节螺杆安装在位于打印支架9四角的安装螺孔内，高度调节螺杆下端与打印支架座13活动连接，打印支架座13上有导轨孔和固定孔。

所述的控制机构为计算机，它将打印区域虚拟分割成2个打印任务区，并将其分配给2个打印单元以分别执行设定的打印任务。

作为本实用新型实施例的一种变换，该打印装置之驱动打印单元沿X轴方向运动的传动机构还可以是丝杆传动机构、同步带传动机构或其他类似的机械传动机构。

作为本实用新型实施例的一种变换，打印机构的打印单元的数值N可以增加或减少，N取值范围是：N为1～20之间的任意一个整数。

作为本实用新型实施例的又一种变换，所述的控制机构也可以是可编程控制器或其他可编程设备。

作为本实用新型实施例的又一种变换，该打印装置可横向(沿X轴方向)扩展(参见图7：包括4个打印单元的横向扩展示意图)，其方法是：通过加长打印主轴、连接电缆和相应的连接件，即可实现；

作为本实用新型实施例的又一种变换，该打印装置也可以纵向(沿Y轴方向)扩展，(参见图8：包括1个打印单元的纵向扩展)，其方法是：通过加长导轨的长度并配置相应的连接件，即可方便地进行纵向(Y轴方向)扩展。

作为本实用新型实施例的另一种变换，该打印装置也可以纵向和横向同时进行扩展(参见图9：包括4个打印单元的横向、纵向同时扩展示意图)。

在进行横向扩展或纵向扩展或横向和纵向同时扩展时，均可以增加打印单元的数量或打印单元数量保持不变，后者速度相对前者增加打印单元数量的打印机要慢一些。

实施例一所述的一种基于矩阵打印方式的宽幅打印装置的工作过程如下：通过打印支架座上的固定孔把该基于矩阵打印方式的宽幅打印装置安装在所需打印的介面上，旋转高度调整螺杆10，带动打印支架9上下运动，调接好打印单元的高度即可按计算机设定的程序开始打印：打印小车在驱动装置的驱动下沿打印小车轴14在Y轴方向往复运动，打印单元在位移电机的驱动下沿打印主轴7在X轴方向往复运动，打印头6在控制机构的控制下，在不同的区域喷出相应的色彩，二者配合在XY平面上完成设定的打印任务。当打印小车向右移动至某个设定好的位置时，位移电机反转使打印小车向左运动直至回到原初位置。该方式可以在平整的固体平面进行彩色打印，如壁画、墙面广告、彩色黑板报、山体、水泥地面、玻璃橱窗、建筑物表面等等，其优势在于快速低成本的打印。需要扩展时，在打印支架座的导轨孔上安装导轨，把导轨两端固定在打印介面上，旋转高度调整螺杆10，带动打印支架9上下运动，使打印小车和打印介面之间达到合适的打印间隙即可进行打印，打印过程同上。

实施例二：

一种基于矩阵打印方式的宽幅打印机，包括机架、打印装置、进出纸机构和控制机构，打印装置和进出纸机构安装在机架上，进出纸机构和打印装置受控制机构的控制执行进纸、打印、出纸的任务；

所述打印机构为实施例一所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印装置；

所述的进出纸机构包括进纸辊19、出纸辊20、进纸同步带18、出纸同步带17和进出纸电机2，基于矩阵打印方式的宽幅打印装置通过打印支架座13上的固定孔11安装在机架上，上下进纸辊平行安装在打印支架的前部，上下出纸辊平行安装在打印支架的后部，进纸辊通过进纸同步带18与进出纸电机2传动连接，出纸辊通过出纸同步带17与进出纸电机2传动连接；

所述的上下进纸辊和上下出纸辊两端的轴承设有距离微调螺栓，通过调节距离微调螺栓可调整上下进纸辊和上下出纸辊之间的距离；

所述宽幅打印装置的打印支架9安装有高度调节螺杆10，高度调节螺杆安装在位于打印支架9四角的安装螺孔内，高度调节螺杆下端与打印支架座13活动连接，打印支架座13上有导轨孔12和固定孔11。

实施例二所述的一种基于矩阵打印方式的宽幅打印机的工作过程如下：

开始打印前，进出纸电机2经进纸同步带18和出纸同步带17带动进出纸辊，将纸移动某个特定距离，调节高度调节螺杆，使打印头与打印纸面达到合适的打印距离，然后按计算机设定的程序开始打印：打印小车在驱动装置的驱动下沿打印小车轴14在Y轴方向往复运动，打印单元在位移电机的驱动下沿打印主轴7在X轴方向往复运动，打印头6在控制机构的控制下，在不同的区域喷出相应的色彩，二者配合在XY平面上完成设定的打印任务。当打印小车向右移动至某个设定好的位置时，位移电机反转使打印小车向左运动直至回到原初位置；然后进纸电机2再将纸向前移动某个特定距离，开始新一轮打印。

上述实施例一和实施例二中的打印小车的打印头6包括有黑白和彩色两种，更换不同的打印头可打印出不同的画面效果。

Claims (12)

1.一种基于矩阵打印方式的宽幅打印装置，包括打印支架、控制机构和由打印单元构成的打印机构，打印机构受控制机构的控制执行设定的打印任务，所述打印单元主要由打印小车轴、安装在打印小车轴上的打印小车、控制电路板和驱动打印小车沿Y轴方向运动的驱动装置构成，打印小车上安装有打印头；其特征在于：所述的打印机构包括N个打印单元，该N个打印单元安装在相互平行的二根打印主轴(7)和驱动打印单元沿X轴方向运动的传动机构上，所述的打印单元还包括与打印小车轴(14)平行安装的位移电机轴(16)和安装在位移电机轴上的位移电机(15)，打印小车轴两端通过滑动轴承(4)与打印主轴(7)滑动连接，位移电机轴(16)两端与和滑动轴承(4)相连的传动机构连接，打印主轴(7)和传动机构固定在两端的打印支架(9)上；所述的控制机构将打印区域虚拟分割成N个打印任务区，并将其分配给N个打印单元以分别执行设定的打印任务；上述N的取值范围是：1≤N≤20。

2.根据权利要求1所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印装置，其特征在于：所述的传动机构为齿条传动机构，该齿条传动机构包括两根与打印主轴(7)平行安装的齿条(8)和与其啮合连接的打印齿轮(3)，齿条两端固定在打印支架(9)上，位移电机轴(16)两端与和滑动轴承(4)相连的打印齿轮(3)连接，打印单元能在位移电机(15)的驱动下沿打印主轴(7)在X轴方向往复运动。

3.根据权利要求1或2所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印装置，其特征在于：所述的打印支架(9)安装有高度调节螺杆(10)，高度调节螺杆安装在位于打印支架(9)四角的安装螺孔内，高度调节螺杆下端与打印支架座(13)活动连接，打印支架座(13)上有导轨孔和固定孔。

4.根据权利要求1或2所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印装置，其特征在于：所述的控制机构或为计算机或为可编程控制器。

5.根据权利要求3所述的一种基于矩阵打印方式的宽幅打印装置，其特征在于：所述的控制机构或为计算机或为可编程控制器。

6.一种基于矩阵打印方式的宽幅打印机，包括机架、打印装置、进出纸机构和控制机构，打印装置和进出纸机构安装在机架上，进出纸机构和打印装置受控制机构的控制执行进纸、打印、出纸的任务；所述的进出纸机构包括进纸辊、出纸辊、进纸同步带、出纸同步带和进出纸电机，打印装置通过打印支架座上的固定孔安装在机架上，上下进纸辊平行安装在打印支架的前部，上下出纸辊平行安装在打印支架的后部，进纸辊通过进纸同步带与进出纸电机传动连接，出纸辊通过出纸同步带与进出纸电机传动连接；其特征在于：所述打印装置为权利要求1所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印装置，该宽幅打印装置包括打印支架、控制机构和由打印单元构成的打印机构，打印机构受控制机构的控制执行设定的打印任务，所述打印单元主要由打印小车轴、安装在打印小车轴上的打印小车、控制电路板和驱动打印小车沿Y轴方向运动的驱动装置构成，打印小车上安装有打印头；

所述的打印机构包括N个打印单元，该N个打印单元安装在相互平行的二根打印主轴(7)和驱动打印单元沿X轴方向运动的传动机构上，所述的打印单元还包括与打印小车轴(14)平行安装的位移电机轴(16)和安装在位移电机轴上的位移电机(15)，打印小车轴两端通过滑动轴承(4)与打印主轴(7)滑动连接，位移电机轴(16)两端与和滑动轴承(4)相连的传动机构连接，打印主轴(7)和传动机构固定在两端的打印支架(9)上；所述的控制机构将打印区域虚拟分割成N个打印任务区，并将其分配给N个打印单元以分别执行设定的打印任务；上述N的取值范围是：1≤N≤20。

7.根据权利要求6所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印机，其特征在于：所述宽幅打印装置的传动机构为齿条传动机构，该齿条传动机构包括两根与打印主轴(7)平行安装的齿条(8)和与其啮合连接的打印齿轮(3)，齿条两端固定在打印支架(9)上，位移电机轴(16)两端与和滑动轴承(4)相连的打印齿轮(3)连接，打印单元能在位移电机(15)的驱动下沿打印主轴(7)在X轴方向往复运动。

8.根据权利要求6或7所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印机，其特征在于：所述宽幅打印装置的打印支架(9)安装有高度调节螺杆(10)，高度调节螺杆安装在位于打印支架(9)四角的安装螺孔内，高度调节螺杆下端与打印支架座(13)活动连接，打印支架座(13)上有导轨孔和固定孔。

9.根据权利要求6或7所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印机，其特征在于：所述进出纸机构的上下进纸辊和上下出纸辊两端的轴承设有距离微调螺栓，通过调节距离微调螺栓可调整上下进纸辊和上下出纸辊之间的距离。

10.根据权利要求8所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印机，其特征在于：所述的进出纸机构上下进纸辊和上下出纸辊两端的轴承设有距离微调螺栓，通过调节距离微调螺栓可调整上下进纸辊和上下出纸辊之间的距离。

11.根据权利要求6或7所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印机，其特征在于：所述的控制机构或为计算机或为可编程控制器。

12.根据权利要求10所述的基于矩阵打印方式的宽幅打印机，其特征在于：所述的控制机构或为计算机或为可编程控制器。

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