一种基于喷头倾斜的专色喷墨机构及喷墨打印工艺的制作方法

1.本发明涉及喷墨印刷技术领域，具体为一种基于喷头倾斜的专色喷墨机构及喷墨打印工艺。


背景技术：

2.安瓿瓶是医药包装中应用广泛的包装容器，为了区分药物的成分、生产日期等，通常在其表面印刷一些文字信息，例如药品的名称、容量、生产日期、批号等，这些文字信息关系着使用者的生命安全，这些信息的印制通常是通过安瓿瓶印字设备来完成。
3.安瓿瓶瓶体为圆柱状，为了满足安瓿瓶瓶体曲面印字的需要，市面上的多数安瓿瓶印字设备采用平面喷墨打印方式，喷头的喷嘴表面平行于安瓿瓶输送线，以此让墨滴垂直下落在安瓿瓶表面上，也即打印在安瓿瓶瓶体弧面的最顶处以及最顶处附近两侧的区域。此种喷墨打印方式的弊端在于安瓿瓶瓶体上可打印区域小，由于受限于安瓿瓶瓶体曲面的弧度，随着弧度的增大，喷在安瓿瓶瓶体上的字体逐渐变模糊，锐利度逐渐变差。
4.为了能够在安瓿瓶瓶体的更大弧面区域上喷墨，市场上出现了一种新的喷墨打印方式，即把安瓿瓶瓶体的需喷墨弧面分为两个部分：第一喷墨弧面和第二喷墨弧面，先在第一喷墨弧面上喷墨打印一半的信息内容，然后使安瓿瓶瓶体在两个滚轮上转动，使喷墨后的第一喷墨弧面转动到喷头的喷墨范围外，让第二喷墨弧面转动到喷头的喷墨范围内，以此完成安瓿瓶瓶体的整个需喷墨弧面的印字动作。此种喷墨打印方式也存在弊端：安瓿瓶采用玻璃材质，具有自身重量轻、瓶体表面光滑的特性，在第一喷墨弧面喷墨后，安瓿瓶在两个滚轮上转动过程中，会出现角度不受控制，安瓿瓶容易出现打滑现象，造成安瓿瓶瓶体旋转角度不精确，第二喷墨弧面不能完全准确转动到喷头的喷墨范围内，从而导致安瓿瓶瓶体喷墨印字不良率较多的情况。
5.现有的安瓿瓶印字设备仍然采用传统四色印刷的喷墨原理，即采用cmyk （青色/洋红/黄色/黑色）四色混和进行颜色调整，此种喷墨打印模式容易出现的问题：（1）调和出来的颜色容易变色，从而导致安瓿瓶印字不良品较多；（2）采用混色模式进行打印的墨水，附着力差，不耐酒精和水擦拭，尤其是在玻璃材质上更明显，造成大量安瓿瓶印字不良品出现。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于喷头倾斜的专色喷墨机构及喷墨打印工艺，采用可调倾角的喷头，使喷墨方向贴合于安瓿瓶的弧度，单个喷头倾角可调，可以增大打印面积，且打印出来的字体更加清晰锐利，在喷墨的整个过程中，安瓿瓶不转动，喷墨的墨滴角度和位置控制更精确，降低了现有技术中因安瓿瓶转动而导致的高废品率。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于喷头倾斜的专色喷墨机构，包括喷墨组件、干燥组件和控制组件，所述喷墨组件包括供墨单元、负压单元和打印单元。所述供墨单元包括墨泵、墨瓶和墨盒，所述负
压单元包括气泵、气罐和安全瓶，所述打印单元包括喷头和带动喷头移动的机头，所述喷头为专色喷墨喷头且喷头的喷墨面与水平面之间存在夹角α。
8.夹角α为2
°
~9
°
。
9.所述喷头包括间隔布置的第一喷头和第二喷头；所述第一喷头喷墨面与水平面夹角方向与所述第二喷头喷墨面与水平面夹角方向相反。
10.所述墨盒包括第一墨盒和第二墨盒，所述第一墨盒和第二墨盒均通过管路与所述墨泵连接，所述第一喷头通过管路与所述第一墨盒连接，所述第二喷头通过管路与所述第二墨盒连接；所述第一墨盒和第二墨盒均通过管路与所述安全瓶连接；所述第一墨盒和第二墨盒内均设有液位计。
11.所述干燥组件包括uv-led固化灯，所述uv-led固化灯包括均匀间隔布置的第一uv-led固化灯、第二uv-led固化灯和第三uv-led固化灯。
12.所述第一喷头位于所述第一uv-led固化灯和第二uv-led固化灯之间，所述第二喷头位于所述第二uv-led固化灯和第三uv-led固化灯。
13.所述机头两端设有急停开关，所述急停开关包括第一急停开关和第二急停开关，所述第一急停开关和第二急停开关均与所述控制组件电性控制连接，所述第一急停开关设置在所述第一喷头和第一uv-led固化灯之间，所述第二急停开关设置在所述第二喷头和第三uv-led固化灯之间。
14.所述控制组件与所述喷墨组件、干燥组件均电性控制连接。
15.所述控制组件包括喷头驱动控制板、负压控制器和机头驱动控制板。
16.本发明的专色喷墨机构，采用可调倾角的喷头，即喷头的喷墨面与水平面之间存在夹角，使喷墨方向更适应于安瓿瓶的弧度，喷头倾角可调，可以增大打印面积，且打印出来的字体更加清晰锐利；在喷墨的整个过程中，安瓿瓶不转动，喷墨的墨滴角度和位置控制更精确，降低了现有技术中因安瓿瓶转动而导致的高废品率。本发明采用专色喷墨喷头，专色墨水针对高硼硅玻璃材质，专色专用，色彩鲜艳，喷墨控制更加简单稳定，无需涂层，直接打印；墨水固化之后同时具有耐刮擦，抗酒精擦拭的功能性。
17.一种基于喷头倾斜的专色喷墨机构的喷墨打印工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：正向打印(1) 控制组件生成打印数据，并将数据分发给机头驱动控制板，机头从右向左运动，到达指定位置后，机头驱动控制板分发数据给喷头驱动控制板，驱动第一喷头和第二喷头把墨水喷射到安瓿瓶的待喷墨弧面部，待喷墨弧面分为第一待喷墨弧面部和第二待喷墨弧面部；(2) 在从右向左打印过程中，在机头带动下，第一喷头和第二喷头均一边喷墨一边向左运动，第二喷头先经过安瓿瓶，第二喷头把墨水喷射到安瓿瓶的第二待喷墨弧面部，接着后面的第二uv-led固化灯经过被第二喷头喷墨的安瓿瓶，对安瓿瓶第二待喷墨弧面部上的液态墨水进行紫外固化成型；(3) 接着第一喷头经过第二待喷墨弧面部被第二喷头喷墨后的安瓿瓶，第一喷头把墨水喷射到安瓿瓶的第一待喷墨弧面部，接着后面的第一uv-led固化灯经过被第一喷头喷墨的安瓿瓶，对安瓿瓶第一待喷墨弧面部上的液态墨水进行紫外固化成型；(4)当第二喷头运动出喷墨区域时，第二喷头停止喷墨，当第二uv-led固化灯移动
出打印区域时熄灭；当第一喷头运动出喷墨区域时，第一喷头停止喷墨，当第一uv-led固化灯移动出打印区域时熄灭；完成一次正向打印动作；步骤2：完成一次正向打印动作后，将打印完成的安瓿瓶取走，接着将下一批待打印安瓿瓶运送至打印区域；步骤3：返向打印(1) 控制组件生成打印数据，并将数据分发给机头驱动控制板，机头从左向右运动，到达指定位置后，机头驱动控制板分发数据给喷头驱动控制板，驱动第一喷头和第二喷头把墨水喷射到安瓿瓶的待喷墨弧面部，待喷墨弧面分为第一待喷墨弧面部和第二待喷墨弧面部；(2) 在从左向右打印过程中，在机头带动下，第一喷头和第二喷头均一边喷墨一边向右运动，第一喷头先经过安瓿瓶，第一喷头把墨水喷射到安瓿瓶的第一待喷墨弧面部，接着后面的第二uv-led固化灯经过被第一喷头喷墨的安瓿瓶，对安瓿瓶第一待喷墨弧面部上的液态墨水进行紫外固化成型；(3) 接着第二喷头经过第一待喷墨弧面部被第一喷头喷墨后的安瓿瓶，第二喷头把墨水喷射到安瓿瓶的第二待喷墨弧面部，接着后面的第三uv-led固化灯经过被第二喷头喷墨的安瓿瓶，对安瓿瓶第二待喷墨弧面部上的液态墨水进行紫外固化成型；(4)当第一喷头运动出喷墨区域时，第一喷头停止喷墨，当第二uv-led固化灯移动出打印区域时熄灭；当第二喷头运动出喷墨区域时，第二喷头停止喷墨，当第三uv-led固化灯移动出打印区域时熄灭；完成一次返向打印动作；步骤4：完成一次返向打印动作后，将打印完成的安瓿瓶取走，接着将下一批待打印安瓿瓶运送至打印区域；步骤5：连续打印，喷墨机构重复执行步骤1-4，实现连续生产。本发明的喷墨打印工艺，在对安瓿瓶喷墨印字的整个过程中，安瓿瓶不用转动，喷墨的墨滴角度和位置控制更精确，降低了现有技术中因安瓿瓶转动而导致的高废品率；正向和返向均能完成一次打印，印字效率高，避免了机头的空运行。
附图说明
18.图1是本发明喷墨机构的主体结构示意图；图2是图1的主视图；图3是图1的俯视图；图4是图1的右视图；图5是本发明中第一喷头、第二喷头与水平面夹角均为3
°
的示意图。
具体实施方式
19.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落
在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。如图1至图4所示，一种基于喷头倾斜的专色喷墨机构，包括喷墨组件、干燥组件和控制组件，所述喷墨组件包括供墨单元、负压单元和打印单元。所述供墨单元包括墨泵1、墨瓶2和墨盒，墨盒起到第二级存墨的作用。所述负压单元包括气泵4、气罐5和安全瓶6，所述气泵4通过气管与所述安全瓶6连接，所述打印单元包括喷头和带动喷头移动的机头，图1中只显示了机头的部分结构，机头主要是通过电机进行驱动，沿着机头轨道进行水平方向的往复移动，本领域技术人员容易理解，在此不再赘述。所述喷头为专色喷墨喷头且喷头的喷墨面与水平面之间存在夹角α，夹角α为2
°
~9
°
，喷头的喷墨方向贴合于安瓿瓶瓶体的弧度，喷头的倾角可以独立调整，增大了打印面积，打印出来的字体更加清晰锐利。处于倾斜状态的喷头可以满足安瓿瓶较大面积打印的需求。在喷墨的整个过程中，安瓿瓶不用转动，所以喷墨的墨滴角度和位置控制更精确，降低了现有技术中因安瓿瓶转动而导致的高废品率。所述控制组件与所述喷墨组件、干燥组件均电性控制连接。所述控制组件包括喷头驱动控制板7、负压控制器8和机头驱动控制板9。在uv打印设备领域，负压系统（相当于本发明的负压单元）是常用到的部分，是为了吸附住喷头的墨水，使喷头墨水不自流，以免产生滴墨破坏喷绘效果。本实施例中的喷头可采用日本理光gen5（mh5420/mh5440）、gen6(mh5320/mh5340)工业级喷头，喷头墨量大，墨水喷射力度强，墨滴喷射直线度高。
20.所述喷头包括间隔布置的第一喷头10和第二喷头11，所述第一喷头10和第二喷头11均设置在喷头安装座12上，第一喷头10和第二喷头11均有相对应的喷头驱动控制板7。所述第一喷头10喷墨面与水平面夹角方向与所述第二喷头11喷墨面与水平面夹角方向相反，为了便于理解，如图5所示的示意图，第一喷头10喷墨面与水平面夹角、第二喷头11喷墨面与水平面夹角均为3
°
。
21.所述墨盒包括第一墨盒3和第二墨盒13，所述第一墨盒3通过管路与所述墨泵1连接，第二墨盒13通过管路与另外一个墨泵（图中未示出）连接，所述第一喷头10通过管路与所述第一墨盒3连接，所述第二喷头11通过管路与所述第二墨盒13连接；所述第一墨盒3和第二墨盒13均通过管路与所述安全瓶6连接；所述第一墨盒3和第二墨盒13内均设有液位计，当检测到墨盒内液位低于设定值时，控制组件驱动墨泵1开启，从墨瓶2内抽取墨水至墨盒内，直至墨盒内液位达到设定值；在喷墨机构工作期间，对墨盒内液位保持实时检测，自动控制墨盒内液位。
22.所述干燥组件包括uv-led固化灯，所述uv-led固化灯包括均匀间隔布置的第一uv-led固化灯14、第二uv-led固化灯15和第三uv-led固化灯16。本实施例中uv-led固化灯可采用365nm/385nm/395nm/405nm混合波长的光波段，固化效率高、发热小、能耗低。本实施例中uv-led固化灯的灯头制冷采用水冷结构，主控箱带有制冷压缩机，制冷效率高，不受环境温度的影响。
23.所述第一喷头10位于所述第一uv-led固化灯14和第二uv-led固化灯15之间，所述第二喷头11位于所述第二uv-led固化灯15和第三uv-led固化灯16。
24.为了防止第一喷头10和第二喷头11剐蹭到安瓿瓶，所述机头两端设有急停开关，
所述急停开关包括第一急停开关17和第二急停开关18，所述第一急停开关17和第二急停开关18均与所述控制组件电性控制连接，所述第一急停开关17设置在所述第一喷头10和第一uv-led固化灯14之间，所述第二急停开关18设置在所述第二喷头11和第三uv-led固化灯16之间。第一喷头10和第二喷头11在一边喷墨一边运动的过程中，如果第一喷头10和第二喷头11的高度过低，会导致第一急停开关17和第二急停开关18撞到安瓿瓶而被触发，控制组件发出急停保护指令，机头停止运动，同时第一uv-led固化灯14、第二uv-led固化灯15和第三uv-led固化灯16立即关闭，防止第一喷头10和第二喷头11剐蹭到安瓿瓶，保护喷头。
25.本发明采用针对高硼硅玻璃材质开发专色墨水，专色专用，色彩鲜艳，喷墨控制更加简单稳定，无需涂层，直接打印；墨水固化之后同时具有耐刮擦，抗酒精擦拭的功能性。
26.一种基于喷头倾斜的专色喷墨机构的喷墨打印工艺，包括如下步骤：步骤1：正向打印(1) 控制组件生成打印数据，并将数据分发给机头驱动控制板9，机头从右向左运动，到达指定位置后，机头驱动控制板9分发数据给喷头驱动控制板7，驱动第一喷头10和第二喷头11把墨水喷射到安瓿瓶的待喷墨弧面部，待喷墨弧面分为第一待喷墨弧面部和第二待喷墨弧面部；(2) 在从右向左打印过程中，在机头带动下，第一喷头10和第二喷头11均一边喷墨一边向左运动，第二喷头11先经过安瓿瓶，第二喷头11把墨水喷射到安瓿瓶的第二待喷墨弧面部，接着后面的第二uv-led固化灯15经过被第二喷头11喷墨的安瓿瓶，对安瓿瓶第二待喷墨弧面部上的液态墨水进行紫外固化成型；(3) 接着第一喷头10经过第二待喷墨弧面部被第二喷头11喷墨后的安瓿瓶，第一喷头10把墨水喷射到安瓿瓶的第一待喷墨弧面部，接着后面的第一uv-led固化灯14经过被第一喷头10喷墨的安瓿瓶，对安瓿瓶第一待喷墨弧面部上的液态墨水进行紫外固化成型；(4)当第二喷头11运动出喷墨区域时，第二喷头11停止喷墨，当第二uv-led固化灯15移动出打印区域时熄灭；当第一喷头10运动出喷墨区域时，第一喷头10停止喷墨，当第一uv-led固化灯14移动出打印区域时熄灭；完成一次正向打印动作；步骤2：完成一次正向打印动作后，将打印完成的安瓿瓶取走，接着将下一批待打印安瓿瓶运送至打印区域；本实施例中，安瓿瓶是通过辊轮19翻转输送，即当将打印完成的安瓿瓶从辊轮19上取走，接着辊轮19旋转90度，把下一批待打印安瓿瓶翻转朝上至打印区域；辊轮19由电机驱动，图中未示出。
27.步骤3：返向打印(1) 控制组件生成打印数据，并将数据分发给机头驱动控制板9，机头从左向右运动，到达指定位置后，机头驱动控制板9分发数据给喷头驱动控制板7，驱动第一喷头10和第二喷头11把墨水喷射到安瓿瓶的待喷墨弧面部，待喷墨弧面分为第一待喷墨弧面部和第二待喷墨弧面部；(2) 在从左向右打印过程中，在机头带动下，第一喷头10和第二喷头11均一边喷墨一边向右运动，第一喷头10先经过安瓿瓶，第一喷头10把墨水喷射到安瓿瓶的第一待喷墨弧面部，接着后面的第二uv-led固化灯15经过被第一喷头10喷墨的安瓿瓶，对安瓿瓶第一待喷墨弧面部上的液态墨水进行紫外固化成型；(3) 接着第二喷头11经过第一待喷墨弧面部被第一喷头10喷墨后的安瓿瓶，第二
喷头11把墨水喷射到安瓿瓶的第二待喷墨弧面部，接着后面的第三uv-led固化灯16经过被第二喷头11喷墨的安瓿瓶，对安瓿瓶第二待喷墨弧面部上的液态墨水进行紫外固化成型；(4)当第一喷头10运动出喷墨区域时，第一喷头10停止喷墨，当第二uv-led固化灯15移动出打印区域时熄灭；当第二喷头11运动出喷墨区域时，第二喷头11停止喷墨，当第三uv-led固化灯16移动出打印区域时熄灭；完成一次返向打印动作；步骤4：完成一次返向打印动作后，将打印完成的安瓿瓶取走，接着将下一批待打印安瓿瓶运送至打印区域；本实施例中，安瓿瓶是通过辊轮19翻转输送，即当将打印完成的安瓿瓶从辊轮19上取走，接着辊轮19旋转90度，把下一批待打印安瓿瓶翻转朝上至打印区域。
28.步骤5：连续打印喷墨机构重复执行步骤1-4，实现连续生产。
29.在喷墨打印过程中，还涉及如下过程：1.供墨检测喷墨机构上电，实时检测墨盒内液位状态，当检测到墨盒内液位低于设定值时，控制组件驱动墨泵1开启，从墨瓶2内抽取墨水至墨盒内，直至墨盒内液位达到设定值；在喷墨机构工作期间，对墨盒内液位保持实时检测，自动控制墨盒内液位；2．负压控制负压控制器8实时检测气罐5内压力，负压控制器8通过气泵4自动调节气罐5内压力到设定的压力值，并同步给安全瓶6，控制组件控制气罐5和安全瓶6内压力处于设定值；安全瓶6提供-2kpa~-5kpa的负压力给到墨盒。
30.负压控制是为了保证喷头内墨水不会因自身重力而滴落出喷头，即墨水维持不掉落的平衡状态，墨水在喷头的喷嘴表面形成一个弯月面。喷头向下喷印时，喷头会自动抽墨水进行补墨，即墨盒中的墨水会自动流向喷头，并储存在喷头的墨腔内部，可以实现连续喷印的功能。
31.如果出现墨盒内墨水回流溢出到安全瓶6内情况时，安全瓶6内部设置的安全开关会感应到回流至安全瓶6内的墨水，控制组件触发报警，并同时强行停止墨泵1工作。
32.3.防撞保护第一喷头10和第二喷头11在一边喷墨一边运动的过程中，如果第一喷头10和第二喷头11的高度过低，会导致第一急停开关17和第二急停开关18撞到安瓿瓶而被触发，控制组件发出急停保护指令，机头停止运动，同时第一uv-led固化灯14、第二uv-led固化灯15和第三uv-led固化灯16立即关闭，防止第一喷头10和第二喷头11剐蹭到安瓿瓶，保护喷头。
33.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。