CN100436147C - 一种数码蛋糕打印机及打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数码蛋糕打印机及打印方法，在打印机机架上的喷头(2)下方放置有载物托盘(4)，载物托盘(4)经旋转机构控制旋转。所述旋转机构由电机(5)、齿轮组构成，电机通过齿轮组带动载物托盘(4)以及载物托盘上的蛋糕一起转动。该数码蛋糕打印机将需要打印物体的打印面切分为若干个扇形，当打印机的喷头启动打印完第一个图案后，打印机的喷头要准备喷第二次时，打印机的控制电路发出命令，通过打印机的步进电机来带动需要打印的蛋糕食物转过设定角度后，喷头才开始工作，依次按上述方式打印，最终需要打印的蛋糕食物刚好转过360°。本发明具有体积小，打印幅面宽，制造简单，成本低的特点。

Description

一种数码蛋糕打印机及打印方法

技术领域

本发明涉及一种使用喷墨法在各种大小的蛋糕等食物的表面上印制高清晰图像的打印机，尤其是涉及一种使物体绕定点旋转最大可打印直径为A3范围的圆形图案的数码蛋糕打印机。

背景技术

近年来，起源美国流行于国际食品市场的数码蛋糕是电脑科技与蛋糕艺术的完美结合。它是将顾客选定的人物相片、风景照片、或卡通图案经电脑加工合成后，再通过数码打印***将影像喷射在食用相纸上，再粘贴在蛋糕的表面，然后装饰以色彩艳丽的花边。在品尝美味之前，突出视觉效果，以此来留住美丽的瞬间，开心的一刻。数码蛋糕凭借其独有的可将任意图片百分百地重现在食用蛋糕上这一划时代科技，赋予传统蛋糕更高的品味、更深的内涵。它可以灵活地应用在各种场合：无论是生日、开业、毕业典礼、企业联谊、结婚典礼、周年纪念、公司庆典活动等喜庆日子，还是道歉、问候以及开个小玩笑等特别的需要，数码蛋糕为您传情达意，让您与众不同。但是这种设备是把图象打印在食用纸上，然后再贴在蛋糕表面上，这种传统数码蛋糕操作起来比较繁琐，而且容易粘制不平，图像也容易起皱，成本高，每张食用纸就需要30元，在国内市场是很难推广。

目前，市场上已有数码蛋糕打印机，它是直接将图像打印在蛋糕表面上的，用的是A4喷墨打印机改装的，其打印范围不超过210mmX297mm。这些已有的数码蛋糕打印机只能为8寸及其8寸以下的蛋糕打印图像。如果我们需要为10寸、12寸的蛋糕打印图像的话，这些数码蛋糕打印机就没办法。如果是用A3喷墨打印机来改装，可以完成打印的任务，但是，使用A3喷墨打印机来改装的话，则在制造成本和打印机本身的成本上都远大于A4打印机，包括体积重量都不言而喻了。而我们市场上开的制作蛋糕的店铺一般都小，过于庞大的机器对于那些蛋糕店的老板来说是不能接受的。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种打印幅面宽的打印方法

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种打印方法，将需要打印物体的打印面切分为若干个扇形，其中每个扇形的弧长不超过打印机喷头的扫描宽度，打印机的喷头每横向运动一次，所喷绘的图案范围为一个扇形；当打印机的喷头启动打印完第一个图案后，打印机的喷头要准备喷第二次时，打印机的控制电路发出命令，通过打印机的步进电机来带动需要打印的蛋糕食物转过设定角度后，喷头才开始工作，直到打印完第二个扇形图案后打印机的步进电机再次带动需要打印的蛋糕食物转过设定角度，依次按上述方式打印，最终需要打印的蛋糕食物刚好转过360°。

本发明的目的之二是提供一种体积小，制造简单，成本低的数码蛋糕打印机。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种数码蛋糕打印机，包括打印机机架，打印机机架上的喷头，在打印机机架上的喷头下方放置有载物托盘，载物托盘经旋转机构控制旋转。

所述旋转机构由电机、齿轮组构成，电机通过齿轮组带动载物托盘以及载物托盘上的蛋糕一起转动。

所述齿轮组由安装在电机输出轴上的小齿轮、主动齿轮、同轴齿轮、从动齿轮构成，其中小齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮与同轴齿轮安装在同一齿轮轴上，同轴齿轮与从动齿轮啮合。

所述载物托盘由位于四个方向上的调节块、固定盒、齿轮构成，其中固定盒内安装有齿轮；每个调节块呈“L”型，每个调节块的长边上均有齿条，位于四个方向上的四块调节块分为上下两层，上下两层的调节块的长边分别穿过固定盒并啮合在齿轮上，在固定盒上安装有锁销，该锁销对调节块上的齿条进行锁定，固定盒连接在齿轮组中从动齿轮的齿轮轴上。

所述旋转机构中的电机为打印机自带的步进电机。

所述打印机机架的上方装有紫外线的灭菌灯。

所述载物托盘中的调节块上通过旋转臂安装有刮片。

所述打印机机架固定在支架的顶端，支架安装在位于载物托盘下方的底板上，底板上安装有电机。

本发明一种数码蛋糕打印机在载物托盘的上方设置有喷墨打印机，打印机的机架是固定在从底板支起的固定支架上，由于组成载物托盘的四块调节块分别啮合在齿轮上，因而载物托盘可以收缩，是用来夹持需要打印的不同大小的蛋糕等食物，在载物托盘的底部连接有一套旋转机构，它是由打印机自带的步进电机和一套齿轮组组成，步进电机通过齿轮组来带动载物托盘和需要打印的蛋糕等食物一起转动。数码蛋糕打印机工作时，通过软件控制程序对所要打印的图象进行处理，该软件将所要打印的图案切分为若干个扇形，其中每个扇形的弧长不超过喷头的宽度，打印机的喷头每横向运动一次，所喷绘的图案范围为一个扇形，当打印机的喷头启动打印完第一个扇形的图案后，要准备喷第二次时，打印机的控制电路发出命令，通过打印机的步进电机来带动需要打印的蛋糕等食物转过设定角度后，喷头才开始工作。直到第二个扇形中的图象打印完毕，依次类推，最终使需要打印的蛋糕等食物是刚好转过360°。因为需要打印的对象是食物，所以根据需要在打印机机架的上方装设一盏紫外线的灭菌灯进行灭菌消毒。

在现实生活中，通常打印的蛋糕一般为圆形的。本发明数码蛋糕打印机先利用软件控制程序将一个要打印的图象切分为若干个扇形，如附图1所示。当采用一般喷墨打印机来打印图象时，由于被打印物体不旋转，靠打印机的喷头直走来打印物体，因而被打印物体的打印图象如附图2所示，而采用本发明的机器来打印此图象时，则是通过机械方式来让其在打印完第一个扇形后以被打印物体的圆心来旋转一定的角度来打印第二个扇形图案，打印完第二个扇形后旋转一定的角度来打印第三个扇形图案，依次类推，直到被打印物体转过360°，则完成一个图案的打印，打印出来的图案就如附图1所示一样。这样的话，可以使原来打印A4的范围增大一倍，完成所说的A3范围的打印，其制造成本和打印机的成本都大大的减少了，制造出来的机器体积也会十分小。

本发明的优点是：本发明利用直走打印机构更改为使物体绕定点旋转，最大可打印直径为A3范围的圆形图案，它是使用喷墨法(这种墨水是一种特殊的可食用的色素制作的染料墨水，现在市场上已经有售)在各种大小的蛋糕等食物的表面上印制高清晰图像的打印机，尤其是使用A4打印机打印一个较大范围(φ400mm)的图像，它在一定程度上能取代用A3打印机打印的范围。该发明具有体积小，打印幅面宽，制造简单，成本低的特点。

附图说明

图1是圆形图案分割示意图；

图2是分割后展开示意图；

图3是本发明数码蛋糕打印机的原理结构示意主视图；

图4是图3的俯视图；

图5是本发明数码蛋糕打印机的具体实施例的结构主视图；

图6是本发明数码蛋糕打印机的具体实施例的立体结构示意图；

图7是本发明数码蛋糕打印机中旋转机构的结构示意图；

图8是本发明数码蛋糕打印机中载物托盘4的结构示意图；

图9是本发明数码蛋糕打印机中载物托盘上的固定盒12剖开时的结构示意图；

图10是本发明数码蛋糕打印机中载物托盘装上刮片16时的结构示意图；

图11是本发明数码蛋糕打印机中载物托盘装上刮片16时的立体结构示意图

图12是本发明打印方法的软件控制程序流程图，它同时是第一种实施例(即软件控制程序先将各个扇形确定，最后输出到喷头进行打印)；

图13是本发明打印方法的软件控制程序流程图，它同时是第二种实施例(即软件控制程序控制喷头进行打印第一个扇形图案后，然后控制旋转机构旋转α后再进行打印)；

图14是本发明中确定扇形的示意图；

图15是本发明中确定相邻扇形的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明一种数码蛋糕打印机的结构如图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11所示：主要由打印机机架1、打印机机架上的喷头2、载物托盘4、旋转机构构成，，其中在打印机机架上的喷头2下方放置有载物托盘4，载物托盘4经旋转机构控制旋转，打印机机架1和喷头2可以为A4打印机的部件，打印机机架1是固定在支架6上面，喷头2在打印机机架1上横向运动。所述旋转机构由电机5、齿轮组构成，电机通过齿轮组带动载物托盘4以及载物托盘上的蛋糕一起转动，旋转机构中的电机5可以为打印机自带的步进电机，也可以市购步进电机。所述齿轮组由安装在电机5输出轴上的小齿轮7、主动齿轮8、同轴齿轮9、从动齿轮10构成，其中小齿轮7与主动齿轮8啮合，主动齿轮8与同轴齿轮9安装在同一齿轮轴15上，同轴齿轮9与从动齿轮10啮合，从动齿轮10安装在齿轮轴14上，主动齿轮8和从动齿轮10位于上下位置。所述载物托盘4由位于四个方向(上、下、左、右)上的调节块11、固定盒12、齿轮20构成，其中固定盒12内安装有齿轮20；每个调节块11呈“L”型，每个调节块的长边上均有齿条，位于四个方向上的四块调节块分为上下两层，上下两层的调节块11的长边相交围成“口”型，上下两层的调节块11的长边分别穿过固定盒12并啮合在齿轮20上，齿轮20刚好位于上下两层的调节块11的长边相交围成的“口”型处，四块调节块11由于啮合在齿轮20上，因而四块调节块11可以自由伸缩，四块调节块11的目的是从四个方向夹持住放置在固定盒12上的蛋糕等食物，为了保证四块调节块11在固定盒上更好地自由伸缩并对固定盒12上的蛋糕等食物进行夹持，在调节块11上设置有矩形条21，该矩形条21分别卡装在固定盒12上的卡槽内，在上层的调节块11的上表面设置有矩形条21，在下层的调节块11的下表面设置有矩形条21。在固定盒12上安装有锁销13，该锁销13对调节块11上的齿条进行锁定，固定盒12连接在齿轮组中从动齿轮10的齿轮轴14上，通过齿轮组中的从动齿轮带动固定盒12转动，固定盒12同时带动四块调节块11转动，进而带动夹持在四块调节块内的蛋糕等食物转动。在打印机机架1的上方装有紫外线的灭菌灯18，目的是为了灭菌消毒。在载物托盘中的调节块11上通过旋转臂17安装有刮片16，需要打印的蛋糕在打印之前需要涂抹一层奶油在上面，奶油是人工涂抹在上面的，所以它表面的高度有可以参差不齐，这时可以装上刮片16和旋转臂17，旋转臂17是安装在调节块11上的，即插即拔，刮片16是可以围绕旋转臂17转动的，当去掉了多余的奶油，就可以把它们取掉，这样就可以把开始准备打印了。打印机机架1固定在支架6的顶端，支架6安装在位于载物托盘4下方的底板19上，底板19上安装有电机5。

如附图3、附图4、附图5、附图6、附图8、附图9、附图10、附图11、图12、附图13、附图14、图15所示，被打印的物体(蛋糕)3固定在载物托盘4上，四个调节块11分别齿轮20啮合，随便推动一个调节块11通过齿轮来带动其他三个调节块一起运动，从而达到固定被打印的物体(蛋糕)3在载物托盘4上，并且都是在载物托盘4的中心位置。锁销13是当调节块11移动到所要的位置时来固定调节块11的。固定盒12是与从动齿轮10的齿轮轴14连接在一起的，齿轮轴14上装有从动齿轮10，从动齿轮10与同轴齿轮9啮合，同轴齿轮9和主动齿轮8都是固定在齿轮轴15上的，主动齿轮8与步进电机5上的小齿轮7啮合。本发明是通过一套齿轮组使被打印的物体(蛋糕)3的外边缘的线速度和打印机***的走纸所要的线速度达到一致。从而完成物体绕定点旋转打印A3范围圆形图案的目的。见图1、图12、图13所示：当本发明数码蛋糕打印机工作时，通过软件控制程序对所要打印的图象进行处理，该软件控制程序软件将所要打印的图案切分为若干个扇形a，其中每个扇形的弧长b不超过喷头的宽度，打印机的喷头2每横向运动一次，所喷绘的图案范围为一个扇形a，当打印机打印完第一个扇形中的图案后打印机的喷头要准备喷第二次时，打印机的控制电路发出命令，该控制电路的命令由软件控制程序控制，通过打印机的步进电机来带动小齿轮7转动，小齿轮7带动主动齿轮8，主动齿轮8带动同轴齿轮9，同轴齿轮9带动从动齿轮10转动，从动齿轮10的齿轮轴14由于与固定盒12连接在一起，因而齿轮轴14带动固定盒12转动，由于载物托架中的四块调节块11装在固定盒12内并与固定盒内的齿轮20啮合，因而会随着固定盒一起转动，从而带动载物托架中需要打印的蛋糕等食物转过一定的角度α后，喷头才进行第二次打印开始工作，直到打印完第二个扇形中的图案后打印机的步进电机再次带动需要打印的蛋糕食物转过设定角度，依次按上述方式打印，直到整个的图象打印完毕，最终需要打印的蛋糕食物刚好转过360°。如图1、图12、图13、图14、图15所示：软件控制程序软件根据喷头每一次喷射的宽度来确定角度α(即喷头在圆形打印物体的打印面上沿圆周边缘方向每一次喷射的宽度所对应的圆心角为α角)，该α角度即为每个扇形的圆心角，由角度α来确定斜率方程y＝αx，然后由两个相邻的方程y＝αx确定图像扫描的范围，，最后输出到打印机上控制喷头进行打印，在图14中，通过圆心(0，0)可以确定第一个点，通过x轴与圆的交点(r，0)可以确定第二个点，通过y＝αx直线方程可得一条直线，它与圆的交点(x，y)可以确定第三个点，通过这三个点它们包括的面积就是要打印的面积；在图15中，通过圆心(0，0)可以确定第一个点，通过y＝αx直线方程可得一条直线，它与圆的交点(x1，y1)可以确定第二个点，通过y＝2αx直线方程可得一条直线，它与圆的交点(x2，y2)可以确定第三个点，通过这三个点，它们包括的面积就是要打印的面积。

本发明是在蛋糕上打印图象，所以使用的食用墨水，它是一种特殊的可食用的色素制作的染料墨水，现在市场上已经有销售的。经过对市场上的食用墨水反复做实验得出，这种食用墨水打印在奶油上是不会融化的，而且是安全可放心食用的。

Claims (6)

1、一种打印方法，其特征在于：将需要打印的蛋糕食物的打印面切分为若干个扇形，其中每个扇形的弧长不超过打印机喷头的扫描宽度，打印机的喷头每横向运动一次，所喷绘的图案范围为一个扇形；当打印机的喷头启动打印完第一个图案后，打印机的喷头要准备喷第二次时，打印机的控制电路发出命令，通过打印机的步进电机来带动需要打印的蛋糕食物转过设定角度后，喷头才开始工作，直到打印完第二个扇形中的图案后打印机的步进电机再次带动需要打印的蛋糕食物转过设定角度，依次按上述方式打印，最终需要打印的蛋糕食物刚好转过360°。

2、一种应用权利要求1所述方法的数码蛋糕打印机，包括打印机机架(1)，打印机机架上的喷头(2)，其特征在于：在打印机机架上的喷头(2)下方放置有载物托盘(4)，载物托盘(4)经旋转机构控制旋转；所述载物托盘(4)由位于四个方向上的调节块(11)、固定盒(12)、齿轮(20)构成，其中固定盒(12)内安装有所述齿轮(20)，每个调节块(11)呈“L”型，每个调节块的长边上均有齿条，位于四个方向上的四块调节块分为上下两层，上下两层的调节块(11)的长边分别穿过固定盒(12)并啮合在所述齿轮(20)上，在固定盒(12)上安装有锁销(13)，该锁销(13)对调节块(11)上的齿条进行锁定；所述旋转机构由电机(5)、齿轮组构成，所述齿轮组由安装在电机(5)输出轴上的小齿轮(7)、主动齿轮(8)、同轴齿轮(9)、从动齿轮(10)构成，其中小齿轮(7)与主动齿轮(8)啮合，主动齿轮(8)与同轴齿轮(9)安装在同一齿轮轴(15)上，同轴齿轮(9)与从动齿轮(10)啮合，所述旋转机构中的电机(5)为打印机自带的步进电机；所述固定盒(12)连接在所述齿轮组中从动齿轮(10)的齿轮轴(14)上，电机通过所述齿轮组带动载物托盘(4)以及载物托盘上的蛋糕食物一起转动。

3、根据权利要求2所述的数码蛋糕打印机，其特征在于：在打印机机架(1)的上方装有紫外线的灭菌灯(18)。

4、根据权利要求2所述的数码蛋糕打印机，其特征在于：在载物托盘中的调节块(11)上通过旋转臂(17)安装有刮片(16)。

5、根据权利要求2所述的数码蛋糕打印机，其特征在于：打印机机架(1)固定在支架(6)的顶端，支架(6)安装在位于载物托盘(4)下方的底板(19)上，底板(19)上安装有所述电机(5)。

6、根据权利要求2所述的数码蛋糕打印机，其特征在于：调节块(11)上有矩形条(21)，该矩形条(21)卡装在固定盒(12)上的卡槽内。

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