一种打印机系统板结构及打印机

技术领域

本发明涉及打印机技术领域，特别涉及一种打印机系统板结构及打印机。

背景技术

打印机是现代办公必备的设备，可以说，打印机的使用大大减轻了工作入员的劳动强度，提高了工作效率，使办公更加轻松。打印系统板卡是打印机最基本的也是最重要的部件之一。打印系统板卡上面安装了组成打印机的主要电路系统。

对于喷墨打印机来说，打印系统板卡按实现的功能进行分区，主要包括主控卡、逻辑控制卡和驱动卡等。现有的喷墨打印系统板卡中主控卡、逻辑控制卡和驱动卡等集成在一块板卡上，模块功能划分不清楚。造成高低压信号混叠，功放电路部分的功放管发热明显。而主控卡容易受热后降低系统性能，甚至出现不稳定现象。极端情况下没法满足工业级器件的环境工作要求。此外，当前的市面打印系统板卡中的驱动板设计结构多数是利用露铜方式，通过绝缘的导热硅脂与水冷散热元件接触散热，露铜部分裸露各种电源高压，容易造成电路板短路。而且低压逻辑电路和高压大电流电路混叠，高低压信号相互串扰，降低了系统的安全可靠性。

发明内容

本发明所要解决是现有的喷墨打印系统板卡中主控卡、逻辑控制卡和驱动卡等集成在一块板卡上，造成主控卡容易受热出现工作不稳定现象的问题。

为解决上述技术问题，本发明的一个方面公开了一种打印机系统板结构，包括：主控电路板、逻辑控制电路板和高压功放电路板，

所述主控电路板设置在所述逻辑控制电路板上，所述主控电路板与所述逻辑控制电路板通信连接；

所述逻辑控制电路板设置在所述高压功放电路板上，所述逻辑控制电路板与所述高压功放电路板通信连接。

进一步的，所述高压功放电路板包括第一子高压功放电路板和第二子高压功放电路板，所述第一子高压功放电路板和所述第二子高压功放电路板分别与所述逻辑控制电路板通信连接。

进一步的，所述主控电路板上设有主控插接组件，所述逻辑控制电路板上设有主控连接组件，所述主控插接组件与所述主控连接组件连接。

进一步的，所述第一子高压功放电路板上设有第一功放插接件，所述第二子高压功放电路板上设有第二功放插接件，所述逻辑控制电路板上设有第一功放连接件和第二功放连接件，所述第一功放插接件与所述第一功放连接件连接，所述第二功放插接件与所述第二功放连接件连接。

进一步的，所述逻辑控制电路板板上设有电源接口、数模转换电路和逻辑电路；

所述电源接口用于提供电源；

所述数模转换电路用于将所述主控电路板发出的控制信号转换成模拟信号；

所述逻辑电路用于处理打印时序信息。

进一步的，所述第一子高压功放电路板设有第一高压功放电路，所述第一高压功放电路用于将所述模拟信号进行功率放大得到第一高压放大信号；

所述第二子高压功放电路板设有第二高压功放电路，所述第二高压功放电路用于将所述模拟信号进行功率放大得到第二高压放大信号。

进一步的，所述主控连接组件用于将所述主控电路板发出的控制信号传输给所述逻辑控制电路板；

所述第一功放连接件用于传输所述模拟信号传输和所述第一高压放大信号；

所述第二功放连接件用于传输所述模拟信号传输和所述第二高压放大信号。

进一步的，所述第一子高压功放电路板和所述第二子高压功放电路板为金属基板。

进一步的，所述主控电路板上设有处理器、网口和同步信号接口；

所述处理器用于处理打印任务；

所述网口用于与主机进行数据交换；

所述同步信号接口用于传输同步信号。

本发明的另一个方面公开了一种打印机，包括如上所述的打印机系统板结构。

采用上述技术方案，本发明所述的打印机系统板结构及打印机具有如下有益效果：

该打印机系统板结构对系统板按功能进行划分，分成各自独立的主控电路板、逻辑控制电路板和高压功放电路板。采用板卡叠层模组结构将主控电路板、逻辑控制电路板和高压功放电路板连接起来，实现高低压隔离和热隔离。散热面积大，散热快，有利于提高高速打印时的散热速度，确保打印机系统工作的稳定性和安全性。此外，采用板卡叠层模组结构，有利于驱动板卡的装配，简化安装，使用便捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例的打印机系统板结构的示意图；

图2为本申请一个实施例的第一子高压功放电路板结构示意图；

图3为本申请一个实施例的第二子高压功放电路板结构示意图；

图4为本申请一个实施例的主控电路板结构示意图；

图5为本申请一个实施例的逻辑控制电路板结构示意图。

附图标记说明：

100-主控电路板；101-SOC芯片；102-同步SATA接口；103-同步光纤接口；104-网口；105-第一主控插接件；106-第二主控插接件；107-第三主控插接件；200-逻辑控制电路板；201-数模转换电路；202-电源接口；203-直流转换电源；204-第一主控连接件；205-第二主控连接件；206-第三主控连接件；207-外设功能接口；208-第一功放连接件；209-第二功放连接件；210-逻辑电路；211-第一喷头接口；212-第二喷头接口；310-第一子高压功放电路板；311-第一功放插接件；312-第一高压功放电路；320-第二子高压功放电路板；321-第二功放插接件；322-第二高压功放电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本申请实施例公开了一种打印机系统板结构，图1为本申请一个实施例的打印机系统板结构的示意图，如图1所示，该打印机系统板结构包括：主控电路板100、逻辑控制电路板200和高压功放电路板，主控电路板100设置在逻辑控制电路板200上，主控电路板100与逻辑控制电路板200通信连接。逻辑控制电路板200设置在高压功放电路板上，逻辑控制电路板200与高压功放电路板通信连接。

本申请实施例所述的打印机系统板结构，对系统板按功能进行划分，分成各自独立的主控电路板100、逻辑控制电路板200和高压功放电路板。采用板卡叠层模组结构将主控电路板100、逻辑控制电路板200和高压功放电路板连接起来，实现高低压隔离和热隔离。散热面积大，散热快，有利于提高高速打印时的散热速度，确保打印机系统工作的稳定性和安全性。此外，采用板卡叠层模组结构，有利于驱动板卡的装配，简化安装，使用便捷。

本申请实施例中，主控电路板100与计算机或者服务器进行图像数据和命令数据交互，实现远程下单打印产品。逻辑控制电路板200通过电源转换电路对打印系统板的所有电路供电，以及接收并处理主控电路板100所分发的数据。高压功放电路板用于对信号进行放大产生高压脉冲信号。主控电路板100、逻辑控制电路板200和高压功放电路板均具有正面和反面。这里所说的正面和反面是为了标明电路板之间的连接方式，从而便于理解打印系统板结构，在一些实施例中，电路板的正面和反面是可以转换的。

如图1所示，主控电路板100设置在逻辑控制电路板200上，主控电路板100的正面与逻辑控制电路板200的正面相对。逻辑控制电路板200设置在高压功放电路板上，高压功放电路板的正面与逻辑控制电路板200的反面相对。在一些实施例中，也可以主控电路板100的反面与逻辑控制电路板200的正面相对，高压功放电路板的正面与逻辑控制电路板200的正面相对。主控电路板100、逻辑控制电路板200和高压功放电路板连接后形成一个立体的三层组合板结构。主控电路板100与逻辑控制电路板200之间具有第一间距，高压功放电路板与逻辑控制电路板200之间具有第二间距。主控电路板100、逻辑控制电路板200和高压功放电路板的正面和/或反面上设有电子元件，第一间距大于主控电路板100和逻辑控制电路板200相接面上电子元件的高度，第二间距大于高压功放电路板和逻辑控制电路板200相接面上电子元件的高度。同时，第一间距和第二间距也不宜过大，否则会造成打印系统板结构的体积过大，不利于设备的小型化。优选的，第一间距和第二间距能够恰好满足相邻电路板对接面之间的电子零件设置即可。

本申请实施例中，在主控电路板100、逻辑控制电路板200和高压功放电路板实现热隔离和高低压隔离的同时，主控电路板100、逻辑控制电路板200和高压功放电路板还需要进行通信以保证打印系统板结构的正常功能。可选的，主控电路板100与逻辑控制电路板200之间，高压功放电路板与逻辑控制电路板200之间通过通信接口相接。可选的，通信接口包括但不仅限于SATA、Type-C、1394、RJ45、光纤等。

图2为本申请一个实施例的第一子高压功放电路板结构示意图，图3为本申请一个实施例的第二子高压功放电路板结构示意图，如图2和图3所示，高压功放电路板包括第一子高压功放电路板310和第二子高压功放电路板320，第一子高压功放电路板310和第二子高压功放电路板320分别与逻辑控制电路板200通信连接。

本申请实施例中，高压功放电路板用于得到高压脉冲信号，高压脉冲信号用于驱动打印机喷头。高压功放电路板可以包括一个至多个子高压功放电路板，一至多个子高压功放电路板分别与逻辑控制电路板200通信连接，从而实现一至多个喷头的驱动。子高压功放电路板的数量可以大于等于打印机喷头的数量。例如，一台打印机具有两个喷头，则逻辑控制电路板200则分别向两个子高压功放电路板发送两组控制信号，从而使两个子高压功放电路板分别放大这两组控制信号，得到两组高压脉冲信号，实现对两个喷头的控制。

图4为本申请一个实施例的主控电路板100结构示意图，如图4所示，主控电路板100上设有主控插接组件，逻辑控制电路板200上设有主控连接组件，主控插接组件与主控连接组件连接。

本申请实施例中，为了简化打印系统板的生产工艺，降低组装难度，主控电路板100主逻辑控制电路板200通过插接件进行连接。如图1所示，可选的，主控电路板100上设有主控插接组件，逻辑控制电路板200上设有主控连接组件。主控插接组件中包括至少一个主控插接件，主控连接组件中包括至少一个主控连接件，主控插接件与主控连接件的数目相等，且能够一一对应配合。在一个可选的实施方式中，主控插接组件包括第一主控插接件105、第二主控插接件106和第三主控插接件107，主控连接件包括第一主控连接件204、第二主控连接件205和第三主控连接件206，第一主控插接件105、第二主控插接件106和第三主控插接件107分别与第一主控连接件204、第二主控连接件205和第三主控连接件206一一相连接，构成了主控电路板100与逻辑控制电路板200之间的通信控制桥梁。主控电路板100与逻辑控制电路板200之间通过插接件进行连接，能够方便连接与拆卸，同时保证通信的稳定。

相应的，高压功放电路板与逻辑控制电路板200之间也可以采用插接件进行连接。如图2和图3所示，第一子高压功放电路板310上设有第一功放插接件311，第二子高压功放电路板320上设有第二功放插接件321，逻辑控制电路板200上设有第一功放连接件208和第二功放连接件209，第一功放连接件208和第二功放连接件209设置在于主控连接组件相反的板面上。第一功放插接件311与第一功放连接件208连接，第二功放插接件321与第二功放连接件209连接。

如图4所示，主控电路板100上设有处理器、网口104和同步信号接口。处理器用于处理打印任务。网口104用于与主机进行数据交换。同步信号接口用于传输同步信号。

本申请实施例中，如图4所示，主控电路板100上设有嵌入式SOC(System-on-a-Chip)芯片。SOC芯片101为系统级芯片,也叫片上系统，意指它是一个产品，是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。作为一种示例，主控电路板100上嵌入的SOC芯片101为嵌入式Cortex A9双核的SOC主芯片，该芯片作为处理器平台能够实现高速图象处理运算，实时处理喷头打印时序控制。网口104用于实现打印图像数据，控制命令和采样数据与主机数据交换。可选的，网口104为RJ45千兆网口104，能够实现数据的高速交换。同步信号接口用于实现大型多喷头的喷墨打印同步打印。可选的，同步信号接口包括打印系统板结构模组内部同步信号SATA接口和模组间同步信号光纤接口，从而实现大型多喷头的喷墨打印同步打印。

图5为本申请一个实施例的逻辑控制电路板200结构示意图，如图5所示，逻辑控制电路板200板上设有电源接口202、数模转换电路201和逻辑电路210。电源接口202用于提供电源。数模转换电路201用于将主控电路板100发出的控制信号转换成模拟信号。逻辑电路210用于处理打印时序信息。

本申请实施例中，电源接口202给主控电路板100和喷头提供电源，电源进入逻辑控制电路板200后，通过直流转换电源203(DC-to-DC converter，DC/DC)转换处理，然后给各种不同模块电路提供不同电压的电源。逻辑控制电路板200通过第一主控连接件204和第二主控连接件205接收主控电路板100发出的控制信号，然后进行数模转换电路201转换成模拟信号。

如图5所示，逻辑控制电路板200上还设有两个喷头接口，喷头接口用于连接喷头，喷头接口的数量与喷头的数量相对应。应当理解的是，本申请实施例以两个喷头的打印机为例对打印系统板结构进行说明，但本申请实施例所述的打印系统板结构还可以应用于单喷头或多喷头打印机。逻辑控制电路板200上还设有外设功能接口207，外设功能接口207为系统正常打印提供编码器位置，温度监控，加热，供墨等辅助功能。

如图5所示，第一高压功放电路312板上设有两个第一功放插接件311，第二高压功放电路322板上设有两个第二功放插接件321。相应地，逻辑控制电路板200上设有两个第一功放连接件208合两个第二功放连接件209。逻辑控制电路板200将模拟信号分别传送给其中一个第一功放插接件311和第二功放插接件321。然后经过第一高压功放电路312板上和第二高压功放电路322板进行功率放大得到第一高压放大信号和第二高压放大信号。然后另一个第一功放插接件311和第二功放插接件321将第一高压放大信号和第二高压放大信号发送给逻辑控制电路板200。同时，通过第三主控连接件206接收喷头打印的逻辑时序信息。逻辑电路210对第一高压放大信号、第二高压放大信号和逻辑时序信息进行合并，然后分别通过两个喷头接口控制两个喷头进行喷印。

如图2所示，第一子高压功放电路板310设有第一高压功放电路312，第一高压功放电路312用于将模拟信号进行功率放大得到第一高压放大信号。如图3所示，第二子高压功放电路板320设有第二高压功放电路322，第二高压功放电路322用于将模拟信号进行功率放大得到第二高压放大信号。第一子高压功放电路板310和第二子高压功放电路板320为金属基板。

本申请实施例中，如图2所示，第一子高压功放电路板310上设有两个第一功放插接件311和第一高压功放电路312。第二子高压功放电路板320和第一子高压功放电路板310结构相同。如图3所示，第二子高压功放电路板320上设有两个第二功放插接件321和第二高压功放电路322。可选的，第一子高压功放电路板310和第二子高压功放电路板320选用金属基板能够使打印系统板结构能够有良好的散热性能。优选的，第一子高压功放电路板310和第二子高压功放电路板320选用铝基板做PCB材质。利用铝材料的散热好的特性，将驱动板的高压功放部分电路转移到铝基板上来，铝基板安装在水冷的铝块上，安装方便。而且高压功放电路板得温度可通过设定温度进行控制，为电路板提供可靠良好的散热控制。此外，第一子高压功放电路板310和第二子高压功放电路板320完成可编程逻辑数据输出的驱动和信号隔离作用，大大提高板卡的稳定性和一致性。

本申请实施例中，如图1至4所示，右上侧的主控电路板100通过千兆LAN接口与PC或者服务器进行图像数据和命令数据交互，方便实现远程下单打印产品，同步SATA接口102和同步光纤口实现多喷头多种颜色同时喷印。主控电路板100中的SOC处理器运算功能强大，可以独立处理图象实现脱机打印。主控电路板100中的主控接插件与实现喷头逻辑功能的逻辑控制电路板200中的主控连接件分别相连，实现主控电路板100与逻辑控制电路板200数据分发，命令控制以及信息的收集等功能。

如图1至4所示，逻辑控制电路板200中的电源接口202为系统提供电源，通过DC-DC等电源转换电路实现对喷头驱动的电路和系统控制板的所有元件供电。逻辑控制电路板200中的第一主控连接件204、第二主控连接件205和第三主控连接件206与主控电路板100中第一主控插接件105、第二主控插接件106和第三主控插接件107分别一一相连。通过第一主控连接件204、第二主控连接件205和第三主控连接件206接收主控电路板100的打印图象数据和控制波形数据，波形数据经过数模电路转换成模拟信号，通过一个第一功放连接件208一个第二功放连接件209将模拟信号分别送入第一子高压功放电路板310的第一功放插接件311和第二子高压功放电路板320的第二功放插接件321。通过第一子高压功放电路板310和第二子高压功放电路板320中的第一高压功放电路312和第二高压功放电路322处理后，高压脉冲信号经第一子高压功放电路板310的另一个第一功放插接件311连接逻辑控制电路板200的第一功放连接件208,第二子高压功放电路板320的另一个第二功放插接件321连接逻辑控制电路板200的第二功放连接件209返回到逻辑控制电路板200。

如图1至4所示，高压脉冲信号与喷头逻辑信号一同送至第一喷头接口211和第二喷头接口212实现双喷头喷墨打印功能。外设功能接口207为喷墨系统提供打印位置，加热，供墨，温度监视控制等功能，满足打印系统的附加功能需求。第一子高压功放电路板310和第二子高压功放电路板320为同类型的电路板，且都是将模拟信号进行功率放大的驱动电路板。第一子高压功放电路板310的两个第一功放插接件311分别与逻辑控制电路板200的两个第一功放连接件208连接。第二子高压功放电路板320的两个第二功放插接件321分别与逻辑控制电路板200的两个第二功放连接件209连接。

本申请实施例中，打印系统板结构采用嵌入式平台作为主控电路板100，集成主控制和驱动一体化，嵌入式平台设置在逻辑控制电路板200上，逻辑控制电路板200下面插入2片散热优良的铝基板，高度集成化，解决了打印系统板尺寸大、安全性低的问题，简化了传导散热和水冷散热结构。同时，还简化了打印系统板的制作工艺流程，提高了打印系统板的焊接质量和一致性，降低了制作和加工成本，增强了系统的安全可靠性。

本发明的另一个方面公开了一种打印机，包括如上所述的打印机系统板结构。

本申请实施例中，打印机中设置的打印机系统板结构集成主控制系统和驱动功放一体化功能，主控电路板100有强大Cortex A9双核的运算处理器，该打印机系统板结构可独立实现打印控制系统，高度集成化。打印机系统板结构中的千兆网口104与交换机通讯，可以轻松实现大规模的Single Pass打印系统。而且通过设计叠层结构，热隔离，散热面积大，散热快，解决板卡发热问题，通过水冷装置实现发热电路板温度可控的目的，大大提高因散热欠佳导致系统的不稳定。此外，采用电路板叠层模组结构，隔离驱动板中的高压和低压电路，简化安装，便捷使用。用高压铝基板的扣板方式避免水冷装置与控制逻辑板卡的接触，起到绝好的绝缘作用。该打印机系统板结构高低压隔离，隔离保护板卡元器件不受外部灰尘、墨水和异物掉入，板卡厚度低。有利于高速打印时的散热速度，有利于驱动板卡的装配，有利于保护板卡内部元器件免于被损坏，有利于避免外部灰尘，墨水和异物的掉入。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。