CN101121343A - 适合超厚证件打印的方法及打印机 - Google Patents

Abstract

一种适合超厚证件打印的方法，设有一厚度传感器和一套打印头高度调整机构，在此厚度传感器信号控制打印头高度调整机构，所述厚度传感器是固定在输纸通道前部的霍尔传感器；打印头高度调整机构被设计成3档式，即打印头在纸厚方向上有0，1，2三个档位，与此相对应的，厚度传感器也设定两个阈值，即第一档位和第二档位阈值；在相邻两档之间的纸张厚度的变化由自动适应纸厚的间隙调整机构。打印机包括现有的自动适应纸厚的打印机本体及其各构成部件。在优化设计的超厚走纸通道的前部安装一纸厚传感器，从而在纸张厚度变化时可以控制打印头高度调整机构进行调整以适应纸张。

Description

适合超厚证件打印的方法及打印机

技术领域：

本发明涉及一种适合超厚证件打印的方法及打印机，其特点在于能全程自动适应纸张厚度的变化。

背景技术：

在一些特殊行业，针式打印机会使用一些特殊纸张，比如证书，比较厚，同时在打印的过程中，厚度还会发生变化。传统的打印机依靠手动调节打印头间隙，无法适应纸张的厚度变化，一些自动适应纸张厚度变化的打印机或厚度指标较低，或不能全程自动适应纸厚，无法满足需求。

现有的自动适应纸张厚度的打印机大致有以下两种类型：

1.机械式：此种方案通过字车绕字车导轴的旋转达到打印头和打印辊之间的间隙的变化(具体见中国专利申请：200620076849.8)，此方案的优点是能全程自动适应纸张厚度的变化。此方案的缺点是厚度不能做到很大，一方面随着纸厚的增加，打印针倾斜角度增大，造成打印头寿命降低，另一方面簧片力度增大，对纸张的压力增大，对多层复写纸会造成印字品质降低等一些问题。

2.机电一体式：此种方案在打印头下的托纸板上安装一压力开关，进纸后，打印头下降，压力开关动作后，打印头上升一定高度来满足间隙的要求。此方案的另一种实现方式是用一离合器代替压力开关(如中国专利申请：00263105.9)：进纸后，打印头下降，离合器受到一定压力后脱离，打印头停止下降，保持一个间隙值，保证印字品质。

此方案的优点是能保证打印头工作在较为理想的状态。此种方案的缺点在于控制程序较为复杂，在需要厚度信息的时候需要重新执行一下上述动作，不符合现代高效的工作需求。

发明内容：

本发明的目的是提供一种能全程自动适应纸张厚度变化的适合超厚证件打印的方法及打印机。

本发明目的是这样实现的：适合超厚证件打印的方法：在自适应纸张厚度的打印机上设有一厚度传感器和一套打印头高度调整机构，在此厚度传感器信号控制打印头高度调整机构，所述厚度传感器是固定在输纸通道前部的霍尔传感器。打印头高度调整机构被设计成3档式，即打印头在纸厚方向上有0，1，2三个档位，与此相对应的，厚度传感器也设定两个阈值，即第一档位和第二档位阈值；在相邻两档之间的纸张厚度的变化由自动适应纸厚的间隙调整机构。

打印头高度调整机构的控制信号由厚度传感器提供，控制上此打印头高度调整的动作要滞后于传感器的信号变化，此滞后量由打印机本体结构决定，即传感器中心到打印头中心的距离。打印机在工作时，每次换行都检测纸张的厚度，即纸厚传感器的输出值，并且用当前值和最初设定的阀值比较，得出结论当前的纸厚应该放在哪个档位区间，同时再通过位置传感器(25)的档位记录，判定是否需要打印头高度调整机构动作；纸厚传感器距离打印头中心有一段固定的距离X，所以，如果判定的结论是打印头高度调整机构需要做动作，那么控制程序上应该在走纸距离经过X之后再动作。适合超厚证件打印的方法设计的打印机，它包括现有的自动适应纸张厚度的打印机的本体及其各构成部件；设有改进的超厚纸张通道，安装于此通道前部的用于检测纸张厚度的新型厚度传感器和用于调节打印头高度的驱动机构。所述的厚度传感器信号是连续线性变化的传感器。

在自适应纸张厚度的打印机设有一新型厚度传感器和一套打印头高度调整机构，它包括现有的手动调节间隙的打印机本体及其各构成部件，即在外壳上设置了滑动导向装置，此装置受一对弹簧连接并受拉力约束，并绕字车导轴旋转，用于对可转动打印头的字车进行滑动导向；此导向装置上还设置一惯性重块，抵抗打印头的反作用力；还设置一限动导轨或导向角铁，将导向角铁固定在机架上、字车绕字车导轴的旋转使打印头和打印辊之间的间隙变化；固定在字车下端的导纸板直接和纸面接触，依靠纸面的向上推力实现字车的转动，带动打印头向上移动，从而改变打印头和打印辊之间的间隙，构成适应纸张厚度的打印机的本体。可在字车上端固定弹簧片、弹簧片与导向角铁滑动接触。还包括设置滑架，尤其是在字车上端先固定滑架，再在滑架上安装弹簧片。

设有一新型厚度传感器和一套打印头高度调整机构，在此厚度传感器信号控制打印头高度调整机构，所述新型厚度传感器是固定在输纸通道的霍尔传感器；所述的打印头高度调整机构由一调整电机，3个减速齿轮，一根一根由输纸组件(34)绕之旋转的轴和安装于轴两端的两个凸轮，一个位置传感器和自动适应纸厚的间隙调整机构构成。

适合超厚证件的打印机：它包括自动适应纸厚的打印机本体及其各构成部件，在此打印机本体上优化设置的能适应超厚证件的走纸通道，在走纸通道前部设置一个新型厚度传感器，一套打印头高度调整机构，在此厚度传感器信号的控制下自动调整打印头高度。所述的适合超厚证件的走纸通道由前上，后上，前下，后下四组输纸辊组成，下面两组输纸辊为固定结构，上面两组输纸辊分别可以绕一中心旋转，相比于传统输纸机构的上下运动，这一旋转运动能产生更厚的输纸通道，同时上面两组输纸辊通过联轴器和走纸驱动机构连接，保证四根输纸辊都能提供持续的输纸力，对于超厚证件媒体，为了能保证走纸的稳定性和精确性，持续稳定的输纸力是非常必要的。

所述的新型厚度传感器工作原理基于霍尔效应，它由固定在下托纸板组件的霍尔传感器和固定在前上输纸组件的磁铁组成。在霍尔传感器表面和磁铁表面有一气隙。所述的磁铁固定在前上输纸组件上，可以随纸张厚度的变化绕前述的旋转中心旋转，前述的气隙因此随着纸张厚度的变化而变化，此变化会导致作用在霍尔传感器表面的磁感应强度发生改变，从而霍尔传感器的输出就会有变化，此变化就直接反应了纸张厚度的变化，可以用来作为控制信号。

本发明的特点是：既能保证打印头工作在较为理想的状态，又保证在控制程序较为复杂时能高效工作；是一种能全程自动适应纸张厚度变化的适合超厚证件打印的方法及打印机。

附图说明：

图1为本发明装置的左侧视图；

图2为图1所示打印机的右侧视图。

图3为图1所示打印机的俯视图。

具体实施方式

参见图1、2、3本发明为一种全程自动适应纸张厚度变化的超厚证件打印机，它包括现有的自动调节间隙的打印机的本体及其各构成部件。

本实施例的超厚走纸通道由前下输纸辊31，前上输纸组件32，后下输纸辊33，后上输纸组件34组成。其中，前下输纸辊31和后下输纸辊33在纸厚方向上为固定结构，为纸张下表面的基准面；前上输纸组件32和后上输纸组件34分别可以绕轴321和轴23旋转，此旋转由纸张提供驱动力，在轴321的两端安装扭簧，用以提供输纸辊对纸张持续的压力，产生输纸力。前上输纸组件32，后上输纸组件34的输纸辊通过联轴器和驱动齿轮相连，驱动齿轮分别和前下，后下输纸辊齿轮啮合，从而保证4个输纸辊都有持续的输纸力，在打印超厚证件的时候，这是必要的。

本实施例的厚度传感器安装在进纸通道的前部，由磁铁组件11和霍尔传感器12组成，在本打印机无纸的状态下，磁铁组件11的表面和霍尔传感器12的表面之间有一个间隙，霍尔传感器12安装在走纸通道下托纸板4上，为固定结构；磁铁组件11安装在前上输纸组件32上，并且随着前上输纸组件的转动而转动，当本打印机进纸时，前上输纸组件随着纸张厚度的变化绕轴321转动，磁铁组件11也同时被带动旋转，旋转后磁铁组件11表面和霍尔传感器12表面之间的间隙也随之变大，那磁铁加载在霍尔传感器表面的磁感应强度就变小，由霍尔效应我们可以知道，此时霍尔传感器的输出就会变小。由此我们得到了霍尔传感器输出量和纸张厚度的关系，即所谓的厚度传感器。

本发明的霍尔传感器有多种结构：如上所述，一般采用模拟量输出的霍尔传感器。还可以采用其它霍尔传感器组件：如霍尔传感器与磁铁一体化，此组件用于感应一铁制零件的位置同样可以用来作为检测纸厚的信号。

本实施例的打印头高度调整机构安装在左墙板上，它由调整电机21，三个变速齿轮22，驱动轴23，左右各一个凸轮24，和一个位置传感器25组成。自动适应纸厚的间隙调整机构5可以被打印头高度调整机构驱动，在纸厚方向上下移动。具体是这样工作的：自动适应纸厚的间隙调整机构5在轴51上左右滑动，轴51左右两端圆柱面和左右两端的凸轮24的表面配合，凸轮24在调整电机21通过三个变速齿轮22的驱动下绕轴23旋转，凸轮24表面对轴51产生一个纸厚方向的推力，驱动自动适应纸厚的间隙调整机构5向上或者向下运动。所述调整电机21采用伺服或步进电机均可，

本实施例的打印头高度调整机构被设计成3档式，即自动适应纸厚的间隙调整机构5有0，1，2三个档位，位置传感器25用来记录和判定当前打印头高度调整机构在哪个档位。那么在0～1，1～2，2以上的纸张厚度变化就由自动适应纸厚的间隙调整机构5来自己适应纸厚的变化。这样设计的好处是在设计和制造上，可以大幅度降低对纸厚传感器和打印头高度调整机构的精度要求，从而在成本上得到较好的控制。举例说明：三档位的设计是通过将凸轮24的半径设计成三段来实现的，在0档时，凸轮半径为A，1档时为A+1，二档时为A+2。同时，我们设自动适应纸厚的间隙调整机构5可以适应纸厚为B的范围内的纸张厚度变化，那么当纸张厚度＜B时，我们可以控制打印头高度调整机构在0档；当B＜纸厚＜B+1时，我们可以控制打印头高度调整机构在1档；当B+1＜纸厚＜B+2，我们可以控制打印头高度调整机构在2档。与此相对应的，厚度传感器也需要设定两个阈值。即第一档位和第二档位阈值，厚度传感器信号输出未达到第一档位阈值时，电机控制调节在0档；厚度传感器信号输出在第一档位阈值和第二档位阀值之间时，电机控制调节至1档；厚度传感器信号输出超过第二档位阈值时，电机控制调节至二档。

本实施例的打印机在工作时，每次换行都检测纸张的厚度，即厚度传感器的输出值，并且用当前值和最初设定的两个阀值进行比较，得出结论当前的纸厚适合放在哪个档位区间，同时再通过位置传感器25的档位记录，判定是否需要打印头高度调整机构动作。因为厚度传感器距离打印头中心有一段固定的距离X，所以，如果判定的结论是打印头高度调整机构需要做动作，那么控制程序上应该在走纸距离经过X之后再动作。正因为纸厚检测和打印头高度调整可以同时进行，所以实现了全程自动测量纸厚，适应纸厚，从而避免了现有技术的不足。

Claims (9)

1.适合超厚证件打印的打印机，它包括自动适应纸张厚度的打印机的本体，其特征是自动适应纸厚的间隙调整机构是在外壳上设置了滑动导向装置，此装置受一对弹簧连接并受拉力约束，并绕字车导轴旋转，用于对可转动打印头的字车进行滑动导向；此导向装置上还设置一惯性重块，抵抗打印头的反作用力；还设置一限动导轨或导向角铁，将导向角铁固定在机架上、字车绕字车导轴的旋转使打印头和打印辊之间的间隙变化；固定在字车下端的导纸板直接和纸面接触，依靠纸面的向上推力实现字车的转动，带动打印头向上移动，从而改变打印头和打印辊之间的间隙，构成适应纸张厚度的打印机的本体，其特征是设有一厚度传感器和一套打印头高度调整机构，厚度传感器信号连接并控制打印头高度调整机构，所述厚度传感器是固定在输纸通道的霍尔传感器；所述打印头高度调整机构由一调整电机、减速齿轮，一根由输纸组件(34)绕之旋转的轴和安装于轴两端的两个凸轮，设有改进的超厚纸张通道，厚度传感器安装于此通道前部。

2.根据权利要求1所述的适合超厚证件打印的打印机，其特征是所述的适合超厚证件的走纸通道由一刚性支架及安装在此支架上的输纸辊组成，输纸辊由一联轴器和齿轮驱动机构相连，设有前上，后上，前下，后下四组输纸辊组成，下面两组输纸辊为固定结构，上面两组输纸辊分别绕一中心旋转。

3.根据权利要求1所述的适合超厚证件打印的打印机，其特征在于：所述的设有厚度传感器，由一个霍尔传感器和磁铁构成，安装在输纸通道的前部。霍尔传感器固定在纸张通道的下托纸板上，磁铁安装在前上输纸组件上，并且随着前上输纸组件的转动而转动，对应在霍尔传感器的上面；在本打印机无纸的状态下，磁铁的表面和霍尔传感器的表面之间有一个间隙。

4.根据权利要求1所述的适合超厚证件打印的打印机，其特征在于所述的厚度传感器也采用霍尔传感器与磁铁一体化的设计，此组件用于感应一铁制零件的位置用以检测纸厚。

5.根据权利要求1所述适合超厚证件打印的打印机，其特征在于，所述的打印头高度调整机构是偏心轴驱动的形式，调整电机驱动减速齿轮，减速齿轮和偏心轴端的齿轮啮合驱动偏心轴转动，偏心轴转动在高度方向产生一个位移，此位移驱动打印头高度调整，用以对应纸张厚度的变化。

6.适合超厚证件打印的方法，其特征是设有一厚度传感器和一套打印头高度调整机构，在此厚度传感器信号控制打印头高度调整机构，所述厚度传感器是固定在输纸通道前部的霍尔传感器；打印头高度调整机构被设计成3档式，即打印头在纸厚方向上有0，1，2三个档位，与此相对应的，厚度传感器也设定两个阈值，即第一档位和第二档位阈值；在相邻两档之间的纸张厚度的变化由自动适应纸厚的间隙调整机构。

7.根据权利要求6所述的适合超厚证件打印的方法，其特征是打印头高度调整机构的控制信号由厚度传感器提供，控制上此打印头高度调整的动作要滞后于传感器的信号变化，此滞后量由打印机本体结构决定，即传感器中心到打印头中心的距离。

8.根据权利要求6所述的适合超厚证件打印的方法，其特征是所述的厚度传感器信号是连续线性变化的传感器；打印头高度调整机构的凸轮被设计成半径连续线性变化，此半径的阶段变化量被设计成远大于一张纸的厚度，在凸轮的两个半径变化区间的纸张厚度变化由所述的自动适应厚度的打印机完成。

9.根据权利要求1所述的适合超厚证件打印的方法，其特征是打印机每次换行都检测纸张的厚度，即纸厚传感器的输出值，并且用当前值和最初设定的阀值比较，得出结论当前的纸厚应该放在哪个档位区间，同时再通过位置传感器(25)的档位记录，判定是否需要打印头高度调整机构动作；纸厚传感器距离打印头中心有一段固定的距离X，如果判定的结论是打印头高度调整机构需要做动作，那么控制程序上应该在走纸距离经过X之后再动作。

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