CN101434151B - 热升华打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热升华打印机。该热升华打印机的打印头固定，由一可与该固定的打印头接触或分离的打印滚轮上抬接触该打印头并配合一弹性元件来提供打印时所需的压力；当该打印滚轮平放时即为进退纸张的模式；而当该打印滚轮下压时会连动一取纸板完成取纸的动作；此三个动作以一步进马达搭配一感应器透过一涡杆、一涡轮及至少一齿轮来完成，不但减少齿轮数使成本降低，更因为动作的切换只需转动很小角度即可完成，而大大缩减了打印时动作切换的时间。

Description

热升华打印机

技术领域

本发明涉及打印机，尤其涉及一种采用热升华技术的打印机。

背景技术

热升华成像技术广泛用于相片打印中，其一般工作原理为：色带上的干性固态油墨，即调色剂与聚合物混合体，被薄薄地涂在色带上分为黄色，青色，洋红色三块，略大于所打印的相纸尺寸。当打印时，相纸和色带同时通过一个打印滚轮，在打印头下均被加热，利用打印头上直径小于40μm的单晶硅发热点阵通电，将涂在色带上的干性固态油墨融化。加热过程中，在大约320华氏度，热力分开聚合物分子，当打印头一过，温度下降，油墨由气态变为固态，油墨嵌入聚合物。聚合物分子聚合在一起，当一种色彩印过后，自动移到开头进行下一种颜色，从而在一张相纸上升华色带产生几百万个颜色的混合体，得到优质的图片效果。

打印过程中共有三种模式需要做切换：取纸，进退纸并卷色带，及打印。而打印时一次只会将一种颜色转印至纸张上，且将三种颜色转印至纸张上后一般还须加一层保护层，所以进退纸并卷色带模式和打印模式需重复四次。在打印模式时，打印滚轮与打印头间须有一定压力使染料均匀的转印在纸张上。

已知的热升华式打印机中，为了达到提供打印压力、取纸、进退纸等动作，往往需要凸轮或是其它机构来完成动作的切换，为了达到这个动作往往会增加制作成本及打印时间。

发明内容

本发明目的在于提供一种节省打印时间的低成本的热升华打印机。

本发明提供的一种热升华打印机，包括一取纸单元、一打印单元及一置放纸张的纸匣；其中该取纸单元包括至少一取纸滚轮、一抬纸板，该抬纸板具有靠近该至少一取纸滚轮的一第一端及靠近该打印单元的一第二端，该第二端设有一支点，该抬纸板可绕该支点在一定角度范围内转动；该打印单元包括一固定的打印头、可与该打印头接触或分离的一打印滚轮以及与该打印滚轮平行安装且可在一定角度范围内旋转的一打印滚轮转轴，其中该打印滚轮具有一滚轴，该打印滚轮转轴两端分别向中心依次套接有一第一轴衬、一弹性元件及一第二轴衬，其中该第二轴衬固定于该转轴上，该弹性元件两端分别连接在该第一轴衬和该第二轴衬上，该第一轴衬具有一第一连接孔和一第二连接孔，该转轴一端以圆轴套接于该第一连接孔中，该打印滚轮的滚轴一端连接在该第二连接孔中；该打印滚轮与该打印头接触时，该转轴可相对该第一轴衬转动，从而使该弹性元件扭曲产生扭力；该打印滚轮与该打印头分离时，该第一轴衬可随该转轴旋转而上下摆动，从而带动该打印滚轮上下运动至一平放位置或一下压位置，该打印滚轮运动至该下压位置时，可压住该抬纸板的第二端，使该抬纸板绕其支点转动而让该第一端上翘，将该纸匣中的纸张抬起以接触该取纸滚轮。

具体的，该纸匣包括一底盘、一托纸板及一上盖，该底盘包括一底面，该底面具有一镂空部位，该抬纸板之第一端深入该镂空部位中，该托纸板设置于该底面上，其包括一活动端及一与活动端位置相对的固定端，该活动端覆盖在该镂空部位上，该抬纸板之第一端上翘时，可将该托纸板之活动端抬起。

进一步的，该热升华打印机还包括一步进马达驱动系统，其驱动并精确控制该打印滚轮转轴在一定角度范围内旋转。

更进一步的，该热升华打印机还包括一传动系统，该传动系统包括一涡杆和一涡轮，该涡轮带动该打印滚轮转轴旋转。或者，该传动系统还可包括一齿轮，该涡轮啮合该齿轮，该齿轮带动该打印滚轮转轴旋转。可选择的，该传动系统包括与该涡轮同轴的一第一齿轮以及与该第一齿轮啮合的一第二齿轮，该第二齿轮带动该打印滚轮转轴转动。

优选的，该抬纸板的第一端与第二端通过一轴连接，该轴上套有一扭簧，该扭簧两端分别固定连接在该抬纸板的第一端及第二端上，确保取纸时第一张纸与最后一张纸收到的取纸压力相同。

与现有技术相较，本发明提供的热升华打印机，在进退纸及打印状态切换过程中，只须使该打印滚轮较小幅度地上下运动，而在一张图像成品打印过程中，此切换动作需做8次，因此本打印机可有效缩短打印时间。另外，在取纸、进退纸以及打印过程中，可充分利用涡杆涡轮的自锁功能，停止给驱动该打印滚轮转轴的步进马达通电，以减少耗电量，降低成本。

附图说明

图1是本发明的热式成像装置实施例的分解图，其中，未示出使该热式成像装置的一打印滚轮转轴转动的一驱动系统及一传动系统；

图2是本发明热式成像装置实施例的透视图，其中，未示出使该热式成像装置的一打印滚轮转轴转动的一驱动系统及一传动系统；

图3是本发明热升华打印机实施例的透视图；

图4是图3中所示抬纸板的立体透视图；

图5是抬纸板第一端移除后的立体透视图；

图6是抬纸板配合纸匣的立体示意图；

图7是图6中抬纸板与框架连接的部位的局部放大图；

图8是本发明热升华打印机实施例取纸时的侧视示意图；

图9是本发明热升华打印机实施例进退纸时的侧视示意图；以及

图10是本发明热升华打印机实施例打印时的侧视示意图。

具体实施方式

请参阅图1，一种热式成像装置1，包括固定的一打印头20，可与该打印头20接触或分离的一打印滚轮30，以及可在一定角度范围内转动的一打印滚轮转轴40，该转轴40两端分别向中心方向依次设置有第一轴衬41、42，扭簧43、44，及第二轴衬45、46。其中该等第二轴衬45、46与该转轴40以D型槽结合，因而该转轴40不可与该等第二轴衬45、46相对旋转。该扭簧43、44套于该转轴40上，其中该扭簧43一端与该第二轴衬45连接，另一端与该第一轴衬41连接，同样，该扭簧44一端与该第二轴衬46连接，另一端与该第一轴衬42连接。该第一轴衬41包括一第一连接孔411和一第二连接孔412，该转轴40一端套接于该第一连接孔411中，该打印滚轮30的滚轴31一端套接于该第二连接孔412中。同样，该第一轴衬42包括一第一连接孔421和一第二连接孔422，该转轴40的另一端套接于该第一连接孔421中，该打印滚轮30的滚轴31另一端套接于该第二连接孔422中。该转轴40转动时，该等第一轴衬41、42可随该转轴40上下摆动，从而带动该打印滚轮30上下运动，从而使该打印滚轮30与该打印头20接触或分离。然而，由于该等第一轴衬41、42与该转轴40之间为普通的圆轴套接，因此，在一定作用力下，该转轴40可与该第一轴衬41、42相对旋转。即，如图2所示，该打印滚轮转轴40逆时针旋转，该等第一轴衬41、42向上摆动，带动该打印滚轮30向上运动，从而与该打印头20接触，该打印滚轮30与该打印头20接触后，该打印滚轮转轴40继续逆时针旋转，但由于该打印头20的阻挡，该打印滚轮30不可再向上运动，因此该等第一轴衬41、42也停止转动，而此时该转轴40的继续旋转带动该等第二轴衬45、46继续转动，从而牵动该等扭簧43、44扭转而产生逆时针方向的扭力，使该等第一轴衬41、42继续有向上摆动的趋势，从而为该打印滚轮30提供向上的打印压力。

其中，该打印滚轮转轴40是通过一驱动系统及一传动系统(图1及图2未示出)动作，作为实施例，可结合图3，介绍一采用该热式成像装置1的热升华打印机100时，对该驱动系统及该传动系统有具体的描述。

请参阅图3，一种采用上述热式成像装置1的热升华打印机100，其包括一框架10，该打印头20固定安装于该框架10上，该打印滚轮转轴40安装于该框架10上，可在一定角度范围内旋转。驱动该打印滚轮转轴40旋转的动力来源于一步进马达60，该动力依次由一涡杆70、与一涡杆70啮合的一涡轮71、与该涡轮71同轴的一第一齿轮72以及与该第一齿轮72啮合的一第二齿轮73传给该转轴40，其中该转轴40亦与该第二齿轮73以D型槽方式结合。该步进马达60可精确控制该涡杆70的旋转方向和旋转步数等参数，因此该转轴40可精确地在一定角度范围内逆时针或顺时针旋转。该等第一轴衬41、42连接该转轴40和该打印滚轮30，使该打印滚轮30可随该转轴40的旋转作上下运动，从而使该打印滚轮30与该打印头20接触或分离。

请参阅图4至图7，一抬纸板80安装于该框架10底部。首先请参阅图4，该抬纸板80包括一第一端81及一第二端82，该第一端81与该第二端82通过一轴83连接，其连接方式可以为铰链连接方式，具体的，该第一端81与轴83连接的一端延伸一向上的弯折部811，该弯折部811具有两侧壁812，该侧壁812上分别设置有一轴孔813，该第一端81通过该轴孔813套接在该轴83上；同样，该第二端82与该轴83连接的部分，也是从第二端82沿靠近该第一端81的方向的一第一部份向上延伸至少一弯折部831，该弯折部831上也设置有轴孔832，该第二端82经由该轴孔832套接在该轴83上，该第一端81套接在该第二端82的内侧。特别的，该轴83上还套有一扭簧84，该扭簧84具有两端，其一端841卡在上述抬纸板80第一端81的弯折部811的侧壁812外侧，其另一端842卡在该抬纸板80第二端82底面的下侧，如图5所示。另外，该第二端82沿远离该第一端81的方向延伸至接近该打印滚轮30的一第二部份，且该第二端82的第二部份的宽度延展至大于该打印滚轮30的长度。该第二端82的第二部份沿宽度方向的两端分别垂直延伸一侧壁821、822，该侧壁821、822可与该打印滚轮30的滚轴31接触，且该侧壁821、822上分别设置有使该抬纸板80与该框架10连接的枢轴点825、826，该枢轴点825、826位于同一水平线上且两点确定一线形成一虚轴，该抬纸板80可以绕该等枢轴点825、826形成的虚轴转动。即，当该打印滚轮30向下运动时，该打印滚轮30的滚轴31向下压该侧臂821、822，从而将该抬纸板80上枢轴点825、826一侧靠近打印滚轮的部分压下来，由于杠杆原理，使该抬纸板80上枢轴点825、826的另一侧远离打印滚轮、即靠近纸匣的部分向上翘，可将纸匣中纸张抬起。优选地，该侧壁821、822上靠近该打印滚轮30一端设有一对配合槽823、824，该打印滚轮30向下运动时，其滚轴31可刚好落入该配合槽823、824中，压迫该抬纸板80使其绕该枢轴点825、826形成的虚轴转动。具体的，该枢轴点825、826可以为如图4所示的一卡槽结构，更详细的如图7所示，该抬纸板80与该框架10的连接，经由一衬套86及固接在该框架10上的一铆钉861完成，该抬纸板80经由该卡槽结构卡接在由该框架向该衬套86延伸的铆钉861上，该抬纸板80可以绕该铆钉861转动。当然，该铆钉861也可以由框架10上延伸的一轴替代；且该枢轴点825、826也可以其中之一为圆孔结构，只要使该抬纸板80能连接在该框架10上且以其为支点转动即可。

其次，如图6所示，该热升华打印机包括一纸匣200，该纸匣200包括一底盘210、一托纸板220及一上盖230，该底盘210包括一底面211，该底面211具有一镂空部位212，该托纸板220设置于该底面211上，该托纸板220包括一活动端221及一与活动端221位置相对的固定端222，该活动端221覆盖在该镂空部位212上。该抬纸板80的第一端81深入该镂空部位212中。该抬纸板80的第一端81上翘时，可将该托纸板220的活动端221抬起。其中，由该打印滚轮转轴提供的、迫使该抬纸板第二端82下降的力在每次取纸过程中都是相同的，而且力臂也是相同的，因此，当该托纸板220上放置的纸张数目不同时，由于纸张重力的不同，从而该抬纸板80第一端81上翘遇到的阻力不同，而为了提供一定的取纸压力(即第一端81上翘使纸张压迫在取纸滚轮51上的力)，本发明设置了如上所述该抬纸板80区分为第一端81、第二端82两部分、且该第一端81与该第二端82之间设置有一扭簧84的结构，确保取纸匣中第一张纸与最后一张纸有相同的取纸压力。

继续参阅图3，在该抬纸板80的该第一端81的上方，该框架10上还设有一取纸滚轴50，该取纸滚轴50上设有取纸滚轮51、52。取纸滚轮51、52上方对应地还设有一对出纸滚轮57、58。

另外，该打印机还包括一传送单元，该传送单元包括一对传送滚轮及一传动系统，该对传送滚轮包括一走纸滚轮及一压纸滚轮，可用来传送纸张、以及打印、卷色带等过程切换时进退纸张及精准定位纸张等。具体的，该对传送滚轮的走纸滚轮上有针状凸刺，与该压纸滚轮压紧之后，凸刺有部分插入纸张背面的一橡胶层，这样可确保纸张来回打印的时候会是在同一个位置。如图8和图3所示，需要取纸时，该涡杆70如箭头所示顺时针旋转，该转轴40也顺时针旋转，该等第一轴衬41、42向下摆动，使该打印滚轮30向下运动，其滚轴31嵌入该等配合槽823、824中，压迫该抬纸板80上枢轴点825、826一侧靠近该打印滚轮30的部分向下运动，由于杠杆原理，该抬纸板80以该等枢轴点825、826为支点转动，即该等枢轴点825、826另一侧远离打印滚轮的部分以及该第一端81向上翘，从而抬起纸匣中的纸张接触该等取纸滚轮51、52。取纸过程中，可停止给该步进马达60通电，因为涡杆涡轮具有自锁功能，所以该步进马达60不工作时，该涡杆70、该涡轮71、该第一齿轮72、该第二齿轮73以及该打印滚轮转轴40等部件都处于静止状态，而不会由于其它作用力反转或继续转动。

取纸结束后，该涡杆70逆时针旋转，该转轴40也逆时针旋转，该第一轴衬41、42向上摆动，抬起该打印滚轮30至平放位置，此时该抬纸板80也恢复平放位置，如图9所示，此时纸张由一传送单元传送给打印区。纸张传送过程中，亦可停止给该步进马达60通电。

当纸张被传送至打印预备位置时，该涡杆70继续逆时针旋转，该转轴40也继续逆时针旋转，该等第一轴衬41、42继续向上摆动，使得该打印滚轮30接触该打印头20，如图10所示。此时，该打印滚轮转轴40继续逆时针旋转，但由于该打印头20的阻挡，该打印滚轮30不可再向上运动，因此该等第一轴衬41、42也停止转动，而该转轴40的继续旋转带动该等第二轴衬45、46继续转动，从而牵动连接该第一轴衬和该第二轴衬的扭簧43、44扭转而产生逆时针方向的扭力，使该等第一轴衬41、42继续有向上摆动的趋势，从而为该打印滚轮30提供向上的打印压力。当该打印压力合适时，停止给该步进马达60通电，由于该涡杆70的自锁功能，使得该涡杆70、该涡轮71、该第一齿轮72、该第二齿轮73以及该打印滚轮转轴40等部件都不再运动，该等扭簧43、44维持稳定的扭力，从而提供稳定的打印压力。

打印时，先将整张纸上所需打印的图像的一种颜色打印至纸张上，即，使整张纸从打印预备位置开始经过一次打印区，然后启动该步进马达60，并控制该涡杆70改变旋转方向，即顺时针旋转，使得该转轴40也顺时针旋转，先释放该等扭簧43、44的扭力，然后使该等第一轴衬41、42向下摆动，使该打印滚轮30离开该打印头20，并继续向下运动恢复至如图9所示的平放位置。此时开始退纸，即，将已经打印了一种颜色的纸张退回打印预备位置。退纸时，该步进马达60也不再通电。纸张退回打印预备位置后，再启动该步进马达60，使该打印滚轮30恢复打印位置，开始打印另一种颜色。如此重复三次或四次，将一张纸张上所需打印的图像打印完整后，将纸张完全退出机器外，该打印滚轮30则又下降到如图8所示的最低位置，开始取下一张纸准备打印动作。

需要特别说明的是，本实施例在进退纸及打印状态切换过程中，只须使该打印滚轮转轴40转动35度，而在打印过程中，此切换动作需做8次，因此本装置可有效缩短打印的时间。另外，在取纸、进退纸以及打印过程中，可充分利用涡杆涡轮的自锁功能，从而停止给该步进马达60通电，以节约能源。

需要补充说明的是，请参阅图3，为初始化该打印滚轮转轴40的相位，在该框架10上靠近该转轴40的一端设置了一传感器90以及在该转轴上设置了与该传感器90配合、且与该转轴40固定连接的一定位块91。该传感器90具有一发射信号端和一接收信号端。该热升华打印机1启动时，该传感器90开始发射信号，若启动时没有接收到信号，则该步进马达60控制该打印滚轮转轴40顺时针旋转，固定安装于该转轴40上的该定位块91也随该打印滚轮转轴40旋转，直到该传感器90接收到信号，再逆时针旋转一定角度定为起始位置；相反的，若启动时有接收到信号，则将该滚轮转轴40逆时针旋转至无信号的位置再顺时针旋转相同的角度定为起始位置。

与现有技术相较，本发明提供的热升华打印机，在进退纸及打印状态切换过程中，只须使该打印滚轮较小幅度地上下运动，而在一张图像成品打印过程中，此切换动作需做8次，因此本打印机可有效缩短打印时间。另外，在取纸、进退纸以及打印过程中，可充分利用涡杆涡轮的自锁功能，停止给驱动该打印滚轮转轴的步进马达通电，以减少耗电量，降低成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种热升华打印机，包括一取纸单元、一打印单元及一置放纸张的纸匣；其特征在于：

该取纸单元包括至少一取纸滚轮、一抬纸板，该抬纸板具有靠近该至少一取纸滚轮的一第一端及靠近该打印单元的一第二端，该第二端设有一支点，该抬纸板可绕该支点转动；

该打印单元包括一固定的打印头、可与该打印头接触或分离的一打印滚轮以及与该打印滚轮平行安装且可旋转的一打印滚轮转轴，其中该打印滚轮具有一滚轴，该打印滚轮转轴两端分别向中心依次套接有一第一轴衬、一扭簧及一第二轴衬，其中该第二轴衬固定于该转轴上，该扭簧两端分别连接在该第一轴衬和该第二轴衬上，该第一轴衬具有一第一连接孔和一第二连接孔，该转轴一端以圆轴套接于该第一连接孔中，该打印滚轮的滚轴一端连接在该第二连接孔中；

该打印滚轮与该打印头接触时，该转轴可相对该第一轴衬转动，从而使该扭簧扭曲产生扭力；该打印滚轮与该打印头分离时，该第一轴衬可随该转轴旋转而上下摆动，从而带动该打印滚轮上下运动至一平放位置或一下压位置，该打印滚轮运动至该下压位置时，可压住该抬纸板的第二端，使该抬纸板绕其支点转动而让该第一端上翘，将该纸匣中的纸张抬起以接触该取纸滚轮。

2.如权利要求1所述的热升华打印机，其特征在于该第二轴衬与该转轴以D型槽结合方式来固定连接。

3.如权利要求1所述的热升华打印机，其特征在于该热升华打印机还包括一步进马达驱动系统，其驱动并精确控制该打印滚轮转轴旋转。

4.如权利要求1所述的热升华打印机，其特征在于该热升华打印机还包括一传动系统，该传动系统包括一涡杆和一涡轮，该涡轮带动该打印滚轮转轴旋转。

5.如权利要求1所述的热升华打印机，其特征在于，该抬纸板的第一端与第二端通过一轴连接，该轴上套有一扭簧，该扭簧两端分别固定连接在该抬纸板的第一端及第二端上。

6.如权利要求1所述的热升华打印机，其特征在于，该纸匣包括一底盘、一托纸板及一上盖，该底盘包括一底面，该底面具有一镂空部位，该抬纸板的第一端深入该镂空部位中，该托纸板设置于该底面上，其包括一活动端及一与活动端位置相对的固定端，该活动端覆盖在该镂空部位上，该抬纸板的第一端上翘时，可将该托纸板的活动端抬起。

7.一种热升华打印机，其包括一取纸单元、一打印单元及一置放纸张的纸匣；其特征在于：

该取纸单元包括至少一取纸滚轮及一抬纸板，该抬纸板具有靠近该至少一取纸滚轮的一第一端及靠近该打印单元的一第二端，该第二端设有至少一枢轴点，该抬纸板可以该枢轴点为支点转动；

该打印单元包括一固定的打印头、可与该打印头接触或分离的一打印滚轮以及可旋转从而带动该打印滚轮与该打印头接触或分离的一打印滚轮转轴；

该打印滚轮与该打印头分离时，该打印滚轮可位于一平放位置或一下压位置，其中在该平放位置的该打印滚轮与该打印头之间的间隙小于在该下压位置的该打印滚轮与该打印头之间的间隙，当该打印滚轮处于该下压位置时，该打印滚轮压住该抬纸板的第二端，使该抬纸板绕其支点转动，其第一端上翘，将该纸匣中的纸张抬起以接触该取纸滚轮。

8.如权利要求7所述的热升华打印机，其特征在于该热升华打印机还包括一步进马达驱动系统，其驱动并精确控制该打印滚轮转轴旋转。

9.如权利要求7或8所述的热升华打印机，其特征在于该热升华打印机还包括一传动系统，该传动系统包括一涡杆和一涡轮，该涡轮带动该打印滚轮转轴旋转。

10.如权利要求9所述的热升华打印机，其特征在于，该传动系统还包括一齿轮，该涡轮啮合该齿轮，该齿轮带动该打印滚轮转轴旋转。

11.如权利要求9所述的热升华打印机，其特征在于，该传动系统还包括与该涡轮同轴的一第一齿轮以及与该第一齿轮啮合的一第二齿轮，该第二齿轮带动该打印滚轮转轴转动。

12.如权利要求7所述的热升华打印机，其特征在于，该抬纸板的第一端与第二端通过一轴连接，该轴上套有一扭簧，该扭簧两端分别固定连接在该抬纸板的第一端及第二端上。

13.如权利要求7所述的热升华打印机，其特征在于，该纸匣包括一底盘、一托纸板及一上盖，该底盘包括一底面，该底面具有一镂空部位，该抬纸板的第一端深入该镂空部位中，该托纸板设置于该底面上，其包括一活动端及一与活动端位置相对的固定端，该活动端覆盖在该镂空部位上，该抬纸板的第一端上翘时，可将该托纸板的活动端抬起。

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