CN101468555A - 喷墨打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以打印或标记工艺为特征而设计的打字机或选择性印刷机构，特别是指一种能够在打印介质的同一面打印出可视图案和光学可读编码的喷墨打印机。本发明的喷墨打印机包括打印头单元、安装于打印头单元上的墨水盒、与打印头单元相对应的压纸辊和介质传送机构，所述的打印头单元包括沿打印介质传送方向依次布置的第一打印头单元和第二打印头单元；所述的第一打印头单元和第二打印头单元上分别安装有第一墨水盒和第二墨水盒；所述的第一墨水盒和第二墨水盒的其中任何一个墨水中含光敏物质，另外一个墨盒的墨水中不含所述光敏物质，实现在一个打印过程中同时打印可视图形和光学可读编码。整个过程由打印机自动一次性完成，方便快捷，避免分别打印的误差和复杂操作。

Description

喷墨打印机

技术领域

本发明涉及一种以打印或标记工艺为特征而设计的打字机或选择性印刷机构，特别是指一种能够在打印介质的同一面打印出可视图案和光学可读编码的喷墨打印机。

背景技术

随着计算机技术的迅猛发展，计算机以其存储信息量大，速度快捷等优点成为人们获取信息的重要来源。但是，传统的书籍、图片等信息记录媒介仍然以其方便、耐用在人们日常信息交换中发挥着不可替代的作用。

为了使传统的记录媒介能存储更多的信息，人们发明了在普通的介质上印制一些光学可读的隐性编码，图1就是印制有这种隐形编码的打印介质的示意图，使人们在获取可视信息的同时，借助电子光学媒介上述隐形编码的相关信息。该光学可读的隐形编码是一种可以通过光学识别器识别的数字编码，单个编码非常微小并且整体为网点状，而其中组成该隐形编码的每个基本单元的大小在几十微米级别，在可见光条件下不能被肉眼观察到，完全不会影响实际图案、文字等可视信息的显示。

但是目前在需要在记录介质表面印制两种不同类型的图形时，通常是采用印刷的方式，先印刷所需的一种编码或图形，然后再印刷另一种。这种方式虽然能够达到在同一表面印制两种不同类型图形的目的，但是印刷过程复杂，成本很高，不能满足人们的需要。而如果能采取打印的方式，就会使操作过程大大简化，工作效率得到大幅度提高。

在2003年2月5日公开的公开号为CN 02141250.2的中国专利说明书中说明了一现有技术中的彩色喷墨打印机的结构，如图2所示，该喷墨打印机结构包括四个墨水盒61、一打印头单元63、一滑架64、一驱动单元65、一压纸辊66以及一清洁单元67。每个墨水盒61均注有一种特定颜色的墨水，例如蓝色、红色、黄色或黑色。打印头单元63具有一个用于在打印介质62上执行打印操作的喷墨头6。墨水盒61和打印头单元63安装在滑架64上。驱动单元65使滑架64呈直线性地往复运动。压辊66在滑架往复运动方向延伸并且面向喷墨头6。驱动单元65包括一滑架轴71、一导向板72、第一滑轮73、第二滑轮74以及一环形带75。滑架轴71设置在滑架64的下端并且以平行于压纸辊66的方向延伸。导向板72设置在滑架64的上端，并且以平行于滑架轴71的方向延伸。滑轮73、74设置在滑架轴71的两端，并介于滑架64和导向板72的中间。环形带75在两滑轮73、74之间伸展。滑架64与环形带75相连。当第一滑轮73通过电动机(未图示)正向及反向转动时，随着第一滑轮73的正向和反向的转动，与环形带75相连的滑架64可以沿着滑架轴71和导向板72直线往复运动。纸张62可以从设置在彩色喷墨打印机一侧或下部的一纸盒(未图示)供给。从纸盒供给出的纸62在垂直面向下的喷墨头6的喷嘴表面6a和压辊66之间供给。喷嘴表面6a具有多个喷嘴，而墨滴可从这些喷嘴喷射出。通过从喷墨头6喷射出的墨滴，打印操作便可在喷嘴表面6a和压辊66之间的纸张62上完成。而后，纸张62从彩色喷墨打印机中排出。清洁装置67设置在紧靠沿滑架移动方向延伸的压辊66处，以防止墨水中形成的气泡以及附着在喷墨头6的喷嘴表面6a上的墨水和纸张粉尘可能引起的喷射失败。

由对比文件可以看出，现有的打印机的打印技术只能实现在一个打印过程中打印单一的可视图形或光学可读编码，无法从根本上解决在一个打印过程中同时打印可视图形和光学可读编码的问题。在这种打印机结构下，倘若需要在同一打印介质上打印出可视图形和光学可读编码，就需要先打印其中一种，然后通过更换墨水盒或者更换另一台打印机来实现另一种图形的打印，整个过程显然非常不便。

本发明就是基于上述现有技术的缺点提出的一种喷墨打印机，通过该打印机就能够在一个打印过程中在同一打印介质上打印出可视图形和光学可读编码的技术。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种在一个打印过程中在同一打印介质上同时打印出可视图形和光学可读编码的喷墨打印机。

为实现上述目的，本发明所采用如下的技术方案：

一种喷墨打印机，包括打印头单元、安装于打印头单元上的墨水盒、与打印头单元相对应的压纸棍和介质传送机构，其特征在于，所述的打印头单元包括沿打印介质传送方向依次布置的第一打印头单元和第二打印头单元；所述的第一打印头单元和第二打印头单元上分别安装有第一墨水盒和第二墨水盒；所述的第一墨水盒和第二墨水盒的其中任何一个墨水中含光敏物质，另外一个墨盒的墨水中不含所述光敏物质。

所述光敏物质是指能诱发或激发光反应，从而能使打印在打印介质上的编码能被对该光敏物质敏感的光可读。所述的光敏物质包括碳或荧光物质；即所述第一墨水盒和第二墨水盒的其中一个墨水盒内为不含碳的墨水，另外一个墨水盒内为含碳的墨水。或者所述第一墨水盒和第二墨水盒的任一个墨水盒的墨水中含有荧光物质，另外一个墨水盒的墨水中不含荧光物质。

所述的第一打印头单元和第二打印头单元依次布置于打印介质的同侧或异侧。

所述第一压纸辊和第二压纸辊沿同一方向转动，所述的第一打印头单元和第二打印头单元的对应位置分别设置第一压纸辊和第二压纸辊，所述第一压纸辊和第二压纸辊的转动方向和打印介质相切的切线方向与打印介质的传送方向一致。

所述的介质传送机构包括分别设于第一打印头单元上游的第一导向槽和设于第一打印头单元和第二打印头单元之间的第二导向槽。

所述的第一导向槽和第二导向槽包含沿打印介质轴对称设置的两块成V字型布置的导向板，所述的导向槽两边开口，其中开口较大的一边设于打印介质传送方向的上游。

所述的介质传送机构还包括分别设置于第一打印头单元上游和第二打印头单元下游的转向部分，所述的转向部分上设有转向槽；所述转向槽在打印介质上游端的间距大于打印介质下游端的间距。

所述的介质传送机构上还包括至少一定位辊对，所述定位辊对的转动方向和打印介质相切的切线方向与打印介质的传送方向一致。

所述的介质传送机构还包括位于第二打印头单元下游的输纸机构及输纸机构的驱动电机；所述的输纸机构包含循环输纸带，循环输纸带上等间距的有多个按凸起方式设置的送纸针，驱动电机与输纸机构的驱动轴连接。

所述喷墨打印机的打印方法，包括以下步骤：打印介质由介质传送机构传送进入第一压纸辊，由与第一压纸辊对应的安装含有光敏物质墨水盒的第一打印头单元在打印介质上打印光学可读编码，打印完毕后打印介质由打印传送机构进入第二压纸辊，由与第二压纸辊对应的安装不含有所述光敏物质墨水盒第二打印头单元打印可视图形，打印介质经两次打印后由传送机构输出。

所述喷墨打印机的打印方法，包括以下步骤：打印介质由介质传送机构传送进入第一压纸辊，由与第一压纸辊对应的安装不含有光敏物质墨水盒的第一打印头单元在打印介质上打印光学可读编码，打印完毕后打印介质由介质传送机构进入第二压纸辊，由与第二压纸辊对应的安装含有所述光敏物质墨水盒的第二打印头单元打印可视图形，打印介质经两次打印后由介质传送机构输出。

本发明由计算机程序控制其操作流程，由计算机控制打印程序，设定传送系统的传送方向，传送介质按所述的打印方法打印，在一个打印过程中同时打印出可视图形和光学可读编码。

通过采用以上方案，本发明与现有技术相比，所具有的有益效果在于：

首先，本发明所提供的技术方案解决了在一个打印过程中同时完成对可视图形和光学可读编码的打印，完成了现有技术打印机无法完成的任务。

其次，本发明的技术方案采用的介质传送机构的设计，很大程度上缩小了打印机的体积，走纸路线更加精简，准确率高，定位传动精确。

另外，本发明技术方案所述的打印机操作方便，整个过程由计算机控制打印机自动完成，因此也避免分别打印等带来的麻烦和误差。

通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种在一个打印过程中在同一打印介质上同时打印出可视图形和光学可读编码的喷墨打印机。

附图说明

图1是本发明所述的印有可视图形和光学可读编码的打印介质示意图；

图2是现有技术喷墨打印机的结构示意图；

图3是本发明第一实施例打印机结构的侧向示意图；

图4是本发明第一实施例中导向槽的局部放大示意图；

图5是本发明第一实施例中转向部分的局部放大示意图；

附图中各标号代表组件名称说明如下：

1 第一打印头单元        2 第二打印头单元            3 第一压纸辊

4 第二压纸辊            5 第一转向部分              6 喷墨头

7 第二转向部分          8 拾纸辊                    9 输纸机构

10 第一定位辊对         11 第一导向槽               12 第二定位辊对

13 第二导向槽           14 第三定位辊对             51 第一转向导轨

52 第二转向导轨         53 转向辊                   54 转向槽

61 墨水盒               62 打印介质                 63 打印头单元

64 滑架                 65 驱动单元                 66 压纸辊

67 清洁单元             6a 喷嘴表面                 71 滑架轴

72 导向板               73 第一滑轮                 74 第二滑轮

75 环形带               90 驱动电机                 91 传送带

111 第一导向板     112 第二导向板   113 定位销

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例说明如下：

在说明书部分中所述的图形包括图案和文字。本发明的一个最佳的实施方式采用的是在打印介质的同侧依次、平行布置两个打印头单元的实施方式，而本发明中所述的光敏物质是指特定种类的光入射之下能够产生特殊吸收作用或者能够产生独特性质的物质，例如：碳能够大量吸收红外光，而荧光物质能够在紫外光照射下产生可见光粒子。

图3是本发明的第一实施例的打印机结构的侧向示意图，所述打印机包括第一打印头单元1和第二打印头单元2，第一墨水盒单元和第二墨水盒单元按照现有技术的打印机墨水盒的安装方式分别安装在第一打印头单元1和第二打印头单元2上(图中未示出)，所述的第一打印头单元1和第二打印头单元2在打印介质的同侧沿打印介质的传送方向A依次、平行布置。本发明打印机结构还包括与第一打印头单元1以及第二打印头单元2分别对应设置的第一压纸辊3和第二压纸辊4，所述的两个压纸辊3、4沿打印介质传送方向A依次、平行布置。同时，第一压纸辊3和第二压纸辊4的轴线分别与打印介质传送方向垂直。第一压纸辊3和第二压纸辊4沿同一方向转动，并且两个压纸辊3、4的转动方向与打印介质相切的切线方向与打印介质的传送方向A一致。

在打印介质的传送方向的上游端设有拾纸辊8，用于将存放于介质存放盒中的打印介质传入介质传送机构，在拾纸辊8沿打印介质传送方向A设有第一转向部分5，第一转向部分5的结构如图5所示，包括第一转向导轨51和第二转向导轨52(如图5所示)，转向导轨51、52的表面为圆心相同的两圆弧面，两弧面形成转向槽54，在上述圆心处设置有与两弧面相切的转向辊53，打印介质经转向槽54传送，同时，转向槽54沿打印介质的传送方向开口设置较大，以便于打印介质能顺畅无阻碍的进入转向槽54中。

在第一转向部分5沿介质传送方向下游设有第一定位辊对10，第一定位辊对10由两个分别沿各自轴线按相反方向转动的辊子组成，实现介质的定位和传送。因此为了保证将介质按指定方向传送，第一定位辊对10与打印介质相切的切线方向应当与打印介质的传送方向A相同。

如此，打印介质经第一转向部分5转向后，打印介质由水平方向转为垂直方向传送。第一定位辊对10沿打印介质传送方向的下游的同一侧依次平行设置第一打印头单元1和第二打印头单元2，与其对应的第一压纸辊3和第二压纸辊4设于打印介质的另一侧。同时为实现打印的滑架、驱动单元以及清洁单元等均为两套，墨水盒和打印头单元安装在滑架上。驱动单元使滑架呈直线性地往复运动，压辊在滑架往复运动方向延伸，如此每套按现有技术的打印机设置结构分别与对应的打印头单元1、2和压纸辊3、4相配合。打印时，驱动单元驱动滑架往复运动，从而使打印头单元1、2上的喷墨头在指定位置喷射，完成打印任务。第一打印头单元1和对应的第一压纸辊3以及配套的滑架、驱动单元、清洁单元等配合完成打印任务，其中的第一墨水盒单元使用含碳的墨水，用于红外光可读编码的打印。第二打印头单元2和对应的第一压纸辊4以及配套的滑架、驱动单元、清洁单元等配合完成打印任务，其中的第二墨水盒单元使用不含碳墨水，用于可视图形的打印。所述的用于打印红外可读编码和可视图形的两套机构相互独立，两个打印程序分别由不同的机构独立完成。

第一打印头单元1与第一定位辊对10之间设有第一导向槽11，第一导向槽11的结构如图4所示，包含沿打印介质竖直的传输方向轴对称的两个成V字型布置的第一导向板111、第二导向板112，导向板111、112之间形成有空隙，其两端形成开口，其中开口较大的一边设于打印介质传送方向的上游。第一导向槽11可拆卸的固定于打印机机壳内，通过定位销113固定。导向板111、112的边缘设为圆弧形，既有利于打印介质的圆滑过渡，又有利于导向板111、112的定位和固定。这种设置可以使经过第一定位辊对10的介质沿开口较大的一端顺畅进入第一导向槽11，并由开口较小端排出进入第一压纸辊3，可以保证走纸精确。

同时，在第一打印头单元1和第二打印头单元2之间沿介质传送方向A依次设置有与第一定位辊对10结构相同的第二定位辊对12以及与第一导向槽11结构相同的第二导向槽13，使得经第一打印头单元1打印的介质顺利、准确地进入到第二压纸辊4并由第二打印头单元2打印。

在第二打印头单元2下游方向设有与第一转向部分5结构相同的第二转向部分7，使得介质的传送方向由垂直传送转为水平传送，更加有利于介质最终从打印机水平出纸，从而最大限度节省介质在打印机内的走纸路线，提高效率，减少卡纸等事故出现的可能性。

在打印介质的出口处设有输纸机构9，输纸机构9包含传送带91，传送带91上等间距的有多个按凸起方式设置的送纸针，以增加摩擦力，驱动电机90与输纸机构9的驱动轴相连。传送带91带上的传送方向与打印介质传送方向相同，以便使介质顺畅的从打印机内导出。输纸机构9和转向部分7之间可以设置与定位辊对10和11相同结构和转向的定位辊对17，以保证走纸的准确。

进行实际打印时，将采用上述结构的喷墨打印机与一主体设备相连，如与计算机相连接，并根据其控制系统的控制程序，设定传送系统的传送方向。打印介质经拾纸辊8进入第一转向部分5，自转向槽54开口较大的一端进入，从转向槽54小开口的一端导出依次进入第一定位辊对10和第一导向槽11的开口较大的一端。介质自第一导向槽11开口较小的一端导出后，由于第一定位辊对10和第一导向槽11对介质位置的连续校正，因此保证打印介质准确的进入第一压纸辊3。

由于第一打印头单元1设于与第一压纸辊3平行的滑架轴上，并沿第一压纸辊3延伸方向做直线往复运动。喷墨头垂直向下设置，且介质在第一压纸辊3和喷墨头的喷嘴表面之间进入，喷嘴表面具有多个喷嘴，而墨滴可从这些喷嘴喷射出。通过从喷墨头喷射出的墨滴，打印操作便可在喷嘴表面和第一压纸辊3之间的介质上完成。安装于第一打印头单元1上的墨水盒中的墨水为含碳的墨水，因此选用单色含碳墨水的墨水盒即可，以实现红外光可读编码的打印。经打印后的介质沿介质传送方向A经第二定位辊对12和第二导向槽13进入第二压纸辊4，在对应的第二打印头单元2上打印。第二打印头单元2上的墨水盒根据需要选择不含碳的墨水，因此可以采用单色墨水盒或四色墨水盒，以完成单色可视图形或彩色可视图形的打印。经两次打印后印有红外光可读编码和普通可视图形两种不同图形的打印介质经第二转向部分7转为水平传送，并经第三定位辊对14校位，由输纸机构9将其导出打印机外，整个过程均由打印机按预先设定的程序自动完成，方便快捷，避免了人为操作带来的误差和麻烦。

在本发明的第二实施例中，采用与第一实施例相同的结构和介质传送机构，不同之处在于在安装于第一打印头单元1上的第一墨水盒单元选用含有荧光物质的墨水，而在安装于第二打印头单元2上的第二墨水盒单元选用普通的不含荧光物质的墨水。由于紫外光激发荧光物质可以使其发荧光，利用这一特性即可使经添加荧光物质的墨水打印的图形被紫外光可读，从而实现对紫外光可读编码的打印。第二打印头单元2上安装的第二墨水盒必须确定不含荧光物质，并且可以按照需要选择单色或多色墨水盒实现对普通可视图形的打印。因此，可以实现在打印介质的同一面同时打印出紫外光可读编码和可视图形的目的。

在本发明的第三实施例中，将上述第一实施例中的第一打印头单元1上的第一墨水盒单元采用不含碳的墨水，而在第二打印头单元2上的第二墨水盒单元采用普通含碳的墨水，从而实现在打印过程中，先打印普通图形，再打印红外光可读编码的过程；或者，在上述第二实施例中的第一打印头单元1上的第一墨水盒单元采用不含有荧光物质的墨水，而在第二打印头单元2上的第二墨水盒单元采用含有荧光物质的墨水，从而实现在打印过程中，先打印普通图形，再打印紫外光可读编码的过程。

在本发明的第四实施例中，采用与第一实施例基本相同的结构和介质传送机构，不同之处在于，将两个打印头单元分别布置于打印介质的两侧，如此可在打印介质的两面分别打印出可视图形和光学可读编码。

另外需要说明的是利用上述结构的打印机打印的光学可读的隐形编码由二维点阵组成，优选圆点，而每个圆点的大小以及它们之间的距离优选10μm—50μm中的一个数值，使得人眼不能够识别而只能通过光学探测器获得该隐形编码组成图像，之后将获取的图像就会转换为相应的主体设备可识别的信息，如数字信息等。上面已经说明了常用的两种技术方案实现光学探测器对光学可读的隐形编码的识别，这里更具体的说明一下，这两种技术方案分别利用了不同印制油墨对红外光以及紫外光吸收率不同的特性。其中第一种技术方案是根据现有印制油墨进行改进，现在印制采用的油墨是采用CMYB(青色、洋红、黄色以及黑色)四原色来印制文字以及图案的色彩的。由于青色、洋红和黄色可以组成可见光中的大部分颜色。因此，通常印制制品就采用上述三种颜色调配色度及饱和度，而用黑色来调整亮度。同时青色、洋红和黄色的吸收率很低，而黑色由于含碳而对红外光的吸收率相当高，因此当使用红外光照射印制表面时，就可以通过反射回来的红外光捕捉用黑色油料印制的隐形编码，而不会受到其它三种颜色的干扰。并且，青色、洋红和黄色三种颜色可以很容易的调配出类似于黑色的油料作为含碳的黑色油料的代替，所以并不会出现印制失真的情况。因此第一种技术方案就是通过将这种利用原来打印机使用的黑色油墨作为特殊油墨作为印制编码点阵的油墨，而利用其它三种油墨来印制平面载体的表面信息的方法实现的；第二种方案是利用大部分的油墨会吸收紫外线的性质。大部分的油墨在接收紫外线照射时，不会产生其他的可见光谱。但是一些特殊的油墨，在紫外线的照射下，会产生可见光，例如荧光油墨会在有紫外光入射的情况下会激发光子产生可见光，这样，以荧光油墨印制编码信息，而以普通油墨印制平面载体上面承载的表面信息，这样在使用紫外光照射其表面，再将反射回来的光通过滤光片滤掉与入色光相同的光谱便能得到较好的反射光束，光学装置可以清楚的获取这些编码信息。除了以上两种技术方案外，还存在多种能够实现光学装置能够识别上述隐形编码而不受表面信息影响的技术方案，在这里并不赘述了。

本发明虽以较佳实施例揭示如上，然而其并非用于限定本发明的范围，任何未脱离本发明的精神和范围所做出的修改和变更，均未超过本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种喷墨打印机，包括打印头单元、安装于打印头单元上的墨水盒、与打印头单元相对应的压纸棍和介质传送机构，其特征在于，所述的打印头单元包括沿打印介质传送方向依次布置的第一打印头单元和第二打印头单元；所述的第一打印头单元和第二打印头单元上分别安装有第一墨水盒单元和第二墨水盒单元；所述的第一墨水盒单元和第二墨水盒单元其中一个的墨水中含光敏物质，另外一个墨盒的墨水中不含所述的光敏物质。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于，所述光敏物质为碳或荧光物质。

3.根据权利要求1或2所述的喷墨打印机，其特征在于，所述的第一打印头单元和第二打印头单元依次、平行布置于打印介质的同侧或异侧。

4.根据权利要求3所述的喷墨打印机，其特征在于，所述第一打印头单元和第二打印头单元的对应位置分别设置第一压纸辊和第二压纸辊，所述第一压纸辊和第二压纸辊沿同一方向转动，其转动方向和打印介质相切，该切线方向与打印介质的传送方向一致。

5.根据权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于，所述的介质传送机构包括设置在打印介质传送方向上游的拾纸辊，以及设置在打印介质传送方向下游的输纸机构，还有分别设于第一打印头单元上游的第一导向槽和设于第一打印头单元和第二打印头单元之间的第二导向槽。

6.根据权利要求5所述的喷墨打印机，其特征在于，所述的第一导向槽和第二导向槽包含沿打印介质轴对称设置的两块成V字型布置的导向板，所述的导向槽两端设置有开口，其中较大的开口的设于打印介质传送方向的上游。

7.根据权利要求6所述的喷墨打印机，其特征在于，所述的介质传送机构还包括分别设置于第一打印头单元上游和第二打印头单元下游的转向部分，所述的转向部分上设有转向槽；所述转向槽在打印介质上游端的间距大于打印介质下游端的间距。

8.根据权利要求5-7任一项所述的喷墨打印机，其特征在于，所述的介质传送机构上还包括至少一定位辊对，所述定位辊对的转动方向和打印介质相切的切线方向与打印介质的传送方向一致。

9.根据权利要求5所述的喷墨打印机，其特征在于：所述的输纸机构包含循环输纸带，循环输纸带上等间距的有按凸起方式设置的送纸针，驱动电机与输纸机构的驱动轴连接。

10.根据权利要求1所述的喷墨打印机的打印方法，包括以下步骤：打印介质由介质传送机构传送进入第一压纸辊，由与第一压纸辊对应的安装含有光敏物质墨水盒的第一打印头单元在打印介质上打印光学可读编码，打印完毕后打印介质由打印传送机构进入第二压纸辊，由与第二压纸辊对应的安装不含有所述光敏物质墨水盒第二打印头单元打印可视图形，打印介质经两次打印后由介质传送机构输出。

11.根据权利要求1所述的喷墨打印机的打印方法，包括以下步骤：打印介质由介质传送机构传送进入第一压纸辊，由与第一压纸辊对应的安装不含有光敏物质墨水盒的第一打印头单元在打印介质上打印光学可读编码，打印完毕后打印介质由介质传送机构进入第二压纸辊，由与第二压纸辊对应的安装含有所述光敏物质墨水盒第二打印头单元打印可视图形，打印介质经两次打印后由介质传送机构输出。

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