CN101549592A - 一种盲文打印装置 - Google Patents

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Abstract

一种盲文打印装置，包括取纸机构、送纸机构、打印机构、固化光源(8)和卸纸机构。取纸机构、打印机构、固化光源和卸纸机构顺序排列安装在底座(6)上方。底座(6)内装有X方向导轨，送纸机构安装在底座(6)内的X方向导轨内，送纸机构在X方向导轨内运动。送纸机构在取纸机构、打印机构、固化光源(8)和卸纸机构的下方穿梭运动；打印机构固定在底座(6)中部两侧的两根立柱(16)上；固化光源(8)和打印机构的喷胶阀(10)分别位于立柱(16)的两侧。组成卸纸机构的卸纸电磁铁夹子(7)安装在底座(6)的尾端。本发明可使打印和固化同时进行。

Description

一种盲文打印装置
技术领域
本发明涉及一种盲文打印装置，特别涉及采用喷胶方法的盲文打印装置。
背景技术
在传统盲文打印领域，通常采用成本高具有较高硬度和强度的牛皮纸来打印盲文，盲文打印机或印刷机利用机械冲击和碾压等方法使纸张表面变形形成突起或凹陷的盲文点位。这种方法需要纸张具有一定硬度和强度，成本高造成盲文印制品价格高。本发明装置能够用喷射胶点方法打印盲文，由固化胶点形成盲文凸点，质地好。
专利JP特开2000-354805A提出了一种利用光固化凝聚物质的盲文制品设备。该专利指出托纸台面和喷嘴相对运动可以喷涂需要的盲文点位。用料是可见光下可以凝聚的液态凝聚物质。它的不足是不具备进纸、取纸、卸纸等功能。
现在技术的UV油墨喷绘机，可以打印大幅图面，它送料是采用多对送纸轮上下压紧纸，靠转动摩擦力送纸。这种打印机或印刷机不是盲文印制品领域的设备，不能直接打印盲文制品。技术上它的这种滚轮式进纸、出纸方式无法使用于高盲文凸点印制品。它的油墨是粘度非常小的，图形非常薄(小于0.1mm)，无法进行盲文制品打印。
发明内容
本发明的目的是克服现有油墨喷绘机无法打印盲文印刷品的缺点，提供一种结构简单、功能完备，全自动化的盲文打印装置。从而极大地提高盲文打印速度和打印质量。整个设备结构简洁、体积小、可靠性高。
本发明全自动盲文打印装置包括取纸机构、送纸机构、打印机构、固化光源和卸纸机构五个部分组成。在这五个部分的配合下可以完成高速的盲文打印(喷点)。
取纸机构安装在底座一端，通过支架固定在底座上。取纸机构的上部是输入纸盒，下部为输出导向槽，中部是它的核心部分搓纸器。
送纸机构包括送纸电机、X方向导轨、丝杠、滑块传动机构，其核心是托纸板。导轨内是一根长丝杠，导轨内嵌入一滑块，丝杠穿透滑块，滑块是丝母，导轨一端装有送纸电机，送纸电机轴和丝杠固定在一起，送纸电机带动丝杠运动并驱动滑块(丝母)沿导轨运动。托纸板通过连接件固定在水平导轨内的滑块上，并随滑块一起运动。X方向导轨固定在底座上，取纸机构出口方向与X方向导轨的方向平行，取纸机构在上，送纸机构在下。托纸板上后部两侧装有取纸电磁铁夹子和光电检测器。托纸板随滑块可以运动到取纸机构的下方出口处，在这个位置，取纸机构送出的纸张可被送入托纸板，纸张的两侧通过取纸电磁铁夹子和光电检测器，可被光电检测器检测到，取纸电磁铁夹子动作可以夹紧纸张。
打印机构安装在底座的中部。打印机构由打印电机、Y方向导轨以及安装在导轨滑块上的喷胶阀组成。底座中部两侧安装两根竖直的立柱，打印机构的Y方向导轨的两端固定在立柱上。Y方向导轨的一端装有打印电机，Y方向导轨的滑块上固定喷胶阀，喷胶阀安装在立柱左侧，喷胶阀的喷嘴向下指向托纸板。打印电机通过丝杆转动可带动滑块和喷胶阀沿Y方向导轨往返运动。喷胶阀在Y方向每个单程运动完成一行盲文点喷胶，一个往返运动完成两行盲文点的喷射。Y方向导轨与底座送纸机构的X方向导轨方向相垂直。喷胶阀在Y方向上对每行盲文点喷射完毕，送纸机构的托纸板都前进送纸一行，所以Y方向上的喷胶运动和X方向上送纸运动在喷胶阶段是交替动作的。
固化光源通过连接件固定在两根立柱右侧。托纸板从下方先后通过喷胶阀和固化光源。固化光源据喷胶阀比较近，可以实现边喷胶边固化，提高打印制品的生产效率，减小整机体积。
卸纸机构即卸纸电磁铁夹子，它安装在底座另一端。它和托纸板处于同一水平高度。托纸板携带纸张通过喷胶阀打印，固化光源固化后到达卸纸电磁铁夹子。托纸板上的纸张可水平进入卸纸电磁铁夹子的开口中。
所述取纸电磁铁夹子5和卸纸电磁铁夹子7由电磁铁制作。电磁铁由滑杆、多砸线圈绕制的线包和复位弹簧组成。滑杆具有铁磁性，滑杆穿过线包中心。通电时滑杆沿滑杆轴向动作，断电时滑杆在复位弹簧作用下复位。滑杆一端装有档片，档片为一小块薄板，用金属材料或塑料制作，档片的入口倒角便于纸张进入。在电磁铁通电、断电情况下，滑杆带动档片运动，档片可以压紧或松开档片下的纸张，实现夹紧和松开纸张的功能。
本发明的走纸机构采用平板承载纸张方式，可以制作高盲文凸点胶点。可以直接对普通打印纸(如A4打印纸)进行取纸、送纸、打印、固化、卸纸功能，打印出盲文点为非常高的盲文制品。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图，图中：1纸盒，2搓纸器，3导向槽，4托纸板，5取纸电磁铁夹子，6底座，7卸纸电磁铁夹子，8胶固化光源，9Y方向导轨，10喷胶阀，11送纸电机，12往返扫描打印电机，13光电检测器，16立柱；
图2为本发明底座与托纸板结构关系主、俯视图，图中：14卸纸开口，15滑块：
图3是打印机工作流程图；
图4盲文喷射脉冲电信号图；
图5JP特开2000-354805A附图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式，对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括取纸机构、送纸机构、打印机构、固化光源和卸纸机构五个部分，其中取纸机构、打印机构、固化光源和卸纸机构四个部分依此顺序排列安装在底座6上方。底座6内装有X方向导轨，送纸机构安装在底座6内的X方向导轨内，送纸机构在X方向导轨内运动。取纸机构通过支架安装在底座6一端的上方，两根立柱16在底座6中部架起打印机构的Y方向导轨，固化光源8的两端通过支架分别固定在两根立柱16的侧壁上。卸纸机构安装在底座6的另一端。送纸机构在取纸机构、打印机构、固化光源以及卸纸机构的下方穿梭运动。
取纸机构安装在底座6前端通过支架固定在底座6上，取纸机构包括上部输入纸盒1、下部输出导向槽3和中部搓纸器2。取纸机构是可完成取纸功能的搓纸器，或同时具有打印功能的普通打印机，本发明采用现有成品的打印机作为取纸机构。用支架把打印机固定在底座6上并架起一定高度，打印机本身带有的纸盒1用于存放打印纸。取纸机构的下出纸口安装一导向槽3，导向槽3为两侧带挡边的滑道，导向槽3的宽度比打印纸页面略宽。导向槽3固定在打印机的出纸口。导向槽3对搓纸器推出的纸张运动具有导向作用，导向槽3的末端比托纸板4略高，托纸板4的水平运动不会碰上导向槽3。打印机的走纸按钮受到触发就会从纸盒中搓出一张纸，并不经打印直接送出。如果希望此时打印明文，并最终打印盲文明文混排的文档，可以在执行明文文档打印。无论是否需要打印明文，搓纸器执行的结果都是把纸盒中的纸张单张取出并送入导向槽3，导向槽3的导向作用可以使搓纸器(打印机)下传的纸前端顺利进入托纸板4上的取纸电磁铁铁夹子5的开口中。
如图2所示，底座6是一矩形框结构，底座6一侧安装了X方向导轨、丝杠和送纸电机11。Y方向导轨内的滑块15上固定了托纸板4，托纸板4上安装了两支取纸电磁铁夹子5和两支光电检测器13，托纸板4上向着卸纸电磁铁夹子7的一边开有两个卸纸开口14。
送纸机构的功能是把送来的纸夹紧并送到需要打印的位置。送纸机构采用平板式送纸方法，其结构如图2所示。送纸机构的核心是托纸板4，托纸板比打印纸(A4规格)尺寸略大。托纸板4通过连接件固定在X方向导轨的滑块15上。X方向导轨固定在底座6内的一侧。X方向导轨装有送纸电机11，X方向导轨内装有丝杠。送纸电机11通过丝杠的转动带动滑块15和托纸板4运动。托纸板4后部两侧装有两支取纸电磁铁夹子5和两支光电检测器13。取纸机构的搓纸器在托纸板4上方，纸张由搓纸器送来，从纸张送来的方向讲，取纸电磁铁夹子5在前，光电检测器在后，两支电磁铁取纸电磁铁夹子5的间距和纸张宽度一致。纸张从搓纸器推入时，纸张的两侧分别经过两支取纸电磁铁夹子5的开口和两个光电检测器13。当纸张被光电检测器13检测到后，取纸电磁铁夹子5上电，纸张被夹紧。纸张被夹紧后，送纸电机11带动丝杠转动，作为丝母的滑块沿X方向导轨运动。
打印机构安装在底座6的中部。打印机构由打印电机、Y方向导轨9以及安装在Y方向导轨滑块上的喷胶阀10组成。底座6中部两侧安装两根竖直的立柱16，打印机构的Y方向导轨9的两端固定在两根立柱16上。打印机构Y方向导轨9的一端装有打印电机，Y方向导轨的滑块上固定喷胶阀10，喷胶阀10的喷嘴向下指向托纸板4。打印电机通过丝杆转动带动滑块和喷胶阀10在沿Y方向导轨往返运动。Y方向导轨与底座送纸机构的X方向导轨方向相垂直。
打印的动作主要由喷胶阀10沿Y方向导轨9的扫描喷射动作来实现。喷射胶水可采用粘度大于2000的高粘度可固化胶，如紫外胶(OG154)，喷出每个盲文点的体积在0.3uL～1uL之间，点高度大于0.3mm。喷胶阀10每一个单程运动在控制脉冲的作用下可以完成一行盲文点的喷射。喷胶阀10可以采用高速压电喷胶阀如EFD公司的744MV-100。该喷胶阀可以在2毫秒之内完成一个盲文点位的喷射，额定的喷点工作频率是150Hz。对于A4打印纸，一行的点数在60之内，所以可以在0.5秒内完成一行盲文点的喷射。控制器只需要根据打印文档的内容，发送喷射脉冲序列信号，即可完成一行盲文点的打印任务。施加给喷胶阀的控制脉冲与要打印的盲文点是一一对应的如图4所示。喷胶阀10沿Y方向导轨9往返运动并且同时喷射盲文点。喷胶阀10在Y方向每完成一行盲文的点喷射送纸机构的托纸板4在X方向前进一个行距，这样逐行扫描喷射，最终完成整页纸张的盲文点的喷射。
固化光源8的两端分别固定在两根立柱16的侧壁上。托纸板4从固化光源8下方通过固化光源8。固化光源8是一排紫外LED，总宽度和打印纸张的宽度相当，LED发光面向下朝向托纸板4，LED发光面距托纸板4的间距1厘米。紫外LED可以使紫外固化胶很快由液体凝固为固体。
固化光源8和喷胶阀10分别位于立柱16的两侧，在喷胶阀10打印的过程中，纸张不断地被逐行喷射盲文点，托纸板4不断沿X方向前进，已被喷射的区域会逐渐进入固化光源8的下方，并经过固化光源8的照射区。这种边打印边固化的方式，可以提高整个流程的速度，提高印刷品的生产效率。而且这种LED布置方式缩短了整机X方向长度尺寸，减小了整机体积。固化光源8采用紫外LED，为了提高打印速度要求紫外光具有高的光强度，常规的紫外高压汞灯功率大、发热严重对于纸张具有安全隐患，而普通荧光灯的紫外光功率密度比较小，用它来固化需要很长的固化时间，如果和上述高速打印配套使用必然会增加固化流程的机械尺寸，所以采用紫外LED作为固化光源。紫外LED具有高的发光效率，低的热量，所以本发明采用多支UVLED沿喷射方向排列为一排，同时这一排UVLED布置在沿X方向距喷胶阀10较近的位置，以便喷射的胶点尽快地进入固化区域，这样的好处是提高了点的质量和整页的打印输出速度，以及缩短了整机的长度尺寸。在一排LED固化效果不理想的情况下可以考虑布置两排甚至多排UVLED。
卸纸机构即卸纸电磁铁夹子7，卸纸电磁铁夹子7安装在底座6的尾端。它和托纸板4处于同一水平高度。托纸板4从下部输运纸张，通过喷胶阀10打印，固化光源8固化后到达卸纸电磁铁夹子7。托纸板4上表面和卸纸电磁铁夹子7的开口高度一致，托纸板上开有卸纸开口14，卸纸电磁铁夹子可以进入卸纸开口14中，这时托纸板上的纸张可以水平地进入卸纸电磁铁夹子7的开口中。
所述取纸电磁铁夹子5和卸纸电磁铁夹子7由电磁铁制作。电磁铁由滑杆、多砸线圈绕制的线包和复位弹簧组成。，滑杆具有铁磁性，滑杆穿过线包中心。通电时滑杆沿滑杆轴向动作，断电时滑杆在复位弹簧作用下复位。滑杆一端装有档片，档片为一小块薄板，用金属材料或塑料制作，档片的入口倒角便于纸张进入。在电磁铁通电、断电情况下，滑杆带动档片运动，档片可以压紧或松开档片下的纸张，实现夹紧和松开纸张的功能。
本发明的工作流程如图3所示，顺序执行取纸、送纸、打印固化、卸纸。整套的动作是在计算机或其他控制器的控制下完成。
纸盒1中的纸张，可以被自动的取出，经搓纸器2下传至送纸机构的托纸板4上，托纸板上的光电检测器13可以检测到纸张到位与否，到位后自动把纸张送到打印机构喷胶阀10下，喷胶阀10逐行打印，胶固化光源8把喷射的盲文胶点依次固化。打印完毕后，托纸板到达卸纸电磁铁7，卸纸电磁铁夹子7卸纸，托纸板返回到取纸工位，自动进入下一工作周期。整个工作周期完全自动化地实现了从纸盒到成品的输出，实现了全自动化功能。
取纸：如图1所示，取纸是把纸盒1中的打印纸单张取出送到托纸板4的过程。首先托纸板回到①位置，然后搓纸器2(普通打印机)把纸盒中的一叠纸搓出单张，打印上明文或直接传送至导向槽3，纸张在搓纸器(普通打印机)的推力下经导向槽顺利进入托纸板，纸张前沿在导向槽的导向作用下进入取纸电磁铁夹子5，光电检测器检测到纸张后，取纸电磁铁夹子通电夹紧纸张。
送纸：取纸完毕后，纸张的大部分还留在导向槽3中，但纸张已被取纸电磁铁夹子7夹紧。这时托纸板4在送纸电机拖动下沿X方向导轨6向喷胶阀10下方移动，把纸张送纸喷胶阀10的正下方，如图1中位置②，准备打印。
打印：打印和固化是在X向送纸机构和喷胶阀10沿Y方向导轨9运动的配合下同时进行的。打印过程中喷胶阀10只沿Y方向导轨做往返运动，在控制信号的作用下喷胶阀10每一次单程运动可以完成一行盲文的胶点的喷射，一次单程运动结束后，托纸板4带动纸张沿X方向步进一个行距。这样Y方向的喷胶运动和X方向的送纸运动交替进行，可以逐行完成整页盲文的喷胶打印工作。喷胶阀10的盲文喷射动作在往返运动中都进行，所以一个往返运动将喷射两行盲文。
固化：固化是把打印过程喷胶阀喷出的盲文点由液体固化为固体。固化过程不是打印完全结束后才进行。固化光源紫外LED，距喷胶阀比较近，喷胶阀在逐行喷射的过程中，送纸机构不断把托纸板向X方向推进，当托纸板部分区域进入固化光源下方是，固化工作就开始了。这是固化和喷胶阀的喷胶工作都同时进行。喷胶阀打印工作完毕后，托纸板向X方向继续运动，直至整个纸面的盲文胶点全部固化，固化工作才完全结束。
卸纸：在纸打印完毕而且完全固化之后，托纸板把纸张送至图1位置③。纸张前沿送入卸纸电磁铁夹子7的开口中，卸纸电磁铁夹子7上电夹紧纸张，同时取纸电磁铁夹子5断电松开纸张，托纸板4由位置③向位置运动①，纸张卸纸电磁铁夹子7夹紧而仍留在位置③，当托纸板返回图1位置①时纸张完全脱离托纸板4，卸纸电磁铁夹子7断电松开，纸张在重力作用下落下。
整个打印工作经过上述五个工作流程完成一个工作周期，同时可以进入下一个盲文打印周期。

Claims (7)

1、一种盲文打印装置，包括取纸机构、送纸机构、打印机构、固化光源(8)和卸纸机构；取纸机构、打印机构、固化光源和卸纸机构顺序排列安装在底座(6)上方；取纸机构安装在底座(6)的一端，组成卸纸机构卸纸的电磁铁夹子(7)安装在底座(6)的另一端；底座(6)内装有X方向导轨，送纸机构安装在底座(6)内的X方向导轨内，送纸机构在X方向导轨内运动；送纸机构在取纸机构、打印机构、固化光源(8)和卸纸机构的下方穿梭运动；打印机构固定在底座(6)中部两侧的两根立柱(16)上方；固化光源(8)的两端固定在两根立柱(16)的侧壁上；固化光源(8)和打印机构的喷胶阀(10)分别位于立柱(16)的两侧。
2、根据权利要求1所述的盲文打印装置，其特征在于所述取纸机构的下出纸口安装一导向槽(3)，导向槽(3)为两侧带挡边的滑道，导向槽(3)的宽度比打印纸页面略宽；导向槽(3)的末端比托纸板(4)略高。
3、根据权利要求1所述的盲文打印装置，其特征在于所述送纸机构的托纸板(4)固定在底座(6)内的X方向导轨的滑块上，X方向导轨装有送纸电机(11)、丝杠和滑块，送纸电机(11)通过丝杠的转动带动滑块和托纸板4运动；托纸板(4)后部两侧装有两支取纸电磁铁夹子(5)和两支光电检测器(13)。
4、根据权利要求3所述，其特征在于光电检测器检测到从搓纸器送来的纸张后，取纸电磁铁夹子上电夹紧纸张，然后送纸电机驱动滑块和托纸板运动沿X方向运动，实现送纸功能。
5、根据权利要求1所述的盲文打印装置，其特征在于打印机构的喷胶阀(10)安装在Y方向导轨(9)的滑块上；喷胶阀(10)的喷嘴向下指向托纸板(4)；喷胶阀(10)沿所述打印机构的Y方向导轨(9)运动，喷胶阀(10)的运动方向与底座(6)送纸机构的X方向导轨方向相垂直。
6、根据权利要求5所述的盲文打印装置，其特征在于固化光源(8)由多支紫外发光二级管组成，一排或多排排列的紫外发光二级管的总宽度和打印纸张的宽度相等，紫外发光二级管的发光面向下朝向托纸板(4)。
7、根据权利要求1或3所述的盲文打印装置，其特征在于所述卸纸电磁铁夹子(7)和所述取纸电磁铁夹子(5)由电磁铁制成，在卸纸电磁铁夹子(7)夹紧纸张，托纸板(4)上的取纸电磁铁夹子(5)松开纸张时，托纸板(4)远离卸纸电磁铁夹子(7)，纸张被卸纸电磁铁夹子(7)从托纸板上(4)拉出，然后卸纸电磁铁夹子(7)松开纸张，纸张因重力而落下来，实现卸纸功能。
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