CN101670712B - 打印头位置检测装置及具有该装置的打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种打印头位置检测装置，用于控制打印机的打印头的位置，所述打印头位置检测装置包括传感器和凸轮，所述凸轮的侧面设置有反射率不同的探测区域，所述传感器的安装位置与所述凸轮侧面的探测区域相对应，所述传感器通过探测所述凸轮上探测区域的转换，控制所述打印头的位置。所述传感器探测所述凸轮上的反射区域之间的转换，传感器发出电压变化信号，进而控制打印头抬起或压下，由于可以通过对传感器或反射区域的反射率的设定，实现传感器下降沿到来时，打印头恰好位于设定的抬起位置；传感器电压上升沿到来时，打印头恰好位于设定的压下位置，因而该打印头位置检测装置可精确控制打印头处于抬起或压下的位置。

Description

打印头位置检测装置及具有该装置的打印机

技术领域

本发明涉及打印机领域，尤其是涉及一种热敏打印机的打印头位置检测装置；本发明同时还涉及一种具有该位置检测装置的打印机。

背景技术

通常，热敏打印机包括打印头和胶辊，打印头和胶辊相对应布置，打印头上安装有加热元件。热敏打印机工作原理是打印头上的加热元件加热，胶辊输送热敏打印纸，打印头有选择地在热敏打印纸的确定位置上加热，由此就产生了相应的图形或文字。

热敏打印机在打印时，为了保证打印头正常工作，打印头与胶辊之间需要具有一定压力。由于胶辊具有支撑和输送热敏打印纸的作用，因此，当打印头与胶辊之间不存在热敏打印纸时，打印头与胶辊直接接触，胶辊的转动可使得胶辊对打印头产生巨大的摩擦力，该摩擦力能够造成打印头的严重磨损，极大地减小打印头的使用寿命。

参考图1和图2，图1为现有技术中打印机的打印头在压下状态下的示意图；图2为现有技术中打印机的打印头在抬起状态下的示意图。

如图1和图2所示，该打印机包括打印头1a、支撑架2a、转轴3a、凸轮4a、胶辊5a和打印头位置检测装置6a。打印头1a固定在支撑架2a的前端部，支撑架2a的后端部通过转轴3a与打印机主框架(图中未示出)铰接。支撑架2a的下部具有一个凸起结构，该凸起结构与凸轮4a的边沿搭接，胶辊5a位于打印头1a的下方，胶辊5a的位置与打印头1a的位置相对应。

对于上述打印机，凸轮4a的转动可带动支撑架2a绕转轴3a转动，因而打印头1a可以相对于胶辊5a打开或闭合。打印头位置检测装置6a包括第一传感器61a和第二传感器62a，第一传感器61a位于第二传感器62a的上方。

当打印机执行打印操作时，控制装置(图中未示出)接收执行信号进而驱动凸轮4转动，带动打印头1a向下运动，当打印头1a运动至第二传感器2a的感应区域内时，第二传感器62a探测到打印头1a，发出控制信号，控制装置接收到第二传感器62a发出的控制信号进而控制凸轮4a停止转动，此时打印头1a位于压下位置，打印头1a与胶辊5a接触，打印机能够执行打印操作。

当打印机印操作完成时，控制装置接收执行信号进而驱动凸轮4a转动，带动打印头1a向上运动，当打印头1a运动至第一传感器61a的感应区域内时，第一传感器61a探测到打印头1a，发出控制信号，控制装置接收到第一传感器61a发出的控制信号进而控制凸轮4a停止转动，此时打印头1a位于抬起位置，打印头1a与胶辊5a分离。

综上可知，由于上述打印头位置检测装置6a通过第一传感器61a和第二传感器62a判断打印头1a的位置，由于第一传感器61a和第二传感器62a的有感区域是一个范围值，并不能精确到某一个点值，因而无法精确控制打印头1a的抬起或压下的位置，因而能够造成打印机打印结束后，打印头1a与胶辊2a发生直接接触，导致打印头1a出现损坏，或者造成打印机打印时，打印头1a与胶辊5a之间没有接触，无法正常打印。

此外，该打印头位置检测装置6a使用两个传感器对打印头1a的位置实施判断，由于传感器较多，占用的安装空间较大，该打印头位置检测装置6a的制造成本较高。

发明内容

针对上述问题，本发明解决的技术问题在于提供一种打印头位置检测装置，能够精确控制打印头抬起和压下的位置，并且该打印头位置检测装置成本低。

本发明提供的打印头位置检测装置，用于控制打印机的打印头的位置，所述打印头位置检测装置包括传感器和凸轮，所述凸轮的侧面设置有反射率不同的探测区域，所述传感器的安装位置与所述凸轮侧面的探测区域相对应，所述传感器通过探测所述凸轮上探测区域的转换产生的瞬时电压变化信号，控制凸轮停止转动，使得打印头处于压下位置或抬起位置。

优选地，所述探测区域具体包括第一探测区域和第二探测区域；所述打印头具有第一设定位置和第二设定位置，打印头的第一设定位置为打印头的抬起位置，打印头的第二设定位置为打印头的压下位置。

优选地，所述传感器对应的探测区域由第一探测区域转换到第二探测区域，所述打印头位于所述第一设定位置；所述传感器对应的探测区域由第二探测区域转换到第一探测区域，所述打印头位于所述第二设定位置。

优选地，所述第一探测区域的反射率高于所述第二探测区域的反射率。

优选地，所述第一探测区域的反射率低于所述第二探测区域的反射率。

优选地，所述传感器为光电反射传感器。

本发明提供的打印机具有打印头、支撑架、胶辊和主框架，所述打印头固定在所述支撑架的一端，所述支撑架的另一端与所述主框架活动连接，该打印机具有本发明内容及优选的实施例所述的打印头位置检测装置的打印机。

优选地，所述支撑架与所述凸轮搭接，该凸轮转动能够带动所述支撑架转动。

与现有技术相比，本发明提供的打印头位置检测装置包括传感器和凸轮，所述凸轮的侧面具有反射率不同的探测区域，所述传感器探测所述凸轮上的反射区域之间的转换，传感器发出电压变化信号，进而控制打印头抬起或压下，由于可以通过对传感器或反射区域的反射率的设定，实现传感器下降沿到来时，打印头恰好位于设定的抬起位置；传感器电压上升沿到来时，打印头恰好位于设定的压下位置，因而该打印头位置检测装置可精确控制打印头处于抬起或压下的位置。

此外，该打印头位置检测装置仅使用一个传感器，因而安装空间小，设备成本低。

附图说明

图1为现有技术中打印机打印头在压下状态下的示意图；

图2为现有技术中打印机打印头在抬起状态下的示意图；

图3为本发明提供的打印头位置检测装置的第一种具体实施方式在打印头压下状态下的示意图；

图4为本发明提供的打印头位置检测装置第一种具体实施方式在打印头抬起状态下的示意图；

图5为本发明提供的打印头位置检测装置的第二种具体实施方式在打印头压下状态下的示意图；

图6为本发明提供的打印头位置检测装置第二种具体实施方式在打印头抬起状态下的示意图；

图7为本发明提供的打印头位置检测装置的传感器电压变化与打印头位置对应关系示意图。

附图标记如下：

1打印头           2支撑架           3转轴

4凸轮

41第一探测区域    42第二探测区域    43凸轮轴

5胶辊             6传感器

具体实施方式

本发明的设计思想是利用传感器的电压变化规律控制凸轮的运动，从而控制打印头与胶辊的相对位置。

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参考图3和图4，图3为本发明提供的打印头位置检测装置的第一种具体实施方式在打印头压下状态下的示意图；图4为本发明提供的打印头位置检测装置第一种具体实施方式在打印头抬起状态下的示意图；

如图3和图4所示，本实施例提供的用于打印机上的打印头位置检测装置，其中，打印机包括打印头1、支撑架2、转轴3、胶辊5和打印机主框架(图3和图4中未示出)。打印头1固定在支撑架2的前端部，支撑架2的后端部通过转轴3与打印机主框架铰接。

本实施例提供的打印头位置检测装置包括凸轮4和传感器6，支撑架2搭接在凸轮4上，打印机的控制装置(图中未示出)控制凸轮4转动，凸轮4的转动能够带动支撑架2绕转轴3转动，使得打印头1可以相对于胶辊5打开或闭合。

在本实施例中，凸轮4的侧壁设置有反射率不同的探测区域，该探测区域具体包括第一探测区域41和第二探测区域42，传感器6的位置与凸轮4侧壁的第一探测区域41和第二探测区域42的位置相对应。在本实施例中，可设定第一探测区域41的反射率低于第二探测区域42的反射率，当然也可设定第一探测区域41的反射率高于第二探测区域42的反射率。传感器6可采用反射传感器。

打印头1的第一设定位置为打印头1抬起的位置(图3所示)，打印头1的第二设定为打印头压下位置(如图4所示)。

打印头1处于抬起位置时，支撑板2与凸轮4的高点接触，打印头1处于压下位置时，支撑板2与凸轮4的低点接触。

参考图7，图7为本发明提供的打印头位置检测装置的传感器电压变化与打印头位置对应关系示意图。

下面结合图3、图4和图7具体说明打印头位置检测装置如何控制打印头在抬起位置和压下位置之间相互转换。

在本实施例中，将凸轮4的侧面大致均分为两个面积相同的第一探测区域41和第二探测区域42，第一探测区域41为深色区域，具体可以为黑色(图3和图4中用阴影线表示)，第一探测区域41的反射率低。第二探测区域42浅色区域，具体可以为白色，第二探测区域42的反射率高。

假设打印头1的抬起位置为初始位置，此时，支撑架2与凸轮4的高点搭接，传感器6的位置与第二探测区域42区域相对应(如图3所示)，由于第二探测区域42的反射率高，此时传感器6处于低电压。当控制装置接收到打印指令后，控制装置驱动凸轮4绕凸轮轴43顺时针转动，当传感器6相对区域由第二探测区域42转变到第一探测区域41的瞬间，由于第一探测区域41的反射率低，传感器6电压由低电压转变为高电压，传感器6发出电压变化的控制信号，控制装置接收到传感器6的电压变化信号后，控制凸轮4停止转动。此刻，支撑板2恰好与凸轮4的最低点搭接，传感器6的位置与第一探测区域41相对，打印头1位于压下位置，打印头1与胶辊5接触，且打印头1与胶辊5之间具有一定压力，打印机能够执行打印操作。

打印完毕后，控制装置接收控制指令后，驱动凸轮4继续顺时针转动。当传感器6相对区域由第一探测区域41转换到第二探测区域42的瞬间，传感器6的电压由高电压转变为低电压，传感器6发出电压变化的控制信号。控制装置检测到传感器6的电压变化信号后，控制凸轮4停止转动。此刻，凸轮4的高点与支撑板2搭接，传感器6与第二探测区域42相对应，打印头1位于抬起位置。

由上述描述可知，当传感器6的电压由低电压转换为高电压，即传感器6电压下降沿到来时，打印头1恰好位于设定的压下位置；当传感器6电压由高电压转换为低电压时，即传感器6的电压上升沿到来时，打印头1恰好位于设定的抬起位置。控制装置通过检测传感器6上升沿和下降沿，控制凸轮4停止转动，实现打印头1的位置转换。

需要说明的是，在上述实施例中，可以通过对传感器6或第一探测区域41和第二探测区域42的反射率的调整设定，能够实现传感器6下降沿到来时，打印头1恰好位于设定的抬起位置，防止打印结束后打印头1与胶辊5接触，产生摩擦而损坏打印头1。传感器6电压上升沿到来时，打印头1恰好位于设定的压下位置，保证打印头1与胶辊5恰好接触，且打印头1与胶辊5之间具有一定压力，保证打印机正常打印。

当然，在上述实施例中，第一探测区域41的反射率也可高于第二探测区域42的反射率，同样通过传感器6的电压变化情况，控制打印头1与胶辊5的相对位置，控制原理基本相同，在此不再赘述。

本实施例提供的打印头位置检测装置包括一个传感器6，该传感器6与打印机的凸轮4位置对应，该凸轮4上具有第一探测区域41和第二探测区域42，当支撑架2与凸轮最高点接触45时，传感器6恰好位于第一探测区域41，当支撑架1与凸轮最低点44接触时，传感器位于第二探测区域42，通过第一探测区域41和第二探测区域42之间的转换，传感器6发出电压变化信号，进而控制打印头1抬起或压下，由于可以通过对传感器6或第一探测区域41和第二探测区域42的反射率的设定，能够实现传感器6下降沿到来时，打印头1恰好位于设定的抬起位置；传感器6电压上升沿到来时，打印头1恰好位于设定的压下位置，因而该打印头位置检测装置可精确控制打印头1处于抬起和压下的位置。

此外，该打印头位置检测装置仅使用一个传感器6，因而安装空间小，且设备成本低。

参考图5和图6，图5为本发明提供的打印头位置检测装置的第二种具体实施方式在打印头压下状态下的示意图；图6为本发明提供的打印头位置检测装置第二种具体实施方式在打印头抬起状态下的示意图。

如图5和图6所示，本实施例提供的打印头位置检测装置同样包括凸轮4和传感器6，与本发明第一实施例不同的点在于，在本实施例中，凸轮4侧面的第一探测区域41’和第二探测区域42’的面积不同，第一探测区域41’，第一探测区域41’为在凸轮4侧面的小扇形区域，第二探测区域42’为凸轮4侧面的大扇形区域，第一探测区域41为深色区域，具体可以为黑色(图5和图6中用阴影线表示)，第一探测区域41的反射率低。第二探测区域42浅色区域，具体可以为白色，第二探测区域42的反射率高。

本实施例提供的打印头位置检测装置的工作过程和原理与第一实施例基本相同，在此不再赘述。

另外，本发明还提供一种安装有上述实施例所述的打印头位置检测装置的打印机。由于该打印机安装有上述打印头位置检测装置，因而该打印机可以精确控制打印头与胶辊的相对位置，避免打印头与胶辊之间的摩擦而损坏打印头。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种打印头位置检测装置，用于控制打印机的打印头的位置，其特征在于，所述打印头位置检测装置包括传感器和凸轮，所述凸轮的侧面设置有反射率不同的探测区域，所述传感器的安装位置与所述凸轮侧面的探测区域相对应，所述传感器通过探测所述凸轮上探测区域的转换产生的瞬时电压变化信号，控制凸轮停止转动，使得打印头处于压下位置或抬起位置。

2.根据权利要求1所述的打印头位置检测装置，其特征在于，所述探测区域具体包括第一探测区域和第二探测区域；所述打印头具有第一设定位置和第二设定位置，打印头的第一设定位置为打印头的抬起位置，打印头的第二设定位置为打印头的压下位置。

3.根据权利要求2所述的打印头位置检测装置，其特征在于，所述传感器对应的探测区域由第一探测区域转换到第二探测区域，所述打印头位于所述第一设定位置；所述传感器对应的探测区域由第二探测区域转换到第一探测区域，所述打印头位于所述第二设定位置。

4.根据权利要求3所述的打印头位置检测装置，其特征在于，所述第一探测区域的反射率高于所述第二探测区域的反射率。

5.根据权利要求3所述的打印头位置检测装置，其特征在于，所述第一探测区域的反射率低于所述第二探测区域的反射率。

6.根据权利要求1-5任一项所述的打印头位置检测装置，其特征在于，所述传感器为光电反射传感器。

7.一种打印机，该打印机具有打印头、支撑架、胶辊和主框架，所述打印头固定在所述支撑架的一端，所述支撑架的另一端与所述主框架活动连接，其特征在于，该打印机是具有权利要求1-5任一项所述的打印头位置检测装置的打印机。

8.根据权利要求7所述的打印机，其特征在于，所述支撑架与所述凸轮搭接，该凸轮转动能够带动所述支撑架转动。 

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