CN104163045B - 热敏或热转印打印机的打印装置 - Google Patents
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Abstract
热敏或热转印打印机的打印装置，打印头由若干只平行排列的热敏打印头组成，在打印头处设置有压紧胶辊，压紧胶辊用于将通过打印头的打印介质压紧于打印头上，压紧胶辊通过轴承安装在机架上，压紧胶辊与驱动电机连接；在导纸轨道的打印头的进纸端设有预加热区。打印介质上每个打印点都由分属各打印头的各个发热元件重复打印累积完成，缩短了每个发热元件加热的时间，使得打印介质通过打印机的移动速度得以提高，提高了打印的工作效率，同时能打印具有灰度的图文。
Description
技术领域
本发明涉及热敏或热转印打印机的打印装置。
背景技术
热敏打印机，打印头上安装有半导体加热元件，打印头加热并接触热敏纸后就可以打出需要的图文。
热敏打印机的核心部件是热敏打印头。热敏打印头上设有密集、等距、直线分布的半导体发热元件，常见的发热元件密度在200-600点/英寸之间，每个发热元件都可独立受控瞬间产生200℃以上的高温。打印机工作时，热敏打印头的发热元件紧贴打印介质表面，并沿不平行于发热元件分布直线的方向移动。
热敏打印机的打印介质可以是热敏纸。热敏纸表层光滑，是由普通纸张作为纸基，表面涂布一层热敏发色层，发色层是由胶粘剂、显色剂、无色染料（或称隐色染料）组成。当温度低于60℃时，涂层可以保存相当长稳定不变色，而当温度超过200℃时，化学反应会在几微秒内使涂层变成深色。打印时，使热敏纸紧贴并滑过热敏打印头的发热元件，通过控制发热元件瞬间发热使接触处的涂层变色形成一个打印点，众多密集的打印点组成大幅的图文。
热敏打印机也可以通过半导体打印头加热后将碳带上的油墨转印到纸张上。这种方式也称为热转印打印。碳带是一种单面涂覆蜡基、树脂基或混合基油墨的聚脂薄膜，在热量和压力作用下，碳带上的油墨会脱离聚脂薄膜转移到目标介质上。打印时，碳带和目标介质表面同步移动滑过热敏打印头的发热元件，对热敏打印头施压，使热敏打印头紧贴碳带，并且碳带的油墨面紧贴目标介质表面；通过控制发热元件瞬间发热使接触处的碳带上的油墨转移到目标介质上形成一个打印点，众多密集的打印点组成大幅的图文。
半导体加热进行热敏打印和热转印打印的技术已广泛使用在传真机、条码打印机、标签打印机等设备上。
影响热敏打印机工作速度的因素包括热敏打印头发热元件的瞬间发热响应速度、热敏纸涂层的反应速度、机械传动效率等。发热元件必须持续足够长的发热时间才能使接触的打印介质变色，现有热敏打印机的工作线速度多在0.7米/秒以下，为提高设备工作效率，一般是通过使用大宽度打印头，实现增加打印宽度。但这种方案会提高设备制造成本，增大设备体积，且增加系统结构复杂性。
现有打印机都使用一个半导体热敏打印头，通过一个胶辊对打印头施压，使打印头将打印介质贴紧。胶辊可以带动打印介质自由地向前旋转进纸和打印，必要时也可以向后旋转退纸调整打印位置。
囿于半导体打印头的瞬间发热响应速度技术的局限性，现有的这种单打印头的方式打印速度慢，并且只能打印单色的图文。
发明内容
为解决现有技术中热敏或热转印打印方式速度慢、只能打印单色图文的问题，提供一种热敏或热转印打印机的打印装置，这种打印装置结构合理、打印速度快、可用于多种色阶的图文打印。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
热敏或热转印打印机的打印装置，打印头由若干只平行排列的热敏打印头组成，在打印头处设置有压紧胶辊，压紧胶辊用于将通过打印头的打印介质压紧于打印头上，压紧胶辊通过轴承安装在机架上，压紧胶辊与驱动电机连接；在导纸轨道的打印头的进纸端设有预加热区。
上述的热敏或热转印打印机的打印装置，首尾两只打印头上的两只压紧胶辊上安装有内外圈接合方向相反的单向轴承齿轮；一驱动齿轮与驱动电机连接，驱动齿轮与两只单向轴承齿轮的外圈齿轮啮合，两只单向轴承齿轮的内外圈接合方向相反，两只单向轴承齿轮的内圈分别与打印头对应的压紧胶辊固定连接。
上述的热敏或热转印打印机的打印装置，打印头的数量为两只。
上述的热敏或热转印打印机的打印装置，首尾两只打印头上的两只压紧胶辊上安装有内外圈接合方向相反的单向轴承皮带轮，两只单向轴承皮带轮的内圈分别与打印头对应的压紧胶辊固定连接，两只单向轴承皮带轮的外圈皮带轮与同一条传动带连接，传送带与驱动电机连接。
上述的热敏或热转印打印机的打印装置，预加热区所用的加热片为陶瓷加热片。
以平行排列布置多只热敏打印头，打印介质依次通过每个打印头，每个打印点都由分属各打印头的各个发热元件重复打印累积完成，缩短了每个发热元件加热的时间，使得打印介质通过打印机的移动速度得以提高，提高了打印的工作效率。
另外，由于每个打印点是通过多次重复打印实现的，比如是通过n次重复打印来实施，经由整体控制，关闭其中m个（0 ≤ m ＜ n）打印头，即可以实现对整个打印画面浓度的n－1级调节。
也就是说，针对特定的打印点，通过控制关闭m个打印头上的相应发热元件，该打印点就能表现出从最深色到最浅色的n－1级灰度效果。
对任意打印点实施该控制，该打印机即具有n－1级灰度打印功能。
在打印头的进纸端对打印介质进行预热，可以提高打印时的化学反应速度，缩短热敏打印头半导体加热元件的工作时间。当然，预热温度与打印介质性质有关，一般设定在75℃左右。
加热片可以使用陶瓷加热片，这种材料在温度接近某个阈值时电阻会趋向无穷大，这样流经的电流即自动减小，因而具有自动恒温能力。使用传统的电热丝配合温度检测控制模块也可以达到相同的指标。
通过首尾两只单向轴承齿轮与同一只驱动齿轮啮合，打印介质虽与两只压紧胶辊相接触，由于单向轴承齿轮的内外圈接合方向是相反的，打印介质只从其中处于运动前方的一只压紧胶辊获得移动动力，处于运动后方的压紧胶辊跟随从动，因此不会由于相触点速度不相等而在两只胶辊之间发生打印介质的折叠现象。本发明的这种打印装置，能提高打印质量、打印稳定性、和打印速度。
当只有两只平行热敏打印头时，用单向轴承齿轮进行啮合驱动，整机的体积小。
当多只平行热敏打印头距离比较远时，用驱动齿轮啮合首尾两只打印头的压紧胶辊就会造成整机的体型过大，这时，通过单向轴承皮带轮与同一条传动带对这一对压紧胶辊进行传动，同样也可以实现进、退纸时，只由处于运动最前方的一只压紧胶辊带动打印介质，其余压紧胶辊跟随从动，一样可以避免打印介质的折叠现象。当压紧胶辊多于两只时，其余的胶辊采用普通轴承安装在机架上即可。
胶辊的表面具有一定的弹性，可以送进不同厚度的打印介质，对不同厚度的打印介质进行压紧。
附图说明
图1 为本发明现有技术打印装置的结构示意图。
图2 为本发明用于在纸张上进行打印树形图案的示意图。
图3 为本发明实施例一具有三个打印头的的结构示意图。
图4 为本发明实施例二双打印头的结构示意图。
图5 为本发明实施例三热转印的双打印头的结构示意图。
图6 为本发明实施例四的三头带传动结构示意图。
图中标记为：1驱动齿轮，2第二压紧胶辊，22第二单向轴承齿轮，222第二打印头，3第一压紧胶辊，33第一单向轴承齿轮，333第一打印头，51第一预热片，52第二预热片，53预热片，141、241、142、242、2421、2422、143分别为导纸板,4打印介质，6碳带，7第三压紧胶辊，8树形图案， 9灰度图案区，111打印头，12传动带，。
具体实施方式
实施例一
热敏打印机的打印装置，打印头由三条平行排列的热敏打印头111、222、333组成，三只压紧胶辊2、3、7通过轴承安装在机架上，压紧胶辊将打印介质4压紧于打印头上； 压紧胶辊由电机驱动。在三个打印头的进纸端分别设有预加热区51、52、53，预加热区安装在导纸板141、142、143上，预加热区所用的加热片为陶瓷加热片。
陶瓷加热片将经过的打印介质预热到适当温度并保持恒温。该温度需根据具体打印介质设定，一般高于环境温度但远低于正常打印该介质所需的温度，以提高打印线速度但防止在打印前损坏打印介质。当介质停止移动或打印头不打印时，预加热区自动关闭加热功能。
打印介质4从141依次通过142、143导纸板进出打印装置，同时与下侧导纸板对应的上侧导纸板241、2421、2422能使打印介质紧贴预加热区，以便对打印介质进行近距离的预热。
打印介质通过打印头时，压紧胶辊将其紧压在打印头上，通过半导体打印头的发热，在热敏打印介质的涂层发生色变上产生打印点。
假如对一个具有灰度的树形图案用三个打印头的打印装置进行打印，那么，可以通过控制三个打印头的瞬间发热与否和瞬间发热温度，来实现涂层不同灰度的变色，从而输出具有灰度的图文。
实施例二
与实施例一不同的是，本实施例中使用双打印头，打印头由两条平行排列的热敏打印头222、333组成，在打印头处分别设置有压紧胶辊2、3，驱动齿轮1与驱动电机连接，驱动齿轮与两只单向轴承齿轮22、33的外圈齿轮啮合，这两只单向轴承齿轮的内外圈接合方向相反，两只单向轴承齿轮的内圈分别与打印头的压紧胶辊固定连接。
由于两只单向轴承齿轮22和33的内外圈接合方向相反，驱动齿轮逆时针转动时，左侧的第二单向轴承齿轮22的外圈顺时针旋转，其内圈接合从动；此时，右侧的第一单向轴承齿轮33的外圈也顺时针旋转，其内圈在顺时针转速低于外圈时始终脱离接合而自由转动。
驱动齿轮顺时针转动时，第二单向轴承齿轮22的外圈逆时针旋转，其内圈在逆时钟转速低于外圈时始终脱离接合而自由转动；此时，第一单向轴承齿轮33的外圈也逆时针旋转，其内圈接合从动。
沿箭头方向进行打印输出时，驱动齿轮逆时针转动，第二单向轴承齿轮22的外圈顺时针旋转，其内圈及胶辊2同步跟随旋转，带动打印介质4沿打印方向前进，半导体热敏打印头发热使热敏纸张涂层变色产生图文打印点；而此时，第一单向轴承齿轮33的外圈顺时针旋转，其内圈和胶辊3在顺时针方向上跟随打印介质从动。
如果需要将打印介质沿打印方向的反方向进行退纸或者进行位置调整时，情况就与上面相反，驱动齿轮这时进行顺时针转动，由第一单向轴承齿轮33带动压紧胶辊3来带动打印介质后退，压紧胶辊2跟随打印介质从动。
这样，通过与相同驱动齿轮啮合和单向轴承的结构，无论打印介质运动方向是按打印方向前进或者后退，两只胶辊2和3之间，始终只由一只处于打印介质运动方向前方的一只胶辊提供动力；这样避免了两只胶辊分别由不同驱动机构驱动转动，因为不同的外径尺寸偏差可能导致的打印介质在两只胶辊间产生折叠等皱纸现象。
实施例三
与实施例二不同的是，本实施例是热转印打印机的打印装置，在打印介质4与打印头之间还有碳带6通过其间，通过半导体打印头加热将碳带上的油墨转印到打印介质4上，完成打印输出。
实施例四
本实施例与实施例二不同的是，本实施例采用传动带和单向轴承皮带轮对首尾两只压紧胶辊进行动力传递，首尾两只单向轴承皮带轮的内外圈接合方向相反，居中的压紧胶辊采用普通轴承固定于机架上跟随从动。
采用传动带可以对首尾的远距离压紧胶辊进行驱动，利用两只内外圈接合方向相反的单向轴承皮带轮的离合特性，使进、退纸时首尾压紧胶辊只有处于打印介质运动方向前方的一只是主动，其余压紧胶辊跟随从动，避免了打印介质的折叠皱纸现象，使打印机能正常工作。
Claims (1)
1.热敏或热转印打印机的打印装置，其特征在于打印头由至少两只平行排列的热敏打印头组成，在打印头处设置有压紧胶辊，压紧胶辊用于将通过打印头的打印介质压紧于打印头上，压紧胶辊通过轴承安装在机架上，压紧胶辊与驱动电机连接；在导纸轨道的打印头的进纸端设有预加热区，预加热区所用的加热片为陶瓷加热片；首尾两只打印头上的两只压紧胶辊上安装有内外圈接合方向相反的单向轴承齿轮；一驱动齿轮与驱动电机连接，驱动齿轮与两只单向轴承齿轮的外圈齿轮啮合，两只单向轴承齿轮的内外圈接合方向相反，两只单向轴承齿轮的内圈分别与打印头对应的压紧胶辊固定连接。
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