CN105751695B - 一种病理包埋盒激光打印机及其打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及是一种病理包埋盒激光打印机及其打印方法，包括装有颜料墨水的喷墨墨盒，其中喷墨墨盒下方设有传送带，喷墨墨盒侧设有半导体激光器，传送带上设有用于检测包埋盒位置的光电传感器，有益效果是：1、利用向包埋盒喷射颜料墨水墨滴和半导体激光器对墨滴进行激光束照射，令墨滴温度迅速上升并固化，起到塑料表面上着色和容易被人辨认；2、利用导槽和半月形拨轮组合，有效实现包埋盒输送，方便工作人员的取放；3、利用光电传感器直接精准检测包埋盒位置，确保半导体激光器能精准对墨滴进行照射，起到提升固化质量。

Description

一种病理包埋盒激光打印机及其打印方法

技术领域

本发明涉及一种病理包埋盒激光打印机及其打印方法。

背景技术

医院采用病理包埋盒作为容器来制作、保存病理石蜡标本，病理包埋盒在病理标本制作过程中要被甲醛、乙醇、二甲苯等有机溶液浸泡，所以病理包埋盒通常采用聚甲醛（POM）塑料来制作，以耐受上述有机溶液的浸泡。为了给病理标本做标识，可采用特制的铅笔在POM病理包埋盒上手写字符或在标本制作过程完成后用人工把标签条粘贴在POM病理包埋盒上。人工的方法效率很低且差错率高。如采用病理包埋盒打印机把字符、条形码直接打印在POM病理包埋盒上，将可大大提高工作效率，减少人为差错。印刷工业上大量采用的油性溶剂型墨水喷印技术，虽然其喷印形成的字符可以吸附在POM病理包埋盒表面，但经二甲苯等有机溶液浸泡后会出现字符脱落，不能达到使用需求。水性墨水根本就不能吸附在POM病理包埋盒表面。

为了能把字符打印在POM病理包埋盒上，使打印上去的字符耐磨并可耐受有机溶液的浸泡，以前有采用紫外线固化墨水的方法。即装有紫外线固化墨水的喷墨墨盒在病理包埋盒上喷印字符，然后通过紫外线灯照射字符，使紫外墨水在包埋盒塑料表面固化，达到字符耐磨和经有机溶液浸泡后不易脱落的目的。也有采用热敏色带的方法，即采用一个可加热的点阵打印头，加热的打印头压在热敏色带上，进而把色带上的热敏碳粉热压入POM病理包埋盒表面，也可使打印的字符耐磨和耐受有机溶液的浸泡。

最近还有采用可控偏转的激光束照射在有特殊材料覆涂的POM病理包埋盒表面的方法，激光束照射在有覆涂涂层的部位因高温变色形成字符。用特殊材料覆涂的方法是为了解决POM塑料经过激光照射后的着色问题。如图一所示，没有特殊覆涂涂层的POM塑料在高能量激光的照射下其表面仅出现热熔变形，被照射部位颜色不发生显著改变，不易被人眼辨认。

另外，现有结构没有直接检测POM包埋盒的位置，依靠间接位置计算方式在POM包埋盒表面进行喷墨和激光束照射，会影响打印和固化质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种病理包埋盒激光打印机及其打印方法，能在塑料表面上着色和容易被人辨认和提升墨滴固化质量。

本发明描述的一种病理包埋盒激光打印机，包括装有颜料墨水的喷墨墨盒，其中喷墨墨盒下方设有传送带，喷墨墨盒侧设有半导体激光器，传送带上设有用于检测包埋盒位置的光电传感器。

另外，根据本发明的一种病理包埋盒激光打印机还具有如下附加技术特征，根据本发明的一些实施例，具体进一步，所述传送带上设有装填管座，装填管座位于喷墨墨盒侧，所述传送带穿过装填管座。

具体进一步，所述装填管座上部固定有第一装填管和第二装填管，第一装填管和第二装填管内分别放置有包埋盒。

具体进一步，所述第一装填管设有缺口，第一装填管和第二装填管最下端设有升降推板，升降推板的下端部设有用于让升降推板上下移位的凸轮，凸轮设有驱动凸轮转动的第二微型电机。

具体进一步，所述升降推板分为左升降推板和右升降推板，左升降推板和右升降推板顶部分别承托住第一装填管和第二装填管，凸轮上设有两个弧形面，弧形面之间相互连接。

具体进一步，所述传送带一侧处设有滑梯，滑梯下部设有第三微型电机和反射式光电传感器，第三微型电机上设有半月形拨轮，拨轮一侧设有导槽，位于拨轮侧设有用于检测拨轮角度的槽型光电传感器。

具体进一步，所述导槽底面处设有底板，底板还设有打印控制电路、电源模块、第二支架和第一支架，第二支架上固定有散热风扇，散热风扇紧贴于半导体激光器外侧表面处，第二支架上设有步进电机，步进电机上连接有同步带，同步带与喷墨墨盒相连接，传送带处设有驱动传送带移位的带轮，带轮连接有第一微型电机，传送带的表面上设有推块，第一微型电机固定在第一支架上。

具体进一步，所述升降推板处设有滑块，滑块内设有直线导轨，滑块表面上设有从动轴承，滑块的一侧设有用于检测滑块位置的第二槽型光电传感器，滑块的另一侧设有第一槽型光电传感器，滑块上设有挡片。

具体进一步，所述装填管座上设有微型丝杆电机和直线导轨，微型丝杆电机上连接有螺母，螺母与直线导轨相联接。

本发明还公开了一种如上述技术方案所述病理包埋盒激光打印机的打印方法，该方法是：上位计算机将打印指令传送给打印控制电路；打印控制电路控制传送带运动将包埋盒移动到打印区域；期间，沿传送带运动方向上安装的光电传感器检测包埋盒的位置，光电传感器将检测到包埋盒位置信息输送到打印控制电路，打印控制电路根据光电传感器输出的信息控制喷墨墨盒向包埋盒喷墨滴；随后，半导体激光器对墨滴进行激光束照射，使喷印到包埋盒表面上的墨滴温度迅速上升并固化；固化后的墨滴温度达到塑料熔点时，墨滴被熔入塑料表层与塑料结合为一体。

本发明的有益效果是：1、利用向包埋盒喷射颜料墨水墨滴和半导体激光器对墨滴进行激光束照射，令墨滴温度迅速上升并固化，起到塑料表面上着色和容易被人辨认；2、利用导槽和半月形拨轮组合，有效实现包埋盒输送，方便工作人员的取放；3、利用光电传感器直接精准检测包埋盒位置，确保半导体激光器能精准对墨滴进行照射，起到提升固化质量。

附图说明

图1是激光束照射POM塑料表面结果图。

图2是本发明打印的POM病理包埋盒实物图。

图3是本发明打印的POM病理包埋盒实物局部放大图。

图4是本发明的结构示意图。

图5是本发明的第一个角度的结构示意图。

图6是本发明的俯视结构示意图。

图7是本发明的第二个角度的结构示意图。

图8是本发明的第三个角度的结构示意图。

图9是图8的A处局部放大的结构示意图。

图10是装填管、带轮、第一微型电机、传送带、包埋盒和滑梯相连接结构示意图。

图11至图16是本发明的使用状态结构示意图。

图17至图20是本发明包埋盒排序的工作状态结构示意图。

图21是本发明的另一个实施例的结构示意图。

以下附图的图标说明。

包埋盒1；第一装填管2；喷墨墨盒3；半导体激光器4；装填管座5；传送带6；第一支架7；第一微型电机8；凸轮9；光电传感器10；导槽11；反射式光电传感器12；底板13；电源模块14；滑梯15；散热风扇16；步进电机17；第二支架18；打印控制电路19；第二装填管20；带轮21；左升降推板22；直线导轨23；右升降推板24；第一槽型光电传感器25；第二槽型光电传感器26；滑块27；挡片28；从动轴承29；第二微型电机30；推块31；半月形拨轮32；第三微型电机33；槽型光电传感器34；缺口35；同步带36；微型丝杆电机37；螺母38；丝杆39。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1至图21描述根据本发明实施例的一种病理包埋盒激光打印机及其打印方法。

如图1至图21所示，本发明描述的一种病理包埋盒激光打印机，包括喷墨墨盒3，其中喷墨墨盒3下方设有传送带6，喷墨墨盒3侧设有半导体激光器4，传送带6上设有用于检测包埋盒1位置的光电传感器10。其中上位计算机将打印指令传送给打印控制电路19；打印控制电路19控制传送带6运动将包埋盒1移动到打印区域；喷墨墨盒3开始向包埋盒1喷射墨滴，随后半导体激光器4发出激光束对墨滴进行照射，使喷射到包埋盒1表面上的墨滴温度迅速上升并固化；固化后的墨滴温度达到塑料熔点时，墨滴被熔入塑料表层与塑料结合为一体。另外，光电传感器10直接精准检测包埋盒1位置，确保半导体激光器4能精准对墨滴进行照射，起到提升墨滴固化质量，能彻底对墨滴进行固化。

另外，根据本发明的一种病理包埋盒激光打印机还具有如下附加技术特征，根据本发明的一些实施例，具体进一步，所述传送带6上设有装填管座5，装填管座5位于喷墨墨盒3侧，所述传送带6穿过装填管座5。

具体进一步，所述装填管座5上部插放有第一装填管2和第二装填管20，第一装填管2和第二装填管20内分别放置有包埋盒1。

具体进一步，所述第一装填管2和第二装填管20下方设有缺口35，第一装填管2和第二装填管20最下端设有升降推板，升降推板的下端部设有用于让升降推板上下移位的凸轮9，凸轮9设有驱动凸轮9转动的第二微型电机30。

具体进一步，所述升降推板分为左升降推板22和右升降推板24，左升降推板22和右升降推板24的顶部分别承托住第一装填管2和第二装填管20，凸轮9上设有两个弧形面，弧形面之间相互连接。

具体进一步，所述传送带6一侧处设有滑梯15，滑梯15下部设有第三微型电机33和反射式光电传感器12，第三微型电机33上设有半月形拨轮32，半月形拨轮32一侧设有导槽11，位于半月形拨轮32侧设有用于检测半月形拨轮32角度的槽型光电传感器34。

具体进一步，所述导槽11底面处设有底板13，底板13还设有打印控制电路19、电源模块14、第二支架18和第一支架7，第二支架18上固定有散热风扇16，散热风扇紧贴于半导体激光器4外侧表面处，第二支架18上设有步进电机17，步进电机17上连接有同步带36，同步带36与喷墨墨盒3相连接，传送带6处设有驱动传送带6移位的带轮21，带轮21连接有第一微型电机8，传送带6的表面上设有推块31，第一微型电机8固定在第一支架7上。

具体进一步，所述升降推板处设有滑块27，滑块27内设有直线导轨23，直线导轨23表面上设有从动轴承29，滑块27的一侧处设有用于检测滑块27位置的第二槽型光电传感器26，滑块27的另一侧设有第一槽型光电传感器25，滑块27上设有挡片28。

本结构的工作过程如下。

如图11所示，处于待机：凸轮9转动后使左升降推板22、右升降推板24处于最高点位置。由于第一装填管2、第二装填管20分别被左升降推板22、右升降推板24承托，也处于最高点。包埋盒1未落在传送带6上。

如图12所示，处于打印状态：凸轮9逆时针转动一设定的角度，此时第一装填管2仍处于最高点，但第二装填管20下移至最低点。传送带6 逆时针方向运动，等距固定在传送带6上的推块31 也随之运动。当推块31运动至第二装填管20下方的缺口35时，会将第二装填管20内处于最下面的一个包埋盒1推移出第二装填管20。随着传送带6的运动，推块31把一个包埋盒1运送至喷墨墨盒3的打印区域，当光电传感器10检测到有包埋盒1到达喷墨墨盒3喷射位置时，打印控制电路19驱动喷墨墨盒3在包埋盒1的标记面上喷射字符，同时推块31准备推移出下一个包埋盒1，如图13所示。传送带6继续运动，喷墨墨盒3完成一个包埋盒1字符的喷印，喷印有字符的包埋盒1随即被运送到半导体激光器4的下方，光电传感器10检测到有包埋盒1到达半导体激光器4照射位置，控制电路19驱动半导体激光器4发出高能激光束对包埋盒1上的字符进行照射，高能量激光束迅速汽化墨滴中的水分子并把墨水中的固体颜料微粒与包埋盒1表面热熔为一体，如图14所示。上述过程继续延续，推块31把完成激光照射的包埋盒1移动至传送带6的末端，包埋盒1翻落入滑梯15的轨道中，如图15所示。包埋盒1沿滑梯15的轨道滑落到滑梯15底部，反射式光电传感器12检测到有包埋盒1落入，控制电路19驱动第三微型电机33带动半月形拨轮32按照图中箭头方向旋转，如图17所示，。随着半月形拨轮32的旋转，包埋盒1被推入导槽11内，如图18所示。如有后续包埋盒1 滑落到滑梯15底部，半月形拨轮32继续旋转，将后续到达滑梯15底部的包埋盒1推入导槽11内，如图19和图20所示。上述过程周而复此，可将包埋盒1整齐地排列在导槽11内，方便医护人员取出使用。

具体进一步，所述装填管座5上设有微型丝杆电机37和直线导轨23，微型丝杆电机37上连接有螺母38，螺母38与直线导轨23相联接。如图21所示，本实施例安装有微型丝杆电机37、直线导轨23。左升降推板22、右升降推板24分别安装在两个直线导轨23的滑块上，螺母38与直线导轨23相联接，微型丝杆电机37驱动丝杆39作顺时针或逆时针转动时，可使左升降推板22和右升降推板24沿直线导轨23上的Z轴方向作往复运动，从而使左升降推板22和右升降推板24承托住的第二装填管20、第一装填管2也作上下往复运动。本实施例的包埋盒装载机构上还安装有第一槽型光电传感器25，用于检测直线导轨23位置。第一槽型光电传感器25将检测的信号送至控制电路19，控制电路19的输出逻辑可以驱动微型丝杆电机37，实现第一装填管2和第二装填管20的自动更换和包埋盒自动装载。如果在本打印机上安装多个本实施例包埋盒装载机构，可同时控制更多的装填管，以适应大批量打印病理包埋盒医院病理实验室的需求。

打印机自动更换装填管。本打印机设置了第一装填管2、第二装填管20。当其中一个第一装填管2或第二装填管20内的包埋盒用完后，机器可自动切换。使本打印机可以不因更换装填管而停止工作。如图16所示，凸轮9顺时针转动一定的角度，把没有包埋盒1的装填管20上移至最高点，把装有包埋盒1的装填管2下移至最低点，运动的推块31可以将包埋盒1推移出装填管2并将包埋盒1运送至打印区域，打印过程得以持续进行。

本发明还公开了上述病理包埋盒激光打印机的打印方法，该方法是：上位计算机将打印指令传送给打印控制电路19；打印控制电路19控制传送带6运动将包埋盒1移动到打印区域，期间，沿传送带运动方向上安装的光电传感器10检测包埋盒1的位置，光电传感器10将检测到包埋盒1位置信息输送到打印控制电路19，打印控制电路19根据光电传感器10输出的信息控制喷墨墨盒3向包埋盒1喷墨滴；随后，半导体激光器4对墨滴进行激光束照射，使喷印到包埋盒1表面上的墨滴温度迅速上升并固化；固化后的墨滴温度达到塑料熔点时，墨滴被熔入塑料表层与塑料结合为一体。其中喷墨墨盒3、半导体激光器4安装在支架18上并沿X轴直线排列。半导体激光器4由控制电路19驱动，在包埋盒1移动到其正下方时发射出高能量激光束。半导体激光器4上还装配有散热风扇16。支架18上装有步进电机17，步进电机17经同步带36驱动喷墨墨盒3，使喷墨墨盒3可沿Y轴方向作往复运动。喷墨墨盒3由打印控制电路19驱动，可以对移动到其下方的包埋盒1喷印字符。另外，包埋盒1连续供应进行打印，依靠光电传感器10直接检测出每一个包埋盒1位置，及时更换信息数据，有利于实现精准打印。

包埋盒传送机构由支架7、传送带6、微型电机8和带轮21等组成。传送带6上面等距离安装有推块31，传送带6在微型电机8、带轮21的驱动下可作逆时针运动，如图8和图10所示。微型电机8、带轮21及传送带6安装在支架7上，支架7特意设计成使传送带6在其上安装后成45°倾斜。由于病理包埋盒的标记面通常为45°，安装成45°倾斜的传送带6可使在其上运送的包埋盒1标记面变成0°，使垂直安装的喷墨墨盒3容易在包埋盒标记面上喷印字符。包埋盒传送机构上还安装有用于检测包埋盒移动位置的光电传感器10。

包埋盒装载机构由第一装填管2，第二装填管20、装填管座5、凸轮9、微型电机30等组成，如图8、图9所示。包埋盒装载机构横跨在传送带6上面。第一装填管2和第二装填管20内分别装有若干包埋盒1，第一装填管2和第二装填管20的底部为45°并在两侧开有缺口35，如图10所示，使包埋盒1在第一装填管2，第二装填管20内按45°堆叠，处于最底部的包埋盒1可被平移出缺口35。第一装填管2和第二装填管20分别插放在装填管座5内并可在装填管5内沿Z轴方向往复运动。装填管座5上安装有两条直线导轨23和两个滑块27。左升降推板22、右升降推板24分别固定在两个滑块27上。左升降推板22承托住装填管20的底部，右升降推板24承托住装填管2的底部。两个滑块27上还分别安装有从动轴承29。微型电机30联接凸轮9，微型电机30按顺时针或按逆时针方向旋转一定的转角时，凸轮9也随之转动，通过从动轴承29驱动滑块27沿Z轴方向作往复运动，进而使左升降推板22、右升降推板24及被左升降推板22、右升降推板24承托的第一装填管2和第二装填管20也随之作上下运动。装填管座5上还安装有第一槽型光电传感器25和第二槽型光电传感器26，滑块27上安装有挡片28，挡片28随滑块27运动，用于检测滑块27的运动位置。

包埋盒排序机构由滑梯15、第三微型电机33、半月形拨轮32、导槽11等构成。滑梯15安装在传送带6的末端，第三微型电机33与半月形拨轮32联接并安装在滑梯15的下方，半月形拨轮32旋转时，可以将落入滑梯15下方的包埋盒1移送出滑梯15并进入导槽11。包埋盒排序机构还安装有反射式光电传感器12和槽型光电传感器34，反射式光电传感器12用于检测是否有包埋盒1落入到滑梯15下方，槽型光电传感器34用于检测半月形拨轮32的旋转位置。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种病理包埋盒激光打印机，包括装有颜料墨水的喷墨墨盒（3），其特征在于：喷墨墨盒（3）下方设有传送带（6），喷墨墨盒（3）侧设有半导体激光器（4），沿传送带（6）的运动方向上设有用于检测包埋盒（1）位置的光电传感器（10）；所述传送带（6）上设有装填管座（5），所述装填管座（5）上部插放有第一装填管（2）和第二装填管（20），所述第一装填管（2）和第二装填管（20）下方设有缺口（35），第一装填管（2）和第二装填管（20）最下端设有升降推板，升降推板的下端部设有用于让升降推板上下移位的凸轮（9），凸轮（9）设有驱动凸轮（9）转动的第二微型电机（30）；所述传送带（6）一侧处设有滑梯（15），滑梯（15）下部设有第三微型电机（33）和反射式光电传感器（12），第三微型电机（33）上设有半月形拨轮（32），半月形拨轮（32）一侧设有导槽（11），位于半月形拨轮（32）侧设有用于检测半月形拨轮（32）角度的槽型光电传感器（34）；所述导槽（11）底面处设有底板（13），底板（13）还设有打印控制电路（19）、电源模块（14）、第二支架（18）和第一支架（7），第二支架（18）上固定有散热风扇（16），散热风扇（16）紧贴于半导体激光器（4）外侧表面处，第二支架（18）上设有步进电机（17），步进电机（17）上连接有同步带（36），同步带（36）与喷墨墨盒（3）相连接，传送带（6）处设有驱动传送带（6）移位的带轮（21），带轮（21）连接有第一微型电机（8），传送带（6）的表面上设有推块（31），第一微型电机（8）固定在第一支架（7）上；所述升降推板处设有滑块（27），滑块（27）内设有直线导轨（23），滑块（27）表面上设有从动轴承（29），滑块（27）的一侧设有用于检测滑块（27）位置的第二槽型光电传感器（26），滑块（27）的另一侧设有第一槽型光电传感器（25），滑块（27）上设有挡片（28）；所述装填管座（5）上设有微型丝杆电机（37）和直线导轨（23），微型丝杆电机（37）上连接有螺母（38），螺母（38）与直线导轨（23）相联接。

2.根据权利要求1所述的一种病理包埋盒激光打印机，其特征在于：所述装填管座（5）位于喷墨墨盒（3）侧，所述传送带（6）穿过装填管座（5）。

3.根据权利要求1所述的一种病理包埋盒激光打印机，其特征在于：所述第一装填管（2）和所述第二装填管（20）内分别放置有包埋盒（1）。

4.根据权利要求1所述的一种病理包埋盒激光打印机，其特征在于：所述升降推板分为左升降推板（22）和右升降推板（24），左升降推板（22）和右升降推板（24）顶部分别承托住第一装填管（2）和第二装填管（20），凸轮（9）上设有两个弧形面，弧形面之间相互连接。

5.一种如权利要求1至4任一权利要求所述的病理包埋盒激光打印机的打印方法，其特征在于：该方法是：上位计算机将打印指令传送给打印控制电路（19）；打印控制电路（19）控制传送带（6）运动将包埋盒（1）移动到打印区域；期间，光电传感器（10）检测包埋盒（1）的位置，光电传感器（10）将检测到包埋盒（1）位置信息输送到打印控制电路（19），打印控制电路（19）根据光电传感器（10）输出的信息驱动喷墨墨盒（3）向包埋盒（1）喷墨滴；随后，打印控制电路（19）驱动半导体激光器（4）对墨滴进行激光束照射，使喷印到包埋盒（1）表面上的墨滴温度迅速上升并固化；固化后的墨滴温度达到塑料熔点时，墨滴被熔入塑料表层与塑料结合为一体。