CN106739538A - 无墨打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无墨打印机，打印头为喷火头、激光头、电加热头，通过加热碳化纸张等有机物材质的表层来显示文字和图形，从而实现无墨打印，颜色可以从淡黄色到褐色再到黑色，虽然达不到彩色打印机的程度，但比单色要色彩丰富，可以节约油墨、碳粉、色带，经济环保，不用更换油墨、碳粉、色带，打印更简便，不用墨盒，可以使打印机的体积更小，永远不会因缺墨而耽误打印。

Description

无墨打印机

技术领域

本发明涉及打印机、复印机、速印机、印刷机、激光雕刻机。涉及纸张焦化和碳化。涉及打印机驱动程序。

背景技术

现有打印机、复印机、速印机、印刷机都需要油墨、碳粉或者色带等材料，已有的无墨打印机将油墨或色素晶体放在纸张的夹层中，虽然实现了无墨打印，但是现有的无墨打印机的本质还是需要油墨的，只是油墨事先加在纸张中而已，没有发现真正的无墨打印机。

发明内容

本发明实现无墨打印的方法是：将纸张需要显色的位置碳化出黑色或者褐色，从而显示文字或者图形，实质是将纸张的纤维素等有机物通过能量加热反应生成碳，生成了墨，所以是真正的无墨打印机，当然也可以是无墨复印、速印、印刷，比现有打印机环保，不用换墨，体积更小。

附图说明

图1是圆辊式无墨打印机的结构示意图。

图2是平面基座式无墨打印机结构示意图。

附图标号：1—气体通入管道、2—激光打印头、电热打印头或者喷火打印头、3—纸张、4—输送纸的辊、5—较厚的纸或者板材、6—平面基座。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明的实施方案。

计算机控制打印头在纸张上碳化出需要的文字或图形。

碳化纸张可以用加热的方法，纸张（3）的主要成分纤维素在150摄氏度下变化不明显，纸张（3）的纤维素碳化需要230摄氏度以上的高温，打印机的打印头（2）实质是一个电烙铁，将纸张的表面加热到230摄氏度以上，是一个电烙铁头的针式打印机。

碳化纸张可以用打印头（2）喷射火焰的方法，实质是将纸张（3）表层烧黑，是将喷墨打印机改为喷火打印机。

激光雕刻机的功率太大，将纸直接烧穿，不适合碳化纸张，将激光雕刻机的体积减小，功率减小，速度加快，就成了激光无墨打印机，并且降低了设备的成本，同时还解决了激光雕刻机速度较慢的问题。

无墨激光打印机与激光雕刻机不同，激光雕刻机要使纤维素等有机物氧化成二氧化碳和水等，需要氧气，在纸张上刻出凹痕，而无墨打印机使纤维素碳化，不需要烧穿，不需要将碳氧化成二氧化碳，无墨激光打印机的激光在纸张上加热时的温度较低，不需要氧气，不将纸张烧穿。

双激光头和多激光头可以使打印速度加快。

红色激光不适合白色的纸张使用，蓝色、紫外激光适合白色纸张的碳化。

碳化纸张可以用打印头（2）发射的激光加热，纸张（3）纤维素碳化需要230摄氏度以上的高温，无墨打印机的打印头（2）实质是一个高能激光头，也是一种无墨的激光打印机，但是要比现有的激光打印机的激光功率更大，足以碳化纸张，也可以将打印速度降低，以便达到碳化温度。

激光对眼睛伤害非常大，要做好防护，激光头设在打印机内部，眼睛看不见并且设置自锁和警示标识。

现有的激光打印机，要经过充电、曝光、显影、转印、消电、清洁、定影七个步骤，其中五个步骤都是针对硒鼓进行的，而激光无墨打印机只经过曝光一个步骤，直接在纸张上曝光，因为只有一个步骤，可以实现速印，因为没有使用硒鼓，激光无墨打印机还解决了激光打印机运行昂贵的问题。

烙铁画由来已久，在木板等材料上作画的原理也是碳化纤维素来显示文字和图形，但是在较薄的纸张上很难作画，容易烫穿纸张，人们有了思维定势，因而至今没有发现有人发明真正的无墨打印机。

但是，纸张（3）的厚度大约为100微米，而纤维素纤维的直径约为10微米，一层纸张的厚度约是10层纤维素纤维，一张纸双面碳化，理论上只是碳化纸张厚度的十分之二，并且双面碳化重叠区域也少，纸张的大面积区域是单面碳化的，所以在纸张上通过碳化来打印是可行的。

已经有人用烙铁在中国传统宣纸上手工作画，这也充分证明，通过碳化纸张（3）的表层来实现无墨打印的可行性，亲手做实验，在普通纸张上用烙铁写字做画，纸张铺在金属上，也没有将纸张烫穿，并且在纸张背面也基本看不见碳化，在640倍显微镜下观察，只是纸张的表层被碳化，背面没有被碳化，碳化效果在笔画的边缘较重，笔画的中心较轻，另外，烙铁的压痕较深。

电脑控制打印，比人工控制电烙铁作画更有有优势，因此，碳化纸张（3）实现无墨打印是完全可行的。

喷墨打印机、激光打印机、针式打印机、激光雕刻机的硬件和软件都非常成熟，与喷火头无墨打印、激光头无墨打印、烙铁式无墨打印原理类似。

以无墨激光打印机为例，用软件把图片或者文字转换为雕刻代码，运行代码通过步进电机控制模块控制X、Y轴方向步进电机的运动轨迹，步进电机带动激光头在纸上运动，激光头发出的激光在纸张上留下碳化痕迹，实现打印，Z轴实现激光的聚焦。

防止纸张（3）碳化过重而被烫穿，可以在打印过程中在纸张的后面衬上金属等导热效果好的材料制作的辊（4）或者平面基座（6），这样可以有效防止纸张（3）的背面被碳化。

为了碳化效果好，不易燃烧，可以在打印过程中通过气体通入管道（1）喷氮气、二氧化碳等气体隔离氧气以提高碳化温度，甚至使碳化温度提高到自燃点以上。

出纸辊（4）可以进一步降温，防止燃烧，防止打印的失败。

如果纸张（4）较厚，不怕烫穿纸张，碳化相对容易一些，效果也更好一些。

纸张可以保持平整的状态，使打印机可以打印较厚的材质，例如在木板等板材（5）上实现打印。

其它有机物材质的物质，也可以用碳化的方法实现无墨打印。

打印颜色的深浅，通过控制碳化温度和速度来实现，温度越高，速度越慢，打印出的颜色越深。

本发明不同于普通的单色打印机，例如黑色打印机，只是黑色的浓淡，颜色是单一的，而本发明创造无墨打印机，纸张碳化的程度不同，颜色可以从淡黄色到褐色再到黑色，虽然达不到彩色打印机的程度，但比单色要色彩丰富。

无墨打印过程中产生的废气，可以收集或者用管道排出。

用本发明无墨打印机打出的画作，有复古的效果，可以发扬中国的传统绘画。

碳的化学性质稳定，不褪色，无墨打印机打印的资料保存时间长。

本发明可以节约油墨、碳粉、色带，经济环保。

本发明不用更换油墨、碳粉、色带，打印更简便。

本发明无墨打印机不用墨盒，可以使打印机的体积更小。

本发明无墨打印机结构简单、造价低廉、运行可靠、运行成本低。

本发明使打印机永远不会因缺墨而耽误打印。

复印机、速印机、印刷机也可用碳化的方法来实现无墨。

Claims (4)

1.无墨打印机，其特征是包括打印头（2）和纸张（3），在打印头（2）附近设有充气管道（1），打印头（2）对着纸张（3）或者板材（5），纸张（3）由送纸辊（4）输送，板材（5）由基座（6）承载。

2.如权利要求1所述的无墨打印机，其特征是无墨打印机的打印头（2）是电热头、喷火头或者激光头。

3.如权利要求1所述的无墨打印机，其特征是无墨打印机的送纸辊（4）是金属或者塑料或者复合材料。

4.如权利要求1所述的无墨打印机，其特征是无墨打印机的打印头（2）加热纸张（3）或者板材（5）的温度在230摄氏度以上。