CN115230335A - 一种打印机检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种打印机检测系统及方法，还包括温度传感器、冷却部；所述温度传感器位于定位部内，用于检测水囊周围的温度，并将温度信息发送至控制器；所述冷却部固定在散热部远离定位部的一侧，冷却部包括半导体制冷片，半导体制冷片的制冷面朝向散热部；所述控制器接受温度信息后，与预设温度比对，当温度传感器检测温度超过预设值时，开启半导体制冷片进行制冷。该系统和方法能够及时检测打印机工作温度，并进行冷却操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种针式打印机，具体涉及一种打印机检测系统及方法。
背景技术
针式打印机通过电磁铁吸引的方式，控制24根针撞击色带，在纸张形成所需打印的内容。
电磁铁的数量与针的数量是相同，高频打印下，发热量较大。而且带动打印针复位的压簧长时间使用后会松动，导致打印针出现水平位移，打印针本身也会发热容易断针。
现有技术中，中国专利CN110696494B一种针式打印机打印头，用水囊替代了压簧，同时，将现有的单个电磁铁吸引改成了上下两个电磁铁交替吸引打印针。水囊的表面附图导热硅胶。
但经过实测发现，水囊的尺寸本身较小，在快速升温下，内部压力增大，一方面是热胀冷缩，另一方面，水有蒸发趋势，即使完全充满，但囊体弹性基于蒸发气体以蒸发空间。这都使得水囊的弹性降低，电磁铁吸引时，打印针下移速率降低，针的移动与电磁铁通断电之间的衔接出现短时延迟，导致纸张移动与打印针撞击色带之间的匹配也有随机性，最终出现字迹模糊的问题。
同时水囊的弹性减小，打印针所受冲击增大，断针的风险大幅提高。
发明内容
本申请实施例通过提供一种一种打印机检测系统及方法，解决了现有技术中水囊在温度升高后弹性降低，实现了及时对水囊进行降温的效果。
本申请实施例提供了一种打印机检测系统，包括定位部，定位部用于打印针的定位，使打印针按针孔排列顺序定位；所述散热部用于空气散热，散热部固定在定位部远离打印针端头的一侧，散热部带有散热片；所述打印针水平段上下两侧对称安装下电磁铁和上电磁铁；在下电磁铁上侧固弹性组件，弹性组件包括水囊，所述打印针的水平段位于水囊的上侧，
还包括温度传感器、冷却部；
所述温度传感器位于定位部内，用于检测水囊周围的温度，并将温度信息发送至控制器；
所述冷却部固定在散热部远离定位部的一侧，冷却部包括半导体制冷片，半导体制冷片的制冷面朝向散热部；
所述控制器接受温度信息后，与预设温度比对，当温度传感器检测温度超过预设值时，开启半导体制冷片进行制冷。
进一步的，所述弹性组件还包括缓冲部和冷却管；
所述缓冲部包括壳体和双金属片；所述壳体顶端与水囊底端固定连接，壳体顶面内侧圆周密封固定一个环形的弹性膜，弹性膜顶面抵触水囊的底面，弹性膜的中心处密封固定一个圆形双金属片，双金属片在控制控制半导体制冷片制冷时的预设温度下向壳体内凸起；所述壳体内充满油液；
所述冷却管为毛细软管，管径不大于1mm，一端与壳体连通，另一端临近半导体制冷片。
弹性膜的中心处可以固定一个筛网，筛网与弹性膜组成一个完整圆面，使水囊不随双金属片向下凸起而下移。
进一步的，所述冷却管包括管体和导热丝；
管体与壳体连通，所述导热丝位于管体内，导热丝一部分卷盘在壳体内，导热丝另一端位于管体内或伸出管体外。
进一步的，导热丝是铜丝或铝丝。
进一步的，铜丝和铝丝是柔性的，拧成一根或是多根。
进一步的，所述冷却部与散热部之间留有间隙，间隙内固定冷却盒；
冷却部临近冷却盒的侧面带有凹槽，凹槽为球面且向冷却部内凹入的凹槽；凹槽上方为半导体制冷片；凹槽顶端中心开孔，孔顶端连通一个制冷管，制冷管另一端直接接触半导体制冷片；
所述冷却盒为密封盒体，其内充满与壳体内相同的油液，且冷却盒与冷却管连通；
所述冷却盒的顶面为柔性膜，柔性膜的面积不小于凹槽球面面积；冷却盒顶面开口与凹槽底口位置一一对应，大小形状相同，使柔性膜完全膨胀后能够贴附凹槽内壁；凹槽的球面面积小于双金属片的面积，使双金属片向壳体内突出至极限位置时能够使足够的油液带动柔性膜贴附凹槽内壁；
所述导热丝的端部伸出柔性膜形成冷却头，冷却头为硬质金属杆，其一端始终位于制冷管内。
进一步的，制冷管是管壁外包覆油液囊的管，使制冷管内的温度，保持在较低的范围内。
进一步的，水囊的上部，由防水透气膜制成，防水透气膜外密封固定一个环形壳，环形壳为一个硬质的圆柱筒体，其内壁直接紧密贴附水囊外壁，上下两个圆形边与水囊外壁密封固定连接，使防水透气膜完全位于环形壳内；
环形壳的外壁带有多个第二双金属片，第二双金属片纵向两端与环形壳上的通槽固定连接，第二双金属片的两侧通过弹性膜与环形壳上通槽的两侧密封连接；第二双金属片在温度超过控制器预设值时向环形壳外突出，使环形壳内气压下降，抽吸水囊内多余气体。
进一步的，水囊的顶端固定一个支撑体，作用在于承载打印针的冲击，使水囊受力均匀，形变稳定。
一种针式打印机检测方法，
步骤一、水囊在水和室温均在25℃条件下封装，并使水囊充满水；
步骤二、温度传感器固定在所有针的中心处；
步骤三、当温度传感器检测温度超预设温度，半导体制冷片的制冷温度在5-10摄氏范围内。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：通过设置冷却部和对水囊结构进行改动，能够对水囊进行及时冷却，避免水囊弹性降低。
附图说明
图1本发明结构示意图；
图2弹性组件与冷却部配合结构示意图；
图3柔性膜贴附凹槽后导热丝传导热量使壳体内温度下降时的状态示意图；
图4水囊带有环形壳时的结构示意图。
图中，定位部100、散热部200、打印针300、水平段301、下电磁铁310、上电磁铁320；
弹性组件400、水囊410、支撑体411、环形壳412、防水透气膜413、第二双金属片414、缓冲部420、壳体421、双金属片422、弹性膜423、冷却管430、管体431、导热丝432、冷却头433、冷却盒440、柔性膜441；
冷却部500、半导体制冷片510、制冷管511、凹槽520；
温度传感器600。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
如图1-4所示，一种打印机检测系统，包括定位部100，定位部100用于打印针的定位，使打印针按针孔排列顺序定位；所述散热部200用于空气散热，散热部200固定在定位部100远离打印针300端头的一侧，散热部200带有散热片；所述打印针300水平段上下两侧对称安装下电磁铁310和上电磁铁320；在下电磁铁310上侧固弹性组件400，弹性组件400包括水囊410，所述打印针300的水平段位于水囊410的上侧，其特征在于；
还包括温度传感器600、冷却部500；
所述温度传感器600位于定位部100内，用于检测水囊410周围的温度，并将温度信息发送至控制器；
所述冷却部500固定在散热部200远离定位部100的一侧，冷却部500包括半导体制冷片510，半导体制冷片510的制冷面朝向散热部200；
所述控制器接受温度信息后，与预设温度比对，当温度传感器600检测温度超过预设值时，开启半导体制冷片510进行制冷。
水囊在水和室温均在25℃条件下封装，并使水囊充满水；温度传感器固定在所有针的中心处；当温度传感器检测温度超预设温度，半导体制冷片的制冷温度在5-10摄氏范围内。预设温度可根据实际打印机种类，工作温度范围，水囊材质能进行调整。
实施例二
大范围的制冷，水囊来说并不是最佳的选择，24个水囊的温度，在打印过程中，温度并不均匀，高频使用的打印针对应的水囊的温度相比其它水囊的温度要更高。通过制冷片同步制冷，一方面，温度要降的较低，才能使所有的水囊基本维持在相对一致的温度范围内，但高频使用的水囊直接接触电磁铁和打印针，升温速率比降温速率大，想要使24个水囊的弹性基本均衡保持设计弹性的范围内，就比较困难。因此，对弹性组件作进一步的改良，如图1-3所示。
所述弹性组件400还包括缓冲部420和冷却管430；
所述缓冲部420包括壳体421和双金属片422；所述壳体421顶端与水囊410底端固定连接，壳体421顶面内侧圆周密封固定一个环形的弹性膜423，弹性膜423顶面抵触水囊410的底面，弹性膜423的中心处密封固定一个圆形双金属片422，双金属片422在控制半导体制冷片510制冷时的预设温度下向壳体421内凸起；所述壳体421内充满油液；
所述冷却管430为毛细软管，管径不大于1mm，一端与壳体421连通，另一端临近半导体制冷片510。
弹性膜423的中心处可以固定一个筛网，筛网与弹性膜组成一个完整圆面，使水囊410不随双金属片422向下凸起而下移。
当温度超过系统预设值，半导体制冷片510开始制冷，同时，双金属片422向壳体421内凸起。初始状态下，冷却管430内的油液可以是不充满的，当双金属片向壳体内凸起，且随着温度的提高，凸起的弧度加大，更多的油液进入冷却管，能够充满冷却管430。油液在冷却管430内量越多，油液就越接近半导体制冷片，制冷效果就越佳。通过半导体制冷片和冷却管，直接对壳体421进行冷却，进而对水囊进行精准的冷却。这样，每个水囊的能够基本保持在稳定的温度范围内。
水的粘度相比油要小的多，因此用水囊作为打印针300的缓冲部件更合适，但温度提升后水囊的整体弹性会变小，导致打印针下移速率下降，冲击较大。但如果水囊替换成油囊，下移的响应速率较慢，不适合用油替换水。因此，用油对水进行冷却，油的热容更大，制冷的持续性更强，打印机工作过程中，能够有效的保证水囊410的温度变化范围相对更小。
实施例三
水囊的体积非常小，直径不会超过4mm，升温和降温的速率都非常快，尤其是在表面涂覆有导热硅胶时，电磁铁的高频工作，发热量较大，降温后仍会快速升温，这就要求降温一方面要有持续性，另一方面，能够快速的响应水囊的升温。因此，仅仅靠油液来传递热量，在打印机高频工作中，如大量打印单据时热量的传导就会制约水囊的降温。故，对冷却管430做进一步的改良，如图1-4所示。
所述冷却管430包括管体431和导热丝432；
管体431与壳体421连通，所述导热丝432位于管体431内，导热丝432一部分卷盘在壳体421内，导热丝432另一端位于管体431内或伸出管体431外。
导热丝432可以是铜丝或铝丝。避免电磁铁吸引冷却管430，铜丝和铝丝最好是柔性的，拧成一根或是多根。
实施例四
为了能够精准的对某一个水囊410在需要时进行降温，增加一个冷却盒440，如图1-4所示。
所述冷却部500与散热部200之间留有间隙，间隙内固定冷却盒440；
冷却部500临近冷却盒440的侧面带有凹槽520，凹槽520为球面且向冷却部500内凹入的凹槽；凹槽520上方为半导体制冷片510；凹槽520顶端中心开孔，孔顶端连通一个制冷管511，制冷管511另一端直接接触半导体制冷片510；
所述冷却盒440为密封盒体，其内充满与壳体421内相同的油液，且冷却盒440与冷却管430连通；
所述冷却盒440的顶面为柔性膜441，柔性膜441的面积不小于凹槽520球面面积；冷却盒440顶面开口与凹槽520底口位置一一对应，大小形状相同，使柔性膜441完全膨胀后能够贴附凹槽520内壁；凹槽520的球面面积小于双金属片422的面积，使双金属片422向壳体421内突出至极限位置时能够使足够的油液带动柔性膜441贴附凹槽520内壁；
所述导热丝432的端部伸出柔性膜441形成冷却头433，冷却头433为硬质金属杆，其一端始终位于制冷管511内。
当水囊温度升高，双金属片422向壳体421内突出，油液受压通过冷却管430进入冷却盒440内，使柔性膜441膨胀，带动冷却头433上移，使导热丝能够直接接触制冷片，或是离制冷片更近。
制冷管511可以是普通管，也可以是管壁外包覆油液囊的管，使制冷管511内的温度，保持在较低的范围内。
实施例六
水囊410材质是高分子材料，长时间使用必然会出现松弛，在高温下，水会形成蒸汽，这部分蒸汽，会直接导致水囊变硬，弹性下降。因此，水囊410的上部，由防水透气膜413制成，防水透气膜413外密封固定一个环形壳412，环形壳412为一个硬质的圆柱筒体，其内壁直接紧密贴附水囊外壁，上下两个圆形边与水囊410外壁密封固定连接，使防水透气膜413完全位于环形壳412内；
环形壳412的外壁带有多个第二双金属片414，第二双金属片414纵向两端与环形壳412上的通槽固定连接，第二双金属片414的两侧通过弹性膜与环形壳412上通槽的两侧密封连接；第二双金属片414在温度超过控制器预设值时向环形壳412外突出，使环形壳412内气压下降，抽吸水囊410内多余气体。为了方便辨认，图4中所示的结构，环形壳412与水囊之间有间隙，实际没有，在封装时，需要时环形壳与水囊之间气体排空，或是可以注入少量的水，排气的同时，使水囊内外液体量更稳定。
这样，水囊能够始终保持有较好的弹性，在温度下降后，第二双金属片414恢复形态，迫使水蒸气进入水囊内。当然长时间使用会有水在水囊和环形壳之间冷凝，但温度升高时，环形壳412内的水气化更快，形成一个相对的平衡态。在打印机使用一段时间后，可对水囊进行更换。
水囊410的顶端固定一个支撑体411，主要是为了承载打印针的冲击，使水囊410受力均匀，形变稳定。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种打印机检测系统，包括定位部(100)，定位部(100)用于打印针的定位，使打印针按针孔排列顺序定位；所述散热部(200)用于空气散热，散热部(200)固定在定位部(100)远离打印针(300)端头的一侧，散热部(200)带有散热片；所述打印针(300)水平段上下两侧对称安装下电磁铁(310)和上电磁铁(320)；在下电磁铁(310)上侧固弹性组件(400)，弹性组件(400)包括水囊(410)，所述打印针(300)的水平段位于水囊(410)的上侧，其特征在于；
还包括温度传感器(600)、冷却部(500)；
所述温度传感器(600)位于定位部(100)内，用于检测水囊(410)周围的温度，并将温度信息发送至控制器；
所述冷却部(500)固定在散热部(200)远离定位部(100)的一侧，冷却部(500)包括半导体制冷片(510)，半导体制冷片(510)的制冷面朝向散热部(200)；
所述控制器接受温度信息后，与预设温度比对，当温度传感器(600)检测温度超过预设值时，开启半导体制冷片(510)进行制冷。
2.根据权利要求1所述的打印机检测系统，其特征在于，
所述弹性组件(400)还包括缓冲部(420)和冷却管(430)；
所述缓冲部(420)包括壳体(421)和双金属片(422)；所述壳体(421)顶端与水囊(410)底端固定连接，壳体(421)顶面内侧圆周密封固定一个环形的弹性膜(423)，弹性膜(423)顶面抵触水囊(410)的底面，弹性膜(423)的中心处密封固定一个圆形双金属片(422)，双金属片(422)在控制控制半导体制冷片(510)制冷时的预设温度下向壳体(421)内凸起；所述壳体(421)内充满油液；
所述冷却管(430)为毛细软管，管径不大于1mm，一端与壳体(421)连通，另一端临近半导体制冷片(510)。
弹性膜(423)的中心处可以固定一个筛网，筛网与弹性膜组成一个完整圆面，使水囊(410)不随双金属片422向下凸起而下移。
3.根据权利要求2所述的打印机检测系统，其特征在于，
所述冷却管(430)包括管体(431)和导热丝(432)；
管体(431)与壳体(421)连通，所述导热丝(432)位于管体(431)内，导热丝(432)一部分卷盘在壳体(421)内，导热丝(432)另一端位于管体(431)内或伸出管体(431)外。
4.根据权利要求3所述的打印机检测系统，其特征在于，导热丝(432)是铜丝或铝丝。
5.根据权利要求4所述的打印机检测系统，其特征在于，铜丝和铝丝是柔性的，拧成一根或是多根。
6.根据权利要求3所述的打印机检测系统，其特征在于，所述冷却部(500)与散热部(200)之间留有间隙，间隙内固定冷却盒(440)；
冷却部(500)临近冷却盒(440)的侧面带有凹槽(520)，凹槽(520)为球面且向冷却部(500)内凹入的凹槽；凹槽(520)上方为半导体制冷片(510)；凹槽(520)顶端中心开孔，孔顶端连通一个制冷管(511)，制冷管(511)另一端直接接触半导体制冷片(510)；
所述冷却盒(440)为密封盒体，其内充满与壳体(421)内相同的油液，且冷却盒(440)与冷却管(430)连通；
所述冷却盒(440)的顶面为柔性膜(441)，柔性膜(441)的面积不小于凹槽(520)球面面积；冷却盒(440)顶面开口与凹槽(520)底口位置一一对应，大小形状相同，使柔性膜(441)完全膨胀后能够贴附凹槽(520)内壁；凹槽(520)的球面面积小于双金属片(422)的面积，使双金属片(422)向壳体(421)内突出至极限位置时能够使足够的油液带动柔性膜(441)贴附凹槽(520)内壁；
所述导热丝(432)的端部伸出柔性膜(441)形成冷却头(433)，冷却头(433)为硬质金属杆，其一端始终位于制冷管(511)内。
7.根据权利要求6所述的打印机检测系统，其特征在于，制冷管(511)是管壁外包覆油液囊的管，使制冷管(511)内的温度，保持在较低的范围内。
8.根据权利要求1-7任一项所述的打印机检测系统，其特征在于，水囊(410)的上部，由防水透气膜(413)制成，防水透气膜(413)外密封固定一个环形壳(412)，环形壳(412)为一个硬质的圆柱筒体，其内壁直接紧密贴附水囊外壁，上下两个圆形边与水囊(410)外壁密封固定连接，使防水透气膜(413)完全位于环形壳(412)内；
环形壳(412)的外壁带有多个第二双金属片(414)，第二双金属片(414)纵向两端与环形壳(412)上的通槽固定连接，第二双金属片(414)的两侧通过弹性膜与环形壳(412)上通槽的两侧密封连接；第二双金属片(414)在温度超过控制器预设值时向环形壳(412)外突出，使环形壳(412)内气压下降，抽吸水囊(410)内多余气体。
9.根据权利要求8所述的打印机检测系统，其特征在于，水囊(410)的顶端固定一个支撑体(411)，作用在于承载打印针的冲击，使水囊(410)受力均匀，形变稳定。
10.一种如权利要求1-7任选一项所述的针式打印机检测方法，其特征在于，
步骤一、水囊在水和室温均在25℃条件下封装，并使水囊充满水；
步骤二、温度传感器固定在所有针的中心处；
步骤三、当温度传感器检测温度超预设温度，半导体制冷片的制冷温度在5-10摄氏范围内。
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