CN1902054B - 调整打印头位置的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种打印头组件，包括配置成在图像接收装置上打印的打印头；压辊；固定支撑；与所述固定支撑滑动连接的第一框架，所述打印头和所述压辊中的一个安装在所述第一框架上；以及驱动装置，所述驱动装置用于相对所述固定支撑驱动所述第一框架，以使所述打印头和压辊中的一个沿直线方向向另一个运动。

Description

调整打印头位置的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种在图像接收介质例如在带上打印的方法，以及在这种方法中使用的热敏式打印机和打印头装置。特别地，本发明涉及调整打印头的位置。

背景技术

热敏式打印机是已知的。用于这种打印装置的打印头一般包括多个被选择激活即被加热的打印元件。图像按两种方式中的一种产生。中间的墨带可设置成使得当打印头的被激活的打印元件进行加热时，来自与被加热的打印元件接触的墨带部件中的墨被传送到图像接收带。可选择地，加热的打印元件可直接与通过热激活而使图像形成在其上的热敏图像接收带接触。

为了打印图像，在打印过程中图像接收带穿过由打印头和支撑图像接收介质的压辊限定的打印区。限定打印区的打印头和压辊之间的间隙允许图像接收带穿过打印区，同时为了在带上打印图像允许打印头与图像接收带接触。

图像接收带由最适于其应用的各种厚度的各种类型的材料制成。为了在带上打印图像，不同类型材料的图像接收带需要打印头将不同的压力施加在带上。而且，打印装置必须允许不同厚度的图像接收带穿过打印区，同时允许打印头与图像接收带接触。

EP1066975(Brady)公开了一种装置，其中在打印头将墨从墨带热传递到标签媒介时，枢轴旋转安装的打印头将压力施加在压辊上，以提供可变化的压辊压力。然而，当使用不同厚度的标签媒介时，根据媒介的厚度，枢轴旋转安装的打印头将与标签媒介以不同角度接触，导致打印头的打印区与和标签媒介之间不对齐。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于在不同材料和不同厚度的图像接收介质上打印的打印机，以及克服现有技术中出现的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种打印头组件，该组件包括：布置成在图像接收装置上打印的打印头；压辊；固定支撑；与所述固定支撑滑动连接的第一框架，所述打印头和所述压辊中的一个安装在所述第一框架上；以及驱动装置，所述驱动装置用于相对所述固定支撑驱动所述第一框架，以使所述打印头和压辊中的一个沿直线方向向另一个运动。

根据本发明的第二方面，提供一种打印头组件，所述组件包括：配置成在图像接收装置上打印的打印头；压辊；固定支撑；与所述固定支撑滑动连接的第一框架，所述打印头和所述压辊中的一个安装在所述第一框架上；以及驱动装置，所述驱动装置用于依据存储在所述图像接收装置中的信息相对于所述固定支撑驱动所述第一框架，以使所述打印头和压辊中的一个沿直线方向向另一个运动。

根据本发明的第三方面，提供一种打印机，所述打印机包括用于输入数据的输入装置；配置成在图像接收装置上打印的打印头；压辊；固定支撑；与所述固定支撑滑动连接的第一框架，所述打印头和所述压辊中的一个安装在所述第一框架上；以及驱动装置，所述驱动装置用于相对于所述固定支撑驱动所述第一框架，以使所述打印头中的一个沿直线方向向另一个运动。

根据本发明中的第四方面，提供一种控制打印头组件的方法，所述打印头组件包括：配置成在图像接收装置上打印的打印头；压辊；固定支撑；以及与所述固定支撑滑动连接的第一框架，所述打印头和所述压辊中的一个安装在所述第一框架上；其中所述方法包括相对于所述固定支撑驱动所述第一框架到预定位置的步骤。

根据本发明的第五方面，提供一种用打印机打印的方法，所述打印机包括：用于输入数据的输入装置；配置成在图像接收装置上打印的打印头；压辊；固定支撑；与所述固定支撑滑动连接的第一框架，所述打印机和压辊中的一个安装在所述第一框架上；其中所述方法包括下列步骤：相对于所述固定支撑驱动所述第一框架到预定位置；依据所述输入数据在所述图像接收装置上打印。

附图说明

为了更好地理解本发明，以及显示如何实现本发明，现在以实例的方式参考附图，其中：

图1是实施本发明的带式打印装置的示意性剖面图；

图2是根据本发明的一可选实施例的带式打印装置的示意性剖面图；

图3是根据本发明的一实施例的可调节的打印头装置的图；

图4是依据本发明的一实施例的可调节的打印头装置的图；

图5是依据本发明的一实施例的可调节的打印头装置的图；

图6是依据本发明的一实施例的可调节的打印头装置的图；

图7是根据本发明的一实施例示出了用于图1的打印装置的控制电路的示意图；

图8是依据本发明的一实施例的可调节的打印头装置的图；

图9是依据本发明的一可选实施例的可调节打印头装置的图；

图10是依据本发明的实施例的对照表的图。

具体实施方式

图1以平面图的方式示出了实施本发明的带式打印装置61，其中布置有盒60。典型地，这种带式打印装置61是手持的或小型台式装置。盒60位于盒座62中并包含图像接收带63的供应卷轴64。盒座62还容纳了热打印头9和压辊(platen)10，二者配合以限定打印区65。盒60还具有墨带供应卷轴48和墨带接收卷轴50。墨带12从墨带供应卷轴48引出，穿过打印区65，并在墨带接收卷轴50上接收。图像接收带63与墨带12重叠穿过打印区65，同时其图像接收层与墨带12接触。根据本发明的实施例，打印头9连接在可调节的打印头装置20上，这将在后面更具体地进行讨论。可调节的打印头装置20是活动的，从而能接触用于打印的压辊10以及离开压辊10以便能取下和更换盒60。在操作位置上，转动压辊10以驱动图像接收带63穿过打印头9，打印头受到控制通过来自墨带12的墨的热传递以在图像接收带63上打印图像。打印头9包括具有打印元件组的热打印头，每个热打印头可根据期望的要打印的图像被热激活。

压辊10由DC电机驱动或步进电机67(参见附图7)驱动，从而在打印过程中，转动压辊10以驱动图像接收带63穿过带式打印装置61的打印区65。通过这种方式，在带上打印图像并且图像从打印区65输送到带式打印装置61的出口66。

由打印头9在图像接收带63上沿带63的运动方向以彼此相邻的列(columns)为基础逐列打印图像。在每一列中选择地激活像素，以本领域已知的方式形成图像。电机67设置有用于监控电机转速的轴编码器。依靠监控到的电机67的转速，控制由打印头9连续打印若干列的像素。通过微处理器芯片100(参看图7)实现电机67的速度的控制以产生数据选通信号，每个数据选通信号使一列像素数据由打印头9打印。

带式打印装置61可包括在切割位置68的切割装置69，切割装置69支承刀片70。刀片70切割图像接收带63，然后进入位于盒60中的槽71。

图2显示了本发明的一可选实施例。图2显示了具有设置在打印装置的盒接收座62′中的两个盒的打印机。上部的盒72包含穿过打印机的打印区65′到打印机的出口66′的图像接收带63′的供应。图像接收带63′包括用于在其一个表面上接收打印图像的上层。在一个实施例中，图像接收带63′在其另一面上有一粘结层，粘结层固定在可释放的垫层上。在这一实施例中，带的一部分可作为粘结标签作用在一个表面上。选择地，图像接收带63′可没有粘结层，带的一些部分可作用在使用塑料标签或类似物的物品上。盒72有用于容纳打印机的压辊10′的凹口80。压辊10′安装成可以转动。

下部的盒74包含从供应卷轴76延伸到在盒74内的接收卷轴78的墨带12。与图像接收带63′重叠的热传递带76延伸穿过打印区65′。盒74有用于接收打印机的可调节的打印头装置20的凹口71。打印头9在操作位置和非操作位置之间是活动的，在操作位置上打印头支承压辊，并使墨带12和图像接收带63′在打印头9和压辊10之间保持重叠，而在非操作位置打印头离开压辊以释放墨带12和图像接收带63′。在操作位置，压辊10在图7所示的电机67的作用下按如图1所描述的方式旋转。控制打印头通过带上的墨的热传递，以在图像接收带上打印图像。

在图像接收带是热敏感材料的某些实施例中可省略墨带12。在这种情况下，由热打印头直接在热敏感图像接收带上打印图像。

现在参考图3描述依据本发明第一实施例的可调节的打印头装置20。图3显示了可调节打印头装置20的分解图。可调节打印头装置包括由连接部22相互连接的两个平行的支撑件240和241组成的框架1。框架1的支撑件240和241的内壁具有相对的凹槽242和243，凹槽中形成有两个带槽的支撑构件41和42。支撑构件42表示为透过支撑件241可以看到的虚线。支撑构件241还包括在支撑构件241的外壁上具有开口的电机壳体29，所述壳体向相对的支撑构件240延伸。

连接部22位于支撑240和241之间。连接部件22包括两圆柱形管340和341，两根弹簧45、46从中穿过。

可调节打印头装置还包括用于支撑打印头保持架19和打印头9的打印头支撑8。打印头支撑8包括两个设置在板35的每个端部的平行突起260和261。板35包括弹簧45和46的端部插入其中的两个孔320和321。打印头保持架19连接在板35的下面，从而弹簧45和46的端部与打印头保持架19接触。打印头9粘合到打印头保持架19的下面。打印头支撑8的两个平行的突起260和261与框架1的带槽的支撑构件41和42滑动连接，从而打印头支撑的板35与打印头保持架19和打印头9可向着框架1的连接部件22运动和背离其运动。

可调节打印头装置20还包括打印头致动框架7，打印头致动框架7由板80和设置在所述板80的端部用于接收打印头支撑的所述两个平行突起260和261的两个平行的接收部91和92组成。两个带螺纹的轴48和49延伸穿过打印头致动框架7的顶板80上的两个孔。拧在每个轴上的两个螺母将每根轴连接在顶板80上，使得对于每根轴来说一个螺母设置在顶板80上而一个螺母设置在顶板下面。通过相对螺母转动所述轴，这种设置使打印头致动框架能够沿轴的轴向运动。打印头致动框架7设置成安装在框架1的支撑之间，从而打印头致动框架7的平行接收部91和92滑动安装在框架1的两个带槽的支撑构件41和42之间。

打印头的盖3通过可调节的销2固定安装在框架1的带槽的支撑构件41和42顶部。轴48和49的上端部从打印头盖3上的两个孔280和281中伸出。两圆形齿轮51和52分别连接在轴48和49的突起端部，从而齿轮51和52设置在打印头盖3的上方。在本发明的优选实施例中，每个齿轮51和52都有40个齿。设置驱动齿轮6以使被定位在齿轮51和52之间的打印头盖3上的轴90旋转，从而驱动齿轮6与齿轮51和52相互连接。

电机13设置在支撑构件241的电机壳中。设置电机13以驱动与驱动齿轮6相互连接的蜗轮14。

打印头致动框架7还包括两个中空的在打印头致动框架7的顶板80下方延伸的圆柱形构件30和31。设置两圆柱形构件30和31以容纳两根弹簧45、46，弹簧45、46从打印头保持架19延伸出来，穿过板35的孔320和321以及穿过连接部22的圆柱形管340和341。

现在参考附图4，讨论根据本发明的优选实施例的可调节打印头装置的操作。当按由箭头A表示的逆时针方向驱动电机13，蜗轮14使驱动齿轮6旋转，从而齿轮51和52按顺时针方向旋转。按顺时针方向旋转的齿轮51和52使轴48和49按顺时针方向旋转，使连接在打印头致动框架上的螺母沿轴的轴向向下运动。这引起打印头致动框架7的平行接收构件91和92沿连接部22的带槽的支撑构件41和42运动。因而打印头致动框架7、打印头支撑框架8、打印头保持架19和打印头9相对于框架1向下朝向压辊10可滑动地被驱动。电机13设置有用于监测电机转数的轴编码器。电机13的转数控制由微处理器芯片100(参见附图7)实现以沿着设定的距离驱动打印头致动框架。

现在参照图5。图5显示与压辊10上的图像接收带63接触的打印头9。

打印头9和打印头盖3之间的距离由距离Y表示。打印头向压辊运动时距离Y增大。在打印头9与图像接收带接触时，打印头盖3和打印头9之间的距离Y是最大值，因而距离Y的最大值取决于图像接收带的厚度。

因为打印头盖3固定连接在带槽的支撑构件41和42上，所以打印头盖3和压辊10之间的距离是固定的。因此，距离Y的最大值不会超出打印头盖3和压辊10之间的距离。对于图像接收带可忽略的厚度来说，最大值Y等于打印头盖3和压辊10之间的固定距离。

在打印头9与图像接收带接触时的那一点上，弹簧45和46压缩量最小。因此，由距离X表示的打印头9和打印头致动框架7的板80之间的距离最大。打印头致动框架的行程距离由记号Z表示。

在电机继续驱动打印头致动框架7向压辊10运动时，处在由压辊阻止运动的打印头和继续朝压辊运动的打印头致动框架7的板80之间的弹簧45和46压缩量逐渐增大。打印头和板80的距离X缩短时，由打印头施加在图像接收带上的压力增大。因而，施加在图像接收带上的压力可表达成X的函数。或者

P＝f(-X)

其中P是打印头施加在图像接收带上的压力。

因为：

Y＝Z+X

所以，

P＝f(Z-Y)

对于在特定厚度的带上的每次打印操作来说，因为Y仅取决于图像接收带的厚度，Y是固定的，施加在图像接收带上的压力随Z变化。所以，对于已知打印头致动框架的位置值和图像接收带的厚度，可直接计算施加在图像接收带上的压力。

图6示出打印头致动框架7缠绕到轴48和49末端的可调节打印头装置的示意图。打印头支撑框架8的板35与打印头致动框架的平行接收构件91和92相接。在这一位置上，打印头致动框架的行程距离和Z的值最大。弹簧45和46不能被进一步压缩，从而打印头在图像接收带上施加最大压力。

在本发明的一可选实施例中，打印头致动框架相对于打印头支撑框架是固定的，可以省去弹簧48和49。在这一实施例中，电机13驱动打印头朝向压辊和远离压辊，以分别到达操作位和非操作位。这样，在本实施例中，打印头9和打印头致动框架的板80之间的距离X是固定的。

现在参照图8。图8显示依据本发明的又一实施例的可调节打印头装置20′。与图3相比所描述的相同的装置的构件用相同的标记表示。在该装置中，图3所示的打印头支撑框架8和打印头致动框架7更换成固定的打印头驱动和支撑框架333。因为这是单独的框架，所以可以省去压缩弹簧45和46、圆柱形构件30和31以及连接部22。

在本发明的这个实施例中，相对于打印装置，压辊10被可压缩地支撑。压辊10支撑在压辊支撑框架338上。压辊支撑框架338和打印头致动框架333滑动连接在两个带槽的支撑构件41和42内。压辊支撑框架338滑动安装在压辊底板336上的突起350和351上。弹簧450和460连接在压辊底板336和压辊支撑框架338中部的下侧之间。

现在参照图9。打印头由电机13的转动向压辊运动。打印头致动框架333的行程距离由距离Z′表示。打印头朝向压辊运动时距离Z′增大。在打印头与图像接收带接触时，由于打印头致动框架的运动，弹簧处于压缩状态。打印头与图像接收带接触时打印头致动框架的位置取决于图像接收带的厚度。在弹簧没有被压缩时压辊的位置称为压辊的静止位置。

在打印头与压辊上图像接收带接触时的这一点上，弹簧450和460处于最小压缩量。因此，距离B指示的压辊和压辊底板336之间的距离最大。

在电机继续驱动打印头支撑框架333朝向压辊10运动时，设置在活动压辊和底板336之间的弹簧450和460在增大的压缩力作用下。当压辊10和底板336之间的距离B缩短时，打印头施加在图像接收带上的压力增大。因而，施加在图像接收带上的压力可表达成B的函数。或

P＝f(-B)

其中P是打印头施加在图像接收带上的压力。

在打印头与图像接收带接触的这一点之后，距离Z′的进一步增大值等于距离B的缩短值。因而，当Z′大于打印头与图像接收带接触的时这一点处的值Z时，那么，

P＝f(Z′)

在打印头的运动使弹簧压缩的点处距离Z′的值取决于图像接收介质的厚度。因而，对于已知打印头致动框架的位置的值(Z′)和图像接收带的厚度，可直接计算出施加在图像接收介质上的压力。

因而，从以上实施例可以看出，压力可直接由打印头致动框架的行程距离和图像接收带的厚度直接计算。因为打印头致动框架的行程距离由电机13的转动而被控制，所以通过控制电机13的转数来控制施加在图像接收带上的压力是可能的。

本发明的实施例中，可存储关于图像接收带的信息以指示在图像接收带上打印图像需要的压力。存储的关于图像接收带的信息可以由位于打印装置中的检测装置检测。例如，信息可被存储位于装有图像接收带的盒上的RFID装置中，发送应答器可位于打印装置中以检测存储在RFID标签上的信息。在本发明的可选实施例中，信息可存储在盒上的条形码中，由安装在打印装置中的条形码阅读器或位于盒上的电子可读ROM芯片读出。

本发明的一个实施例中，随图像接收带存储的的信息可指明在图像接收带上需要打印的压力。另外，或替换地，可提供关于带的厚度的信息。这些信息随图像接收带存储或由用户输入。在本发明优选的实施例中，可设置打印装置以在厚度在0.13mm至1mm范围内的图像接收带上打印。于是，关于规定压力或带的厚度的信息可用于控制下文中描述的可调节的打印头的动作。

本发明的实施例中，存储在打印装置上的信息用于直接控制可调节打印头的位置。

现在参照图7描述可调节打印头的控制。图7显示用于控制打印装置1的基本电路。微处理器100芯片具有只读储存器(ROM)102、微处理器101和随机存储器容量(RAM)104。微处理器芯片100输出数据通过显示驱动器芯片109驱动显示器以给用户显示待打印的标签(或其部分)和/或消息。可选择地，显示驱动器可以形成为微处理器芯片的一部分。微处理器接收来自键盘108的输入。另外，微处理器100还输出数据以驱动打印头9的打印元件来形成标签。微处理器100还控制驱动压辊10的DC电机67和用于驱动可调节打印头装置的电机13。在本发明的可选实施例中，单独的微处理器芯片可控制电机13。微处理器还可控制切割装置28以能够获得被切割的带的长度。

如前面描述地，电机13具有用于检测电机转数的轴编码器，从而驱动打印头致动框架的距离可由微处理器100控制。

根据本发明的一个实施例，在ROM中存储的对照表可用于确定转数，从而确定驱动打印头致动框架的距离。如图10所示，对照表在510栏中存储与520栏中存储的图像接收带的可检测参数对应的一列电机转数。

本发明的一个实施例中，可检测参数可以是带的厚度。与带的厚度一致的驱动打印头驱动装置以在特定带的厚度上提供预定压力而需要的电机转数可存储在对照表中。对于需要不同打印压力的打印装置使用的每种不同类型的材料，可在ROM中存储不同的对照表。带的厚度和带的材料可由用户输入或使用前面描述的传感装置来感测。

在本发明的优选实施例中，可检测的参数可以是存储在图像接收带上的任意值。该值规定了在期望压力下在安装于盒内的图像接收带上打印必需的电机转数。由于在这种情况下用于在材料上打印的打印头致动框架的位置已经由制造商在考虑材料的类型和图像接收带的厚度之后而预先计算出，因此打印装置不需要任何进一步信息以在带上打印。在本发明的一个实施例中，那些值可利用如图10所描述的对照表来规定电机的转数。在本发明的可选实施例中，可以按在ROM中存储的运算法则使用所述值来计算电机的转数。

在本发明的又一实施例中，打印头致动框架的位置可使用存储在微处理器的ROM中的运算法则计算。如前所述，压力可直接从打印头致动框架的位置和图像接收带的厚度计算出来。因为对于不同图像接收带需要不同的压力，所以在打印机中安装不同的图像接收带时，可在ROM中存储不同的运算法则以供使用。

本发明的优选实施例中，打印装置设有打印头致动框架复位开关(home switch)，其可以使打印头致动框架返回基准位置。可以操作复位开关以允许用户取下图像接收带。也可在电力故障的情况下操作复位开关，从而打印头致动框架的位置可重新定位在基准位置。

申请人提请注意这个事实：本发明可包括在此没有明确或明确公开的任何特征或特征的组合或其更广义的特征，而不对任一现有的权利要求的范围进行限制。考虑到前面的描述，对于本领域技术人员来说，在本发明的范围内可做各种改变。

Claims (9)

1.一种打印头组件，包括：

支撑在压辊支撑框架上的压辊，所述压辊支撑框架安装在压辊底板上；

支撑构件；

与所述支撑构件滑动连接的致动框架；

配置成在图像接收装置上打印的打印头，所述打印头安装在所述致动框架上；

驱动装置，所述驱动装置用于相对于所述支撑构件驱动所述致动框架，以使所述打印头沿直线方向向所述压辊运动，使得当所述图像接收装置配置在所述打印头和所述压辊之间时，所述打印头邻接所述图像接收装置；以及

压缩装置，所述压缩装置设置在所述压辊支撑框架与所述压辊底板之间，其中当所述打印头邻接图像接收装置时压缩装置受到压缩。

2.如权利要求1所述的打印头组件，其中，所述驱动装置配置成当所述打印头邻接图像接收装置时向着所述压辊底板驱动所述压辊支撑框架，使压缩装置受到压缩。

3.如权利要求1所述的打印头组件，其中，所述驱动装置用于依照所述图像接收装置存储的信息相对于所述支撑构件驱动所述致动框架。

4.如权利要求1所述的打印头组件，其中，所述驱动装置用于把所述致动框架驱动预定距离。

5.一种打印头组件，包括：

压辊；

支撑构件；

与所述支撑构件滑动连接的致动框架；

配置成在图像接收装置上打印的打印头，所述打印头安装在所述致动框架上；以及

驱动装置，所述驱动装置用于依照所述图像接收装置存储的信息相对于所述支撑构件驱动所述致动框架，以使所述打印头沿直线方向向压辊运动。

6.如权利要求5所述的打印头组件，其中，所述驱动装置用于把所述致动框架相对于所述支撑构件驱动预定距离。

7.一种打印机，包括：

用于输入数据的输入装置；

支撑在压辊支撑框架上的压辊，所述压辊支撑框架安装在压辊底板上；

支撑构件；

与所述支撑构件滑动连接的致动框架；

配置成在图像接收装置上打印的打印头，所述打印头安装在所述致动框架上；

驱动装置，所述驱动装置用于相对于所述支撑构件驱动所述致动框架，以使所述打印头沿直线方向向压辊运动，使得当所述图像接收装置配置在所述打印头和所述压辊之间时，所述打印头邻接所述图像接收装置；以及

压缩装置，所述压缩装置设置在所述压辊支撑框架和所述压辊底板之间，其中当所述打印头邻接图像接收装置时压缩装置受到压缩。

8.如权利要求7所述的打印机，其中，所述驱动装置用于把所述致动框架驱动预定距离。

9.一种控制打印头组件的方法，该打印头组件包括：

支撑在压辊支撑框架上的压辊，所述压辊支撑框架安装在压辊底板上；

支撑构件；

与所述支撑构件滑动连接的致动框架；

配置成在图像接收装置上打印的打印头，所述打印头安装在所述致动框架上；以及

压缩装置，所述压缩装置设置在所述压辊支撑框架与所述压辊底板之间；

其中，所述方法包括以下步骤：相对于所述支撑构件驱动所述致动框架，以使所述打印头沿直线方向向压辊移动，使得当所述图像接收装置配置在所述打印头和所述压辊之间而使所述打印头邻接所述图像接收装置时，所述压缩装置受到压缩。

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