CN202608265U - 一种打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种打印机，其中，所述打印机包括用于调节打印小车高度的定位装置、用于检测打印小车当前高度的绝对式位移传感器和用于计算打印小车当前高度和控制打印小车升降的控制电路；所述定位装置和绝对式位移传感器分别与控制电路电连接。采用本实用新型所提供的打印机，可以对打印小车的高度进行精确地调节，有效地防止了因打印小车高度定位不准而出现的打印效果不好或摩擦介质，刮起介质，甚至损坏喷头的情况。

Description

一种打印机

技术领域

本实用新型涉及数码打印机领域，尤其涉及一种具有自动测厚及自动精确定位功能的打印机。

背景技术

目前的数码打印机，喷头是固定在小车上，在打印过程中小车要不停地做往复运动，在打印不同厚度的介质时，打印机必须对小车的高度进行调节，使喷头与介质的距离控制在一毫米左右。现有技术中，调节小车的高度一般分为手动和自动开环调节两种方式。采用手动方式调节小车高度，增加了操作人员的劳动强度，而且容易误操作，精度也得不到保证，影响打印的效果。自动开环调节的方式是采用MCU控制步进电机转动，调节小车到目标高度，但是这种方法需要手动测量介质的厚度，然后把厚度值输入给单片机，单片机根据离目标位置的距离得到所需的脉冲数，从而发指令给步进电机，步进电机根据指令执行动作，但实际上小车是否到达目标高度甚至是否运动是不确定的。小车未到达目标高度，即小车高度定位不准，有可能造成如下后果：一、小车高度太高，喷头到介质的距离太大，无法正常打印或打印效果很差；二、小车高度太低，容易摩擦介质，刮起介质，甚至损坏喷头。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种能自动测厚及自动精确定位的打印机，旨在解决现有打印机的小车高度不能精确定位的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种打印机，其中，所述打印机包括用于调节打印小车高度的定位装置、用于检测打印小车当前高度的绝对式位移传感器和用于计算打印小车当前高度和控制打印小车升降的控制电路；所述定位装置和绝对式位移传感器分别与控制电路电连接；

所述定位装置包括用于接收控制电路发出的控制指令并驱动步进电机转动的电机驱动器、受控于电机驱动器并用于调节打印小车高度的步进电机和用于将步进电机转动的角位移转换为打印小车上下运动的直线位移的传动机构；所述电机驱动器、步进电机和传动机构依次电连接。 

所述的打印机，其中，所述打印机还包括一用于探测打印介质厚度的介质厚度探测装置，所述介质厚度探测装置与控制电路电连接。

所述的打印机，其中，所述介质厚度探测装置包括所述介质测厚装置包括电磁铁、止转连接块、止转连接座、测高探头、触片和微动开关；所述控制电路与所述电磁铁电连接；

所述电磁铁包括电磁铁主体和铁芯，所述铁芯贯穿电磁铁主体，所述铁芯的下端通过止转连接块与所述测高探头连接，所述铁芯、止转连接块与测高探头设置在同一直线上；所述止转连接座设置在电磁铁的下方，所述止转连接座上设置有第一通孔，所述测高探头穿过所述第一通孔与所述止转连接块相连接；所述铁芯用于带动止转连接块和测高探头在电磁铁主体和止转连接座之间做垂直于介质的上下运动运动；所述触片设置在止转连接块上，所述微动开关设置在止转连接座上，所述微动开关的表面设置有用于切换信号的触点。

所述的打印机，其中，所述打印机还包括一用于根据打印介质厚度和打印小车当前高度判断打印小车定位是否准确的打印作业管理器，所述打印管理器与所述控制电路电连接。

所述的打印机，其中，所述绝对式位移传感器是线性的电压输出型模拟传感器。

有益效果：采用本实用新型所提供的打印机，可以对打印小车的高度进行精确地调节。而且所述打印机还可以直接对打印介质进行厚度测量，得到打印介质的厚度，并自动调节打印小车高度实现对打印小车高度的精确调节，调节完成后根据绝对式位移传感器的值换算出打印小车的当前高度值，确认是否满足精度要求。当定位精度不能满足要求时重新调节，有效地防止了因打印小车高度定位不准而出现的打印效果不好或摩擦介质，刮起介质，甚至损坏喷头的情况。另外，所述打印机可以直接以标准控制命令的方式向打印作业管理器开放，可以做到通用的结果。

附图说明

图1为本实用新型打印机的定位装置和测厚装置的结构示意图。

图2为本实用新型打印机的测厚装置的爆炸图。

图3为本实用新型打印机的测厚装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种打印机，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型所提供的打印机具有精确定位的功能，它能实现小车高度的精确定位控制，能有效地防止因小车高度定位不准而出现的打印效果不好和摩擦介质，刮起介质，甚至损坏喷头的情况。

具体地，所述打印机包括用于调节打印小车高度的定位装置、用于检测打印小车当前高度的绝对式位移传感器和用于计算打印小车当前高度和控制打印小车升降的控制电路；所述定位装置和绝对式位移传感器分别与控制电路电连接。

如图1所示，所述定位装置包括用于接收控制电路发出的控制指令并驱动步进电机转动的电机驱动器（图中未示出）、受控于电机驱动器并用于调节打印小车高度的步进电机10和用于将步进电机转动的角位移转换为打印小车上下运动的直线位移的传动机构20。所述电机驱动器、步进电机10和传动机构20依次电连接。

所述打印机还可以包括一用于根据打印介质厚度和打印小车当前高度判断打印小车定位是否准确的打印作业管理器（图中未示出），所述打印管理器与所述控制电路电连接，所述控制电路将介质厚度和当前打印小车高度所在位置传送给打印作业管理器，由打印作业管理器判断打印小车高度与介质厚度是否匹配，如果定位准确即可开始打印，如果不准确则可以进行补偿，之后再进入打印。

所述打印机的工作过程和原理如下：在启动打印任务后，首先由打印作业管理器判断是否已经更换不同厚度的介质，即是否需要重新测量介质厚度和重新定位打印小车高度，如果已经更换介质，则由控制电路将打印小车提升到最大高度，提升到最大高度前必须首先从绝对式位移传感器30读取打印小车当前位置，根据最大高度与打印小车当前位置的差值就是打印小车要移动的距离，控制电路根据距离的大小换算出控制脉冲数，发送给电机驱动器，电机驱动器直接驱动步进电机10运转，使打印小车达到最大高度，具体脉冲个数的计算方法由绝对式位移传感器30、电机驱动器、步进电机10和传动机构20共同决定，详细说明如下：

所述绝对式位移传感器30是线性的电压输出型模拟传感器，允许的最大位移是12厘米，输出电压值是0-2.5V，所以控制电路的读取数值D与高度的关系为：高度值 = D * 12 / 2.5。根据打印小车目标高度值与当前高度的差值就是打印小车要移动的距离，差值的符号即为打印小车移动的方向。所述步进电机10的步距角为1.8°，为了使步进电机10运行平稳，电机驱动器选择8细分模式，那么每步的位移角度将变为0.225°，那么步进电机10每转动一圈需要发送的脉冲数为：转一圈需要发送的脉冲数 = 360 / 0.225 = 1600，传动机构20每转动一圈小车高度移动的距离为2毫米。由此计算出控制电路每发送一个脉冲移动的距离即脉冲当量为：脉冲当量 = 2 / 1600 = 0.00125，即整个打印机的定位分辨率为0.00125毫米，那么用打印小车要移动的距离除以脉冲当量就得到具体的脉冲个数。打印小车到达最大高度动作完成后，控制电路重新从绝对式位移传感器30读取打印小车当前位置，进行比较以确认动作完成。所述打印机对打印小车的高度能进行精确地定位，定位精度高达0.1毫米。

所述打印机还可以包括一用于探测打印介质厚度的介质厚度探测装置40，这样，所述打印机除了能对打印小车的高度进行精确地调节外，还具有自动测量打印介质厚度的功能，所述介质厚度探测装置40与控制电路电连接，由控制电路对所述介质厚度探测装置40发出控制指令进行探测，并计算出打印介质的厚度，并根据所述打印介质的厚度和打印小车当前的高度计算出打印小车需要移动的距离，然后发送控制指令到所述定位装置调整打印小车的高度，开始打印。

所述介质厚度探测装置40包括用于驱动探测传感器进行探测打印介质厚度的电磁铁、用来感知打印介质的存在的微动开关、用来探测打印介质的厚度的探测传感器和安装座板，所述电磁铁、微动开关和探测传感器安装在所述安装座板上，所述安装座板固定在打印小车上，在Z向不能运动。

具体地，如图2和图3所示，所述介质厚度探测装置包括所述介质测厚装置包括电磁铁、止转连接块200、止转连接座300、测高探头400、触片201和微动开关301；所述控制电路与所述电磁铁电连接；所述止转连接块200、止转连接座300、测高探头400和触片201构成探测传感器；所述电磁铁包括电磁铁主体100、弹簧101和铁芯102，所述铁芯102贯穿电磁铁主体100，所述弹簧101设置在铁芯102的上端与电磁铁主体100上表面之间，所述铁芯102的下端通过止转连接块200与所述测高探头400连接，所述铁芯102、止转连接块200与测高探头400设置在同一直线上；所述止转连接座300设置在电磁铁的下方，所述止转连接座300上设置有第一通孔，所述测高探头400穿过所述第一通孔与所述止转连接块200相连接；所述铁芯102能带动止转连接块200和测高探头400在电磁铁主体100和止转连接座300之间做垂直于介质的上下运动运动；所述触片201设置在止转连接块200上，所述微动开关301设置在止转连接座300上，所述微动开关301的表面设置有用于切换信号的触点311，当止转连接块200的下端面与止转连接座300接触的下端面产生接触时，触片201压下微动开关301的触点311，当止转连接块200的下端面与止转连接座300接触的下端面分离时，触片201释放微动开关301的触点311。

所述介质测厚装置40的工作原理如下：当打印小车到达最大高度动作完成后，控制电路重新从绝对式位移传感器30读取打印小车当前位置，进行比较以确认动作完成。然后再将打印小车移动到打印介质的正上方，进入介质厚度测量阶段。首先由控制电路驱动电磁铁动作，将探测传感器伸出来使能及时感应到打印介质的存在，同时使微动开关301处于闭合状态，控制电路会以上面同样的方法计算出脉冲个数驱动打印小车自动下降，当探测传感器碰到打印介质后，测高探头400的底部接触到打印介质并将测高探头400顶起，触片201释放微动开关301，打印小车停止下降，并将探测传感器收回来，此时控制电路从绝对式位移传感器30读取当前打印小车高度，从而计算出打印介质厚度。

本实用新型所提供的打印机可具有自动测厚及自动精确定位的功能，是一种闭环控制系统，所述系统包括所述控制电路、所述打印管理器、所述介质测厚装置、所述绝对式位移传感器和所述定位装置。所述控制电路分别与所述打印管理器、所述介质测厚装置、所述绝对式位移传感器和所述定位装置电连接。

所述控制电路是整个系统的核心控制部分，它连接了系统的各个组成部分，给所述介质测厚装置发送指令进行探测打印介质的厚度、控制打印小车自动升降、计算出打印介质的厚度和打印小车高度的坐标值并传送给打印作业管理者。

当打印开始时，打印作业会启动介质测厚装置自动测量介质厚度和自动调节打印小车高度，控制电路收到命令后会自动升高打印小车到最大高度，并移动到打印介质的正上方，再将打印小车下降执行介质探测的动作，通过计算得到介质的厚度信息，同时通过绝对式的位移传感器的信号计算出打印小车的当前位置，自动调节小车高度实现对小车高度的精确调节，并将介质的厚度信息和打印小车的当前位置信息通知给打印作业管理者，由打印作业管理者判断打印小车高度与介质厚度是否匹配，如果定位准确即可开始打印，如果不准确则可以进行补偿，之后再进入打印。

根据以上技术方案，该系统直接对打印介质进行厚度测量，得到介质的厚度，并自动调节小车高度实现对小车高度的精确调节，调节完成后根据位移传感器的值换算出打印小车的当前高度值，确认是否满足精度要求。当定位精度不能满足要求时重新调节，有效地防止了因小车高度定位不准而出现的打印效果不好和摩擦介质，刮起介质，甚至损坏喷头的情况。另外，该系统直接以标准控制命令的方式向打印作业管理器开放，可以做到通用的结果。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种打印机，其特征在于，所述打印机包括用于调节打印小车高度的定位装置、用于检测打印小车当前高度的绝对式位移传感器和用于计算打印小车当前高度和控制打印小车升降的控制电路；所述定位装置和绝对式位移传感器分别与控制电路电连接；

所述定位装置包括用于接收控制电路发出的控制指令并驱动步进电机转动的电机驱动器、受控于电机驱动器并用于调节打印小车高度的步进电机和用于将步进电机转动的角位移转换为打印小车上下运动的直线位移的传动机构；所述电机驱动器、步进电机和传动机构依次电连接。

2.根据权利要求1所述的打印机，其特征在于，所述打印机还包括一用于探测打印介质厚度的介质厚度探测装置，所述介质厚度探测装置与所述控制电路电连接。

3.根据权利要求2所述的打印机，其特征在于，所述介质厚度探测装置包括所述介质测厚装置包括电磁铁、止转连接块、止转连接座、测高探头、触片和微动开关；所述控制电路与所述电磁铁电连接；

所述电磁铁包括电磁铁主体和铁芯，所述铁芯贯穿电磁铁主体，所述铁芯的下端通过止转连接块与所述测高探头连接，所述铁芯、止转连接块与测高探头设置在同一直线上；所述止转连接座设置在电磁铁的下方，所述止转连接座上设置有第一通孔，所述测高探头穿过所述第一通孔与所述止转连接块相连接；所述铁芯用于带动止转连接块和测高探头在电磁铁主体和止转连接座之间做垂直于介质的上下运动运动；所述触片设置在止转连接块上，所述微动开关设置在止转连接座上，所述微动开关的表面设置有用于切换信号的触点。

4.根据权利要求1所述的打印机，其特征在于，所述绝对式位移传感器是线性的电压输出型模拟传感器。

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