CN219564530U - 防止打印后余热发色的热敏打印头及打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热敏打印装置制造技术领域，具体的说是一种结构合理、工作可靠，能够有效克服热敏打印之后，因余热造成末端打印介质持续显色的防止打印后余热发色的热敏打印头及打印装置，其特征在于，还设有温度检测组件，所述温度检测组件包括设置在保温层与保护层之间的热敏电阻焊盘、热敏电阻，其中热敏电阻焊盘一端接GND，一端经导线与插座相连，热敏电阻焊接在热敏电阻焊盘上，插座和控制IC均设置在绝缘基板的保护层外部，与现有技术相比，具有结构合理、温度检测准确，能够显著提高打印品质、延长设备使用寿命等优点。

Description

防止打印后余热发色的热敏打印头及打印装置

技术领域：

本实用新型涉及热敏打印装置制造技术领域，具体的说是一种结构合理、工作可靠，能够有效克服热敏打印之后，因余热造成末端打印介质持续显色的防止打印后余热发色的热敏打印头及打印装置。

背景技术：

众所周知，热敏打印机工作时，通过走纸胶辊将打印介质紧密压合到热敏打印头的发热体上，并正向转动带动打印介质向前移动，同时打印装置通过控制IC驱动打印头上的发热体的对应点发热，发热体上的点发热时，将热量快速传递给打印介质，使打印介质对应位置发色。因此打印介质发色浓度与温度和作用时间相关，发热体温度高时发色快，需要的作用时间短，温度低时发色慢，需要的时间长，当打印介质随胶辊移动时，打印介质上每个位置的加热时间很短，所以需要发热体处于高温才能发色，当介质静止时相当于作用时间很长，一般热敏纸80℃以上就能明显发色，业内称静止时能让打印介质发色的温度为此介质的静态发色温度。

当热敏打印装置快速或者长时间连续打印，热量会积累，使整个打印装置温度上升，这样发热体部位与周围环境温差变小，散热速度也会变慢，而打印结束后通常会空走一段纸以便取走打印完的内容，这时空走纸的一段由于热作用时间短，打印介质一般不会发色，但当电机停下来后，发热体位置温度还高于此介质的静态发色温度，静止导致热作用时间拉长，发热体位置对应的打印介质处会发色，影响下一次打印，严重时甚至导致介质与打印头粘在一起，再次启动打印时电机带不动走纸。

专利文献CN103112254A通过在设备纸仓内设置温度传感器，来检测设备纸仓内温度，配合热敏头内置的热敏电阻，实现监测热敏打印头本体及环境温度，进而提高热敏打印预热效果，但纸仓内温度与打印介质的静态发色温度相差很大，只依靠对纸仓温度的监测，无法彻底克服打印头连续工作后，余热发色问题。

专利文献CN207875160U使用两个温度传感器来感测热敏打印头和打印介质周围的环境两者的温度，以此方式，可调节对用于打印的热敏打印头的加热的控制，以补偿这两个感测温度之间的差(即，间隙)，但也没有解决连续打印后的余热发色问题。

发明内容：

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种结构合理、工作可靠，能够有效克服热敏打印之后，因余热造成末端打印介质持续显色的防止打印后余热发色的热敏打印头及打印装置。

本实用新型通过以下措施达到：

一种防止打印后余热发色的热敏打印头，设有散热基台、绝缘基板，绝缘基板固定在散热基台上，绝缘基板上表面设有保温层，保温层上设有发热电阻体、电极导线，发热电阻体经电极导线与控制IC相连，发热电阻体及电极导线上方覆盖保护层，其特征在于，还设有温度检测组件，所述温度检测组件包括设置在保温层与保护层之间的热敏电阻焊盘、热敏电阻，其中热敏电阻焊盘一端接GND，一端经导线与插座相连，热敏电阻焊接在热敏电阻焊盘上，插座和控制IC均设置在绝缘基板的保护层外部。

本实用新型所述热敏电阻距离发热电阻体的间距范围为1mm至3mm，且热敏电阻选择厚度薄的，热敏电阻处保护层与其他位置保护层平滑过渡，以避免影响正常打印作业。

本实用新型所述保护层采用耐磨的高导热率材料制成。

本实用新型还提出了一种防止打印后余热发色的打印装置，其特征在于，设有如上所述热敏打印头，还设有外部控制组件，所述外部控制组件包括热敏打印头的插座相连的温度检测电路、与温度检测电路相连的控制器、与控制器相连的进纸电动机开关控制电路，其中温度检测电路中设有比较器和DA转换芯片，比较器采用LM324，DA转换芯片采用AD5761，比较器的一路输入端与插座相连，另一路输入端与DA转换芯片输出端相连，DA转换芯片的输入端与控制器的电压控制端口相连，比较器的输出端与控制器的电压判断接口相连，所述控制器采用ARM单片机，进一步采用STM32型号单片机。

本实用新型所述打印装置中包括打印壳体，打印壳体中央形成走纸通道，所述热敏打印头安装在走纸通道内，且位于通道下方，胶辊对应安装在热敏打印头的上方，在热敏打印头出纸侧，对应走纸通道下方的壳体上开设通风孔，并在通风孔及热敏打印头的散热基台下方空间内设置散热风扇，散热风扇对应的打印壳体上开设用于与外部连通的通风口，散热风扇的工作状态经散热风扇开关控制电路控制，所述散热风扇开关控制电路的控制端与所述控制器相连。

本实用新型所述打印装置中，在热敏打印头进纸侧，对应走纸通道上方壳体开设回纸空间，用于容纳回纸。

本实用新型通过在热敏打印头的绝缘基板上靠近发热电阻体设置热敏电阻，能够保证对热敏打印头发热温度的监测准确性，通过插座与外部控制组件中的温度检测电路相连，获得热敏电阻所采集的数据，利用比较器，完成当前热敏打印头发热温度与静态发色温度对应电压值的比对，进而为控制器控制散热风扇以及进纸电动机的动作提供可靠依据，其中，热敏打印装置快速或者长时间连续打印后，当热敏打印头的温度过高，可以通过外部控制组件中的电动机控制电路启动进纸电动机，带动打印介质从热敏打印头的发热区域移开，避免打印介质长时间受热显色甚至粘连在进纸胶辊上，进一步，还可以开启散热风扇，散热风扇同时作用于通气孔和热敏打印头的散热基台下方，从而使打印后的余热快速散发，减小连续打印后能量积累造成的余热发色问题。

本实用新型与现有技术相比，具有结构合理、温度检测准确，能够显著提高打印品质、延长设备使用寿命等优点。

附图说明：

附图1是本实用新型中热敏打印头的结构示意图。

附图2是本实用新型中热敏打印头的打印状态示意图。

附图3是本实用新型实施例中打印介质示意图。

附图4是本实用新型实施例中打印装置的一种结构示意图。

附图5是本实用新型实施例中外部控制组件的一种电路原理图。

附图标记：散热基台1、绝缘基板2、发热电阻体3、PCB电路板4、控制IC 5、封装胶6、插座7、热敏电阻8、胶辊9、打印介质10、保护层11、导线层12、保温层13、打印介质上有打印内容的位置14、一般打印机打印结束后打印停止位置15、电机走纸到达的位置16、打印头安装到打印装置状态17、回纸空间18、散热风扇19、回纸时打印介质在回纸空间内状态20、通风孔21正向走纸时的打印介质22、进纸电动机23。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步的说明。

如附图1、附图2所示，本实用新型提出了一种防止打印后余热发色的热敏打印头，设有散热基台1、绝缘基板2，绝缘基板2固定在散热基台1上，绝缘基板2上表面设有保温层13，保温层13上设有发热电阻体3、电极导线，发热电阻体3经电极导线与控制IC5相连，发热电阻体3及电极导线上方覆盖保护层11，还设有温度检测组件，所述温度检测组件包括设置在保温层13与保护层11之间的热敏电阻焊盘、热敏电阻8，其中热敏电阻焊盘一端接GND，一端经导线与插座7相连，热敏电阻8焊接在热敏电阻焊盘上，插座7和控制IC5均设置在绝缘基板2的保护层11外部。

本实用新型所述热敏电阻8距离发热电阻体3的间距范围为1mm至3mm，且热敏电阻选择厚度薄的，热敏电阻处保护层与其他位置保护层平滑过渡，以避免影响正常打印作业。

本实用新型所述保护层11采用耐磨的高导热率材料制成。

本实用新型还提出了一种防止打印后余热发色的打印装置，如附图2、图4所示，设有如上所述热敏打印头，还设有外部控制组件，如附图5所示，所述外部控制组件包括热敏打印头的插座7相连的温度检测电路、与温度检测电路相连的控制器、与控制器相连的进纸电动机开关控制电路，其中温度检测电路中设有比较器和DA转换芯片，比较器采用LM324，DA转换芯片采用AD5761，比较器的一路输入端与插座相连，另一路输入端与DA转换芯片输出端相连，DA转换芯片的输入端与控制器的电压控制端口相连，比较器的输出端与控制器的电压判断接口相连，所述控制器采用ARM单片机，进一步采用STM32型号单片机。

本实用新型所述打印装置中包括打印壳体，打印壳体中央形成走纸通道，所述热敏打印头安装在走纸通道内，且位于通道下方，胶辊9对应安装在热敏打印头的上方，在热敏打印头出纸侧，对应走纸通道下方的壳体上开设通风孔21，并在通风孔及热敏打印头的散热基台下方空间内设置散热风扇19，散热风扇19对应的打印壳体上开设用于与外部连通的通风口，散热风扇19的工作状态经散热风扇开关控制电路控制，所述散热风扇开关控制电路的控制端与所述控制器相连。

本实用新型所述打印装置中，在热敏打印头进纸侧，对应走纸通道上方壳体开设回纸空间18，用于容纳回纸。

本实用新型通过在热敏打印头的绝缘基板上靠近发热电阻体设置热敏电阻，能够保证对热敏打印头发热温度的监测准确性，通过插座与外部控制组件中的温度检测电路相连，获得热敏电阻所采集的数据，利用比较器，完成当前热敏打印头发热温度与静态发色温度对应电压值的比对，进而为控制器控制散热风扇以及进纸电动机的动作提供可靠依据，其中，热敏打印装置快速或者长时间连续打印后，当热敏打印头的温度过高，可以通过外部控制组件中的电动机控制电路启动进纸电动机，带动打印介质从热敏打印头的发热区域移开，避免打印介质长时间受热显色甚至粘连在进纸胶辊上，进一步，还可以开启散热风扇，散热风扇同时作用于通气孔和热敏打印头的散热基台下方，从而使打印后的余热快速散发，减小连续打印后能量积累造成的余热发色问题。

实施例1：

本例提出了一种能够防止打印结束后余热使介质发色的打印头及打印装置，其包括热敏打印头以及与其相匹配使用的打印机本体，所述热敏打印头由绝缘基板2、散热基台1、控制IC5，插座7等部件组成，其中绝缘基板2上设有保温层13，保温层13上设有导线层12，发热电阻体3制作在导线层12上，通过导线层12的公共电极与打印电源VH端相连，另一侧通过导线层12的单独电极与控制IC5相连形成控制回路，在发热电阻体3与控制IC5相连侧，靠近发热电阻体3且不影响打印的距离上的导线层12设置热敏电阻焊盘，热敏电阻焊盘一端接GND，一端通过导线与插座7相连，将热敏电阻8焊接到焊盘上后，整个导线层12上面覆盖一层耐磨且导热率高的保护层11；

如附图5所示，本例中设有热敏电阻电压检测电路，通过热敏打印头的插座7与热敏电阻8相连，并在打印头下方设置散热风扇19，打印头出纸侧装置外壳上设有通风口21，所述散热风扇19有效范围包括正对发热电阻体3下方散热基台1和出纸侧装置外壳设置的通风孔21，同时打印装置的上打印头17进纸测设有回纸空间18，便于胶辊9反转时收回来的纸有空间存放；

本例在工作时，如图3所示，打印装置打印完有效打印内容14后，空跑一小段距离到达普通打印机停止位置15，用于驱动胶辊9进纸的电动机即将停止，此时如图5所示电路示意图，打印装置会通过热敏电阻8监测热敏电阻位置的电压值V1，并连接到型号为LM324的比较器一个引脚上，根据打印介质10的静态发色温度经过打印机补偿得到热敏电阻3处对应的温度，将温度通过热敏电阻公式换算成对应的电压值V2，利用型号为STM32的ARM芯片和型号为AD5761的DA转换芯片将值为V2的电压连接到比较器LM324同一路的另一个引脚上，本处使用负温度系数热敏电阻，当发现V1<v2时代表发热体3温度如果高于打印介质10的静态发色温度，电动机会在打印内容打印结束后继续带动打印介质10向前走纸，同时继续监测V1的值，如果走纸到达图3所示本设计电机反向位置16前，发热体3部位温度降到静态发色温度以下，则通过电动机驱动胶辊9反转，回收打印介质10，将打印介质10移回最初设定的停止位置，避免造成打印介质10的浪费；

如果走纸到达图3所示本设计电机反向位置16时，还是V1<V2则往复运动，使打印介质和发热体保持相对运动状态，同时主动开启散热风扇19，使打印介质10和发热体3部位温度快速降到静态发色温度以下，并控制电机反转回收打印介质10，将打印介质10移回最初设定的停止位置，避免造成打印介质10的浪费，此打印头和打印装置能防止因长时间连续打印或者连续高速打印，打印结束后余热使介质发色，严重时甚至使介质与打印头粘连，影响下一次打印。

本实用新型与现有技术相比，具有结构合理、温度检测准确，能够显著提高打印品质、延长设备使用寿命等优点。

Claims (6)

1.一种防止打印后余热发色的热敏打印头，设有散热基台、绝缘基板，绝缘基板固定在散热基台上，绝缘基板上表面设有保温层，保温层上设有发热电阻体、电极导线，发热电阻体经电极导线与控制IC相连，发热电阻体及电极导线上方覆盖保护层，其特征在于，还设有温度检测组件，所述温度检测组件包括设置在保温层与保护层之间的热敏电阻焊盘、热敏电阻，其中热敏电阻焊盘一端接GND，一端经导线与插座相连，热敏电阻焊接在热敏电阻焊盘上，插座和控制IC均设置在绝缘基板的保护层外部。

2.根据权利要求1所述的一种防止打印后余热发色的热敏打印头，其特征在于，所述热敏电阻距离发热电阻体的间距范围为1mm至3mm，且热敏电阻选择厚度薄的，热敏电阻处保护层与其他位置保护层平滑过渡。

3.根据权利要求1所述的一种防止打印后余热发色的热敏打印头，其特征在于，所述保护层采用耐磨的高导热率材料制成。

4.一种防止打印后余热发色的打印装置，其特征在于，设有如权利要求1-3中任意一项所述热敏打印头，还设有外部控制组件，所述外部控制组件包括热敏打印头的插座相连的温度检测电路、与温度检测电路相连的控制器、与控制器相连的进纸电动机开关控制电路，其中温度检测电路中设有比较器和DA转换芯片，比较器采用LM324，DA转换芯片采用AD5761，比较器的一路输入端与插座相连，另一路输入端与DA转换芯片输出端相连，DA转换芯片的输入端与控制器的电压控制端口相连，比较器的输出端与控制器的电压判断接口相连，所述控制器采用ARM单片机，进一步采用STM32型号单片机。

5.根据权利要求4所述的一种防止打印后余热发色的打印装置，其特征在于，所述打印装置中包括打印壳体，打印壳体中央形成走纸通道，所述热敏打印头安装在走纸通道内，且位于通道下方，胶辊对应安装在热敏打印头的上方，在热敏打印头出纸侧，对应走纸通道下方的壳体上开设通风孔，并在通风孔及热敏打印头的散热基台下方空间内设置散热风扇，散热风扇对应的打印壳体上开设用于与外部连通的通风口，散热风扇的工作状态经散热风扇开关控制电路控制，所述散热风扇开关控制电路的控制端与所述控制器相连。

6.根据权利要求4所述的一种防止打印后余热发色的打印装置，其特征在于，在热敏打印头进纸侧，对应走纸通道上方壳体开设回纸空间，用于容纳回纸。