用于热敏打印机构的准备打印检测系统 |
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| 申请号 | CN201680028542.7 | 申请日 | 2016-05-10 | 公开(公告)号 | CN107635783B | 公开(公告)日 | 2019-07-16 |
| 申请人 | APS贸易公司; | 发明人 | D·蒙塔古泰利; | ||||
| 摘要 | 一种热敏 打印机 构，它包括：打印机底盘(2)；热敏打印头(1)；具有导电轴(6)的压纸辊(3)；用于使压纸辊(3)旋转的运动装置(11)；两个侧向导 电触点 (4和5)，它们布置在打印机底盘上以便与压纸辊导电轴(6)的两个相对端部直接或间接电 接触 以传导 电流 ，从而形成电气 开关 。与两个侧向导电触点中的一个侧向导电触点(4或5)或安装在导电轴(6)的所述一个端部上的至少一个非导电元件相互作用的导电轴(6)的一个端部的至少一个非导电部分设置成在所述压纸辊(3)旋转时断开和闭合所述开关。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种热敏打印机构，包括： |
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| 说明书全文 | 用于热敏打印机构的准备打印检测系统技术领域[0001] 本发明涉及一种热敏打印机构。 背景技术[0002] 直接热敏打印机是一种广泛使用的打印技术。热敏打印机构通常包括用于保持全部以下构件的底盘：热敏打印头、可以由马达经齿轮系旋转的压纸辊和用于在压力下保持热敏打印头靠着压纸辊的压力装置。热敏纸插入压纸辊与热敏打印头之间，并且通过将纸预先与热敏打印头上的点选择和激活组合来产生打印输出。 [0003] 这种装置的一个改进是提供将压纸辊与热敏打印头和底盘分离以便有利于纸的装载和它在热敏打印头与压纸辊之间的定位的可能性。在这种布置结构中，压纸辊具有两个位置：称为打印位置的第一位置，其中压纸辊被保持在打印机底盘中并且允许打印机打印，和称为打开位置的第二位置，其中压纸辊与打印机底盘分离。热敏打印机构的这些布置结构在现有技术中是众所周知的，并且例如被记载在FR2786727中。 [0004] 此外，这些装置还可以在打印机底盘上包括传感器以感测纸的有无。这种传感器在大多数情况下是光反射传感器，并且在一些特定情况下是发射式传感器或微动开关。这种传感器也可以用于在热敏打印机具有简便装纸系统时检测压纸辊与打印机底盘的分离。 [0005] 该后一种检测不是很可靠。特别地，它基于以下事实：当压纸辊处于打印位置时，其位置与将纸引导到打印机构中并且还保持光学传感器的导纸器的组合迫使纸形成“S”形曲线。然后，当压纸辊分离并远离打印机底盘移动时，纸倾向于回到直的形状，从而增加了它离光学传感器的距离。 [0006] 这种检测系统需要电子板上的模拟-数字转换，此外，由于光学传感器具有各不相同的重要增益变化，所以必须在电子板上完成测量从光学传感器发出的电信号的校准步骤，从而使这种检测的设置和操作复杂且并非始终可靠。 [0007] 使用这些传感器增加了目前已变成对这些装置越来越重要的要求的热敏打印机机构的总尺寸和制造成本。 发明内容[0008] 本发明的目标在于通过在提供利用热敏打印机构的常用零件检测打印机的打印可用性的手段的同时避免这种光学传感器来简化打印机结构。本发明的方案同样适用于具有或不具有可移除的压纸辊(简便装纸系统)的机构。这将允许将总尺寸保持在期望范围内，从而利用较少构件简化结构并因此降低设备的制造成本。如从以下说明将变得显而易见的，本发明对热敏打印机机构增加了额外的功能。本发明通过使用压纸辊自身来检测打印机的打印可用性来提出解决方案。 [0009] 上述目标通过这样的热敏打印机构来实现，该热敏打印机构包括： [0010] -打印机底盘， [0011] -热敏打印头， [0012] -具有导电轴的压纸辊， [0013] -运动装置，它用于通过固定地安装在压纸辊导电轴的一个端部上的压纸辊齿轮来使压纸辊旋转，和 [0015] 根据本发明，在导电轴的与一个侧向导向触点相互作用的一个端部上，存在与导电轴的所述一个端部一体化的至少一个非导电部分或存在固定地安装在导电轴的所述一个端部上的至少一个非导电元件，所述至少一个非导电部分或所述至少一个非导电元件布置在所述导电轴的所述一个端部的接触区域上，以便在压纸辊的旋转期间，相应的侧向导电触点能够相继地(连续地)与轴的所述端部的导电部分相互作用从而提供直接或间接电接触，或与所述至少一个非导电部分或元件相互作用，从而相继地分别闭合和断开该开关的电路。 [0016] 压纸辊通常由金属轴制成，因此导电材料上被模塑橡胶材料并修整以得到将被压靠在热敏打印头上的精确几何圆柱形状。因此，通过橡胶不导电，压纸辊轴除了它的两个相对的自由端之外几乎沿着其全部长度是绝缘的。在打印机底盘上设置能够与压纸辊导电轴的自由端接触的两个对应的侧向触点并提供电流可以允许检测在打印位置有无压纸辊。在这种布置结构中，压纸辊导电轴起到了电气开关的作用。 [0017] 两个侧向导电触点的每个端部通过任何现有技术中已知的方式与电路连接，以便将电信号从开关传送到能够登记所述信号的装置。 [0018] 优选地，运动装置在压纸辊与热敏打印头之间不存在纸时无法使压纸辊靠着热敏打印头旋转。如果不存在纸，则运动装置不具有足以使压纸辊转动的力，这是由于热敏头与压纸辊之间的高摩擦。因此，可以检测纸的有无。 [0019] 有利地，压纸辊可从打印机分离(拆下)以便有利于纸的装载和它在热敏打印头与压纸辊之间的定位。在这种布置结构中，压纸辊具有两个位置：称为打印位置的第一位置，在该第一位置中压纸辊被保持在打印机底盘中并且允许打印机打印；称为打开位置的第二位置，在该第二位置中压纸辊与打印机底盘分离。热敏打印机构的这些布置结构在现有技术中是众所周知的，并且例如被记载在FR2786727中。 [0020] 根据本发明的另一有利变型，侧向导电触点中的至少一个被设计为用于导电轴的压力装置，以便促使压纸辊抵靠在热敏打印头上。优选地，侧向导电触点中的至少一个呈导电弹簧的形式。 [0021] 在该变型中，要求侧向导电触点在导电轴上施加的机械压力很高，以获得良好的打印品质，这可能导致侧向触点或导电轴在它们彼此直接接触时的快速磨损，因为两个金属部件之间的摩擦产生高磨损。这是其它电子-机械导电元件可能必须插入侧向导电触点与导电轴的端部之间以便减小摩擦力并防止这种磨损的原因。 [0022] 在该变型的一个优选改型中，导电轴的一个端部可旋转地插入导电套管(衬套)中以便提供导电轴与导电套管的内表面之间的连续地(持续地)电接触。还具有压力装置功能的相应侧向触点在压纸辊处于打印位置时与该套管的外表面相接触。因此，侧向导电触点挤压静止不动的套管而不是使导电轴旋转。机械磨损于是消除并且在全部导电轴旋转期间仍然保证了导电性，从而导致侧向导电触点与导电轴之间的间接连续电接触。 [0023] 另外，另一第二电子-机械元件插入另一轴的端部与对应的侧向导电触点之间以便在导电轴的一次旋转期间产生至少一次开关断开。这种电子-机械元件包括至少一个第一非导电部分(部件)，和将侧向导电触点与导电轴间接电连接的至少一个第二导电部分，侧向触点在导电轴的一次旋转期间交替地与所述第一非导电部分或与第二导电部分相接触。 [0024] 根据本发明的一个有利变型，第二电子-机械元件包括非导电压纸辊齿轮，其内部安装有至少一个附加导电元件。非导电压纸辊优选地由塑料制成并且包括圆柱形本体，其上存在齿轮区段和电子-机械接触区段。压纸辊齿轮固定地安装在导电轴上。 [0025] 该至少一个附加导电元件在大致平行于导电轴的方向上定位在非导电压纸辊齿轮的圆柱形本体内部，其中一个端部与导电轴连续电接触，而另一个端部刚刚(几乎不)经布置在压纸辊齿轮的接触区段的周壁上的开口突出以便在导电轴旋转时与侧向导电触点接触。优选地，所述至少一个附加导电元件是柔性的。 [0026] 在这种布置结构中，所述至少一个附加导电元件每转动一圈与侧向导电触点电接触一次，并且在侧向导电触点经过它时弯曲。 [0027] 于是，柔性触点与侧向导电触点之间的机械接触压力可以保持低，因为它由柔性的附加导电元件的柔性而不是由与非导电塑料齿轮机械接触的侧向导电触点的压力限定，从而保持由于两个金属导电部件之间的摩擦而引起的磨损受控。 [0028] 优选地，在压纸辊齿轮的接触部中设计了沟槽，以将侧向导电触点与柔性触点精确地侧向对齐。由于压力装置包括金属丝弹簧，所以这种金属丝弹簧与压纸辊齿轮的圆柱形表面之间的接触面是一个点，从而在其上产生很高的压力，因此加快了磨损速度。沟槽形状与金属丝弹簧的截面互补，这允许压纸辊齿轮与金属丝弹簧之间有半圆形的接触压力圆弧，从而大幅降低磨损速度。 [0029] 结果，并且由于侧向导电触头是经由圆柱形的非导电塑料部件将压纸辊促靠在热敏头上的金属丝弹簧，所以机械磨损非常低。 [0030] 显然，可以做出许多变型以在导电轴旋转期间产生开关切换状态，特别地，柔性触头的类型可以具有不同的方向、形状或数量，侧向触点可以不同于压力装置并且因此具有各种形状和压力，采用低的力传导式接触与导电轴直接接触以限制磨损，导电轴中具有与齿轮或任何其它非导电附加部件互补的形状的槽。 [0031] 根据本发明的又一变型，打印机底盘是导电的并且至少一个侧向导电触点也通过其第二端与打印机底盘接触。 [0032] 根据本发明的又一变型，至少一个侧向导电触点通过其第二端与位于柔性电路上的导电垫相接触。优选地，柔性电路通过底盘与两个侧向导电触点中的一个相接触。 [0033] 有利地，柔性电路是单面柔性电路并且自相折叠以产生第一接触垫和第二接触垫，第一接触垫与侧向导电触点的第二端电连接，而第二接触垫与底盘电连接。 [0035] 有利地，始终与底盘连接的柔性电路的端子区域上的第一端子不论开关位置如何都在热敏打印机构的电子控制器上接地。 [0036] 以上公开的构型在导电轴旋转并与一个侧向导电触点直接或间接相互作用时产生开关断开序列。由于这种导电轴的机械旋转由步进马达控制，所以通过步进马达完成的步进数与断开和闭合的开关脉冲序列的占空比之间存在对应。检测这种对应的相干性，可以检测由于热敏打印机构中的任何机械问题而引起的马达步进损失。这些问题一般在打印机中的某处存在一般引起打印压缩的不良进纸或卡纸时出现。 [0037] 根据本发明的解决方案的优点在于，使用常用构造部件来提供用于检测打印机的打印可用性的可靠传感器。根据本发明的传感器可以实现三重感测功能：纸的有无、卡纸和在压纸辊可移除的情况下的压纸辊位置。此解决方案允许避免用于有无纸检测的光学传感器，从而简化了结构并且降低了制造成本。附图说明 [0038] 下面将参照附图在以非限制性示例方式给出的以下的优选实施例中详细公开本发明的特征，在附图中： [0039] 图1是根据本发明的热敏打印机构的示意性透视图； [0040] 图2是根据本发明的热敏打印机构的优选实施例的内部零件的示意性透视图； [0041] 图3是位于热敏打印机构的运动装置侧的压力装置和有关的电连接部的示意性详图； [0042] 图4是其中非导电部分由安装在导电轴上的压纸辊齿轮构成并且安装在压纸辊齿轮上的附加导电元件将侧向导电触点与导电轴间接和周期性地电连接的一个变型的示意性部分分解图； [0043] 图5是热敏打印机构的一个变型的运动装置侧的示意性详图，示出了带有其导电元件的组装好的压纸辊齿轮； [0044] 图6是位于运动装置的相反侧的形式为弹簧的侧向导电触点的安装和通过套管的间接电连接件的安装的示意性部分分解详图； [0045] 图7是侧向导电触点在压纸辊齿轮侧的组装的部分分解详图，其中柔性电路位于打印机底盘侧； [0046] 图8是侧向导电触点在压纸辊齿轮侧的组装的部分分解详图，其中柔性电路位于侧向导电触点侧； [0047] 图9是柔性电路及其端子区域的详图； [0048] 图10是根据本发明的热敏打印机构的另一示例性实施例的示意性透视图，其中用于压纸辊的压力装置不是侧向导电触点并且不是柔性的； [0049] 图11是根据本发明的热敏打印机构的又一示例性实施例的示意性透视图，其中导电轴与侧向导电触点直接接触。 具体实施方式[0050] 图1示意性地示出根据本发明的热敏打印机构。该热敏打印机构包括：打印机底盘2；热敏打印头1；具有导电轴6的压纸辊3；用于经固定地安装在压纸辊导电轴6的一个端部上的压纸辊齿轮14使压纸辊3旋转的运动装置11；导纸器8；和齿轮系保护装置10。优选地，导纸器8和齿轮系保护装置10是不导电的。 [0051] 图2示出根据本发明的热敏打印机构的优选实施例的内部零件。热敏打印头1固定地安装在导电的打印机底盘2上。在替代性变型中，热敏打印头也能以公知方式组装在旋转支承件上。 [0052] 该热敏打印机构还包括两个侧向导电触点4和5，它们在打印机底盘2上布置成在压纸辊3的打印位置与该压纸辊的两个相对端部相接触以传送电流，从而形成用于指示压纸辊位置的状态的电气开关。 [0053] 在附图所示的实施例中，压纸辊3可在两个可能的位置—打开位置和打印位置—之间移动。本实施例中的侧向导电触点4和5也是用于压纸辊的压力装置并且包括金属丝弹簧，该金属丝弹簧在第一个端部具有与导电轴6相互作用的角形部分7，所述角形部分7设置成在压纸辊3从打开位置向打印位置移动时形成硬点，并且反之亦然。 [0054] 根据本发明，在压纸辊导电轴6的端部中与一个侧向导电触点4或5相互作用的一个端部处，存在与导电轴6的所述一个端部一体化的至少一个非导电部分或存在固定地安装在导电轴6的所述一个端部上的至少一个非导电元件。所述至少一个非导电部分或所述至少一个非导电元件布置在导电轴6的所述一个端部与相应的侧向导电触点的接触区域中，其中所述至少一个非导电部分或元件在压辊导电轴6的一次完整旋转期间产生至少一个断开开关脉冲。这种布置结构确保了在压纸辊3的旋转期间，相应侧向导电触点4相继与导电轴6相互作用，从而提供直接或间接的电接触，或与非导电部分或元件相互作用，从而相继闭合和分别地断开开关的电路。 [0055] 如从图3、4和5可见的，安装在导电轴上的非导电元件包括固定地安装在导电轴上的非导电压纸辊齿轮14。侧向导电触点4也是用于热敏打印头的压力装置，该侧向导电触点4与压纸辊齿轮14连续机械接触。沟槽19侧向地引导侧向导电触点4并且减轻对非导电压纸辊齿轮14的磨损，这是因为机械接触压力顺循半圆而不是一个点。 [0056] 在此变型中，两个柔性附加导电元件15彼此相对地插入非导电压纸辊齿轮14的圆柱形本体中。每个柔性导电元件15例如具有四个具有不同功能的区段。第一区段15a垂直于导电轴6布置以使柔性导电元件15容易在带有柔性导电元件15的压纸辊齿轮14组装到导电轴6中之前安装到压纸辊齿轮14中。第二区段15b平行于导电轴6布置并经布置在导电轴6上的表面24与导电轴6连续电接触。第三区段15c具有减小的宽度以便是柔性的，从而允许柔性导电元件15在侧向导电触点4推动它时弯曲。最终，最后的第四区段15d具有钩形凸部以便几乎不从布置在压纸辊齿轮14的圆柱形本体的周壁中的开口13(形式为如图4所示的槽)突出，所述第四区段15d在导电轴6的旋转期间与侧向导电触点4间歇地电接触。 [0057] 在上述变型中，在压纸辊齿轮14的两个非导电部分之间布置有两个柔性附加导电元件15的情况下，导电轴6旋转一整圈，开关状态产生四次电气转变，并且每个闭合开关状态对应于柔性导电元件15的弯曲。这种弯曲的机械力由柔性导电元件15的柔性部分15c限定，因此钩形凸部15d对侧向导电触点4的磨损保持很低。 [0058] 尽管在本实施例中存在安装在压纸辊齿轮14中的两个直径上对向的附加导电元件15，但对于本领域技术人员来说将显而易见的是，可利用一个、三个或更多个导电元件实现同样的功能。 [0059] 在侧向导电触点与压力装置不同的情况下，也显而易见的是可以使用安装在底盘上的低力侧向导电触点，并且附加导电元件可以不必是柔性的，从而引起与导电轴6连续电连接的简单导电部分。 [0060] 在这种变型中，安装在导电轴6的至少一个端部上的至少一个非导电部分或至少一个非导电元件也可采用与使用压纸辊齿轮14不同的方式来实现，例如通过将轴的周面上的凹槽充填非导电材料、在轴的周面上施加非导电涂层的条带、在导电轴中形成槽并且将它充填压纸辊齿轮14的一部分的非导电材料或通过本领域技术人员可以使用的任何其它方式。 [0061] 图6中的部分分解图示出了弹簧5在安装于非导电的导纸器8上的非导电轴9上的安装。导电轴6可旋转地插入包括导电套管23的附加导电元件中以便与导电套管23的内表面电接触。也具有压力装置功能的侧向导电触点5与静止不动的导电套管23的外表面相接触。卡簧25将导电套管23保持在导电轴6上。 [0062] 弹簧5的第二端20与打印机底盘2电气和机械接触。 [0063] 优选地，根据本发明的热敏打印机构还包括如图7和8所示的具有第一接触垫21和第二接触垫22的单面柔性电路17。 [0064] 金属丝弹簧4的弹性将其第二端16促靠在柔性电路17上的第一接触垫21上，从而如图3、7和8所示将柔性电路17上的第二接触垫22促靠在打印机底盘2上。 [0065] 所述金属丝弹簧4如图3所示安装在布置于非导电的导纸器8上的非导电轴12上。这允许金属丝弹簧4与打印机底盘2电气地隔离。 [0066] 柔性电路17的两个接触垫21和22与位于柔性电路17的端子区域18上的电气开关端子的两个端部对应。 [0067] 图7示出第二接触垫22，图8示出第一接触垫21。最后，柔性电路17上的两个轨道将这两个触点与如图9所示的柔性电路17的端子区域18中的两个相应端子连接。 [0068] 所述端子可以被直接用于开关灯，比如LED。在优选实施例中，两个端子与处理来自开关的信息的电子控制器板连接，以便控制打印机操作。 [0069] 优选地，所述柔性电路17是单面柔性电路，以保持其价格低。在柔性电路17上形成有两个导电垫区域，以便产生第一接触垫21和第二接触垫22，当该柔性电路自相折叠时，两个触点上下重叠。 [0070] 当开关闭合时，电力流经柔性电路17的端子区域18上的第一端子，由于由金属丝弹簧4的末端16施加的压力而经第二接触垫22流向打印机底盘2，然后流向金属丝弹簧5的末端20，然后经金属丝弹簧5的末端7和导电套管23流向压纸辊导电轴6，并且经由金属丝弹簧4的末端7流向第一接触垫21并且然后再次由于金属丝弹簧4的末端16的压力而流向柔性电路17的端子区域18上的第二端子，从而闭合开关电路。 [0071] 在优选实施例中，始终经由第二接触垫22与打印机底盘2连接的柔性电路17的端子区域18上的第一端子不论开关的状态如何都在电子板上接地。这种连接允许将打印机底盘2接地以更好地保护以防热敏打印头1上的静电放电。第二端子然后反映开关的状态，根据开关的状态而接地或不接地。 [0072] 图10是其中压力装置29是与侧向导电触点26不同的结构元件的实施例。一般而言并且不仅仅是在该变型中，压力装置29的功能不仅是将压纸辊促靠在打印头上，而且将压纸辊与热敏打印头的虚线对齐。为了实现此功能，使用压力装置的力的小分量来将压纸辊触靠在两个侧向对齐导向件上。两个侧向对齐导向件包括布置在大致垂直于热敏打印头的方向上的非导电导纸器的两个水平部分。两个侧向导电触点26布置在所述两个侧向对齐导向件与压纸辊的相应部分的接触面上。 [0073] 与导电轴6连续接触的附加导电元件27布置在压纸辊齿轮14上并且导电轴每旋转一整圈在经过侧向导电触点26时产生一次开关脉冲。 [0074] 导电轴6也可以与侧向导电触点26直接接触，因此在本实施例中，套管23仅具有消除压力装置29与导电轴6之间的磨损的机械功能。 [0075] 这些触点不必是柔性的，因为压力装置的力在垂直于这些侧向导电触点的方向上的分量可以保持低，并且因此这些侧向导电触点可以仅包括导电带、电镀层或薄金属板以便与导电轴的两个端部直接或间接电接触。与柔性电路的进一步连接在本图中未被示出，但是可以通过修改柔性电路的形状并利用两个侧向导电触点形成压力点以便确保开关的电气连续性来容易地实现。 [0076] 图11示出导电轴6与侧向导电触点4之间在压纸辊齿轮侧的直接接触的另一实施例。在本变型中，导电轴6具有槽28，其由作为压纸辊齿轮14的一部分的互补非导电叶片充填。可选择地，柔性的侧向导电触点4同时可以是压力装置。 [0077] 上面这两个示例性实施例说明了利用柔性或侧向导电触点以及与导电轴的直接或间接连接来实现同一功能的多种可行性。 [0078] 本发明的作用 [0080] 当打印机要进行打印时，测试开关位置。 [0081] 如果开关最初是闭合的，则侧向导电触点4与压纸辊轴6直接或间接电接触。而且，在压纸辊可分离的情况下，所述压纸辊处于打印位置。 [0082] 然后，压纸辊运动装置11在开关断开时尝试使压纸辊3一直旋转到位，但针对于与一个侧向触点经过安装在导电轴6的一个端部上的至少一个非导电部分或至少一个非导电元件的角距离对应的有限角度。 [0083] 如果开关断开，则存在纸，这是因为压纸辊3可以自由转动。纸可以被回送到原始位置以便不使纸松动并且打印可以开始。 [0084] 如果开关保持闭合，则不存在纸。 [0085] 如果开关最初是断开的，则侧向导电触点4不与压纸辊轴6直接或间接电接触，或压纸辊3在压纸辊可分离的情况下未处于打印位置。 [0086] 然后，压纸辊运动装置11在开关闭合时尝试使压纸辊3一直旋转到位，但针对于与一个侧向导电触点4与压纸辊轴6直接或间接电接触的角距离对应的有限角度。 [0087] 如果开关闭合，则存在纸，这是因为压纸辊可以自由转动。纸可以被回送到原始位置以便不使纸松动并且打印可以开始。 [0088] 如果开关保持断开，则在压纸辊可分离的情况下不存在纸或压纸辊未处于打印位置，或存在卡纸，这是因为这种情况下马达不能自由运行。 [0089] 在打印过程中，连续检查步进马达的步进与开关的断开和闭合序列之间的同步性，并且只要失去同步，就存在卡纸、纸用完，或在压纸辊可分离的情况下压纸辊不再处于打印位置。 [0090] 利用这种很简单的断开和闭合开关序列，实现了三重感测功能：纸的有无、卡纸和在压纸辊可分离的情况下的压纸辊位置。 [0091] 通过本发明，通常用于感测纸的有无的光学传感器可以得以避免，并由根据本发明的多功能检测系统取代。 [0093] 用于技术特征的附图标记被包括在权利要求中，目的仅在于增加权利要求的可读性，并且相应地该附图标记对于由附图标记示例性表示的各元件的解释没有限制作用。 |
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