專利名稱：適合超厚證件打印的方法及打印機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適合超厚證件打印的方法及打印機，其特點在于能全程自動適應紙 張厚度的變化。
背景技術：
在一些特殊行業，針式打印機會使用一些特殊紙張，比如證書，比較厚，同時在打 印的過程中，厚度還會發生變化。傳統的打印機依靠手動調節打印頭間隙，無法適應紙 張的厚度變化， 一些自動適應紙張厚度變化的打印機或厚度指標較低，或不能全程自動 適應紙厚，無法滿足需求。現有的自動適應紙張厚度的打印機大致有以下兩種類型1. 機械式此種方案通過字車繞字車導軸的旋轉達到打印頭和打印輥之間的間隙的 變化(具體見中國專利申請200620076849.8 ),此方案的優點是能全程自動適應紙張厚 度的變化。此方案的缺點是厚度不能做到很大， 一方面隨著紙厚的增加，打印針傾斜角 度增大，造成打印頭壽命降低，另一方面簧片力度增大，對紙張的壓力增大，對多層復 寫紙會造成印字品質降低等 一 些問題。2. 機電一體式此種方案在打印頭下的托紙板上安裝一壓力開關，進紙后，打印頭 下降，壓力開關動作后，打印頭上升一定高度來滿足間隙的要求。此方案的另一種實現 方式是用一離合器代替壓力開關(如中國專利申請00263105.9):進紙后，打印頭下降， 離合器受到一定壓力后脫離，打印頭停止下降，保持一個間隙值，保證印字品質。此方案的優點是能保證打印頭工作在較為理想的狀態。此種方案的缺點在于控制程 序較為復雜，在需要厚度信息的時候需要重新執行一下上述動作，不符合現代高效的工作 需求。 發明內容-本發明的目的是提供一種能全程自動適應紙張厚度變化的適合超厚證件打印的方法 及打印機。本發明目的是這樣實現的適合超厚證件打印的方法在自適應紙張厚度的打印機 上設有一厚度傳感器和一套打印頭高度調整機構，在此厚度傳感器信號控制打印頭高度 調整機構，所述厚度傳感器是固定在輸紙通道前部的霍爾傳感器。打印頭高度調整機構 被設計成3檔式，即打印頭在紙厚方向上有0, 1, 2三個檔位，與此相對應的，厚度傳 感器也設定兩個閾值，即第一檔位和第二檔位閾值；在相鄰兩檔之間的紙張厚度的變化 由自動適應紙厚的間隙調整機構。打印頭高度調整機構的控制信號由厚度傳感器提供，控制上此打印頭高度調整的動 作要滯后于傳感器的信號變化，此滯后量由打印機本體結構決定，即傳感器中心到打印 頭中心的距離。打印機在工作時，每次換行都檢測紙張的厚度，即紙厚傳感器的輸出值， 并且用當前值和最初設定的閥值比較，得出結論當前的紙厚應該放在哪個檔位區間，同 時再通過位置傳感器(25)的檔位記錄，判定是否需要打印頭高度調整機構動作；紙厚
傳感器距離打印頭中心有一段固定的距離X,所以，如果判定的結論是打印頭高度調整機 構需要做動作，那么控制程序上應該在走紙距離經過X之后再動作。適合超厚證件打印 的方法設計的打印機，它包括現有的自動適應紙張厚度的打印機的本體及其各構成部件； 設有改進的超厚紙張通道，安裝于此通道前部的用于檢測紙張厚度的新型厚度傳感器和 用于調節打印頭高度的驅動機構。所述的厚度傳感器信號是連續線性變化的傳感器。在自適應紙張厚度的打印機設有一新型厚度傳感器和一套打印頭高度調整機構，它 包括現有的手動調節間隙的打印機本體及其各構成部件，即在外殼上設置了滑動導向裝 置，此裝置受一對彈簧連接并受拉力約東，并繞字車導軸旋轉，用于對可轉動打印頭的字車進行滑動導向；此導向裝置上還設置一慣性重塊，抵抗打印頭的反作用力；還設置 一限動導軌或導向角鐵，將導向角鐵固定在機架上、字車繞字車導軸的旋轉使打印頭和 打印輥之間的間隙變化；固定在字車下端的導紙板直接和紙面接觸，依靠紙面的向上推 力實現字車的轉動，帶動打印頭向上移動，從而改變打印頭和打印輥之間的間隙，構成 適應紙張厚度的打印機的本體。可在字車上端固定彈簧片、彈簧片與導向角鐵滑動接觸。 還包括設置滑架，尤其是在字車上端先固定滑架，再在滑架上安裝彈簧片。設有一新型厚度傳感器和一套打印頭高度調整機構，在此厚度傳感器信號控制打印 頭高度調整機構，所述新型厚度傳感器是固定在輸紙通道的霍爾傳感器；所述的打印頭 高度調整機構由一調整電機，3個減速齒輪， 一根一根由輸紙組件(34)繞之旋轉的軸和 安裝于軸兩端的兩個凸輪， 一個位置傳感器和自動適應紙厚的間隙調整機構構成。適合超厚證件的打印機它包括自動適應紙厚的打印機本體及其各構成部件，在此 打印機本體上優化設置的能適應超厚證件的走紙通道，在走紙通道前部設置一個新型厚度傳感器， 一套打印頭高度調整機構，在此厚度傳感器信號的控制下自動調整打印頭高 度。所述的適合超厚證件的走紙通道由前上，后上，前下，后下四組輸紙輥組成，下面 兩組輸紙輥為固定結構，上面兩組輸紙輥分別可以繞一中心旋轉，相比于傳統輸紙機構 的上下運動，這一旋轉運動能產生更厚的輸紙通道，同時上面兩組輸紙輥通過聯軸器和 走紙驅動機構連接，保證四根輸紙輥都能提供持續的輸紙力，對于超厚證件媒體，為了 能保證走紙的穩定性和精確性，持續穩定的輸紙力是非常必要的。所述的新型厚度傳感器工作原理基于霍爾效應，它由固定在下托紙板組件的霍爾傳 感器和固定在前上輸紙組件的磁鐵組成。在霍爾傳感器表面和磁鐵表面有一氣隙。所述 的磁鐵固定在前上輸紙組件上，可以隨紙張厚度的變化繞前述的旋轉中心旋轉，前述的 氣隙因此隨著紙張厚度的變化而變化，此變化會導致作用在霍爾傳感器表面的磁感應強 度發生改變，從而霍爾傳感器的輸出就會有變化，此變化就直接反應了紙張厚度的變化， 可以用來作為控制信號。本發明的特點是既能保證打印頭工作在較為理想的狀態，又保證在控制程序較為 復雜時能高效工作；是一種能全程自動適應紙張厚度變化的適合超厚證件打印的方法及 打印機。
圖i為本發明裝置的左側視圖； 圖2為圖l所示打印機的右側視圖。 圖3為圖l所示打印機的俯視圖。具體實施方式
參見圖1、 2、 3本發明為一種全程自動適應紙張厚度變化的超厚證件打印機，它包 括現有的自動調節間隙的打印機的本體及其各構成部件。本實施例的超厚走紙通道由前下輸紙輥31,前上輸紙組件32,后下輸紙輥33,后上 輸紙組件34組成。其中，前下輸紙輥31和后下輸紙輥33在紙厚方向上為固定結構，為 紙張下表面的基準面；前上輸紙組件32和后上輸紙組件34分別可以繞軸321和軸23旋 轉，此旋轉由紙張提供驅動力，在軸321的兩端安裝扭簧，用以提供輸紙輥對紙張持續 的壓力，產生輸紙力。前上輸紙組件32,后上輸紙組件34的輸紙輥通過聯軸器和驅動齒 輪相連，驅動齒輪分別和前下，后下輸紙輥齒輪嚙合，從而保證4個輸紙輥都有持續的 輸紙力，在打印超厚證件的時候，這是必要的。本實施例的厚度傳感器安裝在進紙通道的前部，由磁鐵組件11和霍爾傳感器12組 成，在本打印機無紙的狀態下，磁鐵組件11的表面和霍爾傳感器12的表面之間有一個 間隙，霍爾傳感器12安裝在走紙通道下托紙板4上，為固定結構；磁鐵組件ll安裝在 前上輸紙組件32上，并且隨著前上輸紙組件的轉動而轉動，當本打印機進紙時，前上輸 紙組件隨著紙張厚度的變化繞軸321轉動，磁鐵組件ll也同時被帶動旋轉，旋轉后磁鐵 組件11表面和霍爾傳感器12表面之間的間隙也隨之變大，那磁鐵加載在霍爾傳感器表 面的磁感應強度就變小，由霍爾效應我們可以知道，此時霍爾傳感器的輸出就會變小。 由此我們得到了霍爾傳感器輸出量和紙張厚度的關系，即所謂的厚度傳感器。本發明的霍爾傳感器有多種結構如上所述， 一般釆用模擬量輸出的霍爾傳感器。 還可以采用其它霍爾傳感器組件如霍爾傳感器與磁鐵一體化，此組件用于感應一鐵制 零件的位置同樣可以用來作為檢測紙厚的信號。本實施例的打印頭高度調整機構安裝在左墻板上，它由調整電機21,三個變速齒輪 22,驅動軸23,左右各一個凸輪24,和一個位置傳感器25組成。自動適應紙厚的間隙 調整機構5可以被打印頭高度調整機構驅動，在紙厚方向上下移動。具體是這樣工作的 自動適應紙厚的間隙調整機構5在軸51上左右滑動，軸51左右兩端圓柱面和左右兩端 的凸輪24的表面配合，凸輪24在調整電機21通過三個變速齒輪22的驅動下繞軸23旋 轉，凸輪24表面對軸51產生一個紙厚方向的推力，驅動自動適應紙厚的間隙調整機構5 向上或者向下運動。所述調整電機21采用伺服或步進電機均可，本實施例的打印頭高度調整機構被設計成3檔式，即自動適應紙厚的間隙調整機構5 有O, 1， 2三個檔位，位置傳感器25用來記錄和判定當前打印頭高度調整機構在哪個檔 位。那么在0~1， 1-2, 2以上的紙張厚度變化就由自動適應紙厚的間隙調整機構5來 自己適應紙厚的變化。這樣設計的好處是在設計和制造上，可以大幅度降低對紙厚傳感
器和打印頭高度調整機構的精度要求，從而在成本上得到較好的控制。舉例說明三檔 位的設計是通過將凸輪24的半徑設計成三段來實現的，在0檔時，凸輪半徑為A， l檔 時為A+1， 二檔時為A+2。同時，我們設自動適應紙厚的間隙調整機構5可以適應紙厚為 B的范圍內的紙張厚度變化，那么當紙張厚度〈B時，我們可以控制打印頭高度調整機構 在0檔；當B〈紙厚〈B+1時，我們可以控制打印頭高度調整機構在1檔；當B+l〈紙厚〈B+2， 我們可以控制打印頭高度調整機構在2檔。與此相對應的，厚度傳感器也需要設定兩個 閾值。即第一檔位和第二檔位閾值，厚度傳感器信號輸出未達到第一檔位閾值時，電機 控制調節在0檔；厚度傳感器信號輸出在第一檔位閾值和第二檔位閥值之間時，電機控 制調節至l檔；厚度傳感器信號輸出超過第二檔位閾值時，電機控制調節至二檔。本實施例的打印機在工作時，每次換行都檢測紙張的厚度，即厚度傳感器的輸出值， 并且用當前值和最初設定的兩個閥值進行比較，得出結論當前的紙厚適合放在哪個檔位 區間，同時再通過位置傳感器25的檔位記錄，判定是否需要打印頭高度調整機構動作。 因為厚度傳感器距離打印頭中心有一段固定的距離X，所以，如果判定的結論是打印頭高 度調整機構需要做動作，那么控制程序上應該在走紙距離經過X之后再動作。正因為紙 厚檢測和打印頭高度調整可以同時進行，所以實現了全程自動測量紙厚，適應紙厚，從 而避免了現有技術的不足。
權利要求
1、 適合超厚證件打印的打印機，它包括自動適應紙張厚度的打印機的本體，其特征是自動適應 紙厚的間隙調整機構是在外殼上設置了滑動導向裝置，此裝置受一對彈簧連接并受拉力約東，并繞字車導軸旋轉，用于對可轉動打印頭的字車進行滑動導向；此導向裝置上還設置一慣性重塊，抵抗打印 頭的反作用力；還設置一限動導軌或導向角鐵，將導向角鐵固定在機架上、字車繞字車導軸的旋轉使 打印頭和打印輥之間的間隙變化；固定在字車下端的導紙板直接和紙面接觸，依靠紙面的向上推力實 現字車的轉動，帶動打印頭向上移動，從而改變打印頭和打印輥之間的間隙，構成適應紙張厚度的打 印機的本體，其特征是設有一厚度傳感器和一套打印頭高度調整機構，厚度傳感器信號連接并控制打 印頭髙度調整機構，所述厚度傳感器是固定在輸紙通道的霍爾傳感器；所述打印頭高度調整機構由一 調整電機、減速齒輪， 一根由輸紙組件(34)繞之旋轉的軸和安裝于軸兩端的兩個凸輪，設有改進的 超厚紙張通道，厚度傳感器安裝于此通道前部。
2、 根據權利要求1所述的適合超厚證件打印的打印機，其特征是所述的適合超厚證件的走紙通 道由一剛性支架及安裝在此支架上的輸紙輥組成，輸紙輥由一聯軸器和齒輪驅動機構相連，設有前上， 后上，前下，后下四組輸紙輥組成，下面兩組輸紙輥為固定結構，上面兩組輸紙輥分別繞一中心旋轉。
3、 根據權利要求1所述的適合超厚證件打印的打印機，其特征在于所述的設有厚度傳感器，由 一個霍爾傳感器和磁鐵構成，安裝在輸紙通道的前部。霍爾傳感器固定在紙張通道的下托紙板上，磁 鐵安裝在前上輸紙組件上，并且隨著前上輸紙組件的轉動而轉動，對應在霍爾傳感器的上面；在本打 印機無紙的狀態下，磁鐵的表面和霍爾傳感器的表面之間有一個間隙。
4、 根據權利要求l所述的適合超厚證件打印的打印機，其特征在于所述的厚度傳感器也采用霍爾 傳感器與磁鐵一體化的設計，此組件用于感應一鐵制零件的位置用以檢測紙厚。
5、 根據權利要求1所述適合超厚證件打印的打印機，其特征在于，所述的打印頭高度調整機構 是偏心軸驅動的形式，調整電機驅動減速齒輪，減速齒輪和偏心軸端的齒輪嚙合驅動偏心軸轉動，偏 心軸轉動在高度方向產生一個位移，此位移驅動打印頭高度調整，用以對應紙張厚度的變化。
6、 適合超厚證件打印的方法，其特征是設有一厚度傳感器和一套打印頭高度調整機構，在此厚 度傳感器信號控制打印頭高度調整機構，所述厚度傳感器是固定在輸紙通道前部的霍爾傳感器；打印 頭高度調整機構被設計成3檔式，即打印頭在紙厚方向上有0, 1， 2三個檔位，與此相對應的，厚度 傳感器也設定兩個閾值，即第一檔位和第二檔位閾值；在相鄰兩檔之間的紙張厚度的變化由自動適應 紙厚的間隙調整機構。
7、 根據權利要求6所述的適合超厚證件打印的方法，其特征是打印頭高度調整機構的控制信號 由厚度傳感器提供，控制上此打印頭高度調整的動作要滯后于傳感器的信號變化，此滯后量由打印機 本體結構決定，即傳感器中心到打印頭中心的距離。
8、 根據權利要求6所述的適合超厚證件打印的方法，其特征是所述的厚度傳感器信號是連續線性 變化的傳感器；打印頭髙度調整機構的凸輪被設計成半徑連續線性變化，此半徑的階段變化量被設計成遠大于一張紙的厚度，在凸輪的兩個半徑變化區間的紙張厚度變化由所述的自動適應厚度的打印機 完成。
9、 根據權利要求1所述的適合超厚證件打印的方法，其特征是打印機每次換行都檢測紙張的厚 度，即紙厚傳感器的輸出值，并且用當前值和最初設定的閥值比較，得出結論當前的紙厚應該放在哪 個檔位區間，同時再通過位置傳感器(25)的檔位記錄，判定是否需要打印頭高度調整機構動作；紙 厚傳感器距離打印頭中心有一段固定的距離X,如果判定的結論是打印頭高度調整機構需要做動作， 那么控制程序上應該在走紙距離經過X之后再動作。
全文摘要
一種適合超厚證件打印的方法，設有一厚度傳感器和一套打印頭高度調整機構，在此厚度傳感器信號控制打印頭高度調整機構，所述厚度傳感器是固定在輸紙通道前部的霍爾傳感器；打印頭高度調整機構被設計成3檔式，即打印頭在紙厚方向上有0，1，2三個檔位，與此相對應的，厚度傳感器也設定兩個閾值，即第一檔位和第二檔位閾值；在相鄰兩檔之間的紙張厚度的變化由自動適應紙厚的間隙調整機構。打印機包括現有的自動適應紙厚的打印機本體及其各構成部件。在優化設計的超厚走紙通道的前部安裝一紙厚傳感器，從而在紙張厚度變化時可以控制打印頭高度調整機構進行調整以適應紙張。
文檔編號B41J29/38GK101121343SQ20071013149
公開日2008年2月13日 申請日期2007年8月31日 優先權日2007年8月31日
發明者明 丁, 趙志敏, 陳應波 申請人:中外合資南京富士通計算機設備有限公司