專利名稱：為根據(jù)打印記錄載體厚度而確定打印頭位置的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明和打印機(jī)有關(guān)，用于設(shè)定打印頭和打印記錄載體(例如打印紙)之間的操作距離的設(shè)備。

背景技術(shù)：
在點陣和墨滴(如噴墨)打印機(jī)初始化期間，或/和插入新的打印記錄載體(如 打印紙)之后，打印機(jī)通常會定位或重新定位打印頭的位置到一個適應(yīng)打印記錄載體厚度 的預(yù)設(shè)距離。為使提供準(zhǔn)確和優(yōu)化的打印操作，這個預(yù)設(shè)距離落在一個預(yù)定的容限內(nèi)對于 一個特定的打印機(jī)來說非常重要。打印紙的厚度變化，例如由于使用不同厚度的單層紙或 不同層數(shù)的多層紙等，打印頭相對野打印托的位置必須重設(shè)以獲得最佳打印質(zhì)量和延長打 印頭壽命。為大家熟知的一個距離設(shè)置設(shè)備(就是根據(jù)正在使用的打印紙的厚度調(diào)整打印 頭位置的設(shè)備)來源自德國專利DE 42 21 265 C2。這類設(shè)備假定打印頭可以在垂直于打 印記錄載體的方向自由移動，并包含一個厚度感應(yīng)滾輪。一個非直接產(chǎn)生的電信號(模擬 信號)來源自厚度感應(yīng)滾輪并送到控制單元作為距離設(shè)定用。為能產(chǎn)生該信號，一個第一 磁單元作為產(chǎn)生第一個磁通被安置在厚度感應(yīng)滾輪上。一個第二磁單元產(chǎn)生作為一個相反 方向的第二磁通被安置在打印座上。一個霍爾元件安排在打印座的第二磁通的區(qū)域內(nèi)。當(dāng) 打印記錄載體放入打印機(jī)，并且打印座其側(cè)部位置后，距離設(shè)置設(shè)備的驅(qū)動馬達(dá)開始動作。 直到預(yù)設(shè)的氣隙達(dá)到后有一個預(yù)定的電壓值加在霍爾元件上為止。這個設(shè)備工作得較為精 確，但應(yīng)該而且能夠更精確。此外，這個設(shè)備是位于相對開放的區(qū)域上，所以不能對一些外 部動作做完全的安全保護(hù)，例如弄臟。另一個距離設(shè)置設(shè)備是透露在的德國專利DE 196 11 772 Al。是基于傳送滾輪， 它可回彈地設(shè)定到紙的厚度，被安排以一對的方式按裝在一個剛性的驅(qū)動軸上，并在一個 垂直于打印記錄載體的軸上。一個安排在這個軸上的測量信號發(fā)射器發(fā)射光束，一起工作 的接收器位于打印座上。此外，一個位置指示器提供給打印座。在打印機(jī)有紙和沒紙兩種 情況下，由測量信號接收器接受的信號跟位置指示器的時鐘脈沖做比較，根據(jù)比較結(jié)果，打 印頭距離設(shè)置設(shè)備驅(qū)動設(shè)備會做相應(yīng)調(diào)整。這類設(shè)備無可否認(rèn)地是有成本效益的。因為它 只需要測量信號發(fā)射器和測量信號接收器。然而，它需要一個由光接收和光發(fā)射組成的光 屏障，以確保精確率和穩(wěn)定的開關(guān)點，這個開關(guān)點在打印機(jī)環(huán)境或操作溫度變化時是不可 維持的。本發(fā)明的其中一個目標(biāo)是消除由步進(jìn)馬達(dá)和同樣的它們移動打印座產(chǎn)生的振動 效應(yīng)，這個振動會經(jīng)常妨礙在測量點和打印打印面之間準(zhǔn)確的測量和設(shè)置，從而達(dá)到比從 前文獻(xiàn)所描述的設(shè)備更高的準(zhǔn)確率。


發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，這些和其他的目標(biāo)通過以下的結(jié)構(gòu)將會取得。當(dāng)打印頭和承托在打印托上的打印記錄載體有一個短暫的接觸，打印頭會在支持的座上產(chǎn)生輕微的移位(可變形)，這個移位行程(距離)和/或一個打印頭相對于記錄載體的角度是可以檢測出來的， 檢測是通過裝在一個在打印座及其對面的打印頭外殼表面的空間內(nèi)的一個反射傳感器進(jìn) 行的。這個結(jié)果會以一個處理的電訊號的形式，從評估電路輸出，控制驅(qū)動器，從而自動設(shè) 置打印頭和記錄載體或打印托之間的距離。在打印頭和記錄載體或打印托的短暫接觸期 間，一個輕微的相對于打印座的打印頭上的”形變”(形變總量僅僅數(shù)微米而已)產(chǎn)生，并由 反射傳感器記錄作為一個改變信號，并且沒產(chǎn)生影響和干擾。這個測量操作可以被自動觸 發(fā)，并獨立于打印座的定位。一個可靠地確定的打印頭在打印座中的位置仍然獲得，因為打印頭是用一個M形 彈簧卡壓在打印座上，并且打印頭和打印座之間放置有一個彈性的中間層。本發(fā)明的反射傳感器的原則，可以以多種不同的方式來執(zhí)行或?qū)崿F(xiàn)。例如，傳感器 可以預(yù)期為一對安置在打印頭外殼和打印座上并由一個由發(fā)光二極管做發(fā)射器和在其旁 邊的一個光敏管做接收器，安置在打印座上，一個反射面放置在發(fā)射接受器對面的打印頭 外殼的表面上。根據(jù)其他的本發(fā)明具體化設(shè)備，反射傳感器對可以霍爾元件在打印座上和磁鐵安 置在對面的打印頭外殼上。此外，一個想要的波或束反射可以由安置在打印座上的磁敏電阻和對面打印頭外 殼上的磁鐵形成的反射傳感器對組成。對于反射光束，如果反射面用一個鏡面實現(xiàn)，它是有利的。簡單打磨過的金屬板可 以作為該鏡面使用，并且不必理會它是鏡面反射還是漫反射。對于所以以波或束操作的電子或光學(xué)元件，對波或束的外部操作和外部影響對其 功能是有害的。因此，根據(jù)本發(fā)明的傳感器對，不管是用發(fā)光管加光敏管與反射面，還是霍 爾元件與磁鐵，還是磁敏電阻與磁鐵，還是其他任何結(jié)構(gòu)，都必須有一個保護(hù)空間。例如，在 一個打印頭表面擴(kuò)大的部分和打印座對著打印托之間的空間。當(dāng)打印頭向著記錄載體或打印托移動的時候，產(chǎn)生的電信號非常微弱，以致于難 于處理。如果當(dāng)打印頭向著載體移動并接觸到載體或打印托，光敏管能夠記錄信號結(jié)果的 轉(zhuǎn)變，才是想要的。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步特性，信號改變以一個不同的波形送到一個配備有放到和濾 波器的評估電路，信號就會修正。修正后的控制信號就會在評估電路的輸出端獲得，經(jīng)過一 個放大模塊用一個電壓閾值定義，并且經(jīng)過過濾后的信號已經(jīng)不含殘余的干擾。在其他本發(fā)明具體化設(shè)備，反射傳感器安置在打印頭上可能是不適當(dāng)?shù)?。因為?dāng) 一個剛性的打印頭和打印座的連接使得打印頭移位不被滿足，或因為那是要經(jīng)常更換的打 印頭。在這些情況下，反射創(chuàng)感器要考慮與打印頭分開。相應(yīng)地，在一個和打印頭分開的反射傳感器上產(chǎn)生一個沒有干擾的測試信號，從 而獲得精確的測量和穩(wěn)定的打印頭位置，也是本專利的一個目標(biāo)。



在所有的附圖，其中相似單元的注釋號碼，在所有圖中都一樣。圖1是一個打印頭安裝在一個可沿著與作圖平面垂直的軸自由移動的打印座上的側(cè)視圖，跟本發(fā)明的一個具體化設(shè)備一致。圖2打印頭在打印座上的一個剖面圖，沿著圖1的剖面線II-II圖3是一個反射傳感器的I-d特性關(guān)系圖線，圖4是本發(fā)明一個具體或設(shè)備的評估電路的方框5是一個打印頭安裝在一個可沿著與作圖平面垂直的軸自由移動的打印座上的側(cè)視圖，跟本發(fā)明的另一個具體化設(shè)備一致。圖6是一個打印頭安裝在一個可沿著與作圖平面垂直的軸自由移動的打印座上 的側(cè)視圖，跟本發(fā)明的另一個具體化設(shè)備一致。

具體實施例方式參考圖1，2根據(jù)本發(fā)明，為打印頭1設(shè)置到打印記錄載體7的距離的設(shè)備包括一 個打印座導(dǎo)軸4，它平行于打印托2，可以沿方向3移動的打印座，為能夠在打印托的端面Ia 和用于承托或攜帶有各種厚度的打印記錄載體7的打印托2之間設(shè)定最有利的距離或空 間，與打印座5組合的打印頭1會在與打印移動方向3垂直的方向6上產(chǎn)生輕微的移位，各 種厚度的記錄載體可歸于不同不同紙厚，和或不同的紙的層數(shù)，和或紙張。打印頭端面Ia 到記錄載體7或打印托2的距離可以通過一個傳感器被測出。打印座5沿著方向6的移位 可以根據(jù)測量結(jié)果被控制和通過驅(qū)動(沒畫出)自動設(shè)置。如圖1所示，打印頭有一個前部Ib和一個比較大的后部Ic (如在點陣打印機(jī)中用 于裝載電磁線圈和打印臂)。當(dāng)打印頭1和記錄載體7有接觸，打印頭的外殼If相對于打 印座5有一個移位。線性移位行程(距離)9a和角度移位9b可以被反射傳感器8檢測出 來。反射傳感器8放置在一個自由空間18，該空間在打印頭表面If的下部Ie的表面Id — 個對面的打印座5的表面19，打印頭1的前部Ib的下部表面Ih之間?？臻g20定義為表 面Id到19的距離；在兩種操作模式下，當(dāng)打印頭1和記錄載體7接觸，傳感器8可以測量 線性移位9a和角度移位％。測量結(jié)果用作輸入信號送到一個評估電路11 (圖4)，和操作 控制在方向6上的移位驅(qū)動(沒畫出)，從而設(shè)置打印頭1相對于記錄載體7或打印托2的 距離。因此，線性移位9a和角度移位9b是來源于輸入信號，該信號形成了一個確定打印單 元(打印針或噴墨頭)位置對應(yīng)于記錄載體的厚度的根基。根據(jù)一個操作的預(yù)期模式，當(dāng)打印機(jī)上電或重設(shè)時進(jìn)行初始化，打印座5帶著打 印頭1馬上可控制的向著記錄載體7沿著方向6前進(jìn)，以致于導(dǎo)致打印頭1初始相同地連 接在打印托上，并相對于打印座5向后部產(chǎn)生移位。在操作的第二種模式，打印托1初始地 和打印托2有段距離，這個距離由工廠預(yù)設(shè)或用戶自己設(shè)定。使之有一個標(biāo)準(zhǔn)或預(yù)設(shè)的值 可以容納單層記錄載體7，當(dāng)打印機(jī)上有一比標(biāo)準(zhǔn)或預(yù)設(shè)厚的記錄載體，打印頭將會接觸或 連接記錄載體7，因此產(chǎn)生相對于打印座5向后產(chǎn)生移位，測量出來的打印頭1相對于打印 座的移位距離9a和角度移位9b被處理，作為自動調(diào)整打印頭1相對于記錄載體7或打印 托位置2的用途。打印頭1可以垂直地安裝和用一條M形彈簧13緊固在打印座5上。打印頭與打 印座之間有一塊彈性的墊片12(圖2)。打印頭1包含兩個銷子lg，銷子穿過彈性墊片，嚙 合在打印座5的銷子孔5a內(nèi)。該墊片允許打印頭1相對與打印座5有線性和角度的移位。反射傳感器8在打印座5和打印頭外殼If之間形成一對14。該對14的第一側(cè)或部分有發(fā)光二極管(LED) 15和一個光敏管16位于LED15的另一側(cè)，并在同一個平面內(nèi)。 例如在圖示的發(fā)明具體化設(shè)備LED15和光敏管16都安排在打印座5的一個表面19上。對 14的第二側(cè)包括一個反射面17安排在LED15和光敏管16的對面打印機(jī)外殼If的表面Id 上。并可以有一個鏡面17a實現(xiàn)(圖1)。操作時，LED15發(fā)射光學(xué)信號，然后被鏡面17反 射，再被光敏管16接收。光敏管16輸出一個電信號回應(yīng)起源于表面Id與表面19之間的 距離的接收的反射信號。在另一發(fā)明具體化設(shè)備中，傳感器8可以由裝在打印座5上的霍爾傳感器30和固 定在對面打印頭外殼If上的磁鐵32組成對14。(圖5)霍爾傳感器30對有磁鐵32產(chǎn)生 的磁場敏感。作為對源于記錄載體厚度而產(chǎn)生的距離變化的回應(yīng)，產(chǎn)生一個相應(yīng)的輸出信 號。另一個發(fā)明具體化設(shè)備提供對14，是由安裝在打印座5上的磁敏感電阻34和對面 的在打印頭外殼If上的永久磁鐵36來實現(xiàn)(圖6)。電阻34感應(yīng)由對面磁鐵36產(chǎn)生的磁 場。輸出一個跟載體厚度有關(guān)，而產(chǎn)生的距離變化導(dǎo)致的輸出信號。對于對14的任何一個發(fā)明具體化設(shè)備，一個包含空間18由一個適當(dāng)設(shè)計的打印 頭外殼If提供。這個空間由打印頭外殼If的面ld，打印座5的面19，和打印頭1的前面 部分Ib的下部的面Ih構(gòu)成。根據(jù)一個發(fā)明具體化設(shè)備，測量方法使用反射傳感器8來決定由于打印頭1對打 印座5發(fā)生的移位而引致的信號改變23(圖3)。當(dāng)打印頭1，連同打印座5，在方向6上向 著記錄載體7移動靜止在打印托2上時，在打印頭1和打印座5兩者之間的形變(就是移 位)發(fā)生。打印頭1相對于打印座5會發(fā)生移位。導(dǎo)致實際距離或者傳感器對14的兩個 元件之間的空間20的距離發(fā)生變化(就是變大了)。圖3顯示了光敏管的電流Ip和移位距離d之間的關(guān)系。在檢測到打印頭1的如 前所述的移位后，一個操作點21被選擇，落在反射傳感器8的I-d曲線的下降區(qū)域。從點 21開始，曲線的斜坡由合適的已知技術(shù)決定。一個小的信號降落22具有一個典型數(shù)微伏大 小的信號就獲得了。圖4根據(jù)一個本發(fā)明的具體化，顯示了評估電路11。發(fā)射傳感器8的描述見圖1。 LED15和光敏管16形成對14的一側(cè)。發(fā)射面17形成另一側(cè)。測量于光敏管16的信號改 變23，被輸入到模組24，將信號放大到一個可以進(jìn)行進(jìn)一步操作的電平，過濾器25接收來 自24的放大后的信號，過濾掉任何出現(xiàn)在信號上的干擾和偏移，一個第二放大器模塊26通 過設(shè)定一個電壓閾值，去除所有殘余的干擾，放大器25的輸出信號是一個干凈的信號，它 代表了打印頭因為1接觸記錄載體而產(chǎn)生的移位。為了清除任何打印機(jī)內(nèi)機(jī)械振動的產(chǎn)生 的干擾，對輸出信號27的進(jìn)一步的軟件處理可以進(jìn)行。因為原始的輸出信號27在打印時，不是完全依賴于打印頭移動的動力學(xué)，評估電 路11和更獨特的的濾波器25可以被優(yōu)化從而進(jìn)一步完善測量信號轉(zhuǎn)變23的處理。
權(quán)利要求
在一個有承托記錄載體的打印托，一個用作打印到記錄載體的打印頭，和一個打印座用于承載打印頭和最主要可以在平行于打印托和將要被打印的記錄載體的第一方向上移動和可以在跟打印托和記錄媒體大體垂直的第二方向上移動用于調(diào)節(jié)打印頭的打印表面與記錄載體之間距離，本發(fā)明組成一個機(jī)構(gòu)用作通過打印座沿著第二方向的因應(yīng)被打印的記錄載體的不同厚度的受控移動調(diào)整這距離，從而使得打印質(zhì)量更優(yōu)化，所說的機(jī)構(gòu)組成1)指安裝打印頭到打印座上使之可以在打印頭的打印面和記錄載體短暫接觸的時候能提供一個打印頭相對于打印座的沿著所說的第二方向的移位；2)一個打印頭上的遠(yuǎn)離打印面的第二表面，和安置在打印座的相反位置，和設(shè)置在其間一個空間，在所說的打印頭打印面和記錄載體短暫接觸后，沿著所說的第二方向產(chǎn)生相對于打印座的移位的時候，該空間沿著所說的第二方向和設(shè)置城對于第二方向成一角度的第三方向上是可變的。和3)反射傳感器指為檢測在所說的空間的所說的變量，和為輸出一個用于實現(xiàn)控制打印座沿著所說的第二方向移動以達(dá)到以所說的檢測變量正確的調(diào)整打印頭打印面和記錄載體之間的距離。
2.如第1點所述的裝置，這里所說的反射傳感器是裝置在所說的空間里。
3.如第1點所述的裝置，進(jìn)一步構(gòu)成一個評估電路作為接收所說的電信號作為由所說 的空間在打印頭短暫接觸到記錄載體時的變化引致的一個微分信號，和用作通過濾波和放 大來處理這微分信號，以產(chǎn)生一個輸出信號用于實現(xiàn)所說的打印座沿所說的第二方向的受 控移動，從而正確的調(diào)整打印頭和記錄載體之間的距離。
4.如第1點所述的裝置，這里所說的安裝方法由一個彈簧，用作一向下的方向可回彈 地扣緊打印頭到打印座上，和一個彈性墊片放置在打印頭和打印座之間。
5.如第1點所述的裝置，這里所說的發(fā)射傳感器包括一個發(fā)光二極管，用作發(fā)射光學(xué) 信號，一個反射面用作接收光學(xué)信號，并反射接收自發(fā)光二極管的光學(xué)信號，和一個光敏管 用作接收來自反射面的光學(xué)信號。所說的發(fā)光二極管，反射面，和光敏管是安排在一個空 間，因此光學(xué)信號從發(fā)光管到光敏管的旅行距離會因所說空間的不同而不同。
6.如第5點所述的裝置，其中所說的反射面包括一個鏡子。
7.如第1點所述的裝置，其中所說的發(fā)射傳感器包括一個安置在打印頭第二表面和打 印座的其中之一的磁鐵，作為產(chǎn)生一個磁場之用。和一個霍爾傳感器，安置在打印頭第二表 面和打印座的另外一方之中，作為檢測所產(chǎn)生的磁場的強度，所說的霍爾傳感器和磁鐵是 安置在所說的空間因此光學(xué)信號從發(fā)光管到光敏管的旅行距離會因所說空間的不同而不 同。
8.如第1點所述的裝置，其中所說的發(fā)射傳感器包括一個安置在打印頭第二表面和打 印座的其中之一的磁鐵，作為產(chǎn)生一個磁場之用。和一個磁敏電阻，安置在打印頭第二表面 和打印座的另外一方之中，作為檢測所產(chǎn)生的磁場的強度，所說的磁敏電阻和磁鐵是安置 在所說的空間因此光學(xué)信號從發(fā)光管到光敏管的旅行距離會因所說空間的不同而不同。
全文摘要
為根據(jù)打印機(jī)記錄載體(打印紙)的厚度而確定打印頭位置的設(shè)備，該設(shè)備包括一個反射傳感器，它安排在攜帶打印頭的打印座字車和一個對面的打印頭外殼表面之間的保護(hù)空間內(nèi)。在打印機(jī)初始化或者插入一張厚度比預(yù)設(shè)的厚度厚的記錄載體，打印頭的打印面在和放在打印托上的打印載體發(fā)生一個短暫的接觸時，發(fā)生一個相對于打印座字車的輕微移位。反射傳感器檢測量這個打印頭移位的距離并產(chǎn)生一個輸入信號到一個評估電路，評估電路產(chǎn)生一個輸出控制信號到打印頭移位控制驅(qū)動器。從而自動設(shè)置打印頭和打印媒體(或打印托)間的距離。
文檔編號B41J25/304GK101830117SQ200910037929
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:李解平