ТЕРМОГРАФИЧЕСКИЙ ПРИНТЕР Российский патент 2012 года по МПК B41J29/377 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к излучающей тепло структуре термографического принтера.

Уровень техники

Поскольку электродвигатель, предназначенный для привода принтера, в котором опорный валик используют как средство подачи бумаги, выделяет тепло, предлагаются различные меры, препятствующие излучению тепла. В частности, в небольшом принтере с использованием термопечатающей головки рама, которая часто используется для излучения тепла, невелика по размерам и теплоемкости, а детали располагаются так близко друг к другу, что среда с излучением тепла оказывается неблагоприятной. Кроме того, тепло излучается также из теплового блока, и необходимо учитывать тепловое воздействие на головку. Таким образом, меры, противодействующие тепловому излучению электродвигателя, являются ключевым фактором.

Общеизвестны термографические принтеры с нагревательной структурой, как описано, например, в выложенных японских патентных заявках №№7-0237324 и 2005-238658.

В термографическом принтере, описанном в указанной выше выложенной японской патентной заявке № 7-0237324, механизм передачи движущей силы, предназначенный для передачи замедленного вращения электродвигателя, образован путем крепления элемента установки зубчатого механизма внутри алюминиевого коробчатого элемента, выполненного путем гибки алюминиевого листа. Установочный фланец электродвигателя установлен на одной внешней поверхности алюминиевого коробчатого элемента, так что тепло, выделяемое электродвигателем, может излучаться через коробчатый элемент при тесном контакте с фланцем, подавляя таким образом повышение температуры в электродвигателе.

Однако алюминиевый коробчатый элемент обладает такой небольшой теплоемкостью, что неизбежно в течение короткого времени достигает теплового насыщения. Поэтому выделение тепла электродвигателем уравновешивается с излучением тепла от коробчатого элемента при температуре, слишком высокой для того, чтобы гарантировать удовлетворительный эффект теплового излучения.

С другой стороны, в термографическом принтере, описанном в указанной выше выложенной японской патентной заявке №2005-238658, блок привода, который включает в себя электродвигатель, установленный на элементе установки зубчатого механизма, прикреплен к стенке с одной стороны основной рамы, которая поддерживает опорный валик. Поскольку элемент установки зубчатого механизма, на котором помещен электродвигатель, выполнен путем литья под давлением цинкового сплава, тепло, выделяемое электродвигателем, может излучаться через элемент установки зубчатого механизма.

Поскольку элемент установки зубчатого механизма является продуктом, полученным литьем под давлением из сплава, его эффект излучения тепла оказывается выше, чем у упомянутого выше алюминиевого коробчатого элемента. Однако поскольку элемент установки зубчатого механизма является небольшим элементом, который прикреплен к стенке с одной стороны основной рамы, от него невозможно ожидать очень высокого эффекта излучения тепла. Кроме того, элемент установки зубчатого механизма не обладает конструкцией, прямо нацеленной на усиление такого излучения, в дополнение к формированию путем литья под давлением.

Раскрытие изобретения

Соответственно, целью настоящего изобретения является предложение термографического принтера, включающего в себя опорный ролик как средство подачи бумаги, и конфигурированного таким образом, чтобы тепло от электродвигателя могло излучаться полностью и с высокой эффективностью.

Термографический принтер согласно настоящему изобретению содержит: термопечатающую головку, которая поочередно нагревает множество нагревательных элементов, размещенных по прямой линии, и печатает на листе для записи информации; опорный валик, который удерживает лист для записи информации между опорным валиком и термопечатающей головкой и передает лист; электродвигатель для привода опорного валика; механизм зубчатой передачи, предназначенный для передачи движущей силы электродвигателя на опорный валик; и раму, на который должны быть размещены термопечатающая головка, опорный валик, электродвигатель и механизм зубчатой передачи. Кроме того, для решения вышеуказанной проблемы, рама сформирована путем литья под давлением из легированного материала, а часть отлитой под давлением рамы, на которой должен быть установлен электродвигатель, сформирована с узлом охлаждающих ребер, образующим одно целое с рамой.

Узел охлаждающих ребер может быть выполнен на поверхности стенки рамы позади поверхности стенки, на которой установлен электродвигатель.

Рама может быть цельным литым продуктом, включающим в себя левую и правую боковые стенки и соединительную часть, которая соединяет эти боковые стенки, а узел охлаждающих ребер сформирован на внешней поверхности стенки левой или правой боковой стенки.

Узел охлаждающих ребер может включать в себя множество ребер, размещенных параллельно друг другу через определенные интервалы, при этом могут быть сформированы проходящие по вертикали пазы по отдельности между ребрами. Соответствующие верхние и нижние концы пазов, сформированных между ребрами, могут быть открытыми.

Высота, на которую узел охлаждающих ребер выступает от боковой поверхности рамы, может быть больше толщины стенки рамы, на которой установлен электродвигатель.

Согласно термографическому принтеру по настоящему изобретению, изготовленному таким образом, теплоемкость тех элементов, которые термически связаны с теплом, выделяемым электродвигателем, увеличивается и излучающая тепло площадь увеличивается, так что улучшается эффект теплового излучения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана секция печатающего механизма термографического принтера согласно одному варианту реализации настоящего изобретения; и

на фиг.2 показан с разделением на детали перспективный вид секции печатающего механизма согласно фиг.1.

Наилучший вариант реализации изобретения

Секция печатающего механизма 1 термографического принтера согласно одному варианту реализации настоящего изобретения будет описана со ссылкой на фиг.1 и 2.

Секция печатающего механизма 1 состоит из рамы 2, опорного валика 3, узла 4 головки, снабженного термопечатающей головкой, электродвигателя 5 и механизма 6 зубчатой передачи. Кроме того, вокруг секции печатающего механизма 1 установлены крышка 7 зубчатых колес, направляющая планка 8, гибкая печатная плата (FPC) 9 и прижимная пружина 10 головки. Все эти элементы, за исключением рамы 2, имеют такую же конфигурацию и функции, как обычные. Привод от электродвигателя 5 контролируется контроллером (не показан), который встроен в термографический принтер. Контроллер передает далее сигнал печати на узел 4 головки через FPC 9.

В этом варианте реализации рама 2 является отлитым под давлением элементом из алюминиевого сплава. Опорный валик 3, узел 4 головки, механизм 6 зубчатой передачи собирают на раме 2 для образования секции печатающего механизма 1. Рама 2 является целостной структурой, которая состоит из левой боковой стенки 12, правой боковой стенки 13 и соединительной части 14, соединяющей эти стенки 12, 13. Левая и правая боковые стенки 12 и 13 располагаются с левой и правой сторон соответственно от листа бумаги 11, который подается опорным валиком 3. Соединительная часть 14 проходит параллельно оси опорного валика.

Как показано на фиг.2, множество осей 12а-12d зубчатых колес выполнены на передней концевой части (верхней части относительно направления подачи листа бумаги 11) внешней поверхности левой боковой стенки 12 рамы 2, в то время как излучающий ребристый узел 15 формируется на задней концевой части (нижней части относительно направления подачи бумаги). Оси зубчатых колес, от 12а до 12d, выполненные как одно целое с левой боковой стенкой 12, выступают совместно наружу относительно левой боковой стенки 12 и несут на себе собственно зубчатые колеса от 6а до 6d, которые образуют механизм зубчатой передачи 6. Узел 15 охлаждающих ребер, выполненный как одно целое с левой боковой стенкой 12, также выступает как одно целое наружу от левой боковой стенки 12.

Далее, узел 15 охлаждающих ребер включает в себя множество ребер 16, которые размещаются параллельно друг другу через заданные интервалы. Между ребрами 16 выполнены по отдельности вертикальные пазы 17. И верхние, и нижние концы каждого паза 17 открыты. Как показано на фиг.1, высота d1, на которую выступает наружу каждое ребро 16 от левой боковой стенки 12, больше толщины d2 левой боковой стенки 12. В этом варианте реализации высота d1 приблизительно в три раза превышает толщину d2 (d1=3 × d2).

Электродвигатель 5 установлен на участке установки электродвигателя в задней концевой части внутренней поверхности левой боковой стенки 12 рамы 2. Задняя концевая часть левой боковой стенки, включающая в себя участок установки электродвигателя, выполнена со сквозным отверстием (не показано) и резьбовыми отверстиями (не показаны). Сквозное отверстие позволяет выходному валу 18 электродвигателя 5 и выходному зубчатому колесу 18а, установленному на его дальнем конце, проходить сквозь левую боковую стенку 12 от внутренней поверхности наружу. Резьбовые отверстия используются для крепления электродвигателя 5 к внутренней поверхности левой боковой стенки 12.

Далее по горизонтали наружу от центральной части верхнего конца левой боковой стенки 12 выступает часть 19 для приема язычка. Кроме того, на передней концевой части верхнего конца левой боковой стенки 12 сформирован левый несущий паз 20, в который помещают левую часть вала опорного валика 3, в то время как правый несущий паз 21 сформирован в центральной части верхнего конца правой боковой стенки 13. Кроме того, подъемный рычаг 22 прикреплен к внешней поверхности правой боковой стенки 13 таким образом, что он может позиционироваться в продольном направлении. Ссылочной позицией 25 обозначен переключатель для обнаружения присутствия или отсутствия опорного валика 3.

Опорный валик 3 имеет части вала, выступающие с его левого и правого концов по отдельности, и ведомое зубчатое колесо 3а установлено на левой части вала.

Узел 4 головки выполнен на левом пластинчатом элементе, вытянутом в поперечном направлении, и левый, и правый концы пластинчатого элемента поддерживаются левой и правой боковыми стенками 12 и 13 соответственно. Крюковидная приемная деталь 23 выступает как одно целое с правой концевой части пластинчатого элемента, образующего узел 4 головки. Как показано на фиг.2, приемная деталь 23 выступает вперед на определенное расстояние, после чего загибается наружу. Термопечатающая головка (не показана) прикреплена к передней поверхности пластинчатого элемента, образующего узел 4 головки таким образом, чтобы располагаться вдоль опорного валика 3.

Механизм 6 зубчатой передачи, ведомое зубчатое колесо 3а и выходное зубчатое колесо 18а располагаются с внешней поверхности левой боковой стенки 12 рамы 2. Ведомое зубчатое колесо 3а установлено на левой части вала опорного валика 3 таким образом, чтобы находиться в зацеплении с механизмом 6 зубчатой передачи. Выходное зубчатое колесо 18а прикреплено к дальнему концу выходного вала электродвигателя 5. Механизм 6 зубчатой передачи, ведомое зубчатое колесо 3а и выходное зубчатое колесо 18а накрыты крышкой 7 зубчатых колес. Крышка 7 зубчатых колес состоит из передней поверхности 7а, верхней поверхности 7b, задней поверхности 7с и боковой поверхности 7d. Часть верхней поверхности 7b образует язычок 24 зацепления. Кроме того, задняя поверхность 7с конфигурирована таким образом, что дугообразная часть, накрывающая участки возле соответствующих периферийных участков механизма 6 зубчатой передачи, и другая дугообразная часть, накрывающая выходное зубчатое колесо 18а электродвигателя 5, без прерывания переходят одна в другую.

Узел 15 охлаждающих ребер, который выступает наружу от внешней поверхности левой боковой стенки, вырезан таким образом, чтобы совпадать с формой (включая сопряженные дугообразные участки) задней поверхности 7с крышки 7 зубчатых колес. Таким образом, задняя поверхность 7с крышки 7 зубчатых колес может входить в вырез в узле 15 охлаждающих ребер и непосредственно соприкасаться с внешней поверхностью левой боковой стенки 12 без помех со стороны узла ребер.

Секцию 1 печатающего механизма собирают следующим образом. Сначала на раме 2 устанавливают узел 4 головки (фиг.1). Спереди к раме 2 крепят направляющую планку 8. К раме 2 крепят прижимную пружину 10 головки. Затем к раме 2 крепят опорный валик 3 с подъемным рычагом 22, помещенным на его подъемной стороне. Если подъемный рычаг 22 поворачивается таким образом к подъемной стороне, выступ (не показан), сформированный на ближней части подъемного рычага 22, взаимодействует с приемной деталью 23 узла 4 головки, наклоняя таким образом узел 4 головки. Вслед за этим узел 4 головки отсоединяется от опорного валика 3 и раскрывается. Части вала опорного валика 3 на его левом и правом концах вставляются в левый и правый несущие пазы 20 и 21 в левой и правой боковых стенках 12 и 13 соответственно. Таким образом, опорный валик 3 с возможностью отделения устанавливается на раме 2. Когда опорный валик 3 установлен таким образом на раме 2, поворачивается переключатель 25 обнаружения присутствия валика. Если подъемный рычаг 22 возвращается в установочное положение, узел 4 головки отжимается в направлении опорного валика 3 прижимной пружиной 10 головки, после чего принтер оказывается готов к печати.

После того как зубчатые колеса 6а и 6d, образующие механизм 6 зубчатой передачи, устанавливаются соответственно на осях 12а-12d зубчатых колес, выполненных как одно целое с внешней поверхностью левой боковой стенки 12 рамы 2, электродвигатель 5 привинчивают к внутренней поверхности левой боковой стенки 12. Выходное зубчатое колесо 18а, закрепленное на дальнем конце выходного вала 18 электродвигателя 5, прикрепленного к левой боковой стенке 12, проходит через сквозное отверстие (не показано) в левой боковой стенке 12 изнутри наружу и входит в зацепление с первым зубчатым колесом 6d, входящим в состав механизма 6 зубчатой передачи. Далее, ведомое зубчатое колесо 3а, установленное на левой части вала опорного валика 3, закрепленной на раме 2, входит в зацепление с четвертым зубчатым колесом 6а, которое входит в состав механизма 6 зубчатой передачи. Крышка 7 зубчатых колес прикреплена к раме 2 таким образом, чтобы содержать внутри себя механизм 6 зубчатой передачи (зубчатые колеса 6а-6d) и выходное зубчатое колесо 18а (в зацеплении с зубчатым колесом 6d) электродвигателя 5. Когда крышка 7 зубчатых колес прикреплена к раме 2, язычок 24 зацепления на ее верхней поверхности 7b входит в зацепление с частью 19 для помещения язычка на левой боковой стенке 12 рамы 2.

Как упоминалось выше, электродвигатель 5 устанавливают на участке установки электродвигателя на внутренней поверхности левой боковой стенки 12 рамы 2. С другой стороны, узел 15 охлаждающих ребер формируют на одной из числа левой и правой боковых стенок 12 и 13 рамы 2, которая оснащена по меньшей мере электродвигателем 5. В примере, показанном на фиг.1 и 2, узел 15 охлаждающих ребер выполнен в своем соответствующем положении на этой поверхности (внешней поверхности) непосредственно позади участка установки электродвигателя на внутренней поверхности левой боковой стенки 12. В дополнение высота d1, на которую выступает каждое ребро 16 узла 15 охлаждающих ребер от левой боковой стенки 12, превышает толщину d2 стенки 12. Далее, узел 15 охлаждающих ребер состоит из ребер 16, размещенных параллельно одно к другому через определенные интервалы. Между ребрами 16 по отдельности формируются вертикальные пазы 17, причем и верхний, и нижний концы каждого паза 17 открыты.

При включении электродвигателя 5 лист бумаги 11 подается вдоль направляющей планки 8 спереди в зазор между опорным валиком 3 и узлом 4 головки с выполнением печати термопечатающей головкой. Отпечатанный лист бумаги 11 подается вверх опорным валиком 3. Крышка (не показана) прикреплена к секции 1 печатающего механизма таким образом, чтобы полностью накрывать ее и придавать ей внешний вид принтера.

Тепло, которое выделяется при работе электродвигателя 5, сначала поглощается левой боковой стенкой 12 рамы 2, которая включает в себя участок установки электродвигателя, потом рассеивается по всей раме 2 и излучается с поверхности рамы 2. Рама 2 в своей основе обладает большой способностью к поглощению тепла, поскольку она является элементом, который поддерживает не только участок, на котором установлен электродвигатель 5, но и всю секцию 1 печатающего механизма. Поскольку вся рама 2, кроме того, является литым под давлением элементом из алюминиевого сплава, тепло быстро распространяется и рассеивается по сравнению с рамой, выполненной из нержавеющей стали, или пластмассовой рамой. Соответственно, температура всей рамы 2 возрастает незначительно и в результате выделение тепла и его излучение уравновешивают друг друга при низкой температуре. Кроме того, в раме 2 на обратной поверхности (внешней поверхности) левой боковой стенки 12 позади участка установки электродвигателя формируют узел охлаждающих ребер. Таким образом увеличивается излучающая тепло поверхность, так что тепло может эффективно излучаться рядом с источником выделения тепла.

Как показано на фиг.1, высота d1, на которую выступает каждое ребро 16 узла 15 охлаждающих ребер, превышает толщину d2 левой боковой стенки 12, так что теплоемкость участка установки электродвигателя, на который установлен электродвигатель 5, является большой. Кроме того, между ребрами 16 формируются пазы 17, идущие по вертикали, причем их верхние и нижние концы открыты сверху и снизу соответственно. Если температура рамы 2 повышается нагретым электродвигателем 5, между ребрами 16 возникает идущий кверху конвекционный поток, так что возможно получение высокого охлаждающего эффекта. Поскольку воздух при этом плавно протекает в узле 15 охлаждающих ребер, эффект излучения тепла на участке установки электродвигателя на левой боковой стенке 12, на которой установлен электродвигатель 5, особенно усиливается.

Рама 2, которая является целостной структурой, состоящей из левой и правой боковых стенок 12 и 13 и соединительной части 14, соединяющей эти стенки 12, 13, может быть выполнена из литого под давлением металла или сплава с высокой теплопроводностью, так же как из алюминиевого сплава. Предпочтительно излучающий ребристый узел 15 должен располагаться позади участка установки электродвигателя одной боковой стенки рамы, то есть возле позиции установки электродвигателя 5. По существу, однако, узел 15 охлаждающих ребер может располагаться в любом положении рядом с участком установки электродвигателя.

Далее, крышка 7 зубчатого механизма, которая накрывает механизм 7 зубчатой передачи, ведомое зубчатое колесо 3а и выходное зубчатое колесо 18а, вставлена в вырез, который формируется путем вырезания части узла 15 охлаждающих ребер для совмещения с внешней формой задней поверхности 7с крышки 7 зубчатых колес и контакта с левой боковой стенкой 12. Если крышка 7 зубчатых колес также выполнена путем литья по давлением металла или сплава с высокой теплопроводностью, тепло может более эффективно излучаться электродвигателем 5.

Термографический принтер содержит узел головки, опорный валик, электродвигатель и механизм зубчатой передачи, которые прикреплены к раме термографического принтера. Рама сформирована путем литья под давлением легированного материала, а узел охлаждающих ребер выполнен как одно целое с рамой возле области установки электродвигателя на раме. Технический результат заключается в повышении эффективности отвода тепла, выделяемого электродвигателем, которое излучается от литой под давлением рамы и узла охлаждающих ребер. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Термографический принтер, который содержит:
термопечатающую головку, которая поочередно нагревает множество нагревательных элементов, размещенных по прямой линии, и печатает на листе для записи информации;
опорный валик, который удерживает лист для записи информации между опорным валиком и термопечатающей головкой и передает лист;
электродвигатель для привода опорного валика;
механизм зубчатой передачи, предназначенный для передачи движущей силы электродвигателя на опорный валик; и
раму, предназначенную для размещения термопечатающей головки, опорного валика, электродвигателя и механизма зубчатой передачи, при этом рама сформована путем литья под давлением из легированного материала, и часть отлитой под давлением рамы, на которой должен быть установлен электродвигатель, сформована с узлом охлаждающих ребер, образующим одно целое с рамой.

2. Термографический принтер по п.1, в котором указанный узел охлаждающих ребер сформирован на поверхности стенки рамы позади поверхности стенки, на которой установлен электродвигатель.

3. Термографический принтер по п.1, в котором указанная рама является цельным литым продуктом, включающим в себя левую и правую боковые стенки и соединительную часть, которая соединяет эти боковые стенки, а узел охлаждающих ребер сформирован на внешней поверхности стенки левой или правой боковой стенки.

4. Термографический принтер по п.1, в котором указанный узел охлаждающих ребер включает в себя множество ребер, размещенных параллельно друг другу через определенные интервалы, при этом между ребрами сформированы по отдельности, проходящие по вертикали пазы.

5. Термографический принтер по п.4, в котором соответствующие верхние и нижние концы пазов, сформированных между ребрами, являются открытыми.

6. Термографический принтер по п.1, в котором высота, на которую узел ограждающих ребер выступает от боковой поверхности рамы, является большей, чем толщина стенки рамы, на которой установлен электродвигатель.

7. Термографический принтер по п.3, в котором указанный электродвигатель установлен на внутренней поверхности боковой стенки, на которой сформирован узел охлаждающих ребер, указанный механизм зубчатой передачи, который включает в себя выходное зубчатое колесо, установленное на дальнем конце выходного вала электродвигателя, и зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с выходным зубчатым колесом, находится с внешней стороны боковой стенки, на которой сформирован узел охлаждающих ребер, и выходное зубчатое колесо и механизм зубчатой передачи накрыты крышкой зубчатых колес, по меньшей мере, часть которой сформирована литьем под давлением из легированного материала и соприкасается с внешней поверхностью боковой стенки, на которой установлен электродвигатель, через вырез в узле охлаждающих ребер.