專利名稱：一種容紙機構、打印機和卷紙用盡檢測機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種打印機，具體涉及紙卷用盡檢測機構和容紙機構。
背景技術：
使用卷筒狀打印紙的打印機廣泛應用于超市、商場、彩票等領域，用于打印顧客交 易憑證。由于工作量大，所以打印紙更換頻繁。為防止打印過程中發生缺紙問題，通常需要 在打印紙即將用盡時提示用戶更換打印紙。常見方法是在打印機紙倉側壁上設置紙將盡檢測機構，檢測打印紙剩余量。當紙 將盡檢測機構檢測到打印紙剩余量少于預先設定值時，打印機發出告警信息，提醒用戶更 換打印紙。這種紙將盡檢測機構，通常只能滿足對打印紙一定剩余量的檢測，不能精確檢測 到紙張用盡時的狀態，此時，當用戶接收到紙將盡信息后，需用隨時注意紙卷消耗情況，否 則無法避免票紙打印內容不完整的情況，為用戶造成了不必要的麻煩。為了提高用戶操作簡便性，使打印機能夠精確檢測到打印紙消耗的狀態，準確及 時地提醒用戶換紙，日本專利JP28169提供了一種紙張用盡檢測的方法。如圖1所示，該方案設置有紙倉1，反射傳感器5，反射傳感器5稍高出紙倉表面， 當打印紙接近用盡時，紙卷重量變輕，打印紙帶起紙卷，脫離了紙倉，此時，反射傳感器5檢 測缺紙狀態，發出紙張用盡的報警信息。這種方案缺點在于，隨著紙張剩余量的逐漸減小，紙卷3重量也逐漸減少，紙張運 動過程中容易拖動小紙卷在紙倉內滾動，當因小紙卷在紙倉中滾動而脫離了反射傳感器5 的檢測范圍時，即使小紙卷仍存在剩紙量，反射傳感器5也會發出缺紙警告，引起檢測結果 不可靠。
實用新型內容本實用新型的目的之一還在于提供一種提高傳感器對紙張檢測可靠性的容紙機 構。本實用新型的另一目的還在于提供一種上述容紙機構的打印機。本實用新型的目的還 在于提供一種打印機等紙卷使用設備上使用的卷紙用盡檢測機構，以提高傳感器對紙張檢 測的可靠性。為此，一方面，本實用新型提供了一種容紙機構，用于形成容納紙卷的腔體，其包括翻板，其上表面形成靠近轉動中心的第一弧形凹槽和遠離轉動中心的第二弧形凹槽； 傳感器，設置在翻板的第二弧形凹槽中，用于檢測紙張；彈性元件，向翻板提供轉動力矩，使 翻板在紙卷打印消耗過程中由初始位置翻轉至上翻位置，其中，翻板具有適于大紙卷支撐 于第二弧形凹槽的初始位置和適于小紙卷支撐于第一弧形凹槽的上翻位置。優選地，上述容紙機構還包括左側板和右側板，設置在翻板的左右兩側，用于限定 紙卷的左右兩側的位置。[0012]優選地，上述左側板和/或右側板上開設有定位槽；翻板的側面設置有與定位槽 配合的定位柱，其中，當翻板轉動時，定位柱在所述定位槽內滑動。優選地，上述左側板和右側板上設有可伸縮的紙卷定位柱，其中，紙卷定位柱在翻 板位于所述上翻位置時用于限定第一弧形凹槽中的紙卷的筒芯的位置。優選地，上述傳感器設置在翻板的第二弧形凹槽中的靠近第一弧形凹槽的一側。優選地，上述第一弧形凹槽為第一曲率半徑的圓弧凹槽，第二弧形凹槽為第二曲 率半徑的圓弧凹槽，該第二曲率半徑大于所述第一曲率半徑。另一方面，本實用新型還提供了一種打印機，包括下殼體、鉸接于下殼體的上殼 體、打印機構、以及設置于下殼體中的具有上述結構的容紙機構。優選地，上述打印機還包括回復機構，用于在上殼體打開時使容紙機構的翻板回 復至初始狀態。優選地，上述回復機構為連桿機構，其包括齒輪組、第一連桿和第二連桿，其中， 齒輪組包括第一齒輪、第二齒輪、和在第一齒輪和第二齒輪之間嚙合傳動的至少一過渡齒 輪，其中，第一齒輪與上殼體的轉軸同心設置，在上殼體打開時驅動第一齒輪旋轉；第一連 桿的一端固定連接至第二齒輪，隨第二齒輪擺動，其另一端具有頂柱；第二連桿的一端固定 連接至翻板，其另一端設置與頂柱配合的鎖鉤，其中，第一連桿在擺動時推動其頂柱推動第 二連桿，驅動翻板由上翻位置轉動至初始位置。另外，本實用新型還提供了一種卷紙用盡檢測機構，其包括翻板，其上表面形成 靠近轉動中心的第一弧形凹槽和遠離轉動中心的第二弧形凹槽；彈性元件，向翻板提供轉 動力矩，使翻板在紙卷打印消耗過程中由初始位置翻轉至上翻位置；以及傳感器，設置在翻 板的第二弧形凹槽中，用于檢測紙張，其中，翻板具有適于大紙卷支撐于第二弧形凹槽的初 始位置和適于小紙卷支撐于第一弧形凹槽的上翻位置。優選地，上述翻板的一側或兩側形成定位柱，定位柱隨翻板可轉動地設置定位槽 中，其中，定位槽的上止端對應于翻板的上翻位置、其下止端對應于翻板的初始位置。優選地，上述傳感器設置在翻板的第二弧形凹槽中的靠近第一弧形凹槽的一側。在根據本實用新型的卷紙用盡檢測機構或容紙機構中，翻板包括用于容納小紙卷 的第一弧形凹槽和用于容納大紙卷的第二弧形凹槽，當打印紙卷消耗將盡時，隨著翻板的 轉動，將小紙卷限定在第一弧形凹槽內，防止其在打印過程中沿紙倉中竄動。這樣，一旦打 印紙剩余量小于傳感器和打印機構之間距離時，傳感器能夠及時準確的發出缺紙信號，提 醒用戶更換介質，從而提高傳感器對紙張檢測的可靠性；另外，本實用新型還設置了連桿機 構，使增加卷紙用盡檢測機構之后，在上紙時不需要增加額外操作步驟，從而保證了打印機 的易操作性。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優 點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
構成本說明書的一部分、用于進一步理解本實用新型的附圖示出了本實用新型的 優選實施例，并與說明書一起用來說明本實用新型的原理。圖中圖1示出了傳統的紙張用盡檢測裝置的結構示意圖；[0026]圖2示出了根據本實用新型優選實施例的打印機的軸測圖；圖3示出了根據本實用新型優選實施例的打印機的卷紙用盡檢測機構的結構示意圖；圖4示出了根據本實用新型的打印機中的小紙卷定位機構的結構示意圖；圖5a示出了根據本實用新型的打印機的上殼體在閉合時，連桿機構的結構示意圖；圖5b示出了根據本實用新型的打印機的上殼體在打開時，連桿機構的結構示意圖；圖6a示出了根據本實用新型的打印機的上蓋在閉合后，使用紙卷外徑較大時的卷紙用盡檢測機構的工作示意圖；圖6b示出了根據本實用新型的打印機的上蓋在閉合后，紙卷消耗殆盡時的卷紙用盡檢測機構的工作示意圖；以及圖6c示出了根據本實用新型的打印紙卷用盡，紙末端脫離紙卷芯軸時的卷紙用盡檢測機構的工作示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利 要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。在本實用新型中，術語“大紙卷”為直徑小于第二圓弧凹槽、大于第一圓弧凹槽的 未使用或剩紙量充裕的紙卷，術語“小紙卷”為直徑小于第一圓弧凹槽的即將用盡的紙卷。圖2至圖5示出了根據本實用新型優選實施例的打印機的結構示意圖。結合參照 圖2至圖5a，在本優選實施例中，打印機包括打印組件1、容紙機構2、連桿機構3。如圖2所示，打印組件1包括打印頭11和打印膠輥12，其中打印頭11設置在打印 機下殼體5上，打印膠輥12設置在打印機上殼體4上，上殼體4與下殼體5通過轉軸6鉸 接，并且上殼體4可以相對于下殼體5開合。如圖5a所示，當上殼體11與下殼體12相對閉合時，打印頭11與打印膠輥12相 切，打印膠輥12受驅動系統作用(圖中未示出)轉動，帶動打印紙張前進，同時打印頭11 在紙張上打印。再如圖2所示，容紙機構2包括左側板21、右側板22和卷紙用盡檢測機構23。其中，左側板21與右側板22相對設置，間距與打印紙卷的寬度相適配，可以限制 紙卷沿紙張寬度方向的活動范圍。如圖3所示，卷紙用盡檢測機構23包括翻板231，翻轉軸232，紙張傳感器233，以 及彈性元件234。其中，翻板231可以繞自身的轉動中心在一預定的轉角范圍內轉動，其包括第一 圓弧凹槽2312，第二圓弧凹槽2311和限位柱2313。優選地，翻板231通過翻轉軸232與容 紙機構的左側板21和右側板22鉸接，以翻轉軸232作為轉動中心旋轉。第二圓弧凹槽2311與第一圓弧凹槽2312固定連接在一起，第二圓弧凹槽2311的 圓弧半徑尺寸大于等于打印機所支持的最大紙卷半徑，第一圓弧凹槽2312的圓弧半徑略 大于紙卷芯軸的半徑。[0044]限位柱2313設置在翻板231的側面，可以設置翻板231的一側，也可以對稱設置在翻板231的左右兩側。在本優選實施例中，限位柱2313設置在翻板231臨近左側板21的一側，限位柱 2313向左側板21突出，對應的，在左側板21上設置有槽孔212，其尺寸與限位柱2313相配合。翻板231在限位柱2313和槽孔212的配合限制下，只能繞翻轉軸232在設定的最 低位置A(即初始位置)與最高位置B(即上翻位置)之間的范圍內翻轉。紙張傳感器233固定在第二圓弧凹槽2311上接近第一圓弧凹槽2312的一端，用 于檢測紙張是否存在。第二圓弧凹槽2311端部臨近打印組件1，第一圓弧凹槽2312端部通過翻轉軸232 與下殼體5鉸接。彈性元件234可以是拉簧，也可以是扭簧。本優選實施例中，采用的是拉簧形式，彈性元件234 —端與打印機下殼體5連接， 另一端與翻板231連接，使翻板231始終存在向打印機上殼體4翻轉的傾向。需要說明的是，在容紙機構2的左側板21上設置的槽孔212位于以翻轉軸232為 圓心，以限位柱2313到翻轉軸232的距離為旋轉半徑的圓弧上。為了提高落入第一圓弧凹槽中的小紙卷在打印過程中運動平穩，容紙機構還包括 小紙卷定位機構24。如圖4所示，小紙卷定位機構24包括紙卷定位柱241，壓簧242，頂板243，以及固 定柱244。其中，紙卷定位柱241包括第一圓柱2411和第二圓柱2412，第一圓柱2411的末端 設置有倒角，第二圓柱2412的外徑尺寸大于第一圓柱2411的外徑尺寸。小紙卷定位機構24可設置在左側板21與右側板22中任一側板上，也可以對稱設 置在兩側板上。在本優選實施例中，頂板243通過固定柱244固定在左側板上，頂板243頂住壓 簧242，壓簧242擠壓紙卷定位柱241，在容紙機構2的左側板21對應位置上設置有定位孔 211，定位孔211的直徑略大于定位柱241的第一圓柱2411外徑，小于第二圓柱2412外徑， 在壓簧242擠壓作用下，第一圓柱2411穿過定位孔211，突出于容紙機構2的左側板21，伸 入容紙機構2內。優選的，定位孔211位于當翻板231翻轉到容紙機構2的左側板21上的槽孔212 的最高位置B時、第一圓弧凹槽2312的圓心位置上。為了提高更換打印紙操作的簡便性，本實用新型打印機還包括連桿機構3，該連接 機構在圖5中示出。如5圖所示，連桿機構3可以固定安裝在容紙機構2的左側板21與右側板22中 任一側板上，也可以同時對稱地設置在容紙機構2的左、右側板上。本實施例中，連桿機構3設置在容紙機構2的左側板21上，具體包括齒輪組31、第 一連桿32、第二連桿33。其中，齒輪組31包括第一齒輪311、過渡齒輪312、第二齒輪313。第一齒輪311與上殼體4固定連接成一體，隨上殼體4開合轉動。優選的，第一齒輪311的中心與轉軸6同心。過渡齒輪312與第一齒輪311嚙合，同時還與第二齒輪313嚙合。第一連桿32與第 二齒輪313固定連接，可隨第二齒輪313的轉動同步擺動。第二連桿33與卷紙用盡檢測機構23的限位柱2313固定連接，具體包括連桿臂 331，以及在遠離限位柱2313的一端設置的連桿鉤332。由于第二連桿33通過限位柱2313與翻板231固定連接成一體，因此，第二連桿33 隨翻板231同步轉動。這樣，在容紙機構內沒有紙卷的情況下，當上殼體4閉合時，第一連桿32位于初始 位置C，第二連桿33及翻板231位于最高位置B ；當上殼體4打開時，第一齒輪311隨上殼 體4轉動，帶動第一連桿32由初始位置C向上紙位置D擺動，第一連桿32上的頂柱321推 動第二連桿33的連桿臂331移動。隨著第一連桿32擺動，第二連桿33及翻板231沿槽孔212從最高位置B移動到 最低位置A點，當第二連桿33到達最低位置A時，頂柱321到達連桿鉤332的圓弧內。在容紙機構內放置紙卷的情況下，當上殼體4閉合時第一連桿32位于初始位置C， 第二連桿33及翻板231根據紙卷大小位于最高位置B和最低位置A之間。當上殼體4打開時，第一連桿32由初始位置C開始擺動，當頂柱321與第二連桿 33的連桿臂331接觸后，推動第二連桿33及翻板231運動，直到運動到最低位置A。下面按照打印機操作順序介紹本實用新型的工作原理。如圖5a所示，在打印機上 殼體4關閉，并且容紙機構2內沒有放置紙卷時，翻板231受彈性元件234的作用，限位柱 2313位于槽孔212的最高位置B處，此時翻板231位于最高位置。如圖5b所示，隨著打印機上殼體4打開，連桿機構3的第一齒輪311也隨之轉動， 與第一齒輪311嚙合的過渡齒輪312帶動與其嚙合的第二齒輪313做與上蓋打開方向相同 的轉動，固定安裝在第二齒輪313上的第一連桿32隨之進行從初始位置C到上紙位置D的 擺動，隨著第一連桿32擺動，第一連桿32上的頂柱321沿第二連桿33的連桿臂331移動。在頂柱321的驅動下第二連桿33沿槽孔212由最高位置B向最低位置A移動，當 打印機上殼體4打開到最大角度時，頂柱321與連桿鉤332配合，翻板231翻轉到最低位置 A，可以直接放置紙卷。圖6a是打印機上蓋閉合后，使用紙卷外徑較大時的紙張翻轉檢測結構的工作示 意圖。如圖6所示，此時紙卷的重量大于彈性元件力，紙卷位于翻板231的第二圓弧凹槽 2311內，翻板231處于最低位置A處，此時紙張傳感器233檢測到打印機內有紙。圖6b是打印機上蓋閉合后，紙卷消耗殆盡時的紙張翻轉檢測結構的工作示意圖。 如圖所示，隨著打印紙張的消耗，紙卷外徑逐漸變小，重量逐漸變輕，當紙卷的重量小于彈 簧翻轉力時，翻板231翻轉，以翻轉軸232為中心，限位柱2313沿槽孔212，從最低位置A旋 轉到最高位置B過程中，紙卷也隨著翻板231的翻轉，由第二圓弧凹槽2311滾動到第一圓 弧凹槽2312內。在紙卷由第二圓弧凹槽2311滾動到第一圓弧凹槽2312的過程中，安裝在容紙機 構2的左側板21上的小紙卷定位機構24的定位柱241受紙卷擠壓，向頂板243的方向移 動，隨著紙卷的繼續移動，當小紙卷定位機構24對正紙卷芯軸時，定位柱241受壓簧242作 用彈出，插入紙卷芯軸內部，固定了紙卷的位置，避免了小紙卷受打印紙張帶動，脫離翻板231的問題，此時紙張傳感器233檢測到打印機內有紙。圖6c是打印紙卷用盡，打印紙末端脫離紙卷芯軸時的卷紙用盡檢測機構23的工作示意圖。如圖所示，此時從打印紙末端到翻板末端2314的距離為Li，從翻板末端2314到 打印頭11的距離為L2，在打印機內部預先存儲紙張長度L，L = L1+L2。當打印紙張的末端脫離了紙卷芯軸時，卷紙用盡檢測機構23的紙張傳感器233檢 測到缺紙狀態，將缺紙信息傳遞給打印機，打印機在接到缺紙信息后進行計算，如果打印機 當前打印票面的剩余打印內容長度與一張打印票面的長度之和小于預先設定值L，那么打 印機在完成當前票面打印之后，將會繼續打印并計算走紙距離，直至紙剩余小于一張票面 長度時，停止打印，發出報警提示信息，提醒用戶更換紙卷。如果當前打印票面的剩余打印內容長度與一張打印票面的長度之和大于預先設 定值L，那么打印機在完成當前打印票面的打印任務之后，停止打印，發出報警提示信息，提 醒用戶更換紙卷。容易理解，支撐紙卷的第一圓弧凹槽和第二圓弧凹槽也可以由其它非圓弧形狀的 凹槽代替，在本實用新型中，圓弧凹槽和適于支撐紙卷的其它形狀的凹槽稱為弧形凹槽。另外，在上殼體打開使翻板回復至初始位置的連桿機構也可以由其它的回復機構 來代替，例如當上殼體打開時，通過電機驅動機構驅動翻板回復至初始位置，通過電磁鐵得 電將翻板吸附或推離至初始位置。通過以上描述可以看出，在根據本實用新型的打印機中，翻板包括用于容納大紙 卷的第二弧形凹槽和用于容納小紙卷的第一弧形凹槽，當打印紙卷消耗將盡時，隨著翻板 的轉動，將小紙卷限定在第二弧形凹槽內，防止其在打印過程中沿紙倉中竄動。這樣，一旦打印紙剩余量小于傳感器和打印機構之間距離時，傳感器能夠及時準 確的發出缺紙信號，提醒用戶更換介質，從而提高傳感器對紙張檢測的可靠性。另外，本實用新型還設置了連桿機構，使增加卷紙用盡檢測機構之后，在上紙時不 需要增加額外操作步驟，從而保證了打印機的易操作性。以上僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域 的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內， 所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種容紙機構，其特征在于，包括翻板，其上表面形成靠近轉動中心的第一弧形凹槽和遠離所述轉動中心的第二弧形凹槽；彈性元件，向所述翻板提供轉動力矩，使所述翻板在紙卷打印消耗過程中由初始位置翻轉至上翻位置；傳感器，設置在所述翻板的第二弧形凹槽中，用于檢測紙張，其中，所述翻板具有適于大紙卷支撐于所述第二弧形凹槽的初始位置和適于小紙卷支撐于所述第一弧形凹槽的上翻位置。
2.根據權利要求1所述的容紙機構，其特征在于，還包括左側板和右側板，設置在所 述翻板的左右兩側，用于限定所述紙卷的左右兩側的位置。
3.根據權利要求2所述的容紙機構，其特征在于，所述左側板和/或右側板上開設有定位槽；所述翻板的側面設置有與所述定位槽配合的定位柱，其中，當所述翻板轉動時，所述定位柱在所述定位槽內滑動。
4.根據權利要求2所述的容紙機構，其特征在于，所述左側板和/或右側板上設有可伸 縮的紙卷定位柱，其中，所述紙卷定位柱在所述翻板位于所述上翻位置時用于限定所述所 述第一弧形凹槽中的紙卷的筒芯的位置。
5.根據權利要求1所述的容紙機構，其特征在于，所述傳感器設置在所述翻板的第二 弧形凹槽中的靠近第一弧形凹槽的一側。
6.根據權利要求1所述的容紙機構，其特征在于，所述第一弧形凹槽為第一曲率半徑 的圓弧凹槽，所述第二弧形凹槽為第二曲率半徑的圓弧凹槽，所述第二曲率半徑大于所述 第一曲率半徑。
7.—種打印機，包括下殼體、鉸接于下殼體的上殼體、設置于下殼體中的容紙機構、以 及打印機構，其特征在于，所述容紙機構為根據權利要求1至6中任一項所述的容紙機構。
8.根據權利要求7所述的打印機，其特征在于，還包括回復機構，用于在所述上殼體 打開時使所述容紙機構的翻板回復至初始位置。
9.根據權利要求8所述的打印機，其特征在于，所述回復機構為連桿機構，其包括齒 輪組、第一連桿和第二連桿，其中所述齒輪組包括第一齒輪、第二齒輪、和在所述第一齒輪和第二齒輪之間嚙合傳動的 至少一過渡齒輪，其中，所述第一齒輪與所述上殼體的轉軸同心設置，在所述上殼體打開時 驅動所述第一齒輪旋轉；所述第一連桿的一端固定連接至所述第二齒輪，隨所述第二齒輪擺動，其另一端具有 頂柱；所述第二連桿的一端固定連接至所述翻板，其另一端設置與所述頂柱配合的鎖鉤，其中，所述第一連桿在擺動時其頂柱推動所述第二連桿，驅動所述翻板由上翻位置轉 動至初始位置。
10.一種卷紙用盡檢測機構，其特征在于，包括翻板，其上表面形成靠近轉動中心的第一弧形凹槽和遠離所述轉動中心的第二弧形凹槽；彈性元件，向所述翻板提供轉動力矩，使所述翻板在紙卷打印消耗過程中由初始位置 翻轉至上翻位置；以及傳感器，設置在所述翻板的第二弧形凹槽中，用于檢測紙張，其中，所述翻板具有適于小紙卷支撐于所述第二弧形凹槽的初始位置和適于大紙卷支撐于所述第一弧形凹槽的上翻位置。
專利摘要本實用新型公開了一種容紙機構、具有該容紙機構的打印機以及卷紙用盡檢測機構，其中，容紙機構包括翻板，其上表面形成靠近轉動中心的第一弧形凹槽和遠離轉動中心的第二弧形凹槽；彈性元件，向翻板提供轉動力矩，使翻板在紙卷打印消耗過程中由初始位置翻轉至上翻位置；以及傳感器，用于檢測紙張，其中，翻板具有適于大紙卷支撐于第二弧形凹槽的初始位置和適于小紙卷支撐于第一弧形凹槽的上翻位置。當打印紙卷消耗將盡時，隨著翻板的轉動，將小紙卷限定在第一弧形凹槽內，防止其在打印過程中沿紙倉中竄動。當打印紙剩余量小于傳感器和打印機構之間距離時，傳感器能夠及時準確的發出缺紙信號，從而提高傳感器對紙張檢測的可靠性。
文檔編號B41J15/04GK201566217SQ20092029300
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月17日 優先權日2009年12月17日
發明者叢振先, 劉凱, 姜天信, 張繼剛, 楊民 申請人:山東新北洋信息技術股份有限公司