盲文打印機的發展趨勢

林澤奕 楊文珍

摘? 要：為更好地解決盲人這一弱勢群體在生活中遇到對信息識別問題，盲文打印機是幫助盲人獲取物品信息的重要設備。隨著弱勢群體工作與生活需求的多樣化，盲文打印技術逐步朝著更輕、更快、更普及的方向發展。該文結合盲文打印機發展特征，對盲文打印機的研究現狀及發展趨勢進行了相應分析，希望能夠給同行者帶來一定的借鑒意義，促進盲文打印機獲得快速、健康發展。

關鍵詞：盲文打印機? 現狀? 發展趨勢? 打印技術

中圖分類號：G634? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2020）11（a）-0225-04

Development Trend of Braille Printer

LIN Zeyi? YANG Wenzhen*

（College of Mechanical Engineering & Automation， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou， Zhejiang Province， 310018? China）

Abstract： In order to solve the problem of product information identification of blind person in daily life， Braille printer is an important device to help blind people to obtain information about objects. With the diversification of the work and life needs of the disadvantaged groups， Braille printing technology is gradually moving towards lighter， faster and more universal direction. This paper combines the development characteristics of Braille Printer， the current research situation and development trend of Braille printer are analyzed， hope to be able to bring certain reference significance to the colleague， promote the rapid and healthy development of Braille printers

Key Words： Braille printer; Present situation; Development trend; Printing technology

伴隨著人類文明的不斷發展，人權主義在世界各地被廣泛提及。人生來平等，殘疾人也應得到與正常人相同的待遇。1974年，聯合國率先提出了無障礙設計，讓設計的受眾面得到了極大的擴大。設計的對象不應該僅僅是正常健全的人，在設計上殘疾人等弱勢群體也應該得到足夠的重視[1]。

作為正常人來說，看是一件很簡單的事情，就好比可口可樂和百事可樂的包裝有何不同？對于大多數人而言，這是再簡單不過的問題了。可口可樂是紅的，百事可樂是藍的。可如果是盲人朋友又該如何是好呢？畢竟這兩種可樂的包裝摸上去都是完全一樣的。在日常生活中，盲人朋友同時也有著學習與閱讀的需要，而這些就需要盲文打印機來幫他們實現。這些便引起了國內外研究者的關注和重視，形成了較多的研究成果。

1? 國內外盲文打印機的研究現狀

盲文是一種盲人或視障人士使用的觸覺書寫系統，傳統上是用壓紋紙書寫的。盲文系統由法國人路易斯·布萊葉（Louis Braille）于1821年設計，是盲人廣泛使用的一種讀寫方法。盲文系統是盲人使用的觸摸閱讀和書寫系統。壓花點均勻地排列在稱為單元的四邊形字母空間中。

盲文資料和盲文印制品，其載體多為紙張、塑料和金屬等基材，而呈現在人們面前的盲文制品可歸為兩大類：一類是空心盲文，另一類是實心盲文。目前為止，空心盲文的輸出設備多采用牛皮紙作為承印材料，利用機械碾壓和沖擊等方法使其表面發生形變，從而形成凸起或凹陷的盲文點陣。然而在長期使用的過程中，人們發現這種輸出方式存在缺陷：（1）成本高，承印材料牛皮紙需要上好的木漿原料來制作;（2）在正反面打印時，需要特殊的排版工藝;（3）采用機械壓印形變形成的盲文凸點，這些盲文在積壓存儲或反復摸讀后易變平，使盲文字符變得難以識別。

實心盲文當初又有固型點盲文、硬點盲文之稱，因其使用PVC、發泡油墨、UV油墨等印料印刷到紙張、PVC膜片或金屬等材質上面，呈小半圓形實心點，依據其特點將其統一命名為實心盲文。實心盲文可以在普通紙張上打出凸點盲文，同時將雙面打印變得更加簡單，紙張利用率增加1倍，并且省去了空心盲文雙面打印的特殊排版工藝，但市面上存在的這類產品，體積過大，打印速度慢，且價格昂貴，目前還未能夠推廣[2]。

1.1 國際盲文打印機的研究現狀

對于空心的打印方法，美國專利公開號US 5 816404。美國專利第5823691A號公開了一種壓花裝置，該壓花裝置可以在合適的片材例如硬紙上產生清晰的圖像。除了產生傳統的6點或8點盲文點陣和Dotsplus盲文點陣之外，該設備還可以產生圖形主題（如地圖、圖紙等）的浮雕圖像。美國專利公開號US 5816404。美國專利No.5746518A公開了一種盲文印刷設備，該盲文印刷設備包括用作凹模的針狀突起。印刷底襯用作壓印模，并且由彈性材料制成。還可以提供具有不同壓下深度的不同突起，以可選地尋址包括不同厚度的不同記錄介質。美國專利公開號US 5816404。美國專利號4930914A公開了一種用于在紙上產生觸覺印象的設備。該設備包括多個銷，驅動器和印刷輪。驅動器有選擇地將銷釘朝紙張方向延伸、然后，打印輪將紙張和圖釘緊密接觸，最后、銷釘被打印輪壓向紙張，并在紙張上留下觸感。美國專利公開號US 5816404。美國專利No.5209584A公開了一種用于在可壓印的基板上形成盲文字符的設備，該設備包括塊狀主體，該塊狀主體具有由多個桿和螺線管的組件致動的6個盲文印刷銷的陣列。在總結上述專利的前提下，發明人Khushwant Rai（庫什旺·賴）于2019年5月30號公開了一種用于在紙張襯底上壓印盲文字符的改進盲文打印機和盲文打印機組件。還公開了使用盲文打印機和盲文打印機組件在紙質基底上形成盲文字符的制造方法[2]。他提出點矩陣打印機（DMP）是一類打印機制。典型地在這些裝置中攜帶多個沖擊銷的打印頭橫穿紙張，并且以有組織的順序致動銷以產生可識別的打印字符。這對于將墨水從色帶轉移到紙張所需的沖擊力相對較低的墨水打印很有用。但是，在其他類型的印刷中，特別是凸字的壓花或凸字印刷中，沖擊力要大很多倍。在點矩陣打印機中，打印頭的銷以較低的沖擊力撞擊色帶，以產生打印效果。但是對于盲文印刷與DMP相比，要求銷釘以更大的沖擊力穿透紙張才能產生壓紋效果。針對上述缺點，發明了一種用于視障者的改進的DMP，采用一種新設計的打印頭，包括更多的撞針更大的力，配合具有標準盲文點尺寸的孔的金屬套筒進行盲文打印，并且可以允許在紙的兩面上打印盲文字符。

而對于實心打印的方法，國際上現主要采用固化墨水進行打印。韓國人金賢正于2018年11月7號公開了專利一種使用特殊生產的墨水的盲文打印機，該盲文打印機可以以較低的價格購買，并且由于不受使用特殊生產的墨水在紙上打印的限制，因此可以容易地在各個地方打印出盲文。可以解決現有輸出材料中材料有限且價格昂貴的問題。因此，該發明使用特殊制造的墨的盲文打印機包括以下內容：打印機主體形成為矩形盒狀以便放于桌子上;輸出托盤形成為扁平的矩形形狀以支撐輸出紙張。墨軌形成為長桿狀，以便墨可以通過傳感器移動;墨推活塞形成為圓柱桿狀，以便可以按盲文標準噴射墨;形成為圓柱盒狀的墨水容器，以便可以存儲和噴射經過特殊處理的墨水;墨出口形成為盲文厚度的圓柱體，以便可以按盲文標準噴射墨。輸出材料干燥熱板形成為扁平的矩形形狀，以使噴射的墨水固化并定影[3]。

日本發明人Kanai Yuta（長野）公開了通過噴墨方法形成盲文主體的技術。通過噴墨方法噴射墨水（熱固性墨水等）和使墨水固化多次，以層疊多個層，從而形成具有多層的盲文主體[4]。由此方法不僅可以打印盲文字符，同時也可以形成具有層次的圖像。

1.2 國內研究現狀

我國于2006年啟動項目，2007年5月原理樣機研制成功，經三代樣機研究，第三代樣機于2010年參加上海世博展，現場打印新型盲文材料。該打印機采用實心打印，可支持普通紙張的盲文輸出，支持普通文字與盲文混排，即明盲文混排。研究了以紫外固化膠水為印刷介質，普通紙張為承印材料，分別采用蘸膠和噴膠方式實現微量UV（紫外線固化）膠水到普通紙張轉移，并采用紫外LED固化等對膠點固化形成盲文凸點[5]。

目前，我國長春理工大學的流云清等人也公開了一款無線型便攜式實心盲文打印系統專利，包括便攜提手、盲文打印機頭、Z軸電機、紙張托盤支桿、X軸電機、紙張傳送皮帶、電路板、Y軸電機、龍門支架，各步進電機與機械連桿結構構成系統的機械裝置，電路板包括控制電路、無線信號傳輸接口和電源電路等，其特征在于，機械結構控制接口和無線信號傳輸接口分別與控制電路連接，控制電路通過無線信號傳輸接口與盲文轉換軟件進行通信，從而實現了實心盲文字符及圖形在普通紙張的雙面打印，在保證相對較快的打印速度與質量的同時，大大減小了打印機的體積。該打印機機械結構采用經典的龍門結構，主要包括鋁合金龍門支架、X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機以及盲文打印機頭等。其中，盲文打印機頭包括耗材運輸管、耗材擠出電機、加熱電阻絲、溫度傳感器和加熱擠出電機等。X軸和Y軸電機用于盲文字符打印位置的確定，Z軸電機用于盲文打印機頭Z軸方向的移動，盲文打印機頭采用經典3D打印機機頭結構，用于實心盲文的打印，其中，耗材運輸管通過步進電機運輸打印實心盲文的耗材，耗材通過加熱電阻絲加熱，結合溫度傳感器實現閉環控制，加熱后通過步進電機擠出，進而在相應的紙張位置打印出盲文字符[6]。

對于空心印刷技術，張環宇等人也提出了專利——一種盲文打印機，該打印機在普通的針式打印機的基礎上設計了可用來打印盲文的盲文打印輥和盲文打印機針頭。將這些組件更換掉普通打印機的相應組件，就成為了一臺盲文打印機，可打印盲文資料[7]。所設計的打印輥上開設有盲文點字生成槽，與打印輥相配合的打印機針頭上設置有兩根打印針，且打印針的直徑與盲文點字生成槽的直徑相等。該實用新型的打印輥上開設有盲文點字生成槽，當盲文打印針擊在紙上的時候，紙張的相應處就會隨著打印針進入點字生成槽，當打印針收回時在紙的該處就留下了盲文點字。張銳等人[8]針對盲人的實際生理特點和心理需求進行調研和設計分析，結合現有紙張打印處理技術，確定了產品結構的設計尺寸，設計出盲文標識打印機的造型，以幫助盲人對產品信息進行準確識別。

2? 盲文打印機發展趨勢

目前，對于視力有缺陷的人來說，生活中完全的包容性卻一直難以實現。考慮到眼睛是人體最主要的感覺器官，它的缺席會極大程度地限制我們對信息、數據和內容的消費方式，而針對視障人士的設計則往往是一個巨大的挑戰，甚至盲文至今還沒有完全普及。主要是因為盲文打印機是非常專業，并且費用非常昂貴的機器。因而盲文打印機正在努力朝著更輕、更快、更普及的方向發展。

傳統機械式壓制打印或將由于保存時間及紙張成本等問題漸漸被淡忘，實心盲文的打印方式將會得到迅速及極大的發展。且隨著科技的發展，新技術、新工藝和新材料的應用，盲文打印機在整機成本上會有比較大的下降。在市場上，通常將盲文打印機和普通打印機作為不同用途的打印機出售，相比于普通打印機，盲文打印機面向市場的出貨臺數較少。因此，與普通打印機相比，每臺的制造成本和研發費用增加。所以未來將必然出現一種普通打印機與盲文打印機相結合的趨勢，即普通打印機也將可以實現盲文打印。

3? 結語

隨著社會的不斷發展進步，人們對于生活水平的提高。盲文打印機在國內的發展已不足以滿足社會的要求，目前所使用的主流盲文打印機都為國外的產品，并無我國所研發的。因此，設計出一臺方便快捷、成本低使用性好的盲文打印機將具有重大的意義。

參考文獻

[1] 劉鑫，秦富康.盲人使用點字打印機及標示系統設計[J].藝術科技，2016（2）：275-276.

[2] Khushwant Rai. Braille Printers and Methods of Making and Using the Same：美國，US16323085[P].2019-05-30.

[3] Kim Doo Hyun. Braille manufacturing method for persons with Visual impairment：韓國，KR20170167067A[P].2019-06-17.

[4] Kanai Yuta.Braillebody，Inkjet Printer，and Forming Method of Braille BODY：日本，JP2017164803A[P].2019-03-22.

[5] 王姝欣，孟昕，陳飛.多功能盲人打印機創新設計[J].科技經濟導刊，2016（15）：111.

[6] 劉云清，賈通利，劉聰，等.無線型便攜式實心盲文打印系統：中國，CN201910148154.8[P].2019-04-16.

[7] 張環宇，姜麗波，馮波，等.一種盲文打印機：中國，CN200420086476.3[P].2006-05-17.

[8] 張銳，蔣德達.盲文標識打印機設計[J].機械設計，2016，33（2）：126-128.

[9] 陳浩齊，李辛沫，耿愛農.盲文便利貼打印裝置的設計與實現[J].現代制造工程，2018（5）：149-152.