CN101941332A

CN101941332A - 用于点阵式打印头的检测方法和装置

Info

Publication number: CN101941332A
Application number: CN2009101515875A
Authority: CN
Inventors: 王春涛; 车磊; 区敏刚; 于转龙; 姚兴茂; 王玉国
Original assignee: Shandong New Beiyang Information Technology Co Ltd
Current assignee: Shandong New Beiyang Information Technology Co Ltd
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2029-07-03
Also published as: CN101941332B

Abstract

本发明提供了一种用于点阵式打印头的检测方法和装置，其中，方法包括以下步骤：测试点阵式打印头的驱动线圈的电阻；根据电阻确定点阵式打印头的状态。本发明克服了现有技术中检测打印头温度的方法由于不能实时准确地检测打印头的状态而造成打印头损坏的问题。

Description

用于点阵式打印头的检测方法和装置

技术领域

本发明涉及打印机领域，具体而言，涉及一种用于点阵式打印头的检测方法和装置。

背景技术

当前，点阵式打印机广泛应用于银行、超市等领域。点阵式打印机的工作原理是通过打印头内驱动线圈的磁动力驱动打印针将色带上的墨汁击打到介质上，形成图像、文字，由于利用打印针的物理冲击力进行打印，因此打印信息可以长时间保存。

在打印头工作过程中，随着工作时间的增加，打印针驱动线圈温度会不断升高。当温度升高到超过其允许的最高值时，驱动线圈电阻会突然变小，打印头驱动线圈因电流变大而很快永久性损坏，继续使用损坏的驱动线圈打印很容易因长时间过流而烧毁打印头驱动电路。

现有技术提供了一种点阵式打印机打印头保护方法，通过检测打印头的温度变化，当打印头的温度比较高时降低打印速度，打印头温度降低后再以正常打印速度打印。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中由于点阵式打印头的损坏是一个渐变的过程，连续的出针打印使得使用最频繁的打印针的驱动线圈温度最先上升，然后是其他打印针的驱动线圈温度上升，而现有的检测方法是测试打印头的整体温度，而不能检测打印头内某一个或某几个驱动线圈的温度变化，导致检测打印头温度的方法由于不能实时准确地检测打印头的状态而造成打印头的损坏。

发明内容

本发明旨在提供一种用于点阵式打印头的检测方法和装置，能够解决现有技术中检测打印头温度的方法由于不能实时准确地检测打印头的状态而造成打印头损坏的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种用于点阵式打印头的检测方法，包括以下步骤：测试点阵式打印头的驱动线圈的电阻；根据电阻确定点阵式打印头的状态。

在本发明的实施例中，还提供了一种用于点阵式打印头的检测装置，包括：测试模块，用于测试点阵式打印头的驱动线圈的电阻；状态分析模块，用于根据测试模块测试的电阻确定点阵式打印头的状态。

在本实施例中，通过测试点阵式打印头的驱动线圈的电阻，实时检测点阵式打印头的驱动线圈的使用状况，进而根据驱动线圈的状态确定点阵式打印头的状态，达到了实时准确地检测点阵式打印头状态的目的，克服了现有技术中检测打印头温度的方法由于不能实时准确地检测打印头的状态而造成打印头损坏的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的用于点阵式打印头的检测方法流程图；

图2示出了根据本发明一个实施例的驱动线圈电压测试流程图；

图3示出了根据本发明一个实施例的点阵式打印头状态分析流程图；

图4示出了根据本发明一个实施例的根据点阵式打印头异常状态对打印方式进行调整的流程图；

图5示出了根据本发明一个实施例的用于点阵式打印头的检测装置模块图；

图6示出了根据本发明一个实施例的测试模块的电路示意图；

图7示出了根据图6实施例的所有打印针关闭时的打印头检测电路示意图；

图8示出了根据图6实施例的只对一路打印针进行测试时的打印头检测电路示意图；

图9示出了将图6实施例中的驱动线圈等效为电感的标识示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图1示出了根据本发明一个实施例的用于点阵式打印头的检测方法流程图，包括以下步骤：

S102，测试点阵式打印头的驱动线圈的电阻；

S104，根据电阻确定点阵式打印头的状态。

优选地，在上述检测方法中，测试点阵式打印头的驱动线圈的电阻具体包括：关闭点阵式打印头的工作电源，采用测试电路逐一对所述驱动线圈供电，将测试电路的测试电压记录为第一测试电压；将第一测试电压转换为驱动线圈的导通电阻Ron。

在本实施例中，通过关闭点阵式打印头的工作电源，防止打印头在检测过程中将打印针伸出；同时，在逐一对驱动线圈供电进行测试时，由于测试电源的电压较低，驱动线圈通过的电流很小，点阵式打印头不会出针打印。

优选地，在上述检测方法中，根据电阻确定点阵式打印头的状态具体包括：如果Ron＜R₁，记录驱动线圈为故障状态；如果Ron＞Rh，记录驱动线圈为异常状态；其中，R₁为驱动线圈故障时的电阻值，Rh为驱动线圈产生异常时的电阻值。

例如，在本发明的一个实施例中，将第一测试电压转换为驱动线圈的导通电阻Ron，Ron＝Rref×Vm₁/(Vcc-Vm₁)，其中，Vm₁为第一测试电压，Vcc为测试电路的工作电压，Rref为参考电阻的阻值；对开路电阻与导通电阻进行分析，确定点阵式打印头的状态。

优选地，上述测试方法中，在测试第一测试电压之前，还包括以下步骤：断开点阵式打印头的所有驱动线圈；将驱动线圈开路时测试电路的测试电压记录为第二测试电压；将第二测试电压转换为驱动线圈的开路电阻Roff。

例如，在本发明的一个实施例中，将第二测试电压转换为驱动线圈的开路电阻Roff，Roff＝Rref×Vm₂/(Vcc-Vm₂)，其中，Vm₂为第二测试电压，Vcc为测试电路的工作电压，Rref参考电阻的阻值。

优选地，在上述测试方法中，根据电阻确定点阵式打印头的状态包括：如果Roff＜Rm，记录驱动电路为短路状态，停止对点阵式打印头的测试；其中，Rm为所有驱动线圈断开时点阵式打印头的开路电阻理论值。

图2示出了根据本发明一个实施例的驱动线圈电阻测试流程图，包括以下步骤：

S202，关闭打印头工作电源，防止打印头在检测过程中出针；

S204，不选择任何的打印针驱动线圈，即断开打印头的所有驱动线圈；

S206，测量驱动线圈开路时的开路电阻Roff；

S208，对一路驱动线圈供电，即通过打印针控制信号选择该打印针的驱动线圈使其接通测试电源，由于测试电源的电压很低，线圈通过的电流很小，因此不会出针打印；

S210，测量驱动线圈的导通电阻Ron；

S212，断开该路驱动线圈，防止对其他驱动线圈进行测试时产生影响；

S214，判断所有驱动线圈是否测试完，如果没有测试完，则转到步骤S208继续下一路驱动线圈的测试；如果所有驱动线圈都测试完，则进入测试阻值的分析处理过程。

图3示出了根据本发明一个实施例的点阵式打印头状态分析流程图，包括以下步骤：

S302，对驱动电路的开路电阻Roff进行处理，如果Roff＜Rm，则转到步骤S308记录驱动电路短路，测试阻值的处理过程结束；否则，转到步骤S304继续下一步判断处理；

S304，对导通电阻Ron进行处理，如果Ron＜R1，则转入步骤S310记录该路驱动线圈已发生故障；否则进行步骤S306的判断处理；

S306，如果导通电阻Ron＞Rh，则转入步骤S312记录该驱动线圈发生异常；否则，记录该驱动线圈正常；

S314，判断所有的驱动线圈的导通电阻Ron是否都处理完。如果未处理完，则转到步骤S304继续进行下一路驱动线圈的导通电阻的处理；否则，驱动线圈测试阻值的处理过程结束。

如果所有驱动线圈的导通电阻Ron均在正常范围内，即R1≤Ron≤Rh，则表示打印头所有驱动线圈都正常，可以正常打印；只要有一路驱动线圈的线圈电阻处于故障范围，即Ron＜R1，则表示打印头线圈已出现故障，如线圈绝缘材料融化等引起线圈电阻明显变小等，继续打印存在烧毁驱动电路的风险；只要有一路驱动线圈的线圈电阻处于异常范围，即Ron＞Rh，则表示该路驱动线圈发生异常，如打印头明显过热等，需要采取适当措施来保护驱动线圈，防止驱动线圈异常状态的延续，从而突变为不可恢复的故障状态而导致不能使用。

优选地，在上述检测方法中，还包括以下步骤：当驱动线圈为故障状态时，断开相应的驱动线圈，并采用其它的驱动线圈进行补偿打印；当驱动线圈为异常状态时，降低点阵式打印头的打印速度；当驱动电路为短路状态时，禁止点阵式打印头继续打印。

在本实施例中，通过实时检测打印头驱动线圈的工作状况，在出现异常时立即报警，并进而采取相应的措施，防止异常的进一步加深，让打印头从异常状况下恢复正常，根据已调整的打印方式对打印数据进行打印。例如，当出现打印头故障时，可以关闭故障部分的驱动电路，防止烧毁打印头线圈、烧毁驱动电路等。

如果所有驱动线圈的导通电阻Ron均在正常范围内，即R1≤Ron≤Rh，测试结果为点阵式打印头处于正常状态，则不进行任何处理。

图4示出了根据本发明一个实施例的根据点阵式打印头异常状态对打印方式进行调整的流程图，包括以下步骤：

S401，测试结果是否为驱动电路短路。如果驱动电路短路则由步骤S404报警驱动电路短路，并关闭打印头电源；再由步骤S405把打印方式调整为禁止打印；如果驱动电路未短路，则进行下一步判断；

S402，判断是否有驱动线圈损坏。如果有驱动线圈损坏，则由步骤S406报警驱动线圈损坏，关闭该打印针驱动线圈；再由步骤S407把打印方式调整为补偿打印，由其他正常打印针对损坏的打印针进行补偿，延长打印头的使用寿命；如果没有驱动线圈损坏，则继续进行下一步处理；

S403，判断是否有驱动线圈异常，如果有驱动线圈发生异常，则由步骤S408报警驱动线圈异常，再由步骤S409把打印方式调整为降速打印，对打印头进行保护使用，使打印头尽快恢复到正常状态，防止打印针驱动线圈的进一步恶化。降速打印的方法有很多，可以采用逐渐降速的方式或打印头单向打印方式等；如果没有驱动线圈发生异常，则由步骤S410不进行打印头报警，打印头及其驱动电路正常。再由步骤S411把打印方式调整为正常打印，表示打印头良好，可以继续正常使用。

对打印方式进行调整的目的是，在打印头驱动电路出现短路等严重故障时，禁止打印，防止烧毁打印头；在驱动线圈发生故障时，屏蔽发生故障的打印针，可以采用补偿措施补偿发生故障的打印针，继续进行打印；当驱动线圈出现异常时，采取适当措施，如减速打印、单向打印、或间歇打印等，让驱动线圈迅速恢复到正常状态，防止异常状态的恶化；当打印头一切正常时，不需要采取任何措施，打印头正常使用。

图5示出了根据本发明一个实施例的用于点阵式打印头的检测装置模块图，包括：

测试模块10，用于测试点阵式打印头的驱动线圈的电阻；

状态分析模块20，用于根据测试模块10测试的电阻确定点阵式打印头的状态。

优选地，在上述检测装置中，测试模块具体包括：第一测试单元，用于在对驱动线圈供电的情况下，逐一测试并记录驱动线圈的第一测试电压；第一计算单元，用于将第一测试电压转换为驱动线圈的导通电阻Ron；

优选地，在上述检测装置中，测试模块还包括：第二测试单元，用于在关闭点阵式打印头的工作电源以及断开点阵式打印头的所有驱动线圈的情况下，测试并记录驱动线圈开路时的第二测试电压；第二计算单元，用于将第二测试电压转换为驱动线圈的开路电阻Roff。

优选地，在上述检测装置中，还包括：报警单元，用于当点阵式打印头状态异常时，发出预先设定的警报；异常处理单元，用于当点阵式打印头状态异常时，执行预先设定的动作。

例如，通过实时检测打印头驱动线圈的工作状况，在出现异常时立即报警，并进而采取相应的措施，防止异常的进一步加深，让打印头从异常状况下恢复正常，根据已调整的打印方式对打印数据进行打印。例如，当出现打印头故障时，可以关闭故障部分的驱动电路，防止烧毁打印头线圈、烧毁驱动电路等。

如果所有驱动线圈的导通电阻Ron均在正常范围内，即R1≤Ron≤Rh，测试结果为点阵式打印头的状态正常，则不进行任何处理。

图6示出了根据本发明一个实施例的测试模块的电路示意图，如图6所示，打印头测试模块包括4部分，分别为打印头的供电控制部分1、打印头等效电路3，打印头驱动电路4及检测电路部分2，还包括2个供电电源，分别是给打印头提供电源的高压电源5和给检测电路提供电源的低压电源6，为描述方便，将低压电源6的电压值记作Vcc。其中，打印头的供电控制部分1包括控制信号OPEN的上拉电阻R1、作为开关使用的MOS晶体管Q1，打印头的工作电源由高压电源5通过MOS晶体管Q1提供给打印针驱动线圈；打印头等效电路3包括所有打印针的驱动线圈，如图中的驱动线圈31、32、3n，打印头的驱动线圈等效为图9所示的电感标识，具有一定的电阻值，通常在几欧到几十欧之间，线圈通电则打印针从打印头中弹出，在介质上打印出信息，线圈断电则打印针回收到打印头内，准备下一次打印；打印头驱动电路4，控制打印头线圈是否供电，由多个MOS晶体管组成，每个MOS晶体管驱动一个线圈，如MOS晶体管41驱动打印针线圈31，每个打印针的驱动线圈与该线圈的驱动MOS晶体管串行联接为一组，各组之间并行联接，每个驱动MOS晶体管的导通、关断由打印针控制信号S1、S2、Sn控制，打印针控制信号为高电平则驱动MOS晶体管导通、打印针线圈通电，印针控制信号为低电平则驱动MOS晶体管关断、打印针线圈断电；检测电路部分2包括参考电阻Rref和二极管D1，二极管D1设置在参考电阻Rref和打印头等效电路之间，二极管D1把低压工作的检测电路部分与高压工作的线圈驱动电路部分进行隔离，保护检测电路。

由于打印针线圈异常时其阻值会发生明显的变化，从而引起其电压发生明显变化，因此，通过测试打印针线圈对低压电源6的分压值，把分压值转换为打印针线圈的测试阻值R，把R与打印针线圈正常情况下的理论阻值进行比较，就可以判断打印针线圈是否正常，该测试电压Vm由信号CHECK输出。需要说明的是，由于在线圈的导通、断开过程中会产生较高的反向电压，因此二极管D1必须保证足够大的反向耐压值，同时由于二极管D1在导通时有一定的压降，对测试结果的准确性会产生一定影响，因此要选择反向耐压高、导通电压尽量小的二极管。高压电源5的电压值明显高于低压电源6，其电压值由打印头的设计参数确定，通常为24V；而低压电源6的电压值由测试电路确定，一般为3.3V或2.5V等甚至更低。

打印头进行打印时，首先由供电控制部分1向打印头线圈3提供高压电源5，然后由打印头驱动电路4根据打印针控制信号给要打印的打印针线圈通电；不进行打印时，断开所有打印针线圈的驱动MOS晶体管，使打印针线圈断电；在打印头空闲时，还要由供电控制部分1断开高压电源5，保护打印针驱动电路，防止因打印针控制信号的误操作引起打印头的误出针；只有在断开高压电源5的情况下才对打印头进行测试，防止在测试过程中打印头出针打印。

打印头的具体工作过程如下，当打印头进行打印时，由控制信号OPEN控制MOS晶体管Q1导通，使高压电源5通过导通的Q1给打印头线圈供电；然后，根据要打印的点(dot或pixel)由打印针控制信号S1、S2、Sn使相应的驱动MOS晶体管41、42、4n导通，在相应的打印针驱动线圈31、32、3n接通高压电源5时，打印针出针打印。当收回打印针时，通过针控制信号关断相应的驱动MOS晶体管使线圈断电。当打印头空闲时，控制信号OPEN控制MOS晶体管Q1关闭，断开工作高压电源5，保证打印头的所有线圈都不通电。

测试部分的工作电源由低压电源6提供，测试电压Vm由信号CHECK输出。进行电压检测时，先由控制信号OPEN控制MOS晶体管Q1关闭，断开高压电源5，防止对线圈进行选通测试时造成打印针出针现象；然后根据测试需要，通过针控制信号S1、S2、Sn逐一选择要测试的打印针线圈，使该打印针驱动电路MOS晶体管导通，随后测试线圈电阻与参考电阻Rref对低压电源6的分压值即测试电压Vm，由信号CHECK输出，最后利用公式R＝Rref×Vm/(Vcc-Vm)把测试电压Vm转换为测试电阻R以进行分析处理。

由于MOS管导通时的电阻非常小、断开时的电阻非常大，因此可以把其等效为一个开关，导通时相当于开关关闭、关断时相当于开关断开。当所有线圈都不选通时，其等效的检测电路如图3-1所示，此时所有的MOS晶体管都等效为一个断开的开关，进行测试测试时，如果测试结果为线圈导通，则表示打印头线圈的驱动电路损毁，即MOS晶体管(41、42、4n)中有短路的，也许已被瞬间高电压击穿。当对单路线圈进行测试时，其等效的检测电路如图3-2所示，此时只有线圈31导通，线圈电阻发生变化时，其测试电压CHECK也会发生变化。参考电阻Rref的阻值，其优选的取值大约等于正常线圈电阻值，阻值太大，因线圈阻值变化而引起测试电压变化的变化幅度变小；阻值太小，因线圈电阻值变化而引起测试电压变化的变化幅度过大；电阻Rref的阻值取值过大、过小都不利于在线圈电阻的变化范围内准确的跟踪其变化。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于点阵式打印头的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

测试所述点阵式打印头的驱动线圈的电阻；

根据所述电阻确定所述点阵式打印头的状态。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，测试点阵式打印头的驱动线圈的电阻具体包括：

关闭点阵式打印头的工作电源，采用测试电路逐一对所述驱动线圈供电，将所述测试电路的测试电压记录为第一测试电压；

将所述第一测试电压转换为所述驱动线圈的导通电阻Ron。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，根据所述电阻确定所述点阵式打印头的状态具体包括：

如果Ron＜R₁，记录所述驱动线圈为故障状态；

如果Ron＞Rh，记录所述驱动线圈为异常状态；

其中，R₁为所述驱动线圈故障时的电阻值，Rh为所述驱动线圈产生异常时的电阻值。

4.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，在测试所述第一测试电压之前，还包括以下步骤：

断开所述点阵式打印头的所有驱动线圈；

将所述驱动线圈开路时测试电路的测试电压记录为第二测试电压；

将所述第二测试电压转换为所述驱动线圈的开路电阻Roff。

5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，根据所述电阻确定所述点阵式打印头的状态包括：

如果Roff＜Rm，记录驱动电路为短路状态，停止对所述点阵式打印头的测试；

其中，所述Rm为所有所述驱动线圈断开时所述点阵式打印头的开路电阻理论值。

6.根据权利要求3或5所述的检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当所述驱动线圈为故障状态时，断开所述驱动线圈，并采用其它的驱动线圈进行补偿打印；

当所述驱动线圈为异常状态时，降低所述点阵式打印头的打印速度；

当所述驱动电路为短路状态时，禁止所述点阵式打印头继续打印。

7.一种用于点阵式打印头的检测装置，其特征在于，包括：

测试模块，用于测试所述点阵式打印头的驱动线圈的电阻；

状态分析模块，用于根据所述测试模块测试的所述电阻确定所述点阵式打印头的状态。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述测试模块具体包括：

第一测试单元，用于在采用测试电路对所述驱动线圈供电的情况下，逐一测试并记录所述驱动线圈的第一测试电压。

第一计算单元，用于将所述第一测试电压转换为所述驱动线圈的导通电阻Ron；

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述测试模块还包括：

第二测试单元，用于在关闭点阵式打印头的工作电源以及断开所述点阵式打印头的所有驱动线圈的情况下，测试并记录所述驱动线圈开路时的第二测试电压；

第二计算单元，用于将所述第二测试电压转换为所述驱动线圈的开路电阻Roff。

10.根据权利要求7-9任一项所述的检测装置，其特征在于，还包括：

报警单元，用于当所述点阵式打印头状态异常时，发出预先设定的警报；

异常处理单元，用于当所述点阵式打印头状态异常时，执行预先设定的动作。