CN102107561B - 打印质量智能监控方法、应用该方法的打印机和打印系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有打印质量智能监控功能的打印机，包括：送纸机构、打印装置、扫描装置、打印控制装置、扫描控制装置、标准参数存储装置和比较装置，其中：打印控制装置控制送纸机构和打印装置的操作，在打印纸上打印测试图像；扫描控制装置控制送纸机构和扫描装置的操作，扫描在打印纸上打印的测试图像并获得测试图像参数；标准参数存储装置存储标准图像参数；并且比较装置比较测试图像参数和标准图像参数，以判断打印机是否出现故障。

Description

打印质量智能监控方法、应用该方法的打印机和打印系统

技术领域

本发明涉及打印质量智能监控方法、应用该方法的打印机和打印系统。

背景技术

随着电子信息技术的发展，条码技术、二维码技术、加密光学识别字符技术、实质凭证的电子影像保存等技术正在各个领域得到越来越广泛的应用。这些应用的一般性原理是通过打印机在打印介质上打印图像，然后利用电子装置对图像进行识别以获得图像所包含的信息。识别过程的成功与否在很大程度上取决于打印成像的质量。

打印机一般基于喷涂(如喷墨打印机)、转印(如热转印打印机)、灰度转移(如针式打印机)、热压敏(如热敏、针式打印机)响应等成像原理来打印图像。但在实际操作中，往往由于喷嘴堵塞、热敏器件损坏、击打针响应不良、转移介质灰度下降等原因造成打印图像缺失、失真、模糊。

例如，在地税行业中广泛地使用针式打印机进行二维码的打印。针式打印机利用打印针在合理的行程内击打具有一定灰度的色带，从而使得色带在纸张表面留下印点，印点的组合形成字符、图像。

当色带的灰度过低时，色带能转移到纸张上的灰度就会很少，打印效果将缺乏对比度，如图1A所示。其中，左侧是色带灰度较低时打印出来的全黑图像，右侧是色带灰度较高时打印出来的全黑图像。当色带灰度过低时，打印出来的字符、图像整体灰度不均或灰度过低。

当某个打印针断掉、磁激励失效，该针将无法形成击打，而形成漏点，在图像上表现为横向缺了一行，如图1B所示。如果多根针出现这种问题，将使得图像有内容缺失。

在双向打印的针式打印机中，在每行回车时，色带驱动齿轮都会进行一次切换，以保证色带芯能不断的运转。如果色带驱动齿轮切换不良，在高速回车时色带将停止转动，引起回车后起始打印部分的灰度变淡，如图1C所示。在此情况下，位于回车的起始位处的打印图像的灰度不足。

此外，双向打印机的机构误差会在自左往右的打印图像和自右往左的打印图像之间造成错位，这种情况称为成列度不良，如图1D所示。在图1D中，左侧是成列度不良时的英文打印结果，右侧是成列度不良时的全黑图像打印结果。如图1D所示，当打印机的成列度不良时，打印结果将出现上下行错位。

当打印机出现例如以上所述的故障时，打印图像的质量将会降低，从而导致识别设备难以正确识别出打印图像。现有的打印机一般不具有打印质量监控功能，而是通过人工对打印图像进行检查来判断打印机是否出现故障。人工检查的缺点在于操作不便，而且无法统一判断标准。为此，需要有一种打印质量智能监控技术，用于对打印质量进行自动监控，以防止当这些故障存在的时候，依然进行一些对打印效果具有高要求的打印操作。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的第一方面提供了一种具有打印质量智能监控功能的打印机，包括：送纸机构、打印装置、扫描装置、打印控制装置、扫描控制装置、标准参数存储装置和比较装置，其中：打印控制装置控制送纸机构和打印装置的操作，在打印纸上打印测试图像；扫描控制装置控制送纸机构和扫描装置的操作，扫描在打印纸上打印的测试图像并获得测试图像参数；标准参数存储装置存储标准图像参数；并且比较装置比较测试图像参数和标准图像参数，以判断打印机是否出现故障。

本发明的第二方面提供了包括如本发明第一方面所述的打印机和与打印机相连接的宿主的打印系统。

本发明的第三方面提供了一种具有打印质量智能监控功能的打印机，包括：送纸机构、打印装置、扫描装置、打印控制装置和扫描控制装置，其中：打印控制装置控制送纸机构和打印装置的操作，在打印纸上打印测试图像；并且扫描控制装置控制送纸机构和扫描装置的操作，扫描在打印纸上打印的测试图像并获得测试图像参数。

本发明的第四方面提供了一种打印系统，包括如本发明第三方面所述的打印机和与所述打印机相连接的宿主，所述宿主包括标准参数存储装置和比较装置，其中：标准参数存储装置存储标准图像参数；并且比较装置比较测试图像参数和标准图像参数，以判断打印机是否出现故障。

本发明的第五方面提供了一种打印质量智能监控方法，包括：打印测试图像；扫描测试图像并提取测试图像参数；将测试图像参数与标准图像参数相比较，以判断打印机是否存在故障。

附图说明

图1A示出了色带灰度过低时的打印图像。

图1B示出了打印针失灵时的打印图像。

图1C示出了某一根色带驱动不良时的打印图像。

图1D示出了成列度不良时的打印图像。

图2示出了根据本发明实施例的打印质量智能监控方法。

图3A示出了根据本发明实施例的对色带灰度的测试。

图3B示出了根据本发明实施例的对打印针故障的测试。

图3C示出了根据本发明实施例的色带驱动不良的测试。

图3D示出了根据本发明实施例的成列度不良的测试。

图3E示出了根据本发明实施例的用于打印针故障测试的测试图像。

图4示出了根据本发明实施例的包括打印机和宿主的打印系统。

图5示出了根据本发明实施例的包括打印机和宿主的另一打印系统。

具体实施方式

图2示出了根据本发明实施例的打印质量智能监控方法。如图2所示，该方法开始于步骤S20。在步骤S21，打印机打印预先设定的测试图像。在步骤S22，扫描测试图像并提取测试图像参数。在步骤S23，将测试图像参数与标准图像参数相比较，以确定打印机是否存在故障。在步骤S24，该方法结束。

其中，可以针对不同故障设置相应的标准图像参数并提取相应的测试图像参数。标准图像参数可以存储在打印机存储芯片中，并且由打印机CPU执行所述比较操作。标准图像参数也可以存储在打印机的宿主(例如与打印机相连的计算机)中，并且由该宿主执行所述比较操作。

当标准图像参数存储在打印机存储芯片中，并且由打印机CPU执行所述比较操作时，打印机CPU将比较结果自动记录在打印机存储芯片内，并自动计算下一次的自动检测时机。如果发现测试图像参数与标准图像参数不符，则CPU可以控制打印机的指示灯报错，或者如果测试图像参数与标准图像参数严重不符，例如，如果二者之间的偏差大于预先设置的阈值，则强行禁止打印。

当标准图像参数存储在打印机的宿主中，并且由该宿主执行所述比较操作时，打印机传感器将获得的测试图像参数通过打印机接口(双向并口、USB口、串口、蓝牙等)，向宿主传送。宿主将测试图像参数与标准图像参数进行比较，将结果以对话框、提示语的形式反馈在人机界面上，并提示处理的建议、方法。当测试图像参数与标准图像参数严重不符时，可以直接禁止宿主和打印机的驱动程序连接，并提示用户排除故障。

以下结合附图3A-3D，针对几种示例性的故障来说明本发明的原理。

参考图3A，描述根据本发明实施例的对色带灰度的测试。如图3A所示，根据本发明实施例的打印机具有扫描装置，所述扫描装置可以是固定传感器303，也可以是移动传感器304。当扫描装置是固定传感器303时，其被设置于水平方向的打印区间范围内，并且位于能促使纸张平整的纸道范围内。当扫描装置是移动传感器304时，位于能在打印机水平方向整幅面移动的移动载体(例如打印头字车302)上，并且位于能促使纸张平整的纸道范围内。其中，所述“水平方向”是与打印机送纸方向垂直的方向。所述传感器可以是开关式光电传感器(其具有开关式的光-电响应曲线，当入射光信号达到一个阈值时，电压产生逻辑跳变)、线性光电传感器(其具有线性的光-电响应曲线)，或任何能够对图像执行扫描操作以获得图像的灰度值的装置。

在测试色带灰度时，首先打印测试图像，该测试图像可为任意形式，如方形的全黑图像。

当使用固定传感器303时，通过送纸机构301将测试图像传送到与固定传感器303相对应的位置。当使用移动传感器304时，送纸机构301与字车302协同运动，使测试图像与移动传感器304位于相对应的位置。然后，传感器执行扫描操作，获得测试图像参数，即测试图像的灰度值。将测试图像的灰度值与预先设定的标准灰度值相比较，以判断打印机是否出现色带灰度过低的故障。

或者，可以通过送纸机构301的送纸操作、字车302的水平运动、或送纸机构301的送纸操作与字车302的水平运动的结合，使测试图像与传感器的相对位置偏移，以便检测测试图像的另一位置处的灰度值。可以规定当超过若干个位置处的灰度值低于标准灰度值时，判定打印机出现色带灰度过低的故障。

参考图3B，描述根据本发明实施例的对打印针故障的测试。在图3B中，与图3A中相同的部分被标以相同的附图标记，并省略对其的说明。

对打印针故障的测试可以在色带灰度测试之后进行。在测试打印针故障时，首先打印测试图像。该测试图像的主体是分别由每一根打印针单独打印获得的图像的组合，如图3B所示。或者，可以在测试图像主体的前后追加用于标识检测开始和结束的图像，例如全部针共同打印出的图像，作为检测开始和结束的标志，如图3E所示。

当使用固定传感器303时，通过送纸机构301将测试图像传送到与固定传感器303相对应的位置。通过送纸机构301的送纸操作，使每根针打印形成的图像依次被传感器检测，以获得每根针打印形成的图像的灰度值。将获得的灰度值与预先设定的标准灰度值相比较，如果低于标准灰度值，则判定相应的打印针出现故障。

当使用移动传感器304时，通过送纸机构301的送纸操作和字车302的水平运动将测试图像传送到与移动传感器304相对应的位置。可以通过送纸机构301的送纸操作、字车302的水平运动、或送纸机构301的送纸操作与字车302的水平运动的结合，使每根针打印形成的图像依次被传感器检测，以获得每根针打印形成的图像的灰度值。将获得的灰度值与预先设定的标准灰度值相比较，如果低于标准灰度值，则判定相应的打印针出现故障。

或者，在测试每根针打印形成的图像时，可以通过送纸机构301的送纸操作、字车302的水平运动、或送纸机构301的送纸操作与字车302的水平运动的结合将图像的检测位置稍微偏移，以检测另一位置处的灰度值。如果对于某根针打印形成的图像有超过若干个位置处的灰度值低于标准灰度值，则判定相应的打印针出现故障。

参考图3C，描述根据本发明实施例的色带驱动不良的测试。在图3C中，与图3A中相同的部分被标以相同的附图标记，并省略对其的说明。

对色带驱动不良的测试可以在色带灰度测试和打印针故障测试之后进行。在测试色带驱动时，首先打印测试图像。该测试图像是在双向打印模式下打印的至少带一次由右到左回车及一次由左到右回车的全黑图像，例如三行全黑图像，如图3C所示。

通过送纸机构301的送纸操作，将第一个回车后打印的检测图像(如第二行)移动到和移动传感器304水平的位置。移动传感器304移动经过该行(如：第二行)检测图像，得到沿该行(如：第二行)检测图像均匀分布的一组灰度值。通过送纸机构304的送纸操作，将检测图像的下一行(如：第三行)移动到和移动传感器304水平的位置。移动传感器304移动经过该行(如：第三行)检测图像，得到沿该行(如：第三行)检测图像均匀分布的一组灰度值。

对于第二行检测图像，将具有稳定灰度值的黑色图像的长度与预先设定的标准长度相比较，如果具有稳定灰度值的黑色图像的长度小于标准长度，则判定与第二行对应的字车运动方向的色带驱动存在故障。类似地，对于第三行检测图像，将具有稳定灰度值的黑色图像的长度与预先设定的标准长度相比较，如果具有稳定灰度值的黑色图像的长度小于标准长度，则判定与第三行对应的字车运动方向的色带驱动存在故障。通过以上两次回车状态的判断，可判别色带驱动在自右往左切换和自左往右切换时，是否有某一方向或双方向均存在不良。

或者，对于每一行测试图像，可以通过送纸机构301的送纸操作，获得不同水平位置的多组灰度值。如果某一行有超过若干组灰度值所对应的具有稳定灰度值的黑色图像的长度小于标准长度，则判定与该行对应的字车运动方向的色带驱动存在故障。

参考图3D，描述根据本发明实施例的成列度不良的测试。在图3D中，与图3A中相同的部分被标以相同的附图标记，并省略对其的说明。

对成列度不良的测试可以在色带灰度测试、打印针故障测试和色带驱动故障测试之后进行。在测试成列度不良时，首先打印测试图像。该测试图像是在双向打印模式下打印的至少带一次由右到左回车及一次由左到右回车的全黑图像，例如三行全黑图像，该三行全黑图像的打印数据都是两边线(垂直方向)对齐的，如图3D所示。

通过送纸机构301的送纸操作，将第一个回车后打印的检测图像(如第二行)移动到和移动传感器304水平的位置。移动传感器304从承载扫描器件的移动载体的初始位置传感器(如打印机字车的初始位置传感器)向测试图像运动，直到遇到第一个回车后打印的检测图像(如第二行测试图像)的边缘，记录从初始位置传感器的位置到测试图像边缘的距离，或移动传感器304从初始位置传感器的位置运动到测试图像边缘所花费的时间。

使移动传感器304回到其初始位置，通过送纸机构301的送纸操作，将检测图像的下一行(如：第三行)移动到和移动传感器304水平的位置。移动传感器304从其初始位置向测试图像运动，直到遇到下一行(如：第三行)测试图像的边缘，记录从初始位置传感器的位置到测试图像边缘的距离，或移动传感器304从初始位置传感器的位置运动到测试图像边缘所花费的时间。

将获得的距离或时间数据与预先设定的标准距离或时间数据相比较，如果二者不一致，则判定存在成列度不良的问题。

或者，对于每一行的测试可以在不同水平位置重复多次。如果对于某一行所获得的超过若干个距离或时间数据与预先设定的标准距离或时间数据不一致，则判定存在成列度不良的问题。

图4示出了根据本发明实施例的打印机400和打印机宿主410。打印机400包括送纸机构401、打印装置402、扫描装置403、打印控制装置404、扫描控制装置405、标准参数存储装置406和比较装置407。打印机宿主410例如是与打印机400相连接的计算机。

其中，打印控制装置404控制送纸机构401和打印装置402的操作，在打印纸上打印图像。在执行打印质量监控时，打印控制装置控制送纸机构401和打印装置402的操作，在打印纸上打印测试图像。

扫描控制装置405控制送纸机构401和扫描装置403的操作，扫描打印纸上的图像。在执行打印质量监控时，打印控制装置控制送纸机构401和扫描装置403的操作，扫描在打印纸上打印的测试图像并获得与包括色带灰度测试、打印针故障测试、色带驱动故障测试和成列度不良测试的各种测试相关的测试图像参数，例如测试图像的灰度值、每根针打印形成的图像的灰度值、具有稳定灰度值的黑色图像的长度、从传感器初始位置到测试图像边缘的距离，或传感器从其初始位置运动到测试图像边缘所花费的时间。

标准参数存储装置406存储与包括色带灰度测试、打印针故障测试、色带驱动故障测试和成列度不良测试的各种测试相关的标准图像参数，例如标准灰度值、具有稳定灰度值的黑色图像的标准长度、从传感器初始位置到测试图像边缘的标准距离，或传感器从其初始位置运动到测试图像边缘所花费的标准时间。

比较装置407将来自扫描控制装置403的测试图像参数与来自标准参数存储装置406的标准图像参数相比较，根据比较结果确定打印机是否出现故障。

根据本发明实施例的打印机还可以包括例如指示灯等故障指示器，用于在打印机出现故障时提示用户。根据本发明实施例的打印机还可以包括操作面板，用于在打印机出现故障时显示故障类别信息。

根据本发明实施例的打印机可以包括打印禁止装置，当比较装置407的比较结果表明测试图像参数与标准图像参数严重不符时，例如，如果二者之间的偏差大于预先设置的阈值，则强行禁止打印。

图5示出了根据本发明另一实施例的打印机500和打印机宿主510。其中，送纸机构501、打印装置502、扫描装置503、打印控制装置504、扫描控制装置505、标准参数存储装置516和比较装置517的操作与送纸机构401、打印装置402、扫描装置403、打印控制装置404、扫描控制装置405、标准参数存储装置406和比较装置407的操作类似，在此省略对其的说明。

打印机宿主510例如是与打印机500相连接的计算机。该实施例与图4所示实施例的区别在于标准参数存储装置516和比较装置517位于打印机宿主中。打印机宿主可以提供人机界面，将比较装置517的比较结果以对话框、提示语的形式反馈在人机界面上，并提示处理的建议、方法。

打印机宿主可以包括打印禁止装置，当比较装置517的比较结果表明测试图像参数与标准图像参数严重不符时，例如，如果二者之间的偏差大于预先设置的阈值，则强行禁止打印。

根据本发明的打印机或打印系统还可以包括监控设置装置，用户可以通过操作监控设置装置启动或禁用打印质量智能监控功能。

本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的各种装置可以在单个器件中实现，也可以以多个器件的组合的形式实现；可以用软件实现，也可以用硬件、固件或软件、硬件、固件的适当组合来实现。

虽然已经对本发明的实施例进行了描述，对本领域的技术人员而言，对其所做的各种变化和修改都包含在所附的权利要求的范围之内。

Claims (28)

1.一种具有打印质量智能监控功能的打印机，包括：送纸机构、打印装置、扫描装置、打印控制装置、扫描控制装置、标准参数存储装置和比较装置，其中：

所述扫描装置包括承载有扫描器件的移动载体；

打印控制装置控制送纸机构和打印装置的操作，在打印纸上打印测试图像，测试图像包括两边线对齐的并且至少有一次由右到左回车及一次由左到右回车的全黑图像；

扫描控制装置控制送纸机构和扫描装置的操作，扫描在打印纸上打印的测试图像并获得测试图像参数，测试图像参数包括承载扫描器件的移动载体的初始位置传感器到测试图像边缘的距离，或承载扫描器件的移动载体从该传感器位置运动到测试图像边缘所花费的时间；

标准参数存储装置存储标准图像参数，标准图像参数包括从该传感器位置到测试图像边缘的标准距离，或承载扫描器件的移动载体从该传感器位置运动到测试图像边缘所花费的标准时间；并且

比较装置比较测试图像参数和标准图像参数，以判断打印机是否出现故障。

2.根据权利要求1所述的打印机，其中测试图像参数还包括测试图像的灰度值，标准图像参数还包括标准灰度值。

3.根据权利要求1所述的打印机，其中测试图像还包括每根针单独打印形成的图像的组合，测试图像参数还包括每根针单独打印形成的图像的灰度值，标准图像参数还包括标准灰度值。

4.根据权利要求1所述的打印机，其中：

测试图像参数还包括具有稳定灰度值的黑色图像的长度，标准图像参数还包括具有稳定灰度值的黑色图像的标准长度。

5.根据权利要求4所述的打印机，其中测试图像是三行全黑图像。

6.根据权利要求1所述的打印机，其中测试图像是两边对齐的三行全黑图像。

7.根据权利要求1所述的打印机，还包括打印禁止装置，当比较装置的比较结果表明测试图像参数与标准图像参数之间的偏差大于预先设置的阈值时，强行禁止打印。

8.根据权利要求1所述的打印机，其中扫描控制装置控制扫描装置和送纸机构的操作，以获得相同类型的多个测试图像参数，并且当超过若干个测试图像参数与标准图像参数不符时，所述比较装置判定打印机出现故障。

9.根据权利要求1所述的打印机，还包括监控设置装置，用于通过操作监控设置装置启动或禁用打印质量智能监控功能。

10.一种打印系统，包括根据权利要求1所述的打印机和与所述打印机相连接的宿主。

11.一种打印系统，包括打印机和与所述打印机相连接的宿主，其中：

所述打印机包括：送纸机构、打印装置、扫描装置、打印控制装置和扫描控制装置，其中：

扫描装置包括承载有扫描器件的移动载体；

打印控制装置控制送纸机构和打印装置的操作，在打印纸上打印测试图像，测试图像包括两边线对齐的并且至少有一次由右到左回车及一次由左到右回车的全黑图像；并且

扫描控制装置控制送纸机构和扫描装置的操作，扫描在打印纸上打印的测试图像并获得测试图像参数，测试图像参数包括承载扫描器件的移动载体的初始位置传感器到测试图像边缘的距离，或承载扫描器件的移动载体从该传感器位置运动到测试图像边缘所花费的时间；

所述宿主包括标准参数存储装置和比较装置，其中：

标准参数存储装置存储标准图像参数，标准图像参数包括从该传感器位置到测试图像边缘的标准距离，或承载扫描器件的移动载体从该传感器位置运动到测试图像边缘所花费的标准时间；并且

比较装置比较测试图像参数和标准图像参数，以判断打印机是否出现故障。

12.根据权利要求11所述的打印系统，其中测试图像参数还包括测试图像的灰度值，标准图像参数还包括标准灰度值。

13.根据权利要求11所述的打印系统，其中测试图像还包括每根针单独打印形成的图像的组合，测试图像参数还包括每根针单独打印形成的图像的灰度值，标准图像参数还包括标准灰度值。

14.根据权利要求11所述的打印系统，其中：

测试图像参数还包括具有稳定灰度值的黑色图像的长度，标准图像参数还包括具有稳定灰度值的黑色图像的标准长度。

15.根据权利要求14所述的打印系统，其中测试图像是三行全黑图像。

16.根据权利要求11所述的打印系统，其中测试图像是两边对齐的三行全黑图像。

17.根据权利要求11所述的打印系统，还包括打印禁止装置，当比较装置的比较结果表明测试图像参数与标准图像参数之间的偏差大于预先设置的阈值时，强行禁止打印。

18.根据权利要求11所述的打印系统，其中扫描控制装置控制扫描装置和送纸机构的操作，以获得相同类型的多个测试图像参数，并且当超过若干个测试图像参数与标准图像参数不符时，所述比较装置判定打印机出现故障。

19.根据权利要求11所述的打印系统，还包括监控设置装置，用于通过操作监控设置装置启动或禁用打印质量智能监控功能。

20.一种打印质量智能监控方法，包括：

打印测试图像；

扫描测试图像并提取测试图像参数；

将测试图像参数与标准图像参数相比较，以判断打印机是否存在故障，其中

测试图像包括两边线对齐的并且至少有一次由右到左回车及一次由左到右回车的全黑图像，测试图像参数包括承载扫描器件的移动载体的初始位置传感器到测试图像边缘的距离，或承载扫描器件的移动载体从该传感器位置运动到测试图像边缘所花费的时间，标准图像参数包括从该传感器位置到测试图像边缘的标准距离，或承载扫描器件的移动载体从该传感器位置运动到测试图像边缘所花费的标准时间。

21.根据权利要求20所述的方法，其中测试图像参数还包括测试图像的灰度值，标准图像参数还包括标准灰度值。

22.根据权利要求20所述的方法，其中测试图像还包括每根针单独打印形成的图像的组合，测试图像参数还包括每根针单独打印形成的图像的灰度值，标准图像参数还包括标准灰度值。

23.根据权利要求20所述的方法，其中测试图像参数还包括具有稳定灰度值的黑色图像的长度，标准图像参数还包括具有稳定灰度值的黑色图像的标准长度。

24.根据权利要求23所述的方法，其中测试图像是三行全黑图像。

25.根据权利要求20所述的方法，其中测试图像是两边对齐的三行全黑图像。

26.根据权利要求20所述的方法，其中当比较结果表明测试图像参数与标准图像参数之间的偏差大于预先设置的阈值时，强行禁止打印。

27.根据权利要求20所述的方法，其中获得相同类型的多个测试图像参数，当超过若干个测试图像参数与标准图像参数不符时，判定打印机出现故障。

28.根据权利要求20所述的方法，其中通过用户设置来启动或禁用打印质量智能监控功能。

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