CN103112254A - 热敏头加热调节装置、方法及热敏打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热敏头加热调节装置、方法及热敏打印机，该热敏头加热调节装置，包括热敏头模块，该热敏头加热调节装置还包括纸仓内环境温度采集模块、热敏头本体温度采集模块、主控模块。本发明的有益效果是采用了设备纸仓内的温度传感器配合热敏头内置的热敏电阻，两者结合，具有更完善的设计，热敏头加热自动控制的准确性更高，从而能够长时间的进行清晰的打印。

Description

热敏头加热调节装置、方法及热敏打印机

技术领域

本发明涉及打印机领域，尤其涉及热敏头加热调节装置、方法及热敏打印机。

背景技术

热敏打印机技术最早在传真机上使用，其随着热敏打印机技术的发展，目前已经普及到POS终端系统、银行系统等领域。由于热敏打印机具有噪音低、速度快、可靠性高、打印字符清晰、小型化等优点，所以在医疗仪器领域上也得到了广泛应用，主要在心电图机、监护仪、检验仪器等上用于打印检测数据、波形等。

热敏打印机基本原理是主设备处理器将需要打印的数据发送给热敏打印机，热敏打印机接收到数据后将其转换为热敏头点阵信号，进而控制热敏头的热敏单元加热，把热敏纸上热敏涂层加热显示相应的图文。热敏打印受制于热敏纸张的温度，当温度低于60℃时，纸需要经过相当长，甚至长达几年的时间才能变成深色；当热敏纸被置于70℃以上的环境时，热敏涂层开始变色，而当温度为200℃时，这种反映会在几微秒内完成。热敏头加热时间一般为1ms，连续加热超过1s后,很容易烧毁热敏头，所以必须对热敏头添加过热保护电路。目前业内的热敏头都集成了热敏电阻，热敏打印机设计时，通过热敏头规格书提供的热敏电阻与温度的对照表，当检测到热敏头温度过高时，关断打印，从而起到对热敏头过热保护的作用。

热敏纸张所处的环境温度与热敏打印机的加热时间密切相关，热敏头加热时间一定时，当热敏纸张所处的环境温度较低时，打印图文显示较浅；当热敏纸张所处的环境温度较高时，打印图文显示较深，同时热敏头也较快进入过热保护；当热敏纸张所处的环境温度一定时，加热时间越短，打印图文显示越浅，反之，加热时间越长，打印图文显示越深，热敏头的温度越高，越快进入过热保护。

目前业内使用热敏打印机采用的加热方法是采用固定的加热时间，即只考虑了常温条件下的加热时间，或者通过热敏头自带的热敏电阻选择加热时间。这样设备在低温、高温环境下使用时，就会产生问题。

设备在低温环境下使用时，当热敏头温度低于其本身最低工作温度，首次加热时由于加热点温度较低，导致打印初始段的图文显示很模糊的问题。

设备在低温环境下使用时，如果采用常温同样的加热时间，此时，热敏纸涂层接触的温度就一定程度的降低了，这样打印出来的图文也相应变浅了；热敏头如果采用本体自带的热敏电阻来检测温度，则只能检测到热敏头的本体的温度，无法检测到纸张所处的环境温度，这样调节出来的加热时间只有在设备刚开机的时候打印有效，随着多次的反复打印，热敏头本体的温度已经上升了，此时与纸张所处的环境温度已经有了明显的差异，而调节出来的热敏头加热时间就无法满足要求，打印出来的图文也会相应变浅，给医生查看检测数据也带来很多不便。

设备在高温环境下使用时，热敏头采用常温同样的加热时间，此时，热敏纸涂层接触的温度将一定程度的升高，这样打印出来的图文也相应加深了，由于环境温度较高，加之热敏头加热时间保持常温不变，这样打印与常温同样的波形，热敏头的温度变得更高，更容易进入过热保护，使得设备打印时间变短。整个高温环境的打印过程就会出现：打印图文过深，反复出现打印一段又进入保护的动作，影响实际使用的效果，设备降低了医生检查病人的数量，影响了医生工作效率。

综上，由于以往技术的不成熟，热敏打印机的加热时间没有针对环境温度的变化进行相应的调节，导致低温环境下，打印图文模糊、不清晰，影响医生查看检测数据；在高温环境下，打印图文较深，热敏头温度过高，较快进入过热保护，影响医生使用设备检查病人的数量，影响医生的工作效率。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种热敏头加热调节装置。

本发明提供了一种热敏头加热调节装置，包括热敏头模块，该热敏头加热调节装置还包括纸仓内环境温度采集模块、热敏头本体温度采集模块、主控模块，所述热敏头本体温度采集模块与所述热敏头模块相连、且热敏头本体温度采集模块用于采集热敏头模块的温度数据，所述主控模块分别与所述纸仓内环境温度采集模块和热敏头本体温度采集模块相连，并且所述主控模块接收纸仓内环境温度采集模块发送的纸仓内环境温度数据、以及接收热敏头本体温度采集模块发送的热敏头模块的温度数据，所述主控模块与所述热敏头模块相连、且所述主控模块根据接收到的纸仓内环境温度数据和热敏头模块的温度数据控制所述热敏头模块的加热时间。

作为本发明的进一步改进，所述热敏头模块包括热敏电阻，所述热敏头本体温度采集模块包括分别与所述热敏电阻相连的第二电阻、第二电容、第二电压跟随器，所述第二电压跟随器输出端与所述主控模块相连。

作为本发明的进一步改进，所述纸仓内环境温度采集模块包括位于打印纸仓内的温度传感器、以及与所述温度传感器分别相连的第一电阻、第一电容、第一电压跟随器，所述第一电压跟随器输出端与所述主控模块相连。

作为本发明的进一步改进，所述主控模块包括第一模数转换器、第二模数转换器、单片机，所述第一模数转换器输入端与所述第一电压跟随器输出端相连，所述第一模数转换器输出端与所述单片机输入端相连；所述第二模数转换器输入端与所述第二电压跟随器输出端相连，所述第二模数转换器输出端与所述单片机输入端相连；所述单片机输出端与所述热敏头模块相连。

作为本发明的进一步改进，所述主控模块还包括第三电容和第四电容，所述第三电容连接于所述第二模数转换器输入端与所述第二电压跟随器输出端之间；所述第四电容连接于所述第一模数转换器输入端与所述第一电压跟随器输出端之间。

本发明还提供了一种具有热敏头加热调节装置的热敏打印机，所述热敏打印机安装在心电图机或者监护仪或者检验仪器上。

本发明还提供了一种热敏头加热调节方法，包括如下步骤：

A.分别采集纸仓内环境温度的模拟电压信号及热敏头模块温度的模拟电压信号；

B.将纸仓内环境温度的模拟电压信号及热敏头模块温度的模拟电压信号均转换为数字信号；

C. 将纸仓内环境温度的数字信号转换成纸仓内环境温度值，将热敏头模块温度的数字信号转换成热敏头模块温度值；

D.根据纸仓内环境温度值和热敏头模块温度值，调整热敏头模块加热时间。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤D中包括进行如下步骤：

如果热敏头模块温度值≤热敏头模块低温阈值，那么热敏头模块按照设定的低温预热时间进行加热，然后执行步骤A；

如果热敏头模块低温阈值<热敏头模块温度值<热敏头模块过热阈值、且纸仓内环境温度值≤纸仓内环境低温阈值时，那么热敏头模块按照设定的低温加热时间进行加热，然后热敏头模块进行打印，然后执行步骤A；

如果热敏头模块低温阈值<热敏头模块温度值<热敏头模块过热阈值、且纸仓内环境温度值≥纸仓内环境高温阈值时，那么热敏头模块按照设定的高温加热时间进行加热，然后热敏头模块进行打印，然后执行步骤A；

如果热敏头模块低温阈值<热敏头模块温度值<热敏头模块过热阈值、且纸仓内环境低温阈值<纸仓内环境温度值<纸仓内环境高温阈值时，那么热敏头模块按照设定的常温加热时间进行加热，然后热敏头模块进行打印，然后执行步骤A；

如果热敏头模块温度值≥热敏头模块过热阈值，那么执行如下两个步骤：（一）控制热敏头模块停止加热，（二）判断热敏头模块温度值是否≤热敏头过热回温阈值、若热敏头模块温度值≤热敏头过热回温阈值那么执行步骤A、否则继续执行步骤（一）。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤A中，通过纸仓内环境温度采集模块采集纸仓内环境温度的模拟电压信号，通过热敏头本体温度采集模块采集热敏头模块温度的模拟电压信号；在所述步骤B中，通过模数转换器将纸仓内环境温度的模拟电压信号及热敏头模块温度的模拟电压信号均转换为数字信号；通过单片机完成步骤C和步骤D。

作为本发明的进一步改进，所述低温预热时间为100ms。

作为本发明的进一步改进，以1ms时间间隔完成低温预热的周期性加热。

本发明的有益效果是：采用了设备纸仓内的温度传感器配合热敏头内置的热敏电阻，两者结合，具有更完善的设计，热敏头加热自动控制的准确性更高，从而能够长时间的进行清晰的打印。

附图说明

图1是本发明的热敏头加热调节装置原理框图。

图2是本发明的热敏头加热调节装置的一实施例原理框图。

图3是本发明的热敏头加热调节方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种热敏头加热调节装置，包括热敏头模块204，该热敏头加热调节装置还包括纸仓内环境温度采集模块201、热敏头本体温度采集模块202、主控模块203，所述热敏头本体温度采集模块202与所述热敏头模块204相连、且热敏头本体温度采集模块202用于采集热敏头模块204的温度数据，所述主控模块203分别与所述纸仓内环境温度采集模块201和热敏头本体温度采集模块202相连，并且所述主控模块203接收纸仓内环境温度采集模块201发送的纸仓内环境温度数据、以及接收热敏头本体温度采集模块202发送的热敏头模块204的温度数据，所述主控模块203与所述热敏头模块204相连、且所述主控模块203根据接收到的纸仓内环境温度数据和热敏头模块204的温度数据控制所述热敏头模块204的加热时间。

如图2所示，所述热敏头模块204包括热敏电阻2041，所述热敏头本体温度采集模块202包括分别与所述热敏电阻2041相连的第二电阻R2、第二电容C2、第二电压跟随器U2，所述第二电压跟随器U2输出端与所述主控模块203相连。热敏电阻2041经过第二电容C2去耦，由VCC连接第二电阻R2上拉，热敏头模块204内置的热敏电阻2041与第二电阻R2形成分压，热敏电阻2041阻值的变更对应不同的分压电压值。所采集的信号为模拟电压信号，通过第二电压跟随器U2进行阻抗变换，完成对热敏头本体温度信号的采集。

所述纸仓内环境温度采集模块201包括位于打印纸仓内的温度传感器2011、以及与所述温度传感器2011分别相连的第一电阻R1、第一电容C1、第一电压跟随器U1，所述第一电压跟随器U1输出端与所述主控模块203相连。温度传感器2011输出端经过第一电容C1去耦，由VCC连接第一电阻R1上拉，此处的温度传感器2011可以选择集成的温度传感器，也可以选择热敏电阻。如果是热敏电阻，则与第一电阻R1形成分压，热敏电阻阻值的变更对应不同的分压电压值。所采集的信号为模拟电压信号，通过第一电压跟随器U1进行阻抗变换，完成对打印纸仓内环境温度信号的采集。

所述主控模块203包括第一模数转换器2031、第二模数转换器2032、单片机2033，所述第一模数转换器2031输入端与所述第一电压跟随器U1输出端相连，所述第一模数转换器2031输出端与所述单片机2033输入端相连；所述第二模数转换器2032输入端与所述第二电压跟随器U2输出端相连，所述第二模数转换器2032输出端与所述单片机2033输入端相连；所述单片机2033输出端与所述热敏头模块204相连。

所述主控模块203还包括第三电容C3和第四电容C4，所述第三电容C3连接于所述第二模数转换器2032输入端与所述第二电压跟随器U2输出端之间；所述第四电容C4连接于所述第一模数转换器2031输入端与所述第一电压跟随器U1输出端之间。

本发明的上述实施例可以进行合理的变化及组合，各实施例的合理组合方式也属于该说明书公开的内容。

本发明还公开了一种所述热敏头加热调节装置的热敏打印机，所述热敏打印机安装在心电图机或者监护仪或者检验仪器上。

如图3所示，本发明公开了一种热敏头加热调节方法，包括步骤S1至步骤S4。在步骤S1中，分别采集纸仓内环境温度的模拟电压信号及热敏头模块温度的模拟电压信号。在步骤S2中，将纸仓内环境温度的模拟电压信号及热敏头模块温度的模拟电压信号均转换为数字信号。在步骤S3中，将纸仓内环境温度的数字信号转换成纸仓内环境温度值，将热敏头模块温度的数字信号转换成热敏头模块温度值。在步骤S4中，根据纸仓内环境温度值和热敏头模块温度值，调整热敏头模块加热时间。

在所述步骤S4中包括进行如下步骤：如果热敏头模块温度值≤热敏头模块低温阈值，那么热敏头模块按照设定的低温预热时间进行加热，然后执行步骤S1；

如果热敏头模块低温阈值<热敏头模块温度值<热敏头模块过热阈值、且纸仓内环境温度值≤纸仓内环境低温阈值时，那么热敏头模块按照设定的低温加热时间进行加热，然后热敏头模块进行打印，然后执行步骤S1；

如果热敏头模块低温阈值<热敏头模块温度值<热敏头模块过热阈值、且纸仓内环境温度值≥纸仓内环境高温阈值时，那么热敏头模块按照设定的高温加热时间进行加热，然后热敏头模块进行打印，然后执行步骤S1；

如果热敏头模块低温阈值<热敏头模块温度值<热敏头模块过热阈值、且纸仓内环境低温阈值<纸仓内环境温度值<纸仓内环境高温阈值时，那么热敏头模块按照设定的常温加热时间进行加热，然后热敏头模块进行打印，然后执行步骤S1；

如果热敏头模块温度值≥热敏头模块过热阈值，那么执行如下两个步骤：步骤W1，控制热敏头模块停止加热；步骤W2，判断热敏头模块温度值是否≤热敏头过热回温阈值、若热敏头模块温度值≤热敏头过热回温阈值那么执行步骤S1、否则继续执行步骤W1。

在所述步骤S1中，通过纸仓内环境温度采集模块采集纸仓内环境温度的模拟电压信号，通过热敏头本体温度采集模块采集热敏头模块温度的模拟电压信号；在所述步骤S2中，通过模数转换器将纸仓内环境温度的模拟电压信号及热敏头模块温度的模拟电压信号均转换为数字信号；通过单片机完成步骤S3和步骤S4。

其中，热敏头模块低温阈值、热敏头模块过热阈值、热敏头过热回温阈值、纸仓内环境低温阈值、纸仓内环境高温阈值均为设定值，热敏头过热回温阈值低于热敏头模块过热阈值10℃，纸仓内环境高温阈值小于热敏头模块过热阈值，纸仓内环境低温阈值大于热敏头模块低温阈值。

低温预热时间、低温加热时间、高温加热时间、常温加热时间均为设定值，其中低温预热时间优选为100ms，并按预设定的时间间隔进行周期性加热，可优选1ms的时间间隔。

纸仓内环境温度基本上等同于热敏纸张表层的温度。通过设备纸仓内设置一个温度传感器2011与热敏电阻2041对低温环境的监测，低温低于最低工作温度时，对热敏头进行预热，其他低温工作时加长热敏头的加热时间，使得低温条件下，热敏头也能打印出清晰的图文。

通过设备纸仓内设置一个温度传感器2011与热敏电阻2041对高温环境的监测，热敏头超温过热时，停止加热；高温工作时，降低热敏头加热时间，使得高温条件下，热敏头在达到保护温度前，能打印更长的时间，增加了高温环境下的使用时间。

采用了设备纸仓内的温度传感器2011配合热敏头内置的热敏电阻2041，两者结合，具有更完善的设计，热敏头加热自动控制的准确性更高。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种热敏头加热调节装置，包括热敏头模块（204），其特征在于：该热敏头加热调节装置还包括纸仓内环境温度采集模块（201）、热敏头本体温度采集模块（202）、主控模块（203），所述热敏头本体温度采集模块（202）与所述热敏头模块（204）相连、且热敏头本体温度采集模块（202）用于采集热敏头模块（204）的温度数据，所述主控模块（203）分别与所述纸仓内环境温度采集模块（201）和热敏头本体温度采集模块（202）相连，并且所述主控模块（203）接收纸仓内环境温度采集模块（201）发送的纸仓内环境温度数据、以及接收热敏头本体温度采集模块（202）发送的热敏头模块（204）的温度数据，所述主控模块（203）与所述热敏头模块（204）相连、且所述主控模块（203）根据接收到的纸仓内环境温度数据和热敏头模块（204）的温度数据控制所述热敏头模块（204）的加热时间。

2.根据权利要求1所述的热敏头加热调节装置，其特征在于：所述热敏头模块（204）包括热敏电阻（2041），所述热敏头本体温度采集模块（202）包括分别与所述热敏电阻（2041）相连的第二电阻（R2）、第二电容（C2）、第二电压跟随器（U2），所述第二电压跟随器（U2）输出端与所述主控模块（203）相连。

3.根据权利要求2所述的热敏头加热调节装置，其特征在于：所述纸仓内环境温度采集模块（201）包括位于打印纸仓内的温度传感器（2011）、以及与所述温度传感器（2011）分别相连的第一电阻（R1）、第一电容（C1）、第一电压跟随器（U1），所述第一电压跟随器（U1）输出端与所述主控模块（203）相连。

4.根据权利要求3所述的热敏头加热调节装置，其特征在于：所述主控模块（203）包括第一模数转换器（2031）、第二模数转换器（2032）、单片机（2033），所述第一模数转换器（2031）输入端与所述第一电压跟随器（U1）输出端相连，所述第一模数转换器（2031）输出端与所述单片机（2033）输入端相连；所述第二模数转换器（2032）输入端与所述第二电压跟随器（U2）输出端相连，所述第二模数转换器（2032）输出端与所述单片机（2033）输入端相连；所述单片机（2033）输出端与所述热敏头模块（204）相连。

5.根据权利要求4所述的热敏头加热调节装置，其特征在于：所述主控模块（203）还包括第三电容（C3）和第四电容（C4），所述第三电容（C3）连接于所述第二模数转换器（2032）输入端与所述第二电压跟随器（U2）输出端之间；所述第四电容（C4）连接于所述第一模数转换器（2031）输入端与所述第一电压跟随器（U1）输出端之间。

6.一种具有权利要求1至5任一项所述热敏头加热调节装置的热敏打印机，其特征在于：所述热敏打印机安装在心电图机或者监护仪或者检验仪器上。

7.一种热敏头加热调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.分别采集纸仓内环境温度的模拟电压信号及热敏头模块温度的模拟电压信号；

B.将纸仓内环境温度的模拟电压信号及热敏头模块温度的模拟电压信号均转换为数字信号；

C. 将纸仓内环境温度的数字信号转换成纸仓内环境温度值，将热敏头模块温度的数字信号转换成热敏头模块温度值；

D.根据纸仓内环境温度值和热敏头模块温度值，调整热敏头模块加热时间。

8.根据权利要求7所述的热敏头加热调节方法，其特征在于，在所述步骤D中包括进行如下步骤：

如果热敏头模块温度值≤热敏头模块低温阈值，那么热敏头模块按照设定的低温预热时间进行加热，然后执行步骤A；

如果热敏头模块低温阈值<热敏头模块温度值<热敏头模块过热阈值、且纸仓内环境温度值≤纸仓内环境低温阈值时，那么热敏头模块按照设定的低温加热时间进行加热，然后热敏头模块进行打印，然后执行步骤A；

如果热敏头模块低温阈值<热敏头模块温度值<热敏头模块过热阈值、且纸仓内环境温度值≥纸仓内环境高温阈值时，那么热敏头模块按照设定的高温加热时间进行加热，然后热敏头模块进行打印，然后执行步骤A；

如果热敏头模块低温阈值<热敏头模块温度值<热敏头模块过热阈值、且纸仓内环境低温阈值<纸仓内环境温度值<纸仓内环境高温阈值时，那么热敏头模块按照设定的常温加热时间进行加热，然后热敏头模块进行打印，然后执行步骤A；

如果热敏头模块温度值≥热敏头模块过热阈值，那么执行如下两个步骤：（一）控制热敏头模块停止加热，（二）判断热敏头模块温度值是否≤热敏头过热回温阈值、若热敏头模块温度值≤热敏头过热回温阈值那么执行步骤A、否则继续执行步骤（一）。

9.根据权利要求8所述的热敏头加热调节方法，其特征在于：在所述步骤A中，通过纸仓内环境温度采集模块采集纸仓内环境温度的模拟电压信号，通过热敏头本体温度采集模块采集热敏头模块温度的模拟电压信号；在所述步骤B中，通过模数转换器将纸仓内环境温度的模拟电压信号及热敏头模块温度的模拟电压信号均转换为数字信号；通过单片机完成步骤C和步骤D。

10.根据权利要求9所述的热敏头加热调节方法，其特征在于：所述低温预热时间为100ms。

11.根据权利要求10所述的热敏头加热调节方法，其特征在于：以1ms时间间隔完成低温预热的周期性加热。

Images