CN110466259A - 一种针式低噪音打印头的打印针设计方法及打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针式低噪音打印头的打印针设计方法及打印机，打印针排布按照如下要求进行设计：相邻两根打印针的纵向距离为P，所有打印针分为若干组排布，每组打印针包含的所有打印针在同一纵向上，任意两组打印针之间的横向距离不为P的整数倍，且任意两组打印针之间的横向距离为P/M的整数倍，其中M为总打印针数，P＝1/PPI，PPI为打印机的分辨率。将打印针分为若干组，每组打印针包含的所有打印针位于同一纵向直线上，而且任意两组打印针之间的横向距离不为P的整数倍，可实现任意两组打印针都不会在同时出针，若每组打印针有A根打印针，则可将最大噪音功率降低为原来的A/M。而且能够适用于不同规格的打印头，适用性强。

Description

一种针式低噪音打印头的打印针设计方法及打印机
技术领域
本发明涉及打印技术领域，具体涉及一种针式低噪音打印头的打印针设计方法及打印机。
背景技术
针式打印机广泛应用于税务、保险、银行业务，其使用成本低，可靠性高，寿命长，尤其是能打印多层写纸，适应不同厚度纸张的特性，在一些应用场景依然不可取代。但是，因针式打印机应用机械原理，通过打印针击打输出字符，不可避免在工作中产生噪音。
针式打印通过移动打印头生成M*M的字符块，M为打印针针数，相邻的打印针的间距为P。以36针打印头为例，36针打印头的字符块为36*36，如果将打印针排列成一列，按照这种针排列时，如果打印数据为竖直线时，36根打印针会同时激发，则会产生较大的噪音，同时激发的打印针越多产生的噪音越大。
为降低针式打印机工作中的噪音，创立了一种针式低噪音打印头的打印针设计方法及打印机。
发明内容
本发明提出一种针式低噪音打印头的打印针设计方法及打印机，以解决现有技术中针式打印机噪音大的问题。
为达到上述目的，本发明的第一方面，本发明提供了一种针式低噪音打印头的打印针设计方法，打印针排布按照如下要求进行设计：相邻两根打印针的纵向距离为P，所有打印针分为若干组排布，每组打印针包含的所有打印针位于同一纵向直线上，任意两组打印针之间的横向距离不为P的整数倍，且任意两组打印针之间的横向距离为P/M的整数倍，其中M为总打印针数，P＝1/PPI，PPI为打印机的分辨率。
通过将打印头的打印针分为若干组，每组打印针包含的若干打印针位于同一纵向直线上，工作时，每组打印针都会同时出针；而任意两组打印针之间的横向距离不为P的整数倍，通过该设计，可实现任意两组打印针都不会在同时出针，假设每组打印针包含A根打印针，则可将最大噪音功率降低为原来的A/M，大大的降低了噪音。而且可根据对噪音的控制要求，调整A的取值，进而实现对噪音进行不同程度的降低。而且能够适用于不同规格的打印头，适用性强。
进一步地，打印针排布满足如下要求：假定打印网格的纵向网格线为Y轴，打印网格的横向网格线为X轴，相邻两根打印针的Y轴轴向距离为P，所有打印针的X轴坐标通过以下公式确定；
其中，M为总打印针数，n为打印针在Y轴轴向上从上至下设定的序号，1≤n≤M，K是不为M/2的整倍数的常数，R为分组系数，1≤R≤M/2，S为预设值且为奇数，P＝1/PPI，PPI为打印机的分辨率。
R为分组系数，通过R可将M根打印针以每组R根打印针进行分组，每组的R根打印针的X轴坐标相等，即表示打印时每次同时出针的数量为R。通过上述打印针的排布规律可知，以R为分组系数进行分组排布后，任意两组打印针之间X轴轴向距离不为P的整数倍，即实现了任意两组打印针都不会同时出针，将最大噪音功率降低为原来的R/M，大大的降低了噪音，且可根据对噪音的控制要求，调整R的取值，进而实现对噪音进行不同程度的降低。而且能够适用于不同规格的打印头，适用性强。另外由于打印头电磁驱动部分按照圆布局，打印针最终导向形态接近圆对打印针的变形最小，该设计方案的打印针的排布为近似菱型，可减小对打印针的变形的影响。
进一步地，M为9、12、24、36、48中的任意一值，即该打印针设计方法适用于目前市面上常见的9针、12针、24针、36针和48针。
本发明的第二方面，本发明提供了一种针式低噪音打印机，包括针式打印机主体及打印头，所述打印头上的打印针按照上述针式低噪音打印头的打印针设计方法排布。
有益效果
本发明提出了一种针式低噪音打印头的打印针设计方法及打印机，通过将打印头的打印针分为若干组，每组打印针包含的所有打印针位于同一纵向直线上，工作时，每组打印针都会同时出针；而任意两组打印针之间的横向距离不为P的整数倍，通过该设计，可实现任意两组打印针都不会在同时出针，假设每组打印针包含A根打印针，则可将最大噪音功率降低为原来的A/M，大大的降低了噪音。而且可根据对噪音的控制要求，调整A的取值，进而实现对噪音进行不同程度的降低。而且能够适用于不同规格的打印头，适用性强。
附图说明
图1是本发明实施方式中从原始直线排布到按网格点间距为P/M进行排布的变化示意图；
图2是本发明实施方式中从原始直线排布到近似菱形排布的变化示意图；
图3是本发明实施方式中以36针为例的打印针排布示意图；
图4是图3提供的实施例的功率输出对比图；
图5是本发明实施方式中以48针为例的打印针排布示意图；
图6是图5提供的实施例的功率输出对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明的方法在设计时综合了以下考虑：
噪音产生的原因及影响的因素：针式打印头的所有打印针针成Y轴排列，通过打印头在X轴的运动，形成二维图形，当打印针击打时产生噪声，而噪声的大小同打印头的输出功率成正比，当全部的针同时激发时，为该打印头理论最大的输出功率，将产生的噪声最大；打印头的工作频率形成了噪音的基频。
针式打印通过移动打印头生成M*M的字符块，以36针打印头为例，及M为36，36针打印头的字符块为36*36，如果将打印针排列成1列，按照这种针排列时，如果打印数据为竖直线时，36根针会同时激发，为避免这种情况，将打印网格按照针数进行细化，即将网格调整为网格点间距为P/M，那么在P/M距离内，即每个垂直网格点只分配1根针，这样打印头移动打印过程中，打印设定分辨率时，细分时段内保证单针输出，这样输出峰值功率将大幅降低。如图1示例针排列变化。
按照36细分的网格点间距过小，这超出了常规的生产工艺能保证精度，因此需要从理论网格调整到可实现精度。将36根针分为奇、偶两个序列，每序列各18针，这样每个序列的网格点间距为(P/M)*2，可以满足0.01mm工艺精度要求。另外由于打印头电磁驱动部分按照圆布局，打印针最终导向形态接近圆对打印针的变形最小，这样打印针的排布可调整为近似菱型。如图2示例变化。
由于打印针直径为0.2～0.25mm，过小的针间距(P/M)*2容易在生成中造成相邻定位冲突，因此不能简单的按照(P/M)*2进行针排列。故而最终形成了如下方案：
本发明具体实施方式提供了一种针式低噪音打印头的打印针设计方法，打印针排布按照如下要求进行设计：相邻两根打印针的纵向距离为P，所有打印针分为若干组排布，每组打印针包含的所有打印针位于同一纵向直线上，任意两组打印针之间的横向距离不为P的整数倍，且任意两组打印针之间的横向距离为P/M的整数倍，其中M为总打印针数，P＝1/PPI，PPI为打印机的分辨率。
通过将打印头的打印针分为若干组，每组打印针包含的所有打印针位于同一纵向直线上，工作时，每组打印针都会同时出针；而任意两组打印针之间的横向距离不为P的整数倍，通过该设计，可实现任意两组打印针都不会在同时出针，假设每组打印针包含A根打印针，则可将最大噪音功率降低为原来的A/M，大大的降低了噪音。而且可根据对噪音的控制要求，调整A的取值，进而实现对噪音进行不同程度的降低。而且能够适用于不同规格的打印头，适用性强。
优选地，打印针排布满足如下要求：假定打印网格的纵向网格线为Y轴，打印网格的横向网格线为X轴，相邻两根打印针的Y轴轴向距离为P，所有打印针的X轴坐标通过以下公式确定；
其中，M为总打印针数，n为打印针在Y轴轴向上从从上至下设定的序号，1≤n≤M，K是不为M/2的整倍数的常数，R为分组系数，1≤R≤M/2，S为预设值且为奇数，P＝1/PPI，PPI为打印机的分辨率，若分辨率PPI为180dpi，则P为1/180英寸。和分别表示取不大于和的最大整数。相邻两根打印针的Y轴轴向距离为P是指序号相邻的两根打印针或Y轴轴向上相邻的两根打印针的Y轴轴向距离为P。
R为分组系数，通过R可将M根打印针以每组R根打印针进行分组，每组的R根打印针的X轴坐标相等，即表示打印时每次同时出针的数量为R。通过上述打印针的排布规律可知，以R为分组系数进行分组排布后，任意两组打印针之间X轴轴向距离不为P的整数倍，即实现了任意两组打印针都不会同时出针，将最大噪音功率降低为原来的R/M，大大的降低了噪音，且可根据对噪音的控制要求，调整R的取值，进而实现对噪音进行不同程度的降低。而且能够适用于不同规格的打印头，适用性强。另外由于打印头电磁驱动部分按照圆布局，打印针最终导向形态接近圆对打印针的变形最小，该设计方案的打印针的排布为近似菱型，可减小对打印针的变形的影响。
具体实施时，M为9、12、24、36、48中的任意一值，即该打印针设计方法适用于目前市面上常见的9针、12针、24针、36针和48针。
下面结合具体实施例对本发明方案进行说明。
实施例1
以36针为例，M＝36，R＝1，K＝3，S＝1，则其排布如图3所示，其中竖直坐标轴表示X轴。打印头驱动按照38V、1A电源功率进行计算，其打印最大输出功率如图4所示。常规为不进行降噪设计的功率，其峰值为684W，频率为打印机出针频率，为1500～2500Hz，正真好处于人耳敏感区(1000～3000Hz)，对人影响较大。采用该方法设计的打印头输出的噪音功率大大降低，其输出为平均功率，仅为38W，同时针频率也由1500～2500Hz提升到在54K～90KHz，由于其分频为偶次，人耳的受刺激感受大幅降低。
实施例2
以48针为例，M＝48，R＝6，K＝5，S＝3，则其排布如图5所示，其中竖直坐标轴表示X轴。打印头驱动按照38V、1A电源功率进行计算，其打印最大输出功率如图6所示。常规为不进行降噪设计的功率，其峰值为912W，频率为打印机出针频率，为1500～2500Hz，对人影响较大。采用该方法设计的打印头输出的噪音功率大大降低，其输出仅为114W或228W，同时针频率也由1500～2500Hz提升到在21K～35K Hz，由于其分频为偶次，人耳的受刺激感受大幅降低。
本发明具体实施方式还提供了一种针式低噪音打印机，包括针式打印机主体及打印头，所述打印头上的打印针按照上述针式低噪音打印头的打印针设计方法排布。
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 (4)

1.一种针式低噪音打印头的打印针设计方法，其特征在于，打印针排布按照如下要求进行设计：相邻两根打印针的纵向距离为P，所有打印针分为若干组排布，每组打印针包含的所有打印针位于同一纵向直线上，任意两组打印针之间的横向距离不为P的整数倍，且任意两组打印针之间的横向距离为P/M的整数倍，其中M为总打印针数，P＝1/PPI，PPI为打印机的分辨率。
2.根据权利要求1所述的针式低噪音打印头的打印针设计方法，其特征在于，打印针排布满足如下要求：假定打印网格的纵向网格线为Y轴，打印网格的横向网格线为X轴，相邻两根打印针的Y轴轴向距离为P，所有打印针的X轴坐标通过以下公式确定：
其中，n为打印针在Y轴轴向上从上至下设定的序号，1≤n≤M，K是不为M/2的整倍数的常数，R为分组系数，1≤R≤M/2，S为预设值且为奇数。
3.根据权利要求1所述的针式低噪音打印头的打印针设计方法，其特征在于，M为9、12、24、36、48中的任意一值。
4.一种针式低噪音打印机，包括针式打印机主体及打印头，其特征在于，所述打印头上的打印针按照权利要求1～3任一项所述的设计方法排布。
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