CN111038112B - 降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法,包括以下步骤：检测热敏打印头上供电电压，获得前一时刻的所述热敏打印头上供电电压与后一时刻的所述热敏打印头上供电电压之间的变化参量；根据所述变化参量为后一时刻的所述热敏打印头额外提供补偿供电时间。相比于传统技术，本发明设计合理，步骤简便，通过检测热敏打印头上供电电压的变化量来调整控制其供电时间参数，能够使热敏打印头上电压变化所带来的打印能量变化得到补偿，实现降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量的影响。

Description

降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法
技术领域
本发明涉及打印机驱动领域，尤其是降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法。
背景技术
热敏打印机的工作原理是依靠给半导体加热元件(即热敏打印头)通电使其温度急剧升高，如果与之接触的是热敏打印纸，则在高温下就会使热敏打印纸发生化学反应，从而在纸上显示出特定的图像；如果与之接触的是碳带或者色带，就会使它们的染料转印到其它的介质上(比如纸、卡片等)，从而也能在介质上显示出特定的图像。一般来说，温度越高，则打印的颜色越深，因此打印头温度控制的精准度决定了打印的质量，根据研究，打印头发热能量的大小和施加到印头上的电压成二次方的定量关系，打印头需要的能量取决于用户打印的图像，如果图像颜色发生剧烈的变化，会使得打印头需要的能量同样会发生急剧的变化，这种情况会造成电源电压不稳定，从而使得打印头的电压也不稳定，则会影响到打印质量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法，通过检测热敏打印头上供电电压的变化量来调整控制其供电时间参数，从而实现降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量的影响。
为了弥补现有技术的不足，本发明实施例采用的技术方案是：
降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法,包括以下步骤：
检测热敏打印头上供电电压，获得前一时刻的所述热敏打印头上供电电压与后一时刻的所述热敏打印头上供电电压之间的变化参量；
根据所述变化参量为后一时刻的所述热敏打印头额外提供补偿供电时间。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：通过实时检测热敏打印头上供电电压，可以获取到热敏打印头在不同时刻的供电电压，从而获取不同时刻的电压差量，从而可以了解到热敏打印头上电压的波动程度，由于电压的波动程度表征着打印能量的变化，因此可根据该波动程度来为热敏打印头额外提供补偿供电时间，即根据该波动程度在原有的供电驱动时间上增加或减少供电时间，从而使热敏打印头上电压变化所带来的打印能量变化得到补偿，保证热敏打印头具有稳定的打印能量。因此，本发明设计合理，步骤简便，通过检测热敏打印头上供电电压的变化量来调整控制其供电时间参数，能够使热敏打印头上电压变化所带来的打印能量变化得到补偿，实现降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量的影响。
进一步地,所述补偿供电时间为ΔT：
Figure BDA0002349737240000021
其中，V为所述热敏打印头上供电电压，ΔV为所述变化参量，VL为与所述热敏打印头所匹配的驱动芯片上的压降，RAV为所述热敏打印头的平均电阻，T为所述热敏打印头的原供电时间。
进一步地,与所述热敏打印头所匹配的驱动芯片为CPU芯片和FPGA芯片。
进一步地,所述的检测热敏打印头上供电电压，获得前一时刻的所述热敏打印头上供电电压与后一时刻的所述热敏打印头上供电电压之间的变化参量，包括：
通过所述CPU芯片将待打印内容发送给所述FPGA芯片，控制所述FPGA芯片将所述待打印内容转化为驱动信号输出，从而启动所述热敏打印头的打印；
以A/D转换器记录匹配热敏打印头的供电电路的输出电压；
采用所述FPGA芯片分别读取所述A/D转换器所采集的前一时刻所述供电电路的输出电压与后一时刻所述供电电路的输出电压，从而获得前一时刻的所述热敏打印头上供电电压与后一时刻的所述热敏打印头上供电电压之间的变化参量。
进一步地,所述的根据所述变化参量为后一时刻的所述热敏打印头额外提供补偿供电时间，包括：
控制所述FPGA芯片将所述变化参量上传至所述CPU芯片，通过所述CPU芯片计算出补偿供电时间并将所述补偿供电时间写入所述FPGA芯片的寄存器中；
根据所述FPGA芯片的寄存器中的补偿供电时间改变所述热敏打印头的总供电时间，从而为所述热敏打印头额外提供补偿供电时间。
进一步地,所述A/D转换器采用MCP3208-BI/SL芯片。
进一步地,所述CPU芯片采用STM32F429IIT6芯片，所述FPGA芯片采用LFXP2-30E芯片。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的实施方案。
图1是本发明实施例降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法的控制信号时序图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
参照图1，本发明实施例提供了一种降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法,包括以下步骤：
S100、检测热敏打印头上供电电压，获得前一时刻的所述热敏打印头上供电电压与后一时刻的所述热敏打印头上供电电压之间的变化参量；
S200、根据所述变化参量为后一时刻的所述热敏打印头额外提供补偿供电时间。
在本实施例中，通过实时检测热敏打印头上供电电压，可以获取到热敏打印头在不同时刻的供电电压，从而获取不同时刻的电压差量，从而可以了解到热敏打印头上电压的波动程度，由于电压的波动程度表征着打印能量的变化，因此可根据该波动程度来为热敏打印头额外提供补偿供电时间，即根据该波动程度在原有的供电驱动时间上增加或减少供电时间，从而使热敏打印头上电压变化所带来的打印能量变化得到补偿，保证热敏打印头具有稳定的打印能量。需要说明的是，上述步骤仅为原理说明，在实际操作中，由于供电电压是持续变化的，通常需要对热敏打印头进行持续检测以及调整，直至打印机工作完毕；其中，前一时刻与后一时刻的具体选取点，可根据打印实际情况来选择检测区间幅度，这并不限定；如前所述，补偿供电时间可以取正值，也可以取负值。
具体地，热敏打印头上集成有集成电路，包括对热敏打印头进行供电支持的供电电路，可由后台芯片控制打开或关闭加热点，通过传入到后台芯片中的信号指示每个加热点是否可打印，从而由打印机发出一个选通脉冲信号，确定电流流过的时间以决定加热点能量的大小，其中，主要的信号包括DATA IN、CLOCK、
Figure BDA0002349737240000061
以及
Figure BDA0002349737240000062
参照图2，DATAIN是加热点的数据，1表示加热，0表示不加热；CLOCK是移位寄存器的时钟脉冲，每个时钟的上升沿将加热点的数据向右移动一个点；
Figure BDA0002349737240000063
是锁存信号，用于将数据从移位寄存器复制到锁存器中；
Figure BDA0002349737240000064
是通电时间控制信号，当此信号为低时，锁存器中值为1对应的加热点开始加热，值为0对应的加热点不发热；其中，t1至t6分别表征不同信号的触发脉冲周期或触发脉冲周期组合，方便于查看加热点的数据位移。
进一步地，根据发明人经验，本领域技术人员应该知道，对于打印头来说施加到发热点的能量为
Figure BDA0002349737240000065
其中，V为所述热敏打印头上供电电压，VL为与所述热敏打印头所匹配的驱动芯片上的压降，RAV为所述热敏打印头的平均电阻，T为所述热敏打印头的原供电时间(即
Figure BDA0002349737240000066
的通电时间)，可见，VL、RAV根据选型的打印头来决定，这两个参数都是固定的，因此施加到打印头的能量与打印头电压之间是二次方关系以及与通电时间之间是一次方关系，故由此可以看出电压波动对打印头能量的影响是很大的，如果需要打印图像的密度或者色彩变化比较剧烈，则导致某一时刻需要加热的点很多，另一时刻需要加热的点则很少，这样等效于电源的负载是变化的，负载的变化会引起电源电压的不稳定，负载大时电源电压会降低，负载小时电源电压又会上升，导致打印头上电压V也会发生波动。
此时，假设打印过程中热敏打印头的电压变化为ΔV，则此时热敏打印头所获取能量为
Figure BDA0002349737240000071
为了补偿打印头电压变化带来的能量变化，需要使
E1＝E0；
则热敏打印头电压引起的能量变化就得到了补偿。
联立以上各式并化简可得：
Figure BDA0002349737240000072
因此，只需检测出热敏打印头在不同时刻的压降，则可计算出补偿通电时间，从而实施相应控制。
更进一步地，与所述热敏打印头所匹配的驱动芯片为CPU芯片和FPGA芯片。在本实施例中，发明人采用CPU芯片和FPGA芯片配合控制，实现对热敏打印头的上述控制流程，具体地，检测热敏打印头上供电电压，获得前一时刻的所述热敏打印头上供电电压与后一时刻的所述热敏打印头上供电电压之间的变化参量，包括以下步骤：
S110、通过所述CPU芯片将待打印内容发送给所述FPGA芯片，控制所述FPGA芯片将所述待打印内容转化为驱动信号输出，从而启动所述热敏打印头的打印；
S120、以A/D转换器记录匹配热敏打印头的供电电路的输出电压；
S130、采用所述FPGA芯片分别读取所述A/D转换器所采集的前一时刻所述供电电路的输出电压与后一时刻所述供电电路的输出电压，从而获得前一时刻的所述热敏打印头上供电电压与后一时刻的所述热敏打印头上供电电压之间的变化参量。
在本实施例中，CPU芯片作为主控芯片，用于将打印指令信息发送给FPGA芯片，然后由FPGA芯片实现驱动信号输出，实现逐级控制，控制稳定性更好，同时A/D转换器能够接收并记录热敏打印头的供电电路的输出电压，即通过A/D转换器能够了解到热敏打印头上供电电压，该输出电压能够被FPGA芯片所捕获，实现数据整合。可见，通过CPU芯片、FPGA芯片以及A/D转换器的配合，能够完整实现热敏打印头上供电电压的采集流程，保证了其供电时间调制的时效性。
更进一步地，所述的根据所述变化参量为后一时刻的所述热敏打印头额外提供补偿供电时间，包括：
S210、控制所述FPGA芯片将所述变化参量上传至所述CPU芯片，通过所述CPU芯片计算出补偿供电时间并将所述补偿供电时间写入所述FPGA芯片的寄存器中；
S220、根据所述FPGA芯片的寄存器中的补偿供电时间改变所述热敏打印头的总供电时间，从而为所述热敏打印头额外提供补偿供电时间。
具体地，CPU芯片实现统筹处理，能够根据上述公式将变化参量转化为补偿供电时间并实现输出，FPGA芯片则同样能够以补偿供电时间来改变所述热敏打印头的总供电时间，实现对于热敏打印头的良好驱动控制。
优选地，A/D转换器采用MCP3208-BI/SL芯片，性能稳定，能够实现热敏打印头上供电电压的完整取样。
优选地，所述CPU芯片采用STM32F429IIT6芯片，所述FPGA芯片采用LFXP2-30E芯片。
以上内容对本发明的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本发明精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法,其特征在于，包括以下步骤：
检测热敏打印头上供电电压，获得前一时刻的所述热敏打印头上供电电压与后一时刻的所述热敏打印头上供电电压之间的变化参量；
根据所述变化参量为后一时刻的所述热敏打印头额外提供补偿供电时间。
2.根据权利要求1所述的降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法,其特征在于，所述补偿供电时间为ΔT：
Figure FDA0003022510450000011
其中，V为所述热敏打印头上供电电压，ΔV为所述变化参量，VL为与所述热敏打印头所匹配的驱动芯片上的压降，T为所述热敏打印头的原供电时间。
3.根据权利要求2所述的降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法,其特征在于：与所述热敏打印头所匹配的驱动芯片为CPU芯片和FPGA芯片。
4.根据权利要求3所述的降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法,其特征在于，所述的检测热敏打印头上供电电压，获得前一时刻的所述热敏打印头上供电电压与后一时刻的所述热敏打印头上供电电压之间的变化参量，包括：
通过所述CPU芯片将待打印内容发送给所述FPGA芯片，控制所述FPGA芯片将所述待打印内容转化为驱动信号输出，从而启动所述热敏打印头的打印；
以A/D转换器记录匹配热敏打印头的供电电路的输出电压；
采用所述FPGA芯片分别读取所述A/D转换器所采集的前一时刻所述供电电路的输出电压与后一时刻所述供电电路的输出电压，从而获得前一时刻的所述热敏打印头上供电电压与后一时刻的所述热敏打印头上供电电压之间的变化参量。
5.根据权利要求4所述的降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法,其特征在于，所述的根据所述变化参量为后一时刻的所述热敏打印头额外提供补偿供电时间，包括：
控制所述FPGA芯片将所述变化参量上传至所述CPU芯片，通过所述CPU芯片计算出补偿供电时间并将所述补偿供电时间写入所述FPGA芯片的寄存器中；
根据所述FPGA芯片的寄存器中的补偿供电时间改变所述热敏打印头的总供电时间，从而为所述热敏打印头额外提供补偿供电时间。
6.根据权利要求4所述的降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法，其特征在于：所述A/D转换器采用MCP3208-BI/SL芯片。
7.根据权利要求3至6任一所述的降低热敏打印头上供电电压波动对打印质量影响的方法，其特征在于：所述CPU芯片采用STM32F429IIT6芯片，所述FPGA芯片采用LFXP2-30E芯片。
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