CN112918111A - 打印头阻值确定装置、方法及打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种打印头阻值确定装置、方法及打印机，该装置包括控制模块，分别连接于检测电源开关、工作电源开关、打印头和分压电阻，用于分别控制打印头、检测电源开关、工作电源开关的工作状态，加热电源，分别连接于检测电源开关、工作电源开关和分压电阻，电流采样电阻，连接于检测电源开关，打印头还分别连接于电流采样电阻、工作电源开关；提升了打印头发热电阻阻值确定的准确性和工作效率，阻值确定速度快，可以及时确定电阻异常的发热电阻，保证了打印质量，提升了用户体验度。

Description

打印头阻值确定装置、方法及打印机

技术领域

本发明涉及打印机技术领域，特别是涉及一种打印头阻值确定装置、方法及打印机。

背景技术

打印机的打印产品质量与其打印头坏点的分布、数量息息相关，若坏点数量较多，则打印效果较差，甚至不能辨别打印内容，因此对于打印头的坏点及时准确检测很有必要。

相关技术中，打印头由于工艺偏差，每个打印头中的发热电阻阻值有精度误差(比如10％)，为了解而如何精确测量出每个阻值的大小和老化情况，为热历史算法优化助力，成了是否能进一步提升打印质量的关键步骤。相关技术中往往通过对打印头的发热电阻的阻值进行粗略的测量，利用电阻分压后粗略确定发热电阻的阻值，误差较大。而高速打印机为了满足高速打印有较好的打印质量，一般会在打印头上设置有较大的电解电容，来缓解因打印头的电源和地走线过长而引起打印细节质量变差的情况。若继续利用电阻分压方法来确定该类打印机，会因为电解电容引起RC时间常数变大，打印头发热电阻阻值确定的准确性和工作效率较低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种打印头阻值确定装置、方法及打印机，用于解决相关技术中打印头发热电阻阻值确定的准确性和工作效率较低的技术问题。

本发明提供了一种打印头阻值确定装置，包括：

控制模块，分别连接于检测电源开关、工作电源开关、打印头和分压电阻，用于分别控制所述打印头、所述检测电源开关、所述工作电源开关的工作状态；

加热电源，分别连接于所述检测电源开关、所述工作电源开关和所述分压电阻，所述分压电阻用于对所述加热电源进行分压；

电流采样电阻，分别连接于所述检测电源开关；

所述打印头还分别连接于所述电流采样电阻、所述工作电源开关。

可选的，所述打印头包括若干个待检测电阻，还包括：

逻辑电源开关，分别连接于逻辑电源和所述打印头，所述逻辑电源用于通过所述逻辑电源开关为所述打印头的低压逻辑单元供电，所述低压逻辑单元用于选通所述打印头的待检测电阻；所述控制模块还用于控制所述逻辑电源开关的工作状态；

执行机构，用于若存在尚未发热工作的待检测电阻，按照预设规则切换所述待检测电阻。

可选的，所述控制模块包括：第一控制子模块，分别连接于所述分压电路、放大模块和第二控制子模块，所述第一控制子模块用于向所述第二控制子模块下发控制信号，用于获取所述分压电阻对应的分压电压，以及获取放大后的所述采样电压；第二控制子模块，分别连接于所述检测电源开关、所述工作电源开关、所述逻辑电源开关和所述打印头，用于根据所述控制信号分别控制所述打印头、所述检测电源开关、所述工作电源开关和所述逻辑电源开关的工作状态；

和/或，

所述打印头阻值确定装置还包括放大模块，所述放大模块连接于所述检测电源开关，用于将所述电流采样电阻的采样电压进行放大。

可选的，若所述控制模块控制所述检测电源开关闭合，所述逻辑电源开关闭合，所述工作电源开关断开；

所述控制模块还用于：

控制所述打印头的待检测电阻在加热延时时间内发热工作；

获取放大后的所述采样电压，以及所述分压电阻对应的分压电压，并确定所述待检测电阻的阻值。

可选的，若所述控制模块包括第一控制子模块和第二控制子模块，所述第一控制子模块包括CPU，所述第二控制子模块包括FPGA，所述控制信号包括打印头阻值检测信息及待检测电阻信息，所述FPGA还用于根据所述控制信号分别控制所述检测电源开关闭合，所述逻辑电源开关闭合，所述工作电源开关断开，并根据所述待检测电阻信息确定所述打印头的待检测电阻，控制所述待检测电阻发热工作；

所述FPGA还用于向所述CPU发送预设消息，并控制所述待检测电阻在加热延时时间内发热工作，超出加热延时时间，控制所述待检测电阻停止工作。

可选的，若所述CPU获取到所述预设消息之后，获取放大后的所述采样电压；

所述CPU还用于根据放大后的所述采样电压，以及所述分压电阻对应的分压电压，确定所述待检测电阻的阻值。

可选的，在所述FPGA控制所述待检测电阻停止工作的同时，或，在控制所述待检测电阻停止工作的之后，所述FPGA还用于以下至少之一：

若存在阻值尚未确定的打印头的发热电阻，按照预设规则控制下一个待检测电阻在加热延时时间内发热工作，并向所述CPU发送新的预设消息；

若所述发热电阻的阻值均被确定，发送检测完成信号。

可选的，还包括以下至少之一：

根据放大后的所述采样电压、所述分压电压、所述放大模块各放大级的电压增益、分压电阻的阻值、电流采样电阻的阻值、检测电源开关内阻、以及检测回路上电源地线压降确定所述待检测电阻的阻值；

在控制所述待检测电阻发热工作之后，至少间隔过渡时间后获取放大后的所述采样电压，所述过渡时间根据加热电源电压、待检测电阻的阻值、电解电容值以及电流采样电阻的阻值确定。

本发明还提供了一种打印头阻值确定方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的打印头阻值确定装置，包括：

控制模块获取控制信号及分压电阻对应的分压电压，并控制工作电源开关断开，控制检测电源开关闭合，所述控制信号包括打印头阻值检测信息及待检测电阻信息；

所述控制模块生成预设消息，并控制所述待检测电阻在加热延时时间内发热工作，所述待检测电阻根据所述待检测电阻信息确定；

所述控制模块获取电流采样电阻对应的采样电压；

若存在尚未发热工作的待检测电阻，执行机构按照预设规则切换到下一个待检测电阻在所述加热延时时间内发热工作，所述控制模块生成新的预设消息；

所述控制模块获取电流采样电阻对应新的采样电压；

若各待检测电阻均执行了发热工作，根据所述采样电压和所述分压电压确定各待检测电阻的阻值并存储。

本发明还提供了一种打印机，包括如权利要求上述任一项实施例所述的打印头阻值确定装置。

如上所述，本发明提供的一种打印头阻值确定装置、方法及打印机，具有以下有益效果：

该打印头阻值确定装置包括控制模块，分别连接于检测电源开关、工作电源开关、打印头和分压电阻，用于分别控制打印头、检测电源开关、工作电源开关的工作状态，加热电源，分别连接于检测电源开关、工作电源开关和分压电阻，电流采样电阻，分别连接于检测电源开关，打印头还分别连接于电流采样电阻、工作电源开关；结构简单，提升了打印头发热电阻阻值确定的准确性和工作效率，阻值确定速度快，可以及时确定电阻异常的发热电阻，保证了打印质量，提升了用户体验度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的打印头阻值检测装置的一种结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的打印头阻值检测装置的另一种结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的打印头阻值检测装置的另一种结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的打印头阻值检测装置的另一种结构示意图；

图5为采样电压的一种波形示意图；

图6为打印头阻值确定方法的一种流程示意图；

图7为打印头阻值确定方法的另一种流程示意图；

图8为本发明一实施例提供的终端的一种结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

请参阅图1，本发明实施例提供一种打印头阻值检测装置，包括：

控制模块1，分别连接于检测电源开关2、工作电源开关3、打印头5、分压电阻6，用于分别控制打印头5、检测电源开关2、工作电源开关3的工作状态；

加热电源8，分别连接于检测电源开关2、工作电源开关3和分压电阻6；

电流采样电阻9，分别连接于检测电源开关2；

打印头5还分别连接于电流采样电阻9、工作电源开关3。

可选的，分压电阻用于对加热电源进行分压。

可选的，打印头接地。

在一些实施例中，加热电源用于根据检测电源开关和工作电源开关的工作状态，为打印头正常工作供电或为电流采样电阻及待检测电阻供电。其中待检测电阻为打印头中待检测的发热电阻。

可选的，工作电源开关的工作状态包括闭合或断开。

可选的，检测电源开关的工作状态包括闭合或断开。

可选的，打印头的工作状态包括正常工作状态(打印状态)或阻值检测状态。

可选的，当检测电源开关处于闭合状态，且工作电源开关处于断开状态，该打印头阻值检测装置处于阻值检测状态，加热电源、检测电源开关、电流采集电阻、待检测电阻和地形成1个回路。

在一些实施例中，若打印头阻值检测装置处于阻值检测状态，打印头的待检测电阻可以基于控制模块的相应信息进行确定。可选的，待检测电阻的选通可以通过现有的相关技术手段实现，在此不做限定。

可选的，放大模块将电流采样电阻两端的采样电压进行放大，并将放大后的信号传输至控制模块。

可选的，检测电源开关与工作电源开关不会存在同时处于闭合状态。也即，当检测电源开关处于闭合状态，工作电源开关断开；当检测电源开关处于断开状态，工作电源开关关闭；检测电源开关和工作电源开关均处于断开状态。

需要说明的是，检测电源开关与工作电源开关在物理上可以是同一个装置，也可以是两个不同的装置。例如可以通过选择开关或者单刀双掷开关等装置作为检测电源开关和工作电源开关。例如，参见图2，将检测电源开关与工作电源开关集成为选择模块11，该选择模块11用于根据控制模块1的控制，选择加热电源与电流采样电阻电性连接，或，选择加热电源与打印头电性连接。需要说明的是，加热电源只能与电流采样电阻、打印头中至少之一直接连接。

可选的，当检测电源开关处于断开状态，且工作电源开关处于闭合状态，该打印头阻值检测装置处于正常打印状态，加热电源用于为打印头供电，打印头正常工作，进行打印工作。

在一些实施例中，打印头包括若干个待检测电阻，继续参见图1，打印头阻值检测装置还包括：

逻辑电源开关4，分别连接于逻辑电源10和打印头5，逻辑电源10用于通过逻辑电源开关4为打印头5的低压逻辑单元供电，低压逻辑单元用于选通打印头5的待检测电阻；

控制模块1还用于控制逻辑电源开关4的状态；

执行机构(图中未示出)，用于若存在尚未发热工作的待检测电阻，按照预设规则切换待检测电阻。

可选的，逻辑电源开关的工作状态包括闭合或断开。

可选的，逻辑电源开关的工作状态与检测电源开关的工作状态保持一致。也即，当检测电源开关的工作状态为闭合时，逻辑电源开关的工作状态也为闭合。此时，逻辑电源可以为低压逻辑单元供电，使得低压逻辑单元根据控制模块的控制信号选定对应的待检测电阻，使其处于工作状态(导通)。

可选的，若检测电源开关处于断开状态，控制逻辑电源开关也处于断开状态，这样可以减少逻辑电源不必要的电量损耗，节约能源。

在一些实施例中，待检测电阻的选通也可以通过其他方式实现，在此不做限定。

可选的，执行机构根据低压逻辑单元的逻辑控制信号将当前处于导通状态，发热工作的待检测电阻切换为下一个待检测电阻，以实现当前处于导通状态，发热工作的待检测电阻停止工作，下一个待检测电阻处于导通状态，发热工作。其中，逻辑控制信号根据预设规则设定。

在一些实施例中，继续参见图1，打印头阻值确定装置还包括放大模块7，放大模块连接于电流采样电阻9，用于将电流采样电阻9的采样电压进行放大。

在一些实施例中，继续参见图2，放大模块包括：

高边电流检测模块701，分别连接于电流采样电阻9和同向比例放大模块702，用于将电流采样电阻9两端的电压进行初步放大；

同向比例放大模块702还连接于控制模块1，用于将初步放大后的电流采样电阻9两端的电压进行再次放大。

可选的，放大模块还可以包括其他形式的放大电路，在此不做限定。

可选的，放大模块也可以仅采用一级放大，或者多级放大。

在一些实施例中，控制模块包括：第一控制子模块，分别连接于分压电路、放大模块和第二控制子模块，第一控制子模块用于向第二控制子模块下发控制信号，用于获取分压电阻对应的分压电压，以及获取放大后的采样电压；第二控制子模块，分别连接于检测电源开关、工作电源开关、逻辑电源开关和打印头，用于根据控制信号分别控制打印头、检测电源开关、工作电源开关和逻辑电源开关的工作状态。

在一些实施例中，参见图3，以第一控制子模块包括CPU，第二控制子模块包括FPGA为例，控制模块包括：

CPU101，分别连接于分压电路6、放大模块7和FPGA102，CPU101用于向FPGA102下发控制信号，用于获取分压电阻6对应的分压电压，以及获取放大后的采样电压；

FPGA102，分别连接于检测电源开关2、工作电源开关3、逻辑电源开关4和打印头5，用于根据控制信号分别控制打印头5、检测电源开关2、工作电源开关3和逻辑电源开关4的工作状态。

在一些实施例中，CPU还包括ADC(Analog-to-Digital Converter，模/数转换器)单元，通过ADC单元获取分压电压信号以及采样电压信号。可选的，FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)接收到CPU下发的控制信号后，会根据该控制信号控制该打印头阻值检测装置中打印头的工作状态是正常工作状态(打印状态)或阻值检测状态。

需要说明的是，上述仅是对第一控制子模块、第二控制子模块举例示意，第一控制子模块与第二控制子模块可以是同一物理实体，或两个相同的器件如FPGA，或两个不同的器件如一个为CPU，一个为FPGA等，在此不做限定。

可选的，CPU下发的控制信号可以基于当前打印头所在的打印机的状态自动确定，也可以由外接接收到的相应的外部指令信息生成对应的控制信号，再下发给FPGA。例如，当前打印机刚刚启动，此时可以自动下发控制指令，该控制指令包括打印头阻值检测信息及待检测电阻信息，进行打印头的阻值确定。也可以根据外部指令信息生成对应的控制信号，若外部指令信息要求进行打印头的阻值确定则下发对应的而控制信号，若外部指令信息要求打印机正常工作，进入正常打印状态，则CPU生成对应的控制信号，以控制打印机进入正产打印状态。

在一些实施例中，若控制模块控制检测电源开关闭合，逻辑电源开关闭合，工作电源开关断开；

控制模块还用于：

控制打印头的待检测电阻在加热延时时间内发热工作；

获取放大后的采样电压，以及分压电阻对应的分压电压，并确定待检测电阻的阻值。

可选的，加热延时时间小于打印头的最长单次加热时间。

可选的，控制打印头的待检测电阻单点导通与获取分压电压之间没有步序限制，本领域技术人员可以根据实际情况确定执行顺序。

可选的，当控制待检测电阻发热工作，也即控制待检测电阻单点导通后，再获取放大后的采样电压，进而根据放大后的采样电压、分压电压等确定待检测电阻的阻值。

可选的，控制待检测电阻发热工作包括：控制模块发出控制信号，该控制信号包括打印头阻值检测信息及待检测电阻信息，此时控制打印头处于阻值检测状态，并根据待检测电阻信息由低压逻辑单元控制待检测电阻单点导通。

在一些实施例中，控制模块还用于：

控制待检测电阻的发热工作时间达到加热延时时间后，停止工作；

若存在阻值尚未确定的打印头的发热电阻，按照预设规则控制新的待检测电阻发热工作，获取新的放大后的采样电压，以及新的分压电压。

需要说明的是，可以是在获取到同一待检测电阻对应的一对放大后的采样电压以及分压电压后，即时确定该待检测电阻的阻值；也可以是获取到全部待检测电阻对应的若干对对放大后的采样电压以及分压电压后，统一分别确定该待检测电阻的阻值；具体方式可以由本领域技术人员确定，在此不再赘述。

可选的，预设规则可以是当前待检测电阻按照一定顺序方向上紧邻的下一个发热电阻，也可以是与当前待检测电阻间隔一定数量的发热电阻，预设规则用于确定新的待检测电阻的位置，可以由本领域技术人员根据需要设定，在此不做限定。例如，可以将打印头上各个发热电阻均进行阻值确定，此时，预设规则可以是按照排布顺序，依次将下一个发热电阻作为新的待检测电阻。又例如，根据评测，只需要打印头中部分发热电阻正常即可实现正常打印，此时，可以确定间隔一定数量的发热电阻作为新的待检测电阻。

在一些实施例中，以图3所示的打印头阻值检测装置为例，若控制信号包括打印头阻值检测信息及待检测电阻信息，FPGA还用于根据控制信号分别控制检测电源开关闭合，逻辑电源开关闭合，工作电源开关断开，并根据待检测电阻信息确定打印头的待检测电阻，控制待检测电阻发热工作；

FPGA还用于向CPU发送预设消息，并控制待检测电阻在加热延时时间内发热工作，超出加热延时时间，控制待检测电阻停止工作。

可选的，待检测电阻信息包括但不限于以下至少之一：

首个待检测电阻的位置信息、用于确定新的待检测电阻位置的预设规则。

可选的，FPGA控制待检测电阻停止工作之后，或，FPGA控制待检测电阻停止工作的同时，FPGA还用于以下至少之一：

若存在阻值尚未确定的打印头的发热电阻，按照预设规则控制新的待检测电阻发热工作，并向CPU发送新的预设消息；

若发热电阻的阻值均被确定，发送检测完成信号。

可选的，该检测完成信号发送给CPU。

可选的，FPGA向CPU发送预设消息的时间点可以是其控制待检测电阻发热工作一定时间后，也可以是其控制待检测电阻开始发热工作时，还可以是其向待检测电阻对应的低压逻辑单元发出对应的指令消息的同时等时刻，在此不做限定，本领域技术人员可以根据需要自行设定。

可选的，FPGA接收并识别该控制信号后，一方面根据其中的打印头阻值检测信息控制检测电源开关导通、工作电源开关截止、逻辑电源开关导通，另一方面根据其中的待检测电阻信息控制低压逻辑单元选通对应的待检测电阻。上述步骤可以同时执行，也可以分步执行，在此不做限定。

可选的，加热延时时间可以由本领域技术人员根据需要设定，如100us等。当达到加热延时时间后，停止该待监测电阻的工作。

在一些实施例中，若CPU获取到预设消息之后，获取放大后的采样电压；

CPU还用于根据放大后的采样电压，以及分压电阻对应的分压电压，确定待检测电阻的阻值。

也即，CPU在接收到FPGA发送的预设消息之后，才进行获取放大后的采样电压，这样一方面可以使得CPU中的ADC有目的的进行放大后的采样电压信号的获取，在非电压获取时间暂停工作，节约资源，另一方面若连续控制打印头中的发热电阻依次导通，进行阻值确定，CPU可以依据该预设消息区分出各待检测电阻所对应的放大后的采样电压。

在一些实施例中，根据放大后的采样电压、分压电压、放大模块各放大级的电压增益、分压电阻的阻值、电流采样电阻的阻值、检测电源开关内阻、以及检测回路上电源地线压降确定待检测电阻的阻值。

可选的，继续参见图3，采用电流检测的方法来快速检测打印头中发热电阻的精确阻值。通过在检测电源开关与打印头之间设置高精度小阻值的电流采样电阻，当进行阻值确定时，控制装置打开检测电源和逻辑电源开关并关闭正常打印的工作电源开关，然后选通打印头的待检测电阻。通过电流流过引起待检测电阻正常发热工作，电流采样电阻就会因为电流在两端产生很微弱的采样电压，通过两级放大器(高边电流检测模块和同向比例放大模块)放大此采样电压后送入处理器的ADC单元进行放大后的采样电压的采样，同时ADC单元也采集加热电源电压经分压电阻分压后的分压电压的幅值。CPU处理器通过采集到的放大后的采样电压、加热电源的分压电压，结合放大模块的放大倍数和电流采样电阻阻值确定回路电流值，进而确定打印头被选通的待检测电阻的阻值。通过再次发送逻辑数据选通打印头的其余待检测电阻，切换到下一个待检测电阻，直到打印头中的待检测电阻全部检测完毕。

可选的，参见图4，图4为一种打印头阻值确定装置的结构示意图，其中，CPU包括ADC单元，基于ADC单元实现分压电压Vp的采集以及放大后的采样电压Vs的采集；放大模块包括两级放大装置，其中一级增益为G1，二级增益为G2；分压电阻包括第一电阻和第二电阻，其中第一电阻的阻值为R1，第二电阻的阻值为R2；加热电源电压记为Vh，监测电源开关内阻记为Ro，电流采样电阻的阻值记为Rs，待检测电阻的阻值记为Rh，待检测电阻的电源地线压降记为Vg，打印头上存在电解电容，其电容值记为Ce。以图4中示意的打印头阻值确定装置为例，其待检测电阻的阻值Rh计算方式如下：

确定加热电源电压Vh：

Vh＝Vp*(1+R1/R2)式(1)

确定加热回路电流Is：

Is＝Vs/G2/G1/Rs 式(2)

设电源开关的压降为Vo，单个待检测电阻导通引起检测电源开关内阻Ro产生的压降为:

Vo＝Ro*Is 式(3)

单个待检测电阻导通引起电源和地线上的压降为Vg，联合(1)(2)(3)式，则单个发热电阻Rh的阻值为：

Rh＝(Vh-Vo-Vg)/(Vs/G2/G1/Rs) 式(4)

在一些实施例中，在控制待检测电阻发热工作之后，至少间隔过渡时间后获取放大后的采样电压，过渡时间根据加热电源电压、待检测电阻的阻值、电解电容值以及电流采样电阻的阻值确定。

可选的，在理想状态下，若回路上没有电抗和开关导通过程中导通内阻变化的影响，当发热电阻开始导通，根据欧姆定律R＝U/I，当电压稳定，电流会是一个恒定的值，电流采样电阻Rs两端的采样电压Vs＝I*Rs将是一个标准的方波，经无失真放大后，依然是一个方波，送入CPU中的ADC单元采集此波形，在任意加热延时时间内均可保证采样的准确性。这样就可以将加热延时和ADC采样缩减到很短的时间内完成，这样势必大大缩短整个检测周期，实现快速检测。

但实际上，继续参见图4，由于打印头上电解电容Ce的存在，若采用电阻分压的方法测量打印头发热电阻阻值的方案，电流采样电阻会变成和打印头发热电阻一个数量级(KΩ)的分压电阻，时间常数τ＝RC会非常大。此时电流采样电阻Rs两端的电压Vs将不是一个标准的方波，其方波尖角会被RC形成的低通滤波器给钝化。电流采样电阻阻值越大，钝化效果越明显，采样电压Vs在短时间内越达不到准确的峰值上，而电阻分压的测试方法引起钝化的时间远远超过加热时间量级。所以可以采用本发明实施例提供的电流检测的方法，若选用电流采样电阻Rs较大，若想要实现简单且精确的计算阻值方法，若采集未到峰值的电压计算阻值的方法需要考虑回路上RLC参数的影响，使计算复杂化，因此需采集采样电压Vs到峰值时的电压信号，进而需要延长待检测电阻的工作时长，也即增加加热延时时间。

而打印头一般都有最长单次加热时间Tm的限制，否则会因为过热而烧坏，虽然也可以降低加热电源电压预防，但是超过最长单次加热时间Tm的限制等待采样电压Vs的峰值电压会延长检测时间。所以加热延时时间Th≤最长单次加热时间Tm，若电流采样电阻Rs选用过大，当Th＝Tm后，波形仍然在钝化区间，此时采样后计算出的打印头的待检测电阻的阻值Rh会偏小。想要准确测量Rh值的前提是保证Th＜Tm的加热时间范围内，Vs电压达到峰值，并给ADC单元采样预留足够时间。相应的，Vs电压达到峰值时间越短，整个检测周期的时间也越短。

可见，本实施例中，电流采样电阻的阻值越大，放大模块的放大增益可以设置越小，放大的失真度越小，测量精度越高，但这样，波形钝化时间越长，要求发热时间越长，则检测时间就越长，由于测量精度和测量速度(发热时间)是矛盾的，需满足一定检测精度的情况下，尽可能缩短检测时间。而传统的电阻分压的阻值确定方式，由于RC时间常数大了n个数量级，在最长单次加热时间内，既不能满足精度，也不能缩短时间。

继续以图4所示的打印头阻值确定装置为例，其过渡时间的计算方式如下：

电流检测采样电阻Rs和加热时间的关系估算：

假设设检测串联回路的等效电感L很小，忽略不计，简化为RC模型。

设单点加热时间为Th，回路电流为Is，则有：

Is≈Vh/Rh式(5)

根据公式I＝C*dU/dt，在加热过程中由于供电端存在高的阻抗，首先先消耗电容上存储的电能，随着电容电压逐渐跌落，供电端开始逐步提供电流，当电压跌到一定程度，供电源提供加热所有消耗的电流Is，此时电容端的压降dU为:

dU＝Is*R_S式(6)

此电压也为Rs两端最大的电压差，经两级放大后，采样电压Vs的计算方式如下：

Vs＝dU*G1*G2式(7)

由于采样电阻到发热电阻之间的走线电阻非常小可忽略不计，所以采样电阻Rs、负载发热电阻Rh和电容Cs构成的RC时间常数τ为：

τ＝Rs*Rh/Rs+Rh)*Cs式(8)

电容充电和放电过程是等效的，充放电的电压幅度为dU，占充满电压Vh电压的比例r1为：

r1＝dU/Vh式(9)

设电容在整个充电过程中电容任意时刻t的电压值为Vt，则有：

Vt＝Vh*[1–exp(-t/τ)] 式(10)

为了保证采样精度，定义Vs电压达到最大值的99％(依照检测精度而定)即为合适的采样电压，占充满电压Vh电压的比例r2为：

r2＝r1*1％ 式(11)

设充电幅度达到1-r1比例时刻为t1，充电幅度达到1-r2比例时刻为t2则采样电压Vs达到峰值并合适采样的过渡时间T为：

T＝t2-t1 式(12)

若Cs为47uF,采样电阻Rs选用0.15R,则τ≈7us；由于采样电阻很小，电容两端压降dU最大时刻t1，所在的时间约为9τ，而达到合适采样时刻t2，其中dU变为最大值的1％，此时的时间约为13.5τ。所以达到采样电压Vs峰值的稳定时间约为32us(13.5τ-9τ)，所以经CPU计算采样时间需落在T～Th区间内。

可选的，基于过渡时间和加热延时时间即可确定采样电压的采样区间。参见图5，图5为采样电压的一种波形示意图。其中，由于电解电容的存在，电解电容两端电压充满需要的过渡时间t(钝化时间)，加热延时时间Th，采样区间为T～Th区间内。采样区间内，采样电压为峰值电压。

在一些实施例中，检测电源开关、工作电源开关、逻辑电源开关中至少之一为MOS管。

在一些实施例中，打印头阻值确定装置还包括：

存储模块，用于存储打印头阻值。

打印头包括若干个发热电阻，可以通过本发明实施例提供的打印头阻值确定装置确定其中至少一部分发热电阻的阻值，并存储于存储模块。可选的，在存储该阻值信息的同时，还对应存储该次阻值确定的时刻。这样可以方便后续基于打印头阻值的历史变化情况制定相应的热历史算法优化方案。

在一些实施例中，打印头阻值确定装置还包括：

提示装置，用于根据打印头阻值判断该待检测电阻是否发生故障，若发生故障，发出提示。

本实施例提供的打印头阻值确定装置包括控制模块，分别连接于检测电源开关、工作电源开关、打印头和分压电阻，用于分别控制打印头、检测电源开关、工作电源开关的工作状态，加热电源，分别连接于检测电源开关、工作电源开关和分压电阻，电流采样电阻，连接于检测电源开关，打印头还分别连接于电流采样电阻、工作电源开关；结构简单，提升了打印头发热电阻阻值确定的准确性和工作效率，阻值确定速度快，可以及时确定电阻异常的发热电阻，保证了打印质量，提升了用户体验度。

在一些实施例中，参见图6，本发明实施例还提供了一种打印头阻值确定方法，应用于上述任一项实施例所述的打印头阻值确定装置，包括：

S101：控制模块获取控制信号及分压电阻对应的分压电压，并控制工作电源开关断开，控制检测电源开关闭合。

可选的，分压电压可以通过ADC单元对分压电阻进行采样确定，分压电阻的数量可以根据需要设置。

可选的，控制信号包括但不限于打印头阻值检测信息及待检测电阻信息等。

可选的，控制信号可以基于当前打印头所在的打印机的状态自动生成，也可以由外接接收到的相应的外部指令信息生成对应的控制信号。例如，当前打印机刚刚启动，此时可以自动生成控制指令，该控制指令包括打印头阻值检测信息及待检测电阻信息，进行打印头的阻值确定。也可以根据外部指令信息生成对应的控制信号，若外部指令信息要求进行打印头的阻值确定则下发对应的而控制信号。

可选的，本实施例提供的打印头阻值确定装置的测试速度快，可以在每个打印任务开始前或过程空闲时间进行阻值检测，无需用户主动开启断针检测功能，便及时检测出打印头的发热电阻的阻值，及时发现异常电阻，保证打印质量和提升用户体验。

可选的，基于打印头阻值检测信息及待检测电阻信息一方面可以控制系统进入阻值检测状态，另一方面可以确定第一个待检测电阻的具体位置。

可选的，基于待检测电阻信息还可以确定检测策略，例如，是全部发热电阻遍历检测，还是发热电阻随机选取一定数量进行检测(例如检测85％数量的发热电阻)，还是间隔一定数量的发热电阻进行检测(例如间隔一个发热电阻进行检测)等。

可选的，控制信号还包括正常工作信息，基于该正常工作信息控制打印机进入正产打印状态。

可选的，根据控制信号中的打印头阻值检测信息可以对应调整打印头阻值确定装置中的检测电源开关闭合、逻辑电源开关闭合以及工作电源开关打开。若检测电源开关、逻辑电源开关以及工作电源分别为第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管，也即，控制第一MOS管、第二MOS管导通，第三MOS管截止。

S102：控制模块生成预设消息，并控制待检测电阻在加热延时时间内发热工作。

可选的，待检测电阻根据控制信号中的待检测电阻信息确定。

可选的，预设消息与待检测电阻发热工作的步序在此不做限定，但若预设消息是在待检测电阻发热工作之后发送，其间隔时间需要小于加热延时时间，以便后续能够实现对电流采样电阻进行采样电压的获取。

S103：控制模块获取电流采样电阻对应的采样电压。

可选的，在获取到预设消息后，获取放大后的采样电压。

S104：若存在尚未发热工作的待检测电阻，执行机构按照预设规则切换到下一个待检测电阻在加热延时时间内发热工作，控制模块生成新的预设消息。

可选的，由于打印头包括若干个发热电阻，根据需要可能需要检测其中至少一部分发热电阻的阻值，则这部分发热电阻均作为待检测电阻。

可选的，预设规则可以由本领域技术人员预先设定，预设规则可以是当前待检测电阻按照一定顺序方向上紧邻的下一个发热电阻，也可以是与当前待检测电阻间隔一定数量的发热电阻，预设规则用于确定新的待检测电阻的位置，可以由本领域技术人员根据需要设定，在此不做限定。例如，可以将打印头上各个发热电阻均进行阻值确定，此时，预设规则可以是按照排布顺序，依次将下一个发热电阻作为新的待检测电阻。又例如，根据评测，只需要打印头中部分发热电阻正常即可实现正常打印，此时，可以确定间隔一定数量的发热电阻作为新的待检测电阻。

可选的，低压逻辑单元在实现待检测电阻的选通时，可以根据预设规则以及控制信号确定下一个待检测电阻，并生成对应的逻辑控制信号，执行机构根据该逻辑控制信号切换待检测电阻。

S105：控制模块获取电流采样电阻对应的新的采样电压。

由于之前获取到新的预设消息，可以得到上一个待检测电阻已经停止工作，以后所采集到的采样电压为电流采样电阻对应的新的采样电压，这样可以更加有效的区分各个待检测电阻所对应的采样电压。

S106：若各待检测电阻均执行了发热工作，根据采样电压和分压电压确定各待检测电阻的阻值并存储。

可选的，此时可以通过判断是否还存在尚未发热工作的待检测电阻，若存在，则按照预设规则控制下一个待检测电阻发热工作，若不存在尚未执行发热工作的待检测电阻，也即全部的待检测电阻均执行了发热工作，其所对应的各个放大后的采样电压也都被获取到了，此时可以根据获取到的放大后的采样电压、分压电压、放大模块各放大级的电压增益、分压电阻的阻值、电流采样电阻的阻值、检测电源开关内阻、以及检测回路上电源地线压降确定待检测电阻的阻值。

可选的，各待检测电阻的阻值确定也可以是在获取到其对应的采样电压后直接确定，无需等到全部的待检测电阻均执行了发热工作之后。

可选的，各待检测电阻的阻值确定可以是由控制模块进行确定，也可以将对应参数(采样电压、分压电压等)传输至确定模块，进而由确定模块实现阻值确定。

可选的，各待检测电阻的阻值的存储的同时，还会对应存储其他信息，其他信息包括但不限于阻值确定时间等。这样可以通过调取阻值信息对打印头中各发热电阻的历史工况有一定了解，进而制定合理的工作计划，及时预判打印头可能存在故障的情况，并及时制定应对策略，提升工作效率，保障打印机更好的运转。

下面以将打印头阻值确定方法应用于图3所示的打印头阻值确定装置为例，示例性的说明一种具体的打印头阻值确定方法，打印头阻值确定装置中逻辑电源开关为逻辑电源MOS管开关，工作电源开关为工作电源MOS管开关，检测电源开关为检测电源MOS管开关，该方法包括：

S701：CPU检测分压电阻的分压电压。

S702：CPU下发控制信息。

可选的，控制信息包括但不限于打印头阻值检测信息及待检测电阻信息和加热延时时间等。

可选的，CPU通过计算得到采样过渡时间，再加上采样时间和通信延时时间，给FPGA发送最合适的加热延时时间，保证在准确采样的前提下，最大可能的缩短单点检测时间，其中加热延时时间大于或等于采样过渡时间、采样时间、通信延时时间之和。

S703：FPGA控制逻辑电源MOS管导通。

S704：FPGA控制工作电源MOS管截止。

S705：FPGA控制检测电源MOS管导通。

S706：FPGA根据控制信息确定待检测电阻。

可选的，FPGA根据控制信息中的待检测电阻信息确定首个电阻的位置，进而确定打印头中首个待检测电阻。

S707：控制待检测电阻单点加热。

S708：发送预设消息给CPU。

可选的，预设消息可以用于通知CPU中断对放大后的采样电压的采样。

S709：CPU采集电流采样电阻两端经放大后的采样电压的采样电压波形。

S710：控制待检测电阻在加热延时时间内发热工作，并在到达加热延时时间后切换到下一个待检测电阻单点加热。

可选的，当前待检测电阻在达到加热延时时间后，停止工作。

S711：判断待检测电阻是否均执行了单点加热，若是，执行步骤S712，若否，执行步骤S707。

需要说明的是，若存在待检测电阻尚未进行单点加热，控制下一个待检测电阻执行单点加热。

S712：向CPU发送检测完成指令。

S713：CPU根据采集到的放大后的采样电压波形、分压电压确定各待检测电阻的阻值。

S714：发送并存储各待检测电阻的阻值。

可选的，将各待检测电阻的阻值可以根据预先设定的发送规则发送给指定的对象，以便其了解当前打印头的各发热电阻的状态。

可选的，存储各待检测电阻的阻值可以是在打印机本体的存储装置内存储，也可以是其他预设存储位置存储，如云端服务器等。本发明实施例还提供了一种打印机，该打印机包括上述任一项实施例所述的打印头阻值确定装置。

在本实施例中，该打印机具体功能和技术效果参照上述对于打印头阻值确定装置即可，此处不再赘述。

参见图8，本发明实施例还提供了一种终端800，包括处理器801、存储器802和通信总线803；

通信总线803用于将处理器801和存储器连接802；

处理器801用于执行存储器802中存储的计算机程序，以实现如上述实施例一中的任意一项所述的打印头阻值确定方法。

本申请实施例还提供了一种非易失性可读存储介质，该存储介质中存储有一个或多个模块(programs)，该一个或多个模块被应用在设备时，可以使得该设备执行本申请实施例的实施例一所述的打印头阻值确定方法所包含步骤的指令(instructions)。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该计算机程序用于使计算机执行如上述实施例一中的任一项所述的打印头阻值确定方法。

需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种打印头阻值确定装置，其特征在于，包括：

控制模块，分别连接于检测电源开关、工作电源开关、打印头和分压电阻，用于分别控制所述打印头、所述检测电源开关、所述工作电源开关的工作状态；

加热电源，分别连接于所述检测电源开关、所述工作电源开关和所述分压电阻，所述分压电阻用于对所述加热电源进行分压；

电流采样电阻，连接于所述检测电源开关；

所述打印头还分别连接于所述电流采样电阻、所述工作电源开关。

2.根据权利要求1所述的打印头阻值确定装置，其特征在于，所述打印头包括若干个待检测电阻，还包括：

逻辑电源开关，分别连接于逻辑电源和所述打印头，所述逻辑电源用于通过所述逻辑电源开关为所述打印头的低压逻辑单元供电，所述低压逻辑单元用于选通所述打印头的待检测电阻；所述控制模块还用于控制所述逻辑电源开关的工作状态；

执行机构，用于若存在尚未发热工作的待检测电阻，按照预设规则切换所述待检测电阻。

3.根据权利要求2所述的打印头阻值确定装置，其特征在于，

所述控制模块包括：第一控制子模块，分别连接于所述分压电路、放大模块和第二控制子模块，所述第一控制子模块用于向所述第二控制子模块下发控制信号，用于获取所述分压电阻对应的分压电压，以及获取放大后的所述采样电压；第二控制子模块，分别连接于所述检测电源开关、所述工作电源开关、所述逻辑电源开关和所述打印头，用于根据所述控制信号分别控制所述打印头、所述检测电源开关、所述工作电源开关和所述逻辑电源开关的工作状态；

和/或，

所述打印头阻值确定装置还包括放大模块，所述放大模块连接于所述检测电源开关，用于将所述电流采样电阻的采样电压进行放大。

4.根据权利要求2所述的打印头阻值确定装置，其特征在于，若所述控制模块控制所述检测电源开关闭合，所述逻辑电源开关闭合，所述工作电源开关断开；

所述控制模块还用于：

控制所述打印头的待检测电阻在加热延时时间内发热工作；

获取放大后的所述采样电压，以及所述分压电阻对应的分压电压，并确定所述待检测电阻的阻值。

5.根据权利要求3所述的打印头阻值确定装置，其特征在于，若所述控制模块包括第一控制子模块和第二控制子模块，所述第一控制子模块包括CPU，所述第二控制子模块包括FPGA，所述控制信号包括打印头阻值检测信息及待检测电阻信息，所述FPGA还用于根据所述控制信号分别控制所述检测电源开关闭合，所述逻辑电源开关闭合，所述工作电源开关断开，并根据所述待检测电阻信息确定所述打印头的待检测电阻，控制所述待检测电阻发热工作；

所述FPGA还用于向所述CPU发送预设消息，并控制所述待检测电阻在加热延时时间内发热工作，超出加热延时时间，控制所述待检测电阻停止工作。

6.根据权利要求5所述的打印头阻值确定装置，其特征在于，若所述CPU获取到所述预设消息之后，获取放大后的所述采样电压；

所述CPU还用于根据放大后的所述采样电压，以及所述分压电阻对应的分压电压，确定所述待检测电阻的阻值。

7.根据权利要求6所述的打印头阻值确定装置，其特征在于，在所述FPGA控制所述待检测电阻停止工作的同时，或，在控制所述待检测电阻停止工作的之后，所述FPGA还用于以下至少之一：

若存在阻值尚未确定的打印头的发热电阻，按照预设规则控制下一个待检测电阻在加热延时时间内发热工作，并向所述CPU发送新的预设消息；

若所述发热电阻的阻值均被确定，发送检测完成信号。

8.根据权利要求4或6任一项所述的打印头阻值确定装置，其特征在于，还包括以下至少之一：

根据放大后的所述采样电压、所述分压电压、所述放大模块各放大级的电压增益、分压电阻的阻值、电流采样电阻的阻值、检测电源开关内阻、以及检测回路上电源地线压降确定所述待检测电阻的阻值；

在控制所述待检测电阻发热工作之后，至少间隔过渡时间后获取放大后的所述采样电压，所述过渡时间根据加热电源电压、待检测电阻的阻值、电解电容值以及电流采样电阻的阻值确定。

9.一种打印头阻值确定方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的打印头阻值确定装置，包括：

控制模块获取控制信号及分压电阻对应的分压电压，并控制工作电源开关断开，控制检测电源开关闭合，所述控制信号包括打印头阻值检测信息及待检测电阻信息；

所述控制模块生成预设消息，并控制所述待检测电阻在加热延时时间内发热工作，所述待检测电阻根据所述待检测电阻信息确定；

所述控制模块获取电流采样电阻对应的采样电压；

若存在尚未发热工作的待检测电阻，执行机构按照预设规则切换到下一个待检测电阻在所述加热延时时间内发热工作，所述控制模块生成新的预设消息；

所述控制模块获取电流采样电阻对应新的采样电压；

若各待检测电阻均执行了发热工作，根据所述采样电压和所述分压电压确定各待检测电阻的阻值并存储。

10.一种打印机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的打印头阻值确定装置。

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