CN114851715A - 热敏打印机温度报警方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种热敏打印机温度报警方法，根据热量和温度在物理上可以相互转换关系的原理，将打印机芯的温度采用热量的形式来表示，当热量值达到打印机芯允许的最大的热量值时报警，并停止打印，以达到保护打印机芯的效果。

Description

热敏打印机温度报警方法

技术领域

本发明涉及热敏打印机技术领域，尤其涉及一种热敏打印机温度报警方法。

背景技术

热敏打印机广泛应用于pos机产品上，在交易量较高的场景中，pos机经常处于连续工作的状态，在连续交易打印票据的过程中，热敏打印机会处于高温状态，如果高温状态持续太久，热敏打印机芯会损坏，为了保护热敏打印机芯，需要在高温状态下进行报警，在温度降下来时才允许打印机继续工作。

现有技术热敏打印机通常采用硬件的方式实现温度报警，即在打印机芯头片嵌入温度传感器，在使用过程中通过AD采样出当前打印头电压，再转换成温度，在温度达到一定值(比如：60℃)则报警。

但这样的设计存在以下缺陷：

（1）热敏打印机芯温度传感器都是嵌入在机芯的左端或者是右端，这样实际读出来的温度是机芯左端或者右端的瞬时温度，不能体现出机芯的平均温度，比如当机芯温度传感器在左端时，如果只在机芯右端部分连续打印，造成软件上不能准确的读取机芯温度，在达到报警温度时，其实右端打印位置的温度很高，长时间处于高温下，打印机芯头片加热块会损坏。

（2）增加了硬件成本，同样规格的机芯，有温度传感器的打印机芯比没有温度传感器的打印机芯价格更加昂贵。

（3）增大了系统开销，系统需要分配AD资源供温度传感器采样电压。

（4）如果采用热敏电阻等较低成本的温度传感器，其精度也较难以保障。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提出一种热敏打印机温度报警方法，根据热量和温度在物理上可以相互转换关系的原理，将打印机芯的温度采用热量的形式来表示，当热量值达到打印机芯允许的最大的热量值时报警，并停止打印，以达到保护打印机芯的效果。

该种方案即可以为生产企业节约采购成本，也为打印机系统节省了开销。特别是节省了资源比较紧缺的AD资源。且在本发明方案中机芯的每个加热点在加热过程中是等效的，因此不会出现测量局部温度误差而造成损坏的情况。

本方案中采用热量对温度进行度量。但在实际操作过程中不需要转换或者计算出温度。当打印过程中积累的热量值ΔEc>=ΔEmax（打印机芯所能承受的最大热量值），这时候说明打印机芯应该处于保护状态(不允许打印，提示高温报警)。

本发明具体采用以下技术方案：

一种热敏打印机温度报警方法，其特征在于：在机芯中不设置温度传感器，通过热敏打印机的结构和电气参数、打印纸规格参数，以及工作和散热时间表征机芯的热量值，当热量值达到机芯允许的最大的热量值时报警，并停止打印。

进一步地，采用的热敏打印机的结构参数包括参与加热的加热点的数量和机芯的散热系数，电气参数包括加热点的工作电流和加热系数；所述打印纸规格参数包括打印纸的散热参数。

进一步地，机芯累积的能量计算公式为：

ΔEc=ΔEstb–ΔEpap–ΔEradd；

其中，ΔEstb为加热点累积的热量，单个点加热的电能跟加热时间dt1和当前供电电流I相关,由此得出单个点的热量w1=I*dt1*a，a为加热系数，由于一次有Ni个点同时加热，在加热时间dt1时间内，总加热点数sum(Ni)所累积的能量为ΔEstb的值：ΔEstb=w1*sum(Ni)；

ΔEpap为在加热过程中被打印纸纸带走的能量，在极短的时间dt1内打印纸所带走的能量只与加热点数Sum(Ni)相关，每个点有：ΔEpap=Sum(Ni)*YμJ；YμJ指在dt时间内加热点散掉的热量；

ΔErad为机芯的散热值，与散热时间dt和当前的机芯能量Ec相关,计算dt时间内散热公式为：ΔErad=Ec*dt*b，b为机芯的散热系数。

进一步地，设ΔEmax为当前打印机芯所能达到的最大能量值，通过实验确定，当ΔEc>=Emax时进行高温报警。

进一步地，打印机报警流程为：

步骤S1：在启动打印机打印时,判断打印机之前是否有空闲散热时间，如果有则根据空闲时间t计算打印机芯散失的热量ΔErad，再计算打印机当前热量值ΔEc=ΔEc–ΔErad:；

步骤S2：在打印之前，再判断ΔEc是否大于ΔEmax，如果ΔEc>ΔEmax，则报警停止该行打印，需等到热量值降到允许打印的热量值后才能打印，否则进入步骤S3：

步骤S3：开始打印流程，在打印结束后合算该行打印过程中产生的热量,ΔEc+=(ΔEstb-ΔEpap)。

进一步地，在散热温度模型中环境温度的值通过预设或外部输入给定，在环境温度下，定义初始能量Ec的值为0，在散热后，最终得出打印机芯的能量值不能低于0，低于0则按照0处理。

一种热敏打印机温度报警装置，其特征在于，包括：

加热点累积热量计算模块，用于调取每个点的总加热时间dt1、总加热点数Ni和供电电流I，计算得到单个点的热量w1=I*dt1*a，a为加热系数，进而得到总加热点数sum(Ni)所累积的能量为ΔEstb的值：ΔEstb=w1*sum(Ni)；

打印纸吸热计算模块，用于调取总加热点数Ni，并计算ΔEpap=Sum(Ni)*YμJ；其中YμJ为在dt时间内加热点散掉的热量；

机芯散热计算模块，用于调取空闲时间作为散热时间，并计算散热时间dt内散热值：ΔErad=Ec*dt*b，b为机芯的散热系数，Ec为当前的机芯能量；

以及，报警模块，其计算机芯累积的能量ΔEc=ΔEstb–ΔEpap–ΔEradd；设ΔEmax为当前打印机芯所能达到的最大能量值，当ΔEc>=Emax时进行高温报警。

进一步地，其工作流程为：

步骤S1：在启动打印机打印时,判断打印机之前是否有空闲散热时间，如果有则根据空闲时间t计算打印机芯散失的热量ΔErad，再计算打印机当前热量值ΔEc=ΔEc–ΔErad:；

步骤S2：在打印之前，再判断ΔEc是否大于ΔEmax，如果ΔEc>ΔEmax，则报警停止该行打印，需等到热量值降到允许打印的热量值后才能打印，否则进入步骤S3：

步骤S3：开始打印流程，在打印结束后合算该行打印过程中产生的热量,ΔEc+=(ΔEstb-ΔEpap)。

相比于现有技术，本发明及其优选方案在热敏打印机芯中可以不嵌入温度传感器，这样就节省了热敏打印机芯的成本，还节约了打印机系统比较宝贵的AD资源。另一方面，该种方案精度高于一般的温度传感器，且在一次校准之后能够持续正常使用足够长的时间，都能保证对温度的有效预警。

附图说明

图1是本发明实施例整体工作流程示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：

打印机在打印过程中分为升温过程和降温过程。升温过程产生的热量是在打印过程中加热点产生的热量和打印纸带走的能量之差。降温过程是在打印机处于空闲时机芯散掉的热量

下面对几个能量值进行说明：

ΔEc,Estb,Epap,Erad

最终机芯累积的能量计算公式为：

ΔEc=ΔEstb–ΔEpap–ΔErad.

下面说明各个能量值：

(1)ΔEstb(加热点累积的热量)

加热点累积的热量是有电能转换的，而单个点加热的电能跟加热时间dt1和当前供电电流I相关,由此可以得出单个点的热量w1=I*dt1*a(加热系数)，由于一次（一般指打印一行）有Ni个点同时加热，那么在加热时间dt1时间内，总加热点数sum(Ni)所累积的能量就是ΔEstb的值。

ΔEstb=w1*sum(Ni)

(2)ΔEpap（纸带走能量）

ΔEpap是在加热过程中被纸带走的能量，在极短的时间dt1内(微秒级)纸所带走的能量只跟加热点数Sum(Ni)相关，每个点有：

ΔEpap=Sum(Ni)*YμJ.

YμJ指在dt时间内加热点散掉的热量，该值一般可以从热敏打印纸的规格说明获取。

(3)ΔErad（散热）

在打印机空闲的时候是一个散热的过程。在温度模型中需要一个环境温度，可以预先给定环境温度，如25℃，也可以通过外部进行输入比如无线终端，在温度为25℃时定义初始能量Ec的值为0，在散热后，最终得出打印机芯的能量值不能低于0，低于0按照0处理。机芯的散热跟散热时间dt和当前的机芯能量Ec相关,计算dt时间内散热公式为：

ΔErad=Ec*dt*b(散热系数)。

(4)ΔEmax

ΔEmax为当前打印机芯所能达到的最大能量值，通过实验可以确定当达到高温时机芯最大的热量值，那么当ΔEc>=Emax时说明打印机芯达到高温，这时候应该提示高温报警。

如图1所示，本实施例提供的打印过程中报警流程为：

步骤S1：在启动打印机打印时,判断打印机之前是否有空闲散热时间，如果有则根据空闲时间t计算打印机芯散失的热量ΔErad，再计算打印机当前热量值ΔEc=ΔEc–ΔErad.

步骤S2：在打印之前，再去判断ΔEc是否大于ΔEmax，如果ΔEc>ΔEmax，则报警停止该行打印，需等到热量值降到允许打印的热量值后才能打印。否则进入步骤S3。

步骤S3：开始打印流程，在打印结束后统计该行打印过程中产生的热量,ΔEc+=(ΔEstb-ΔEpap)。

由此，本发明实施例设计的关键点包括：

（1）把温度转换为热量的表现形式来建立数学模型以保护机芯，在高温情况下报警。

（2）把加热块中每个加热点在加热过程中对机芯的影响看做一样的。

（3）把温度采用热量的形式表示，把机芯热量分为ΔEc(机芯累积热量),Estb(加热点累积的热量),Epap(纸带走的热量),Erad(散热的热量)几个部分。

（4）在计算Estb(加热点累积的热量)，采用电能转换为热量形式。

（5）打印机芯通过判断ΔEc>ΔEmax或者ΔEc>=ΔEmax时提示报警保护。

以上方案通过在pos机上进行的模拟实验，在pos机进行交易打印票据时，打印过程中达到打印机芯保护温度时可以实现报警，且具有很高的可靠性。可节约很大一笔采购成本，节约了系统的AD资源，且延长了机芯的使用寿命，具有很高的实用和推广价值。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的热敏打印机温度报警方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种热敏打印机温度报警方法，其特征在于：在机芯中不设置温度传感器，通过热敏打印机的结构和电气参数、打印纸规格参数，以及工作和散热时间表征机芯的热量值，当热量值达到机芯允许的最大的热量值时报警，并停止打印。

2.根据权利要求1所述的热敏打印机温度报警方法，其特征在于：采用的热敏打印机的结构参数包括参与加热的加热点的数量和机芯的散热系数，电气参数包括加热点的工作电流和加热系数；所述打印纸规格参数包括打印纸的散热参数。

3.根据权利要求2所述的热敏打印机温度报警方法，其特征在于：

机芯累积的能量计算公式为：

ΔEc=ΔEstb–ΔEpap–ΔEradd；

其中，ΔEstb为加热点累积的热量，单个点加热的电能跟加热时间dt1和当前供电电流I相关,由此得出单个点的热量w1=I*dt1*a，a为加热系数，由于一次有Ni个点同时加热，在加热时间dt1时间内，总加热点数sum(Ni)所累积的能量为ΔEstb的值：ΔEstb=w1*sum(Ni)；

ΔEpap为在加热过程中被打印纸纸带走的能量，在极短的时间dt1内打印纸所带走的能量只与加热点数Sum(Ni)相关，每个点有：ΔEpap=Sum(Ni)*YμJ；YμJ指在dt时间内加热点散掉的热量；

ΔErad为机芯的散热值，与散热时间dt和当前的机芯能量Ec相关,计算dt时间内散热公式为：ΔErad=Ec*dt*b，b为机芯的散热系数。

4.根据权利要求3所述的热敏打印机温度报警方法，其特征在于：设ΔEmax为当前打印机芯所能达到的最大能量值，通过实验确定，当ΔEc>=Emax时进行高温报警。

5.根据权利要求4所述的热敏打印机温度报警方法，其特征在于：打印机报警流程为：

步骤S1：在启动打印机打印时,判断打印机之前是否有空闲散热时间，如果有则根据空闲时间t计算打印机芯散失的热量ΔErad，再计算打印机当前热量值ΔEc=ΔEc–ΔErad:；

步骤S2：在打印之前，再判断ΔEc是否大于ΔEmax，如果ΔEc>ΔEmax，则报警停止该行打印，需等到热量值降到允许打印的热量值后才能打印，否则进入步骤S3：

步骤S3：开始打印流程，在打印结束后合算该行打印过程中产生的热量,ΔEc+=(ΔEstb-ΔEpap)。

6.根据权利要求3所述的热敏打印机温度报警方法，其特征在于：在散热温度模型中环境温度的值通过预设或外部输入给定，在环境温度下，定义初始能量Ec的值为0，在散热后，最终得出打印机芯的能量值不能低于0，低于0则按照0处理。

7.一种热敏打印机温度报警装置，其特征在于，包括：

加热点累积热量计算模块，用于调取每个点的总加热时间dt1、总加热点数Ni和供电电流I，计算得到单个点的热量w1=I*dt1*a，a为加热系数，进而得到总加热点数sum(Ni)所累积的能量为ΔEstb的值：ΔEstb=w1*sum(Ni)；

打印纸吸热计算模块，用于调取总加热点数Ni，并计算ΔEpap=Sum(Ni)*YμJ；其中YμJ为在dt时间内加热点散掉的热量；

机芯散热计算模块，用于调取空闲时间作为散热时间，并计算散热时间dt内散热值：ΔErad=Ec*dt*b，b为机芯的散热系数，Ec为当前的机芯能量；

以及，报警模块，其计算机芯累积的能量ΔEc=ΔEstb–ΔEpap–ΔEradd；设ΔEmax为当前打印机芯所能达到的最大能量值，当ΔEc>=Emax时进行高温报警。

8.根据权利要求7所述的热敏打印机温度报警装置，其特征在于：其工作流程为：

步骤S1：在启动打印机打印时,判断打印机之前是否有空闲散热时间，如果有则根据空闲时间t计算打印机芯散失的热量ΔErad，再计算打印机当前热量值ΔEc=ΔEc–ΔErad:；

步骤S2：在打印之前，再判断ΔEc是否大于ΔEmax，如果ΔEc>ΔEmax，则报警停止该行打印，需等到热量值降到允许打印的热量值后才能打印，否则进入步骤S3：

步骤S3：开始打印流程，在打印结束后合算该行打印过程中产生的热量,ΔEc+=(ΔEstb-ΔEpap)。

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