CN1644384A - 热敏打印机头加热时间的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种热敏打印机头加热时间的控制方法及装置。所说方法包含以下步骤：(1)初始化处理：求出基础加热时间及二次函数逼近方程的线性回归系数；(2)对加热元件以及加热电压进行采样并进行标幺化处理；(3)利用二次函数逼近方程，计算出实际所需的加热时间M；(4)根据加热时间M，用微处理器对热敏打印机头的加热时间进行监控。所说装置由采样模块，微处理器及接口模块，打印机头供电控制接口模块，功率驱动模块，数据锁存模块构成。本发明方法及装置用于热敏打印机，可以根据实时检测的加热元件温度和加热电压精确、快速地计算出最佳的加热时间，进而可用廉价微处理器实现对热敏打印机的高精度、大容量实时控制。
Description
技术领域
本发明涉及到热敏打印机领域，特别是一种热敏打印机头加热时间的控制方法及装置。
背景技术
热敏打印机头的加热时间的控制对于热敏打印机至关重要。现有的热敏打印机加热时间控制分为固定加热时间控制、按加热元件温度计算加热时间控制和传统的按加热元件温度及加热电压计算加热时间控制等三种方法。采用前两种方法控制的热敏打印机，当环境温度或加热电压发生变化(电网影响或负载影响)时，将出现打印字符黑度时深时浅的现象。至于第三种方法，则有两种途径计算加热时间，一种途径又由于算法过于复杂廉价的微处理器无法实时处理而不能实用；另一种途径是采用分段折线逼近的近似处理方法，此处理方法虽较之前述方法可使热敏打印机的打印效果有所改善，但打印机的处理精度仍然较差，不能令人满意。
发明内容
本发明的任务是要克服现有技术的不足，在兼顾打印机的处理精度、计算加热时间的复杂性和所用微处理器的成本的基础上，提供一种新的热敏打印机头加热时间的控制方法，并利用该方法设计一种对热敏打印机头的加热时间进行控制的装置。
本发明的技术方案如下：
热敏打印机头加热时间的控制方法，其步骤是：
(a)初始化处理
根据热量产生的理论计算公式，按照函数逼近理论的原理及处理方法预先求出基础加热时间及下列二次函数逼近方程的各个线性回归系数，
M＝B+KT×T+KV×(V-Va)+KTT×T2+KTV×(V-Va)×T
式中：M为实际所需的加热时间，B为基础加热时间，KT为温度线性相关系数，T为加热元件温度采样值，KV为加热电压线性相关系数，V为加热电压采样值，Va为加热电压中心值，KTT为温度平方相关系数，KTV为温度加热电压二次相关系数；热量产生的理论计算公式通常由打印机头制造商提供，函数逼近理论的原理及处理方法参见莫国端、刘开第编著的《函数逼近论方法》”。
(b)对热敏打印机头的加热元件以及加热电压进行采样并进行相应的标幺化处理；
(c)利用步骤(a)所说的二次函数逼近方程，计算出实际所需的加热时间M；
(d)根据步骤(c)求出的加热时间M，用微处理器对热敏打印机头的加热时间进行监控。
进一步的改进是在所述步骤(b)中还采取了判断温度采样值以及加热电压采样值是否超限以防止当其采样单元发生故障时计算出错的可靠性措施。
按照上述方法对热敏打印机头的加热时间进行控制的装置，其特征在于该装置包括如下模块：采样模块，微处理器及接口模块，打印机头供电控制接口模块，功率驱动模块，数据锁存模块；
采样模块分别与热敏打印机头上所带的的热敏元件及热敏打印机头加热电压的信号输出端相连，对其输出的温度及加热电压信号进行滤波和A/D转换；
微处理器及接口模块与采样模块的输出信号端相连，在微处理器中预存有所说的二次函数逼近方程及其所有常数，微处理器根据所得A/D转换值和二次函数逼近方程可自动计算出加热元件的通电加热时间M并经接口将通电控制信号输出给热敏打印机头供电控制接口模块；
热敏打印机头供电控制接口模块接收由微处理器及接口模块送来的通电控制信号，其输出信号端与功率驱动模块相连，向其发出给定时间宽度的通电脉冲信号；
功率驱动模块的输出信号端与热敏打印机头的加热元件相连接，控制其定时通电加热；
数据锁存模块与微处理器及接口模块相连，将其送来的热敏打印机头加热段选控制信号锁存，并传送给热敏打印机头的加热元件，结合功率驱动模块对其定时通电加热。
采用本发明所述的方法及装置对热敏打印机头进行控制，可以实现热敏打印机中按照实时检测的加热元件温度和加热电压精确、快速地计算出最佳的加热时间，满足了对热敏打印机采用廉价微处理器实现高精度、大容量、实时可靠控制的要求。
附图说明
图1是本发明所说对热敏打印机头的加热时间进行控制的装置的电路原理方框图；
图2是图1的一个具体实施电路原理图。
以下结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
热敏打印机头加热时间的控制方法，其步骤是：
(a)初始化处理：
根据热量产生的理论计算公式，按照函数逼近理论的原理及处理方法预先求出基础加热时间及下列二次函数逼近方程的各个线性回归系数，
M＝B+KT×T+KV×(V-Va)+KTT×T2+KTV×(V-Va)×T
式中：M为实际所需的加热时间，B为基础加热时间，KT为温度线性相关系数，T为加热元件温度采样值，KV为加热电压线性相关系数，V为加热电压采样值，Va为加热电压中心值，KTT为温度平方相关系数，KTV为温度加热电压二次相关系数；
(b)对热敏打印机头的加热元件以及加热电压进行采样并进行相应的标幺化处理并判断温度采样值以及加热电压采样值是否超限以防止当其采样单元发生故障时计算出错。
(c)利用步骤(a)所说的二次函数逼近方程，以毫秒为单位计算出实际所需的加热时间M；
(d)根据步骤(c)求出的加热时间M，用微处理器对热敏打印机头的加热时间进行监控。
对热敏打印机头的加热时间进行控制的装置(参见图1、图2)，由采样模块1，微处理器及接口模块2，打印机头供电控制接口模块3，功率驱动模块4，数据锁存模块5等几部分电路模块组成。
采样模块1(参见图2)由阻容滤波电路(包括电阻RI、电阻R2、电容C1、电容C2)、A/D转换器(ADC0832)构成。其分别与热敏打印机头上所带的的热敏元件及热敏打印机头加热电压的信号输出端相连，对其输出的温度及加热电压信号进行滤波和A/D转换。
微处理器及接口模块2由W78E54单片计算机IC1及外接时钟电路(晶体CRY、电容C5、电容C6)构成。其与采样模块1的输出信号端相连。在其单片计算机IC1中预存有上述二次函数逼近方程及其所有常数，单片计算机根据所得A/D转换值和二次函数逼近方程可自动计算出加热元件的通电加热时间M并经接口将通电控制信号输出给热敏打印机头供电控制接口模块3。
热敏打印机头供电控制接口模块3是一种单稳态触发延时控制器，由集成电路IC3A(74HC123)、延时电容C4、电阻R3构成。热敏打印机头供电控制接口模块3接收由微处理器及接口模块2送来的通电控制信号，其输出信号端与功率驱动模块4相连，向其发出给定时间宽度的通电脉冲信号。
功率驱动模块4是一种由三极管Q1、场效应三极管Q2、电阻R5-7及电容C7构成的复合放大电路，其输出信号端与热敏打印机头的加热元件相连接，控制其定时通电加热。
数据锁存模块5为8路数据锁存器IC4，其与微处理器及接口模块2相连，将其送来的热敏打印机头6加热段选控制信号锁存，并传送给热敏打印机头的加热元件，结合功率驱动模块4对其定时通电加热。
Claims (4)
1.热敏打印机头加热时间的控制方法，其步骤是：
(a)初始化处理：
根据热量产生的理论计算公式，按照函数逼近理论的原理及处理方法预先求出基础加热时间及下列二次函数逼近方程的各个线性回归系数，
M＝B+KT×T+KV×(V-Va)+KTT×T2+KTV×(V-Va)×T
式中：M为实际所需的加热时间，B为基础加热时间，KT为温度线性相关系数，T为加热元件温度采样值，KV为加热电压线性相关系数，V为加热电压采样值，Va为加热电压中心值，KTT为温度平方相关系数，KTV为温度加热电压二次相关系数；
(b)对热敏打印机头的加热元件以及加热电压进行采样并进行相应的标幺化处理；
(c)利用步骤(a)所说的二次函数逼近方程，计算出实际所需的加热时间M；
(d)根据步骤(c)求出的加热时间M，用微处理器对热敏打印机头的加热时间进行监控。
2.依照权利要求1所述的控制方法，其特征在于在所述步骤(b)中还采取了判断温度采样值以及加热电压采样值是否超限以防止当其采样单元发生故障时计算出错的可靠性措施。
3.利用权利要求1或2所述的控制方法对热敏打印机头的加热时间进行控制的装置，其特征在于该装置包括如下模块：采样模块(1)，微处理器及接口模块(2)，打印机头供电控制接口模块(3)，功率驱动模块(4)，数据锁存模块(5)；
采样模块(1)分别与热敏打印机头上所带的的热敏元件及热敏打印机头加热电压的信号输出端相连，对其输出的温度及加热电压信号进行滤波和A/D转换；
微处理器及接口模块(2)与采样模块(1)的输出信号端相连，在微处理器中预存有所说的二次函数逼近方程及其所有常数，微处理器根据所得A/D转换值和二次函数逼近方程可自动计算出加热元件的通电加热时间M并经接口将通电控制信号输出给热敏打印机头供电控制接口模块(3)；
热敏打印机头供电控制接口模块(3)接收由微处理器及接口模块(2)送来的通电控制信号，其输出信号端与功率驱动模块(4)相连，向其发出给定时间宽度的通电脉冲信号；
功率驱动模块(4)的输出信号端与热敏打印机头的加热元件相连接，控制其定时通电加热；
数据锁存模块(5)与微处理器及接口模块(2)相连，将其送来的热敏打印机头加热段选控制信号锁存，并传送给热敏打印机头的加热元件，结合功率驱动模块(4)对其定时通电加热。
4.依照权利要求3所述的装置，其特征在于所述采样模块(1)由阻容滤波电路(RI、R2、CI、C2)、A/D转换器(ADC0832)构成；所述微处理器及接口模块(2)由单片计算机电路(IC1)构成；所述热敏打印机头供电控制接口模块(3)由单稳态触发延时控制器(IC3A、C4、R3)构成；所述功率驱动模块(4)是一种由三极管(Q1)、场效应三极管(Q2)、电阻(R5-7)及电容(C7)构成的复合放大电路；所述数据锁存模块(5)为8路数据锁存器(IC4)。
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