一种针式打印机自动双向打印调直系统及方法与流程

本发明涉及打印机设备控制领域，具体涉及一种针式打印机自动双向打印调直系统及方法。

背景技术：

针式打印机是通过打印头控制打印针出针击打色带，把需要打印的点阵信息通过色带油墨转印到纸张上，同时对于多联复印纸的打印，通过出针击打把点阵信息在复印纸张实现复印。针式打印头的针数有限，一般为9针到48针，要实现完整字符点阵或位图点阵的打印，需要控制打印头做横向运动和纸张的纵向运动，在打印纸停止时打印头一次横向运动实现一行的点阵内容打印，然后再驱动打印纸张运动，再进行横向打印头运动打印，循环进行，实现整个幅面的点阵信息打印。

打印头的横向运动有2个方向，一个是正向运动，另一个为反向运动。在正向和反向运动时都出针打印的打印方式为双向打印；只有一个方向运动时打印而另一个方向不打印的打印方式为单向打印。双向打印速度快，但存在纵向对齐问题，单向打印速度慢，但是纵向对齐好。由于齿轮的齿隙以及传动机构间隙的存在，所以在双向打印时上下两行打印内容在纵向对齐上存在误差，特别是竖线打印时表现明显。要解决双向打印的纵向对齐问题，就需要对其中一个方向打印的位置进行补偿，补偿到跟另一个方向纵向对齐为止。

因为每台打印机的对齐补偿量都不同，所以每台打印机都需要进行对齐调整，目前的对齐调整都是通过人工操作对齐，先打印无补偿量的图案效果，然后人工根据经验判断两个方向打印偏差量，把这个偏差量作为补偿量设置到打印机中，接下来再打印当前补偿后的对齐效果，如果对齐偏差量满足要求，那么调整结束；如果对齐偏差大的，继续补偿直到满足要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种针式打印机自动双向打印调直系统及方法，消除了人工双向补充调整的人为操作误差，调整效率高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种针式打印机自动双向打印调直系统，包括依次连接的打印控制及驱动单元，打印机芯单元，传感器单元，位置采集单元和数据通讯接口单元；所述数据通讯接口单元连接光栅采集单元和打印控制及驱动单元，当打印控制及驱动单元需要实时读取当前打印头位置信息时，通过数据通讯接口单元发送请求数据命令，位置采集单元通过数据通讯接口单元接收到请求命令后，会实时把当前打印头的光栅采集的实际位置返回给打印控制及驱动单元。

进一步的，所述打印机芯单元为针式打印机本身的组成部分，包括打印头及其运动机构，走纸运动机构。

进一步的，所述传感器单元采用光栅检测传感器，由线性光栅条及光栅红外收发器组成。

进一步的，所述位置采集单元为光栅位置采集单元。

进一步的，一种针式打印机自动双向打印调直系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤s1:在整个行程上设置平均分布n个物理采集位置，正向打印的物理位置分别为wz0，wz1，wz2，wz3，...，wzn-1,wzn;反向打印分别为wf0，wf1，wf2，wf3，...，wfn-1,wfn

如图5，其中wz0和wzn分别为正向运动的初位计数开始位置和正向运动的结束位置，wz0到wz1之间以及wzn-1到wzn之间不属于打印区域；wf0和wfn分别反向运动的启动位置和反向运动的结束位置，wf0到wf1之间以及wfn-1到wfn之间不属于打印区域；

步骤s2:打印机正向打印时，打印头从左到右运动，当打印头运动到初位传感器位置wz0位置时，检测到初位，光栅传感器位置计数器清零并开始增值计数，然后在wz1，wz2，wz3，...，wzn-1位置时，打印控制及驱动单元通过数据通讯接口单元分别读取对应位置的光栅位置采集单元的光栅计数值,并在wzn-1继续运动一段并开始减速，然后在wzn位置停止；

步骤s3:打印头在wzn位置停止后，电机开始反向旋转并带动打印头做反向打印运动，反向运动过程没有计数清零动作，反向运动对应的光栅计数为减值计数，反向运动分别在wf1到wfn-1位置读取光栅传感器位置计数值jf1到jfn-1;

步骤s4:采用分段补偿的方法补偿正向运动与反向运动的采集位置的偏差，使正向运动和反向运动的采集位置重合。

进一步的，所述分段补偿具体为：

步骤s41:根据wz1，wz2，wz3，...，wzn共n个位置，区间分为n-1段；

步骤s42:每段区域内采用对应的补偿值，分别为wf0与wf1之间采用d1补偿值，wf1到wf2之间的采用d2补偿值...wfn-2到wfn-1之间的采用dn-1补偿值。

进一步的，所述光栅计数值是对应不同位置之间的实际的物理距离，计算关系：（jf2-jf1）*光栅分辨率=wf2-wf1的距离，其他段的距离同理计算。

进一步的，kz1到kzn为正向运动中打印控制器输出给运动机构要到达各位置的“运动控制距离”，kz1到kzn为反向运动中打印控制器输出给运动机构要到达各位置的“运动控制距离”。在正向打印中，因为光栅计数从检测到初位的wz0位置开始计数，jz0到jzn的各个位置的光栅位置计数都是在同一个方向的运动过程中计数，不存在反向齿轮及机构间隙的影响，所以运动控制距离与实际物理距离相等，也就与光栅计数的距离值相等，对应的等式关系为：

kz1=jz1*光栅分辨率

其他段同理，比如最后一段的等式关系为：kzn=jzn*光栅分辨率

进一步的，kf1到kfn为正反向运动中打印控制器输出给运动机构要到达各位置的“运动控制距离”，因为从正向到反向切换过程中，由于反向齿轮及机构间隙的影响，所以反向“运动控制距离”小于实际的物理距离，对应的等式关系为：

kf1<(jf1-jf0)*分辨率

(kzn-kzn-1)=(jf1-jf0)*分辨率

其他段的关系同理，比如最后一段等式关系为：

kfn-1<(jfn-1-jfn-2)*分辨率

(kz2-kz1)=(jfn-1-jfn-2)*分辨率

进一步的，补偿量的自动计算：反向各段补偿量实际等于运动控制距离与光栅计数距离的差值，计算等式关系为：

d1=kf1-(jf1-jf0)*分辨率

其他段的补偿值同理，比如最后一段的等式关系为：

dn-1=kfn-1-(jfn-1-jfn-2)*分辨率

进一步，在计算出各段补偿值d1到dn-1后，控制器可以利用这些补偿值进行分段补充或者单段补偿。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明采用分段式补偿进行双向对齐补偿，实现针式打印机双向自动调直功能，消除了人工双向补偿调整的人为操作误差，且调整效率高。

附图说明

图1是本发明系统原理图；

图2是本发明一实施例中光栅传感器示意图；

图3是本发明一实施例中光栅传感器相位输出示意图；

图4是本发明一实施例中光栅位置采集单元示意图；

图5是本发明不带双向调直补偿的正向和反向打印位置分解；

图6是本发明一实施例中不带双向调直补偿的正向和反向打印；

图7是本发明一实施例中带双向调直补偿的正向和反向打印。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1，本发明提供一种针式打印机自动双向打印调直系统，包括依次连接的打印控制及驱动单元，打印机芯单元，传感器单元，位置采集单元和数据通讯接口单元；所述数据通讯接口单元连接光栅采集单元和打印控制及驱动单元，当打印控制及驱动单元需要实时读取当前打印头位置信息时，通过数据通讯接口单元发送请求数据命令，位置采集单元通过数据通讯接口单元接收到请求命令后，会实时把当前打印头的光栅采集的实际位置返回给打印控制及驱动单元。

在本发明一实施例中，打印机芯单元为针式打印机本身的组成部分，包括打印头及其运动机构，走纸运动机构。

在本发明一实施例中，传感器单元采用光栅检测传感器，由线性光栅条及光栅红外收发器组成。

在本发明一实施例中，位置采集单元为光栅位置采集单元。

在本发明一实施例中，一种针式打印机自动双向打印调直系统的控制方法，本实施例中采用5段（对应n=6）实施设置，具体包括以下步骤：

步骤s1:在整个行程上设置平均分布5个采集位置，正向打印分别为wz0，wz1，wz2，wz3，wz4，wz5,wz6;反向打印分别为wf0，wf1，wf2，wf3，wf4，wf5，wf6。

其中wz0和wz6分别为正向运动的启动位置和正向运动的结束位置，wz0到wz1之间以及wz5到wz6之间不属于打印区域；wf1和wf1分别反向运动的启动位置和反向运动的结束位置，wf0到wf1之间以及wf5到wf6之间不属于打印区域；

步骤s2:打印机正向打印时，打印头从左到右运动，当打印头运动到初位传感器位置wz0位置时，检测到初位，光栅传感器位置计数器清零并作为计数起点开始增值计数，然后在wz1，wz2，wz3，...，wz5位置时，打印控制及驱动单元通过数据通讯接口单元分别读取对应位置的光栅位置采集单元的光栅计数值,并在wz5后继续续运动一段并开始减速，然后在wz6位置停止；

步骤s3:打印头在wz6位置停止后，电机开始反向旋转并带动打印头做反向打印运动，反向运动对应的光栅计数为减值计数，反向运动分别在wf1到wf5位置读取光栅传感器位置计数值jf1到jf5;图5的实施例中，其中jz0~jzn以及jf0~jfzn均为光栅计数值，光栅计数值表示打印横向行程中的实际物理位置；

步骤s4:采用分段补偿的方法补偿正向运动与反向运动的采集位置的偏差，使正向运动和反向运动的采集位置重合。

在本发明一实施例中，所述分段补偿具体为：

步骤s41:根据wz1，wz2，wz3，...，wz5共5个位置，区间分为4段；

步骤s42:每段区域内采用对应的补偿值，分别为wf1与wf2之间采用d1补偿值，wf2到wf3之间的采用d2补偿值...wf4到wf5之间的采用d5补偿值。

在本发明一实施例中，wz1，wz2，wz3，...，wzn-1之间只采用1种补偿值的，也就是单段补偿的，那么补偿值可以采用d1+d2+d3+...+dn-3的平均值，这个补偿兼顾到各段偏差补偿的均衡性。

在本发明一实施例中，如图1示，u3、u4、u5设计为一个独立的组件，在每次生产调直时，把该独立组件安装到打印机上，那么被调试的打印机上的打印控制及驱动单元就变成图1中的u1，被调试的打印机中的机芯单元就变成图1种的u2。这样只要通过通讯电缆把独立组件中的u5同被调试打印机u1连接，就可以实现双向调直的自动调整了。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。