专利名称：一种提高梳式点阵打印机打印密度的方法
技术领域：
本发明涉及梳式点阵打印机，特别是对与现有市售梳式微型点阵打印机机芯匹配的打印电路进行改进，在打印纸宽和打印速度不变的条件下，提高打印密度，从而提高工作效率。
目前，许多仪器设备上使用的微型打印机均为标准化产品，每种型号的打印机芯与打印电路相配后打印密度技术指标固定。以国内使用较多的日本EPSON公司产品为例，M-150型打印机的纸宽为44mm，打印字符的速度为1行/秒，每排点行的打印密度为96点；M-160型打印机的纸宽为57mm，打印字符的速度为0.7行/秒，每排点行的打印密度为144点；M-164型打印机的纸宽为57mm，打印字符的速度为0.4行/秒，每排点行的打印密度为240点。从中我们可以发现它们有一共同规律，即打印速度与打印密度成反比。能否同时提高打印机的打印速度和打印密度？经研究分析，打印机中的电动机和减速传动系统设计精密，不易改动，在现有基础上提高打印速度难以实现，但通过改变打印同步信号提高打印密度完全可行。
本发明的目的就是对现有微型打印机机芯输出的打印同步正弦波信号“先进行整形，将正弦波变为方波，然后再进行分频，得到实际使用的打印同步脉冲信号”这一技术方案进行改进，采取对打印同步正弦波信号先倍频，再整形最后进行分频的技术方案，使得在有效的打印期间内，得到更多的打印同步信号，以达到打印速度不变的前提下，提高打印密度的目的。
本发明的具体技术方案是将打印机芯输出的打印同步正弦波信号进行倍频处理后输出至整形器再分频后由单片机控制打印头。在倍频器前还设置有放大器。所说倍频器是桥式整流器输出接放大器构成。分频采用以单片机为主体的计算机软件实现。为了提高打印针撞击色带的力度，采用以单片机为主体的计算机软件控制打印线圈通/断电信号的占空比。
下面结合附图及实施例，对本发明作进一步说明。
图1为现有M-160型打印机电框图；图2为图1的时序图；图3为对M-160型打印机改进的电框图。
图4为图3的时序图；图5为倍频器的桥式整流加放大实施电路；图6为倍频器前加三极管放大的电路。
现以M-160型打印机芯为例，详细介绍提高打印密度的具体措施。M-160型是一种4针梳式点阵打印机机芯。其电机每转一用输出6个供打印同步的正弦波信号，电机与驱动打头运动的槽轮之间的转速比为18/1(电机每转18周，打印头往返一次)。所以，在一个打印周期内共有108个同步正弦波信号。其中只有自左定位信号开始之后的72个同步信号供打印使用，其余的36个同步信号出现在打印头返回过程中，为无用信号。
在5V供电的情况下，打印同步正弦波信号的周期约为1.1ms。考虑到打印针的工作频率和可靠性，工作时对72个打印同步信号进行2分频，实际使用的为36个间隔为2.2ms的打印同步信号。这样，在一个打印周期内，每个打印针最多可打36点，4个针最多可打144点。通常，实现这一功能的电子线路，往往是先将打印同步正弦波信号进行整形，将正弦波变为方波，然后再进行2分频，最后得到实际使用的打印同步信号。其原理框图如图1所示，相应的时序如图2所示。图中，R为打机芯输出复位信号，A为打印同步正弦波，B为整形后方波，C为分频后供单片机控制打印头的实际打印同步脉冲波。
若要提高打印密度。只有在有效的打印期间内，提供更多的打印同步信号才能实现。本发明采用了对M-160送出的打印同步信号进行先倍频后分频的电路，从而得到预期希望的打印同步信号。例如，若要得到每排点行打印196点，可将M-160送出的打印同步信号先进行2倍频，使原采的72个同步信号变为144个同步信号，然后再对这144个同步信号进行3分频，从而得到48个同步信号。这样，在一个打印周期内，每个打印针最多可打48点，4个打印针最多可打192个点。理论上，用此方法还可以得到其它的打印点数。其原理框图如图3所示，相应的时序如图4所示。图中，R仍为打印机芯输出的复位信号，A仍为打印同步正弦波，B’为经倍频处理后的波形，C’为整形输出，D为分频后供单片机控制打印头的实际打印同步脉冲信号。
实现倍频的电路有多种，本发明提供了一种简易有效的电路。如图5所示。其工作原理如下打印机输出的交流正弦波A经过桥式整流器后，变为一直流脉动电压B’，且该电压的最小值为0。该电压信号经电阻R1、R2分压之后送入晶体三极管Q1进行放大。适当选取Q1的电流放大倍数及电阻R3的阻值大小，在输入电压信号的作用下，从Q1的集电极便可得到满足TTL接口需要的高低电平信号。将此信号再经过IC1反向器整形后C’送至单片机的计数器输入端，单片机输出控制信号D至打印头。
分频可用硬件电路实现，也可通过软件实现。从节约经费开支的角度出发，用软件实现更为合理。以当前广泛使用的INTEL8051系列单片机为例，将倍频电路输出的同步信号接到单片机的一路定时/计数器的输入端，将该定时/计数器设置为计数方式，并允许其在中断方式下工作。当计数器溢出产生中断时，在相应的中断服务程序中设置打印标志。运行在主程序下的CPU，通过查询该状态标志，决定是否给打印线圈加电，进而控制打印针的运动状态。
对于打印同步正弦波信号峰值≤1.5V的某些型号打印机芯输出，为了使倍频器及后续装置正常有效工作，最好在倍频器前设置放大器，以提高同步正弦信号的峰值，如图6所示，在桥式整流倍频电路前还接有对称电压放大器。
通过上述装置实现了加密打印。在一个打印周期内，打针的工作频率加快了许多，甚至比原技术指标高出一倍。此种情况下，打印针撞击色带的力度是否减小，能否打印出具有实用价值的文字和图形，这是最为重要的。解决这个问题有两个途径一是适当提高打印线圈的工作电压，可将5V提高到6V-7.5V左右。另一方法是改变控制打印线圈通电/断电信号的占空比。两者相比，后者在电源电路设计上更为简单，且通过软件或定时元件改变打印驱动信号的占空比，具有简单易行、经济节约优点。
本发明对现有梳式点阵打印机芯输出的打印同步信号进行适当的频率变换处理，达到了打印速度不变，提高了打印密度。可大大提高打印效率，并可应用于各种型号的梳式点阵打印机的改进。
权利要求
1.一种提高梳式点阵打印机打印密度的方法，其特征是将打印机芯输出的打印同步正弦波信号进行倍频处理后输出至整形器，再分频后由单片机控制打印头。
2.根据权利要求1所述的提高梳式点阵打印机打印密度的方法，其特征是在倍频器前还设置有放大器。
3.根据权利要求1或2所述的提高梳式点阵打印机打印密度的方法，其特征是所说倍频器是桥式整流器输出接放大器构成。
4.根据权利要求3所述的提高梳式点阵打印机打印密度的方法，其特征是分频采用以单片机为主体的计算机软件实现。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的提高梳式点阵打印机打印密度的方法，其特征是为了提高打印针撞击色带的力度，采用以单片机为主体的计算机软件控制打印线圈通/断电信号的占空比。
全文摘要
本发明是对与现有市售梳式微型点阵打印机机芯匹配的打印电路装置进行改进,将打印机芯输出的打印同步正弦波信号经倍频器再至整形器再至分频器再至单片机控制打印头。在打印纸宽和打印速度不变的条件下,提高打印密度,从而提高工作效率。
文档编号B41J2/22GK1267871SQ99114108
公开日2000年9月27日 申请日期1999年3月17日 优先权日1999年3月17日
发明者殷洪山 申请人:中国科学院南京地理与湖泊研究所