專利名稱：一種提高梳式點陣打印機打印密度的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及梳式點陣打印機，特別是對與現(xiàn)有市售梳式微型點陣打印機機芯匹配的打印電路進行改進，在打印紙寬和打印速度不變的條件下，提高打印密度，從而提高工作效率。
目前，許多儀器設備上使用的微型打印機均為標準化產(chǎn)品，每種型號的打印機芯與打印電路相配后打印密度技術指標固定。以國內(nèi)使用較多的日本EPSON公司產(chǎn)品為例，M-150型打印機的紙寬為44mm，打印字符的速度為1行/秒，每排點行的打印密度為96點；M-160型打印機的紙寬為57mm，打印字符的速度為0.7行/秒，每排點行的打印密度為144點；M-164型打印機的紙寬為57mm，打印字符的速度為0.4行/秒，每排點行的打印密度為240點。從中我們可以發(fā)現(xiàn)它們有一共同規(guī)律，即打印速度與打印密度成反比。能否同時提高打印機的打印速度和打印密度？經(jīng)研究分析，打印機中的電動機和減速傳動系統(tǒng)設計精密，不易改動，在現(xiàn)有基礎上提高打印速度難以實現(xiàn)，但通過改變打印同步信號提高打印密度完全可行。
本發(fā)明的目的就是對現(xiàn)有微型打印機機芯輸出的打印同步正弦波信號“先進行整形，將正弦波變?yōu)榉讲?，然后再進行分頻，得到實際使用的打印同步脈沖信號”這一技術方案進行改進，采取對打印同步正弦波信號先倍頻，再整形最后進行分頻的技術方案，使得在有效的打印期間內(nèi)，得到更多的打印同步信號，以達到打印速度不變的前提下，提高打印密度的目的。
本發(fā)明的具體技術方案是將打印機芯輸出的打印同步正弦波信號進行倍頻處理后輸出至整形器再分頻后由單片機控制打印頭。在倍頻器前還設置有放大器。所說倍頻器是橋式整流器輸出接放大器構成。分頻采用以單片機為主體的計算機軟件實現(xiàn)。為了提高打印針撞擊色帶的力度，采用以單片機為主體的計算機軟件控制打印線圈通/斷電信號的占空比。
下面結合附圖及實施例，對本發(fā)明作進一步說明。


圖1為現(xiàn)有M-160型打印機電框圖；圖2為圖1的時序圖；圖3為對M-160型打印機改進的電框圖。
圖4為圖3的時序圖；圖5為倍頻器的橋式整流加放大實施電路；圖6為倍頻器前加三極管放大的電路。
現(xiàn)以M-160型打印機芯為例，詳細介紹提高打印密度的具體措施。M-160型是一種4針梳式點陣打印機機芯。其電機每轉一用輸出6個供打印同步的正弦波信號，電機與驅動打頭運動的槽輪之間的轉速比為18/1(電機每轉18周，打印頭往返一次)。所以，在一個打印周期內(nèi)共有108個同步正弦波信號。其中只有自左定位信號開始之后的72個同步信號供打印使用，其余的36個同步信號出現(xiàn)在打印頭返回過程中，為無用信號。
在5V供電的情況下，打印同步正弦波信號的周期約為1.1ms?？紤]到打印針的工作頻率和可靠性，工作時對72個打印同步信號進行2分頻，實際使用的為36個間隔為2.2ms的打印同步信號。這樣，在一個打印周期內(nèi)，每個打印針最多可打36點，4個針最多可打144點。通常，實現(xiàn)這一功能的電子線路，往往是先將打印同步正弦波信號進行整形，將正弦波變?yōu)榉讲?，然后再進行2分頻，最后得到實際使用的打印同步信號。其原理框圖如圖1所示，相應的時序如圖2所示。圖中，R為打機芯輸出復位信號，A為打印同步正弦波，B為整形后方波，C為分頻后供單片機控制打印頭的實際打印同步脈沖波。
若要提高打印密度。只有在有效的打印期間內(nèi)，提供更多的打印同步信號才能實現(xiàn)。本發(fā)明采用了對M-160送出的打印同步信號進行先倍頻后分頻的電路，從而得到預期希望的打印同步信號。例如，若要得到每排點行打印196點，可將M-160送出的打印同步信號先進行2倍頻，使原采的72個同步信號變?yōu)?44個同步信號，然后再對這144個同步信號進行3分頻，從而得到48個同步信號。這樣，在一個打印周期內(nèi)，每個打印針最多可打48點，4個打印針最多可打192個點。理論上，用此方法還可以得到其它的打印點數(shù)。其原理框圖如圖3所示，相應的時序如圖4所示。圖中，R仍為打印機芯輸出的復位信號，A仍為打印同步正弦波，B’為經(jīng)倍頻處理后的波形，C’為整形輸出，D為分頻后供單片機控制打印頭的實際打印同步脈沖信號。
實現(xiàn)倍頻的電路有多種，本發(fā)明提供了一種簡易有效的電路。如圖5所示。其工作原理如下打印機輸出的交流正弦波A經(jīng)過橋式整流器后，變?yōu)橐恢绷髅}動電壓B’，且該電壓的最小值為0。該電壓信號經(jīng)電阻R1、R2分壓之后送入晶體三極管Q1進行放大。適當選取Q1的電流放大倍數(shù)及電阻R3的阻值大小，在輸入電壓信號的作用下，從Q1的集電極便可得到滿足TTL接口需要的高低電平信號。將此信號再經(jīng)過IC1反向器整形后C’送至單片機的計數(shù)器輸入端，單片機輸出控制信號D至打印頭。
分頻可用硬件電路實現(xiàn)，也可通過軟件實現(xiàn)。從節(jié)約經(jīng)費開支的角度出發(fā)，用軟件實現(xiàn)更為合理。以當前廣泛使用的INTEL8051系列單片機為例，將倍頻電路輸出的同步信號接到單片機的一路定時/計數(shù)器的輸入端，將該定時/計數(shù)器設置為計數(shù)方式，并允許其在中斷方式下工作。當計數(shù)器溢出產(chǎn)生中斷時，在相應的中斷服務程序中設置打印標志。運行在主程序下的CPU，通過查詢該狀態(tài)標志，決定是否給打印線圈加電，進而控制打印針的運動狀態(tài)。
對于打印同步正弦波信號峰值≤1.5V的某些型號打印機芯輸出，為了使倍頻器及后續(xù)裝置正常有效工作，最好在倍頻器前設置放大器，以提高同步正弦信號的峰值，如圖6所示，在橋式整流倍頻電路前還接有對稱電壓放大器。
通過上述裝置實現(xiàn)了加密打印。在一個打印周期內(nèi)，打針的工作頻率加快了許多，甚至比原技術指標高出一倍。此種情況下，打印針撞擊色帶的力度是否減小，能否打印出具有實用價值的文字和圖形，這是最為重要的。解決這個問題有兩個途徑一是適當提高打印線圈的工作電壓，可將5V提高到6V-7.5V左右。另一方法是改變控制打印線圈通電/斷電信號的占空比。兩者相比，后者在電源電路設計上更為簡單，且通過軟件或定時元件改變打印驅動信號的占空比，具有簡單易行、經(jīng)濟節(jié)約優(yōu)點。
本發(fā)明對現(xiàn)有梳式點陣打印機芯輸出的打印同步信號進行適當?shù)念l率變換處理，達到了打印速度不變，提高了打印密度。可大大提高打印效率，并可應用于各種型號的梳式點陣打印機的改進。
權利要求
1.一種提高梳式點陣打印機打印密度的方法，其特征是將打印機芯輸出的打印同步正弦波信號進行倍頻處理后輸出至整形器，再分頻后由單片機控制打印頭。
2.根據(jù)權利要求1所述的提高梳式點陣打印機打印密度的方法，其特征是在倍頻器前還設置有放大器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的提高梳式點陣打印機打印密度的方法，其特征是所說倍頻器是橋式整流器輸出接放大器構成。
4.根據(jù)權利要求3所述的提高梳式點陣打印機打印密度的方法，其特征是分頻采用以單片機為主體的計算機軟件實現(xiàn)。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的提高梳式點陣打印機打印密度的方法，其特征是為了提高打印針撞擊色帶的力度，采用以單片機為主體的計算機軟件控制打印線圈通/斷電信號的占空比。
全文摘要
本發(fā)明是對與現(xiàn)有市售梳式微型點陣打印機機芯匹配的打印電路裝置進行改進,將打印機芯輸出的打印同步正弦波信號經(jīng)倍頻器再至整形器再至分頻器再至單片機控制打印頭。在打印紙寬和打印速度不變的條件下,提高打印密度,從而提高工作效率。
文檔編號B41J2/22GK1267871SQ99114108
公開日2000年9月27日 申請日期1999年3月17日 優(yōu)先權日1999年3月17日
發(fā)明者殷洪山 申請人:中國科學院南京地理與湖泊研究所