一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法技术

本发明专利技术公开一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法，打印前预先接收N行打印数据，根据所接收的N行打印数据计算出该N行打印数据每一行所需要的电机加热时间，根据电机加热时间，得到加热时间的峰值、平均值和变化率，进而判断N行打印数据的变化趋势，再根据变化趋势计算出电机每行的运行时间，打印时根据该电机每行的运行时间来控制电机转速，如此循环，直至接收完所有打印数据后，打印完成。本发明专利技术对步进电机的变速过程进行平滑处理，减少步进电机在变速时产生的噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法
本专利技术涉及热敏打印机
，特别是指一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法。
技术介绍
热敏打印机是一种利用打印头的加热元件，通过接触热敏打印纸后使其显色，打印出相应图案的一种设备。热敏打印技术目前的应用越来越广泛，遍及社会各行业领域，在收银、餐饮、银行、快递等各种领域，用于打印各种单据。近些年来，热敏打印技术的应用场景逐渐从商业应用覆盖到消费类产品，例如学生错题打印机、儿童相机等家庭消费产品，家用市场的规模逐渐增大。家用产品，如学生错题打印机，主要使用场合在家庭、学校、图书馆等，对产品的噪声有较高要求，工作时要相对比较安静。但受成本和体积限制，一般使用低压热敏打印头，电压低，所以与高压热敏打印头比，要产生相同的加热能量，需要更长的加热时间；同时为避免电流过大，需要分段加热，使得低压热敏打印机行加热时间长，因而行打印速度慢。每行打印完毕后，电机还需要运行进行走纸，所以整个打印过程，速度特别慢。为了提高打印速度，一般会采用边打印边走纸的方式。边打印边走纸如果要匀速打印，那么打印时间就取决于单行最大加热时间，这样的话速度依然较慢，所以为了提高打印速度，一般会采用变速的方式来运行。现有热敏打印机的控制方案，其步进电机一般采用2相控制或1-2相控制。步进电机的运行速度根据行加热所需的实际时间来进行变速调节：在需要加热点数较少、所需加热时间较短的行，电机运行速度较快；在需要加热点数较多、所需加热时间较长的行，电机运行速度较慢。在不影响打印质量的前提下，最快打印速度就是加热时间等于电机运行时间。以上现有方案的主要缺陷是，使用上述变速方法时，在速度出现大的变化时，会产生较大的噪声，原因如下：打印一张图片，图片每一行的点数都不一样，有多有少，所以加热时间也会出现较大的变化，以一张图片的打印作为示例(参见图1)，是打印一张图片每一行的加热时间，横轴代表行数，纵轴代表加热时间，可以看到加热时间是会不断变化的。如果根据加热时间来决定电机每行的运行时间，那么上图也就变成了电机每行的运行时间。从图中可以看出，打印一张图片的构成中会有较多的变速过程，这样频繁的变速会导致步进电机发出较大的噪声。为了减少频繁变速，目前有许多采用速度分级的方式，将电机的运行时间分成许多个挡位，根据加热时间来决定当前电机的速度要在哪个挡位上，这样小的加热时间变化就不会引起电机速度变化，达到一种类似滤波的作用，使电机运行更平滑。但是该方法下，依然存在加热时间突然变得很大或很小(参见图2)，导致挡位变化较大，因而造成一个大的变速，同样会导致步进电机发出较大的噪声。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法，通过对步进电机的变速过程进行平滑处理，减少步进电机在变速时产生的噪声。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法，打印前预先接收N行打印数据，根据所接收的N行打印数据计算出该N行打印数据每一行所需要的电机加热时间，根据电机加热时间，得到加热时间的峰值、平均值和变化率，进而判断N行打印数据的变化趋势，再根据变化趋势计算出电机每行的运行时间，打印时根据该电机每行的运行时间来控制电机转速，如此循环，直至接收完所有打印数据后，打印完成。上述方法的具体实现步骤为：步骤1、打印机预先接收N行打印数据；步骤2、计算出N行打印数据每一行所需要的电机加热时间；步骤3、计算出加热时间的峰值、平均值和变化率，进而判断N行打印数据的变化趋势，再根据变化趋势进行区分加热时间的变化场景，对应不同场景采用不同算法计算电机每行的运行时间；步骤4、将电机每行的运行时间保存，之后打印时再读取电机运行时间来控制电机转速；步骤5、判断是否有新的打印数据需要接收，若是，就返回步骤2，重新计算并更新电机每行的运行时间，否则打印结束。所述步骤3中，变化率的算法为：设N行打印数据中，第i行打印数据的电机加热时间为yi、变化率为hi，则所述步骤3中，变化趋势的算法为：使用最小二乘法直线拟合，通过最小二乘法拟合加热时间变化曲线的斜率来实现判断：电机运行时间变化趋势图中x轴为行数，y轴为加热时间，设拟合直线的公式为：y＝bx+a，其中其中a是回归方程的常数项，就是拟合直线在Y轴上的截距，b就是拟合直线的斜率，若斜率大于0，表示趋势是递增；若斜率小于0，表示趋势是递减。所述步骤3中，区分加热时间变化场景的方法包括：根据实际的打印机来设定变化率阈值H，先计算出打印一张图片所有行的加热时间，计算出所有的变化率，然后观测突变的点的变化率情况来选定变化率阈值；同时，设定斜率阈值K，K值根据实际情况来选取；若-H＜hi＜H，且-k＜b＜k，则为场景一加热时间稳定平滑；若-H＜hi＜H，且b＞k，则为场景二加热时间逐步提高；若-H＜hi＜H，且b＜-k，则为场景三加热时间逐步减少；若hi＞H，则为场景四加热时间突然变长；若hi＜-H，则为场景五加热时间突然变短；所述步骤3中，对应不同场景计算电机每行的运行时间的方法包括：①当处于场景一加热时间稳定平滑时，从该N行的加热时间中选取最大值作为电机当前行的运行时间；②当场景二加热时间逐步提高时，每行的电机运行时间通过y＝bx+c来计算得到；所述y＝bx+a中，x为行数值，y为对应行的电机运行时间，b为根据已知的N行的加热时间计算得到的斜率，已知N行的加热时间、N行对应的行数值x、斜率b的情况下，通过y＝bx计算出所有y值，然后用N行的加热时间减去计算出的所有y值得到差值组，再从差值组中选出最大的差值作为a的数值，得到加热时间逐步提高时电机运行时间的计算公式y＝bx+c，然后代入x的行数值,得到y为对应行的电机运行时间；③当场景三加热时间逐步减少时，采用上述②的计算方式得到每行的电机运行时间；④当场景四加热时间突然变长时，直接使用突变的起始行xi1及其加热时间yi1，以及突变行xi2及其加热时间yi2，将这两个点的参数代入y＝dx+e这个线性方程来计算出d和e的参数，然后再通过这个方程来计算这段时间内的每行电机的运行时间；⑤当场景五加热时间突然变短时，采用上述④的计算方式得到每行的电机运行时间。。采用上述技术方案后，本专利技术通过预先接收打印数据，对打印数据进行预处理得到每一行的加热时间，并根据加热时间计算电机的相应运行速度，对电机的运行时间做平滑处理，从而减少步进电机在变速时产生的噪声，相比现有的技术在降噪能力上具有显著提升。附图说明图1为现有普通热敏打印机打印一张图片时电机加热时间随打印行数变化的折线图；图2为现有采用速度分级式控制的热敏打印机打印一张图片时电机加热时间和运行时间随打印行数变化的折线图；图3为本专利技术具体实施例的流程图；图4为本专利技术进行场景区分的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法，其特征在于：打印前预先接收N行打印数据，根据所接收的N行打印数据计算出该N行打印数据每一行所需要的电机加热时间，根据电机加热时间，得到加热时间的峰值、平均值和变化率，进而判断N行打印数据的变化趋势，再根据变化趋势计算出电机每行的运行时间，打印时根据该电机每行的运行时间来控制电机转速，如此循环，直至接收完所有打印数据后，打印完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法，其特征在于：打印前预先接收N行打印数据，根据所接收的N行打印数据计算出该N行打印数据每一行所需要的电机加热时间，根据电机加热时间，得到加热时间的峰值、平均值和变化率，进而判断N行打印数据的变化趋势，再根据变化趋势计算出电机每行的运行时间，打印时根据该电机每行的运行时间来控制电机转速，如此循环，直至接收完所有打印数据后，打印完成。


2.根据权利要求1所述的一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法，其特征在于，具体实现步骤为：
步骤1、打印机预先接收N行打印数据；
步骤2、计算出N行打印数据每一行所需要的电机加热时间；
步骤3、计算出加热时间的峰值、平均值和变化率，进而判断N行打印数据的变化趋势，再根据变化趋势进行区分加热时间的变化场景，对应不同场景采用不同算法计算电机每行的运行时间；
步骤4、将电机每行的运行时间保存，之后打印时再读取电机运行时间来控制电机转速；
步骤5、判断是否有新的打印数据需要接收，若是，就返回步骤2，重新计算并更新电机每行的运行时间，否则打印结束。


3.根据权利要求2所述的一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法，其特征在于：
所述步骤3中，变化率的算法为：
设N行打印数据中，第i行打印数据的电机加热时间为yi、变化率为hi，则


4.根据权利要求2所述的一种热敏打印机降低步进电机运行噪声的方法，其特征在于：
所述步骤3中，变化趋势的算法为：
使用最小二乘法直线拟合，通过最小二乘法拟合加热时间变化曲线的斜率来实现判断：
电机运行时间变化趋势图中x轴为行数，y轴为加热时间，设拟合直线的公式为：y＝bx+a，其中



其中a是回归方程的常数项，就是拟合直线在Y轴上的截距，b就是拟合直线的斜率，若斜率大于0，表示趋势是递增；若斜率小于0，表示趋势是递减。


5.根据权利要求2所述的一种热敏...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪家桦，谢发炎，吴涛，
申请(专利权)人：厦门喵宝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35