打印辊的回转量检测装置及打印机的制作方法

本实用新型涉及打印设备技术领域，尤其涉及一种打印辊的回转量检测装置及打印机。

背景技术：

打印机主要用于将计算机处理结果打印在相关介质上，给人们的工作和生活带来极大便利。热敏打印机是打印机的一种，热敏打印机包括打印辊和打印头，打印过程中，在用打印辊和打印头夹住记录纸的状态下通过步进电机驱动打印辊旋转，由此一边对记录纸进行输送，一边利用打印头上的加热元件对记录纸的打印面进行加热，使打印面显色来进行打印。

在打印过程中，由于打印头对打印辊施加有一定压力，驱动机构驱动打印辊转动时，打印头对打印辊施加的摩擦力与打印辊转动方向相反，打印辊存在一定程度的变形，在驱动机构停止转动时，打印辊发生形变回弹，从而将记录纸往走纸方向带动一小段距离，造成下一次打印位置的偏移、定位偏差，尤其是打印宽度较小的记录纸，打印辊的变形更为明显。现有技术中，为了避免出现打印辊发生形变回弹导致下一次打印位置的偏移、定位偏差，加入驱动机构锁相功能，即驱动机构停止转动时通过提供直流电流给驱动机构使其进入锁相状态，可以对抗外部的打印辊形变回弹的弹力，但是存在以下缺陷：

1、由于不打印的时候，驱动机构也必须始终处于锁相状态，因此功耗更大，消耗更多电能，对于便携机等带电池设备，锁相控制不容易实现；

2、锁相控制带来驱动机构的温升，缩短了驱动机构的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种打印辊的回转量检测装置及打印机，能够检测打印辊的回转量，从而对下次打印进行补偿，节省资源，延长驱动机构的使用寿命。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种打印辊的回转量检测装置，包括：

光栅盘，与转动设置的打印辊同轴设置且相连，所述光栅盘包括第一栅格区和第二栅格区，所述第二栅格区位于所述第一栅格区的周向外侧，所述第一栅格区的栅格和所述第二栅格区的栅格沿周向错开一定角度；及

检测组件，包括两个传感器，其中一个所述传感器与所述第一栅格区相对设置，另一个所述传感器与所述第二栅格区相对设置，用于在所述光栅盘转动时获取相应的栅格区的栅格信号，以能够根据所述栅格信号获得所述打印辊的回弹方向以及打印记录纸的实际栅格数，以获得所述打印辊的受力回弹的回转量。

该打印辊的回转量检测装置的光栅盘与转动设置的打印辊同轴设置且相连，使得在打印辊转动时，光栅盘能够同步转动，光栅盘包括第一栅格区和第二栅格区，第二栅格区位于第一栅格区的周向外侧，第一栅格区的栅格和第二栅格区的栅格沿周向错开一定角度，检测组件的两个传感器的其中一个与第一栅格区对应设置，另一个与第二栅格区对应设置，第一栅格区和第二栅格区分别与对应的传感器配合，在光栅盘转动时获取相应的栅格区的栅格信号，以能够根据栅格信号获得打印辊的回弹方向以及打印记录纸的实际栅格数，以获得打印辊受力回弹的回转量，进而便于对下次打印进行补偿，避免出现打印位置偏差、定位偏差等问题，提高打印机的打印精度；而且降低了能耗，节约了资源。

作为上述打印辊的回转量检测装置的一种优选方案，所述第一栅格区和所述第二栅格区的栅格均沿所述光栅盘的周向等间隔设置。

第一栅格区和第二栅格区的栅格均沿光栅盘的周向方向等间隔设置，结构简单，容易制备，便于通过传感器获得对应栅格区的较为均匀的栅格信号，而且便于下次打印进行补偿。

作为上述打印辊的回转量检测装置的一种优选方案，所述第一栅格区和所述第二栅格区由间隔的镂空栅格构成，或者相邻两个所述栅格为差色栅格。

第一栅格区和第二栅格区由间隔的镂空栅格构成，或者相邻两个栅格为差色栅格，结构简单，以便于传感器获取栅格信号。

作为上述打印辊的回转量检测装置的一种优选方案，所述传感器为光电传感器。

传感器为光电传感器，能够侦测到栅格的变化规律。

作为上述打印辊的回转量检测装置的一种优选方案，两个所述传感器设置在一垂直于所述光栅盘的轴线的线性方向上。

通过两个所述传感器设置在一垂直于所述光栅盘的轴线的线性方向上，安装方便，由于第一栅格区和第二栅格区沿周向错开一定角度，以便于与传感器配合获取光栅盘对应的栅格区的栅格信号以及光栅盘的转动方向。

作为上述打印辊的回转量检测装置的一种优选方案，所述光栅盘包括第一栅格盘，所述第一栅格区和所述第二栅格区均位于所述第一栅格盘上。

该结构的光栅盘零件数量少，占用空间较小。

作为上述打印辊的回转量检测装置的一种优选方案，所述光栅盘包括同轴设置的第一栅格盘和第二栅格盘，所述第二栅格盘的直径大于所述第二栅格盘的直径，所述第一栅格盘上区域形成所述第一栅格区；所述第二栅格盘伸出所述第一栅格盘区域形成所述第二栅格区。

该结构的光栅盘，结构简单，容易制备。

本实用新型还提供一种打印机，包括机架、打印辊、驱动机构以及上述的打印辊的回转量检测装置，所述打印辊转动设置于所述机架上，所述打印辊的回转量检测装置的光栅盘与所述打印辊同轴设置且相连，所述打印辊的回转量检测装置的检测组件设置于所述机架上，所述驱动机构被配置为驱动所述打印辊转动。

该打印机通过打印辊的回转量检测装置能够检测出打印辊受压回弹的回转量，以便于对下次打印进行补偿，提高了打印精度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的打印辊的回转量检测装置，光栅盘与转动设置的打印辊同轴设置且相连，使得在打印辊转动时，光栅盘能够同步转动，光栅盘包括第一栅格区和第二栅格区，第二栅格区位于第一栅格区的周向外侧，第一栅格区的栅格和第二栅格区的栅格沿周向错开一定角度，检测组件的两个传感器的其中一个与第一栅格区对应设置，另一个与第二栅格区对应设置，第一栅格区和第二栅格区分别与对应的传感器配合，在光栅盘转动时获取相应的栅格区的栅格信号，以能够根据栅格信号获得打印辊的回弹方向以及打印记录纸的实际栅格数，以获得打印辊受力回弹的回转量，进而便于对下次打印进行补偿，避免出现打印位置偏差、定位偏差等问题，提高打印机的打印精度；而且降低了能耗，节约了资源。

附图说明

图1是本实用新型提供的打印机的局部结构示意图一；

图2是本实用新型提供的打印机的局部结构示意图二；

图3是图2中a处的局部放大示意图。

图中：

100、打印辊的回转量检测装置；200、打印辊；300、打印头；400、驱动机构；500、传动齿轮组件；

1、光栅盘；11、第一栅格区；12、第二栅格区；

2、检测组件；21、第一传感器；22、第二传感器；23、安装板。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实施例提供一种打印机，本实施例中，打印机为热敏打印机，如图1-3所示，打印机包括机架(图中未示出)、打印辊200、打印头300、驱动机构400，打印辊200转动设置于机架上，打印头300与打印辊200对应设置，且打印头300能够对打印辊200施加一定的压力，驱动机构400与打印辊200传动连接，用于驱动打印辊200转动，驱动机构400通过传动齿轮组件500与打印辊200传动连接。打印过程中，在用打印辊200和打印头300夹住记录纸的状态下通过驱动机构400驱动打印辊200旋转，由此一边对记录纸进行输送，一边利用打印头300上的加热元件对记录纸的打印面进行加热，使打印面显色来进行打印。本实施例中，驱动机构400为步进电机。

由于驱动机构400驱动打印辊200转动时，打印头300对打印辊200施加的摩擦力与走纸打印辊200的转动方向相反，打印辊200存在一定程度的变形，变形程度与打印辊200硬度系数、打印头300的压力有关，在驱动机构400停止转动时，打印辊200发生形变回弹，从而将记录纸往走纸方向带动一小段距离，造成下次打印位置的偏移、定位偏差。

现有技术中，为了避免打印辊发生形变回弹，加入驱动机构锁相功能，即驱动机构停止转动时通过提供直流电流给驱动机构使其进入锁相状态，可以对抗外部的打印辊形变回弹的弹力，虽然避免了打印辊的形变回弹，但是其存在以下缺陷，由于不打印的时候，驱动机构也必须始终处于锁相状态，因此功耗更大，消耗更多电能，对于便携机等带电池设备，锁相控制不容易实现；锁相控制带来驱动机构的温升，缩短了驱动机构的使用寿命。

因此，为了解决上述问题，本实施例中，如图1-3所示，打印机还包括打印辊的回转量检测装置100，打印辊的回转量检测装置100包括光栅盘1和检测组件2，光栅盘1与打印辊200同轴设置且相连，光栅盘1包括第一栅格区11和第二栅格区12，第二栅格区12位于第一栅格区11的周向外侧，第一栅格区11的栅格和第二栅格区12的栅格沿周向错开一定角度；检测组件2设置于机架上，检测组件2包括两个传感器，其中一个传感器与第一栅格区11相对设置，另一个传感器与第二栅格区12相对设置，用于在光栅盘1转动时获取相应的栅格区的栅格信号，以能够根据栅格信号获得打印辊200的回弹方向以及打印记录纸的实际栅格数，将实际栅格数以预设栅格数对比，获得打印辊200受力回弹的回转量，进而便于对下次打印进行补偿，避免出现打印位置偏差、定位偏差等问题，提高打印机的打印精度；而且降低了能耗，节约了资源。打印辊的回转量检测装置100是在驱动机构400的非工作情况下进行检测的。

为了方便后续描述，将与第一栅格区11相对设置的传感器定义为第一传感器21，将与第二栅格区12对应设置的传感器定义为第二传感器22。本实施例中，第一传感器21和第二传感器22均为光电传感器，能够侦测到栅格的变化规律。

第一栅格区11和第二栅格区12的栅格沿光栅盘1的周向错开一定角度，进而使得第一传感器21和第二传感器22产生具有相位差关系的信号a和信号b，使信号a和信号b具有一定的相位差。

可选地，光栅盘1包括第一栅格盘，第一栅格区11和第二栅格区12均位于第一栅格盘上。该结构的光栅盘1零件数量少，占用空间较小。当然，光栅盘1还可以为其他形式的结构，如光栅盘1包括同轴设置的第一栅格盘和第二栅格盘，第二栅格盘的直径大于第二栅格盘的直径，第一栅格盘上区域形成第一栅格区11；第二栅格盘伸出第一栅格盘区域形成第二栅格区12。该结构的光栅盘1，结构简单，容易制备。本实施例中，光栅盘1仅包括第一栅格盘。

优选地，第一栅格区11和第二栅格区12的栅格均沿光栅盘1的周向等间隔设置，结构简单，容易制备，便于通过传感器获得对应栅格区的较为均匀的栅格信号，而且便于下次打印进行补偿。

可选地，第一栅格区11和第二栅格区12由间隔的镂空栅格构成，或者相邻两个栅格为差色栅格，可以为黑白相间的栅格，结构简单，以便于传感器获取栅格信号。

优选地，第一传感器21和第二传感器22设置在一垂直光栅盘1的轴线的线性方向上。通过第一传感器21和第二传感器22沿光栅盘1设置在一垂直光栅盘1的轴线的线性方向上，安装方便，由于第一栅格区11和第二栅格区12沿光栅盘1的周向错开一定角度，以便于与第一传感器21或第二传感器22配合获取光栅盘1上对应的栅格区的栅格信号及光栅盘1的转动方向。

如图1-3所示，检测组件2还包括安装板23，安装板23与光栅盘1平行设置，第一传感器21和第二传感器22均安装在安装板23上，安装板23安装在机架上，以便于第一传感器21和第二传感器22的安装，提高第一传感器21和第二传感器22的检测精度。

本实施例还提供一种打印辊的回转量检测方法，采用上述的打印辊的回转量检测装置100进行检测，包括以下步骤：

在光栅盘1转动时，传感器获取相应的栅格区的栅格信号，并根据栅格信号获得打印辊200的回弹方向以及获取第一传感器21检测的实际栅格数n’。

本实施例中，以第一传感器21的检测的实际栅格数n’进行计算。当然，还可以获取第二传感器22检测的实际栅格数。

计算实际栅格数n’与预设栅格数n的栅格差值δn，并根据栅格差值δn和打印辊200的半径r3获得打印辊200的回转量δl。

具体地，根据公式获得打印辊200的回转量δl，x为光栅盘1的分辨率，即光栅盘1每个栅格区的栅格数。

具体地，第一传感器21距离轴心距离设为r1，第二传感器22距离轴心的距离设为r2，打印辊200转动时，三个第一传感器21、第二传感器22对应在光栅盘1上的位置以及打印辊200的角速度w相同；每张记录纸的长度为l，预设栅格数n为理论上的栅格数，是通过计算公式获取预设栅格数n。

由于光栅盘1与打印辊200同轴转动，形变角度相同，则打印辊200上栅格误差为进而可以得到每次打印辊200的回转量为

在打印辊200带动记录纸进给过程中以及记录纸带动打印辊200活动过程中，若δn为负，回弹方向与记录纸的走纸方向相反，则下次打印需要多走补偿步数n＝δl/x；

若δn为正，回弹方向与记录纸的走纸方向相同，则下次打印需要少走步数n＝δl/x。

当δn＝1，即形变产生1个栅格误差，计算的形变精度与分辨率呈正相关，分辨率越高，精度越高。

δn为负，当回弹方向与走纸方向相反，表明下次打印需要多补偿步数n＝δl/x1；δn为正，当回弹方向与走纸方向相同，表明下次打印需要少走步数n＝δl/x1；这里x1指的是步进马达走一步在打印辊200上产生的最小步进(走纸步进精度)。

判断打印辊200的回弹方向：

当信号b的上升沿始终出现在信号a为低电平的状态，可判定为信号a超前信号b一定相位，打印辊200为顺时针转动；而当信号a上升沿始终出现在信号b为高电平状态，可判定为信号b超前信号a一定相位，打印辊200为逆时针转动；通过第一传感器21和信号b相位关系能侦测打印辊200回弹方向。

该打印辊的回转量检测装置100能够应用于多种场景，可以用来检测回弹造成的定位偏差，用来检测马达是否失步，用来检测打印过程中有没有出现压缩；用来检测马达走纸过程是否出现扭力不足导致的回退问题；该打印辊的回转量检测装置100的检测组件2厚度小，占用空间小，成本低。

该打印辊的回转量检测方法，在光栅盘1转动时，传感器获取相应的栅格区的栅格信号，并根据栅格信号获得打印辊200的回弹方向以及获取任一传感器检测的实际栅格数n’，计算实际栅格数n’与预设栅格数n的栅格差值δn，并根据栅格差值δn和打印辊200的半径r3获得打印辊200的回转量δl，从而避免下次打印出现打印位置偏差、定位偏差等问题，提高打印机的打印精度；而且降低了能耗，节约了资源。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。