打印机、打印幅面扩展方法及打印系统.pdf

一种打印机，能够打印第一幅面，包括打印头、控制模块和匹配所述第一幅面打印的主梁架，所述打印头为第二幅面打印头，初始横向速度为第二幅面速度，第二幅面小于第一幅面；还包括调速模块与内容转换模块：所述调速模块，按所述横向比，将所述横向速度调整为第一幅面速度，以使打印头在两种幅面上用相同时间完成横向打印；内容转换模块，将所述待打印内容的纵向按所述纵向比进行转换。控制模块，按调速模块传来的横向速度信号控制打印头的动作单元以实现打印。本发明还公开了一种打印幅面扩展方法和具有本发明打印机的打印系统。本发明的

权利要求书
1、  一种打印机，能够打印第一幅面，包括打印头、控制所述打印头的控制模块和用于所述打印头横向位移的主梁架，其特征在于，
所述打印头为第二幅面打印头，其初始的横向速度为第二幅面速度，所述第二幅面小于所述第一幅面，所述第一幅面与所述第二幅面的横向长度之比为横向比，纵向长度之比为纵向比；
所述主梁架的长度匹配所述第一幅面打印；
还包括调速模块与内容转换模块：
所述调速模块，按所述横向比，将所述横向速度调整为第一幅面速度，以使所述打印头在第一幅面上用与第二幅面相同的时间完成横向打印，并向所述控制模块发送调整后的所述横向速度信号；
所述内容转换模块，将所述待打印内容的纵向进行匹配第一幅面打印的转换，所述打印头打印转换后的所述待打印内容；
所述控制模块，按所述调速模块传来的所述横向速度信号控制所述打印头的动作单元以实现打印。

2、  如权利要求1所述的打印机，其特征在于，所述调速模块，截获所述打印头向所述控制模块传回的反应所述打印头速度的反馈信号，将该反馈信号中体现的第二幅面速度替换为所述第一幅面速度。

3、  如权利要求2所述的打印机，其特征在于，所述调速模块，包括反馈所述打印头位移的第一幅面光栅，所述反馈信号为在所述打印头移动时对所述光栅进行检测的光栅检测信号，通过光栅替换实现所述速度替换。

4、  如权利要求3所述的打印机，其特征在于，所述光栅为第一幅面光栅尺，所述第一幅面光栅尺的总长、栅线宽度和栅线间距与第二幅面光栅尺的总长、栅线宽度和栅线间距之比均等于横向比。

5、  如权利要求3所述的打印机，其特征在于，所述光栅为第一幅面环形光栅，所述第一幅面环形光栅的栅线数与第二幅面环形光栅的栅线数之比等于所述横向比。

6、  如权利要求2所述的打印机，其特征在于，所述反馈信号为打印头伺服电机的反馈信号，通过对所述反馈信号分频实现所述速度调整。

7、  如权利要求6所述的打印机，其特征在于；将所述反馈信号和所述反馈信号的反向信号都做所述横向比倍的分频。

8、  如权利要求1所述的打印机，其特征在于，所述待打印内容为图像，所述内容转换模块将所述图像按照所述纵向比或横向比进行拉伸。

9、  如权利要求1所述的打印机，其特征在于：所述纵向比等于横向比。

10、  如权利要求1所述的打印机，其特征在于：还包括幅面选择单元，所述幅面选择单元与所述调速模块内设置的速度选择单元相连接，所述速度选择单元选择与所述幅面相匹配的幅面速度为所述横向速度。

11、  如权利要求10所述的打印机，其特征在于：所述调速模块包括第一幅面光栅和第二幅面光栅，所述速度选择单元通过对光栅反馈信号的选择实现对速度的选择。

12、  一种打印机幅面扩展方法，用于将第二幅面打印机扩展为第一幅面打印机，所述第二幅面打印机包括第二幅面打印头、控制模块和用于所述打印头横向位移的主梁架，其初始的横向速度为第二幅面速度，所述第二幅面小于所述第一幅面，所述第一幅面与所述第二幅面的横向长度之比为横向比，纵向长度之比为纵向比；
其特征在于：
将所述主梁架的长度扩展为匹配所述第一幅面打印的主梁架；
在打印头与所述控制模块之间设置调速模块，所述调速模块，按所述横向比，将所述横向速度调整为第一幅面速度，以使所述打印头在第一幅面上用与第二幅面相同的时间完成横向打印，并向所述控制模块发送调整后的所述横向速度信号；
设置连接于所述控制模块的内容转换模块，将所述待打印内容的纵向按所述纵向比进行转换，转换后的所述待打印内容传送于所述控制模块；
所述控制模块，按所述调速模块传来的所述横向速度信号控制所述打印头的动作单元，并打印所述待打印内容。

13、  如权利要求12所述的幅面扩展方法，其特征在于，所述调速模块，将反馈所述打印头位移的第二幅面光栅替换为第一幅面光栅，通过光栅替换实现所述速度替换。

14、  如权利要求13所述的幅面扩展方法，其特征在于，所述光栅为光栅尺或环形光栅，所述第一幅面光栅尺的总长、栅线宽度和栅线间距与第二幅面光栅尺的总长、栅线宽度和栅线间距之比均等于横向比；第一幅面环形光栅的栅线数与第二幅面环形光栅的栅线数之比等于所述横向比。

15、  如权利要求2所述的幅面扩展方法，其特征在于，通过对打印头伺服电机的反馈信号分频实现所述速度调整。

16、  如权利要求1所述的幅面扩展方法，其特征在于：与反馈所述打印头位移的第一二副面环形光栅轴加装同样反馈所述打印头位移的第一幅面环形光栅及其光栅检测单元，并与信号选择电路相连接，通过光栅选择实现速度选择。

17、  一种打印系统，包括打印机和向打印机发出外部打印指令的指令模块，其特征在于，所述打印机为如权利要求1-11任一所述的打印机。

18、  如权利要求17所述的打印系统，其特征在于：所述指令模块为基于ARM嵌入式系统的指令模块，所述指令模块还设置有液晶显示屏，外接外部存储器，支持对外部存储器上所存储文件的浏览；所述控制模块还包括USB集线器芯片，可进一步将系统扩展为4个USB外部接口，用于连接打印机、U盘、鼠标和键盘。

说明书打印机、打印幅面扩展方法及打印系统
技术领域
本发明涉及一种打印设备，尤其与打印机、打印机的打印幅面扩展方法和打印系统有关。
背景技术
打印机的打印幅面顾名思义也就是打印机可打印输出的面积。而所谓的最大打印幅面就是指打印机所能打印的最大纸张幅面。通常，在大幅面的打印机上，也可以打印小幅面的纸张。目前，打印幅面主要有为A3、A4、A5等幅面。打印机的打印幅面越大，打印的范围越大。打印幅面的大小也是衡量打印机的重要性能指标。然而，相较小幅面打印机而言，大幅面的打印机的成本要大大增加。而打印机的成本又主要在于其打印头和控制模块上。
通常，在大幅面打印机上也可以选择打印小幅面的图像，但打出的图像的分辨率要差，不及专门打印小幅面的打印机的同等分辨率，实际上造成了浪费。
因此，降低大幅面打印机的生产成本，以及如何对既有打印机进行幅面扩展，成为一个重要课题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种打印机，以降低大幅面打印机的生产成本。
本发明的另一个目的在于，提供一种打印机幅面扩展方法，以利用既有打印机来改装更大幅面的打印机。
本发明的第三个目的在于提供一种具有本发明打印机的打印系统。
为实现本发明的各发明目的，本发明的具体技术方案如下：
一种打印机，能够打印第一幅面，包括打印头、控制所述打印头的控制模块和用于所述打印头横向位移的主梁架；
所述打印头为第二幅面打印头，其初始的横向速度为第二幅面速度，所述第二幅面小于所述第一幅面，所述第一幅面与所述第二幅面的横向长度之比为横向比，纵向长度之比为纵向比；
所述主梁架的长度匹配所述第一幅面打印；
还包括调速模块与内容转换模块：
所述调速模块，按所述横向比，将所述横向速度调整为第一幅面速度，以使所述打印头在第一幅面上用与第二幅面相同的时间完成横向打印，并向所述控制模块发送调整后的所述横向速度信号；
所述内容转换模块，将所述待打印内容的纵向进行匹配第一幅面打印的转换，所述打印头打印转换后的所述待打印内容；
所述控制模块，按所述调速模块传来的所述横向速度信号控制所述打印头的动作单元以实现打印。
本发明的打印幅面扩展方法，用于将第二幅面打印机扩展为第一幅面打印机，所述第二幅面打印机包括第二幅面打印头、控制模块和用于所述打印头横向位移的主梁架，其初始的横向速度为第二幅面速度，所述第二幅面小于所述第一幅面，所述第一幅面与所述第二幅面的横向长度之比为横向比，纵向长度之比为纵向比；
将所述主梁架的长度扩展为匹配所述第一幅面打印的主梁架；
在打印头与所述控制模块之间设置调速模块，所述调速模块，按所述横向比，将所述横向速度调整为第一幅面速度，以使所述打印头在第一幅面上用与第二幅面相同的时间完成横向打印，并向所述控制模块发送调整后的所述横向速度信号；
设置连接于所述控制模块的内容转换模块，将所述待打印内容的纵向按所述纵向比进行转换，转换后的所述待打印内容传送于所述控制模块；
所述控制模块，按所述调速模块传来的所述横向速度信号控制所述打印头的动作单元，并打印所述待打印内容。
本发明的打印系统，包括打印机和向打印机发出外部打印指令的指令模块，所述打印机为本发明的打印机。
本发明的有益效果在于，本发明的打印机及打印幅面扩展方法，利用成本较低的小幅面打印机的打印头与控制模块，进行幅面扩展，极大的降低了大幅面打印机的生产成本。本发明的打印机，结构简单，易于实现。进一步的，本发明的打印机，还实现了不同打印幅面之间的切换。
附图说明
图1为本发明实施例的打印机的模块结构图；
图2为本发明第一实施例的打印机的光栅检测示意图；
图3为本发明第二实施例的打印机的光栅检测示意图；
图4为本发明第一实施例的打印机的光栅反馈电路脉冲示意图；
图5为本发明第三实施例的反馈信号波形示意图；
图6为本发明第三实施例的逻辑电路示意图；
图7为本发明第四实施例的打印机的打印单元示意图；
图8为本发明第四实施例的打印机的反馈信号选择示意图；
图9为本发明第四实施例的打印机的幅面切换示意图；
图10为本发明实施例的打印机的图像处理流程图。
具体实施方式
下面将结合附图及优选实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例的打印机，可为喷墨打印机或其他类型打印机，除打印头、控制模块之外，其进给机构、字车机构、打印机主板和进给电机供电的电源模块、打印机的各种驱动电路、输入输出接口电路及检测电路等均可为既有的各种实现类型。
如图1所述，本发明实施例的打印机，能够打印的最大幅面为第一幅面，其打印单元包括打印头、控制所述打印头的控制模块、还有调速模块与内容转换模块；其机械结构中还包括用于打印头横向位移的主梁架。
本发明的打印机及打印机的幅面扩展方法的原理为：由于打印过程是打印机打印头(如墨头)横向移动配合纵向进给同时墨头上的喷墨装置喷出墨点，因此可以把横向移动的宽度变大但是仍保持打印时间不变，以此来实现打印宽度变大。
其中，打印头是最大打印幅面为第二幅面的第二幅面打印头，第二幅面打印头初始的横向速度为第二幅面速度，这里，横向速度是指打印头在打印时在横向(即主梁架方向)的移动速度，第二幅面小于第一幅面，例如第一幅面为A3，第二幅面为A4；因此，可通俗的称第二幅面为小幅面，第一幅面为大幅面；本说明书中，横向比是指第一幅面与所述第二幅面的横向长度之比，纵向比是指第一幅面与第二幅面的纵向长度之比，因此，横向比和纵向比均为大于等于1的取值；而且在部分情况下，纵向比等于横向比。所述主梁架的长度匹配所述第一幅面打印，主梁架的长度要大于第一幅面的横向宽度。通常，在既有的第二幅面打印机中，打印头初始的横向速度为第二幅面速度，要适应第一幅面的打印，即要在相同的时间内完成一整行的打印，则需要将其横向速度调整为与第一幅面打印所匹配的第一幅面速度，而第一幅面速度应等于第二幅面速度乘以横向比，该功能由调速模块完成。
所述调速模块，连接于控制模块与打印头，将所述横向速度乘以横向比调整为第一幅面速度，以使所述打印头在第一幅面上用与第二幅面相同的时间完成横向打印，并向所述控制模块发送调整后的所述横向速度信号；控制模块接收调整后的所述横向速度信号，控制打印机的动作单元以实现打印。
所述内容转换模块，因为在横向上进行了调速，为了保持待打印内容的比例协调，需要将所述待打印内容的纵向进行匹配第一幅面打印的转换，可按所述纵向比或横向比进行转换，所述打印头打印转换后的所述待打印内容。在横向比与纵向比相等时，打印机打印出的图像的比例与原图像比例保持一致。在横向比与纵向比不同时，可以按照用户的打印需求，确定图像纵向调整的比例。其中，包括选择纵向比和横向比中较小的一个进行转换，以保证图像等打印内容至少是都能打印出来。
本发明实施例的打印机，其调速模块截获所述打印头向所述控制模块传回的反应所述打印头速度的反馈信号，将该反馈信号中体现的第二幅面速度替换为所述第一幅面速度。在反馈信号中，体现第二幅面速度可以通过不同的量，例如打印头单位时间的位移量、步进电机的转速等，主要通过信号的频率来反映。
下面介绍调速模块的三个具体实施例。
本发明第一实施例的打印机，如图2所示，其调速模块通过光栅和光栅检测反馈实现，作为打印头的墨头移动时由传感器检测光栅(如光栅尺)，同时动作单元接收控制模块的控制信号，带动墨头的左右移动，用光栅尺来检查动作单元的移动，并向控制模块反馈。在这里，既有的第二幅面打印头，通常使用的是第二幅面光栅尺，而本发明第一实施例的打印机的调速模块中，使用第一幅面光栅尺。通过光栅尺的替换，实现反馈信号中的速度替换。第一幅面光栅尺的总长度、栅线宽度和栅线间距与第二幅面光栅尺的总长、栅线宽度和栅线间距之比均等于横向比，即第一幅面光栅尺的总长、栅线宽度和栅线间距与分别等于第二幅面光栅尺的总长、栅线宽度和栅线间距乘以所述横向比。如图2所示，在光栅检测反馈环节改变原有的反馈信号，达到调整墨头横向速度的效果，间接改变动作单元的横向速度，以实现大幅面打印。光栅栅线间距改变，假设传感器读光栅500格动作单元移动一厘米，现将光栅的距离加大变为500格两厘米，动作单元就移动两厘米。通过该替换，可以实现打印头横向移动的宽度变大，但时间不变。光栅检测单元中，实现光栅检测的光栅传感器通过双路反馈判定方向，如图3所示。
除光栅尺外，还可以使用环形光栅，如图3所示。
本发明第二实施例的打印机，使用环形光栅实现对打印头横向移动的反馈，所述环形光栅由带动打印头移动的电机带动旋转，在环形光栅上，栅线(或称光栅条)是间隔成扇形排列的，栅线本身是扇形的，栅线间的间隔自然也是扇形的。通过增加或减少环形光栅上的栅线数量，可以调整打印头的打印宽度，实现幅面增大。通常的第二幅面打印头，对应使用的是第二幅面光栅。现在让第二幅面打印头打印第一幅面，需要将第二幅面光栅替换为第一幅面光栅。第一幅面光栅的光栅条比第二幅面光栅的光栅条更多，其光栅条数之比等于所述横向比。
通过环形光栅的替换，实现反馈信号中的横向速度信号替换。优选的，第一幅面环形光栅的半径、格数与第二幅面环形光栅的半径、格数之比均等于横向比，即第一幅面环形光栅的半径、格数分别等于第二幅面环形光栅的半径、格数乘以所述横向比，即可由格数的多少决定动作单元的移动大小，而把半径加大，是为了加大反馈信号的强度，保证准确性，同时也便于环形光栅的制造。在应用中，也可以用第一幅面光栅尺替换第二幅面环形光栅，或第一幅面环形光栅尺替换第二幅面环形光栅。如图3所示，环形光栅的转动可由打印头的电机带动
调速模块对打印头横向速度的调整。如图5和图6所示，本发明第三实施例的打印机，其调速模块的反馈信号为打印头伺服电机的反馈信号，通过逻辑电路对所述反馈信号分频实现所述速度调整。假设横向比为k，按照小数分频器的原理，若要求将打印宽度(即打印幅面的横向打印宽度)扩展k倍，即需要对所述反馈信号A和A的反向信号B都做k倍分频。
本发明第三实施例的打印机，其伺服电机的反馈信号是含有位置信息的正交编码信号，两路信号相位差为90度，信号的频率反映电机转速的高低，两路信号的超前与滞后关系反映电机转动方向。通过改变喷墨打印机墨头电机的反馈信号，就可以改变墨头的运动行程，从而实现将小幅面打印头打印较大幅面的图像或其它打印内容。
如图5所示，分频前信号是：A、B。分频后的信号是A′、B′。若单纯简单地对两路信号分频，不能保持两路信号之间的逻辑关系。本发明第四实施例的打印机，根据以下逻辑方程设计相应的逻辑电路可以获得满足调速要求的两路脉冲。
A′＝C
B′=Q1⊕Q2⊕B]]>
其电路的示意图如图6所示，具体电路可以由本领域技术人员用集成IC搭建，或用可编程逻辑器件CPLD通过编程实现。
在进行调速的同时，本发明的打印机，也可以进行幅面的选择，如图9所示，本发明第四实施例的打印机，还包括幅面选择单元，所述幅面选择单元与所述调速模块内设置的速度选择单元相连接，所述速度选择单元选择与所述幅面相匹配的幅面速度为所述横向速度。具体的幅面选择，可以通过界面或按键，由用户选择。
如图7所示，本发明第4实施例的打印机，包括打印头16、控制模块11等组成，打印头16在步进电机12的带动下在主梁架15上移动以实现打印过程。步进电机同时带动环形光栅13(又称码盘或光栅盘)转动，通过传感器14，将打印头的动作信息反馈给控制模块。环形光栅包括同轴的两个光栅，一个是第一幅面环形光栅，一个是第二幅面环形光栅。如图8和图9所示，每一码盘均有一码盘反馈电路对其进行检测，码盘反馈电路将信号传给幅面选择单元，进行反馈信号的切换选择，选择后的信号传给信号处理器，由其传送给控制模块，按照用户的选择对打印头动作单元进行打印控制。
在本发明以上各实施例中，均需对待打印内容的纵向进行适合第一幅面的图像处理，可由如图10所示的流程实现。首先输入待打印的图片，图片的格式可为tmp\jpg\Jpeg等类型，PC软件处理该图片，该软件可由编程语言(如delphi6)编写。处理后存储在第三方控件image控件中(即图片填充在控件中)。然后在软件中进行图片的宽度拉伸，拉伸后实际由本发明打印机打印输出的图像长宽比例适中，即如果原来是圆形，输出也还是圆形；原来是椭圆，则输出仍为椭圆。
下面介绍本发明的打印幅面扩展方法。
本发明实施例的打印幅面扩展方法，用于将第二幅面打印机扩展为第一幅面打印机，例如可将一A4幅面打印机扩展为A3幅面的打印机。即小幅面打印机扩展为大幅面打印机。
仍然保留既有的第二幅面打印机的第二幅面打印头、控制模块，其他部件也可选择保留。用于所述打印头横向位移的主梁架要扩展为匹配所述第一幅面打印的主梁架，其可以通过加长完成，也可以重新制作一个完整的能符合长度的主梁架。第二幅面打印头的初始的横向速度为第二幅面速度，需要调整为第一幅面速度。
在打印头与所述控制模块之间设置调速模块，所述调速模块，可如本发明各实施例的调速模块，其作用是按所述横向比，将所述横向速度调整为第一幅面速度，以使所述打印头在第一幅面上用与第二幅面相同的时间完成横向打印，并向所述控制模块发送调整后的所述横向速度信号；
还需设置连接于所述控制模块的内容转换模块，将所述待打印内容的纵向按所述纵向比进行转换，转换后的所述待打印内容传送于所述控制模块；
所述控制模块，按所述调速模块传来的所述横向速度信号控制所述打印头的动作单元，并打印所述待打印内容。
本发明实施例的打印幅面扩展方法，所述调速模块，将反馈所述打印头位移的第二幅面光栅替换为第一幅面光栅，通过光栅替换实现所述速度替换。所用光栅也分光栅尺和环形光栅两种情况。既可以用如前所说的第一幅面光栅尺，替换打印机既有的第二幅面的光栅尺或第二幅面的环形光栅；也可以用如前所说的第一幅面环形光栅，替换打印机既有的第二幅面的光栅尺或第二幅面的环形光栅；
本发明实施例的打印机幅面扩展方法，也可以通过对打印头伺服电机的反馈信号分频实现所述速度调整。
本发明实施例的幅面扩展方法，如不进行替换，而选择加装光栅，可以扩展为可选择幅面的大幅面打印机。与反馈所述打印头位移的第二副面环形光栅轴加装同样反馈所述打印头位移的第一幅面环形光栅及其光栅检测单元，并与信号选择电路相连接，通过光栅反馈信号选择实现速度选择即幅面选择。
下面介绍本发明实施例的打印系统。
本发明实施例的打印系统，包括打印机和向打印机发出外部打印指令的指令模块，所述打印机可为的上述本发明各实施例的打印机。
优选的，所述指令模块为基于ARM嵌入式系统的指令模块，所述指令模块还可设置有液晶显示屏，外接外部存储器，支持对外部存储器上所存储文件的浏览；所述控制模块还包括USB集线器芯片，可进一步将系统扩展为4个USB外部接口，用于连接打印机、U盘、鼠标和键盘。
本发明优选实施例的打印系统，用户可以通过指令模块对打印机的打印幅面进行选择，并可在打印前预览不同幅面打印时的打印效果，给用户灵活的选择。
本发明实施例的打印系统的打印机，其硬件系统通过USB集线器芯片，可进一步将系统扩展为4个USB外部接口，用于连接打印机，U盘，鼠标，键盘等外部设备。还包括SDRAM存储器。
以上所述的仅为本发明的较佳可行实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。