高分辨率热敏打印头及其应用

技术领域：

本发明涉及热敏打印头制造技术领域，具体的说是一种能够满足高分辨率打印需求且耐电力性能强的高分辨率热敏打印头及其应用。

背景技术：

众所周知，现有的热敏打印头如附图2所示，包括绝缘基板，绝缘基板表面设有底釉层，在所述绝缘基板与底釉层表面设有共通电极和个别电极，发热电阻体配置在两电极之间，共通电极一端与发热电阻体相连，另一端用于与电源相连；个别电极一端与发热电阻体相连，其另一端与IC相连；发热电阻体、个别电极与共通电极表面设有绝缘玻璃釉保护层。发热电阻体由多个发热电阻单元组成，其中，现有热敏打印头的发热电阻体中的发热电阻单元在主打印方向上成一条直线排布。

当需要打印高分辨率内容时，对应发热电阻单元的排列密度大，发热电阻单元所构成的发热点之间点间距小，单点发热体体积只能做得很小。而薄膜工艺制作的热敏打印头中，单个发热体体积越小，其耐电力性能越差，以300DPI产品为例，其耐电力性能是200DPI产品的2/3左右，600DPI产品是300DPI产品的1/2左右，并且点与点之间还存在间隙，打印过程中为保证打印效果良好，需要更多的热量来使间隙发色，所以对于600DPI的产品来说，由于其耐电力能力很差，在用户使用过程中很容易造成因大能量损坏问题。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能够满足高分辨率打印需求且耐电力性能强并且主打印方向上相邻点无间隙的高分辨率热敏打印头及其应用。

本发明通过以下措施达到：

一种高分辨率热敏打印头，设有绝缘基板，绝缘基板表面设有底釉层，在所述绝缘基板与底釉层表面设有导线层，导线层包括共通电极和个别电极，共通电极一端与发热电阻体相连，另一端与电源相连；个别电极一端与发热电阻体相连，另一端与IC相连，所述发热电阻体中设有沿主打印方向等间距排列的两个以上发热电阻单元，其特征在于，所述两个以上的发热电阻单元按奇数位发热体和偶数位发热体呈彼此平行的两行排列，其中奇数位发热体中的发热电阻单元与偶数位发热体中的发热电阻单元交错排布，以使奇数位发热体中的发热电阻单元与偶数位发热体中发热电阻单元间空隙对齐，且偶数位发热体中的发热电阻单元与奇数位发热体中发热电阻单元间空隙对齐，奇数位发热体和偶数位发热体在主打印方向上，相邻的两个发热电阻单元的中心距离等于相邻两个像素点间距。

本发明中奇数位发热体与偶数位发热体对应的两行发热体均与同一共通电极相连，以实现两行发热体同时工作。

本发明中发热电阻体单元的体积比同分辨率的单排发热体的每个发热电阻体单元体积大，所述发热体电阻体积M＝m(1+b)，其中m为同分辨率下单排发热体中每个发热电阻体单元的体积，b为矫正系数，b的取值范围为21％-41％，其中进一步优选，所述发热电阻体的主打印方向上的尺寸扩大b，b取值范围为30％±5％，发热电阻体单元在主打印方向上的长度向两侧分别延长m·b/2的长度，从而提高发热体的耐电力效果，且弥补传统相邻发热点间隙发色不足的缺点。

本发明中IC根据打印内容控制单个发热电阻单元的开/关状态，个别电极与共通电极表面以及发热电阻体的附近均设有第一绝缘保护层，该保护层具有良好的导热性能且对电绝缘。

本发明将打印头的发热电阻体由一排改为按照奇偶数设置成两排交错排布，且分别由控制IC上的奇数点和偶数点控制，每排发热体的分辨率是打印头分辨率的一半，两排发热体的发热点错开排布，当两排发热体作用于打印介质上的同一行打印区域时，将打印出每排发热体双倍的分辨率，打印每个发热点对应的发热电阻体单元的体积会比同分辨率的单排发热体每点发热体要大很多，耐电力也会随之增强，打印时，需要将打印内容数据按奇偶数分成两组，然后根据两排发热体副打印方向上的距离重新组合成新的数据然后发送给控制IC进行打印。

本发明还提出了一种如上所述高分辨率热敏打印头的应用，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：IC获取外部打印数据，判断原打印数据中分辨率的行间距a与当前热敏打印头中两排发热体间距A，若A为a的整数倍，执行步骤2，否则执行步骤3；

步骤2：当前热敏打印头中两排发热体间距为原打印数据中分辨率行间距的整数倍时，执行以下操作：

步骤2-1：调整打印控制信号：将外部原打印数据按奇偶分成两组，每组数据保持与原打印数据的位数相同，奇数组数据中对应原打印数据的偶数位数据位置用0填充，偶数组数据中对应原打印数据的奇数位数据位置用0填充；

步骤2-2：将处理后的打印控制信号逐行发送至IC，开始打印，此时仅第一排发热体工作，打印介质每移动一行距离、打印一次，打印前N行时，N为当前热敏打印头中两排发热体间距为原打印数据中分辨率行间距的倍数，发送至IC的打印数据为第一排发热体对应的数据组(仅为奇数组或者仅为偶数组)所对应行数的数据，当开始打印N+1行时，两排发热体同时工作，发送至IC的打印数据为两行发热体的控制数据：即由第一组数据的第N+1行的数据和第二组数据的第1行数据重新组合成的一行新数据，两排发热体分别打印自己对应行的对应奇偶位，直到当第一组数据完成最后一行打印时，第二组数据还要打印N行才能结束打印，打印数据为第二组数据对应行数的数据；

步骤3：当在副打印方向上两排发热体的间距A不是打印头定义的分辨率行间距a的整数倍时，执行以下步骤：

步骤3-1：将原打印数据按奇偶位分成两组，每组数据与原打印数据位数相同，奇数组数据对应原偶数数据位置用0填充，偶数组数据对应原打印数据的奇数数据位置用0填充；

步骤3-2：两排发热体同时工作，打印介质移动一行距离打印一次，当打印介质经过两排发热体时，打印介质对应的位置经过第一排发热体时，IC接收到第一排发热体对应的当前行的第一组数据，第一排发热体据此完成当前行的奇数位或者偶数位的打印，当对应位置经过第二排发热体时，IC接收第二排发热体对应的当前行的第二组数据，第二排发热体完成当前行的偶数或者奇数位的打印，两排发热体交替工作，当介质上同一行位置依次经过两排发热体后，就完成了此行的打印，整个打印内容经过两排发热体后就完成了整个打印过程。

本发明通过将打印头的发热电阻体由原本的一排式设置，按照奇偶数设置成两排交错排布，且分别由控制IC上的奇数点和偶数点控制，每排发热体的分辨率是打印头分辨率的一半，对应的每个发热电阻体单元在主打印方向上和副打印方向上的尺寸不超过打印头定义的分辨率对应的点间距，且两排发热体总体上看在主打印方向上相邻的两个发热体中心距离等于等于相邻两个像素点间距，打印过程中，每个发热电阻体单元对应的发热体体积会比同分辨率的单排发热体每点发热体要大很多，从而有效增强单个发热电阻体单元的耐电力性能，提升产品质量。

附图说明：

附图1为本发明工作状态示意图。

附图2为现有热敏打印头的结构示意图。

附图3为本发明中热敏打印头的结构示意图。

附图4为本发明中原打印数据按奇偶分组处理过程及IC内控制点与发热体对应关系示意图。

附图5为本发明实施例1中热敏打印头进行高分辨率打印工作的示意图。

附图6为本发明实施例2中热敏打印头进行打印工作的示意图。

附图标记：1-共通电极，2-第二排发热体，3-第一排发热体，4-个别电极，5-IC，6-基板上压焊盘，7-IC上压焊盘，8-压焊丝，9-普通打印头的发热体，10-散热基板，11-绝缘基板，12-底釉层，13-导线层，14-第一绝缘保护层，15-打印介质，16-胶辊。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的说明。

实施例1：

如附图3所示，本例中提出了一种高分辨率热敏打印头，其中设有散热基板10，散热基板10上设有绝缘基板11，绝缘基板11表面设有全部或局部的底釉层12，在所述绝缘基板11与底釉层12表面设有导线层13，导线层13由共通电极1和个别电极2组成，共通电极1一端与发热电阻体9相连，另一端与电源相连；个别电极2一端与发热电阻体9相连，另一端与IC5相连，IC5可根据打印内容控制单点的开关，个别电极2与共通电极1表面发热体附近设有第一绝缘保护层14，该保护层具有良好的导热性能且对电绝缘，以上结构为打印头通用结构；

当需要打印高分辨率内容时，要求发热点的设置密度大，点间距小，这导致单点发热体体积只能做得很小，薄膜工艺制作的打印头单个发热体体积越小耐电力越差，本例将打印头的发热体9由一排按照奇偶数设置成两排交错排布如图3所示，且两行发热体均与同一共通电极1相连，两行发热体分别由控制IC5上的奇数点和偶数点控制，其中每排发热体的分辨率是打印头分辨率的一半，每个点的发热体在主打印方向上和副打印方向上的尺寸不超过打印头定义的分辨率对应的点间距，且两排发热体总体上看在主打印方向上相邻的两个发热体中心距离等于相邻两个像素点间距，两排发热体均匀错开，在副打印方向上看一前一后两排发热体上的对应两个相邻点互不重叠并且从主打印方向上看相邻两个点间无间隙，此后将两排发热体作用于打印介质同一行时，将打印出每排发热体双倍的分辨率；

本例中每个发热点对应的发热电阻单元的体积设计的比同分辨率的单排发热体每点发热体要大，具体地说，本例中每个发热电阻单元的体积M＝m(1+b)，其中m为同分辨率下单排发热体中每个发热电阻体单元的体积，b为30％，其中发热电阻体单元在主打印方向上的长度向两侧分别延长15％·m的长度，从而提高发热体的耐电力效果，且弥补传统相邻发热点间隙发色不足的缺点。

主打印方向上尺寸扩大30％左右，耐电力也会对应增强；

本例所述高分辨率的热敏打印头在打印时需要将打印内容数据按奇偶数分成两组，具体分组方法如图4，将打每行印数据的对应的偶数位用0替代变成奇数组数据，把元数据奇数位用0替代变成偶数组数据，本例中第一排发热体3对应奇数位，第二排发热体2对应偶数位，在进行打印时由胶辊16将打印介质15压到第一排发热体3和发热体2的正上方，并由胶辊16旋转带动打印介质15向前移动直到全部内容打印结束；

如图5所示，本例在进行打印时，两排发热体副打印方向上间距等于打印头的分辨率对应两行的间距,也就是整数倍1倍的情况，打印内容为大写英文字母B，原打印数据为7×7数据，将原数据按奇偶分成两组，每组数据原打印数据位数相同，奇数组数据对应原偶数数据位置用0填充，偶数组数据同理，分组后得到两组7×7数据，第N行奇数组数据简称N-1数据，第N行偶数组数据简称N-2数据，当打印介质15上第一行位置经过打印头第一排发热体3时向控制IC5发送1-1数据控制打印头打印，当打印介质15上第二行位置经过第一行发热体3时，打印介质15上第一行位置正好经过第二排发热体2，此时两排发热体需要同时工作，需要将2-1打印数据和1-2打印数据相加合并成一行新的数据后传给控制IC5控制打印，依次这样打印3-1数据和2-2数据组合，4-1数据和3-2数据组合，5-1数据和4-2数据组合，6-1数据和5-2数据组合，7-1数据和6-2数据组合，直到打印介质15最后一行位置经过打印头第二排发热体2时，向控制IC5发送7-2数据控制打印，此行打印结束后整个打印过程完成。

实施例2：

本例所述高分辨率热敏打印头的结构和数据分组方式与实施例1相同，本例中热敏打印头中两排发热体间距是原打印数据中分辨率行间距非整数倍，此处以1.5倍为例，进行打印时，执行以下操作：

如图6所示，本实施例打印内容为大写英文字母B，原打印数据为7×7数据，将原数据按奇偶分成两组，每组数据原打印数据位数相同，奇数组数据对应原偶数数据位置用0填充，偶数组数据同理，分组后得到两组7×7数据，第N行奇数组数据简称N-1数据，第N行偶数组数据简称N-2数据，当打印介质15上第一行位置经过打印头第一排发热体3时向控制IC5发送1-1数据控制打印头打印，当打印介质15上第二行位置经过第一行发热体3时向控制IC发送2-1数据控制打印头打印，继续走纸，当纸再向前移动半个分辨率行间距时，打印介质15上第一行位置正经过第二排发热体2，向控制IC发送1-2数据控制打印头打印，继续走纸，当打印介质15上第三行位置经过第一排发热体3时向控制IC5发送3-1数据控制打印头打印，以此类推，打印介质第二行经过第二排发热体2时向控制IC发送2-2数据控制打印头打印，这样打印头上两排发热体交替打印，在打印介质上每一行位置上各自打印各自对应的数据直到完成整个打印，注意的是此种方法每行打印的加热时间必须少于行循环时间的一半。

本发明与现有技术相比，每个发热电阻体单元对应的发热体体积会比同分辨率的单排发热体每点发热体体积增加30％左右，从而有效增强单个发热电阻体单元的耐电力性能，提升产品质量，并且两排发热体交替的结构可以做到主打印方向上点与点之间没有缝隙，打印效果更佳。