改善竖向条码打印形变的热敏分段打印控制方法及电子秤与流程

本发明涉及热敏打印控制，具体为改善竖向条码打印形变的热敏分段打印控制方法及电子秤。

背景技术：

1、在零售称重场景中，电子秤普遍搭载热敏打印机构，用于打印承载商品计量信息、价格信息的竖向条码标签，竖向条码的各码条沿标签走纸方向纵向延伸，其打印形态的规整度与一致性是保障条码扫描识读可靠性的核心前提。

2、现有竖向条码的热敏打印多采用连续加热的控制逻辑，在单根条码条的整段打印过程中持续驱动对应列的加热元件工作，受热敏加热元件的热积累特性与打印纸材的热形变特性共同影响，条码条的起始、中间与收尾区段的实际受热程度存在明显差异，走纸过程中热量的持续累积会引发竖向条码沿走纸方向出现条宽不均、边缘发生波浪形畸变的问题。部分采用分段打印机制的现有方案中，相邻打印分段的加热重叠时长采用固定统一的参数设置，并未结合打印分段在条码条中所处的纵向位置进行差异化调整，无法适配条码不同纵向区段的热消散状态差异，且分段打印动作多基于固定走纸时序触发，未结合实时走纸位移做位置校验匹配，走纸传动的微小误差易造成分段衔接位置偏移，最终在衔接处出现打印浓度突变或条宽跳变的痕迹，难以保障竖向条码全段的打印一致性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有竖向条码热敏打印过程中，连续加热控制方式易因加热元件热积累与纸材热形变造成条码条宽不均、边缘畸变，以及现有分段打印方案采用固定统一的加热重叠时长、基于固定走纸时序触发打印而无法适配不同纵向区段热消散差异、易因走纸误差出现分段衔接处打印浓度与条宽跳变的不足，提供改善竖向条码打印形变的热敏分段打印控制方法及电子秤，通过对竖向条码条进行分段加热控制、动态调整相邻打印分段的加热重叠时长，并结合实时走纸位移数据匹配触发分段打印，从而平衡条码各纵向区段的受热状态，消除分段衔接处的打印痕迹，保障竖向条码全段打印形态的均匀性与规整度，提升条码的扫描识读可靠性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、改善竖向条码打印形变的热敏分段打印控制方法，包括以下步骤：

4、s1、获取待打印的竖向条码图像数据，解析得到竖向条码中各条码条的横向位置、条宽参数，以及各条码条沿走纸方向的总长度参数；

5、s2、按照预设的自适应分段规则，将每个条码条沿走纸方向划分为n个依次衔接的打印分段，确定各打印分段的分段边界坐标及单段走纸长度，其中n为大于等于2的整数；

6、s3、针对每个打印分段，根据其在所属条码条中的纵向位置、单段走纸长度以及热敏打印头的单点点火响应时长，生成对应打印分段的加热驱动时序参数；

7、s4、在走纸机构带动打印纸行进过程中，实时采集走纸位移数据，当走纸位移匹配至对应打印分段的起始坐标时，按照该打印分段的加热驱动时序参数，驱动热敏打印头对应列的加热元件执行分段打印；

8、其中，沿走纸方向相邻的两个打印分段，其加热驱动时序设置有预设的重叠时长，所述重叠时长随打印分段在条码条中的纵向位置动态调整。

9、该方案通过分段加热的模式替代传统整段连续加热的方式，将单根条码条的长周期加热过程拆解为多段短周期加热单元，每完成一段打印后加热元件可获得短暂的热量消散窗口，避免热量在打印头与纸材中持续累积，有效削弱纸材因持续受热产生的膨胀形变，缓解热量累积带来的条宽逐渐变宽、边缘逐渐扩散的问题。动态调整重叠时长的设计，可匹配条码不同纵向位置处的热场状态，针对热消散速率不同的区段提供差异化的热量衔接补偿，替代固定重叠参数的粗放式控制，保证各分段衔接处的受热程度与单段主体区域保持一致。结合实时走纸位移触发打印的方式，以纸面的实际行进位置作为打印动作的触发基准，而非依赖固定的时间间隔推算位置，能够有效抵消走纸传动过程中的机械误差，避免分段起始位置出现偏移，从位置精度与热量控制两个维度共同保障分段衔接的平滑性，最终实现竖向条码全段条宽均匀、边缘规整的打印效果。

10、进一步地，步骤s2中所述的自适应分段规则具体执行如下步骤：依据条码条的总长度与热敏打印头单列加热元件的单次有效打印高度计算得到初始分段数；获取各条码条的条宽值，将条宽值与预设条宽阈值进行比对；针对条宽小于预设条宽阈值的条码条，在初始分段数的基础上增加分段数量；针对条宽大于等于预设条宽阈值的条码条，维持初始分段数或减少分段数量。

11、该自适应分段规则基于不同宽度条码的热形变敏感度差异设置，宽度较窄的条码条自身尺寸余量小，轻微的热扩散与纸材形变就会导致条宽超出标准范围，直接影响条码识读，因此通过增加分段数进一步缩短单段加热时长，降低单段加热的热累积量，实现对细条码形态的精细化控制。宽度较大的条码条热容量更高，热形变对整体条宽的占比影响更小，维持或减少分段数量可简化控制运算流程，降低主控单元的运算负载，在保证打印质量的前提下提升控制效率，适配不同规格条码的打印需求。

12、进一步地，步骤s3中所述重叠时长的动态调整方式具体为：将条码条沿走纸方向划分为首段区域、中间区域与末段区域；对应首段区域内相邻的两个打印分段，设置第一重叠时长；对应中间区域内相邻的两个打印分段，设置第二重叠时长；对应末段区域内相邻的两个打印分段，设置第三重叠时长；其中第一重叠时长与第三重叠时长的数值均大于第二重叠时长的数值。

13、该分区域调整重叠时长的方式，贴合热敏打印过程中的温度变化规律，首段区域打印初始阶段，打印头与打印纸均处于初始温度状态，热量向周边扩散的速度更快，衔接位置容易因热量不足出现淡痕缝隙，因此设置更长的重叠时长补充衔接处的热量供给。中间区域经过前序多段加热后，打印头与纸材均已形成稳定的余热环境，热量消散速率减慢，若重叠时长过长会导致局部热量过剩，引发条宽异常膨胀，因此缩短重叠时长维持局部热平衡。末段区域之后无后续加热段补充热量，热量会快速向未加热的纸面区域消散，容易出现收尾处浓度衰减、边缘虚化的问题，适当延长重叠时长可保证收尾区段受热充分，实现条码全段浓度与条宽的均匀过渡。

14、进一步地，步骤s4中实时采集走纸位移数据并触发打印的过程具体为：通过与走纸辊同轴连接的光电编码器输出脉冲信号，对脉冲信号进行累计计数得到实时走纸位移值；每检测到预设数量的脉冲信号，执行一次打印分段的起始坐标匹配校验；当校验结果为走纸位移值与对应打印分段的起始坐标匹配时，输出该打印分段对应的加热驱动信号。

15、采用光电编码器采集走纸位移，可将走纸辊的机械转动量直接转化为可量化的电信号，真实反映纸面的实际行进距离，而非通过电机转速间接推算位移，能够直接抵消走纸辊打滑、传动齿轮间隙等机械因素带来的位置偏差，保证分段起始位置的精准性。间隔固定脉冲数进行坐标校验的方式，可在保障触发精度的前提下，减少主控单元的实时中断次数，避免频繁的位置校验占用过多系统资源，保障电子秤称重、数据处理等其他功能的稳定运行。

16、进一步地，步骤s3中生成的加热驱动时序参数包括分段加热起始时刻、加热持续时长、加热功率档位以及加热结束延时时长；其中，加热持续时长的数值与对应打印分段的单段走纸长度正相关，加热功率档位的数值随打印分段的纵向位置沿走纸方向逐级调整。

17、多维度的加热驱动时序参数可实现对分段加热过程的精细化调控，加热持续时长与单段走纸长度匹配，可保证单位走纸距离内纸面接收的热量保持一致，避免长度不同的打印分段出现浓度深浅差异。加热功率随纵向位置逐级调整，可适配打印过程中逐步升高的打印头基底温度，随着打印进程推进，打印头的整体温度逐步上升，即使加热时长相同，传递给纸面的热量也会逐步增加，通过逐级调整功率可抵消基底温度上升带来的额外热量，维持各分段实际发色效果的一致性，进一步优化全段条码的打印均匀度。

18、进一步地，步骤s1之前还包括步骤s0：接收称重计量数据与商品标识数据，生成对应的竖向条码原始图像；对竖向条码原始图像进行边缘锐化处理，得到待打印的竖向条码图像数据。

19、该步骤适配电子秤的实际应用场景，可在称重完成后自动整合商品信息与重量数据，生成对应的竖向条码图像，无需人工额外输入或上位机处理，实现称重打印一体化流程。对原始条码图像进行边缘锐化处理，一方面可强化条码条的边缘特征，便于后续步骤更精准地识别解析条码条的位置与宽度参数，另一方面可预先补偿打印过程中热扩散带来的边缘模糊效应，进一步提升打印后条码边缘的锐利度与规整性。

20、进一步地，步骤s2中划分得到的各打印分段满足如下条件：单个条码条的各分段边界不与该条码条的横向边缘位置对齐；同一竖向条码中，相邻两个条码条的分段边界在走纸方向上相互错开设置。

21、将分段边界与条码横向边缘错开，可避免分段衔接处的热影响集中作用于条码的同一条边缘线上，防止边缘位置因反复受热出现局部凸起或凹陷的形变痕迹，保障条码边缘的直线度。相邻条码条的分段边界相互错开，可避免所有条码条的衔接痕迹处于同一横向截面，防止该截面形成肉眼可见的横向纹路，同时可分散该位置的总加热热量，避免局部纸面因集中受热出现整体形变，维持标签纸面的平整性。

22、进一步地，所述第一重叠时长、第二重叠时长以及第三重叠时长，均通过热敏打印头的热消散时间系数与当前走纸速度计算得到；且各重叠时长的数值均小于对应打印分段的加热持续时长。

23、基于热消散时间系数与走纸速度计算重叠时长，可使重叠参数适配不同的打印速度档位，当走纸速度变化时，单位时间内纸面经过加热区域的长度随之改变，对应调整重叠时长可保证衔接处的热量供给始终处于合理范围，避免变速打印时衔接处出现质量波动。限制重叠时长小于单段加热持续时长，可防止两段加热的重叠占比过高，避免衔接位置的总受热能量远超单段平均水平，杜绝衔接处出现条宽异常增宽或局部过深的问题，保证分段衔接的平滑过渡。

24、进一步地，步骤s3中生成加热驱动时序参数时，还执行温度修正步骤：实时采集热敏打印头的当前温度值，将当前温度值与预设基准温度值进行比对；若当前温度值高于预设基准温度值，则对应缩短该打印分段的加热持续时长；若当前温度值低于预设基准温度值，则对应延长该打印分段的加热持续时长。

25、引入打印头温度修正机制，可抵消环境温度变化与连续打印带来的打印头温度波动影响，当打印头因连续长时间工作温度升高时，相同加热时长下传递给纸面的热量会更多，缩短加热时长可维持单位长度纸面的受热能量稳定；当环境温度较低导致打印头初始温度偏低时，延长加热时长可补充热量，避免低温环境下打印浓度不足，保障不同工作温度与环境条件下打印质量的一致性。

26、应用热敏分段打印的电子秤，包括主控模块、称重传感器、热敏打印头、走纸驱动机构以及存储模块；所述称重传感器的信号输出端连接主控模块的采样输入端，用于采集称重数据并传输至主控模块；所述存储模块内存储有能够被主控模块调用的计算机程序；所述主控模块的驱动输出端分别连接热敏打印头与走纸驱动机构的控制端，用于调用所述计算机程序以执行上述的改善竖向条码打印形变的热敏分段打印控制方法。

27、将上述分段打印控制方法集成于电子秤的主控模块中，可使电子秤在完成商品称重后，自动生成竖向条码并执行分段打印流程，无需外接额外的打印控制设备，满足零售场景下快速称重打标的使用需求。存储模块可存储不同规格标签、不同类型条码对应的打印参数，适配多样化的商品标签打印需求，同时通过上述分段打印控制方法保证电子秤输出的竖向条码条宽均匀、边缘规整，提升条码的扫描识读成功率，降低因打印形变导致的识读失败问题。

28、与现有技术相比，本发明提供了改善竖向条码打印形变的热敏分段打印控制方法及电子秤，具备以下有益效果：

29、本发明通过将竖向条码的各码条沿走纸方向划分为多个依次衔接的打印分段，并为各打印分段独立生成对应的加热驱动时序参数，以分段加热的方式替代整段连续加热模式，能够分散打印过程中的热量积累，平衡条码不同纵向区段的受热状态，削弱打印纸材热形变的累积效应，改善竖向条码沿走纸方向的条宽不均与边缘畸变现象。

30、本发明通过依据打印分段在条码条中的纵向位置动态调整相邻打印分段的加热重叠时长，适配不同纵向位置处的热积累程度与热消散速率，同时结合实时采集的走纸位移数据匹配分段起始坐标后触发打印，能够消除走纸传动误差带来的分段位置偏移，避免分段衔接处出现打印浓度差异与条宽跳变问题，保证竖向条码全段打印形态的均匀性与平滑性，提升条码的扫描识读可靠性。