ポータブル サーマル プリンタ用の LiPo バッテリの選択: プリント バースト、電圧低下、およびデューティ サイクル

ポータブル プリンタは、軽いテキストのレシートを終了し、その後、濃いラベルを印刷中にリセットできます。バッテリーインジケーターには、まだ充電残量が表示されている場合があります。これは、容量の見積もりが間違っていたことを自動的に意味するものではありません。

印刷では、短い加熱パルス、紙の動き、背景の電子機器が組み合わされます。バッテリーは、放電の終わり近くも含めて、これらの負荷をまとめてサポートする必要があります。

OEM チームが選択する場合 リチウムポリマー電池では、測定された印刷プロファイルが優先されます。容量は重要ですが、パルス持続時間、電圧の安定性、最終的な印刷出力の品質も重要です。

簡単な答え: ポータブル サーマル プリンターのバッテリーはどのように選択すればよいですか?

mAh の数値だけではなく、プリンターの完全な電力アーキテクチャと測定された印刷ジョブに基づいてバッテリーを選択してください。

5 つの要件を確認します。

• バッテリーの電圧範囲は、プリンターの入力および充電システムに一致します。

• セル、保護回路、および接続は、測定されたバッテリー側の負荷をサポートします。

• 低充電状態での要求の厳しい印刷中も、電圧は適切なままです。

• 使用可能なエネルギーは、印刷、給紙、通信、待機です。

• 取り付けられたバッテリーは、機械的、熱的、および充電の要件を満たしています。

プリンターのバッテリーは、代表的な領収書またはラベルを使用して承認される必要があります。定電流能力テストだけでは印刷性能を確認することはできません。

プリンターの電源アーキテクチャから始める

サーマル プリンタでは、プリントヘッド、モータ、および制御電子機器に別個の電源を使用する場合があります。バッテリーの公称電圧は、必ずしもプリントヘッドに印加される電圧であるとは限りません。

セルを選択する前に、以下を確認してください。

• プリンターの許容バッテリー入力範囲。

• プリントヘッドとモーターの電源要件。

• 昇圧、降圧、またはその他の電力変換ステージ。

• コントローラーの低電圧シャットダウン条件。

• 充電配置とバッテリー保護の要件。

公称 3.7 V セルは、特定のメカニズムとの互換性を証明しません。満充電電圧と印刷時の電圧降下を含めた使用可能下限値を確認してください。

同様に、高電圧パックを選択することは、ピーク電流の問題を回避する近道ではありません。これにより、変換、充電、保護、デバイス統合の要件が変わります。

レシート、ラベル、チケット印刷プロジェクトについては、こちらをご覧ください。 ポータブル プリンタのバッテリ オプションを選択します。 選択したメカニズムと設置スペースに合わせて、候補者は、完成したプリンターでの電気的検証をまだ必要としています。

平均電流だけでなく印刷バーストもキャプチャ

サーマル プリントヘッドは、発熱体に通電することによって画像を生成します。同時に通電する数とその動作タイミングが負荷に影響します。

ジョブ全体にわたってバッテリー電流を測定します。また、低速の電流ロガーが見逃してしまう可能性のある短いイベントもキャプチャします。

同時ドットアクティベーションからの個別のカバレッジ

印刷範囲は、印刷領域のどの程度が暗くなるかを表します。これは、まばらなレシートと密なラベルを区別するのに役立ちます。

ただし、合計カバレッジは瞬間的なピークのみを定義するものではありません。ドライバーのグループ化、ストロボのタイミング、および同時のドットのアクティブ化も重要です。

2 つのラベルの全体的なカバレッジは同様ですが、行ごとの負荷パターンが異なる場合があります。実際の印刷ファイルをテスト仕様の一部として保存します。

印刷速度を遅くしても常にピークが解消されるとは考えないでください。加熱イベント間の間隔を広げると、各イベントの電流を変えることなく平均需要を減らすことができます。

用紙の動きとバックグラウンドの負荷を含む

フィードモーター、ワイヤレスインターフェース、ディスプレイは印刷中に動作できます。実際に製品にカッターが付いている場合にのみ、カッターを付属させます。

無関係な最大値を追加するのではなく、重要な組み合わせを測定します。必要なバッテリー容量は、実際に重複する負荷によって異なります。

プリンターのファームウェアとローカル エネルギー ストレージによっても、バッテリーに到達する波形が変化する可能性があります。プリントヘッドのピーク電流の数値をバッテリー仕様に直接コピーしないでください。

代表的な印刷タスク プロファイルを作成する

実際の顧客のタスクを使用して、動作プロファイルを定義します。 「時々印刷する」だけではバッテリーを選択するのに十分な情報ではありません。

すべてのプロファイルで用紙の種類、幅、プリンターの設定を記録します。メディアまたは濃度の設定を変更すると、許容可能な出力に必要なエネルギーが変化する可能性があります。

また、製品が個別のレシートを印刷するか、または継続的なバッチを印刷するかを定義します。毎日の印刷枚数が同じでも、温度条件やピーク負荷条件が異なる可能性があります。

低い動作電圧でのバッテリ電流のチェック

印刷電源を調整すると、バッテリ電圧が低下するにつれて、より多くのバッテリ電流が必要になる可能性があります。これは、新鮮で完全に充電されたサンプルとシフト終了後の操作を比較する場合に重要です。

持続的な負荷間隔中の最初の推定値については、次のようになります。

バッテリ電流 ≈ 安定化出力電力 ÷ (変換効率 × 負荷バッテリ電圧)

85% の変換効率を持つ 12 W の安定化負荷の例を考えてみましょう。

• 3.6 V での推定バッテリ電流は約 3.92 A です。

• 3.1 V での推定バッテリ電流は約 4.55 A です。

これらは想定される設計値であり、ZERNE 製品の定格や推奨されるバッテリー制限値ではありません。この例では、出力電力と効率を一定にして関係を示しています。

実際の効率は変動するため、この推定値は個々の加熱パルスやコンバータの過渡現象を解決するものではありません。他の負荷も含める必要があります。最終的な承認には、測定されたバッテリー波形を使用します。

結果をセルの許容電流、パルス条件、保護回路の能力と比較します。容量の数字だけではその質問には答えられません。

容量を増やす前に電圧低下を調査してください

印刷電流が増加すると、セルと電気経路の抵抗により、プリンターに到達する電圧が低下する可能性があります。

保護回路、ワイヤ、コネクタ、取り付けられている取り外し可能な接点を含む完全なパスを確認します。セルの動作は、温度、充電状態、経年変化によっても変化します。

低電圧イベントにはいくつかの原因が考えられます。

• バッテリーまたは接続部での過度の電圧降下。

• コンバータが電流または動作限界に達している。

• 負荷に応じたバッテリー保護。

• ファームウェアが意図的に印刷ジョブを停止します。

関連する電圧と電流を同じタイムベースでキャプチャします。適切な測定が可能な設計であれば、バッテリ出力、プリンタ入力、および規制された電源の動作を比較します。

かすれた印刷だけではバッテリーの故障を診断できません。メディア、ヘッドの状態、加熱設定、機械的接触も出力に影響します。電気的イベントが実際に印刷欠陥と一致するかどうかを確認します。

容量の増加は一部の設計に役立つ場合がありますが、制限コンポーネントを見つけることに代わるものではありません。要求の厳しい印刷を完了するために保護をバイパスしないでください。

ジョブとスタンバイから容量を推定する

プリンターを選択する場合、多くの場合、不特定の「充電ごとの領収書」よりも、ジョブごとに測定されたエネルギーの方が役立ちます。

実際のシフト推定値は次のとおりです。

必要なバッテリー側のエネルギー ≈ 印刷ジョブのエネルギー + スタンバイ エネルギー + その他の動作エネルギー

各ジョブを、定義された開始から完了した終了まで測定します。その測定ウィンドウに属するフィード、通信、および仕上げアクションが含まれます。

次に、それらの窓の外にエネルギーを追加します。同じバックグラウンド負荷を 2 回カウントしないようにします。

を使用します。 バッテリー実行時間の計算方法。 測定された需要を使用可能なバッテリー エネルギーに関連付けるプリンター固有のテスト ファイルとジョブ スケジュールを計算に添付したままにしておきます。

印刷枚数を主張する場合は、レシートまたはラベルの形式、設定、用紙、および環境条件を記載する必要があります。また、バッテリーの状態と印刷品質の許容要件も特定する必要があります。

排出終了近くの印刷を検証する

フル充電した室温でのプリントのみを使用するバッテリーは承認しないでください。使用可能な印刷パフォーマンスを制限する可能性のある条件を中心にマトリックスを作成します。

比較の間は、印刷速度、濃度、メディア、ファームウェアを常に制御してください。バーコードの場合は、外観だけではなく、合意された検証方法を使用してください。

許容可能な速度低下を障害とは別に定義します。意図的な熱停止は通常の動作かもしれませんが、製品のスループット要件を満たしている必要があります。

これらのプリンタ固有のチェックをより広範なチェックと組み合わせます。 バッテリーパックのテストチェックリスト。 1 回の印刷が完了したため、サンプルを承認するのではなく、測定結果を記録します。

バッテリーを用紙経路と熱源の周囲に取り付ける

バッテリーのスペースは、ペーパー ロール、駆動機構、電子機器、および筐体サポートと競合します。

ポーチの寸法だけでなく、取り付けられているバッテリーのエンベロープも確認してください。保護ボード、絶縁体、コネクタ、ケーブル配線、および必要なクリアランスを含めます。

対象のロール紙が装着された状態で製品をご確認ください。カバーを開けたり、メディアを交換したりするときに、バッテリーを挟んだり、配線を引っ張ったりしないでください。

セルを制御されていない圧縮、鋭利なエッジ、可動機構から遠ざけてください。繰り返しの印刷と充電中にバッテリーに到達する熱を評価します。

バッテリーが取り外し可能な場合は、最終アセンブリでの保持と接触の安定性を検証します。静止したベンチ接続により、通常の取り扱い中に発生する中断が隠れる可能性があります。

充電、保護、プリンター制御を調整する

プリンターが充電器に接続されているときに動作する必要があるかどうかを確認します。外部電源が利用可能であっても、充電回路がすべての印刷バーストに電力を供給できることを自動的に意味するわけではありません。

対象のアダプターと電源管理設計を使用して、充電と印刷を同時にテストします。バッテリー電流、充電動作、温度、および動作制限を記録します。

プリントヘッド温度センサーとバッテリー温度センサーは、異なる場所と目的に使用されます。ヘッドを監視しても、バッテリーが許容条件内にあるかどうかは確認できません。

承認されたバッテリー制限に合わせてプリンターのシャットダウンを調整します。表示される印刷枚数を増やすためだけに、カットオフを下げたり、加熱エネルギーを増やしたり、保護を弱めたりしないでください。

OEM チームがバッテリー サプライヤーに送信すべきもの

プリンターのバッテリーに関する有用な調査には、物理​​的な要件と実際の作業負荷の証拠の両方が含まれます。

提供する：

• 機構モデル、入力電圧範囲、電源アーキテクチャ。

• 要求の厳しいイベントの継続時間と繰り返しを含む、バッテリー側の電流キャプチャ。

• 代表的な印刷ファイル、用紙、速度、濃度の設定。

• シフトごとの印刷ジョブとスタンバイに費やした時間。

• ジョブごとに測定されたエネルギー (入手可能な場合)。

• 最大設置寸法、重量、保持要件。

• コネクタ、ピン配置、ケーブル、温度センサーの要件。

• 充電の配置と充電中の印刷の期待。

• 動作温度とバッテリ低下の許容基準。

• サンプル量、パイロット計画、および予想される生産需要。

特定の容量を要求する前に、重要な要件を明確にしてください。これにより、サプライヤーはセルと完全なバッテリーアセンブリをレビューするためのより良い基盤が得られます。

よくある質問

ポータブルサーマルプリンターのバッテリーのサイズはどのように決めればよいですか?

代表的なジョブの測定されたエネルギーから始めて、スタンバイおよびその他の動作需要を追加します。低充電時の電流バーストと電圧安定性を個別にチェックします。最後に、組み立てられたプリンター内の適合性、充電、および必要な出力品質を確認します。

高密度印刷中にポータブル サーマル プリンタのバッテリが故障するのはなぜですか?

高密度に印刷すると、バッテリー、接続、保護回路、または電源コンバーターに制限が生じる可能性があります。失敗したジョブ中の電流と電圧をキャプチャします。メディアとプリンターの設定も検査します。印刷された症状だけでは電気的原因を特定することはできません。

ポータブル サーマル プリンタのバッテリを大きくすると常に印刷が向上しますか?

いいえ。容量を増やしても、接触抵抗、コンバータの制限、または不適切な保護設定が自動的に修正されるわけではありません。同じ印刷パターンとバッテリー条件で候補を比較します。エネルギー要件と負荷要件の両方を満たすバッテリーを選択してください。

プリントヘッドの電流はバッテリーの電流と同じですか?

必ずしもそうとは限りません。変換効率、供給電圧、ローカルエネルギーストレージ、その他のデバイス負荷はバッテリー需要に影響します。メカニズムのプリントヘッド電流仕様が必要なバッテリー電流であると仮定するのではなく、バッテリー インターフェイスで測定します。

印刷速度を遅くすると電流のピークは解消されるのでしょうか?

必ずしもそうとは限りません。動作が遅いと、加熱イベント間の時間が長くなり、平均需要が減少する可能性があります。各イベント中の電流は同様のままである可​​能性があります。プリンターの設定を変更した後、実際の波形とスループットを確認します。

バッテリーの充電中にプリンターは動作できますか?

充電器、電力経路、アダプター、バッテリーがその動作モードをサポートしている場合のみ。最終デザインでの同時印刷と充電を検証します。外部電源によってバッテリーの負荷がなくなると想定するのではなく、温度、バッテリー電流、および制限事項を確認してください。

結論

ポータブル サーマル プリンタのバッテリは、使用可能なエネルギーを供給し、プリンタの実際の負荷パターンをサポートする必要があります。

まずは電圧アーキテクチャから始めます。次に、印刷、用紙の動き、スタンバイ、オーバーラップの機能を測定します。低充電時の要求の厳しい出力、適切な温度、必要なバッテリー寿命を検証します。

最適な候補は、単に適合する最大の容量ではありません。プリンターの電気的、機械的、出力品質の要件を一貫して満たすのはバッテリー アセンブリです。

プリンターのバッテリー設計レビューをリクエストする

プリンターのメカニズム、ロード キャプチャ、印刷ファイル、利用可能なスペース、生産計画を ZERNE と共有します。カスタム LiPo バッテリーのレビューをリクエストして、ポータブル プリンター プロジェクトに適したセル、保護、配線、コネクタのオプションを評価してください。