专利名称：打印机及打印控制方法
技术领域：
本发明涉及一种串行打印机和一种打印控制方法，它们可以减少由于环境温度变化所造成的正向打印(forward printing)与反向打印(backward printing)之间的不对准。
背景技术：
传统上，作为一种高速打印装置，串行打印机执行往复打印(双向打印)，其中，打印既可以在左移动时也可以在右移动时进行，以提高总的处理能力。
在双向打印中，不对准(反向打印相对于正向打印的打印不对准)是由驱动部分如托架机构中的齿轮、驱动轴或同步带(timing belt)的间隙(backlash)，及电机负载或色带负载的移位等造成的。已知不对准随着打印机中的环境温度(实际上，是打印机的自身温度)而变化。当温度下降时，间隙、电机负载或色带负载增加，即，不对准量趋于增加。因此，已提出一种技术，该技术是在打印的同时测量环境温度，以依据所测温度下预测的不对准量，在相对某一方向打印的相反方向打印的打印计时中使用延时，从而防止不对准(例如，见JP-A-58-8666、JP-A-62-286778和JP-A-4-82764)。
在可以执行双向打印的打印机中，即使在温度变化不显著的情况下，不对准量通常也会由于老化或外部因素恶化而变化。在JP-A-58-8666、JP-A-62-286778和JP-A-4-82764中，存在一个问题，即当不对准量随着老化或外部因素恶化而变化时，由于不对准校正值为一个固定值，因此无法得到满意的不对准量校正值。
另一方面，有一种装有校正值设定功能的打印机，其中，不对准量校正值可以由操作者设定。在这种打印机中，仍然有如下问题。例如，当在室外以低温进行调节时，如果实际工作环境为高温，则估计的不对准量和实际不对准量之间的相互关系将会被破坏。因此，在仅提供设定功能时，不对准不能被充分校正。
发明内容
本发明的目的是提供一种打印机和一种打印控制方法，其中，即使在不对准量随着老化、外部因素等恶化的情况下，不对准校正值也可以被简单地重设，并且其中，即使在实际使用温度不同于不对准量校正值设定时的环境温度的情况下，校正也可以自动地将不对准最小化。
本发明提供的打印机包括一个打印头，其用于相对于记录介质进行横向往复运动，由此在记录介质上进行正向和反向打印；不对准校正装置，用于校正正向打印和反向打印之间的不对准；温度检测装置，用于检测环境温度；设定装置，用于为不对准校正装置设定一个校正参考值；存储装置，用于在设定校正参考值时，存储由设定装置设定的校正参考值和温度检测装置检测的环境温度；以及计算装置，用于在存储于存储装置的环境温度与打印时的环境温度之间对比结果的基础上，通过修正较正参考值，来计算不对准量校正值；其中不对准校正装置在计算装置算出的不对准量校正值的基础上校正不对准。
根据本发明的打印机，由设定装置重复设定的校正参考值和在校正参考值设定时，由温度检测装置检测的环境温度被存储在存储装置中。计算装置在存储于存储装置的环境温度与打印时的环境温度之间对比结果的基础上，通过修正校正参考值，来计算不对准量校正值。不对准校正装置在计算的不对准量校正值基础上校正正向打印和反向打印之间的不对准。因此，即使在打印机实际使用时的温度不同于校正参考值设定时的环境温度时，不对准也可以被最小化。
优选地，在根据本发明的打印机中，存储装置存储了温度子范围表，该表中各温度子范围用用于分别指示各温度子范围的连续号码表示，所述温度子范围是以下述方式在各温度不对准量的基础上，通过划分打印机可达到的温度范围而得到的不对准量大的温度子范围比不对准量小的温度子范围窄；并且，计算装置参考温度子范围表，确定一个包括由温度检测装置检测的环境温度的温度子范围，并在一个差值的基础上，通过修正校正参考值，来计算不对准量校正值，该差值是存储于存储装置的并指示包括在设定校正参考值时检测的环境温度的一个温度子范围的号码与指示包括由温度检测装置检测的当前环境温度的一个温度子范围的号码之间的差。在这个配置中，校正可以基于不对准量和环境温度之间的实际关系进行，使得不对准量可以被最小化。
本发明进一步提供了一种打印控制方法，用于当打印头相对于记录介质横向往复运动以便在记录介质上进行正向和反向打印时，校正正向打印和反向打印之间的不对准，该方法包括以下步骤提供一个设定模式用于设定一个校正参考值；存储设定的校正参考值和设定校正参考值时的环境温度；以及在设定校正参考值时的环境温度与打印时的环境温度之间对比结果的基础上，通过修正校正参考值，计算不对准量校正值。
根据本发明的打印控制方法，不对准校正模式如下实施。即，存储设定的校正参考值和校正参考值设定时的环境温度。在校正参考值设定时的环境温度与打印时的环境温度之间的对比结果的基础上，修正校正参考值，因而计算不对准量校正值。不对准是基于计算的不对准量校正值来校正的。因此，即使在不对准量随着老化、外部因素等恶化而变化的情况下，用于校正不对准的校正参考值也能够容易地被再设定。这样，即使在实际使用温度不同于校正参考值设定时的环境温度的情况下，不对准也可以被最小化。
附图简要说明图1是显示根据本发明的一种实施方式的打印机的基本构造的方框示意图。
图2是说明打印机中正向打印和反向打印之间不对准的典型图示。
图3是显示环境温度和不对准量之间的关系的概念曲线图。
图4是显示一个校正表实例的概念图示。
图5是说明打印机的基本操作的流程图。
图6是说明初始化过程中打印机操作的流程图。
图7是说明校正参考值设定模式中打印机操作的流程图。
图8是说明打印过程中打印机操作的流程图。
图9是说明打印过程中打印机操作的流程图。
图10是显示在校正参考量值模式中，打印出的校正参考值设定图形的实例的典型图示。
图11是说明打印过程中打印机操作的时间图。
具体实施例方式
下面参考
本发明的实施方式。
A.实施方式的构造A-1.打印机的构造图1是显示根据本发明的一个实施方式的打印机的基本构造的方框示意图。在图1中，打印机10具有一个机械部、一个电路部等。电路部主要具有接口11、微处理器(MPU)12、闪速只读存储器(flashROM)13、随机存取存储器(RAM)14、操作开关15，和显示部16。接口11与主计算机20连接，以由此/从那发送/接收数据。微处理器12控制整个打印机。闪速只读存储器13是一个可擦写永久性存储器，程序、字体图形数据、机械驱动条件等等存储于此。随机存取存储器14是一个可擦写易失性存储器，当打印机被控制时，用于存储变量、标识、字符扩展区域等等。操作开关15是一个可以由操作者操作的按钮开关。显示部16是用于指示打印机状态的发光二极管。
机械部具有一个打印部和一个送纸部。打印部主要具有托架(没有示出)、托架电机21和打印头17。送纸部主要具有送纸电机18和送纸辊(没有示出)。打印头17在微处理器12的控制下，在诸如纸张的记录介质上打印字符或图表，送纸电机18在微处理器12的控制下，沿输送方向输送记录介质。打印如下进行。当托架以垂直于送纸电机18输送记录介质的输送方向移动打印头17时，打印头17被供以电流。由此，字符或图表被打印在记录介质上。
温度传感器19是一个热阻型传感器，用于测量打印机内部的环境温度。温度传感器19连接在打印机10的期望位置。在本实施方式中，将温度传感器19装配在电路板上。
A-2.不对准和环境温度之间的关系不对准随打印机的环境温度(实际上是打印机内部的温度)而变化。图2是说明串行打印机中正向打印和反向打印之间的不对准的典型图示。图3是显示环境温度与反向打印相对于正向打印的不对准量之间的关系的概念曲线图。如图2所示，在打印机10中，相对于理论打印位置的延时由于机械部的间隙或各部分的负载而产生，以致在正向和反向打印之间产生不对准。间隙或负载将随环境温度的下降而增加。如图3所示，不对准量随温度下降而增加，并且不对准量随着温度的升高而降低。
本实施方式中配备了一个校正表。考虑到如图3所示的环境温度与不对准量之间的关系，环境温度的可用温度范围(-6℃到65℃)被分成多个温度子范围。校正表上记录温度子范围和分别表示各温度子范围的温度子范围号码。温度范围被不等地分开，以使得低温子范围比高温子范围窄。也就是说，温度范围被不等地分开，以使得一个温度子范围中累积的不对准量充分地与另一个温度子范围中的相等。图4是显示一个校正表实例的概念图示。如图4所示的方案中，温度子范围号码“0”表示温度子范围“-6到-3℃”，温度子范围号码“1”表示温度子范围“-3到0℃”，温度子范围号码“2”表示温度子范围“0到4℃”，...，温度子范围号码“9”表示温度子范围“48到65℃”。该校正表存储在闪速只读存储器13中。
A-3.不对准校正的基本控制在本实施方式中，相对于托架电机在正向路径和/或反向路径的驱动计时，打印启动时间被延迟一合适的值(设定打印启动延时)，以使得不对准量在实际打印结果中被最小化。在这个方式中，正向和反向打印之间的不对准被校正(在本实施方式中，为了简便起见，只说明反向打印的打印启动延时)。
更具体地，校正参考值设定时的环境温度和校正参考值设定时的打印启动延时值是预先存储于闪速只读存储器13中。在实际打印操作中，反向打印的打印启动延时根据存储于闪速只读存储器13中的环境温度和当前环境温度之间的差值来校正。此外，校正参考值将在后面说明。
B.实施方式的操作下面，根据本发明的实施方式说明打印机的操作。图5到9是说明根据本实施方式打印机操作的流程图。
B-1.基本操作首先，将参考图5说明打印机10的基本操作。打印机10一通电，在步骤S10中，打印机10执行初始化过程，例如各部分的初始化、在正向/反向打印中设定打印启动延时Dtf/Dtb、机构初始化操作，等等。初始化过程的细节将在后面说明。下面，在步骤S11中，打印机10判断操作开关15是否至少已被按下2秒钟。根据本实施方式的打印机10被设计为在打印机10通电后当操作开关15被按下2秒钟或更长时，切换到校正参考值设定模式。校正参考值设定模式将在后面说明。
当操作开关15没有被操作时，在步骤S12中，打印机10能够从主计算机20中接收数据。当打印机10从主计算机20接收打印数据或命令数据时，数据通过接口部11存储在随机存取存储器14中。
下面，在步骤S13中，打印机10判断启动打印所需的一行数据是否已经收到。在步骤S14中，打印机10判断指示打印机10启动打印的打印启动命令是否已经收到。然后，当打印机10收到启动打印所需数据时(例如，整个一行数据或打印启动命令)，步骤S15中的打印机10将字符数据扩展到随机存取存储器14上的镜象中。在步骤S16中，打印机10驱动托架电机执行双向打印的打印过程。
相反，在打印机10通电后，当操作开关15被按下2秒或更长时，在步骤17中，打印机10执行校正参考值设定模式。校正参考值设定模式将在后面说明。
B-2.初始化过程下面，将参考图6说明初始化过程。首先，在初始化过程的步骤20中，微处理器12、门阵列等被初始化。在步骤S21中，随机存取存储器14被清零。下面，在步骤S22中，不同变量和标识将被初始化。在步骤S23中，读取用以设定操作状态的一个双列直插式(DIP)开关的设定状态。在步骤S24中，不对准校正号码N1从闪速只读存储器13中读出，并设定在随机存取存储器14中。不对准校正号码N1的细节将在后面说明。
下面，在步骤S25中，通过使用不对准校正号码N1，根据表达式“Dtb＝N1×1/4点时间(dot time)(在本实施方式中为225微秒)”，计算和设定反向打印的打印启动延时Dtb。下面，在步骤S26中，设定正向打印中的打印启动延时Dtf(为1/4点时间(dot time)固定值)。下面，在步骤S27中，在校正参考值设定时的温度子范围号码T1从闪速只读存储器13中读出并被设定。温度子范围号码T1的细节将在后面说明。下面，在步骤S28中，执行机构的初始化操作。在步骤S29中，接口被初始化以能够接收数据。
B-3校正参考值设定模式下面，将参考附图7说明校正参考值设定模式。在校正参考值设定模式中，打印启动延时在工厂出货或维护时设定，因为打印启动延时值随机械部独立地变化。在校正参考值设定模式中，由彼此步进式移位所得到的多个具有打印启动延时的校正参考值设定图形被打印在记录介质上，并且通过操作者的判定选择一个合适的值，存储在闪速只读存储器13中。下面将作细节描述。
首先，在校正参考值设定模式的步骤S30中，正向打印的打印启动延时Dtf被设定在1/4点时间(dot time)。在步骤S31中，反向打印的打印启动延时Dtb被设定在1/4点时间。下面，在步骤S32中，变量n被设定为0。在步骤33中，各含一串字符“H”的两行(校正参考值设定图形)被扩展到一个镜象中。在步骤S34中，进行打印过程(用于这两行)。下面，在步骤S35中，变量n增加“1”。在步骤36中，作出n是否达到12的判断。当变量n没有达到12时，在步骤37中，反向打印的打印启动延时Dtb增加“1/4点时间”，同时本程序的当前位置返回步骤S33。
下面，步骤S33到S37被重复进行直到变量n达到12。结果，如图10所示，各含每对两行字符“H”的12种设定图形被打印出来。每对的上行是沿正向路径打印的，下行是沿反向路径打印的。另外，在反向打印的打印启动延时Dtb与先前设定图形相比增加“1/4点时间(dot time)”的条件下，每一种设定图形中沿反向路径打印的下行一串字符“H”被打印出来。也就是说，随着变量n的增加，在图10中，下行相对上行向左移位打印。
当变量n达到12时，在步骤S38中，操作者确认图10所示的设定图形，选择一个最小不对准值的设定图形，并通过操作开关15输入对应所选设定图形的不对准校正号码N1(从“1”到“12”中选择)。图10所示的方案中，从顶端数第4个打印图形有最小的不对准值，而且正向打印的一串字符“H”的位置和反向打印的一串字符“H”的位置相符合。在这种情况，操作者输入“4”作为不对准校正号码N1。在不对准校正号码N1基础上设定的校正值是本实施方式中的校正参考值。尽管对应每种图形的校正参考号码N1没有打印在图10所示的方案中，但对应每种图形的不对准校正号码N1可以与一串字符“H”一起打印，使得不对准校正号码N1可以容易地被操作者选出。
下面，在步骤S39中，打印对应不对准校正号码1到输入不对准校正号码N1的校正参考值设定图形(每对两行各有一串字符“H”)以告知操作者由其设定的不对准校正号码。在步骤S40中，不对准校正号码N1存储在闪速只读存储器13中。下面，在步骤S41中，读出由温度传感器19检测的温度，同时，参考图4所示温度子范围和对应于所读温度的温度子范围号码T1被存储在闪速只读存储器13中。例如，当温度传感器19读出的当前温度为30℃时，从图4中选择“7”作为温度子范围号码T1储存。不对准校正号码N1相当于被读入初始化步骤S24的变量N1。反向打印的打印启动延时Dtb根据设定于校正参考值设定模式中的不对准校正号码N1来设定。
B-4.打印过程下面，将参考图8和图9说明打印过程。图11是说明打印过程操作的时间图。首先，在打印过程的步骤S50中，作出打印是否为反向打印的判断。在正向打印的情况下，在步骤S51中，正向打印的打印启动延时Dtf被设为打印启动延时计时器值Dtm。下面，在步骤S55中，托架电机的驱动脉冲通电启动。在步骤S56中，作出打印机头17是否到达正向路径的理论的打印启动位置的判断。当打印头17在图11所示的时间t0到达正向路径的理论打印启动位置时，在步骤S57中，延时计时器以打印启动延时计时器值Dtm为目标启动。
下面，在图9的步骤S58中，作出计时器是否计数溢出的判断。如果不是，延时计时器继续计数直到溢出。当延时计时器在图11所示的时间t1溢出时，在步骤S59中，打印头17通电启动，以进行在记录介质上的打印。下面，在步骤S60中，作出一行的打印(此情况是在正向路径上)是否完成的判断。如果不是，打印操作继续直到一行的打印完成为止。当一行打印完成时，在步骤S61中，送纸电机18通电启动以沿纸输送方向移动记录介质。在步骤S62中，作出送纸的预定值是否完成的判断。当送纸完成时，打印过程的当前位置返回初始化步骤。
另一方面，在反向打印的情况下，在图8的步骤S52中，读出由温度传感器19检测的当前温度，并且对应所读的当前温度的温度子范围号码T2参考图4所示的温度子范围来设定。下面，在步骤S53中，打印启动延时计时器校正值ΔDt根据基于打印时的温度(温度子范围号码T2)和校正参考值设定时的温度(温度子范围号码T1)的表达式“ΔDt＝(T1-T2)×1/10点时间(dot time)(本实施方式中为90微秒)”来计算。附带地，在打印过程中，打印启动延时计时器校正值ΔDt没有在设定校正参考值的过程中计算。即，ΔDt＝0。
下面，反向打印的打印启动延时计时器值Dtm根据表达式“Dtm＝Dtb+ΔDt”来计算。与正向打印类似，在步骤S55中，托架电机驱动脉冲通电启动。在步骤S56中，作出打印头17是否到达反向路径的理论打印启动位置的判断。在步骤S57中，当打印头17在图11所示时间t2到达反向路径的理论打印启动位置时，延时计时器以打印启动延时计时器值Dtm为目标启动。
下面，在图9的步骤S58中，作出延时计时器是否溢出的判断。如果不是，延时计时器继续计数直到溢出为止。当延时计时器在图11所示时间t3计数溢出时，在步骤S59中，打印头17通电启动以进行在记录介质上打印。下面，在步骤S60中，判断一行的打印(此情况是在反向路径上)是否完成。如果不是，打印操作继续直到一行的打印完成为止。当一行的打印完成时，在步骤S61中，送纸电机18通电启动以沿送纸方向移动记录介质。在步骤S62中，判断送纸的预定值是否完成。当送纸完成时，打印过程的当前位置返回到初始化步骤。
因此，在本实施方式的反向打印中，在延迟打印启动延时的计时后启动打印，其中，打印启动延时是根据设定校正参考值时的温度与打印头17到达理论打印启动位置时当前温度之间的差值来校正的。因此，即使打印机使用时的环境温度与校正参考值设定时的不同时，有着最小不对准的打印结果也可以被得到。
C.具体实施例假设实际工作温度为-1℃(温度子范围号码＝1)，而校正参考值的设定(不对准校正号码＝3)是在35℃(温度子范围号码＝8)的环境温度执行的。然后，打印启动延时计时器值Dtm由Dtm＝3×225微秒+(8-1)×90微秒＝1305微秒来给定。假设当打印进行时，工作温度到达50℃(温度子范围号码＝9)。这样，打印启动延时计时器值Dtm由Dtm＝3×225微秒+(8-9)×90微秒＝58微秒来给定。
假设实际工作温度为-1℃(温度子范围号码＝1)，但是，因为不对准量校正值由于老化或外部因素需要重置，所以校正参考值的设定(不对准校正号码＝7)是在环境温度为10℃(温度子范围号码＝4)时执行的。这样，打印启动延时计时器值Dtm由Dtm＝7×225微秒+(4-1)×90微秒＝1845微秒来给定。假设当打印进行时，工作温度到达50℃(温度子范围号码＝9)。这样，打印启动延时计时器值Dtm由Dtm＝7×225微秒+(4-9)×90微秒＝1125微秒来给定。
如上所述，根据本实施方式，因为提供了校正参考值设定功能，所以，即使不对准由于老化或外部因素引起，校正参考值也可以在期望的环境温度简单地由操作者设定。而且，即使校正参考值设定时的环境温度与实际使用时的环境温度之间有一个差值，打印仍然可以执行使得不对准量最小。换句话说，校正参考值根据温度环境的实际变化而被修正，从而，校正不对准不必考虑校正参考值设定时的温度。因此，对老化或外部因素所引起的不对准的温度补偿不需复杂的控制就可以得到。
虽然本实施方式说明了使用点击打式打印机(dot impact printer)的情况，不过，本发明也可以应用于串行驱动打印机的任意类型，例如，喷墨打印机或串行热感型打印机(serial thermal printer)。另外，将温度范围(精细地或粗糙地)分成温度子范围或者单位延时等于一个温度子范围的方法被最优化时，本发明可以适用于各种温度补偿曲线。虽然，本实施方式说明了在反向打印的打印启动延时逐行校正(在正向/反向路径)的情况，但是，本发明并不局限于此。例如，反向打印的打印启动延时可以基于待处理副本的一个预定号码、预定不对准时间等来校正。进一步，校正参考值可以在应用于托架电机21的脉冲数、编码器(encoder)的计数等基础上设定。
如上所述，根据本发明，因为校正参考值通过设定装置来设定，所以所得优点在于用于校正不对准的校正参考值可以在不对准值由于老化或外部因素恶化等变化时简单地重置。此外，由设定装置设定的校正参考值和由温度检测装置在设定校正参考值时检测的环境温度存储在存储装置。在存储于存储装置的环境温度与打印时的环境温度之间对比结果的基础上，计算装置通过修正校正参考值，来计算不对准量校正值。不对准校正装置在算得的不对准量校正值基础上校正正向打印和反向打印之间的不对准。因此，所得优点在于即使实际使用的环境温度不同于校正参考值设定时的环境温度，不对准也可以被最小化。
权利要求
1.一种打印机，包括打印头，用于相对于记录介质产生横向往复运动，由此在记录介质上进行正向和反向打印；不对准校正装置，用于校正在正向打印和反向打印之间的不对准；温度检测装置，用于检测环境温度；设定装置，用于为不对准校正装置设定校正参考值；存储装置，用于在设定所述校正参考值时，存储由所述设定装置设定的校正参考值和由所述温度检测装置检测的环境温度；以及计算装置，用于在存储于存储装置的环境温度与打印时的环境温度之间对比结果的基础上，通过修正所述校正参考值，计算不对准量校正值；其中所述不对准校正装置在由所述计算装置算出所述不对准量校正值的基础上校正所述不对准。
2.如权利要求1所述的打印机，其中所述存储装置存储一个温度子范围表，该表中温度子范围用用于指示不同温度子范围的连续号码表示，所述温度子范围是以下述方式，在各温度不对准量的基础上，通过划分打印机可用的温度范围而得到的不对准量大的温度子范围比不对准量小的温度子范围窄；以及计算装置参考温度子范围表，确定一个包括由温度检测装置检测的环境温度的温度子范围，并在一个差值的基础上，通过修正校正参考值，计算不对准量校正值，所述差值是存储于存储装置的并指示包括在设定校正参考值时检测的环境温度的一个温度子范围的号码与指示包括由温度检测装置检测的当前环境温度的一个温度子范围的号码之间的差。
3.一种打印控制方法，用于当打印头相对于记录介质横向地往复运动以便在记录介质上进行正向打印和反向打印时，校正正向打印和反向打印之间的不对准，该方法包括以下步骤提供用于设定校正参考值的设定模式；存储设定的校正参考值和设定校正参考值时的环境温度；以及在设定校正参考值时的环境温度与打印时的环境温度之间对比结果的基础上，通过修正校正参考值，计算不对准量校正值，因而在计算的不对准量校正值的基础上校正不对准。
全文摘要
本发明涉及一种打印机及打印控制方法。在一种打印机中，微处理器使闪速只读存储器存储由温度传感器在校正值设定时读出的温度和指示不对准量校正值的不对准校正号码。在打印机往复运动时，打印机在反向打印之前使用温度传感器测量一个实际环境温度，同时得到当前温度与校正值设定时的温度之差。指示驱动托架电机的时间和启动反向打印的时间之间的计时的打印启动延时，根据温度差值而被校正。在延迟校正的打印启动延时的计时后，打印机启动反向打印。
文档编号B41J2/045GK1524704SQ2004100043
公开日2004年9月1日 申请日期2004年2月17日 优先权日2003年2月24日
发明者荻野哲朗, 竹田吉德, 德 申请人:星精密株式会社