专利名称：自动控制串行打印机双向打印位置的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种串行打印机的打印装置和方法，特别涉及一种串行打印机的改进的打印装置和方法，其能够通过自动控制串行打印机执行双向打印的水平打印位置来解决由执行双向打印时的机械误差引起的问题。
一台串行打印机指的是一种每一单位时间打印一个字母并且通常执行双向打印的打印机。为了加快打印速度，从一行的左边向右进行打印操作，然后从下一行的右边向左进行打印。因此，由于每当托架运动时串行打印机进行双向打印，所以双向打印速度是单向打印的两倍，单向打印的打印操作只沿一个方向进行，在托架回到起始位置时才打印下一行。
但是，在上述双向打印的情况下，由于机械误差，垂直线不能很好对齐。因此，通过使用打印机校准软件可以校正打印位置误差。
参见
图1，其示出了由机械误差引起的实际打印位置和由软件检测的打印位置，还示出了进行垂直校准后的打印位置。在该图中，当托架从右向左移动时，C表示由操作该打印软件的系统中央处理机(CPU)检测的打印位置，A表示由机械误差引起的实际打印位置。在下一行中，当托架从左向右移动时，C表示由操作该打印软件的系统CPU检测的打印位置，B表示由机械误差引起的实际打印位置，而D表示实际打印位置A和B之间的距离差。另外，当托架从左向右移动时(向R方向)，B′表示当打印头喷射时间(headfire time)延迟了对应于实际打印位置A和B的距离差D的时间段时的打印位置。
当通过延迟与图1所示的两个实际打印位置A和B的距离差D所对应的时间段校准垂直线来打印B时，通过制造打印机时的初始控制和采用垂直校准控制功能对进行双向打印时的水平打印位置误差进行校正。即，按以下顺序执行操作。
首先，如图2所示，为了获得用于垂直校准的测试打印结果，进行垂直校准测试打印。图2的打印结果(1)～(6)是通过由打印校准软件给出的不同垂直校准值而获得的。通过选择数(4)而完成垂直校准，这是(1)～(6)中最齐的垂直线。这里，垂直校准值表示一个用于补偿由机械误差产生的实际机械驱动单元的位置与由系统CPU检测的位置之差的数值。通过延迟打印头喷射时间，进行打印操作。即，当打印机用户选择一个具有最齐的垂直线的数时，打印机系统将对应于图1的距离差D的距离值转换为时间值，并通过延迟打印头喷射时间进行打印操作，从而完成校准操作。在上述根据打印机校准软件提供的打印结果来校准打印位置的传统方法中，由于校准结果的精度受实际选择数和其前后数之间的移位值的间隔的影响，不可能进行精密控制。
因而，当利用传统方法进行垂直校准时，由于打印结果用肉眼确定，精度不可靠，且操作者的技术影响质量。由于重复进行确认打印材料、控制补偿值，确认打印结果，再控制等操作，需要很多时间和精力来精确校准垂直线。因而，尽管数选择得最合适，在最合适的数与下一数之间存在一合适的数时，存在这样的问题，即不可能进行比预定的分辨率更高的精密控制。
因此，本发明的一个目的是提供一种能够在短时间内通过将精确度达到控制传感器的CPU的时钟脉冲的误差级来自动控制打印位置的装置，其依据是采用高精度的传感器的功能而不是用肉眼来检测垂直校准的误差限。
为实现上述目的，根据本发明的双向打印位置控制装置包括一用于检测打印头位置以校准打印机系统的垂直线的传感单元；一用于通过操作传感单元来计算打印时产生的机械误差的误差检测单元；以及一用于通过控制机械误差来执行打印操作的打印单元。
传感单元包括一光传感器38，其位于一托架处，用于当托架移动时向主框架传递一信号；以及一传感翼39，位于主系统，用于检测由光传感器38传递的信号。
误差检测单元包括一移动单元，用于在每一方向上移动托架；一第一处理单元，用于存储打印头喷射位置HFP，在该位置信号第一次被传感翼检测，并存储喷射时间延迟FTD数；一第二处理单元，用于存储打印头喷射位置HFP，在该位置信号第二次被传感翼检测，并存储喷射时间延迟FTD数；一停止单元，用于停止托架的运动；以及一位置差操作单元，用于计算由传感单元检测的打印头的位置差值。
这里，第一处理单元包括一邻近位置判定单元，用于判定托架是否到达对应于第一邻近位置的打印头喷射位置HFP；一计数器操作单元，用于当托架到达作为邻近位置判定结果的第一邻近位置时对该喷射时间延迟FTD计数器进行初始化，并开始计数器的操作；一打印头喷射位置HFP值增加判定单元，用于判定该喷射时间延迟FTD计数器值是否超过打印头喷射位置HFP值；一传感判定单元，用于根据打印头喷射位置HFP值判定的结果在打印头喷射位置HFP值未增加的情况下判定传感翼是否检测到信号；以及一存储单元，用于存储当根据传感判定的结果确定传感翼检测到信号时的检测到信号的打印头喷射位置HFP，并存储喷射时间延迟FTD数。
移动单元包括一返回位置判定单元，用于判定托架是否到达了对应于一返回位置的打印头喷射位置HFP；以及一移动单元，用于在根据返回位置判定的结果确定托架到达该返回位置时，反向移动托架。
第二处理单元包括一邻近位置判定单元，用于判定托架是否到达对应于第二邻近位置的打印头喷射位置HFP；一计数器操作单元，用于当根据邻近位置判定的结果确定托架到达第二邻近位置时对喷射时间延迟FTD计数器进行初始化，并开始计数器的操作；一打印头喷射位置HFP值增加判定单元，用于判定计数器的值是否超过打印头喷射位置HFP值；一传感判定单元，用于当根据打印头喷射位置HFP值判定的结果确定在打印头喷射位置HFP值没有增加时判定传感翼是否检测到信号；以及一存储单元，用于当根据传感判定的结果确定传感翼检测到信号时存储打印头喷射位置HFP，并存储喷射时间延迟FTD数。
停止单元包括一起始位置判定单元，用于判定托架是否到达对应于一起始位置的打印头喷射位置；以及一个用于当根据起始位置判定的结果确定托架到达该起始位置时停止托架运动的单元。
根据本发明的上述双向打印位置控制装置的双向打印位置控制方法包括；第一移动步骤，用于移动打印头；第一处理步骤，用于存储打印头第一次被传感单元检测到时的打印头喷射位置HFP，并存储喷射时间延迟FTD数；第二移动步骤，用于反向移动打印头；第二处理步骤，用于存储打印头第二次被传感单元检测到时的打印头喷射位置HFP，并存储喷射时间延迟FTD数；停止步骤，用于停止打印头的运动；位置差操作步骤，用于计算由传感单元检测的打印头位置差值；以及打印步骤，用于通过移动差值距离来执行打印操作。
通过下面参考附图的详细描述，将会更清楚地了解本发明的上述目的和优点。附图中图1表示由机械误差造成的实际打印位置、软件检测的打印位置以及执行垂直校准后的打印位置；图2表示垂直校准测试打印结果的概念图；图3表示根据本发明的具有一传感装置的打印机托架系统的截面图；图4A和4B表示根据本发明的传感装置的功能的流程图；图5表示传感装置操作单元的布置的平面图；图6表示打印头喷射位置信号测定时的位置的时序图；图7表示根据本发明的位置差的校准操作的时序图；图8表示具有300DPI和600DPI的打印机中喷嘴布置的概念图；图9表示本发明的一个实施例中的两个传感器检测位置的概念图；图10表示使用图9的实施例计算机械误差的过程的流程图；以及图11表示采用机械误差值执行打印位置校准操作的本发明的系统框图。
参照附图对本发明的优选实施例的描述会使本发明的上述目的、特征和优点更易于理解。
由于所附权利要求根据本发明的功能而确定，且它们可根据技术人员的意图或实践而改变，所以权利要求应考虑本发明的说明书的整体内容而确定。
参见图3，它表示根据本发明的具有一传感单元的一打印机托架系统的截面图。该打印机托架系统包括一主框架31，它封装该托架系统；一托架32，它载有并移动打印头；一托架轴33，作为移动该托架的轨道；一托架马达34，为移动托架32提供动力；一驱动皮带轮35，传递由托架马达34提供的动力；一定时皮带36，将驱动皮带轮35的动力传给托架32；一打印头孔37，装有托架32中的打印头；一光传感器38，位于该托架上，用于产生光信号并将该信号传给主框架31；以及一传感翼39，检测由光传感器38传出的光信号。
图4表示根据本发明的双向打印位置控制方法的流程图，它包括第一移动步骤，用于移动打印头，即托架32；第一处理步骤，用于存储传感翼39第一次检测到打印头时的打印头喷射位置HFP，并存储喷射延迟FTD数；第二移动步骤，用于反向移动打印头；第二处理器，用于存储传感翼39第二次检测到打印头时的打印头喷射位置HFP，并存储喷射时间延迟FTD数；停止步骤，用于停止打印头的移动；位置差操作步骤，用于计算传感翼39检测到的打印头的位置差值；以及打印步骤，用于通过移动与差值相等的距离来执行打印操作。
这里，第一处理步骤包括邻近位置判定步骤404，用于判定打印头是否到达相应于第一邻近位置的打印头喷射位置HFP；计数器操作步骤405，用于当根据邻近位置判定的结果确定打印头到达了第一邻近位置时对喷射时间延迟FTD进行初始化，并开始计数器操作；打印头喷射位置HFP值增加判定步骤406，用于判定喷射时间延迟FTD的计数值是否超过打印头喷射位置HFP值；用于在根据打印头喷射位置HFP值增加判定的结果确定打印头喷射位置HFP值增加的情况下再次执行计数器操作步骤的步骤；传感判定步骤407，用于当根据打印头喷射位置HFP值增加判定的结果确定打印头喷射位置HFP值没有增加时，判定传感翼39是否检测到打印头；用于当根据传感判定的结果确定传感翼39未检测到打印头时，再次执行打印头喷射位置HFP值增加判定的步骤；存储步骤408，用于当根据传感判定的结果确定传感翼39检测到信号时，存储该信号被检测处的打印头喷射位置HFP，并将喷射时间延迟FTD数存储于存储器。
另一方面，第二移动步骤包括返回位置判定步骤409，用于判定打印头是否到达相应于一返回位置的打印头喷射位置HFP；以及步骤410，用于当根据返回位置判定的结果确定打印头到达该返回位置时，反向移动打印头。
第二处理步骤包括邻近位置判定步骤411，用于判定打印头是否到达相应于第二邻近位置的打印头喷射位置；计数器操作步骤412，用于当根据邻近位置判定的结果确定打印头到达第二邻近位置时，对喷射时间延迟FTD计数器进行初始化，并开始该计数器的操作；打印头喷射位置HFP值增加判定步骤413，用于判定该计数值是否超过单位打印头喷射位置HFP值；用于当根据打印头喷射位置HFP值增加判定的结果确定打印头喷射位置HFP值增加时，再次执行计数器操作步骤412的步骤；传感判定步骤414，用于当根据打印头喷射位置HFP值增加判定的结果确定打印头喷射位置HFP值没有增加时，判定传感翼39是否检测到打印头；用于当根据传感判定的结果确定打印头没有被传感翼39检测到时，再次执行打印头喷射位置HFP值增加判定的步骤；以及存储步骤415，用于当根据传感判定的结果确定传感翼39检测到信号时，存储该信号被检测到时的打印头喷射位置HFP，并将喷射时间延迟FTD数存储于存储器中。
这里，停止步骤包括起始位置判定步骤416，用于判定打印头是否到达相应于起始位置的打印头喷射位置HFP；以及停止步骤417，用于当根据起始位置判定的结果确定打印头到达起始位置时，停止打印头的移动。
打印步骤包括容许误差判定步骤419，用于判定打印头喷射位置HFP与喷射时间延迟FTD的差是否在容许误差范围内；步骤422，用于当根据容许误差判定的结果确定该差值超过容许误差范围时，重复执行校准操作；打印步骤420，用于当根据容许误差判定的结果确定该差值在容许误差范围内时，通过移动与误差值相等的距离来执行打印操作；以及步骤421，用于使打印机位置与打印纸一致。
图5表示传感装置的操作单元布置的平面图，该布置包括光传感器位置51(●)，用于表示光传感器的当前位置；等待位置52，用于表示当打印机系统被初始化时的打印起始位置；标准位置53，用于表示由CPU打印的位置；邻近位置56和57，用于当托架32上的光传感器35到达由该CPU检测到的标准位置53时，将一标准时钟值(即喷射时间延迟FTD计数值)存储于一寄存器中，以便获得精密的喷射时间延迟FTD值；返回位置54，用于表示托架移动一预定距离后反向返回的位置；以及传感翼39，用于接收来自光传感器的信号，并将结果传给CPU。这里，位置①到⑧表示操作期间在该托架上的光传感器51的位置。
图6表示根据每一个时钟频率的打印头喷射位置HFP的产生位置的时序图，它包括标准时钟时序图61，它表示由该系统提供的固定标准时钟单位；以及打印头喷射位置HFP信号时序图62，它表示通过对标准时钟分频产生的打印头喷射位置HFP信号。这里，打印头喷射位置HFP信号可根据托架速度变化。例如，当托架移动速度增加时，分频比通过乘预定变量也同样增加。另外，打印头喷射位置HFP表示打印头实际打印的位置，喷射时间延迟FTD表示通过使用标准时钟作为基本单位在确定喷射位置之后的实际打印位置。
在一个实施例中，喷射时间延迟FTD计数器使用10MHz，即0.1μs的时钟脉冲，打印头喷射位置HFP计数器使用10/32×1/62MHz即198.4μs的时钟脉冲，它是根据打印头的功能通过将喷射时间延迟FTD数分成32×62而获得的。
当该打印系统操作执行时打印头喷射位置HFP值被计数，它表示打印头的位置。另外，当打印头喷射位置HFP计数器值等于表示“邻近位置”的数时喷射时间延迟FTD计数器工作。
这里，每一个打印头喷射位置HFP的喷射时间延迟FTD数可通过下述方法获得。
如图8所示，16个喷嘴为一组，48个喷嘴构成全部三组，实际上每个喷嘴的标准时钟频率为实际标准时钟频率的1/16。另外，尽管本打印机系统实现1/300″，即300DPI(每英寸点数)，为实现1/600″，即600DPI，设计时该值设为标准时钟频率的1/2。因而，通过1/2×1/16获得32分频。这里，32分频的条件为打印头处于理想状态，这时需要3.2μs，即312.5KHz的打印头。然而，由于实际的打印头为5KHz，打印头喷射周期为该值的62倍，如下式表示0.1μs×32×62＝198.4μs(即5KHz)另外，考虑到适当的分辨率，喷射时间延迟FTD计数器的标准时钟频率使用8分频，即0.8μs的值。
因而，每个打印头喷射位置HFP的喷射时间延迟FTD数为198.4/0.8＝248。
参见图7，它表示位置差校准的时序图。在此图中，提供了打印头喷射位置HFP信号时序图71，用于表示邻近位置56和79以及邻近位置57和80之间的打印头喷射位置HFP(Nφ到Nφ+4)；标准时钟信号72，用于表示一个打印头喷射位置HFP的标准时钟信号；标准位置78，用于表示由CPU打印的位置；时序图73，用于表示传感翼39检测到第一光传感器信号输入时的位置75；时序图74，用于表示传感翼39检测到第二光传感器信号输入时的位置76；机械误差77，用于表示传感翼39检测到第一光传感器信号输入时的位置75与检测到第二光传感器信号输入的位置76之差。
如图7所示，通过使用第一光传感器信号输入被检测到的打印头喷射位置HFP信号71和标准时钟信号72，即喷射时间延迟FTD计算出的第一光传感器信号传感位置75由标准时钟6加打印头喷射位置Nφ+2表示；通过使用第二光传感器信号输入被检测的打印头喷射位置HFP信号71和标准时钟信号72计算出的第二光传感器信号检测位置76由标准时钟5加打印头喷射位置Nφ表示。传感翼39检测到第一光传感器信号输入的位置75和检测到第二光传感器信号输入的位置76之间的机械误差值通过标准时钟1加打印头喷射位置2计算来计算。因而，在实际执行打印操作时，在通过用打印头喷射位置HFP单位和标准时钟单位除由机械误差产生的位置差77来计算该精密值后，通过将打印时间长度延迟为机械误差计算值(即打印头喷射位置2和标准时钟1)来校准打印位置。
图11表示根据本发明的通过使用机械误差计算值来执行打印操作的系统框图。
如图所示，根据本发明的该打印装置包括时钟产生单元1101，用于产生时钟以便调整串行打印机系统的同步；打印起始信号产生单元B1，用于通过确定与采用由时钟产生单元1101产生的时钟计算出的打印头喷射位置HFP差相一致的打印位置来产生打印起始信号；启动信号产生单元B2，用于通过确定与采用由时钟产生单元1101产生的时钟计算出的喷射时间延迟FTD差相一致的打印位置来产生启动信号；以及打印单元B3，用于通过比较由打印起始信号产生单元B1产生的打印起始信号和由启动信号产生单元B2产生的启动信号来执行延迟了所计算出的机械误差的打印操作。
打印起始信号产生单元B1包括DPI分频单元1102，用于根据该串行打印机系统支持的DPI对时钟进行分频；打印头时间分频单元1103，用于在收到由DPI分频单元1102所分频的时钟后将已分频的时钟再分频以便产生每一喷嘴的标准时钟频率；打印头时间计数器1104，用于根据由打印头时间分频单元1103所分频的时钟对打印头时间进行计数；软件寄存器1108，用于存储打印头功能的信息；比较器1105，用于通过比较由打印头时间计数器1104计数的值与存在软件寄存器1108中的值来产生打印头喷射标准时钟；位置分频单元1109，用于通过使用由时钟产生单元1101产生的时钟来产生用于执行打印机系统马达的控制操作的时钟；位置可逆计数器1110，用于通过使用由位置分频单元1109所分频的时钟来执行计数操作以寻找打印头的当前位置；比较器1111，用于通过使用存储在软件寄存器1108的值来产生实际打印头位置；打印头喷射位置HFP差输入单元1112，用于接收所计算出的打印头喷射位置HFP差；打印起始位置寄存器1113，用于存储所输入的打印头喷射位置HFP差；以及比较器1114，用于通过比较由比较器1111产生的实际打印位置值与存储在打印起始位置寄存器1113中的打印头喷射位置HFP差来产生延迟一打印头喷射位置HFP差的打印信号。如图中所示，根据本发明的打印装置包括时钟产生单元1101，用于产生时钟以便调整串行打印机系统的同步；打印起始信号产生单元B1，用于通过确定与利用由时钟产生单元1101所产生的时钟计算出的打印头喷射位置HFP相一致的打印位置来产生打印起始信号；启动信号产生单元B2，用于通过确定在预定打印位置下与由利用时钟产生单元1101所产生的时钟计算出的喷射时间延迟FTD差相一致的打印时间来产生启动信号；以及打印单元B3，用于通过比较由打印起始信号单元B1所产生的打印起始信号和由启动信号产生单元B2所产生的启动信号来执行延迟了计算出的机械误差的打印操作。
启动信号产生单元B2包括分辨率分频单元1115，用于根据适当的打印分辨率将由时钟产生单元1101所产生的时钟分频；FTD计数器1116，用于根据由分辨率分频单元1115所分频的时钟来执行计数操作；FTD差输入单元1118，用于接收所计算出的喷射时间延迟FTD差；以及比较器1117，用于在比较由FTD计算器1116所计数的值与存储于软件延迟寄存器1119的喷射时间延迟FTD差后通过延迟在该喷射时间来产生启动信号。
打印单元B3包括比较器1106，用于比较由打印起始信号单元B1所产生的打印起始信号和由启动信号产生单元B2所产生的启动信号；和打印头驱动单元1107，用于根据比较器1106的输出信号来驱动打印头以执行延迟了所计算出的机械误差的打印操作。
参见图4A、4B、5和7，下面描述根据本发明的串行打印机双向打印位置自动控制装置。
首先，在开启打印机系统电源后，设定打印头喷射位置HFP的初始值。之后，执行步骤401，对打印机系统进行初始化以便设定光传感器38的初始位置①，并使进行垂直线校准次数计数的变量N初始化为0。
在对打印系统进行初始化后，执行步骤402，以便用户可以请求垂直校准。这里，用户可以直接操作打印机的选择键或当打印机系统被初始化时执行垂直校准。
在接收到用户的垂直校准请求后，执行步骤403，以便连于主框架31的传感翼39可将带有光传感器38的托架以一打印速度移至位置②。
当托架移动时，执行步骤404，以确定带有光传感器38的托架32的打印头喷射位置HFP是否在邻近位置1。
当带有光传感器38的托架32的打印头喷射位置HFP不在邻近位置1时，执行步骤403，以使传感翼39继续以一打印速度移动托架32。
另一方面，当带有光传感器38的托架32的打印头喷射位置HFP在邻近位置1，即③时，执行步骤405，以对喷射时间延迟FTD计数器进行初始化，并开始计数器的操作。这时，在喷射时间延迟FTD数从打印头喷射位置HFP的位置0存储的情况下，有一个问题，即随着存入存储器的数据增加需要大量的存储器。因而，在到达邻近标准位置后操作喷射时间延迟FTD计数器时，具有节省存储器的作用。
在操作该计数器之后，执行步骤406，以确定打印头喷射位置HFP值是否增加。
当根据上述判定的结果确定打印头喷射位置HFP值增加(1)时，再次执行步骤405，以对喷射时间延迟FTD计数器进行初始化，并开始该计数器操作。
另一方面，当根据上述判定的结果确定打印头喷射位置HFP没有增加(1)时，执行步骤407，以判定由光传感器38所传递的光是否被传感翼39检测到。
这里，当该光传感器所传递的光没有被传感翼39检测到时，再次执行步骤406，以判定打印头喷射位置HFP值是否增加(1)。
在由光传感器38所传递的光(即图7的第一传感器信号检测位置75)被在位置④的传感翼39检测到时，执行步骤408，以存储打印头喷射位置HFP的当前值Nφ+2和喷射时间延迟FTD数6于寄存器1。
当托架继续移向位置⑤时，执行步骤409，以判定托架的当前位置，即打印头喷射位置是否是一返回位置。
当打印头喷射位置HFP在该返回位置时，执行步骤410，以利用连于主框架31上的传感翼39以一打印速度反向移动带有光传感器38的托架32。
执行步骤411，以判定带有光传感器38的托架32的打印头喷射位置HFP是否在邻近位置2。
当带有光传感器38的托架32的打印头喷射位置HFP不在邻近位置2时，执行步骤410，以一打印速度由传感翼39继续移动托架39。
另一方面，在带有光传感器38的托架的打印头喷射位置HFP在邻近位置2时，即⑥时，执行步骤412，以对喷射时间延迟FTD计数器进行初始化，并开始该计数器的操作。
操作该计数器之后，执行步骤413，以判定打印头喷射位置HFP值是否增加(1)。
当根据上述判定的结果确定打印头喷射位置HFP值增加(1)时，再次执行步骤412，以对喷射时间延迟FTD计数器进行初始化，并开始计数器的操作。
在打印头喷射位置HFP值没有增加(1)的情况下，执行步骤414，以判定光传感器38传递的光是否被传感翼39检测到。
这时，当光传感器38传递的光未被传感翼39检测到时，执行步骤413，以判定打印头喷射位置值是否增加(1)。
在判定了光传感器38传递的光是否被传感翼39检测到后，当光传感器38传递的光被在位置⑦(即图7的第二传感器信号检测位置76)由该传感翼检测到时，执行步骤415，以存储打印头喷射位置HFP的当前值Nφ和喷射时间延迟FTD数5于寄存器2。
当托架32继续移动时，执行步骤416，以判定托架32的当前位置是否是起始位置。
当打印头工作位置HFP是起始位置⑧时，执行步骤417，以停止托架32的运动。执行步骤418，以利用存于寄存器1和寄存器2中的值获得由图7所示的机械误差产生的差77。
此后，执行步骤419，以判定计算出的位置差(即打印头喷射位置2和标准时钟1)是否在容许误差范围内。这时，容许误差用于防止其它机械故障引起的实际位置差和前述计算出的位置差之间的误差。另外，该容许误差可在生产打印机系统时设定，或由用户采用选择键确定容许误差。
在打印头喷射位置HFP差和喷射时间延迟FTD差均在该容许误差内的情况下，执行步骤420，以使通过HFP差输入单元1112能将打印头喷射位置HFP差存于打印起始位置寄存器1113，并通过FTD差输入单元1118能将喷射时间延迟FTD差存于软件延迟寄存器1119。
在打印头喷射位置HFP差存于打印起始位置寄存器1113中，并且喷射时间延迟FTD差存于软件延迟寄存器1119中后，执行步骤421，以执行确认校准后的垂直线打印位置的检测，然后完成垂直校准操作。
另一方面，当根据如上所述容许误差判定的结果确定打印头喷射位置HFP差和喷射时间延迟FTD差超出容许误差时，执行步骤422，以确定执行控制操作的控制次数最多为3次。
在垂直线校准次数少于3次的情况下，再次从步骤403开始执行该垂直校准操作。这里，当次数大于3时，出错。
下面将描述根据本发明的计算机械误差的过程。
参见图9，当第一传感器信号被检测到时的位置901为4000HFP+100FTD，第二传感器信号被检测到时的位置902为4004HFP+50FTD时，机械误差如图10获得。
首先，获得打印头喷射位置HFP差(步骤1001)。即，计算4004-4000-1得3。
在得到打印头喷射位置HFP差后，确定第一和第二传感器信号检测位置的喷射时间延迟FTD之和是否大于248(步骤1002)。即100+50与248比较。
当两个传感器信号检测位置的喷射时间延迟FTD之和根据上述判定大于248时，将打印头喷射位置HFP差增1，通过从248×2中减去两个位置的喷射时间延迟FTD之和得到喷射时间延迟FTD差(步骤1003)。
另一方面，当两个位置的喷射时间延迟FTD之和小于248时，通过从248中减去喷射时间延迟FTD之和得到喷射时间延迟FTD差(步骤1004)。
下面描述利用上述计算出的机械误差值执行打印控制的操作。
参见图11，比较器1105根据将由时钟发生单元1101所产生的10MHz(0.1μs)时钟脉冲通过DPI分频单元1102、打印头时间分频单元1103和打印头时间计数器1104进行32分频所产生的时钟，并根据存储在软件寄存器1108中的打印头功能，通过对打印头喷射标准时钟分频产生10/32×1/62MHz(198.4μs)的时钟脉冲。
另外，位置可逆计数器1110通过由该位置分频单元将由时钟产生单元1101所产生的10MHz(0.1μs)时钟脉冲进行32分频来执行计数操作。根据存储于软件寄存器1108的打印头功能，产生打印头喷射标准时钟，该时钟被比较器1111进行32×62分频。
HFP差通过HFP差输入单元存储于打印起始寄存器1113，从比较器1111输出的值和存储于打印起始位置寄存器1113的值在比较器1114中进行比较，从而产生喷射起始信号。即，延迟存储于打印起始位置寄存器1113中的打印喷射位置值后执行打印操作。
由时钟产生单元1101产生的10MHz(0.1μs)时钟脉冲被分辨率分频单元1105进行8分频，FTD计数器1116开始计数操作。
另外，通过比较通过FTD差输入单元1118存储于软件延迟寄存器1119的FTD差值与FTD计数器1116的值而产生启动信号。即，延迟存储于软件延迟寄存器1119中的喷射延迟时间值后执行打印操作。
在比较了由比较器1115产生的打印头喷射标准时钟值、由比较器1114产生的第一起始信号和由比较器1117产生的启动信号后，驱动打印头驱动单元1107并执行打印操作。
如上所述，垂直校准操作以前是仅根据人眼判断，而根据本发明现在它由传感器的稳定性和时钟信号的精度来判断，从而实现了设定打印位置时的精度，并提高了打印质量。由于本操作通过打印机系统来执行而不是通过人眼，因此实现了控制操作的快速和高效率。另外，在垂直线的打印条件改变的情况下使用打印机时，可按设定命令键，并且当开始操作系统时始终使用缺省设置。
尽管为了说明公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员可以理解的是，在不脱离本发明所附的权利要求所确定的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、增加和替换。
权利要求
1.一种自动控制串行打印机的双向打印位置的装置，包括传感装置，用于检测打印头的位置以便垂直校准；误差检测装置，用于计算打印时由所述传感装置产生的机械误差；和打印装置，用于通过校正机械误差来执行打印操作。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述传感装置包括一传感器，它连接于托架，用于在该托架移动时将信号传递给主框架；以及一传感翼，它连接于该主框架，用于检测由所述传感器传递的信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述传感装置包括一传感翼，它连接于托架，用于在该托架移动时检测主框架输出的信号；和一传感器，它连接于该主框架，用于在该带有传感翼的托架移动时向该托架传递该信号。
4.根据权利要求2所述的装置，其中所述误差检测装置包括移动装置，用于沿每一方向移动所述托架；第一处理装置，用于存储所述信号被所述传感翼第一次检测到时的打印头喷射位置HFP，并存储一喷射时间延迟FTD数；第二处理装置，用于存储所述信号被所述传感翼第二次检测到时的打印头喷射位置HFP，并存储一喷射时间延迟FTD数；停止装置，用于停止所述托架的移动；和位置差操作装置，用于计算由所述传感装置检测到的所述打印头的位置差值。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述第一处理装置包括邻近位置判定装置，用于判定所述托架是否到达对应于一第一邻近位置的打印头喷射位置HFP；计数器操作装置，用于在所述托架到达所述第一邻近位置时对该喷射时间延迟FTD计数器进行初始化，并开始该计数器的操作；打印头喷射位置增加判定装置，用于确定所述喷射时间延迟FTD数值是否超过了一打印头喷射位置值；传感判定装置，用于在根据所述打印头喷射位置HFP值增加判定的结果确定该打印头喷射位置HFP值没有增加的情况下，确定所述信号是否被所述传感翼检测到；和存储装置，用于在根据所述传感判定的结果确定所述信号被所述传感翼检测到时存储所述信号被检测到时的所述打印头喷射位置HFP，并存储所述喷射时间延迟FTD数。
6.根据权利要求4所述的装置，其中所述移动装置包括返回位置判定装置，用于确定所述托架是否到达对应于一返回位置的打印头喷射位置HFP；和移动装置，用于在根据该返回位置判定的结果确定所述托架到达该返回位置时反向移动所述托架。
7.根据权利要求4所述的装置，其中所述第二处理装置包括邻近位置判定装置，用于确定所述托架是否到达对应于一第二邻近位置的打印头喷射位置HFP；计数器操作装置，用于在根据该邻近位置判定的结果确定所述托架到达该第二邻近位置时对喷射时间延迟FTD数进行初始化，并开始该计数器的操作；打印头喷射位置HFP值增加判定装置，用于判定所述计数器值是否超过该打印头喷射位置HFP值；传感判定装置，用于在根据所述打印头喷射位置HFP值增加判定的结果确定所述喷射位置值未增加时，判定所述信号是否被所述传感翼检测到；和存储装置，用于存储所述信号被所述传感翼检测到时的所述打印头喷射位置HFP，并存储所述喷射时间延迟FTD数。
8.根据权利要求4所述的装置，其中所述停止装置包括起始位置判定装置，用于判定所述托架是否到达该打印头喷射位置HFP；和停止装置，用于在根据该起始位置判定的结果确定所述托架到达该起始位置时停止所述托架。
9.根据权利要求4所述的装置，其中所述位置差操作装置通过利用所述打印头的位置值来获得打印头喷射位置HFP差和喷射时间延迟FTD差。
10.根据权利要求1或9所述的装置，其中所述打印装置包括时钟产生装置，用于产生时钟以调整串行打印机系统的同步；打印起始信号产生装置，用于通过确定与由利用所述时钟产生装置所产生的时钟计算出的打印头喷射位置HFP值相一致的打印位置来产生打印起始信号；启动信号产生装置，用于通过在预定的打印位置下确定与由使用所述时钟产生装置所产生的时钟计算出的喷射时间延迟FTD相一致的打印时间来产生启动信号；和打印装置，用于通过比较所述打印起始信号和所述启动信号执行延迟了该机械误差的打印操作。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述打印起始信号产生装置包括DPI分频装置，用于根据该串行打印机系统支持的DPI(每英寸点数)对该时钟分频；打印头时间分频装置，用于在接收到由所述DPI分频装置分频后的时钟后对分频的时钟再分频以对每个喷嘴产生标准时钟频率；打印头时间计数器，用于根据由该打印头时间分频装置所分频的时钟对打印头时间计数；软件寄存器，用于寄存所述打印头功能的信息；第一比较器，用于通过比较由所述打印头时间计数器计数的值和存储于所述软件寄存器中的值来产生打印头喷射标准时钟；位置分频装置，用于通过使用由所述时钟产生装置产生的时钟来产生用于执行该打印机系统的马达的控制操作的时钟；位置可逆计数器，用于通过使用由所述位置分频装置所分频的时钟来执行计数操作，以寻找打印头的当前位置；第二比较器，用于通过使用存储于所述软件寄存器中的值来检测实际打印头位置；HFP差输入装置，用于接收计算出的打印头喷射位置HFP的差；打印起始位置寄存器，用于存储输入的打印头喷射位置HFP差；和第三比较器，用于通过比较由所述第二比较器确定的实际打印头位置和存储于所述打印起始位置寄存器的打印头喷射位置HFP差而产生延迟了该打印头喷射位置HFP差的打印信号。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述启动信号发生装置包括分辨率分频装置，用于根据适当的打印分辨率对由所述时钟产生装置所产生的时钟分频；喷射时间延迟FTD计数器，用于对由所述分辨率分频装置所分频的时钟计数；喷射时间延迟FTD差输入装置，用于接收所述打印头时间延迟FTD差；软件延迟寄存器，用于存储输入的喷射时间延迟FTD差；和第四比较器，用于通过使用由所述FTD计数器所计数的值将该喷射时间延迟存储于所述软件延迟寄存器中的喷射时间延迟FTD差来产生一启动信号。
13.根据权利要求10所述的装置，其中所述打印装置包括第五比较器，用于比较由所述打印起始信号产生装置所产生的打印起始信号和由所述启动信号产生装置所产生的启动信号；和打印头驱动装置，用于根据由所述第五比较器输出的信号驱动打印头以执行延迟了该机械误差的打印操作。
14.一种自动控制串行打印机的双向打印位置的方法，该串行打印机具有传感装置，用于检测打印头位置以垂直校准；误差检测装置，用于计算在打印时由所述传感装置产生的机械误差；以及打印装置，用于通过控制该机械误差执行打印操作；该方法包括第一移动步骤，用于移动所述打印头；第一处理步骤，用于存储所述打印头被所述传感装置第一次检测到时的打印头喷射位置HFP，并存储喷射时间延迟FTD数；第二移动步骤，用于反向移动所述打印头；第二处理步骤，用于存储所述打印头被所述传感装置第二次检测到时的打印头喷射位置HFP，并存储喷射时间延迟FTD数；停止步骤，用于停止所述打印头的移动；位置差操作步骤，用于计算由所述传感装置检测到的所述打印头的位置差值；和打印步骤，用于通过移动该差值来执行打印操作。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一处理步骤还包括邻近位置判定步骤，用于判定所述打印头是否到达对应于第一邻近位置的打印头喷射位置HFP；计数器操作步骤，用于在根据该邻近位置判定的结果确定所述打印头到达所述第一邻近位置时对喷射时间延迟FTD计数器进行初始化，并开始该计数器的操作；打印头喷射位置HFP值增加判定步骤，用于判定该喷射时间延迟FTD计数器的值是否超出打印头喷射位置HFP值；在根据所述打印头喷射位置HFP值增加判定的结果确定所述打印头喷射位置HFP值增加时，再次执行所述计数器操作步骤的步骤；传感判定步骤，用于在根据打印头喷射位置HFP值增加判定的结果确定所述打印头喷射位置HFP值未增加的情况下，判定所述打印头是否被所述传感装置检测到；在根据该传感判定的结果确定所述打印头未被所述传感装置检测到时再次执行所述打印头喷射位置HFP值增加判定的步骤；和存储步骤，用于在该信号被所述传感装置检测到时存储该信号被检测到时的打印头喷射位置HFP，并存储喷射时间延迟FTD数。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二移动步骤还包括返回位置判定步骤，用于确定所述打印头是否到达了对应于一返回位置的打印头喷射位置HFP；和在根据该返回位置判定的结果确定所述打印头到达了该返回位置时，反向移动所述打印头的步骤。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二处理步骤还包括邻近位置判定步骤，用于确定所述打印头是否到达对应于第二邻近位置的打印头喷射位置HFP；计数器操作步骤，用于在根据该邻近位置判定的结果确定所述打印头到达所述第二邻近位置时，对喷射时间延迟FTD计数器进行初始化，并开始该计数器的操作；打印头喷射位置HFP值增加判定步骤，用于判定该计数器的值是否超出打印头喷射位置HFP值；在根据该打印头喷射位置HFP值增加判定的结果确定所述打印头喷射位置HFP值增加时，再次执行该计数器操作步骤的步骤；传感判定步骤，用于在根据该打印头喷射位置HFP值增加判定的结果确定所述打印头喷射位置HFP值未增加的情况下，判定所述打印头是否被所述传感装置检测到；在根据传感判定的结果确定所述打印头未被所述传感装置检测到时再次执行所述打印头喷射位置HFP值增加判定的步骤；和存储步骤，用于在根据传感判定的结果确定该信号被所述传感装置检测到时存储该信号被检测到时的打印头喷射位置HFP，并存储喷射时间延迟FTD数。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述停止步骤还包括起始位置判定步骤，用于判定所述打印头是否到达对应于一起始位置的打印头喷射位置HFP；和在根据该起始位置判定的结果确定所述打印头到达该起始位置时停止所述打印头的移动的步骤。
19.根据权利要求14所述的方法，其中在所述位置差操作步骤中，通过使用所述打印头的位置值来获得打印头喷射位置HFP差和喷射时间延迟FTD差。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述打印步骤还包括容许误差判定步骤，用于判定打印头喷射位置FHP差和喷射时间延迟FTD差是否在容许误差范围内；在根据容许误差判定的结果确定该差值超出该容许误差时，重复执行该控制操作的步骤；打印步骤，用于在根据该容许误差判定的结果确定该差值在该容许误差范围内时，通过将一个误差值作为补偿值以移动该打印位置来执行该打印操作；和以打印纸检测打印位置的步骤。
全文摘要
一种自动控制串行打印机的双向打印位置的装置,它在检测垂直校准误差限时采用高精度传感器的功能在短时间内控制打印位置,该装置包括:传感单元,误差检测单元,以及打印单元。由于本发明是根据传感器的稳定性和时钟信号的精度,所以实现了设定打印位置的高精度,提高了打印质量。控制操作执行迅速、效率高。因而,在垂直线打印条件改变的情况下使用打印机时,可以按设定命令按钮或始终采用缺省设置。
文档编号B41J19/14GK1169551SQ9710559
公开日1998年1月7日 申请日期1997年6月20日 优先权日1996年6月20日
发明者金东宪 申请人:三星电子株式会社