专利名称：带有最小缓冲的同步打印的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般是关于打印方法和装置，和更具体是关于使用可靠的和可预测的数据吞吐量和最小的缓冲在主机和打印机之间提供同步通讯的同步打印方法和装置。
随着打印技术的进展，制造商永远追求通过采用高技术来维持或减少打印机的成本。例如，由于技术的进步，过去几十年里灰度和色彩打印的打印速度肯定已经提高了，然而，打印机的价格似乎保持稳定和经常降低。在一些情况下，打印速度的增加是通过网络部件之间的较快的数据传送实现的，这会也可能不会影响打印机的成本。
在打印环境下，一个或者多个打印机典型地通过网络连接或通过专用的通讯信道和一个或者多个主机进行通讯。主机是计算机或是“智能”打印机，它为打印机产生格式化数据并通过选取的通讯信道发送数据。通讯信道的类型可以依打印环境而变化。例如，如果几个主计算机和一个或者多个打印机通讯，例如在局部区域网内或在大范围网络内，那么通讯信道可以是异步转移模式(ATM)连接，如果一主计算机在相当小的范围内连接到几个外部设备，例如打印机，那么通讯信道可以是专用的总线，例如通用串行总线(USB)。
当用户选取打印一文件时，主机将该文件作为打印数据通过一个或多个通讯信道传送到打印机，打印数据在特定的数据速率下从主机可传送一帧或多帧，一帧是固定的时间单元，在此时间内主机传送预定的数据量。然而，主机可以不将整个帧都分配用于传送打印数据。
该打印机可以是固定的内扫描打印机或变化的内扫描打印机。这两种打印机都包括打印元件，用来扫描(scam)或扫掠(pass)打印介质，例如纸。在扫掠或扫描期间，打印元件将文件以图象数据的形式传送到纸上。
在固定的内扫描打印机内，一个扫描结束和下一个扫描开始之间的时间是固定的并通常由打印机构决定。例如，在激光打印机内，纸页是连续馈送而没有在扫描之间停顿。固定的内扫描打印机的打印元件典型的是激光光束或并不实际移过纸的LED阵列。扫描参数通常包括扫描周期，激光速度，纸上时间(on-page time)，离纸时间(off-page time)和LED阵列添充时间(LED array fill time)。
扫描周期是从一个扫描开始到下一个扫描开始的时间。激光速度是激光越过介质的速度、纸上时间是激光在打印介质花费的时间，和离纸时间是激光脱离介质的时间，LED阵列添充时间是用来添充LED阵列以准备脉冲(即打印)所需的时间。
在可变内扫描打印机内，然而，在第一个传送结束和下一个传送开始之间的时间是可以变化的。对于这些打印机例如喷墨打印机，内扫描时间可以做得长于或短于等待打印数据。这些打印机的打印元件典型是喷墨打印头，它越过整张纸，可变内扫描打印机的打印扫描参数典型地包括打印速度，加速时间和减速时间。
打印速度是在打印扫描时间的喷墨打印头的速度，加速时间是打印头到达打印速度的时间，减速时间是从打印速度达到打印头完全停止的时间。
固定的和可变内扫描打印机都包括一存储器或“缓冲器”，用于临时存储数据直至打印机构准备好去开始打印。典型固定和可变扫描打印机包括全扫描缓冲器，它们大到足以保持一次扫描的全部数据，对于大的文件，或当多个用户正在共享一个单个打印机时，在打印机内接收的打印数据的体积可能是巨大的，这样就要求大的缓冲器(例如1-2MBs)，由于存储器单元的高价位，增加打印机缓冲器的尺寸以容纳大量打印数据可能是非常昂贵的。
另外，打印系统典型地使用了特定的通讯协议，用以定义打印数据被传送的方式。例如，使用非同步通讯协议通过ATM通讯信道传送打印数据。在这样的实例中，主机和打印机是如此配置，以使用非同步协议发送和接收数据。一些当前的系统依靠非同步协议通过网络完成打印操作。
美国的授权给Beilinski等的号为5,123,089的专利公开了类似于上述的打印配置。Beilinski等的
图1示出了通过明显非同步通讯连接到诸打印机的一系列计算机站。网络节点控制器位于在每一个计算机站和打印机连接之间。网络节点控制器包括用于存储由连接的打印机最终执行的打印工作的缓冲存储器。虽然网络节点控制器允许计算机站和诸打印机进行通讯，但它增加了打印系统的成本和维修。进而，网络节点控制器缓冲器必须足够大以支持在诸计算机站和诸打印机之间的打印数据的传送。
授权给Chadra的号为4,371,950的美国专利给出了在主计算机和打印机机构之间控制数据传送的外部设备控制器。外部设备控制器包括外部设备控制接口电路以控制和监视数据的打印和打印机机构的纸的格式。Chadra的打印系统类似于Beilinski的打印系统，控制器是位于主计算机和控制打印操作的打印机之间。进而，Chadra教导，在执行打印操作之前缓冲整个打印事件。这就要求缓冲器足够大以在打印前存储整个事件，这是很昂贵的。
在增加主机和打印机之间的对话的努力中，有些打印系统使用并联通讯信道。这些并联通讯信道允许主机和打印机之间双向通讯。使用双向通讯的打印系统的实例可以在授权给Love等的号为5,075,875和授权给Pipkins的号为5,507,003的美国专利中找到。
Love等公开了在主机，打印机和微处理机之间使用双向通讯的打印机控制系统。通过允许主机和打印机进行对话，并行接口简化了双向通讯。Pipkins公开了一协议书，它通过并行接口使主机和打印机之间提供双向通讯，该参考文件主要集中在主机和打印机之间的反向信道操作以允许在它们之间传送数据。虽然Love等人和Pipkins描述了完成双向通讯的过程，但这些参考文件没有一件提供了通过使用该技术和增加打印效率的有效方法。
由Lexmark国际公司开发的Lexmark Optra E打印机包括了QuickPrint+TM技术以增加打印效率。在操作时，打印机以位图的形式通过非同步通讯信道接收栅网化的页数据。随后，打印机将初始位图数据作为点放到纸上，立即释放打印机控制器存储器并使栅网化数据连续流动直到图象被完全打印。通过操作“相信我”模式，在打印操作期间，Ouick Print+TM确保在任一时间内从主机接收的页数据不完全驻留在打印机的存储器内。虽然Quick Print+TM在打印操作期间并不要求在打印机缓冲器中存储完全的一页数据，但用于到来的非同步通讯信道的带宽是不能保证的，造成可能的传送错误，因为带宽不能保证，缓冲器必须是有一定的尺寸以在打印操作开始前存储预定的百分比数据。然而，Lexmark Optra E打印机是激光打印机(即，固定的内扫描打印机)，因而，Quick Print+TM技术局限于页扫描。
因此，这就希望提供一改进的打印系统，它具有最小的缓冲却能提供可靠的和可预测的数据吞吐量。
这也希望提供改进的打印系统，它允许打印机和主计算机通讯以适时地传送数据和有效的打印操作。
进一步希望的是提供一改进的打印系统，它能配置成既能以固定内扫描打印机打印也能以可变内扫描打印机打印。
本发明的其它愿望，特点和优点将在下面的描述中提出，并从下面的描述中变得明显或可以从实施本发明过程中学到。
通过在主机和带有可靠的和有预定数据吞吐量的打印机之间提供同步通讯信道，由本发明组成的方法和装置满足这些愿望。
具体地说，由本发明组成的同步打印方法和装置包括一打印方法，它包括如下步骤；在外部设备打印机内存储通过同步数据信道从主机接收的足够的数据量，足够开始但不够完成打印机的一个打印扫描；此后，在打印扫描期间通过同步数据信道接收足够的数据以完成扫描而无间断。
一种打印机，包括只能一次完成一打印扫描而无间断的打印机构；用于存储在打印扫描期间由打印机构消耗的数据的存储器；和通过同步通讯信道与打印机构，存储器和主机进行通讯的控制逻辑模块。控制逻辑模块在从主机接收足够开始但不够完成一个打印扫描的数据量后开始启动打印扫描并在所说的打印扫描期间通过同步通讯信道接收足够的数据以完成打印扫描而无间断。
前述一般的描述和随后详细的描述只是示例性和解释性的，并试图对所要保护的发明作进一步解释。
包括在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的优选实施例，并结合前述的一般说明和随后的详细描述，解释了本发明的原理。
图1是依本发明组成的可变内扫描打印机的打印系统的方框图；图2是依本发明组成的第一打印实施例的示意图；图3是依本发明组成的第二打印实施例的示意图；图4是依本发明组成的第三打印实施例的示意图；图5是依本发明组成的使用同步数据传送的打印第一方法的流程图；图6是依本发明组成的使用同步数据传送的打印第二方法的流程图；图7是通过ATM网络连接到固定内扫描诸打印机的大量主机的示意图；图8是通过局域网使用同步数据传送的打印方法的流程图；图9是通过广域网使用同步数据传送的打印方法的流程图。
对在附图中示出的根据本发明的优选实施例的结构和操作将给出详细的参照。在这些附图中，用相同的参照符号指定同样的元件和操作。
根据本发明的实施例涉及通过在主机和打印机之间的一个或者多个通讯信道提供同步的数据传送。同步数据传送以一帧或多帧的方式在主机和打印机之间提供可靠的和可预测的数据传送。通过使用带有可靠的数据吞吐量的同步数据传送，在打印机中可以使用最小的缓冲器尺寸以显著减小打印机的制造成本而无需降低精确度和效率。
这里描述的同步数据传送和最小的缓冲方法适合于可变的和固定的内扫描打印机两者。具体地说，结合图1-6讨论可变内扫描打印机，和结合图7-9讨论固定内扫描打印机。
图1是根据本发明的打印系统100的方框图。打印系统100包括主机110，打印机120，和同步通讯信道130。
最好，主机110是能为打印机120产生格式化数据的计算机。主机也可以是能为打印机120产生格式化和通过同步通讯信道130发送数据的“智能”打印机。
计算机最好包括中央处理单元，输入装置和输出装置。中央处理单元包括一处理器，例如英特尔公司制造的奔腾处理器。输入装置应至少包括键盘和鼠标。输出装置应当至少包括监视器。
主机110进一步包括端口115，通过该端口数据发送到打印机120或从打印机120接收。最好，端口115被配置成能连接支持双向数据传输的电缆或其它接口。
打印机120是可变内扫描打印机并包括端口125，控制逻辑电路140，存储器150，和打印机构160。通过同步通讯信道130和通过打印机120的端口125，可以从主机110接收数据或发送数据到主机110。在根据本发明的至少一个实施例当中，端口125允许打印机提供反馈到主机以执行同步打印操作。
控制逻辑电路140执行打印机120的处理功能。特别是，电路140和端口125通讯以发送和接收数据，经随后的处理后用于打印。处理包括读取从主机接收的数据，如果需要为数据进行打印处理，以及为获取进一步的数据或指令与主机通讯。一旦打印数据是适当的打印格式，控制逻辑140按如下所述控制存储器150和打印机构160的操作。
从主机接收的并且由电路140处理的打印数据在打印前临时存储在存储器150中。在打印操作期间存储器150和电路140通讯并缓冲一帧或者多帧打印数据。最好，存储器的尺寸小于需要完成整个打印扫描的尺寸。例如，打印扫描需1MB打印数据，那么存储器150的最大容量小于1MB。存储器150的实际尺寸依照使用的打印操作的类型变化。为使用可变内扫描打印机的打印实施例计算存储器150的容量的公式被提供如下。
存储器150保持打印数据直至打印机构160准备好去打印。打印机构通过控制逻辑电路140从存储器150接收数据和传送打印数据图象到印刷介质，例如纸。最好，对于可变内扫描打印机120，打印机构160包括对纸扫描的喷墨打印头。控制逻辑电路140控制打印数据往打印机构160的传送，和打印机构160的操作。
同步通讯信道130以可靠带宽和延迟在主机110和打印机120之间提供有效的通讯。信道130包括支持同步数据传送的总线。最好，总线是计算机外部设备链路，例如USB和IEEE-1394(即“火线(Firewire)”)，它们设计用于在相当小的区域内连接主计算机和几个外部设备。在固定周期的帧内发生主机110和打印机120之间的同步通讯。同步通讯保证了在一帧内的固定数据量的传送和数据可以在一帧内的任何时间被发送。
根据本发明的诸实施例使用同步通讯信道130而无需同步打印机构160至帧速率。最好，打印机构160的一个扫描需要一个加速阶段，一个打印发生的恒速阶段，和一个减速阶段。主机110以单扫描束(single-passbundle)的形式束把打印数据传送给打印机120，使得主机和打印机之间的同步发生在打印阶段之间。在恒速阶段打印机构160的速度实际上在希望的打印速度的一定上下公差范围内变化。当确定存储器150的适当尺寸时，这个变化必须被考虑进去。下面给出的公式假定打印机构的速度恒定在给定的打印速度。
图2是根据本发明的第一打印实施例的示意图，其中在打印开始前打印数据被缓冲。
为了示出第一打印实施例的打印，图2包括数据帧210，打印机阶段230，和时间线250。数据帧210包括从主机110发送到打印机120的打印数据帧210a-210h。打印机阶段230包括加速阶段230a和打印阶段230b并示出了在一个完整的打印事件期间的打印机构160的状态。最后，时间线250示出整个数据帧传送周期(T1)；数据帧传送开始和打印机加速阶段结束之间的周期(T2)；和恒速打印开始和数据帧传送结束之间的周期(T3)。
在图2的打印操作中，主机以恒定的速率发送单个扫描用的打印数据到打印机。控制逻辑电路140从主机110接收数据并开始打印机构160的加速阶段。存储器150缓冲所传送的打印数据直至打印头到达打印开始位置。打印机构160开始消耗数据(即打印数据到介质上)。而电路140继续通过同步通讯连接130接收数据，一旦一个完整的打印扫描被发出，主机110可选地停止发送数据到打印机120。
为了简化第一打印实施例的打印机操作，打印机提供足够尺寸的存储器以防止上溢出和调整打印机构的开始以防止下溢出。当在打印机120内的数据量在任何时间超过存储器或缓冲器的容量，数据上溢出发生了。当扫描数据的尺寸(Sp)大于在打印开始时存储器150中的数据和在打印期间接收的数据的和时，数据下溢出发生了。
最好，打印机构160在接收第一数据的帧(即帧210a或帧210b)的结束处开始。如果打印机构的数据速率(Rp)大于同步通讯信道的数据速率(Rc)，确定扫描尺寸以防止数据下溢，那么存储器150必需有足够大的尺寸以保持在帧210c和210d期间接收的打印数据。在加速阶段230a这些帧的数据被接收。加速阶段的帧数是Ta/Tf，这里Ta是加速时间和Tf是帧时间。因此，在加速阶段防止数据溢出的缓冲器最小尺寸使用公式定义为Sf[Ta/Tf+2]，这里Sf是每一帧通过同步信道发送数据的尺寸。
在打印阶段230b接收的数据帧数至少是Tp/Tf(这里Tp是打印时间)减一帧，因为打印周期和帧周期是异步的。因此，当打印开始时，缓冲的数据量必需至少是Sp-Sf[Tp/Tf-1]。为了确保数据下溢出不发生，这就需要在接收第一帧数据后延迟打印机构的开始。虽然当Rp小于或等于Rc时下溢出并不发生，但该缓冲器的尺寸必须能防止在打印阶段230b的数据上溢出。在这例子中，主机110发送Sp/Sf帧的数据到打印机120。
现参看图2的时间线250,T1,T2,T3被定义如下T1=[Sp/Sf]Tf,T2=Ta+Tf,T3=T1-T2=[Sp-Sf-1]Tf-Ta,
当主机110发送了一个整个扫描的数据时，打印机构160使用了RpT3的数据。因此，需要完成打印操作必需的最小缓冲器尺寸是扫描的尺寸Sp和当打印机构160接收最后到一帧传送数据时打印机构160使用的数据量的差。被表示为Sp-Rp([Sp/Sf-1]Tf-Ta)。
在第一打印实施例中完成打印操作必需的缓冲器尺寸在使用上述公式时被提供如下。首先假设Sp=231KBRp=500KB/sSf=600BTf=1msTa=52ms需要完成上述第一打印操作所需最小缓冲器尺寸被计算为缓冲器最小=Sp-Rp([Sp/Sf-1]Tf-Ta)=231KB-500KB/s(231KB/600B-1)1ms-52ms)=65KB在图2示出的第一打印实施例中，在初始化打印机构160的加速阶段之前，打印机120至少接收一帧打印数据。一旦初始化，打印机构160消耗缓冲的打印数据并且同时接收从主机110来的打印数据。如上述实例所示，第一打印操作需要65KB的缓冲器去成功打印231KB的扫描尺寸。与当前流行的打印机相比，该例指出的最小缓冲器尺寸允许制造者建造更快并且不贵的打印机。
图3示出了根据本发明的第二打印实施例。在这第二打印实施例中，打印机120通过指定的通讯信道提供反馈到主机110以有效地传送打印数据。比较可看出，图2的第一打印实施例并不包括反馈能力。在第二打印实施例中，通过延迟数据传送直至打印机构160接近打印的开始来实现最小化缓冲。首先，主机110向打印机120发送一个消息，指示下一个扫描的数据已准备好。当打印机120接收了该数据准备好信息后，它开始了打印机构160。当打印机构在打印开始前时间Ts(即从开始信息传送到打印机构开始数据消耗的时间)，打印机发送开始信息到主机以初始化数据传送。替换地，开始信息可包括打印开始时间，它允许主机将数据传送与打印操作的开始时间同步。
为了示出第二打印实施例的打印操作，图3包括数据帧310，打印机阶段330，和时间线350，数据帧310包括了从主机110到打印机120发送的打印数据的帧310a-310h。打印机阶段330包括了加速阶段330a和打印阶段330b，并示出了在整个打印事件期间打印机构160的状态。最后，时间线350示出了整个数据帧传送周期(T1)；数据帧传送开始和打印机加速阶段结束之间的周期(T2)；恒速打印开始和数据帧传送结束之间的周期(T3)。在这个实施例中，T1,T2和T3被定义如下T1=[Sp/Sf]TfT2=Ts+TfT3=T1-T2=[Sp/Sf]Tf-(Ts-Tf)假设主机110以帧310a发送数据，防止上溢和下溢出的所需缓冲器尺寸的计算类似第一打印实施例的计算。当打印机构的数据速率(Rp)大于同步通讯信道的数据速率(Rc)，则所需缓冲器尺寸被计算为max(Sf[Ts/Tf],Sp-Sf[Tp/Tf-1])。当Rp小于或等于Rc时为了防止上溢出，缓冲器必需足够大以保持扫描数据尺寸减去由打印机构160从主机110接收数据的同时使用掉的数据。
在图3的第二打印实施例中，在主机110开始发送数据之前打印机构开始加速阶段(即Ts＜Ta)。因此，为了防止上溢出，缓冲器可以被表示为Sp-Rp([Sp/Sf+1]Tf-Ts)。由于打印机阶段的开始先于发送数据，第二打印实施例的缓冲器尺寸小于或等于第一打印实施例缓冲器尺寸。
作为例子，在第二打印实施例中完成打印操作所需的缓冲器尺寸通过使用下述参数计算如下Sp=231KBRp=500KB/SSf=600BTf=1msTs=10ms
完成上述的第二打印操作需要的最小缓冲器尺寸被计算为缓冲器最小=Sp-Rp([Sp/Sf+1]Tf-Ts)=231KB-500KB/S([231KB/600B+1]1ms-10ms)=43KB第二打印实施例的缓冲器尺寸小于第一打印实施例尺寸，这正如上述实例所示，这是因为打印机构160的加速先于在第二打印实施例的接收数据。然而，缓冲器的尺寸至少是2*Sf。在这种情况下，接收的打印数据将几乎立即被打印机构160所消耗。
图4是依本发明的第三打印实施例的示意图。在这个实施例中，打印机120可以使用通讯信道以周期地发送反馈信息到主机110来触发打印数据的传送。图4的第三打印实施例的所示包括帧410，反馈数据帧430和主机数据帧450。
帧410包括参照帧S及先前帧(即“S-3”至“S-1”)和随后帧(即“S+1”至“S+Nf-2”)。反馈数据帧430包括周期地从打印机120传送到主机110的数据帧435和437。最后，主机数据帧450包括响应在数据帧435发送的反馈信息而从主机110传送到打印机120的数据帧455。
在这个打印实施例中，同步通讯信道的数据速率(Rc)大于打印机构的数据速率(Rp)。在操作期间，打印机120在每Nf个帧通过同步通讯信道发送反馈信息到主机，命令主机延迟零帧或多帧数据。延迟是由跳过的帧数Ns测量的。最好，反馈信息包括至少跳过一帧的指令，使得Ns＞0，以防止数据上溢出。例如，从打印机120接收到的反馈信息为“在帧n时Ns＞0”的指令，主机110在帧(n+1)期间可以发送数据，在帧(n+2)上没有数据，在帧(n+2)+Ns上重新开始发送数据。为了使缓冲器尺寸最小化，打印机120最好发送反馈信息Ns=0，或Ns=1。然而，对于给定的Nf,Rc和Rp，打印机120需要发送Ns＞1的反馈信息以防止数据上溢出。
特别参看图4，打印机120发送反馈信息数据帧435，要求主机110在帧(S-2)上跳过帧S到(S+Ns-1)。由于同步通讯连接，直到该帧结束才能收到在帧(S+Ns)内的打印数据，因此，从帧(S-1)开始到帧(S+Ns)结束，打印机构数据要求是(2+Ns)RpTf。
打印机120在帧(S-1)期间接收具有尺寸Sf的打印数据。随后，在帧(S-1)开始时，在缓冲器(即存储器150)中的数据量被表示为(2+Ns)RpTf-Sf。因为通讯信道是同步的，打印数据可能在帧(S-1)开始时到来，使缓冲器必需比在该帧开始时在缓冲器中需要的数据大Sf。而且，缓冲器必需足够大以用于具有尺寸Sf的附加数据，因为打印机构和帧速率是非同步的。因此，这里描述的第三打印实施例的最小缓冲器尺寸被表示为(2+Ns)RpTf+Sf。
作为例子，在第三打印实施例中完成打印操作所必需的缓冲器尺寸使用下述参数计算如下Ns=4帧Rp=500KB/SSf=600BTf=1ms完成上述描述的第三打印操作需要的最小缓冲器尺寸被计算为缓冲器最小=(2+Ns)RpTf+Sf=(2+4)500KB/S*1ms+600KB=3.6KB如上例所示，第三打印实施例的缓冲器尺寸明显地小于第一和第二打印实施例中的缓冲器尺寸。如果跳过的帧数减少，缓冲器尺寸能进一步减少。例如，对于Ns=1，最小缓冲器尺寸等于2.1KB，对第三打印实施例的缓冲器要求确保可获得足够的存储器以存储跳过帧之前和紧接跳过帧之后所接收的数据。
可替换地，如果可以获得反馈信道(即双向通讯)，例如象第二和第三打印实施例那样，可以使用非周期反馈打印操作。在非周期打印操作中，主机110能延迟发送数据从一帧到以后的帧，使得Rc＞Rp，和打印机能非周期地发送反馈信息到一帧或多帧。假设打印机在任何帧上发送反馈信息，所有反馈信息能造成至少一帧的延迟。最小缓冲器尺寸是和第三打印实施例的Ns=1的缓冲器尺寸相同。在这种情况下，最小缓冲器尺寸被表示为3RpTf+Sf。
作为进一步的替换，打印机120通过使用同步通讯信道可以使用供打印操作的可变主机数据速率。在这个替换中，主机110使用由打印机反馈控制的数据量发送从一帧到一帧可变的数据量。这就是，打印机120为未来帧计算打印机构160的数据要求量和将要求量作为反馈信息发送到主机110。可以使用周期反馈，并在正规的间隔内设置从主机110发送的数据量。仅当由主机每帧发送的数据需要调整时，当打印机120发送反馈信息到主机时可以使用非周期反馈。例如，在帧n接收到反馈信息，主机110在直到帧(n+Na)的Na帧(主机110打算调整其输出的数据率的帧数)内发送指定的数据量。在这个替换中需要的缓冲器尺寸是反馈速率Rp和Na的函数。优选Na=1，那么主机110在下一帧发送需要的数据量，如果反馈信息是在同一帧内的打印数据之后发送的，那么被定义为2RpTf的所要求的缓冲器尺寸是打印机构160在两帧期间消耗的数据量。
上述的打印实施例提供不同的使用同步通讯的替换方法以用最小的缓冲提供可靠的数据吞吐量。打印系统100使用单一通讯信道(例如第一打印实施例)或多个通讯信道(例如第二和第三打印实施例)实现了这些同步数据传送的目的。图5和6是打印第一和第二方法的流程图，特别是，使用了在上述实施例中描述的同步数据传送操作。
图5的流程图示出了打印的第一方法，它开始于第一步存储足够量的通过同步通讯信道接收的数据，足以开始但并不够完成打印介质的一个打印扫描(步500)。打印机构开始它的打印扫描，消耗在缓冲器内临时存储的数据(步540)。最后，在打印扫描期间，打印机构接收足够的数据完成打印扫描而不中断(步580)。该方法应用到所有前述打印实施例。然而，请注意，在第二实施例中，打印扫描的加速阶段在数据通过同步通讯信道被接收之前就开始了。这样，对于第二打印实施例，图5的步540仅仅参照考虑了该打印扫描的实际打印阶段。
图6的流程图突出了根据本发明的几个实施例内描述的反馈特性。最初，主机发送信息到打印机，表明它具有打印数据(步600)。响应该信息，打印机启动打印机构(步620)。随后，打印机传送反馈信息到主机以初始化数据传送(步640)。主机然后传送大量数据帧到打印机缓冲器(步660)。最后，在接收到足以完成整个打印扫描的必要打印数据之前，打印机构就开始打印存储在缓冲器中的数据(步680)。
前面详细的描述是关于可变内扫描打印机。下面详细的描述提供了固定内描扫打印机的同步数据传送和最小缓冲方法。
图7是根据本发明组成的打印网络700的示图。打印网络700包括通过ATM网络760与一系列目标740相通讯的大量源720。最好，源720包括使用同步数据传送技术发送预定格式打印数据到打印机740的一个或者多个计算机725。替换地，“智能”打印机在打印网络700内被使用作为主机。最好，目标740包括一个或者多个固定内扫描打印机745(例如激光打印机)。在这些打印机中，整页纸连续馈送而不中断扫描。ATM网络760是通讯连接，它用最低水平的质量服务(QoS)担保在网络元件之间传送数据包。进而，ATM网络760具有双向能力和支持局域网(LANs)和广域网两者(WANs)。替换地，全双工星状配置的交换集线器也可以提供打印网络700的通讯连接。
打印网络700使用ATM网络760的双向能力完成预扫描信号交换的形式。使用当前高宽带同步网络(例如ATM网络760)的QoS特性，从源的通讯能够与打印机的扫描速率同步，以满足内扫描定时限制。在源以足够带宽的直接全双工连接到交换集线器，而交换集线器又以同步或其它类似连接连接到目标的情况下，源能够计划安排源和交换集线器之间的数据传递而无需显示同步性要求。对于该实施例，同步数据传送在交换集线器和目标之间建立。
图8是通过LAN使用同步数据传送的打印方法的流程图。由于当使用ATM时传输延迟是可以忽略的，图8的方法使用了源720和目标740之间的实时信号交换。
参看图8，源初始化打印操作(步800)。源然后发送打印页信息到目标(步805)。在接收到打印页信息后，目标发信号到源以初始化第一扫描的传送(步810)。响应时，源发送一扫描数据到目标(步815)。目标在存储器内存储该扫描和开始打印操作(步820)。应该重点注意的是，在步800-820期间，源和目标之间的定时是不受限制的。在其余的步骤中，然而，时间是受限制的，这是因为当打印介质(例如纸)移动通过打印元件时，源必需跟上目标的固定内扫描时间。
当打印第一扫描时，目标能够接收另一个扫描(步825)和从源要求第二个扫描(步830)。响应该请求，源发送第二扫描到目标(步835)。在发送第二扫描以后，源决定是否还有其它扫描剩下。如果第二扫描是打印的最后扫描(步840)，则源不采取进一步的行动(步845)。当还有其它扫描需要打印时，源随着提示发送每一个剩余的扫描到目标(步835)。
一旦源发送另一个扫描，目标在存储器中缓冲该扫描(步850)。如果目标未能接收另一个扫描，那末目标假定，当前的扫描打印是最后扫描并完成打印操作(步860和865)。假设收到另一个扫描，在完成第一个打印扫描以后，目标立即打印新扫描并从源寻求进一步的扫描(步850,825和830)。目标重复步825-860直至它达到了打印介质的结束或直至源不再具有打印数据。在图8的方法中，打印网络在内扫描期间可以恢复一些传送错误，缓和开始新一页和重新传送整页数据的需要。该特点是这里描述的通过LAN使用打印网络的一个优点。对于WAN，将在下面详细描述。
图9是通过WAN网使用同步数据传送的打印方法的流程图。在WAN网中使用卫星连接，传输延迟是显著的。在这种情况下，实时信号交换是不实际的。可忽略的和显著的传送延迟之间的区别可以由测试延迟的专门时间请求/响应测试序列来决定。从这个测试中，可以做出决定是否实时信号交换是适当的。如果不适当，使用时间标签或固有的同步连接的同步化的数据传送是适当的替代物。在这个方法中，目标打印机产生指定内扫描频率的单一数据请求。随后，在假设实时扫描线传送的带宽要求被满足的情况下，源使用同步通讯连接(例如ATM)，或非同步连接(例如100为基础的T型以太网)的时间标签信息精确地在那频率上产生扫描线数据包。当第一扫描线数据到达目标，打印就能够进行，只要数据响应的到达与数据请求指定的时间同步。使用从目标到源的错误响应可以处理丢失扫描线包和其它错误，如图9所示，产生了扫描线数据的整页的可能的再传送。
参看图9，源通过发送打印页信息到目标初始化打印操作(步900和905)。目标等待直到它接收第一页信息(步910)。在接收打印页信息的基础上，目标向源请求包括定时请求的扫描数据(步915)。源接收了请求和发送第一扫描到目标(步920)。如果第一扫描是打印操作的最后扫描，源维持空闲直到它从目标接收到错误信息(步930)。如果没有接收到错误信息，源并不采取进一步的行动(步935和940)。如果收到错误，源通过重新传送扫描而校正那个错误(步935和945)。
假设第一扫描不是最后的扫描，源依照目标发出的定时要求进行等待并且，如果可能，在目标的提示下连续地发送扫描(步950和920)。
当目标接收了第一个扫描以及随后的各个扫描时，它缓冲扫描在存储器中并开始打印(步955)。如果出现任何错误，目标发送一出错信息到源，它执行出错处理(步930-945)，并回到步910(步960和965)。如果不出现错误，目标确定是否它接收了最后扫描(步970)。这个决定是基于当目标请求时是否收到扫描而做出的。如果是，目标重复步955-970直至没有进一步的扫描被发出。如果目标接收不到进一步的扫描，它结束对存储在缓冲器中的数据的打印并停止(步975)。
这里描述的方法和装置用最小的缓冲提供了完成可靠打印操作的唯一途径，形成了带有显著成本节约的改进打印技术。涉及使用可变内扫描打印机的系统的打印实施例在可得到通讯信道和打印机尺寸的基础上符合多种打印环境。涉及使用固定内扫描打印机的系统的打印实施例提供多种配置和取决于打印机是连接到LAN或WAN网的诸种方法。在上述描述的打印环境中使用的同步数据传送能增加打印速度并具有最小缓冲器尺寸，这在通常的打印系统中还没见过。虽然前述的描述涉及打印机，但是公开的同步数据传送技术可以应用到其它数据消耗装置例如音频扬声器，监视器和电话。如果数据和反馈的方向被颠倒，那么这些技术可以在其它数据源例如扫描器中使用。
现在已经示出和描述了所考虑到的本发明优选的实施例和方法，在所属领域工作的技术人员应当理解，可以做出各种变化和修改，其中的元件可以由等价物替换而不脱离本发明的范围。
另外，通过采用特定元件，技术和方案，可以对本发明的教导做出许多修改而不脱离本发明的核心范围。因此，该发明不应局限于这里描述的特定的实施例和方法，而是应当包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种打印方法，包括步骤在外部设备打印机内存储通过同步数据信道从主机接收的足够的数据量，足以开始但不能不间断地完成所说打印机的一个打印扫描；开始所说打印扫描；和在所说打印扫描期间，通过所说同步数据信道接收足够的数据以不间断地完成所说扫描。
2.权利要求1的方法，其中，所说打印机是喷墨打印机和所说打印扫描包括单行打印数据。
3.权利要求1的方法，其中，所说打印机是激光打印机和所说的打印扫描包括单页打印数据。
4.权利要求1的方法，其中，所说存储步骤包括从所说打印机通知所说主计算机所说开始步骤将开始，并且响应所说通知步骤从主机发送所说足够的数据。
5.权利要求1的方法，其中，所说的接收步骤包括从所说打印机通知所说主机需要附加数据用以完成所说打印扫描的步骤。
6.权利要求5的方法，其中，通知步骤以规则间发生，并包括了所说打印机的定时请求。
7.权利要求5的方法，其中，通知步骤周期地出现。
8.权利要求5的方法，其中，通知步骤非周期地出现。
9.权利要求5的方法，其中，通知步骤基于可变数据速率出现。
10.一种打印机，包括能够在一次完成一个打印扫描而无中断的打印机构；在一个打印扫描时间存储由打印机构消耗的数据的存储器；通过同步通讯信道与打印机构、存储器和主机进行通讯的控制逻辑模块，在从主机接收足够开始但不足以完成一个打印扫描的数据量后初始化打印操作并在所说打印扫描期间通过所说同步通讯信道接收足够的数据以完成打印扫描而不中断。
11.在操作大量数据扫描的外部设备和主机之间进行数据传送方法，包括步骤在所说外部设备中存储少于每一数据扫描的数据量；和在一个数据扫描期间通过同步通讯信道在所说主机和所说外部设备之间通讯数据以获得每一所说数据传送所要求的附加数据。
12.权利要求11的方法，其中所说外部设备包括一打印机，并且所说通讯是从所说主机到所说打印机。
13.权利要求11的方法，其中，所说的外部设备包括扫描器，所说的通讯是从所说扫描器到所说主机。
14.权利要求11的方法，其中，所说的通讯步骤是响应所说外部设备和所说主机之间的反馈，指示每一所说数据扫描即将开始。
15.使用局域网在外部设备和主机之间通过同步信道进行数据传送的方法，它包括以下步骤从主机发送信号，通知外部设备有页打印请求；通过请求第一扫描数据来响应主机；从主机到外部设备传送第一扫描数据；缓冲从主机传送的数据；初始化打印第一页；和在打印第一页的同时请求第二扫描数据，其中任何传送错误的恢复是在每一扫描之间的间隔进行校正的。
16.使用广域网在外部设备和主机之间通过同步信道进行数据传送的方法，它包括以下步骤从主机发送信号，通知外部设备有页打印请求；通过请求在指定频率上发送第一扫描行数据包来响应主机；在特定频率上从主机传送第一扫描行数据包到外部设备；缓冲至少一部分从主机来的第一扫描行数据包；在基片上打印第一扫描行数据包；和定时传送随后的扫描行数据包以确保外部设备有足够数量的随后扫描行数据包以连续打印而不间断。
17.使用局域网在外部设备和主机之间通过同步信道进行数据传送的系统，它包括从主机发送信号以通知外部设备有页打印请求的装置；通过请求第一扫描数据来响应主机的装置；从主机传送第一扫描数据到外部设备的装置；缓冲从主机传送的数据的装置；初始化打印第一页的装置；和在打印第一页期间请求第二扫描数据的装置。
18.在操作大量实时数据传送的外部设备和主机之间通过同步信道进行数据传送的方法，它包括以下步骤从主机发送信息到外部设备，指示主机具有大量用于实时数据打印扫描的数据；响应该信息启动打印机构；当外部设备在预定的打印阶段时传送反馈信息到主机以发起数据传送；从主机传送数据到外部设备缓冲器；和在不间断地完成实时数据打印扫描所需的全部数据被接收之前，打印存储在缓冲器内的数据，缓冲器的容量被确定为只能容纳一个实时扫描所必须的全部数据减去打印机构在一个初始预定的打印周期内消耗掉的数据。
19.权利要求18的方法，其中，传送步骤包括命令主机将数据的传送延迟预定数目的帧的步骤。
20.权利要求18的方法，其中，传送步骤包括周期地传送反馈信号的步骤。
21.权利要求18的方法，其中，传送步骤包括非周期地传送反馈信号的步骤。
22.权利要求18的方法，其中，传送步骤包括在每一帧中包括可变数量数据的方法。
23.权利要求20的方法，其中，在每一帧内包括的数据量由传送步中的反馈信息控制。
全文摘要
一种打印方法,包括步骤:在外部设备打印机内存储通过同步数据信道从主机接收的足够的数据量,足以开始但不能不间断地完成所说打印机的打印扫描;开始所说打印扫描;和在所说打印扫描期间,通过所说同步数据信道接收足够的数据以不间断地完成所说扫描。
文档编号H04L12/64GK1221153SQ9812316
公开日1999年6月30日 申请日期1998年11月13日 优先权日1997年11月14日
发明者帕特里克·A·凯西, 肖恩·T·洛夫, 蒂莫西·J·雷德马彻, 史蒂文·F·威德, 查尔斯·T·沃尔夫 申请人:莱克斯马克国际公司