CN101291811A - 为了数据完整性进行的喷墨打印头同步串行输出 - Google Patents

Abstract

一种在具有耦接到打印头的主机的喷墨打印设备中的检错方法。该方法包括在主机和打印头之间传送第一数据流，将参考数据流插入到第一数据流中，并且基于参考数据流验证第一数据流的步骤。

Description

为了数据完整性进行的喷墨打印头同步串行输出

技术领域

本发明涉及喷墨打印设备，尤其涉及在喷墨打印头和打印控制器之间的通信。

背景技术

喷墨打印设备例如喷墨打印机、一体化设备、多功能设备一般采用打印控制器或打印机主机来控制并且与喷墨打印头通信。热喷墨打印头通常具有加热器芯片。该加热器芯片一般包括逻辑电路、多个功率晶体管和一组加热器或电阻器。硬件或软件打印机驱动器将选择性地寻址或供能逻辑电路，从而对适当的电阻器进行加热以便打印。在一些加热器芯片设计中，加热器芯片包括用来存储有关打印头的信息的存储器。存储在存储器中的数据用于识别打印头，以确定该打印头是单色打印头、彩色打印头或是照片质量打印头。存储在存储器中的数据用于跟踪墨水使用情况。

为了将数据从打印头传送给打印机，打印机向打印头发出命令。打印头然后通过借助电子数字通信将数据发送给打印机进行响应，以便完成该命令。例如，打印机可以将墨水使用信息存储在存储器中，以在打印头通电时读取。在打印头通电时，打印机发出打印头墨水使用信息存储器的存储器读命令。打印头接收并解码该命令，读取打印头存储器，并且以数据对打印机作出响应。在打印头和打印机之间的电子数字通信期间可能会出现错误。例如，打印头在墨水使用信息的存储器读操作期间可能丧失机械接触，进而丧失电接触。丧失机械接触破坏了打印头存储器读操作。打印机因而可能将破坏的数据解释为不正确的墨水使用程度，从而提示给用户不正确的墨水液面指示，这使得用户认为打印头已经不能满足打印头的页面打印技术要求。

发明内容

因此，需要改进在打印头和打印机之间的数据通信。在一种形式中，本发明提供了一种在具有与打印头耦接的打印机主机的喷墨打印机中的检错方法。该方法包括以下步骤：在打印机主机和打印头之间传送第一数据流，将参考数据流插入到第一数据流中，并且基于参考数据流验证第一数据流。

在另一种形式中，本发明提供了在具有与打印头耦接的打印机主机的喷墨打印机中的检错方法。该方法包括以下步骤：在打印机主机处从打印头同步接收数据流，从所接收的数据流中搜索验证数据流，并且当该验证数据流包括有效的数据流图案时验证所接收的数据流。

在另外一种形式中，本发明提供了在与打印机主机耦接的喷墨打印头上的数据差错检测系统。数据差错检测系统包括打印头通信装置，它耦接着打印头和打印机主机，并且在打印头和打印机主机之间传送第一数据流。该系统还包括：数据流处理器，它耦接到打印头，并且将参考数据流插入到第一数据流中；以及数据验证模块，它耦接到打印机主机，并且基于参考数据流验证第一数据流。

在又一种形式中，提供一种适合用在具有打印机主机的打印机中的喷墨打印头。该喷墨打印头包括用来同步发送数据流的发射器和与打印机主机耦接的控制器，该控制器从所发送的数据流中搜索验证数据流，并且在该验证数据流包括有效的数据流图案时验证所接收的数据流。

本领域普通技术人员通过阅读以下说明书、权利要求和附图将了解本发明的其他特征和优点。

附图简要说明

在这些附图中：

图1显示出根据本发明一个实施方案的喷墨打印头；

图2显示出根据本发明一个实施方案的第一典型数据序列，示出包含起始位、同步位、纠错或检错位和停止位的数据流；

图3显示出采用“01”停止位图案的、根据本发明一个实施方案的第二典型数据序列；

图4显示出采用“10”停止位图案的、根据本发明一个实施方案的第三典型数据序列；

图5显示出采用“10”起始位图案的、根据本发明一个实施方案的第四典型数据序列；

图6显示出采用“01”同步位图案的、根据本发明一个实施方案的第五典型数据序列；

图7显示出采用“010”停止位图案的、根据本发明一个实施方案的第八典型数据序列。

优选实施方案的详细说明

在对本发明的实施方案进行详细说明之前，要理解的是，本发明不限于在下面说明书中所描述的或者在以下附图中所示的组件的结构和布置的细节。本发明能够有其它实施方案，能够按照多种不同的方式来实施或实现。还有，要理解的是，在这里所使用的短语和术语用于说明目的，并且不应该认为是进行限定。“包含”、“包括”或“具有”以及其变体用来表示涵盖下面列出的项目及其等同物以及其它项目。除非另外限定，术语“连接”、“耦接”和“安装”及其变体在这里被广义使用并且涵盖直接和间接连接、耦接和安装。另外，术语“连接”和“耦接”及其变体不限于物理或机械连接或耦接。

图1显示出根据本发明一个实施方案的喷墨打印头10。该打印头10包括外壳12，它限定了鼻状件13和含有墨水或浸透墨水的泡沫嵌入件的墨水储存器14。外壳12可以由各种材料构成，包括但不限于聚合物、金属、陶瓷、复合材料等的一种或其组合。在图1中所示的喷墨打印头10已经被倒转以显示出打印头10的喷嘴部分15。该喷嘴部分15至少部分位于鼻状件13的底面26上，用于将墨水从墨水储存器14输送到打印介质(未示出)上。喷嘴部分15可以包括加热器芯片16(在图1中不可见)和具有多个喷嘴22的喷嘴板20，这些喷嘴限定了一种喷嘴布置并且从中将墨滴喷射到穿过打印机(未示出)的打印介质上。喷嘴22可以具有所期望的、使得墨水能够从打印头10输送到打印介质上的任意横截面形状，包括但不限于圆形、椭圆形、方形、矩形以及其它多边形形状。加热器芯片16可以由各种材料制成，包括但不限于各种形式的掺杂或未掺杂硅、掺杂或未掺杂锗或任意其它半导体材料。加热器芯片16设置成与设在带状件18的底面上的导电迹线17电连通。

从在图1中所示的装配好的打印头10中看不到加热器芯片16。加热器芯片16在带状件18的移除区域或切除部分19中也附接到喷嘴板20。加热器芯片16被附接为满足：喷嘴板20的朝外表面21通常与带状件18的外表面29齐平或者平行，以便在与墨水储存器14间的流体传送中将墨水经由多个喷嘴22引到打印介质上。虽然在该实施例中使用了热喷墨打印设备，但是本发明也可以使用其它类型的喷墨技术例如压电技术。

为了控制打印头，打印机主机或打印控制器100通过多条通信路径104发出或发送命令。打印头之后优选通过这些路径104接收所述命令，并且经由这些路径104将响应送回给打印控制器100。但是，例如在各个组件之间的电磁干扰以及这些路径的简单机械故障等因素会造成在发送或接收到的数据中出现错误。

一般来说，打印头到打印机的通信错误分两种：链路错误和成帧错误。链路错误是在命令传送或响应接收期间由于通信路径104中断而出现。因此链路错误导致命令或响应的解释错误。造成链路错误的事件包括在命令/响应序列期间与通信路径的电接触丧失或者在命令/响应序列期间打印头或打印机的意外通电重置。成帧错误是由于在命令或响应中的数据流中的丢失数据或额外数据而导致的。成帧错误也可能破坏命令的解释或者响应的解释。造成成帧错误的事件包括电磁干扰或者在命令/响应序列期间造成间歇接触的机械谐振。

如上所述，加热器芯片为喷墨打印头的主要电子部件。加热器芯片包括存储器，它能够将信息存储在芯片16中的数字存储单元内。这使得打印头能够将存储在加热器芯片上的信息传递给打印头主机(它附接到的打印系统)或者通过由打印控制器100控制的路径104传递给打印控制器100。

通常，存储器用途包括打印头标识(“ID”)和墨水使用程度。错误意味着打印机没有识别出打印头类型或者打印机已经不能跟踪所使用的墨水量。其它用途包括色彩校正和加密密钥。从那些用途中出现的错误可能意味着打印机使用了错误的色彩校正值或者指示了由于无效的加密密钥或解密密钥造成的错误安全违背。这些错误对于客户而言比过去更容易看到。

在一些加热器芯片设计中，加热器芯片16将所存储的信息或数据作为数字数据流传送给控制器100，所述数字数据流例如是高低电压、二进制逻辑状态或实时传送的数据位的序列。数据从加热器芯片(发射器)16经由命名为“ID”的单条输出信道传递到打印机主机(接收器)100。打印机主机100通过给加热器芯片16提供被称为“LOAD”的时钟同步控制信号输入信道来使数据同步或者同步地定序。

在一些加热器芯片设计中，往往具有单二进制逻辑状态的数据流，即数据全为高(“1”)或者全为低(“0”)。但是，单二进制状态的数据流也可能与某些错误情况对应。另外，如果加热器芯片16已经失去了与LOAD信号的连接，则ID信号将保持在不活动或低电压状态，并且打印机主机100会将数据错误地解释为全“0”。如果打印机主机100已经失去了与ID信号的连接，则ID信号会漂浮至活动状态，并且打印机主机100会将数据错误地解释为全“1”。也就是说，例如在传送全“0”的有效数据流时，在数据传输期间的ID输出信道保持在与ID输出的不活动状态相匹配的电压电平上。在另一个实施例中，在数据由全“1”构成时，在数据传输期间的ID输出信道保持在与ID输出开路情况相对应的电压电平上。这样，打印机主机或者打印控制器100会由于接收到的数据而认为打印头10发生故障。

因此如图2所示，将多个数据位或参考数据流加入到ID数据流200中，这样可以用来检测在通信期间数据中是否存在差错。例如，为了帮助打印机或打印机主机100检测成帧错误，可以将串行参考数据流插入到来自打印头16的响应或数据流中。例如可以采用移位寄存器将该附加的参考数据流插入到数据流中，作为起始位204、同步位208和停止位212的任意组合。起始位204通常表示数据的开始，同步位208通常表示整个数据的一段的开始或结束，而停止位212通常表示数据的结束。数据流中缺少起始位、同步位或停止位可能表示“停滞(stuck at)”情况，这是一种多数据位链路错误。

在一个实施方案中，参考数据流具有非均匀的位图案。例如，使用多个起始位的参考数据流将包括至少两个具有不同电压值的数据位。在另一个实施例中，利用与数据流无关的多个数据位形成参考数据流。为了确保没有成帧错误的数据通信，打印控制器100被配置为预先知道它要接收的参考数据流和原始数据流数据位的组合。一旦接收到数据流，则搜索该数据流以找到已知的位图案或者参考数据流。在找到已知的位图案或参考数据流时，所接收的数据流被证实。这样，具有已知参考数据流的数据流使得打印机或打印控制器100能够检测成帧错误并且认识到所接收到的信息不正确。

为了帮助打印机检测链路错误，打印头16可以在响应中将任意单比特差错检测码、任意多比特差错检测码、任意相邻比特差错检测码或者任意单向比特差错检测码插入到响应数据流中。单比特差错检测码的例子是奇偶检测码和剩余码。多比特、相邻比特和单向比特差错检测码的例子为：“n”中取“m”码、重复码、诸如循环冗余校验(“CRC”)的循环码、包括校验和的算术码、伯格码、汉明码以及水平或垂直奇偶校验码。另外，打印机可以使用多比特、相邻比特和单向比特差错检测码来纠错。

与成帧错误检测类似，在包含在打印头存储器中并且从打印头16发送到打印控制器100的串行数据流中使用起始、同步、停止和纠错码将防止打印机错误解释所存储的数据。所存储的数据可以为墨水使用情况、打印头识别信息、加密密钥、色表校正或者任何其它存储在打印头存储器中供将来使用的数据。另外，如图2所示，该数据流还插入有纠错码216。虽然起始位、同步位、停止位和纠错码被显示为具有两位至四位的长度，但是也可以采用其它数据长度，例如单比特。虽然已经将在图2中所示的数据流描述为从打印头10发送给打印控制器100的数据流，但是也可以将相同的检错技术应用于从打印控制器100发送给打印头10的数据。此外，参考数据流通常可以包括起始位、数据位、同步位、纠错/检错位和停止位的任意组合。

在另一个实施方案中，参考数据流包括至少两位。例如，起始位204包括两位，同步位208包括三位，或者停止位212包括两位。打印头10和打印控制器100两者都被配置为在所发出的数据流中的相同位置处将相同的参考数据流插入数据流中，并且在接收到的数据流中的相同位置处搜索相同的参考数据流。另外，参考数据流被配置为具有高和低电压值的组合。例如，在从打印头的加热器芯片传送给打印控制器100时，如图3和4所示，将“01”220和“10”222的参考数据流图案分别插入到数据流“11111111”224、“01010100”226中。在这些情况的每一个中，在数据流的第7位之后插入参考数据流图案。

在另一个例子中(在图5中所示的)，已经在第0位之前将具有位图案“10”的参考数据流228插入到数据流“11111101”230中。图6显示出已经将具有位图案“01”的另一个参考数据流232插入到数据流“10110101”234的第3位和第4位之间。图7显示出插入在数据流“11111111”246中的“010”的固定结束位图案244。这样，如果打印机主机100在该序列期间没有在正确时刻检测到高和低附加位的组合，则打印机主机100可以确定通信链路出现错误，然后可以采取校正或防止措施。另外，附加位还提供了其它附加功能。例如，附加的参考数据流提供了对加热器芯片可以将ID输出驱动至低电压状态和高电压状态的校验。附加的参考数据流还提供了对数据准时地正确同步或者定序输出的校验。

在所附的权利要求中给出了本发明的各种特征和优点。

Claims (45)

1.一种在具有与打印头耦接的打印机主机的喷墨打印机中的检错方法，该方法包括以下步骤：

在打印机主机和打印头之间传送第一数据流；

将参考数据流插入到第一数据流中；以及

基于参考数据流验证第一数据流。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一数据流包括串行数据流。

3.如权利要求1所述的方法，其中，传送第一数据流的步骤还包括同步传送所述第一数据流的步骤。

4.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

从打印头发送包括所述第一数据流和所述参考数据流的打印头数据流；以及

在打印机主机处接收所述打印头数据流。

5.如权利要求1所述的方法，其中，插入参考数据流的步骤还包括将多个起始位、多个同步位、多个停止位和至少一个检错位中的至少一种加入到所述第一数据流中。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述检错位包括奇偶校验码、剩余码、“n”中取“m”码、重复码、循环码、算术码、伯格码、汉明码、水平奇偶校验码和垂直奇偶校验码中的至少一种。

7.如权利要求5所述的方法，其中，所述起始位、同步位和停止位具有至少两个电压值不同的位。

8.如权利要求1所述的方法，还包括利用多个与第一数据流无关的位形成所述参考数据流的步骤。

9.如权利要求1所述的方法，还包括形成具有非均匀位图案的参考数据流的步骤。

10.如权利要求1所述的方法，还包括取回存储在打印头存储器中的第一数据流的步骤。

11.一种在具有与打印头耦接的打印机主机的喷墨打印机中的检错方法，该方法包括以下步骤：

在所述打印机主机处从所述打印头同步接收数据流；

从所接收的数据流中搜索验证数据流；以及

当所述验证数据流包括有效的数据流图案时，验证所接收的数据流。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述数据流包括串行数据流。

13.如权利要求11所述的方法，还包括以下步骤：

取回第一数据流；以及

将参考数据流插入到所述第一数据流中。

14.如权利要求13所述的方法，其中，插入参考数据流的步骤还包括将多个起始位、多个同步位、多个停止位和至少一个检错位中的至少一种加入到所述第一数据流中。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个检错位包括奇偶校验码、剩余码、“n”中取“m”码、重复码、循环码、算术码、伯格码、汉明码、水平奇偶校验码和垂直奇偶校验码。

16.如权利要求13所述的方法，其中，所述参考数据流具有参考图案，并且其中，验证所接收的数据流的步骤包括将参考图案与有效数据图案进行匹配。

17.如权利要求13所述的方法，其中，插入参考数据流的步骤包括利用与第一数据流无关的数据流形成参考数据流的步骤。

18.如权利要求11所述的方法，其中，验证所接收的数据流包括针对非均匀位图案检验参考数据流的步骤。

19.如权利要求11所述的方法，还包括取回存储在打印头存储器中的数据流的步骤。

20.一种与主机耦接的喷墨打印头上的数据差错检测系统，该数据差错检测系统包括：

打印头通信链路，它耦接所述打印头和所述主机，并且被配置为在所述打印头和所述主机之间传送第一数据流；

数据流寄存器，它耦接到所述打印头，并且被配置为将参考数据流插入到第一数据流中；以及

数据验证控制器，它耦接到所述主机，并且被配置为基于所述参考数据流验证所述第一数据流。

21.如权利要求20所述的数据差错检测系统，其中，所述第一数据流包括串行数据流。

22.如权利要求20所述的数据差错检测系统，其中，所述打印头通信链路同步传送所述第一数据流。

23.如权利要求20所述的数据差错检测系统，其中，所述数据流寄存器将多个起始位、多个同步位、多个停止位和至少一个检错位中的至少一种加入到所述第一数据流中。

24.如权利要求23所述的数据差错检测系统，其中，所述至少一个检错位包括奇偶校验码、剩余码、“n”中取“m”码、重复码、循环码、算术码、伯格码、汉明码、水平奇偶校验码和垂直奇偶校验码。

25.如权利要求20所述的数据差错检测系统，其中，所述喷墨打印头从打印头存储器中取回所述第一数据流。

26.如权利要求20所述的数据差错检测系统，其中，所述数据流寄存器形成具有非均匀位图案的参考数据流。

27.如权利要求20所述的数据差错检测系统，其中，所述数据流寄存器利用与第一数据流无关的数据流形成参考数据流。

28.一种喷墨打印设备，包括：

打印头，被配置为同步发送数据流；以及

打印控制器，适于耦接到打印头，并且被配置为从所发送的数据流中搜索验证数据流，并且当所述验证数据流包括有效的数据流图案时验证所接收的数据流。

29.如权利要求28所述的喷墨打印设备，其中，所述数据流包括串行数据流。

30.如权利要求28所述的喷墨打印设备，其中，所述打印控制器从所述打印头接收数据流。

31.如权利要求28所述的喷墨打印设备，其中，所述打印头从打印头存储器取回第一数据流。

32.如权利要求28所述的喷墨打印设备，其中，所述打印头将参考数据流插入到第一数据流中。

33.如权利要求32所述的喷墨打印设备，其中，所述打印头将多个起始位、多个同步位、多个停止位和至少一个检错位中的至少一种加入到所述第一数据流中。

34.如权利要求33所述的喷墨打印设备，其中，所述至少一个检错位包括奇偶校验码、剩余码、“n”中取“m”码、重复码、循环码、算术码、伯格码、汉明码、水平奇偶校验码和垂直奇偶校验码。

35.如权利要求32所述的喷墨打印设备，其中，所述参考数据流具有参考图案，并且其中，所述打印控制器将该参考图案与所述有效的数据图案进行比较。

36.如权利要求32所述的喷墨打印设备，其中，所述打印头形成非均匀位图案的参考数据流。

37.如权利要求32所述的喷墨打印设备，其中，所述打印头利用与第一数据流无关的数据流形成参考数据流。

38.一种打印头，适于用在打印设备中，耦接到主机，并将第一数据流存储在存储器中，该打印头包括数据流模块，适用于从存储器取回第一数据流，将参考数据流插入到第一数据流中由此形成发射数据流，并且将该发射数据流发送到所述主机，使得所述主机一旦接收到数据流就能够在所接收的数据流包括具有插入的参考数据流的发射数据流的情况下验证所接收的数据流。

39.如权利要求38所述的打印头，其中，所述数据流模块包括用来插入参考数据流的数据流寄存器。

40.如权利要求38所述的打印头，其中，所述参考数据流包括非均匀位图案。

41.如权利要求38所述的打印头，其中，所述参考数据流包括多个起始位、多个同步位、多个停止位和至少一个检错位中的至少一种。

42.如权利要求41所述的打印头，其中，所述至少一个检错位包括奇偶校验码、剩余码、“n”中取“m”码、重复码、循环码、算术码、伯格码、汉明码、水平奇偶校验码和垂直奇偶校验码。

43.如权利要求38所述的打印头，其中，所述参考数据流包括与第一数据流无关的数据流。

44.如权利要求38所述的打印头，其中，所述参考数据流包括串行数据流。

45.如权利要求38所述的打印头，其中，所述打印头同步传送所述第一数据流。

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