CN103057262A - 用于印刷装置的印刷控制方法与印刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于印刷装置的印刷控制方法与印刷装置，用以对多件待印刷物进行印刷，且所述多件待印刷物之间具有多个间隙，该方法用以决定一待印刷物的一印刷起始参考点，包含：依据一间隙参考位置与对应于单一待印刷物的平均间隔与单一间隙的平均间隔的一区间平均值来产生一间隙预测位置；计算一测量间隙位置与该间隙预测位置间的一差值；当该差值小于该临界值时，进行一补偿操作来产生一误差补偿值，并依据该误差补偿值来调整该间隙参考位置以更新该间隙参考位置；以及依据更新后的该间隙参考位置来更新该间隙预测位置，以控制该印刷装置对该待印刷物进行印刷。

Description

用于印刷装置的印刷控制方法与印刷装置

技术领域

本发明涉及印刷装置，且特别涉及一种用于印刷装置的印刷控制的方法，以及一种具有边缘定位的功能的印刷装置。

背景技术

一般来说在，在进行大量且内容相同的连续印刷(如标签印刷)时，会运用到边缘侦测的技术，其可确定待印刷物的边缘位置，进而决定印刷的起始点，确保印刷内容的位置一致。然而，随着待印刷物之间的本身尺寸误差，待印刷物的边缘位置可能不固定。因此，在这样的印刷过程中，准确地定位边缘位置为一重要课题。

现有的边缘侦测的技术概念如图1所示，边缘侦测系统120包含有发光元件122用以发射出光线，以及光感测器124用以接收所发射出的光线，进而产生感测信号。边缘侦测系统120用以对一待印刷物列10上的多个待印刷物12进行边缘侦测，待印刷物12由一薄膜13来承载。一般来说，待印刷物12之间不连续的地方形成间隙11，间隙11即为薄膜13的一部分。由于标签12与薄膜13材质的不同，当光线打在不同位置时，光感测器124所产生的感测信号也会有所不同。当发光元件122发射出的光线直接打在薄膜13(间隙11处)上时，由于薄膜13的光穿透率较高，所以感测信号有较大的强度，反之，当发光元件122发射出的光线打在待印刷物12上时，由于光穿透率较低，故感测信号的强度则较弱，以上的差异可进一步参考图2的信号波形(a)。当中，信号波峰H处可视为间隙11的中心点位置恰巧通过感测器124的感测点P，因为间隙11的中心点位置具有最大的光穿透率，如此一来，便可定位出间隙11的中心点。

当间隙11的中心点位置决定后，便设定一信号强度的临界值TH，当信号强度低于临界值TH时，判定此时是待印刷物12通过感测点P，若信号强度高于临界值TH时，判定此时是间隙11通过感测点P。如此一来，可决定间隙11与待印刷物12之间的交会点，也就是待印刷物12的边缘A，其可作为印刷的起始参考点。举例来说，当边缘A决定以后，印刷模块可在距离左侧边缘A一定距离处开始印刷。之后，每个待印刷物12均遵循一样的规则进行连续的大量印刷。

然而，这样的技术会遇到一些特殊状况，导致边缘A的位置无法正确地被定位。请再参考图1。如果为了某些需求，每件待印刷物12的C处内均嵌有一组无线射频识别系统(Radio Frequency Identification，RFID)，此时因RFID的干扰，会导致光感测器124产生不正常的感测信号，形成如图2所示的信号波形(b)。如此一来，待印刷物12的边缘A就无法正确地侦测与定位。此外，这样的架构并不存在任何的反馈机制，因此对于噪声的免疫能力也不佳，也就是说，感测信号容易被噪声干扰，造成边缘A的位置的误判。显然，传统的边缘侦测方式有明显的缺陷存在。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种创新的方式的用于印刷装置的印刷控制方法与印刷装置，其可解决现有技术所面临的问题。

本发明的一目的在于提供一种边缘定位技术以及应用该边缘定位技术的印刷装置，其主要通过先预估间隙中心位置，接着再依据间隙宽度来定位边缘，由于本发明并不直接侦测每个位置(如：待印刷物的边缘)的感测信号强度，因此不易也受到待印刷物材质变异(如：内嵌RFID)的干扰而影响边缘定位的结果。

本发明的另一目的在于提供一种边缘定位技术以及应用该边缘定位技术的印刷装置，其包含有基于锁相回路原理所构成的噪声补偿机制，用来减少感测系统中的噪声对于感测信号的干扰，因此可解决现有技术对于噪声免疫能力较弱的问题。

为达成以上目的，本发明的一实施例提供一种用于一印刷装置的印刷控制方法，该印刷装置用以对多件待印刷物进行印刷，且所述多件待印刷物的间具有多个间隙，该方法用以决定一待印刷物的一印刷起始参考点，包含：依据一间隙参考位置与对应于单一待印刷物的平均间隔与单一间隙的平均间隔的一区间平均值来产生一间隙预测位置；计算一测量间隙位置与该间隙预测位置间的一差值；判断该差值是否大于一临界值；当该差值小于该临界值时，进行一补偿操作来产生一误差补偿值，并依据该误差补偿值来调整该间隙参考位置以更新该间隙参考位置；以及依据更新后的该间隙参考位置来更新该间隙预测位置，以决定该印刷起始参考点，控制该印刷装置对该待印刷物进行印刷。

为达成以上目的，本发明还提供了一种印刷装置，该印刷装置用以对多件待印刷物进行印刷，且所述多件待印刷物之间具有多个间隙，包含：一印刷模块、一感测模块以及一印刷控制模块。该印刷模块用以对所述多件待印刷物进行印刷。该感测模块用以产生一感测信号。该印刷控制模块耦接于该印刷模块与该感测模块，用以参考感测信号，决定一待印刷物的一印刷起始参考点，进而控制该印刷模块进行印刷，并且进行以下操作：依据一间隙参考位置与对应于单一待印刷物的平均间隔与单一间隙的平均间隔的一区间平均值来产生一间隙预测位置；计算一测量间隙位置与该间隙预测位置间的一差值；判断是否该差值大于一临界值；当该差值小于该临界值时，进行一补偿操作来产生一误差补偿值，并依据该误差补偿值来调整该间隙参考位置以更新该间隙参考位置；以及依据更新后的该间隙参考位置来更新该间隙预测位置，以决定该印刷起始参考点，控制该印刷装置对该待印刷物进行印刷。

附图说明

图1为现有边缘侦测方法的示意图。

图2为现有边缘侦测方法所产生的感测信号。

图3为本发明印刷装置的一实施例的示意图。

图4为本发明印刷控制方法的一实施例的流程图。

图5为本发明补偿模块的一功能方块示意图。

其中，附图标记说明如下：

10、350：待印刷物列

11、G1～G3：间隙

12、M1～M4：待印刷物

13、351：薄膜

120：边缘侦测系统

310：感测模块

311、122：发光元件

312、124：光感测器

320：印刷模块

330：印刷控制模块

401～410：步骤

512～518：电路

具体实施方式

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

请先参考图3，其为本发明印刷装置的一实施例的示意图。如图所示，本发明的印刷装置300包含有感测模块310，其由一发光元件311与一光感测元件312所组成，一印刷模块320以及印刷控制模块330。其中，印刷控制模块330基于本发明的方法来控制印刷模块320，从而对包含有多件被印刷物M1～M4的待印刷物列350逐一进行印刷。待印刷物列350由一薄膜351与待印刷物M1～M4所组成，待印刷物M1～M4附着于薄膜351上，且待印刷物M1～M4两两之间具有间隙G1～G3。当光穿透率较低的待印刷物M1～M4通过感测模块310时，感测信号的强度较弱，而当光穿透率较高的间隙M1～M4通过感测模块310时，则感测信号的强度相对强。为了使得印刷模块320能正确地将待印刷内容正确地且一致地印制于待印刷物M1～M4上，故需经由印刷控制模块330提供准确的印刷起始参考点，也就是待印刷物M1～M4的边缘A的位置给印刷模块320。由于传统的边缘侦测存在诸多缺陷，本发明遂改由预测间隙中心点X的位置，接着再决定边缘A的位置。其中，边缘A的位置可由间隙中心点的位置Xi再加上一半的间隙宽度(1/2*W_Gi)所得。请注意，图示中待印刷物的数量与间隙的数量并非本发明的限制，其中的特定数目仅作说明之用。

之后，每件待印刷物的边缘A的位置都通过一样的方式来进行定位。因此，必须先从前一间隙中心点位置Xi来预测后一间隙中心点位置X(i+1)。当中，后续的间隙中心点位置与先前的间隙中心点位置有以下的关系：

P(i+1)＝P(i)+N+W_G(i+1)+W_M(i+1)

其中，P(i)为目前间隙中心点位置；P(i+1)为后一间隙中心点位置；W_Gi为间隙规格宽度；W_Mi被印刷物规格宽度；N代表噪声所造成的误差。

理想上，N应当趋近于零，且W_Gi与W_Mi应当一致。但由于印刷装置300中很多原因会造成噪声来干扰感测信号，且被印刷物M1～M4与间隙G1～G3之间也有规格上的误差。所以后续间隙中心点位置的定位存在诸多变数。其中，W_Gi与W_Mi的规格误差可通过取平均值来降低，也就是通过感测模块310来侦测实际上间隙宽度与被印刷物宽度(通过感测信号来判断)，与间隙规格宽度与被印刷物规格宽度进行平均，来降低规格差异所导致的误差影响。但N则需要通过另外的方式来抑制。由于噪声一般为随机且具有不确定性，故本发明利用锁相回路的概念来抑制噪声，详细的方式请参考图4的说明。

请注意，以下所指的间隙位置可能指相对于间隙中心点的一相对位置，但不一定是间隙的绝对中心位置。

请同时参考图3与图4，图4为本发明方法的一实施例的流程图。首先，本发明流程开始于步骤401，得到一间隙位置(如X1)，其可能由感测模块310所产生的一感测信号的波峰来决定。接着，进入步骤402，于此步骤中，会产生一间隙预测位置(如PX2)，当第一次进入此步骤时，该间隙预测位置由一区间平均值与步骤401中所得的间隙位置所产生，其中，区间平均值为单一间隙规格宽度与单一待印刷物的规格宽度之和，也就是理论上的W_Gi与W_Mi的和。当之后再次进入步骤402时，则间隙预测位置由一间隙参考位置与该区间平均值所决定，关于间隙参考位置的说明请见后叙。当该间隙预测位置决定后，印刷装置300便会进行下一待印刷物M2的印刷(其中，会参考间隙预测位置PX2与一半的间隙宽度(1/2*W_G2)来得到印刷起始参考点)，印刷结束之后，下一间隙G2便会通过感测系统310，此时感测系统310所产生的感测信号的波峰可用来决定实际上的一测量间隙位置(如X2)(步骤403)。之后，流程进入步骤404，计算该测量间隙位置与该间隙预测位置(PX2)之间的一差值，此差值可以用以判断究竟本发明机制目前所预测的该间隙预测位置(PX2)是否准确，是否需要修正。于是，流程进入步骤405，判断是否该差值大于一临界值。

当步骤405判断的结果为是，则会进入流程左半部的回圈，此时代表目前所预测的该间隙预测位置(PX2)与该测量间隙位置(X2)有相当大的误差，造成此误差的原因之一为待列印物M2卡在印刷模块320的印刷机构中。因此，在异常排除之前，本发明并不会启动噪声抑制的机制，因为此时的误差并非由噪声所造成。在这个回圈的第一个步骤，步骤406中，会更新该区间平均值，用来产生新的间隙预测位置，更新该区间平均值的原理类似于移动平均的概念，会将下一被印刷物M2所对应的宽度W_M2与下一间隙G2所对应的宽度W_G2加入于该区间平均值的计算(以上的值可由感测信号的波形来判断)，也即，与规格宽度W_Gi与W_Mi进行平均，进而更新该区间平均值。之后需再对后续的待印刷物的边缘进行定位时以至于再次进入此步骤，会利用再下一被印刷物M3所对应的宽度W_M3与再下一间隙G3所对应的宽度W_G3来更新该区间平均值，以此类推。之后，流程进入步骤407，重设补偿操作所用的参数，关于此步骤的细节将于之后再说明。最后，进入步骤408，利用该测量间隙位置来作为该间隙参考位置，故当流程回到步骤402时，则此时产生该间隙预测位置的方式将会转变成由该间隙参考值与该区间平均值所的加总产生。由以上的说明可知，当流程通过步骤406～408，以及回到步骤402来再次产生该间隙预测位置，以得到关于再下一间隙G3的间隙位置的过程中，是没有任何机制可抑制噪声的，原因在于此的异常现象对于本发明机制的干扰过大，故进行噪声抑制的意义不大。

若步骤405判断的结果为否，则会进入流程右半部的回圈，此时代表目前流程中所预测的该间隙预测位置(PX2)与实际的该测量间隙位置(X2)的误差不大，故可进一步通过本发明中基于锁相回路所设计的补偿机制来抑制噪声以及补偿待印刷物以及间隙本身的规格误差，其中，虽然移动平均值的方式已将实际待印刷物宽度以及实际间隙宽度与规格值进一步平均，可于某种程度上降低规格误差，但是当取样数不够时，平均值的效果有限，所以基于锁相回路机制所为的补偿机制仍可降低规格误差。右半部回圈的第一个步骤409的原理与操作相似于先前提及的步骤406中，故在此不另做赘述。之后，进入步骤410，将会进行一补偿操作，关于本发明此项操作的细节请参考第5图所示的功能方块图。如图所示，用以进行补偿操作的补偿模块500包含有差值电路512、滤波电路514、积分电路516以及补偿电路518。首先，差值电路512可计算测量间隙位置(Xi)与间隙预测位置(PXi)间的一差值；滤波电路514对该差值进行滤波处理以产生一滤波处理结果。积分电路516对该滤波处理结果进行积分处理以产生一误差补偿值，如此所述，由于噪声具有随机性，积分电路516对于差值长时间积分的结果将可使得这些随机的噪声相互抵销。最后，补偿电路518依据该误差补偿值来调整该间隙参考位置(CXi)以更新该间隙参考位置(CXi+1)。应当注意的是，尽管以上说明中，补偿模块500由硬件电路的方式来实施，然而于本案其它实施例中，补偿模块500中的各个电路也可以采用软件的方式来实施。另外，补偿模块500可能包含于印刷控制模块330之中。

以上补偿操作最后的结果可用来补偿该间隙参考位置，进而减少该间隙预测位置(Pxi)与该测量间隙位置(Xi)之间的差值。换言之，可以补偿待印刷物以及间隙本身规格误差，也可以抑制噪声。如此一来，当流程进入右半部回圈数次之后，往后的该间隙预测位置将会越来越准确。然而，一旦当异常发生时，导致流程又跳入左半部的回圈，此时先前于补偿操作中所累积的结果已无意义(如积分电路516的积分结果，积分电路516与滤波电路514的参数)，故会重设补偿模块中用的参数(步骤407)。

于本发明的另一实施例中，为了避免进入左半部回圈的原因为噪声而非印刷装置的功能异常，于该实施例中步骤408并不会直接将该测量间隙位置做为该间隙参考位置，而会以该测量间隙位置与一预定补偿量之和，来更新该间隙参考位置。如此的目的再于使系统中的噪声更容易收敛，并于使后续的流程容易回到右半部回圈，继续进行噪声抑制。

综上所述，本发明边缘定位机制中通过补偿操作以及藉由间隙位置的预测来定位边缘，因此可解决现有边缘侦测技术中的所有问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (16)

1.一种用于印刷装置的印刷控制方法，该印刷装置用以对多件待印刷物进行印刷，且所述多件待印刷物之间具有多个间隙，该方法用以决定一待印刷物的一印刷起始参考点，包含：

依据一间隙参考位置与对应于单一待印刷物的平均间隔与单一间隙的平均间隔的一区间平均值来产生一间隙预测位置；

计算一测量间隙位置与该间隙预测位置间的一差值；

判断该差值是否大于一临界值；

当该差值小于该临界值时，进行一补偿操作来产生一误差补偿值，并依据该误差补偿值来调整该间隙参考位置以更新该间隙参考位置；以及

依据更新后的该间隙参考位置来更新该间隙预测位置，以决定该印刷起始参考点，控制该印刷装置对该待印刷物进行印刷。

2.如权利要求1所述的印刷控制方法，其中进行该补偿操作来产生该误差补偿值的步骤包含：

对该差值进行滤波处理以产生一滤波处理结果；以及

对该滤波处理结果进行积分处理以产生该误差补偿值。

3.如权利要求1所述的印刷控制方法，另包含：

当该差值小于该临界值时，依据一特定待印刷物的宽度与一特定间隙的宽度，来更新该区间平均值。

4.如权利要求3所述的印刷控制方法，其中该特定待印刷物位于该待印刷物之前，该间隙参考位置对应于所述多个间隙中的一第一间隙的中心点位置，以及该特定间隙为所述多个间隙中的一第二间隙，且该第一间隙与该第二间隙为邻近间隙，并位于该特定待印刷物的两侧。

5.如权利要求1所述的印刷控制方法，另包含：

当该差值大于该临界值时，依据至少该测量间隙位置来更新该间隙参考位置。

6.如权利要求5所述的印刷控制方法，其中依据至少该测量间隙位置来更新该间隙参考位置的步骤包含：

依据该测量间隙位置与一预定补偿量之和，来更新该间隙参考位置。

7.如权利要求5所述的印刷控制方法，另包含：

当该差值大于该临界值时，依据一特定待印刷物的宽度与一特定间隙的宽度，来更新该区间平均值。

8.如权利要求7所述的印刷控制方法，其中该特定待印刷物位于该待印刷物之前，该间隙参考位置对应于所述多个间隙中的一第一间隙的中心点位置，以及该特定间隙为所述多个间隙中的一第二间隙，且该第一间隙与该第二间隙为邻近间隙，并位于该特定待印刷物的两侧。

9.一种印刷装置，用以对多件待印刷物进行印刷，且所述多个待印刷物的间具有多个间隙，包含：

一印刷模块，用以对所述多件待印刷物进行印刷；

一感测模块，用以产生一感测信号；以及

一印刷控制模块，耦接于该印刷模块与该感测模块，用以参考感测信号，决定一待印刷物的一印刷起始参考点，进而控制该印刷模块进行印刷，进行以下操作：

依据一间隙参考位置与对应于单一待印刷物的平均间隔与单一间隙的平均间隔的一区间平均值来产生一间隙预测位置；

计算一测量间隙位置与该间隙预测位置间的一差值；

判断是否该差值大于一临界值；

当该差值小于该临界值时，进行一补偿操作来产生一误差补偿值，并依据该误差补偿值来调整该间隙参考位置以更新该间隙参考位置；以及

依据更新后的该间隙参考位置来更新该间隙预测位置，以决定该印刷起始参考点，控制该印刷装置对该待印刷物进行印刷。

10.如权利要求9所述的印刷装置，其中该印刷控制模块包含有一补偿模块，该补偿模块包含：

一差值电路，用以计算该测量间隙位置与该间隙预测位置间的该差值；

一滤波电路，耦接于该差值电路，用以对该差值进行滤波处理以产生一滤波处理结果；

一积分电路，耦接于该滤波电路，用以对该滤波处理结果进行积分处理以产生该误差补偿值；以及

一补偿电路，耦接于该积分电路，用以利用该误差补偿值来补偿该间隙参考位置，以更新该间隙参考位置。

11.如权利要求9所述的印刷装置，其中该印刷控制模块当该差值小于该临界值时，依据一特定待印刷物的宽度与一特定间隙的宽度，来更新该区间平均值。

12.如权利要求11所述的印刷装置，其中该特定待印刷物位于该待印刷物的前，该间隙参考位置对应于所述多个间隙中的一第一间隙的中心点位置，以及该特定间隙为所述多个间隙中的一第二间隙，且该第一间隙与该第二间隙为邻近间隙，并位于该特定待印刷物的两侧。

13.如权利要求9所述的印刷装置，其中当该差值大于该临界值时，该印刷控制模块依据至少该测量间隙位置来更新该间隙参考位置。

14.如权利要求13所述的印刷装置，其中该印刷控制模块依据该测量间隙位置与一预定补偿量的和，来更新该间隙参考位置。

15.如权利要求13所述的印刷装置，其中该印刷控制模块当该差值大于该临界值时，依据一特定待印刷物的宽度与一特定间隙的宽度，来更新该区间平均值。

16.如权利要求9所述的印刷装置，其中该特定待印刷物位于该待印刷物的前，该间隙参考位置对应于所述多个间隙中的一第一间隙的中心点位置，以及该特定间隙为所述多个间隙中的一第二间隙，且该第一间隙与该第二间隙为邻近间隙，并位于该特定待印刷物的两侧。

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