CN1069407C - 喷墨打印机的原位传感器件及使用该器件的原位传感方法 - Google Patents

Abstract

一种能缩短检测原位所耗时间的原位传感器件和方法。原位传感器件包括在其中安装有一记录头，沿水平方向移动的一底座；沿底座的移动方向，以恒定间隔互相分开，并在底座中突出形成的两个传感肋；在底座的移动路径的一侧端面设置，从而与传感肋相对应的一主传感器；用于移动底座的底座驱动器；和用于按主传感器的传感状态，经底座驱动器，沿水平向把底座移向两个传感肋，从而检测原位的一控制器。

Description

喷墨打印机的原位传感器件及使用该器件的原位传感方法

本发明涉及需位置控制的器件，更具体地说，是涉及一种用于检测作为基准位的原位的器件，及其方法。

通常，需位置控制的器件须设一个基准位，并对由基准位要求的移动距离进行控制操作。这种器件的实例为使用点阵记录系统或油墨喷射记录系统的打印机，以及标绘器。更具体地说，一种用于实施打印操作的打印机，在一记录头沿水平方向移动时，为完成准确的打印操作，应设置基准位。例如，油墨喷射打印机中心的记录头装在由底座电动机驱动的一底座中，并随底座移动。在打印机电源接通时，一控制器使在一预置初始位的记录头实施初始操作。通常，预置初始位称为原位，在对底座移动进行控制时，原位成为一基准位。

图1显示一典型的油墨喷射打印机中一底座机构的外型。在此，经一传动轴14可移动地设置一底座12，该传动轴具有沿水平方向延伸的两端，并固定安装于一框架10中。在其上面安装一油墨盒16的底座12，由一底座电动机(未显示)驱动，并沿传动轴14水平移动。在一般的油墨喷射打印机中，油墨盒16具有带一记录头的综合型的一油墨容器，并可与任一新的油墨盒交换。因此，与底座12的移动一致，油墨盒16沿着底座12水平移动，以能达到打印操作的目的。此时，在底座12的一移动路径的一侧端面上设置有例如，如图2A和2B所示的一主传感器20，在底座12底面的一角上设置有突出与在传感器20相对应的一传感肋18。传感肋18为平板型，从底座12的底面向下延伸。图2A和2B为透视图，显示传感肋18和主传感器20之间的操作关系，其中图2A显示传感肋18偏离主传感器20的状态，而图2B显示传感肋18穿过主传感器20的一发光部分22和一光接收部分24的状态。在此，主传感器20使用由发光部分22和光接收部分24组成的一光传感器。然而在这种情况，可用接触传感器取代光传感器。通常，主传感器设置于底座12的移动路径中的最左或最右的部分上。

在此状态下，在底座12沿着左或右方向移动时，并在传感肋18偏离如图2A所示的主传感器20的情况下，从发光部分22发出的光已到达光接收部分24。另一方面，在传感肋18于主传感器20中的发光部分22和光接收部分24之间穿过的情况下，在其间的一光路径被传感肋18切断。在下列说明中假设为，在从发光部分22发出的光到达了光接收部分24时，主传感器20“断开”，而在发光部分22和光接收部分24之间的光路径被传感肋18切断时，主传感器20“导通”。

因此，主传感器20“导通”或“断开”视底座12的位置而定。打印机的控制器检查主传感器20的传感状态，以确定底座12现时是否处于原位。此时，经初始操作，在主传感器20“导通”的情况下，控制器确定底座12已处于原位，因而实施初始操作。相反，在主传感器20“断开”的情况下，控制器确定底座12未处于原位。在此情况下，由于除打机发生故障外，底座12必须沿相对原位的方向设置，控制器使底座12沿原位方向移动，不断地检查主传感器20的传感状态。因此，当底座12到达原位时，主传感器20由传感肋18“导通”，以使控制器实施初始操作。原位方向表示朝主传感器20配置的方向，而相对原位的反方向表示相对主传感器20配置的反方向。

此时，底座12以比打印移动速度较低的速度移动。在此情况下，由于与移动的底座相比电动机经较高速度移动底座电动机会产生很大的噪音，而因为低速控制，耗电量因消耗过电流而增大。在底座紧靠原位的情况下。检测原位所耗的时间极短，从而不会造成严重的问题。然而，在底座远离原位的情况下，检测原位所耗的时间极长。这导致噪音和耗电量的增大。

与此同时，当在油墨喷射打印机中将用过的油墨盒更换为新的油墨盒时，用户可操作打印机，而不用安装新的油墨盒。这时，就有一个问题，即尽管安装油墨盒，打印机中相应的组件也实施记录操作。为解决这问题，在打印机中设置一辅助探测针，以便探测在油墨盒中是否存有油墨或供有一记录头。因此，为了探测记录头是否安装，辅助的探测针具必需的。

因此本发明的一个目的是提供能缩短检测原位所耗时间的一种改进的原位传感器件和方法。

本发明的另一个目的是提供能减小为检测原位而移动一个底座时所造成的噪音的一种原位传感器和方法。

本发明的又一目的是提供能减小为检测原位而移动一个底座时的耗电量的一种原位传感器件和方法。

本发明的再一个目的是提供在检测原位时，能探测在打印机中是否安装有一记录头的一种原位传感器件和方法。

为了达到这些和其它的目的，本发明提供一种原位传感器件，其中，两个传感肋沿着一底座的移动方向以恒定间隔互相分开，并在底座中突出形成，而一个单一的主传感器设置在底座移动路径的一侧端面，从而与传感肋相对应，按传感肋的传感状态，沿水平方向移动底座，并检测原位。

此外，本发明提供一种原位的传感器件，其中，两个传感肋沿着底座的移动方向，以恒定间隔互相分开，并在一记录头中突出形成，而一个单一的主传感器设置在底座移动路径的一侧端面，从而与传感肋相对应，按传感肋的传感情况，沿水平方向移动底座，同时既探测是否安装记录头，又检测原位。

当经参照认为是结合附图的下列详细说明，本发明被更好地理解时，对本发明较完整的理解和许多伴随的优点是显然的，其中：

图1显示一典型的油墨喷射打印机中一底座装置的外形；

图2A和2B是显示图1中传感肋和主传感器之间操作关系的透视图；

图3是显示根据本发明原理构成的传感肋和主传感器之间操作关系的透视图；

图4是显示一典型的油墨喷射打印机电路的方框图；

图5是显示根据本发明的检测原位控制操作的流程图；

图6A至9D是显示根据本发明，按底座位置，在传感肋和主传感器之间的操作情况图。

现参照图3，取代传统技术中如图1所示的一部单一的传感肋18的两个传感肋18a和18b沿着一底座12的移动方向，以恒定间隔互相分开，并在底座12上突出形成。在本发明中，例如，在底座12的两角，配置两个传感肋18a和18b。主传感器20的数量是一个，如同与现有技术中相同方式的主传感器数量。在底座12的移动路径的一侧端面，设置一个单一的主传感器20，从而与传感肋18a和18b相对应。

在底座12移动，以便传感肋18a和18b中的一传感肋被主传感器20所检测后，底座12进一步移动，然后基准传感肋18b被主传感器20所检测，从而检测原位。

为解释方便起见，将参照图4，说明传感18a、18b和主传感肋20应用于检测原位的一个实施例。在一典型的油墨喷射打印机中，一个中央处理单元(以下称CPU)400执行贮存在只读存储器(ROM)404中的程序，控制打印机经输入/输出接口电路402的全部部件。CP7U400执行存储于ROM404中的程序和各种原始资料，并根据CPU400操作情况，把资料暂时存入随机存取存储器(RAM)406。输入/输出接口电路402连系CPU400和输入/输出器件，即，一传感电路408、一操作板410、电动机驱动器412、416和一主驱动器402之间的信号。，传感电路408由一主传感器和用于检测打印机每一器件操作情况、进出纸情况、油墨量的各种传感器组成。经输入/输出接口电路402，向CPU400提供每一传感器的传感状态。操作板400由各个用于输入各种指令的键和用于通过CPU400的控制显示各种状态的一显示器组成。电动机驱动器412用来驱动由CPU400控制的一底座输送电动机414。底座输送电动机414能使底座12沿水平方向移动。电动机驱动器416用来驱动由CPU400控制的一送纸电动机418。送纸电动机418能使可打印的材料，比如：纸，得以输送。主驱动器420驱动由CPU400控制的装有油墨盒16的一记录头422，把图象记录在可打印材料上。记录头422有多个喷管，由主驱动器420驱动，以通过喷管分散油墨从而把图象记录在可打印材料上。

如图4所示的油墨喷射打印机将参照图5说明应用传感肋18a、18b和主传感器20以检测原位的一实施例。

在打印机电源“接通”时，CPU400在步骤500，检查从传感电路408来的主传感器20的传感状态。此时，两个传感肋18a和18b，根据打印机电源“接通”的底座12的位置，而处于如图6A至9D所示的四种状态之一。图6A和7A显示两个传感肋18a和18b中一个传感肋被主传感器20所检测的实例。在图6A中，检测到传感肋18a，但在图7A中，检测到传感肋18b。图8A和9A显示两个传感肋18a和18b均未受主传感器20所检测的实例。在图8A中，主传感器20配置在传感肋18a和18b之间，而在图9A中，传感肋18a和18b均与主传感器20偏离。当然，在图6A至9D中，与主传感器20有关的传感肋18a和18b的位置确定会被垂直移动，但主传感器20的传感状态与上述相同。

如图6A至9D所示，在底座12处于原位的情况下，两个传感肋18a和18b中仅有一个传感肋作为一基准传感肋而被主传感器20所检测。在下列说明中，假设传感肋18b作为基准传感肋。而且，假设两个传感肋18a和18b中的一个传感肋被主传感器20所检测，即，在主传感器20的发光部分22和光接收部分24之间切断时，主传感器“导通”的状态限定为“主传感状态”。

在上述状态下，如图6A和7A所示，在步骤500，达到主传感状态的情况下，CPU400在步骤502，经电动机驱动器412，驱动底座电动机414，沿相反于原位的方向，以低速移动底座12一预定第一距离“X”，然后，在步骤504，检查是否达到主传感状态。此时，如果先前的主传感状态与图6A的主传感状态相对应，可达到如图6B所示的主传感状态。相反，如果先前的主传感状态与图7A的主传感状态相对应，就不会达到如图7B的主传感状态。所设定的第一距离“X”与两个传感肋18a和18b的横向宽度的中心轴之间的距离相等。然而，第一距离“X”可作不同的设定，而不脱离本发明的范围。

在步骤504，达到主传感状态。此后，CPU400终止原位传感操作，而一般地实施初始操作。

另一方面，如在步骤504，未达到主传感状态的情况下，CPU400经电动机驱动器412，驱动底座电动机414，并在步骤524，沿原位方向，以低速移动底座12。而且，在步骤526,CPU400连续两次检查是否达到主传感状态。因而依照图7B、图7C和图7D状态的顺序，改变传感肋18a、18b和主传感器20之间的关系，基准传感肋18b被主传感器20所检测，即，达到主传感状态。此后，CPU400终止原位传感操作，而特有地实施初始操作。

因此，如图6A和7A所示，在传感肋18a和18b中的一个传感肋被主传感器20所检测的情况下，底座12在第一距离“X”内沿相反于原位的方向和沿原位方向，以低速连续移动，因而使基准传感肋18b被主传感器20所检测。

同时，在步骤500，如8A和9A所示，在检查出图未达到主传感状态的情况下，CPU400则在步骤508至512，经电动机驱动器412驱动底座电动机414，并沿原位的方向，以低速移动底座12一预定的第二距离“2X”，然后检查是否主传感状态“导通”。此时，如果先前的主传感状态与图8A的主传感状态相对应，在底座12移动一第二距离“2X”前，如图8B所示，可达到主传感状态。相反，如果先前的主传感状态与图9A的主传感状态相对应，在底座12移动一第二距离“2X”后，不会达到如图9B中所示的主传感状态。所设定的第二距离“2X”比第一距离“X”长一倍。然而，与第一距离“X”相同的方式，第二距离“2X”可作不同的设定，而不脱离本发明的范围。

在步骤508至512，在底座12完成至第二距离“2X”的移动前，达到主传感状态时，CPU400经电动机驱动器412，驱动底座电动机414，而在步骤522，沿与原位相反的方向，以低速移动底座12—第二距离“2X”。然后，CPU400沿原位方向，以低速移动底座12时，两次检查是否达到主传感状态，此时，因为按图8C、图8D和图8E的顺序，改变传感肋18a、18b和主传感器20之间的关系，基准传感肋18b被主传感器20所检测，即，达到主传感状态。此后，CPU400终止原位传感操作，而特有地实施初始操作。

因此，如图8A所示，在传感肋18a和18b未被主传感器20所检测的情况下，底座12在第二距离“2X”内，沿原位方向，以低速移动。因而，在检测到传感肋18b时。底座12沿与原位相反的方向，以低速移动一第二距离“2X”，从而使基准传感肋18b被主传感器20所检测。

另一方面，底座12完成至如图9B所示的第二距离“2X”的移动后，在步骤508至512，未达到主传感状态时，CPU400经电动机驱动器412，驱动底座电动机414，而在步骤514，沿原位方向，以高速移动底座12，从而在步骤516，检查是否达到主传感状态。当图9B的状态转变到图9C的状态时，即，达到主传感状态时，在步骤520，CPU400检查是否达到主传感状态，而在步骤518，沿原位方向，以低速移动底座12。此时，传感肋18a、18b和主传感器20之间的关系依图9B、图9C和图9D的顺序改变，基准传感肋18b被主传感器20所检测，即，达到主传感状态。此后，CPU400终止原位传感操作，而特有地实施初始操作。

因此，如图9A所示，在传感肋18a和18b未被主传感器20所检测的情况下，底座12沿原位至第二距离“2X”的方向，以低速速移动。因而，传感肋18a未受检测时，CPU400沿原位方向，以高速移动底座12，直至传感肋18a受检测。然后，CPU400沿原位方向，以低速移动底座12，从而使基准传感肋18b被主传感器20所检测。

如上述装置中所述的低速移动表示底座12以比实际打印移动速度较低的速度移动的状态，而高速移动表示底座12以比实际打印移动速度较高的速度移动的状态。

因此，在现有技术中，不管底座12的位置的先前状态，底座12以低速移动，从而探测原位，但在本发明中，按底座12的位置，底座12仅仅在极短的时间间隔过程中，以低速移动，从而减少检测原位所需的时间，因此，能减少从电源“接通”瞬时至初始操作的时间消耗量。另外，能减少由于底座在原位移动而造成的噪音和耗电量。

同时，如以上提到的，传感肋18a和18b能设置于记录头422中，以取代油墨喷射打印机的底座12，以便能操作记录头422，与主传感器20相配合。在此状态中，在记录头422未安装于底座12的情况下，底座12移动，但传感肋18a和18b未受主传感器20所检测。因此，如果底座口在所有可移动的间隔移动，但传感肋18a和18b被主传感器20所检测，CPU400则确定记录头422未安装。即，直至底座12在步骤514至516，沿原位方向完全移动时，主传感器20才“导通”，CPU400确定记录头422未安装。

因此，所传感肋18a和18b既用于探测记录头422是否安装于打印机，又用于检测原位，而不须对记录头422附加一个辅助的探测装置。

如上所述，本发明提供能缩短检测原位所耗时间，并能减少为检测原位而移动一底座时，所造成噪音的一种主传感器件和方法。此外，本发明提供能减少为检测一原位而移动一底座时的耗电量，并能探测记录头是否安装于打印机，而不须对记录头附加一辅助的探测装置的一种原位传感器件和方法。

参照几个具体实施例已说明了本发明，说明书举例说明本发明，不能认为是限制本发明。尤其是，本发明设定了传感肋18b为基准传感肋，但传感肋18a亦可如此设定。而且，本发明在油墨喷射打印机中体现出来，但也可在需要原位传感操作的点阵打印机或标绘机中体现出来。对熟悉本领域的技术人同来说，可进行不同的改进，而不脱离所附的权利要求书限定的本发明的真正精神实质和范围。

Claims (19)

1．一种用于喷墨打印机的原位传感器件，包括：

一底座，其中安装有一记录头，并可沿水平方向移动；

两个传感肋沿所述的底座的移动方向，以恒定的间隔互相分开，并在所述的底座中突出形成；

一主传感器，设在所述的底座的一移动路径的一侧端面，从而与所述的传感肋相对应；和

用于移动所述底座的底座驱动装置；

其特征在于，

控制装置，用于按所述主传感器的传感状态，经所述的底座驱动装置，沿水平方向把所述的底座移向所述的两个传感肋，从而检测原位；

在所述底座处于初始状态中的原位的情况下，设定的所述的两个传感肋，使得所述的两个传感肋中的一个传感肋起基准传感肋的作用，并由所述的主传感器所检测。

2．如权利要求1所限定的器件，其特征在于，所述控制装置移动所述的底座，使所述的两个传感肋中的一个的感肋能被所述主传感器所检测，然后，再移动所述的底座，使所述的基准传感肋能被所述主传感器所检测，从而检测原位。

3．如权利要求2所限定的器件，其特征在于，在初始状态中的所述的两个传感肋中的一个传感被所述主传感器所检测的情况下，所述控制装置在预定的第一距离内，沿相反于原位的方向和沿原位的方向，以低速连续移动所述底座，所述的基准传感肋能被所述主传感器所检测，从而检测原位。

4．如权利要求3所限定的器件，其特征在于，在初始状态中的所述以两个传感肋均未被主传感器所检测的情况下，所述控制装置在预定的第二距离内，沿所述原位方向，以低速移动所述的底座，而在检测所述的传感肋时，于所述的预定的第二距离，沿与所述的原位相反的方向，以低速移动所述的底座后，沿所述的原位方向，以低速移动所述的底座，使所述的基准传感肋能被所述的主传感器所检测，从而检测原位。

5．如权利要求4所限定的器件，其特征在于，在直至所述的底座向所述的预定的第二位置，以低速完成移动时，所述的两个传感肋才被所述的主传感器所检测的情况下，所述的控制装置沿所述的原位方向以高速移动所述的底座，直至所述的传感肋中一个传感肋受检测，然后沿所述的原位方向，以低速移动所述的底座，使所述的基准传感肋能被所述的主传感器所检测，从而检测原位。

6．如权利要求3至5中任一项权利要求所限定的器件，其特征在于，所述第一距离被设定为与所述的两个传感肋横向宽度的中心轴之间的距巨离相等。

7．如权利要求6所限定的器件，其特征在于，所述的第二距离设定为比所述的第一距离长一倍。

8．一种用于喷墨打印机的原位传感器件，其特征在于，包括：

一底座，其中安装有一记录头，并可沿水平方向移动；

两个传感肋沿所述的记录头的移动方向，以恒定的间隔互相分开，并在所述的记录头中突出形成；

一主传感器设在所述的底座的一移动路径的一侧端面，从而与所述的传感肋相对应；

用于移动底座的底座驱动装置；以及

控制装置，用于按所述的主传感器的传感状态，经底座驱动装置，沿水平方向把所述底座移向所述的两个传感肋，从而检测原位，并同时检测所述记录头是否安装。

9．如权利要求8所限定的器件，其特征在于，在所述底座处于初始状态中原位的情况下，设定的所述的两个传感肋，使所述的两个传感肋中的一个传感肋起基准传感肋的作用，并被所述的主传感器所检测。

10．如权利要求9所限定的器件，其特征在于，所述的控制装置移动所述的底座，使所述的两个传感肋中的一个传感肋被所述主传感器所检测，然后继续移动所述底座，使所述的基准传感肋能被所述的主传感器所检测，从而检测原位。

11．如权利要求10所限定的器件，其特征在于，在初始状态中所述的两个传感肋中的一个传感肋已被主传感器所检测的情况下，所述控制装置在预定的第一距离内，沿相反于原位的方向和沿原位的方向，以低速连续移动所述的底座，使所述基准传感肋能被所述主传感器所检测，从而检测原位。

12．如权利要求11所限定的器件，其特征在于，在初始状态中所述的两个传感肋未被所述主传感器所检测的情况下，所述的控制装置在预定的第二距离内，沿所述原位方向，以低速移动所述底座，而当检测到所述传感肋时，在所述的预定第二距离内，沿相反于所述原位方向，以低速移动所述的底座后，沿所述原位方向，以低速移动所述的底座，所述基准传感肋能被所述的主传感器所检测，从而检测原位。

13．如权利要求12所限定的器件，其特征在于，在直至所述的底座向所述的预定的第二距离，以低速完成移动时，所述的两个传感肋才被所述的主传感器所检测的情况下，所述的控制装置沿所述的原位方向，以高速移动所述的底座，直至所述两个传感肋中的一个传感肋被检测，然后，向所述的原始方向，以低速移动所述的底座，使所述的基准传感肋能被所述的主传感器所检测，从而检测原位。

14．如权利要求13所限定的器件，其特征在于，在所述的两个传感肋未被所述主传感器所检测的情况下，所述的控制装置沿所述的原位方向，完成所述底座的移动，至此，如果所述的传感肋未被所述主传感器所检测，所述的控制装置确定所述的记录头未被安装。

15．如权利要求11至14中任一权利要求所限定的器件，其特征在于，所述的第一距离设定为与所述的两个传感肋横向宽度的中心轴之间的距离相等。

16．如权利要求15所限定的器件，其特征在于，所述的第二距离设定为比所述的第一距离长一倍。

17．一种用于喷墨打印机的原位传感方法，这种打印机具有沿一底座的移动方向，以恒定间隔互相分开，并在所述的底座中突出形成的两个传感肋，和在所述底座的移动路径的一侧端面设置的一主传感器，从而与所述的两个传感肋相对应，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

(a)检查所述的两个传感肋中一个传感肋是否被所述主传感器所检测，从而达到主传感状态；

(b)在所述步骤(a)中，在有一个传感肋已被检测的情况下，沿相反于所述原位的方向，在一预定的第一距离内，以低速移动所述底座，并检查是否达到所述的主传感状态；

(c)在所述步骤(b)中已达到所述主传感状态的情况下，沿所述原位的方向，在所述预定的第一距离内，以低速移动所述的底座，并完成原位的检测操作；

(d)在所述的步骤(b)中未达到所述主传感状态的情况下，沿所述原位的方向，以低速移动所述的底座，而在连续两次达到所述的主传感状态时，完成所述原位的检测操作；

(e)在所述的步骤(a)中未检测到一个传感肋的情况下，沿所述原位的方向，在一预定的第二距离内，以低速移动所述底座，并检查是否达到所述的主传感状态；

(f)在所述步骤(e)中已达到所述的主传感状态的情况下，沿相反于所述原位的方向，在所述预定的第二距离内，以低速移动所述底座，然后沿所述原位的方向，以低速移动所述的底座，并在连续两次达到所述的主传感状态时，完成所述原位的检测操作；

(g)在所述的步骤(e)中，即使在所述预定的第二距离内，移动了所述底座后，仍来达到所述的主传感状态的情况下，沿所述原位的方向，以高速移动所述的底座，并检查是否达到所述主传感状态；以及

(h)在所述步骤(g)中已达到所述的主传感状态的情况下，沿所述原位的方向，以低速移动所述的底座，而在达到所述主传感状态时，完成所述原位的检测操作。

18．如权利要求17所限定的方法，其特征在于，所述的第一距离设定为与所述的两个传感肋横向宽度的中心轴之间的距离相等。

19．如权利要求18所限定的方法，其特征在于，设定的所述第二距离比所述的第一距离长一倍。

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