CN1163827A - 用于自动检测纸长度的打印系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动检测所馈送的纸的长度的打印系统。该系统具有一个用于将在打印的初始阶段装入的纸传送一预置步进单位的纸驱动器、一个用于产生纸尺寸选择信息并将纸移动至所述纸驱动器的初始位置的纸馈送器。该打印系统还包括：一个纸传感器；一个控制器，用于输出纸馈送控制信号、进行打印操作、输出传送控制信号、传递打印纸、对在纸检测信号被起动的一个时间间隔中的传递步进数进行计数、计算纸长度、将该纸长度同对应于纸尺寸选择信息的纸长度进行比较并完成打印操作。

Description

用于自动检测纸长度的打 印系统及其控制方法

本发明涉及一种打印系统和控制该打印系统的方法。更具体地讲，本发明涉及一种使用步进马达控制纸的输送并在完成打印工作前自动检测馈送到其中的纸的长度的打印系统及其控制方法。

在常规的打印系统中，打印介质被输送给打印头，将输入的图像打印在打印纸上。带有驱动打印纸输送机构的步进马达的鼓式打印机或卷带式(capstan)打印机就是以上所述那种打印系统。本发明就是涉及一种卷带式打印系统。

图1是用于控制打印纸输送的一种现有技术的打印系统的方框图，在该系统中应用了卷带-驱动技术。

该打印系统包括：其上叠放打印纸张的纸盒12；输送装在纸盒12上的打印纸馈送马达14；由压纸卷筒22、输带辊18和步进马达24构成的打印纸驱动部分；带有打印纸输出马达26的打印纸张输出部分；以及通过分析来自纸盒12的打印纸选择信息来控制打印纸馈送马达14、步进马达24和打印纸输出马达26的中央处理单元(以下称为CPU)16。在图1中，参考数字20表示和输带辊18一起转动的压紧辊。

以下的描述涉及根据现有技术的打印纸输送控制操作。

具有图1所示的这种结构的现有技术的打印系统接收关于装入纸盒12中的打印纸的尺寸的信息。这种打印纸尺寸信息是由使用者通过纸盒上的打印纸选择开关输入的。安装在打印系统中的一个传感器检测打印纸尺寸信息并将该信息传输给CPU16。该传感器对本领域中的普通技术人员说来是公知的。

CPU16将来自传感器的打印纸尺寸信息存储在内部存储器中并通过响应一个开始打印的指令且根据打印纸尺寸信息计算打印纸输送距离来控制打印纸的输送。打印纸的尺寸有书信用(Letter-Sized)、A4或OA4(超A4尺寸)，还存储了有关根据打印纸的尺寸/类型的纸输送距离的CPU16的存储信息。

当在当前条件下由传感器发送出纸尺寸信息时，CPU16根据纸尺寸计算在打印过程中纸的输送距离，并控制纸馈送马达16将打印纸输送给该系统。当按照书信、A4或OA4纸尺寸调整纸盒上的纸选择器开关时，CPU16选择相应的纸输送距离“X”、“Y”或“Z”，并控制输送给该系统的打印纸的量为所选定的打印纸输送距离。因此，当完成打印纸的输送时，CPU16根据打印纸的尺寸信息在纸上择定合适的打印位置，并使打印操作开始进行。对被馈送给该系统的打印纸的量可以通过控制打印纸馈送马达14加以调节。

根据从打印纸尺寸选择器开关所获取的纸尺寸信息来调节被输送到该系统的打印纸量的现有技术的系统存在很多问题。以下将说明在其中最为有效地应用了本发明的打印系统，同时对这些问题再次加以评述。换句话讲，以下说明涉及一种应用了升华转印(sublimation printing)技术和卷带驱动技术的升华彩色打印机。此外打印纸的尺寸如下：A4-297×210mm；书信-297×216mm；以及OA4-337×243mm。图2A、2B、2C、3A、3B和3C是用于说明现有技术的纸馈送问题的附图。

图2A、2B和2C示出了纸的尺寸和纸输送距离之差。图2A描述了每一张纸的长度，而图2B示出了在打印的初始阶段OA4纸的位置。图2C描述了在纸馈送后OA4尺寸的纸以及其他打印介质的每个位置。

图3A、3B和3C示出在OA4、A4和书信诸尺寸的纸页上的图像输出。图3A描述了在正常打印操作过程中OA4、A4和书信诸尺寸的纸页的打印区域，而图3B是用于说明在升华彩色打印机中其尺寸小于纸选择信息的纸的打印区域。

现在参照图2A、2B、2C、3A、3B和3C说明现有技术的打印纸输送问题。

如果装在纸盒12中的纸的尺寸与纸盒12中所存入的纸尺寸不相符，也就是说，如果装在纸盒中的纸的实际尺寸或者小于或者大于纸盒12的纸尺寸信息，就可能出现以下问题。

如果装在纸盒12中的是书信尺寸的或A4尺寸的纸而纸盒12的纸选择器开关被调节到OA4纸尺寸，或者如果装在纸盒12中的是书信尺寸的纸而纸盒12的纸选择器开关被调节到A4纸尺寸，那么甚至在纸被输送给输带辊18和压紧辊20之后，输带辊18和压紧辊20仍然由步进马达24驱动继续转动。这就使纸的尾部滑脱出这两个辊，结果打印系统不能正常运转。

例如，当装在纸盒12上的打印纸是书信纸尺寸而纸盒12上的纸选择器开关被调整为OA4纸尺寸时，则在打印纸输送过程中打印纸不能插在输带辊18和压紧辊20之间，结果CPU16不能控制打印操作。在将A4尺寸的打印纸装在纸盒12中时也可能发生这种问题。如果相应于书信尺寸、A4尺寸和OA4尺寸的纸张的纸输送距离是269mm、287mm和327mm(这些尺寸比实际的纸长度279mm、297mm和337mm短10mm)，那么“Z”和“ X”、“Z”和“Y”和“Y”和“Z”之间的差是58mm、40mm、18mm。这样，在以上情况下，打印纸就不能到达输带辊18和夹送辊20。

在图2A、2B和2C中作了以上描述。图2A示出了书信尺寸、A4尺寸和OA4尺寸的纸页的实际长度，而图2B描述了在其间OA4尺寸的纸插在输带辊18和压紧辊20之间的馈送纸初始阶段。图2B的尺寸“Z”表示输带辊将打印纸移动的距离。图2C说明了业已被移动距离“Z”的纸的位置。如图2C所示，OA4尺寸的纸的尾部插入输带辊18和压紧辊20之间的长度约为10mm，而书信尺寸的纸和A4尺寸的纸不能插在输带辊18和压紧辊20之间，所以打印操作不能正常进行。

在这些情况下，即使通过使用某种控制装置防止打印纸滑脱出输带辊18和压紧辊20来进行正常打印，但由于每张纸都具有不同的打印尺寸，输入的图像仍然不能恰当地打印在纸上。

图3A、3B和3C示出了在上述条件下在打印操作过程中在OA4、A4尺寸和书信尺寸的纸页上所输出的图像。图3A说明在正常打印操作过程中OA4尺寸、A4尺寸和书信尺寸的纸页的打印区域，在正常操作过程中，安装在纸盒12中的打印纸与纸盒12的纸尺寸信息是一致的。

在图3A中，L1和L2是OA4和A4纸之间和OA4和书信纸之间的图像长度的差。图3B示出安装在纸盒12中的纸与纸盒12的纸尺寸的信息不一致的几种情况。在图3B的这些情况下，安装在纸盒12中的纸或者书信尺寸的或A4尺寸的，此时纸盒12的纸选择器开关调节为OA4纸尺寸，或者是装在纸盒12中的纸是书信尺寸的，此时纸盒12的纸选择器调节为A4纸尺寸。在这些情况，由于纸尺寸小于待打印的图像的尺寸，所以打印长度仅为C或D，它们都比图像的全尺寸S短。打印要延续一段距离“L1”和“L2”，结果，打印纸的尾部就不能插在输带辊18和夹送辊20之间。此时，由于纸选择器开关调节为OA4纸尺寸，所以热打印头(TPH)继续产生热。因此，由TPH所产生的热直接加到压纸卷筒22上，损坏压纸卷筒22，引起打印错误。当使用升华彩色打印时，每印一页纸都引起其彩色色带损失一定的打印用量。此外由TPH产生的热可能降低压纸卷筒22和TPH的寿命。

如果装在纸盒12中的打印纸的尺寸大于纸盒12的纸选择信息的尺寸，即，如果纸选择器开关调节为书信纸尺寸而纸盒12中的纸是OA4尺寸的纸，这将导至纸的浪费。图3C说明当在以上所述条件下进行打印操作时OA4尺寸、A4尺寸和书信尺寸的纸页的打印区域。如图3C所示，尽管可以正常地将输入图像打印在纸上，但纸的尺寸对于所输入的图像来说太大了，这引起了纸的浪费并使得不能将输入图像打印在纸的中心。用于升华彩色打印机的打印介质价格昂贵，并且其维护和修理对使用者说来也不容易。由TPH产生的热影响了TPH和输带辊的寿命，降低了打印系统的可靠性。

本发明的一个目的就是提供一种可以自动检测输送到打印系统的纸的长度的打印系统。

本发明的另一个目的是提供一种可以通过自动检测馈送给打印系统的纸的长度来完成打印操作的打印系统。

本发明还有一个目的是提供一种可以自动检测馈送给打印系统的纸的尺寸以便保护该打印机构的打印系统。

根据本发明，一个纸传感器在打印过程中在完成打印纸输送之前始终在工作，一个中央处理单元将安装在纸盒上的纸的长度与纸盒的纸尺寸信息进行比较，如果它们不匹配，中央处理单元就使打印操作停止并自动地将打印纸从打印系统中排出。这样，本发明可以增强打印系统的自我诊断功能并减少打印介质的浪费和对该系统的部件的损坏。

本发明的这些目的在于克服以上所述的当前现有系统的缺陷和不足。

为了实现上述目的，本发明提供了一种打印系统，该系统具有一个用于利用一个响应为控制纸传送的信号而预设的步骤来传送在打印的初始阶段装入的打印纸的打印纸驱动机构和一个提供纸尺寸选择信息并响应控制打印纸馈送的信号而将打印纸移动至纸驱动部分的初始位置的打印纸馈送部分。该打印系统包括：一个设置在纸驱动部分的初始位置前方的纸传感器，该传感器在打印纸被传送时被激励，而在探测到纸尾部时被解除激励；一个控制部分，该控制部分产生用于响应打印指令来控制纸馈送且允许打印操作的信号，以及用于控制纸传送的信号；在一个周期内对纸传送步进计数，在该周期内传感器输出为高电平；由步进的数目，来计算纸的长度；将测得的长度同纸尺寸选择信息的长度进行比较，以及如果它们不匹配则停止打印操作。

本发明的另一个方面在于提供了一种打印系统，该系统具有一个用于对应于步进控制信号将在打印的初始阶段装入的打印纸按一定打印纸传送步进数来传送的纸驱动机构；一个产生纸尺寸选择信息并响应纸馈送控制信号而将纸移动至纸驱动部分的初始位置的纸馈送部分；以及一个设置在与驱动部分的中心隔开一预定距离的位置上的纸传感器，当纸被传送时它被激励而当纸不传送时它被解除激励；还在于一种自动测量纸长度的方法，该方法包括如下步骤：存储相应于纸尺寸选择信息的纸长度信息、相应于纸长度的纸传送步进数、驱动部分与纸传感器之间的距离以及一个纸传送单位的步进数；通过响应打印指令产生步进控制和纸馈送控制信号并对直到传感器输出信号变“低”为止的纸传送步进数进行计数来完成打印操作；响应传感器输出信号的截止将步进数转换成纸长度值；以及将纸长度值与纸尺寸选择信息的纸长度加以比较，如果前者小于后者，则终止打印操作。

参考以下结合附图所作的详细说明，对本发明的更为完整的评价以及它的许多附加优点将变得更为明显。在附图中，相同的参考符号表示相同或相似的部件。

图1是显示控制纸传送的现有技术的打印系统的结构的方框图。

图2A、2B和2C示出了纸的若干尺寸和各种纸传送距离之差，在其中图2A示出了每种纸的长度，图2B示出了在打印开始时OA4尺寸的纸的位置，以及图2C示出了在纸馈送后OA4尺寸的纸和其他打印介质的每个位置。

图3A、3B和3C示出了在OA4尺寸、A4尺寸和书信尺寸的纸页上形成的图像输出，在其中图3A是用于描述在正常打印过程中OA4尺寸、A4尺寸和书信尺寸的纸页的打印区域的图，图3B是用于描述在升华彩色打印机中其尺寸小于纸选择信息的纸的打印区域，而图3C说明了其尺寸大于纸选择信息的纸的打印区。

图4是显示根据本发明控制纸传送的打印系统的结构的方框图。

图5A和5B是显示根据本发明自动检测纸尺寸的步骤的控制流程图。

以下将详细地讨论本发明的优选的实施例，它的例子在附图中作了说明。在整个说明书和附图中，相同的参考数字代表相同的参考部件。

图4是根据本发明的控制纸传送的打印系统的方框图。图4的打印系统是一在其中输带辊用作纸传送器的升华彩色打印机，它包括一个纸馈送部分、一个纸驱动部分、一个纸传感器、一个纸输出部分、一个显示器、一个控制部分等。纸馈送部分由纸盒12和纸馈送马达14构成。纸传感器设置在纸传送路径的预定的位置上，以检测纸的当前状况。纸驱动部分包括输带辊18、压紧辊20和步进马达24。纸输出部分由纸输出马达26构成。控制部分是通过一台中央处理单元或微处理器来实现。图4的CPU16用作控制部分并控制由纸馈送到纸输出的打印系统的全部操作。

图5A和5B是显示根据本发明的自动检测纸尺寸的步骤的控制流程图。这个程序被存储在CPU16的只读存储器(ROM)部分中。

现在参照图4和图5A和5B说明根据自动纸尺寸检测的打印操作。

一旦接通该打印系统的电源，CPU16就允许将来自纸盒12的纸选择器开关取得的纸信息P2存储到CPU16的随机存取存储器(RAM)中(S52)。CPU16存储相应于由纸盒12得到的纸尺寸信息的纸长度“S”、预先计算出的与纸长度“S”成比例的纸传送步进数“K”和从纸传感器28到输带辊18的中点的距离“M”(S54)。“M”在该打印系统被预先编程。

CPU16将每毫米纸长度的纸传送步进数“n”存储在RAM中(S56)并处于备用模式，直到打印指令被输入打印系统中。此时，装在纸盒12中的纸一直没有移动至纸传送路径上，而纸传感器28是“L”。在以上所述的那些初始步骤之后，CPU16检测打印指令是否被输入该打印系统中。

当一个打印指令被输入打印系统，同时CPU16处于备用模式时，CPU使纸馈送马达14运转，以便处在纸盒12中的纸10的端部边缘被移动至输带辊18和压紧辊20的接触处，由此来完成纸的安装(S60)。CPU16向纸馈送马达14提供一个用于控制纸馈送的信号以将纸10移动至打印的初始位置并操纵热打印头TPH进行三色或四色打印操作。设置在纸传送路径的一个预定点上的纸传感器28检测纸10的安装情况并输出一个逻辑“高”信号。传感器28的输出信号保持在高电平上，一直到纸的尾部通过传感器28为止。

在完成纸的安装之后，CPU16使步进马达24运转以便传送打印纸(S62)。CPU16将一个驱动控制信号加到步进马达24上，使输带辊18和压紧辊20转动以便传送纸。通过步骤64和66，CPU16对其一个周期内传感器28的输出为“高”的步进马达驱动步进数“N”。

当纸10的传送继续进行，它的尾部通过纸传感器28时，纸传感器28的输出变为“低”电平，而CPU16利用步进数“N”和存储的每毫米纸长度的纸传送步进的步进数“n”来计算纸长度“B”(S68)。在其一个周期内传感器28的“高”输出信号变“低”的步进数等于“N”，而在这一周期中被传送的纸10的长度“A”可以用以下公式表示：

                  A＝N/n——公式1

其中“n”是每毫米纸长度纸传送步进数。

从纸传感器28到输带辊18的中点的距离等于“M”，而纸的全长“B”可以由公式“B＝A+M”得到。

已经计算出经过纸传送路径传送的纸的全长的CPU16将它的输出值同存储在存储器中的纸尺寸信息S的值加以比较(S54)，并且确定装在纸盒12中的纸的长度“B”是否对应于在纸盒12中设定的纸尺寸信息“S”(S70)。

如果CPU16确定它们是对应的，CPU16就操纵步进马达24并允许打印操作连续进行。CPU16对步进马达的驱动步进数“N”进行计数(S78)。CPU16将数“N”同与纸长度变“S”成正比而预置的纸传送步进数“K”加以比较并令打印操作继续进行，直到“N”等于“K”为止。当“N”经过以上所述过程增加并等于“K”时，CPU16使马达24停止运转(S82)并允许进行后续的打印(S84和S86)。而后CPU16操纵输出马达26将纸推到打印系统的外面。

如果CPU16确定装在纸盒12中的纸的长度“B”与纸尺寸信息“S”不一致，它就使步进马达24停止运转(S72)并在显示器32上显示“纸不匹配”的信息。CPU16就操纵纸输出马达26将纸从打印系统中排出(S76)。因此，当装在纸盒12中的纸的尺寸与使用者在纸盒中预置的纸尺寸信息不一致时，在输入图像刚要打印在纸的尾部时就自动地将纸排到外面，借此防止压纸卷筒和其他部件因纸不匹配而被损坏。

如上所述，根据本发明，如果装在纸盒中的纸与纸盒的纸尺寸信息不一致，就自动地将纸从打印系统中排出，从而防止由于错误地打印而浪费纸张和使TPH过热，避免损坏压纸卷筒和TPH。这样，本发明的打印系统可以可靠地保持正常打印。

因此，应该明白本发明当然不限于这里作为为完成本发明所设想的最佳模式而公开的这个特定的实施例，相反本发明除去在所附权利要求书中所限定的那些之外并不限于在这个说明书中所描述的那些具体的实施例。

Claims (7)

1、一种打印系统，该打印系统具有一个用于响应一个传送控制信号将在打印的初始阶段安装的纸以一个预定的步进单位传送的纸驱动器和一个用于输出所装的纸的尺寸选择信息并响应一个纸馈送控制信号将所述装入的纸馈送到所述纸驱动器的所述初始位置的纸馈送器，该打印系统包括：

一个设置在所述纸驱动器的前方，并用于在所述纸被传送时被激励并且在检测到纸的端部时被解除激励的纸传感器；

一个控制器，用于响应一个打印指令来输出所述纸馈送控制信号、允许进行打印操作、输出所述传送控制信号、传递所述纸、对在纸控制信号被起动的间隔中的传递步进数进行计数、计算所述计数后的数为纸长度、将所述纸长度的值同对应于所述纸尺寸选择信息的一个纸长度的值加以比较、完成所述打印操作。

2、根据权利要求1所述的打印系统，其特征在于所述控制器包括一个用于存储根据来自所述纸馈送器的纸尺寸信息的纸长度信息和对应于所述纸长度信息的纸传送步进数的存储器。

3、根据权利要求2所述的打印系统，其特征在于所述纸传感器被设置在从所述驱动器的中部朝向所述纸馈送器隔开一预定距离的一个位置上。

4、根据权利要求3所述的打印系统，其特征在于所述控制器将通过把所述纸长度值加到所述驱动器和所述纸传感器之间的预定距离上所得到的值同所述纸尺寸选择信息的长度加以比较。

5、一种自动检测在一个打印系统中的纸长度的方法，该打印系统具有一个用于响应一个步进控制信号而将在打印的初始阶段装入的纸以若干纸传送步进数传送的纸驱动器、一个用于产生纸尺寸选择信息并响应一个纸馈送控制信号将纸移动至所述纸驱动器的初始位置的纸馈送器、以及一个被设置在与所述驱动器中间部分隔开一预定距离的位置上并在纸被传送时被激励而在没有纸传送时被解除激励的纸传感器，该方法包括以下步骤：

存储与所述纸尺寸选择信息相对应的纸长度信息、相对于该纸长度的纸传送步进数、所述驱动器和所述纸传感器之间的距离以及一个纸传送单位的步进数；通过响应打印指令产生所述步进控制信号和纸馈送控制信号以及对直到所述传感器的输出信号变“低”为止的纸传送步进数进行计数来执行打印操作；

响应所述传感器的输出信号的截止而将所述步进数转换成纸长度值；以及

将所述纸长度值同所述纸尺寸选择信息的纸长度值加以比较，并且如果前者小于后者，完成打印操作。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述转换步骤还包括以下子步骤：

将纸传送步进数除以一个纸传送单位的步进数，以便得出纸长度值；以及

将所述驱动器和所述纸传感器之间的距离加到所述纸长度值之上，以便得出纸的全长。

7、根据权利要求5和6所述的方法，所述该方法还包括这样一个步骤，即如果所述纸长度值与所述纸尺寸选择信息不一致，就停止打印操作并显示有错误的信息。

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