CN1301863C - 用于定位色带位置及检测色带使用量的方法和打印机 - Google Patents

Abstract

一种用于打印机以定位色带位置及检测色带使用量的方法。色带包含多个染料区，其上设有多个染料区块。打印机包含：打印头；色带移动装置，以等角速度移动并收纳色带；光传感器，检测色带上的染料区块以产生包含有第一状态的低电平电压及第二状态的高电平电压的对应的检测信号；方法包含当检测信号由第二转变为第一状态时，检测第一状态维持的时间；若第一状态维持的时间小于阈值时间，染料区的第一个染料区块定位完成，并依据第一状态维持的时间判断色带的使用量；以及于染料区的一染料区块打印完成后，依据第一状态维持的时间及染料区块的打印长度、染料区块未打印部份至下一个染料区块的长度，计算色带卷动时间以定位下一个染料区块的起始位置。

Description

用于定位色带位置及检测色带使用量的方法和打印机

技术领域

本发明提供一种相片打印机，尤指一种利用固定角速度的特性来定位色带颜色并检测色带使用量的相片打印机。

背景技术

由于数字相机的发展，一种可直接打印相片的相片打印机(PhotoPrinter)也随之兴起。

请一并参阅图1以及图2，图1为常规彩色打印机10的示意图，图2为图1的打印机10沿切线2-2的剖面图。常规彩色打印机10为一相片打印机，用来打印一相片。打印机10包含有一色带20，一光源22及一光传感器24、一热敏打印头26以及一控制装置30。色带20以可卷动的方式设于一色带移动装置(图未示)内。控制器30用来判断色带20的位置以控制打印机10的操作。

请参阅图3，图3为图1的彩色打印机10内色带与光传感器结构的示意图。色带20包含有多个依序排列的染料区40，每一染料区40内包含有四个带有不同颜色染料的染料区块32、34、36、38分别用来存放黄色(yellow)、品红色(magenta)、靛青色(cyan)以及保护层(over coating)的染料，而每一黄色染料区块32前都设有一黑色分隔区44，而在染料区块32、34、36、38的间均设有透明无色的分隔区45，分隔区44、45用来使控制器30得以分辨每一染料区块32、34、36、38的起始位置，其中染料区块32、34、36、38的长度远大于黑色分隔区44及透明分隔区45的长度。如图3所示，光源22发出的光线25照射色带20后，光传感器24会检测透过过色带20的染料区40的光线25并产生相对应的检测信号。由于光线25对于染料区块32、34、36、38以及黑色分隔区44的透射率均有不同，因此，当两个相邻的染料区块先后通过光传感器24时，会使光传感器24产生不同的检测电压。而控制器30则会依据光传感器24所产生的检测电压的持续时间来判断染料区40及染料区40内染料区块32、34、36、38的位置。热敏打印头26用来将色带20上的染料打印在该相片上。

由于控制器30是利用染料区40各染料区块对光线具有不同透射率的原理设计而成的，其会分辨所接收的四个不同的检测电压，以判断色带20的一染料区40内的各个染料区块32、34、36、38的位置。然而，黄色染料区块32以及含有保护层染料区块38会产生相同的检测电压，因此，需通过控制器30测得另两个染料区块(即品红色染料区块36及青色染料区块38)的顺序，才可将两者识别为不同的染料区块。或者，在黄色染料区块32及含有保护层染料区块38的前缘分别加印一特殊条码，以区分两者。此外，控制器30仅能判断每一染料区40的各个染料区块的位置，却不能判断出色带20的染料区40的使用量，一旦色带20即将耗尽而未适时更换，反而继续使用打印机10打印，可能会导致打印过程中色带20用尽而中断打印，造成使用者使用上的困扰。

发明内容

因此，本发明的目的提供一种于一相片打印机中利用固定角速度的特性来定位色带颜色并检测色带使用量的方法，以解决上述问题。

本发明的权利要求提供一种于打印机定位一色带并检测该色带的使用量的方法，该色带包含多个染料区及多个分隔区，该多个分隔区用来分隔该多个染料区，每一染料区包含有多个染料区块，该色带还包含多个分隔区块，用来分隔相邻的染料区块。该打印机包含一打印头、一色带移动装置以及一光传感器，该打印头用来将该色带上的染料打印在一媒介上，该色带移动装置以等角速度移动并收纳该色带，该光传感器用来照射该色带上的各个染料区块以产生对应的检测信号，该检测信号包含有一第一状态的低电平电压及一第二状态的高电平电压。该方法包含当该检测信号由该第二状态转变为该第一状态时，检测该第一状态维持的时间；若该第一状态维持的时间小于一阈值时间，一染料区的第一个染料区块即定位完成，并依据该第一状态维持的时间判断该色带的使用量；以及于该染料区的一染料区块打印完成后，依据该第一状态维持的时间及该染料区块的打印长度、该染料区块未打印部份至下一个染料区块的长度，计算出色带卷动时间以定位该下一个染料区块的起始位置。

附图说明

图1为常规彩色打印机的示意图。

图2为图1的打印机沿切线2-2的剖面图。

图3为图1的彩色打印机的内部色带与光传感器结构的示意图。

图4为本发明的彩色打印机的功能方块图。

图5为图4的彩色打印机内色带、光传感器、打印头的相对位置的示意图。

图6为色带在未开始打印前的示意图。

图7为色带在打印过程中的示意图。

图8为色带的各染料区块的各长度定义与位置的示意图。

图9为本发明于打印机内定位色带并检测使用量的方法流程图。

附图符号说明

10、100    打印机           20、120    色带

22、122    光源             24、124    光传感器

25         光线             26、126    热敏打印头

30、130    控制器           32、132    黄色染料区块

34、134    品红色染料区块   36、136    靛青色染料区块

40、140    染料区           44、142    黑色分隔区

45、144a-c 透明分隔区       128        色带移动装置

114        收带卷轴         116        送带卷轴

150        相纸             160、161   位置

具体实施方式

请一并参阅图4以及图5，图4为本发明的彩色打印机100的功能方块图。图5为图4的彩色打印机100内色带、光传感器、打印头的相对位置的示意图。打印机100为一相片打印机，用来打印一相片。打印机100包含一色带120，一光源122、一光传感器124、一热敏打印头126、一色带移动装置128以及一控制器130。色带移动装置128包含一收带卷轴(take-upspool)114以及一送带卷轴116(supply spool)(示于图6)，色带120卷绕于收带卷轴114及送带卷轴116之上，使得色带120得以通过收带卷轴114及送带卷轴116的转动而移动。控制器130用来判断色带120的位置以控制打印机100的操作。

色带120包含有多个依序排列的染料区140，每一染料区140内包含有四个带有不同颜色染料的染料区块132、134、136、138分别用来存放黄色(yellow)、品红色(magenta)、靛青色(cyan)以及保护层(over coating)的染料，而每一染料区块132、134、136、138前都设有分隔区142、144a、144b、144c，其中分隔区142的颜色为黑色，而分隔区144a、144b、144c的颜色则为透明无色。染料区块132、134、136、138的长度远大于分隔区142、144a、144b、144c的长度。控制器130用来控制彩色打印机100的操作，可用来记录和计数色带120移动的时间。热敏打印头126用来将色带120上的染料打印在该相片上。色带120会以一等角速度移动的方式，以使热敏打印头126得以将色带120上的一染料区140内的各个染料区块132、134、136、138上的染料逐一打印在该媒介上以形成一彩色图案。

如图5所示，彩色打印机100的光源122可为一绿光发光二极管设于色带120的一侧，用来发出光线125照射色带120，以及光传感器124设于色带120的另一侧，用来检测透过过色带120的光线125并产生相对应的检测信号，当色带120以箭头A的方向移动时，光传感器124会检测色带120的染料区140且产生检测信号。

由于光源122对黄色染料区块132、保护层染料区块138、以及透明无色分隔区144a、144b、144c的透射率较高，故当对这些染料区块或分隔区发出光线125时，会产生代表第二状态的高电压电平的检测信号。由于光源122对品红色染料区块134、靛青色染料区块136、以及黑色分隔区142的透射率较低，故当对这些染料区块及分隔区发出绿色光线125时，会产生代表第一状态的低电压电平的检测信号。

在本实施例中，当接收到自光传感器124所传来的检测信号时，控制器130会记录检测信号的某一状态变化后的状态所持续的时间Td，并将此时间Td与一预设的阈值时间Tth做比较。举例来说，当控制器130检测到检测信号由高电平转为低电平时，会计算检测信号位于低电平的时间Td，若检测到低电平的时间Td小于阈值时间Tth，可判断产生该低电平检测信号的区域为黑色分隔区142。若检测到低电平的时间Td大于阈值时间Tth，则表示该低电平检测信号的区域为品红色或靛青色染料区块，此时控制器130会忽略该时间Td。当控制器130确定该低电平的时间Td小于阈值时间Tth后，即判定一个染料区的黄色染料区块定位完成、并依据该时间Td来计算色带120的使用量，其详细判断方式说明如下。

请一并参阅图4、图6以及图7。图6为色带120在未开始打印前的示意图。图7为色带120在打印过程中的示意图。由图6以及图7观的，当色带120以箭头A的方向移动时，热敏打印头126会将色带120上的染料加热并打印在一相纸150上。当控制器130确定该低电平的时间Td小于阈值时间Tth后，亦即表示有一黑色分隔区142通过光传感器124，此时这段时间Td即表示为第i个染料区140的黑色分隔区142通过光传感器124所需的时间T_B-Bar-i。

L_B-Bar＝R_B-Bar-i×ω×T_B-Bar-i               (方程式一)

L_B-Bar为黑色分隔区142的长度；

R_B-Bar-i为第i组染料区140的黑色分隔区142通过光传感器124时，收带卷轴114包含色带120的半径；

ω为角速度；以及

T_B-Bar-i为第i个染料区140的黑色分隔区142通过光传感器124所需的时间。

因为ω以及L_B-Bar为定值，且T_B-Bar-i＝Td，故可得出R_B-Bar-i。

由图6以及图7观的，可以得到以下的方程式：

${\mathrm{\πR}}_{B-\mathrm{Bar}-i}^2-{\mathrm{\πR}}_{F-\mathrm{Axis}}^2=i\×L_{\mathrm{Set}}\×d$ (方程式二)

i为色带120的染料区140的编号；

L_Set为染料区140的长度；

R_F-Axis为收带卷轴114的半径；以及

d为色带120的厚度。

由于R_F-Axis、L_Set、d均为固定值，再加上方程式一计算出的R_B-Bar-i，所以可以计算出i的值，如此一来，控制器130就可以判断出通过光检测区124的黑色分隔区142是属于哪一组的染料区140。因此，可以判断出色带120已使用多少个染料区140。

待打印完黄色染料区块132后，即需定位品红色染料区块134的起始位置。

请参阅图8，图8为色带120的各染料区块的打印长度，及该染料区块打印完成后的位置距下一个染料区块的长度的示意图。其中L_Set为染料区140的长度，L_Y-Print、L_M-Print、L_C-Print分别为黄色、品红色、靛青色染料区块的打印长度，L_Y-remain、L_M-remain、L_C-remain分别为黄色、品红色、靛青色染料区块打印后距它们各自的下个染料区块(即品红色、靛青色、保护层)所剩的长度，L_B-Bar为黑色分隔区142的长度。

热敏打印头126打印完黄色染料区块132的长度L_Y-Print为已知，由于热敏打印头126打印完黄色染料区块132位于图8的位置161上，下一个品红色染料区块134的起始位置为图8上的160位置，而位置160与161的距离L_Y-remain代表热敏打印头126距下一个品红色染料区块134的长度。

L_Y-remain＝R_Y-remain×ω×T_Y-remain-i        (方程式三)

L_B-Bar＝R_B-Bar-i×ω×T_B-Bar-i               (方程式四)

其中，T_Y-remain-i、T_B-Bar-i分别表示L_Y-remain与L_B-Bar通过光传感器124所需的时间。因为角速度为定值，所以可合并方程式三、四而得到：

$T_{Y-\mathrm{remain}-i}=\frac{(L_{Y-\mathrm{remain}}\×R_{B-\mathrm{Bar}-i})\×T_{B-\mathrm{Bar}-i}}{(L_{B-\mathrm{Bar}}\×R_{Y-\mathrm{remain}})}$ (方程式五)

因为色带120的厚度很薄，所以可以假设R_B-Bar-i  R_Y-remain，因此方程式五可以简化为T_Y-remain-i＝L_Y-remain×T_B-Bar-i/L_B-Bar       (方程式六)

如前述所提，控制器130已检测出第i个黑色分隔区通过光传感器所需的时间T_B-Bar-i，而L_Y-remain以及L_B-Bar均为已知，所以可以算出T_Y-remain-i的时间，这表示色带120在等角速度移动的情形下，再经过T_Y-remain-i的时间即可找到品红色染料区块134的起始位置。

同理，热敏打印头126打印完品红色染料区块134的长度L_M-Print为已知，热敏打印头126与下一个靛青色染料区块136的起始位置的距离L_M-remain亦可推算出来。同样利用方程式三到方程式六的推导，可以得出：

L_M-remain＝R_M-remain×ω×T_M-remain-i

L_B-Bar＝R_B-Bar-i×ω×T_B-Bar-i

$T_{M-\mathrm{remain}-i}=\frac{(L_{M-\mathrm{remain}}\×R_{B-\mathrm{Bar}-i})\×T_{B-\mathrm{Bar}-i}}{(L_{B-\mathrm{Bar}}\×R_{M-\mathrm{remain}})}$

因为色带120的厚度很薄，所以可以假设R_B-Bar-i  R_M-remain，因此可以简化为T_M-remain-i＝L_M-remain×T_B-Bar-i/L_B-Bar

如前述所提，控制器130可以利用第i个黑色分隔区通过光传感器所需的时间T_B-Bar-i，以及已知的L_M-remain以及L_B-Bar，而判断出T_M-remain-i的时间，这表示色带120在等角速度移动的情形下，再经过确定T_M-remain-i的时间即可找到靛青色染料区块136的起始位置。

以此类推，当热敏打印头126打印完靛青色染料区块136后，L_C-Print为已知，且热敏打印头126与下一个保护层区块138的起始位置的距离L_C-remain亦可推算出来。同样利用方程式三到方程式六的推导，可以得出T_C-remain-i＝L_C-remain×T_B-Bar-i/L_B-Bar。也就是说，当控制器130可以利用第i个黑色分隔区通过光传感器所需的时间T_B-Bar-i，以及已知的L_C-remain以及L_B-Bar，而判断出T_C-remain-i的时间，这表示色带120在等角速度移动的情形下，再经过T_C-remain-i的时间即可找到保护层区块138的起始位置。

本发明可预先将光传感器124通过各染料区前的黑色分隔区的时间T_B-Bar-i计算出来。若打印长度L_Y-Print、L_M-Print、L_C-Print为已知，则T_Y-remain-i、T_M-remain-i、T_C-remain-I也可预先计算出来。这些预算出来的T_B-Bar-i、T_Y-remain-i、T_M-remain-i、T_C-remain-i都可直接存于打印机100的存储器内。控制器130可用检测检测信号的某一状态变化后的第一状态所持续的时间Td，与存储器内所储存的T_B-Bar-i相比较，就可以得出色带使用量以及各染料区块的起始位置等信息，当然，打印机100也可以设计用来透过上述实施例的数学运算，得出所要的色带使用量以及各染料区块的起始位置等信息。

以上的实施例均以使用绿色发光二极管作为光源加以说明，事实上本发明的实施方式并不以此为限，设计者亦可利用其他颜色的光源来检测色带。如光源可为一红色发光二极管，当该光源对黄色、品红色、保护层染料区块、以及透明无色分隔区发出光线时，该检测信号处于第二状态，当该光源对靛青色染料区块、以及黑色分隔区发出光线时，该检测信号处于第一状态。光源也可为任意发光二极管，当该光源对黄色、保护层染料区块、以及透明无色分隔区发出光线时，该检测信号处于第二状态，当该光源对黑色分隔区发出光线时，该检测信号处于第一状态，当该光源对品红色、靛青色发出光线时，该检测信号可为第一状态或第二状态。又，上述实施例的光传感器与光源均设置于色带的不同侧，实际上光传感器与光源亦可以设置于色带的相同侧，只要在色带的另一侧加装适当的反射装置，便可使穿过色带的光线反射回来，以使光传感器产生相对应的检测信号。

请参阅图9，图9为本发明于打印机内定位色带并检测使用量的方法流程图。本发明的实施方式可用如下的步骤表示的：

步骤100：开始；

步骤102：检测检测信号由高电平变为低电平后，检测信号在低电平持续的时间Td；

步骤104：判断检测信号在低电平持续的时间Td是否小于一预设时间Tth，若是，执行步骤106；若否，执行步骤102；

步骤106：黄色染料区块定位完成并打印黄色，同时，并依据Td判断色带120已使用到哪一个染料区；

步骤108：依据Td、黄色染料区块印完后与品红色区块的距离及黑色分隔区的长度，计算色带转至品红色区块所须时间，而转动色带以定位品红色区块并打印品红色；

步骤110：依据Td、品红色染料区块印完后与靛青色区块的距离及黑色分隔区的长度，计算色带转至靛青色区块所须时间，而转动色带以定位靛青色区块并打印靛青色；

步骤112：依据Td、靛青色染料区块印完后与保护层区块的距离及黑色分隔区的长度，计算色带转至保护层区块所需时间，而转动色带以定位保护层区块并打印保护层；

步骤114：结束。

与常规技术相比较，本发明的打印机能利用等角速度运转的特性，通过检测黑色分隔区通过光传感器的时间，判断出目前的色带使用量，让使用者能随时了解色带上的染料区是否够用。此外，还可以利用黑色分隔区通过光传感器的时间，进一步来判断各染料区的各个染料区块的起始位置。所以利用本发明的方式在不用增加额外的硬件成本的情形下，不但可以检测出色带的使用量，还可以判断各染料区块的起始位置以实现定位的目的。

以上所述仅本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，均应属本发明的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种用于打印机定位色带位置以及检测色带的使用量的方法，该色带包含多个染料区以及多个分隔区，每一染料区包含有多个染料区块，该色带还包含多个分隔区块，用来分隔相邻的染料区块；该打印机包含：

一打印头，用来将该色带上的染料打印在一媒介上；

一色带移动装置，以等角速度移动及收纳该色带；以及

一光传感器，设置于该色带旁，用来照射该色带上的各个染料区块以产生对应的检测信号，该检测信号包含有一第一状态以及一第二状态；

该方法包含：

当该检测信号由该第二状态转变为该第一状态时，检测该第一状态维持的时间；

若该第一状态维持的时间小于一阈值时间，一染料区的第一个染料区块即定位完成，并依据该第一状态维持的时间判断该色带的使用量；以及

于各个染料区块打印完成后，依据该第一状态维持的时间及该染料区块的打印长度、该染料区块未打印部份至下一个染料区块的长度，计算出色带卷动时间以定位下一个染料区块的起始位置。

2.如权利要求1所述的方法，其中该色带移动装置还包含一收带卷轴以及一送带卷轴，该色带卷绕于该收带卷轴及该送带卷轴之上，判断该色带的使用量依据该第一状态维持的时间、该染料区的长度、相邻两染料区的分隔区的长度、该色带的厚度、该收带卷轴的半径长、以及该收带卷轴及该送带卷轴的转动速度来决定。

3.如权利要求1所述的方法，其中该光传感器包含有一光源，用来对该色带发出光线，以及一光传感器用来检测透过该色带的光线以产生该检测信号。

4.如权利要求1所述的方法，其中每一染料区块前均设有一分隔区。

5.如权利要求1所述的方法，其中该第一状态为一低电平电压信号，该第二状态系一高电平电压信号。

6.如权利要求1所述的方法，其中每一染料区由黄色，品红色，靛青色，及一保护层的染料区块构成，该黄色的染料区块前的分隔区的颜色为黑色，其他染料区块前的分隔区块的颜色为透明无色。

7.如权利要求6的方法，每一染料区的染料区块的长度远大于黑色的该分隔区的长度及透明无色的该分隔区块的长度。

8.如权利要求6所述的方法，其中该光源为一绿色发光二极管，当该光源对黄色、保护层染料区块、以及透明无色分隔区发出光线时，该检测信号处于第二状态，当该光源对品红色、靛青色染料区块、以及黑色分隔区发出光线时，该检测信号处于第一状态。

9.如权利要求6所述的方法，其中该光源为一红色发光二极管，当该光源对黄色、品红色、保护层染料区块、以及透明无色分隔区发出光线时，该检测信号处于第二状态，当该光源对靛青色染料区块、以及黑色分隔区发出光线时，该检测信号处于第一状态。

10.如权利要求6所述的方法，其中该光源为任意发光二极管，当该光源对黄色、保护层染料区块、以及透明无色分隔区发出光线时，该检测信号处于第二状态，当该光源对黑色分隔区发出光线时，该检测信号处于第一状态，当该光源对品红色、靛青色发出光线时，该检测信号可为第一状态或第二状态。

11.一种打印机，包括：

色带，包含多个染料区以及多个分隔区，每一染料区包含有多个染料区块，该色带还包含多个分隔区块，用来分隔相邻的染料区块；

打印头，用来将该色带上的染料打印在媒介上；

色带移动装置，以等角速度移动及收纳该色带；

光传感器，设置于该色带旁，用来照射该色带上的各个染料区块以产生对应的检测信号，该检测信号包含有一第一状态以及一第二状态；以及

控制器，用于当该检测信号由该第二状态转变为该第一状态时，检测该第一状态维持的时间；若该第一状态维持的时间小于一阈值时间，一染料区的第一个染料区块即定位完成，并依据该第一状态维持的时间判断该色带的使用量；以及于各个染料区块打印完成后，依据该第一状态维持的时间及该染料区块的打印长度、该染料区块未打印部份至下一个染料区块的长度，计算出色带卷动时间以定位下一个染料区块的起始位置。

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