CN1603129A - 检测纸边的方法和装置以及无边打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测纸边的方法和装置及无边打印方法。该方法涉及在打印装置中进给纸张，采用位于打印头旁的传感器输出用于纸张的检测信号，计算检测信号的梯度，并根据该检测信号的梯度检测纸边。

Description

检测纸边的方法和装置以及无边打印方法

相关申请的交叉参考

本申请要求于2003年8月29日向韩国知识产权局申请的韩国专利申请第2003-60248号的权利，其全部内容在此加入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种检测纸边的方法和装置，及一种采用该方法和装置的无边打印方法(borderless printing method)。具体地说，本发明涉及一种进纸时检测纸边的方法和装置，及一种采用该方法和装置的无边打印方法。

背景技术

当使用者试图在纸张上没有上、下、左、右页边空白地打印图像，在无边打印过程中，如果没有精确地检测到纸张的边缘，则图像的某些部分可能无法打印在应打印的位置上。例如，当在纸张的下端部打印图像时，当被进纸辊送入打印区的纸张滑离进纸辊时，该纸张可能会随机地前进事先设定的预定距离。这是因为一旦纸张离开进纸辊，排纸辊不能完全牢固地抓住纸张。这种进纸错误会降低打印质量。

为了解决上述问题，提供了一种传统的检测纸边的方法，它公开在授予Steven Walker的、名称为“打印区打印媒体边缘检测的方法和装置”的美国专利第6,352,332号中，其全部内容在此包含作为参考。

图1A和1B是表示美国专利第6,352,332号中公开的检测纸边的传统方法的图。参照图1A，一个光学传感器在纸张上扫描，以检测纸张的边缘，从而获得纸张上每个部分的反射率测量值301。该反射率测量值301表示纸张的反射率高达3300，并且向纸边逐渐减小。一旦该反射率测量值301达到纸张以外的测量点，该测量值在转折点直落至大约490。通过分别对大量样本数据的高反射率值和低反射率值取平均值，并将该平均值及光学传感器的视野代入下述等式(1)，从而获得形状曲线302的斜率。

通过如图1A的箭头所示地移动形状曲线302，为了检测真正的纸边，参照参考边，利用预定误差获得图1B的形状曲线302’。在图1A和1B的传统方法中，确定反射率从其最高水平，即250(^*1//600英寸)开始直落之处的顶点303对应于纸边。

但是，在该检测纸边的传统方法中，很难确定是在纸张上的哪一点形状曲线302的斜率开始变化，即很难确定顶点303的位置，这导致顶点303的位置存在较大变化。

因此，需要一种检测纸边的系统和方法，该系统和方法容易实现，且不会产生上述测量误差。

发明内容

因此，为解决上述及其它问题，本发明提供一种采用对位传感器的输出功率来检测纸边的方法和装置。

本发明还提供一种通过检测纸边，并利用检测到的纸边，确定纸张的停止位置，以便在纸张上无边地打印图像的无边打印方法。

根据本发明的一个目的，提供一种用于检测纸边的方法。该方法涉及进给纸张，输出用于纸张的检测信号，计算检测信号的梯度，并根据该检测信号的梯度检测纸边。

根据本发明的另一个目的，提供一种检测纸边的装置。该装置包括：进给纸张的进纸单元；响应于控制信号，输出用于纸张的检测信号的对位传感器；计算检测信号的梯度，并根据该检测信号的梯度来检测纸边的检测器；通过控制进纸单元并向该对位传感器输出控制信号，来控制纸张进给速度的控制器。

根据本发明的再一个目的，提供一种无边打印方法。该无边打印方法包括：进给纸张；周期性地输出用于纸张的检测信号；计算检测信号的梯度，并根据该检测信号的梯度来检测纸边。该方法还将纸张的前部边缘放在用于打印的喷嘴的末端之下，以固定纸张，并用该喷嘴在纸上打印数据。

附图说明

通过参照附图，详细描述实施例，本发明的上述及其它特征和优点将更加明了。

图1A和1B是表示检测纸边的传统方法的图。

图2是表示根据本发明的一个示例实施例的、包括用于检测纸边的装置的打印机的示意图。

图3A表示从进纸的时间开始到进纸结束的时间为止的时间流逝过程中，进纸辊的操作状态的变化的例子。

图3B表示对位传感器的输出信号的一个例子。

图3C表示检测器的输出信号的一个例子。

图4是表示根据本发明的一个示例实施例的纸边检测和打印处理的流程图。

图5是表示根据本发明一个示例实施例的每1ms检测一次纸边的处理的详细流程图。

图6是表示根据本发明一个示例实施例的无边打印方法的流程图。

图7是表示在纸张的前端进行无边打印处理的例子的图。

图8是表示在纸张的末端进行无边打印处理的例子的图。

附图中，相同的附图标记表示相同的部件、元件或结构。

具体实施方式

下面将参照附图详细地描述本发明，附图中示出了本发明的示例实施例。

图2是表示包括一个本发明实施例所述的检测纸边装置的打印机的示意图。参照图2，该打印机包括台板11、使纸张P向打印区进给的进纸辊12a及12b、打印处理完成后将纸张排出打印机的排纸辊14a及14b、带有墨盒并通过喷嘴将墨水喷到纸张P上，以执行打印处理的打印头13、安装在打印头13的一侧且当检测到纸张P时输出传感信号的对位传感器(alignment sensor)15。该对位传感器15最好是光学传感器，它将光照射在纸张P上，并将从纸张P反射的光量转换为电信号。该对位传感器15最好沿纸张P进给的方向(此后称为进纸方向)安装在打印头13的前端。黑色材料形成在检测区16的整个表面。该黑色材料吸收光，使得该检测区16明显区别于反射光线的纸张P。

该打印机还包括模拟-数字转换器(ADC)17、检测器18和控制器19，其中，该模拟-数字转换器(ADC)17将从对位传感器15接收到的模拟信号转换为数字信号，该检测器18通过处理从ADC17输出的数字信号来检测纸张P的边缘，该控制器19使检测到的纸张P的边缘与位于打印头13末端的喷嘴(图中未示出)对齐。该控制器19发送控制信号来控制对位传感器15，进而驱动打印头13，控制进纸辊12a和12b，并控制排纸辊14a和14b。

以下述方式检测纸张P的边缘。控制器19通过驱动进纸辊12a和12b使纸张P进入打印区。当纸张P在打印头13下向打印区前进时，控制器19根据进纸辊12a和12b的驱动信号来计算纸张P行进的距离。当确定纸张P已经前进了足够大的距离，使得其前端位于对位传感器15之下，该对位传感器15每1ms使光照射到纸张P上。附在打印头13前端的对位传感器15在打印处理开始之前通过使光照射在纸张P上来检测所需的信息。

当使纸张沿进纸方向前进时，控制器19借助于对位传感器15来扫描纸张P的前端部。在扫描处理的早期，对位传感器15检测到的光量非常小，但随着纸张P覆盖住更多的检测区16而逐渐增大。随着纸张P的末端部离开检测区16，检测区16逐渐不被纸张P所覆盖，因此，对位传感器15检测到的光量逐渐减少。

如果检测器18检测到纸张P的前端，则控制器19使检测到的纸张P的前端与位于打印头13前端的喷嘴对齐，并停止进给纸张P。

图3A表示从进给纸张P的时间开始到停止进给纸张P的时间为止的时间流逝过程中，每个进纸辊12a和12b的操作状态的变化的例子。图3B表示对位传感器15的输出信号的一个例子。图3C表示检测器18的输出信号的一个例子。参照图3B，当对位传感器15将光照射在纸张P的前端部，对位传感器15的光信号强度随时间增大，形成例如正弦曲线。检测器18计算对位传感器15的输出信号的变化宽度(即梯度)，并通过检测具有最大梯度的一点来确定纸张P的一个边缘。当对位传感器15将光照射在纸张P的末端部时，对位传感器15的输出信号的强度减弱，形成例如反正弦曲线。

图4是表示根据本发明一个实施例的纸边边缘检测和打印处理的流程图。参照图4，在步骤400中，进给并传送纸张P。在步骤401中，光学传感器，或对位传感器15每1ms扫描一次纸张P。如果在步骤402的扫描处理的结果为检测到纸张P的前端，则在步骤403中进给纸张P直到纸张P的前端与位于打印头13末端的喷嘴对齐。然后在步骤404中，该打印头13在纸张P上，从前端到末端地执行打印处理，而在纸张P的全部四个边上不留任何页边空白。

图5是表示根据本发明一个示例实施例的每1ms检测一次纸的边缘的处理的详细流程图。参照图5，在步骤500中，检测器18从ADC 17输出的数值中检测出最小值。在步骤502中，如果从ADC 17输出的数值中没有检测出最小值，则检测器18设定或从ADC 17输出的数值中确定最小值。当没有被检测的纸张时，则获得该最小值。检测器18设定ADC 17连续输出的n个值的平均值，作为该最小值。当纸张P翘起(tilt)或不平稳地驱动对位传感器15所附接的打印头13时，对位传感器15接收到的光量可在预定范围内变化。因此，对位传感器15的输出和ADC 17的输出在预定范围内变化。所以，检测器18必须如上所述地为ADC 17的输出设定一个最小值。

如果在步骤500中从ADC 17的输出值中检测到该最小值，则在步骤503中检测器18检查是否检测到了纸张P的边缘。如果检测到了纸张P的边，则检测器18结束处理。否则，在步骤504中检测器18读取ADC 17当前的输出值。在步骤505中，检测器18从ADC 17当前的输出值中减去在步骤500中所检测到的最小值。此后，在步骤506中检测器18比较减去的结果(下文中称为当前的(Δ)值)与先前的Δ值。在步骤507中，如果先前的Δ值大于或等于以前的Δ值，则检测器18使计数器的数值加1。在先前的Δ值大于以前的Δ值时，判定ADC 17的输出变化的梯度增大，如图3B所示，纸张P在对位传感器15之下进入检测区16。

如步骤508中判定的那样，如果步骤507之后，新的计数器数值大于预定值，例如3，则在步骤509中用当前的Δ值替换先前的Δ值。此刻，检测到纸张P前端的当前位置，且在步骤509中将检测结果储存为参数POS。此处，预定值，即3是通过实验确定的。具体地说，如果图3B所示波形的梯度连续增大3倍，则判定已达到其实质上的最大值，且判定检测到纸张P的边缘。如果在步骤508中计数器的数值不大于3，则处理完成并结束。

如果在步骤506中当前的Δ值小于先前的Δ值，且在步骤510中如果计数器的数值大于3，则在步骤512中确定目标位置为“POS+距离”。此处，“距离”指对位传感器15与位于打印头13前端的喷嘴之间的距离。具体地说，当纸张P的前端与位于打印头13前端的喷嘴对齐时，该目标位置是纸张P的位置。

在步骤510中如果计数器的数值小于3，则判定图3B所示的波形受到了噪声的影响，且在步骤511中使计数器数值和参数POS都归零，从而完成并结束处理。

图6是表示本发明一个示例实施例所述的无边打印方法的流程图。在图6所示的本实施例中，可以假定打印机驱动器以一行一行的方式(aswath-by-swath basis)向打印机传输数据，且该打印机在适当地再测定(re-mapping)喷嘴之后使用它们。

在步骤600中，从位于打印头13前端的喷嘴到位于打印头13末端的喷嘴的所有或全部喷嘴的数量除以n，分成喷嘴增量(increment)(1/n)。在步骤601中如果检测到纸张P的前端，则进给纸张P直到其前端与位于打印头13末端的喷嘴对齐，此后在步骤602中使用位于打印头13末端的喷嘴的一个增量(喷嘴的全部数量的1/n)在纸张P上打印数据。在步骤603和604中，随着纸张P的行进，通过使用步骤606中的累积增量中的剩余喷嘴，将数据连续打印在纸上，直到所有的喷嘴都使用过。一旦纸张P的末端与位于打印头13末端的喷嘴对齐，步骤602至604的进纸停止。此刻，在步骤605中一旦检测到纸张P的末端，则固定纸张，使用步骤607至609中的喷嘴将数据打印在纸上，与步骤602至605相反，其数量减少喷嘴总数的1/n。

图7是表示根据本发明一个实施例的处理的例子，即当n＝3，如在图6的步骤601中当全部或所有喷嘴的数量除以3时，从纸的前端部开始在纸张P上无边打印数据。参照图7，附图标记1表示纸张P的一部分，用位于打印头13末端71的喷嘴中的喷嘴总数的1/3在其上打印图像。附图标记2表示纸张P的一部分，用2/3的喷嘴在其上打印图像，附图标记3表示纸张P的一部分，用位于打印头13上的全部喷嘴在其上打印图像。

参照图6，使纸张进给一行的1/n，直到在步骤605中检测到纸张的末端，同时将数据打印在纸张P上。检测纸张P末端的处理基本上与检测纸张P前端的处理相反。具体地说，在纸张P的一部分上，对位传感器15输出的波形的梯度减小，则可判定纸张的该部分为纸张P的末端，也可以采用文件结束(EOF)信号来判定纸张末端。

一旦检测到纸张P的末端，则固定纸张，用喷嘴在纸上打印n遍该数据，从位于打印头13末端71的一个喷嘴开始，其数量减少喷嘴总数的1/n。

图8是表示根据本发明一个实施例的处理例子，即当n＝3时，在纸张的末端部无边打印数据。参照图8，附图标记5表示纸张P的一部分，用全部喷嘴在其上打印数据。附图标记6表示纸张P的一部分，用2/3的喷嘴在其上打印数据，附图标记7表示纸张P的一部分，用打印头13上的喷嘴的1/3在其上打印数据。

根据本发明，可以在进纸时检测出纸张的边缘，将纸张固定在目标位置上，并在纸上打印数据。在本发明中，通过比较对位传感器输出的增加来确定纸张的当前位置。所以，可比现有技术更有效地检测出纸张的边缘。而且，通过精确进给纸张，使其与位于打印头一端的喷嘴阵列的一端对齐，可减少将数据打印在纸张以外的可能性。

虽然参照特定的示例实施例展示并描述了本发明，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神与范围的前提下，可进行多种形式和细节的变化。

Claims (20)

1、一种检测纸张边缘的方法，包括步骤：

(a)进给纸张；

(b)输出用于纸张的检测信号；

(c)计算检测信号的梯度，并根据该检测信号的梯度来检测纸张的边缘。

2、如权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中，周期地输出检测信号。

3、如权利要求2所述的方法，还包括步骤：

通过将光照射在纸上来获得检测信号；和

将从纸上反射的光量转换为电信号，

其中当纸张进入预定区域时，该电信号的强度递增，其中在所述预定区域中光照射在纸上。

4、如权利要求3所述的方法，其中步骤(c)还包括步骤：

当电信号强度的梯度达到实质上最大值时，检测纸张的边缘。

5、如权利要求4所述的方法，还包括步骤：

对电信号进行数字化，并比较数字化的电信号的当前值与数字化的电信号的先前值，以确定电信号强度的梯度。

6、如权利要求5所述的方法，还包括步骤：

检测梯度的相同符号预定次数，来检测纸张边缘。

7、如权利要求1所述的方法，还包括步骤：

从检测到纸张边缘的位置开始到纸张边缘与用于打印的多个喷嘴的末端对齐的位置连续地移动纸张。

8、一种检测纸张边缘的装置，包括：

进纸单元，用于进给纸张；

对位传感器，响应于控制信号，输出用于纸张的检测信号；

检测器，计算检测信号的梯度，并根据该检测信号的梯度来检测纸张的边缘；

控制器，通过控制进纸单元并向对位传感器输出控制信号，来控制纸张进给速度。

9、如权利要求8所述的装置，其中，该对位传感器包含：光学传感器，所述光学传感器响应于控制信号，周期性地向纸上输出光学信号，将从纸上反射的光量转换为电信号，并输出该电信号。

10、如权利要求9所述的装置，还包括：

模数转换器，位于光学传感器和检测器之间，用于将电信号转换为数字信号。

11、如权利要求10所述的装置，其中，当模数转换器输出的两个连续的数字信号的比较结果的梯度输出达到实质上的最大值时，检测器检测纸张的边缘。

12、一种无边打印方法，包括步骤：

(a)进给纸张；

(b)周期性地输出用于纸张的检测信号；

(c)计算检测信号的梯度，并根据该检测信号的梯度来检测纸张边缘；

(d)将纸张的前部边缘放在用于打印的多个喷嘴的末端之下，以固定纸张；

和

(e)通过使用多个喷嘴中的至少一个喷嘴来在纸上打印数据。

13、如权利要求12所述的无边打印方法，还包括步骤：

通过将光照射在纸上来获得检测信号；

将从纸上反射的光量转换为电信号，

其中当纸张的前部边缘进入预定区域时，该电信号的强度递增，其中在所述预定区域中光照射在纸上。

14、如权利要求13所述的方法，其中，步骤(c)还包括步骤：

当电信号强度的梯度达到实质上的最大值时，检测纸张的前部边缘。

15、如权利要求14所述的方法，还包括步骤：

对电信号进行数字化，并比较数字化的电信号的当前值与数字化的电信号的先前值，以确定所述梯度。

16、如权利要求15所述的方法，其中，当梯度具有相同符号预定次数时，则检测纸张的前部边缘。

17、如权利要求12所述的方法，还包括步骤：

从纸张的前部边缘开始到对应于全部喷嘴数的位置，在纸张的一部分上打印预定次数n，且不进给纸张，其中打印按下述步骤执行：

将全部喷嘴的数量除以预定数n；

从喷嘴末端开始，用于打印的喷嘴数增加所述多个喷嘴的喷嘴总数的1/n；

用增加数量的喷嘴打印。

18、如权利要求17所述的方法，其中，在进纸的同时，在纸张的剩余部分上打印所有行的数据。

19、如权利要求18所述的方法，其中，还包括步骤：

通过使用检测信号的梯度或文件结束(EOF)信号来检测纸张的后部边缘。

20、如权利要求19所述的方法，还包括步骤：

从纸张的后部边缘开始到对应于全部喷嘴数的位置，在纸张的一部分上打印预定次数n，且不进给纸张，其中打印按下述步骤执行：

从喷嘴的末端开始，用于打印的喷嘴数减少所述多个喷嘴的喷嘴总数的1/n；

用减少数量的喷嘴打印。

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