CN1892569A - 多通道序列传输与控制装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道序列传输与控制装置及其方法，主要由一DMA产生器耦接总线接口与数据产生器，配合控制单元与选通信号产生器构成的一装置，于一启始设定步骤，由外部微控制器通过总线接口设定控制单元产生印表头所需的主要频率信号与闩锁信号；于一数据传送步骤，将指定打印数据由DMA产生器直接传送至数据产生器缓冲处理，以根据闩锁信号移置印表头一闩锁缓存器，配合选通信号产生器各选通信号时间与间隔设定，让多路复用器根据其设定将选通信号组合输出至印表头；于一加热印表头步骤，根据选通信号加热印表头执行打印，并在选通信号结束后完成指定数据打印。

Description

多通道序列传输与控制装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种多通道序列传输与控制装置及其方法，特别是指一种应用于各种热转，或者热感式印表头数据传输打印控制，具有改善打印速度与质量，易于藉由切割印表头加热脉冲控制以确保使用寿命及降低电源供应需求。

背景技术

随着数字影像商品应用的普及，以及打印相关产品技术与应用墨水的改进，让消费者能容易的由一般列表机打印出不逊于传统冲洗式相片的质量。已知，市售常见应用于彩色打印的列表机，可概分为喷墨式打印机、彩色激光打印机及热转式打印机等，其中喷墨式打印机打印结果，易因水渍使墨水晕开，造成图像模糊，且打印效率较差；此外，该彩色激光打印机虽可获得较佳于喷墨式打印机列效果与速度，但设备单价过高，对于于一般消费者是相当大的负担；而该热转式打印机则拥有较快的打印速度，打印效果佳且表面上有一隔水层，使打印效果更加美观，价格又低廉而逐渐成为打印市场主流产品。

习用热转式打印机的数据传输与打印方法，首先，将欲打印的数据内容，包括文字或图像，由外部微控制器，如CPU、MCU等以行列为单位的传输控制方式，依序传送至一印表头上的位移缓存器(Shift Register)，接着利用一控制单元设定的闩锁信号(Latch Signal)，将位于位移缓存器中该行列待打印数据内容传输移存至闩锁缓存器(Latch Register)，然后根据一选通信号产生器设定产生的选通信号(Strobe Signal)，启动闩锁缓存器中对应的多数加热组件，对相对的色带进行一加热以在受印媒体，如纸张、相片纸等一表面上，利用该色带产生一指定行列数据内容的打印，最后受印媒体由转动轴带动移至下一行，完成一行列的打印动作，如此反复执行而于受印媒体一表面完成一图像打印。惟，上述已知热转式打印机的数据传输与打印方法，该数据传输与控制系完全依靠外部微控制器直接控制动作，该微控制器的数据处理工作量将直接影响打印数据内容的传输、打印速度及质量。

此外，根据上述热转式打印机的架构，该热转式印表头系为其主要核心组件其一，利用配置于热转式印表头上的多数加热组件，用来加热一色带使该颜色染料升华，且在受印媒体一表面上产生一影像。该加热组件系为一热感电阻，以在电流通过时产生温度逐渐上升的加热现象，于电流切断时则逐渐冷却，应用此特性得以控制对色带的加热执行打印动作。

上述该热转式打印机所应用的色带，于室温系为固态的稳定状态，当所处温度高于一设定临界温度时，色带上数个连续固定排列的色区所包含数个具有不同颜色染料的染料区，以及一具有保护层的染料区就会开始升华而挥发，于此时该颜料处于挥发状态时间的长短，将影响于受印媒体上接受的颜料多寡，颜料越多所呈现的灰阶就越深，因此，于打印时为达到较佳的打印质量与效果，必须将色带加热至超过此临界温度并持续一段时间。但是，加热组件的工作温度具有上限值，而加热组件在加热初期的温度会急遽升高，一旦加热温度超过该上限值，如图1所示，可能导致加热组件损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于各种热转，或者热感式印表头数据传输打印控制的多通道序列传输与控制装置及其方法。

本发明另一目的是提供一种多通道序列传输与控制装置及其方法，利用DMA产生器耦接总线接口与数据产生器，形成指定打印数据直接由内存传输，以卸载微控制器对于印表头控制的工作量，以提升打印速度与质量。

本发明又一目的是提供一种多通道序列传输与控制装置及其方法，利用启动印表头的加热单元加热动作的时间脉冲控制，让加热单元在加热温度上限值与冷却至接近色带颜料挥发温度的区间内，进行多次反复加热动作，形成印表头加热脉冲切割控制，以延长，并确保印表头使用寿命及降低电源供应需求。

为达成上述各项目的，本发明多通道序列传输与控制装置，耦接于外部微控制器与印表头间，包括：

一总线接口，外接外部微控制器，以取得动作命令及信息，并传输至耦接的各产生器与单元；

一DMA产生器，依据数据产生器的数据缓冲区状态主动要求DMA控制器服务，并处理DMA控制器产生的DMA信号，且根据中断相关控制缓存器产生相应的事件中断信号；

一控制单元，根据外部微控制器的外部频率，产生控制印表头数据传送频率的主要脉冲信号(TPH Shift Clocl)及闩锁信号(TPH Latch Signal)；

一选通信号产生器，设定并产生多个连续但不同的用以控制印表头加热动作的选通信号；

一数据产生器，以暂存由外部微控制器或DMA产生器控制写入欲打印的指定数据，并由上述闩锁信号控制将数据传送到印表头一闩锁缓存器等待打印动作。

为实现上述各项目的，本发明多通道序列传输与控制方法主要应用由一DMA产生器耦接总线接口与数据产生器，配合控制单元与选通信号产生器构成的一装置以执行，该方法步骤包括：

一启始设定步骤，由外部微控制器通过总线接口设定控制单元产生印表头所需的主要频率信号与闩锁信号；

一数据传送步骤，将指定打印数据由DMA产生器直接传送至数据产生器缓冲处理，以根据闩锁信号移置印表头一闩锁缓存器，

一加热印表头步骤，设定选通信号产生器产生选通信号时间与间隔，让多路复用器根据其设定将选通信号组合输出至印表头，并启动印表头的加热单元，根据选通信号加热色带执行打印，并在选通信号结束后完成指定数据打印。

在本发明一较佳实施例中，该控制单元产生的主要脉冲信号，是将外部微控制器提供的外部频率，用缓存器设定的数值除频后的脉冲信号。

在本发明一较佳实施例中，该选通信号产生器产生的选通信号的周期与信号间隔时间可根据需求做不同设定产生。

在本发明一较佳实施例中，该数据产生器具有一先进先出数据缓冲区，并耦接印表头数据脚位以依储存顺序传送打印数据。

通过以下有关本发明的一较佳实施例的详细说明及其附图，可以进一步了解本发明的技术内容及其目的和功效。

附图说明

图1是已知加热单元加热曲线图；

图2是本发明一实施例的架构方块图；

图3是本发明一实施例的选通信号产生器内多路复用器配置示意图；

图4是本发明一实施例选通信号产生器内虚拟与实际选通信号缓存器及印表头的连接配置示意图；

图5是本发明一实施例加热脉冲与加热曲线示意图；

图6是本发明一实施例的加热脉冲示意图。

附图标记说明：1总线接口；2-DMA产生器；3数据产生器；4控制单元；5选通信号产生器；6外部微控制器；7印表头；8多路复用器。

具体实施方式

请参阅图2所示的本发明的多通道序列传输与控制装置架构方块示意图。如图所示：本发明的多通道序列传输与控制装置包括：一总线接口1及耦接于该总线接口1的DMA产生器2、数据产生器3、控制单元4与选通信号产生器5，该总线接口1一端耦接外部微控制器6以取得打印控制命令，并由该数据产生器3、控制单元4与选通信号产生器5的信号输出端，分别外部耦接至打印机的印表头7，以便打印数据传输与控制打印动作，以构成一高打印效率及易于藉由切割印表头加热脉冲控制，以确保使用寿命及降低电源供应需求的多通道序列传输与控制装置，以应用于各种热转，或者热感式印表头数据传输打印控制。

上述所提的总线接口1由至少一输入端外部耦接外部微控制器6，以取得外部传送的动作命令及信息，并传输至耦接的DMA产生器2、数据产生器3、控制单元4与选通信号产生器5执行相应的命令动作与设定。；

该DMA产生器2根据所耦接的数据产生器3一先进先出数据缓冲区(图中未示出)状态，主动要求DMA产生器2的DMA控制器(图中未示出)执行DMA服务，并处理DMA控制器产生的DMA Acknowledge Handshake信号，另外，该DMA控制器可根据中断相关控制缓存器的命令以产生相应的事件中断信号；

上述该数据产生器3具有一先进先出数据缓冲区(图中未示出)用以暂存由外部微控制器6，或者DMA产生器2控制写入欲打印的指定数据，并由控制单元4经设定产生的闩锁信号控制，将打印指定数据传送到印表头7一闩锁缓存器(图中未示出)中等待打印动作，前述该先进先出数据缓冲区耦接于印表头7数据脚位，以依储存顺序传送打印数据。

所述该控制单元4主要根据外部微控制器6所传送的外部频率，以产生控制印表头数据传送频率的主要脉冲信号(TPH Shift Clocl)及闩锁信号(TPHLatch Signal)；前述该主要脉冲信号(TPH Shift Clocl)，是指将外部微控制器提供的外部频率，根据缓存器设定的数值除频后的脉冲信号。

至于该选通信号产生器5，主要用以产生印表头7加热时所需的选通信号，并可通过设定而组合产生多个连续，但不同的选通信号，用以控制印表头7加热动作。

前述该选通信号产生器5为不同的选通信号产生，如本发明一具体实施例中，主要根据需求设定产生多个不同的虚拟选通信号，并对应到等数个，或者非等数个之一设定的实际输出的选通信号，其中每个选通信号的周期及间隔时间，可以依据需求做不同的设定，同时，在虚拟选通信号与实际的选通信号间通过至少一多路复用器(Multiplex)8，如图3所示，如此，可将多个虚拟选通信号做不同的组合对应到设定的实际选通信号输出，让印表头7上多个加热单元(图中未绘示)的加热时间达到许多种不同弹性的调整与变化设定。

换言之，可通过对虚拟选通信号的组合控制，达到控制加热单元加热时间的实际选通信号输出控制，如于图4中所示，设定包含VPHS trobe〔0〕～VPHS trobe〔6〕等七个虚拟选通信号，以及PHS trobe〔1〕～PHS trobe〔5〕等五个实际选通信号，其中该实际选通信号PHS trobe〔1〕～PHS trobe〔4〕耦接于印表头7中同一个选通信号输入脚位，各虚拟选通信号VPHS trobe〔0〕、〔2〕、〔4〕、〔6〕则分别接到实际选通信号PHS trobe〔1〕～PHS trobe〔4〕，同时虚拟选通信号VPHS trobe〔1〕、〔3〕、〔5〕则接到实际选通信号PHS trobe〔5〕，经设定虚拟选通信号VPHS trobe〔0〕～VPHS trobe〔6〕的缓存器中时间间隔为5，1，5，1，5，1，5，于执行时将形成自动加热四次，且每加热5个单位时间就会自动休息1个单位时间，如此，即可容易的透过设定切割印表头加热脉冲控制，达到多样化的加热控制效果，以确保使用寿命及降低电源供应需求，同时该加热的动作是自动控制，不需占用微控制器的时间与工作量。

本发明应用于各种热转，或者热感式印表头数据传输打印控制的多通道序列传输与控制方法，主要利用多通道序列传输与控制装置，于打印数据传输与控制打印过程中，配合DMA产生器2的执行直接指定打印数据传输，以卸载外部微控制器6的工作量以提升打印速度，并由选通信号产生器5的设定形成印表头加热脉冲的切割控制，达到多样化的加热控制效果，以确保使用寿命及降低电源供应需求。该多通道序列传输与控制方法步骤包括：

于一启始设定步骤，由外部微控制器6通过总线接口1设定控制单元4产生印表头所需的主要频率信号与闩锁信号；前述该设定仅需在该装置启动后一次设定即可，于设定完成后，该装置将依外部微控制器7所提供的频率信号，产生除频后提供印表头7所需的频率信号。

接着，于一数据传送步骤，指定目前预设打印的该行数据地址及数据长度，致能DMA产生器2的动作位，使DMA产生器2执行并主动将打印数据传送到数据产生器3的先进先出缓冲区内，并在数据传送完成后，由控制单元4于一适当时间，是指印表头7可接收闩锁信号且将数据移位至闩锁缓存器的时间，将自动产生闩锁信号，并将先进先出缓冲区内数据传送至印表头7中的闩锁缓存器。

一加热印表头步骤，设定选通信号产生器5中各选通信号的时间与间隔，并根据实际印表头7的设计以设定多路复用器8的设定值，此至少一多路复用器8根据设定将选通信号产生器5所产生的选通信号组合输出至印表头7，于完成上述设定步骤后，致能加热单元，根据选通信号产生器5设定产生打印控制所需加热时间与间隔的选通信号，并控制加热单元开始加热色带产生颜色的升华执行打印，并在选通信号结束后即完成此次指定数据的打印动作。

上述该控制单元4产生闩锁信号以将数据传送至印表头7中的闩锁缓存器，若印表头7还处于前一打印动作状态时，此次的闩锁信号会主动产生延迟至前一打印动作的印表头7加热完成后，才会产生该次闩锁信号执行数据移动传送。

请参阅图5、图6所示的本发明的多通道序列传输与控制装置及其方法，应用于一热转式印表头的加热状态曲线与加热脉冲示意图。如图所示，该热转式印表头设有1344个加热单元以及两个选通信号输入脚位，其中选通信号A控制第1～576个加热单元，选通信号B则控制第577～1344个加热单元，于本实施例中，于图5显示在加热脉冲设定如图中的X的脉冲波形下，加热单元的加热状态，其温度维持在上限温度及颜料挥发温度之间产生多刺的加热与冷却，形成加热脉冲的切割控制，达到多样化的加热控制效果，以确保使用寿命及降低电源供应需求。

此外，于图6中则显示于本实施例需要产生的加热脉冲，其中该印表头7的选通信号A需要产生图中A线的加热脉冲，而选通信号B则需求图中B线的加热脉冲，为产生以上二加热脉冲，可通过对选通信号产生器5的设定，使其产生如图中C线的四个加热脉冲，并设定多路复用器8将产生的第一及第二个选通信号输出至印表头7的选通信号A的输入脚位，另将第三及第四个选通信号输出至印表头7的选通信号B的输入脚位，如此，即可获得所需的加热脉冲执行加热单元的加热打印动作。

以上详细说明是针对本发明的一可行实施例的具体说明，但是该实施例并非用来限制本发明的范围，因此凡未脱离本发明精神所为的等效实施或变更，例如：等变化的等效性实施例，均应包含于本本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种多通道序列传输与控制装置，应用于各种热转或热感式印表头数据传输打印控制，并耦接于外部微控制器与印表头间，该装置包括：

一总线接口，外接外部微控制器，以取得动作命令及信息，并传输至耦接的DMA产生器、数据产生器、控制单元与选通信号产生器以执行相应的命令动作与设定；

一DMA产生器，依据数据产生器的数据缓冲区状态主动要求DMA控制器执行数据传输控制，并处理DMA控制器产生的DMA AcknowledgeHandshake(确认握手)信号，同时，根据中断相关控制缓存器产生相应的事件中断信号；

一控制单元，根据外部频率产生控制印表头数据传送频率的主要脉冲信号(TPH Shift Clocl)及闩锁信号(TPH Latch Signal)；

一选通信号产生器，设定、产生用以控制印表头加热动作的选通信号；

一数据产生器，以暂存由外部微控制器、DMA产生器的一控制写入欲打印的指定数据，并由上述闩锁信号控制将数据传送到印表头一闩锁缓存器等待打印动作。

2.如权利要求1所述的多通道序列传输与控制装置，其特征在于，该控制单元产生的主要脉冲信号，是将外部微控制器提供的外部频率，用缓存器设定的数值除频后的脉冲信号。

3.如权利要求1所述的多通道序列传输与控制装置，其特征在于，该选通信号产生器产生的选通信号的周期与信号间隔时间可根据需求做不同设定，以产生多个连续，但不同的选通信号，形成多样化的印表头加热脉冲切割控制，用以控制印表头加热动作。

4.如权利要求1所述的多通道序列传输与控制装置，其特征在于，该选通信号产生器还包括：根据需求设定产生多个不同的虚拟选通信号，并对应到等数个、非等数个之一设定的实际输出的选通信号，形成多样化的选通信号组合输出至印表头的至少一选通信号输入脚位。

5.如权利要求4所述的多通道序列传输与控制装置，其特征在于，该选通信号产生器还包括至少一多路复用器，以设定各虚拟选通信号与实际选通信号间的组合连接，并产生不同组合输出的序列选通信号为印表头至少一选通信号输入脚位的输入信号。

6.如权利要求1所述的多通道序列传输与控制装置，其特征在于，该数据产生器具有一先进先出数据缓冲区，并耦接印表头数据脚位以依储存顺序传送打印数据。

7.一种多通道序列传输与控制方法，藉由该DMA产生器耦接总线接口与数据产生器，配合控制单元与选通信号产生器构成的一装置，以应用于各种热转或热感式印表头数据传输打印控制，该方法步骤包括：

一启始设定步骤，由外部微控制器通过总线接口设定控制单元产生印表头所需的主要频率信号与闩锁信号；

一数据传送步骤，将指定打印数据由DMA产生器控制直接传送至数据产生器缓冲处理，以根据闩锁信号移置印表头一闩锁缓存器，

一加热印表头步骤，启动印表头的加热单元，根据选通信号产生器设定而产生的选通信号组合输出，控制印表头加热色带执行打印，并在选通信号结束后完成指定数据打印。

8.如权利要求7所述的多通道序列传输与控制方法，其特征在于，该数据传送步骤还包括：于打印数据传送到数据产生器的数据缓冲区后，由控制单元于一适当时间自动产生闩锁信号，以控制将数据缓冲区内数据传送至印表头中的闩锁缓存器。

9.如权利要求8所述的多通道序列传输与控制方法，其特征在于，所述适当时间是指印表头可接收闩锁信号且将数据移位至闩锁缓存器的时间。

10.如权利要求8所述的多通道序列传输与控制方法，其特征在于，该控制单元对于闩锁信号的产生，于该印表头还处于前一打印动作状态时，后续应产生的闩锁信号会主动产生延迟至前一打印动作的印表头加热完成后，才会产生该次闩锁信号以执行数据移动传送。

11.如权利要求7所述的多通道序列传输与控制方法，其特征在于，该于加热印表头步骤还包括：设定选通信号产生器产生选通信号时间与间隔，让多路复用器根据其设定将选通信号组合输出至印表头，以执行加热单元的加热色带执行打印。

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