CN86100822A - 具有墨耗尽补偿的墨带传送 - Google Patents

Abstract

在其墨带传送机构由打印头携带器的运动所驱动的打印机中，墨带的墨不均匀地消耗，这取决于打印密度。对于能够打印高密度图表的打印机，这种不均匀的墨消耗对于打印机打印高密度图形，特别是填色图案的能力，已成为一个问题。根据本发明，监测打印密度，并且当打印密度超过预定值时，使打印头的移动量超过它处在随后的打印位置所必需的移动量，以便传送补充墨带，并且避免在已经高密度打印过的墨带区域过量打印。

Description

具有墨耗尽补偿的墨带传送

本发明涉及在打印介质上打印数据的打印机，特别涉及对这类打印机及其工作方法的一种改进，通过这种改进，墨带的传送将避免由于墨带的墨耗尽所产生的问题。

对于打印密集图案或图表的打印机，认识到了墨带的墨耗尽是一个问题。典型的情况是墨带的运动速度低于打印头携带器的运动速度，当一行中的连续密集图案在墨带的某一部分过量打印时，就发生墨耗尽。这种过量打印使得后来的图案打印得较轻，这是人们所不期望的，特别是在打印填色图案时更是这样。

已经提出了解决这个问题的很多途径。最常用的解决办法是使用一个电机连续驱动墨带，这已经在许多小型和中型打印机中采用。但是，使用一个单独的墨带传送电机大大增加打印机的成本，并且可能导致比墨带消耗的费用还要高。

在许多打印机中，特别是在小型廉价打印机中，墨带是通过墨带驱动机构和打印头携带器电机之间的联动机构传送的，以使携带器电机在驱动打印头的同时也传送了墨带。在这类打印机中，不均匀的墨带消耗是特别容易出问题的。

本发明的目的是提供一种在打印机中能很好地传送墨带以避免墨耗尽的方法和装置，它适宜用于上面提到的那种打印机，其中打印头的运动控制墨带的传送。

根据本发明，与墨带的墨耗尽有关的问题可以通过一个装置和一种方法来克服，这包括检测什么时侯打印密度超过预定阈值，并对这个被超过的阈值做出响应，使打印头的移动量超过它处在随后的打印位置所必需的移动量，以便从墨带供给源中送出随后打印用的、新鲜的补充墨带，并且由此避免在已经高密度打印过的墨带区域过量打印。随着打印每一个缓冲寄存器数据，检测其长度和打印密度，如果超过打印密度阈值，则计算打印头的附加移动量（这个附加移动量对于墨带传送足够的距离，以接收下一个缓冲寄存器的打印信息，是需要的），并且打印头移动这么长的附加距离而重新定位，以进行随后的打印。

本发明的打印机的具体特征包括：

一个相对于打印介质运动的装配的打印头;

一个墨带供给源，它包括所说的打印头和打印介质之间的墨带工作间隔;

当打印头在至少一个方向上运动时，用于移动所说的打印头，并将墨带从所说的供给源传送到所说的工作间隔的装置;

把打印数据送给打印头的控制装置;所说的控制装置包括用于检测什么时候打印密度超过预定值的装置，和对被超过的所说的预定值响应的装置，以使打印头的移动量超过它处在随后的打印位置所必需的移动量，以便从墨带供给源中送出随后打印用的、新鲜的补充墨带，并且由此避免在已经高密度打印过的墨带区域过量打印。

已经叙述了本发明的一些特性和优点，由下文的详细叙述并结合附图，可以清楚地看到本发明的其它特性和优点，其中：

图1是打印机的示意图，它表明打印头与墨带、打印介质之间的关系;

图2图解表示打印期间，打印头在打印介质和墨带上打出的印痕;

图3图解表示为了打印缓冲寄存器的打印信息，传送墨带所需的移动量;

图4是表示本发明工作顺序的流程图;

图5是表示在打印高密度符号和根据本发明传送新鲜墨带期间，打印头的运动过程图;

图6图解表示如何检测针点图案密度以使墨带消耗减至最少。

下文将具体参考表示本发明具体实施例和装置的附图，来叙述本发明。不过，在一开始就应理解到，本发明可以改变这里所图示和叙述的具体细节，而仍能获得本发明所期待的特征和特性。因此，要使在所用技术方面熟练的人员把下面的叙述理解为一种可以实现的充分公开，而不要理解为一种限制。特别是，本发明在这里是作为应用于图1所示的那种类型的点阵式打印机而叙述的。那些技术熟练的人员将会从这个叙述中认识到，对于类型和结构不同于这里所述的打印机，本发明也是有用的，并且本发明的原理性装置与这里所述的装置不同，这取决于特定打印机的情况。

点阵式打印机一般包括一个压纸卷筒11，打印介质12通过一对做成轮形或带状、在其外表面上有一些凸出销的牵引装置13和14，在压纸卷筒11上运动。例如，打印介质可以是带有与其边缘平行的孔17的连续卷筒纸。牵引装置的凸出销16与卷筒纸上的孔17啮合，以正向带动纸幅。牵引装置13和14安装在一个普通的轴18上，可以按照需要，通过电机19使轴18转动，从而带动打印介质在压纸卷筒11上运动。电机19是由打印机的控制装置20控制的。

打印机还包括一个横向移动的打印头21，其安装在沿压纸卷筒延伸的支架22上，横越打印介质12移动，打印介质12在压纸卷筒和打印头21之间通过。打印头21可以借助于电机24驱动的螺杆23沿支架22移动。

打印机控制单元20包括控制打印机的数据处理和机械功能的装置，协调它们各自的工作，并且可以与主计算机联络以接收将要打印的打印信息。为此，打印机控制单元20包括打印介质控制装置，用于向电机19提供信号以控制打印介质在压纸卷筒上的运动和通过打印头;打印头控制装置，用于向电机24提供信号以控制打印头的移动;和打印头激励装置，用于提供信号以激励打印头21的每一个打印单元。随着打印头的移动，控制单元20进一步调整送给打印头的数据流。打印机控制单元20还包括数据缓冲寄存器装置，当打印机接收到打印数据时，此数据就寄存在该数据缓冲寄存器中，并且从那里送给打印头。

打印机还包括一个墨带供给源25。墨带可以是布带、聚酯薄膜带或其它任何合适的带子。在图示的实施例中，墨带装在墨带盒26中，并且包括夹在打印头21和打印介质12之间的工作间隔27。机械联动装置28把旋转螺杆23和墨带盒26互相连接起来，以使打印头驱动电机24在移动打印头21的同时，还能把新鲜墨带从墨带盒26送进工作间隔27。因此，随着打印期间打印头的往返移动，新鲜墨带不断地被送进工作间隔27。墨带既可以在打印头沿一个方向运动的期间传送，也可以在打印头沿两个方向运动的期间传送，这取决于联动装置的结构。联动装置可以采用齿轮形式，滑轮形式，或者其它合适的形式。作为例子，1972年12月第15卷第17期的IBM技术公开公报给出一种用于在打印头双向运动期间驱动墨带的已知装置。

将墨带驱动装置与打印头驱动装置连接在一起的联动装置28使墨带运动的速度低于打印头移动的速度。其结果是，打印头在墨带上打出的印痕压挤在一起，并且互相重叠导致过量打印。在打印通常的粗体正楷字母时，打印密度一般低到足以使墨带能提供足够的墨，用来在打印介质上打印字母。但是，在打印密集图案期间，例如，象在打印高密度图表、背景或某些粗体正楷铅字时可能发生的，当一行连续的密集图案过量打印在墨带的一部分上时，墨带的运动就可能发生墨耗尽。

本发明通过检测什么时候打印密度超过预定阈值，并使打印头的移动量超过它处在随后的打印位置必需的移动量，以便从墨带供给源中送出补充墨带，来解决这个问题。这可以用各种不同的方法完成，取决于具体的打印机情况。

在给出根据本发明完成这些工作的一种合适方法的图示之前，首先看一看这里所图示的特定打印机（本发明用于其中）的某些工作是有帮助的。如先前指出的，打印机控制装置20包括一个数据缓冲寄存器装置，在打印数据送给打印头之前，它接收并暂时存贮该数据。当缓冲寄存器的打印数据被打印之后，该寄存器装置接收另一个缓冲寄存器数据，并重复这个过程。

打印粗体正楷时，缓冲寄存器装置可以容纳足够打印一整行或几整行粗体正楷的打印数据。但是，在打印某些包含大量二进制数据的图表时，可能需要几个缓冲寄存器数据，以便在打印介质的整个宽度上打印。在这种情况下，打印完每一个缓冲寄存器数据之后，必须重新放置打印头，使其在这个合适的位置上继续打印下一个缓冲寄存器数据。这种重新放置过程是必要的，因为要使打印头加速到匀速运动以便打印，和打印完成时使打印头停止运动，都需要时间。在打印一行期间，这种重新放置可能会出现几次。当根据本发明传送墨带需要打印头超量移动时，该超量运动发生在打印头重新放置期间。

代表以本发明的这种方案为根据的工作顺序的流程图表示在图4中，下面将对该图更充分地解释。如图所示，在打印每一个缓冲寄存器数据期间，都要检查正在打印的寄存器，确定其打印密度是否超过预定的阈值。在打印图表字符时，通过计算单位面积上点的平均数，检查正在打印的寄存器，并且把这样得到的点密度值与一个预定的点密度阈值进行比较。在打印粗体正楷字母时，也可以通过检查任何存贮在缓冲寄存器中的字母是否会产生大于预定阈值的密度，而使用类似的方法。换句话说，可以把打印机是否正以特殊的、似乎会产生高密度打印的打印方式或铅字在打印，作为确定是否已经达到打印密度阈值的根据。

一旦确定已经达到了打印密度阈值，那么打印头就移动一个超量距离，以便送进新鲜的补充墨带，避免在已经发生过高密度打印的墨带区域上过量打印。

在这方面，要对打印头需要的、为送进新鲜墨带的附加超量移动进行计算。从下述推导打印头移动的典型公式的讨论，可以很好地理解该移动距离的计算。在这个例子中，各参量（以电机的步数为单位）如下：

Bn＝刚打印过的数据缓冲寄存器的实际长度。

Bn+1＝待打印的数据缓冲寄存器的实际长度。

D＝减速度

A＝加速度

R＝打印头运动速度与墨带运动速度的比值。

S＝在打印头改变移动方向时发生的齿轮超出距离。

由于墨带的运动速度比打印头携带器的运动速度慢R陪，所以数据缓冲寄存器Bn中的打印信息在墨带上的印痕是（Bn-Bn/R）。这表示在图2中，上边的方框表示缓冲寄存器Bn中的打印数据在打印纸上的印痕，而下边的方框表示由于墨带在打印期间移动一个距离Bn/R，缓冲寄存器Bn中的数据在墨带上的印痕。

当沿着同一方向连续打印时，在打印完缓冲寄存器Bn之后，墨带需要移动一个距离Bn-Bn/R，以便清除刚刚用于缓冲寄存器Bn的那一部分墨带，并且需要一段补充的墨带（Bn+1-Bn+1/R），为接收下一个缓冲寄存器Bn+1的打印位置提供新鲜墨带。这表示在图3中，最上边的方框表示打印完缓冲寄存器Bn时墨带的状态。第二个方框表示，为了清除用于打印缓冲寄存器Bn的那一部分墨带，把墨带向右移动了距离（Bn-Bn/R）之后，墨带的状态。最下边的方框表示准备好接收下一个缓冲寄存器Bn+1的数据时，墨带的位置。在这个位置上，墨带已经传送了一个距离Bn-（Bn/R）+Bn+1-（Bn+1/R）。

现在，为了移动这么长一段墨带，打印头携带器需要移动的总步数等于R〔Bn-（Bn/R）+Bn+1-（Bn+1/R）〕。

打印头携带器在打印/重新放置过程中所移动的这一超量距离表示在图5中。图中各标号点表示：

1    打印头携带器的起始位置。

1-2    携带器加速。

2-3    Bn的打印过程。

3-9    传送墨带所需的补偿距离。

标号9以后    Bn+1的打印过程。

假设墨带是双向传送，由图5可将公式简化为：

R〔Bn-（Bn/R）+Bn+1-（Bn+1/R）〕＝2X+2（A+D-S）    （1）

X是携带器匀速运动的步数，A和D对于给定的速度是固定的。由公式（1）解出X，公式（1）可简化为：

X＝〔（R-1）/2〕〔Bn+Bn+1〕-〔A+D-S〕

（2）

对于非双向传送的墨带，公式（2）可归纳为：

X＝（R-1）（Bn+Bn+1）-（A+D-S）

（3）

以上对所需要的打印头移动量的推导，假设了墨耗尽的最坏情况，即整个缓冲寄存器Bn的数据耗尽了分配给该寄存器的整个那一部分墨带。但是实际上，很多情况是主要的墨耗尽发生在刚刚过了缓冲寄存器的起始部分以后。通过引进一个附加变量，针点图案密度，可以把打印头的移动量减至最小。该针点图案的密度是引起墨耗尽的主要因素。因此，可以跟踪图案密度以便使打印头携带器的移动量减至最小。

在墨带再循环以前可以安全地接受新的针点图案的地方，存在一个图案密度的经验阈值。这个阈值是由墨带和使用情况决定的。为了确定墨带上超过阈值的点，对缓冲寄存器小量逐渐增加的部分不断计算打印针点的分布。例如打印完每一个图形字符（12次打印）之后，都要计算针点分布，并且检测针点分布是否超过临界阈值。当针点分布超过阈值时，墨带上超过阈值处的位置被记录下来。这样如图6所示，31所表示的针点图案分布得较稀疏，而32所表示的针点则形成高密度图形。高密度针点分布32首次出现的位置表示在X处，并且代表针点密度的超阈值点。超阈值点左边的墨带d（其针点密度低于阈值）可以再次用于打印下一个缓冲寄存器数据，而超阈值点右边的墨带D作为用过的墨带。根据本发明进一步的目标，墨带上接着出现的超阈值点也能够记录下来（例如不仅第一个而且最后一个超阈值点），以便据此确定墨带的墨耗尽区域，并且可以采用适当的逻辑方法最大限度地再次使用墨带的墨未耗尽区域，同时避免在鉴别过的墨耗尽区域过量打印。例如，如图6中所示，高密度针点分布32最后出现的位置表示在Y处，X和Y之间的区域代表墨带的墨耗尽区域，该区域不能再次使用，而点Y右边的区域在适当的情况下可以再次使用。

Claims (14)

1、一种在打印介质上打印数据的打印机，包括：

一个安装的相对于打印介质运动的打印头；

一个墨带供给源，包括夹在打印头和打印介质之间的墨带工作间隔；

随着打印头沿着至少一个方向移动，移动所说的打印头，并将墨带从所说的墨带供给源送到所说的工作间隔的装置；

将打印数据送到所说的打印头，并且控制该打印头运动的控制装置；

所说的控制装置包括检测什么时侯打印密度超过预定值的装置；

对所说的被超过的预定值做出响应的装置，用来使所说的打印头的移动量超过它处在随后的打印位置所必需的移动量，以便从所说的墨带供给源中送出补充墨带，并且避免在已经高密度打印过的区域过量打印。

2、权利要求1中的打印机，其中所说的控制装置还包括计算所说的打印头的附加移动量的装置，这个附加移动量对于将墨带传送到该打印头的随后一个打印位置，是需要的。

3、权利要求1中的打印机，其中所说的检测什么时侯打印密度超过预定值的装置，包括鉴别不同密度的几种打印模式的装置。

4、权利要求1中的打印机，其中把打印数据送给所说的打印头的所说的控制装置，包括存贮待送给所说的打印头的打印数据的数据缓冲寄存器装置，并且其中所说的检测什么时侯打印密度超过预定值的装置，包括检查所说的数据缓冲寄存器装置中的打印数据的装置。

5、权利要求4中的打印机，其中所说的检测所说的数据缓冲寄存器装置中的打印数据的装置，包括在数据缓冲寄存器装置的不断逐渐增加的部分中，检查打印数据密度的装置，和记录该逐渐增加部分在墨带上的位置的装置，当打印数据的密度超过所说的预定值时，该逐渐增加部分包含首次出现的超阈值点。

6、权利要求4中的打印机，其中所说的检查所说的数据缓冲寄存器装置中的打印数据的装置，包括在数据缓冲寄存器装置的不断逐渐增加的部分中，检查打印数据密度的装置，和记录该逐渐增加部分在墨带上的位置的装置，在该位置处，打印数据的密度超过借以确定墨带的墨耗尽区域的所说的预定值。

7、一种在打印介质上打印数据的打印机包括：

一个安装的横越打印介质运动的点阵式打印头;

一个墨带供给源，包括夹在所说的打印头和打印介质之间的墨带工作间隔;

使所说的打印头横越打印介质移动的动力装置;

与所说的动力装置连接的联动装置，其随着所说的打印头沿着至少一个方向的移动而将墨带从所说的墨带供给源送到工作间隔;

将打印数据送给所说的打印头，并且控制所说的动力装置的工作的控制装置;

所说的控制装置包括数据缓冲寄存器装置，用于存贮待送给所说的打印头的连贯的缓冲寄存器打印数据;

检查每一个连贯的缓冲寄存器打印数据，并且检测什么时候针点密度超过预定值的装置;

对所说的被超过的预定值做出响应的装置，用来使所说的打印头的移动量超过它处在随后的打印位置所必需的移动量，以便从所说的墨带供给源中送出补充墨带。

8、权利要求7中的打印机，其中所说的控制装置，还包括用于检查当前缓冲寄存器打印数据的内容和随后一个缓冲寄存器打印数据的内容，以及用于由此计算所说的打印头的附加移动量的装置，这个附加移动量对于将足够的墨带传送到接收所说的随后一个缓冲寄存器打印数据的打印位置，是需要的。

9、在这样一种类型的打印机中传送墨带的一种方法，在该类型打印机中，打印头横越打印介质移动，墨带的工作间隔夹在打印头和打印介质之间，并且其中随着打印头沿着至少一个方向移动，而将墨带从墨带供给源送到工作间隔;所说的方法包括：

检测什么时候打印密度超过预定值，并且对所说的被超过的预定值做出响应，使所说的打印头移动量超过它处在随后的打印位置所必需的移动量，以便从所说的墨带供给源中送出补充墨带，并且避免在已经高密度打印过的墨带区域过量打印。

10、根据权利要求9要求的方法，包括计算打印头附加移动量的附加步骤，这个附加移动量对于将墨带传送到打印头的随后一个打印位置，是需要的。

11、根据权利要求9要求的方法，其中所说的检测什么时候打印密度超过预定值的检测步骤，包括鉴别不同密度的几种不同打印模式。

12、根据权利要求9要求的方法，其中，随着打印头横越打印介质移动，打印机打印连贯的缓冲寄存器打印数据，并且其中所说的检测什么时候打印密度超过预定值的检测步骤，包括检查每一个连贯的缓冲寄存器打印数据。

13、根据权利要求12要求的方法，包括检查当前缓冲寄存器打印数据的内容和随后一个缓冲寄存器打印数据的内容，并且由此计算打印头附加移动量的步骤，这个附加移动量对于将足够的墨带传送到接收所说的随后一个缓冲寄存器打印数据的打印位置，是需要的。

14、根据权利要求13要求的方法，其中所说的检查步骤包括：在缓冲寄存器的打印数据不断逐渐增加的部分中，检查打印数据的密度和记录该逐渐增加部分的位置，当打印数据的密度超过所说的预定值时，该逐渐增加部分包括首次出现的超阈值点，并且其中，在所说的计算传送墨带所需的打印头附加移动量的步骤中，在首次出现的超阈值点以前用过的墨带部分被再次使用，借以减少墨带的消耗。

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