SE527211C2 - Sensor- och skrivhuvudenhet hos en handmanövrerad handskrivanordning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 59.7 211 2 interpolationskrets för en mappning av den resulterande ytan i x- och y-koordinater, och en yta med en anordning som använder mikrochipet som t ex en handscanner.

Filterkretsen, kompressionskretsen, korrelationskretsen och interpolationskretsen är samtliga utformade i en dital signalprocessor (DSP) på ett mikrochips. DSP-utförandet möjliggör exakt algoritmisk behandling av den digitaliserade signalen med en nästan oändlig hålltid, beroende på lagringsmöjligheten. Motsvarande matematiska datorbehandlingar är således inte längre utsatta för nyckerna hos den CMOS-chipsstruktur som behandlar analoga signaler. Parametrar kan även programmeras i DSP-mjukvaran, vilket gör mikrochipet avstämbart, liksom även flexibelt och anpassningsbart för olika tillämpningar.

I patentet US 5 644 139 av Allen m fl beskrivs en scanningsanordning och ett förfarande för bildande av en scannad elektronisk bild innefattande användningen av en navigationsinformation som samlas in tillsammans med bilddata, och därefter korrigering av bilddata baserat på navigerings- och bildinformationen. Navigeringsinformationen erhålls i ramar. Skillnaderna mellan på varandra följande ramar detekteras och ackumuleras och detta ackumulerade förflyttningsvärde representerar en position hos scanningsanordningen i förhållande till en referens. Bilddata positionstaggas därefter genom användning av positionsdata som erhålls från det ackumulerade förflyttningsvärdet. För att undvika en ackumulation av fel uppdateras det ackumulerade förflyttningsvärdet som erhålls från på varandra följande ramar genom att jämföra en innevarande ram med en mycket tidigare ram som lagrats i minne och genom att använda den resulterande skillnaden som förflyttningen från den tidigare ramen. Dessa större förflyttningssteg ackumuleras därefter för att bestämma scanningsanordningens relativa position.

Ovan nämnda dokument beskriver hur positionen skall bestämmas vid en konceptuell framställning av navigeringsinformation. l detta sammanhang används i patentet US 5 927 872 av Yamada navigeringsinformationen för en handscanner som beskrivs i patentet US 5 644 139 av Allen m fl. Uppfinningen enligt Allen m fl avser navigering genom jämförelse av pixel på rambasis.

Det finns problem som hänför sig till hastigheten för styrning av tryckhuvudet när breda bitinappar matas som skall skrivas ut av skrivhuvudet.

Sammanfattning av den beskrivna uppfinningen Föreliggande uppfinning avser en ny skrivhuvudenhet för handhållen och handmanövrerad skrivning på ett skrivmedium som styrs av en processor. Genom uppfinningen föreslås särskilt en hårdvarulösning för att accelerera en utskrift med en sådan enhet.

Sålunda avser föreliggande uppfinning en sensor- och skrivhuvudenhet inrymd i ett hölje hos en handmanövrerad handskrivanordning som styrs av en processor är förbunden med mist ett första elektroniskt minne, innefattande minst ett sensororgan, en skrivhuvudgrupp, inmatningsorgan på nämnda hölje som är anslutna till nämnda processor för 10 15 20 25 30 35 3 inmatning av styrkommandon för enheten, och organ för att följa upp enhetens och skrivhuvudenas position på ett skrivmedium.

Proeessom är försedd med en anslutning till en styranordning för hårdvara, varvid nämnda anordning innefattar ett programmerbart logikorgan, PLD, som är anslutet till minst ett andra elektroniskt minne. Det är försett med inmatningsorgan för mottagande av mätsignaler från nämnda minst en sensor. Logikorganet styr en utskrift från skrivhuvudet genom att databehandla mottagna signaler från nämnda sensor och bitmappinformation som lagras i nämnda andra minne efter ett kommando från processom. Detta ger ett funktionssätt där nämnda logikorgan arbetar oberoende av processorn för styming av en skrivoperation genom skrivhuvudet, med anordnande av exklusiva åtkomsträttigheter för nämnda logikorgan till det andra minnet. En annan styrning från nämnda processor ger ett funktionssätt där nämnda logikorgan befrias från att styra nämnda skrivoperation genom skrivhuvudet, och som således görs signaltransparent för processom.

Nämnda minst ett andra elektroniskt minne kan således nås för lagring av information som styrs av processorn, vilket på så sätt förbättrar hastigheten vid matning av data till skrivhuvudet för skrivoperationer genom att tillåta processom att databehandla och hantera mottagen information i nämnda första elektroniska minne. Detta gör att en konflikt undviks mellan operationer i nämnda minnen.

Vid en utföringsform är skrivhuvudet av bläckstråletyp med sprutmunstycken. Vid en annan utföringsform ingår munstyckena i en grupp där varje munstycke adresseras med ett binärt nummer, och varvid ett fiktivt munstycke används för att beräkna en ändring av positionen i en x- och y-riktning för gruppen på ett skrivmedium som en funktion av gruppens rotationsvinkel.

En uppslagstabell eller -tabeller innefattar vid ytterligare en utföringsform sinus- och kosinusvärden för sensorsteg med en förutbestämd upplösning mellan sensorstegen, varvid ett av nämnda sensorsteg bestämmer en minimal rörelse hos enheten. Vid en annan utföringsforrn är tabellen/tabellema försedda med heltalsvärden, vilka erhålls genom multiplikation av de "reella" värdena med en lämplig 2-potens, och varvid andra värden som lagras och används för beräkningar skalas på motsvarande sätt.

Vid en annan utföringsform förutses att antalet binära bitar i en beteckning är 7 och därigenom adresseras 127 munstycken, varvid nämnda fiktiva munstycke är nummer 128, med beräkning av adressen till bitmappen i det andra minnet, där p är bitmappens bredd, som y0*p + n/128*Ay12g*p + ((x0 + n/ 128*Ax12g) div B) och beteckningen i bitmappen som (X0 + n/l28*Ax12s) mod B.

Vid ytterligare en annan utföringsform finns bimappen i det övre vänstra hömet av en maximalt dimensionerad minneszon för en möjlig bitmapp i det andra minnet, varvid värdet för p är en multipel av 2, vilket på så sätt minskar de beräkningar som skall utföras.

Vid en annan utföringsforrn förutses att antalet munstycken n indikeras genom en räknare som inkrementeras när det föregående munstycket har utfört sin uppgift. lO 15 20 25 30 35 527 211 ff=§_f_=°-._.-" _;= 4 Vid ytterligare en annan utföringsforrn förutses att en position uttrycks genom koordinaterna för sensororganet och vinkeln mellan sensororganets föregående position och dess aktuella position.

Vid ytterligare en annan utforingsform förutses att skrivhuvudets munstycksposition beräknas utgående från kunskapen om positionen hos ett sensororgan och enhetens lutningsvinkel, genom beräkning av det forsta och sista munstyckets position i nämnda grupp.

De återstående munstyckspositioner beräknas vid en utforingsform med början från de första munstyckspositionema och genom tillägg av skillnaden i x- och y-riktningar mellan munstyckena, varvid x- och y-avståndet mellan det forsta och sista munstycket divideras med antalet munstycken.

Vid en annan utforingsform förutses att ett positioneringsorgan är anordnat för att positionera enheten i en korrekt startposition i förhållande till skrivmediet.

Kort beskrivning av figurerna Här nedan hänvisas till de bifogade figurerna för en bättre förståelse av de givna exemplen på och utföringsfonnema av föreliggande uppfinning, där : Figur 1 illustrerar en perspektivvy i ett snitt av en skrivanordning som kan användas enligt föreliggande uppfinning; Figur 2 illustrerar en perspektivvy underifrån av en skrivanordning enligt figur l; Figur 3 illustrerar en schematisk vy av huvudkomponentema hos en skrivanordning enligt figurerna l och 2; Figur 4 illustrerar en perspektivvy av en annan utforingsform av en skrivanordning som kan användas enligt föreliggande uppfinning; Figur 5 illustrerar en perspektivvy av en enklare skrivanordning som kan användas enligt föreliggande uppfinning; Figur 6 illustrerar schematiskt en sensor/skrivhuvudenhet som kan användas enligt föreliggande uppfinning; Figur 7 illustrerar ett diagram med parametrar som används för bestämning av en sensor som kan användas vid föreliggande uppfinning; Figur 8 illustrerar ett diagram med parametrar för en position hos skrivhuvudmunstyckena ; Figur 9 illustrerar en bild som skall skrivas ut; Figur 10 illustrerar en partiell slumpmässig utskrifi av bilden med en printer som t ex den i figur 1; och Figur 11 illustrerar en utföringsforrn av ett blockschema för styming av ett skrivhuvud enligt föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Föreliggande uppfinning avser en ny skrivhuvudenhet för handmanövrerad och 10 15 20 25 30 35 5 handhållen skrivning på ett skrivmedium som styrs av en processor. Närmare bestämt föreslås en hårdvarulösning för att accelerera en utskrift med en sådan enhet. En detaljerad beskrivning av hårdvaruutskriften enligt föreliggande uppfinning ges med hänvisning till figur ll här nedan.

Figurema 1 - 10 visar eller hänför sig till en handskrivaranordning enligt vad som beskrivs i den ej ännu publicerade svenska patentansökan 0102542-8 av Walling, vilken ersätter både den mekaniska stymingen av skrivhuvudet och framåtmatningen av en utskrift genom handrörelser på en skrivyta. Detta möjliggör tillverkning av en skrivanordning med mindre bredd än den aktuella utskriften och en minskning av det totala antalet mekaniska komponenter i dess uppbyggnad.

Den har utformats för att ge en kompakt bärbar skrivanordning för att göra det möjligt att skriva utgående från små bärbara anordningar såsom en cellulär telefon, en portabel persondator, en digital handdator (PDA) eller liknande, och andra bärbara elektroniska anordningar eller för elektronisk stämpling, utskrift av små texter, etiketter, adresser, skäming och avklippning.

Genom att fästa ett skrivhuvud i en konstruktionsplatta där även ett eller flera positioneringssensororgan är fästade, är det möjligt att erhålla en geometrisk konstruktion med ett x- och y-koordinatsystem och att med stor matematisk noggrannhet upprätta koordinaterna x och y för varje individuell bläcksprutöppning/munstycke i skrivhuvudet.

Under en tidsram utgör koordinatema grunderna för en exakt och precis sprutning av bläckdroppar mot skrivytan i enlighet med ett förutbestämt skrivmönster. Även när koordinaterna ändras under en tidsperiod är det möjligt att i realtid beräkna ändringama i riktning, hastighet, acceleration, rotation etc kring z-axeln som styrs av en mikroprocessor.

Detta ger möjlighet till att justera skrivhuvudet så att det sprutar ut ett jämt och förprogrammerat flöde av bläckstråledroppar för att bilda ett justerbart och varierande flöde av bläckstråledroppar.

Figurema l och 2 illustrerar en handmanövrerad skrivanordning bestående av en konstruktionsJutformningskropp l och ett skrivhuvud 2 som samverkar med ett eller flera optiska positioneringssensororgan 3, en mikrokontrollerkrets 4, en kommunikationsenhet 5 för att överföra data, en eller flera styrknappar 6, en kontrollskärm, och en energikälla som i detta fall utgörs av ett batteri 8.

Utföringsforrnen enligt figurema 1 och 2 illustrerar de olika komponenterna hos skrivanordningen fästade på ett tryckt kretskort som samtidigt fungerar som en konstruktionsyta för fastsättning av dessa komponenter. En förhöjning i konstruktionen garanterar att skrivanordningens lägsta yta inte kommer i beröring med en zon där bläcket dessförinnan har applicerats, under förutsättning att skrivanordningen förflyttas bort från den zonen.

Skrivprocessen startar med en datafil innehållande i förväg valda skrivmönster, vilka sänds via kommunikationsenheten 5 till ett dataminne, t ex ett minne som är inbyggt i 10 15 20 25 30 35 mikrokontrollerkretsen 4. Med hjälp av ett inbyggt positioneringssensororgan 13 och en av kommandoknapparna 6 indikeras koordinaterna till en utgående referenspunkt i skrivytan. En eller flera ljuskällor, t ex lysdioder (LED), lyser upp skrivramen så att de optiska positioneringssensororganen aktiveras och så att framåtmatningen av koordinaterna till mikrokontrollerkretsen då kan ske.

När positioneringssensororganen 3 och skrivhuvudet 2 har en fastställd relation i förhållande till varandra kan en geometrisk konstruktion erhållas med alla nödvändiga parametrar för en matematisk beräkning av skrivhuvudets 2 koordinater.

Mikrokontrollerkretsen 4 innehåller ett mjukvaruprogram som utnyttjar data som inkommer från positioneringssensororganen 3 och matematiska ekvationer för att i realtid beräkna koordinatema för varje individuellt bläckstrålemunstycke 12.

Genom mätningen av två koordinater upprättas den önskade rörelseriktningen i varje enskilt fall. Tidsskillnaden mellan två mätningar indikerar accelerationen och den nödvändiga hastigheten. Samtidigt jämförs skrivkommandona som är baserade på koordinater som ställts upp som ekvation utgående alla mätningar och ekvationer med de lagrade från den ursprungliga datafilen.

På detta stadium har mikrokontrollerkretsen tillräcklig information för att fatta ett beslut. Vid en positiv indikation alstras en elektrisk puls i de piezzo- eller termoelektriska mikropumparna i motsvarande bläckstrålemunstyckcn 12, vilka i sin tur sänder ut bläckstråledroppar mot skrivytan.

Skrivkommandona raderas efier varje elektrisk puls så att även om bläckstrålemunstyckena sammanfaller med tidigare koordinater sänds inte några bläckdroppar ut till föreliggande utskrift.

Figur 3 illustrerar hur skrivanordningens olika komponenter samverkar, liksom även reproduktionen av de geometriska former som upprättas mellan bläckstrålemunstyckena 12 och positioneringssensororganen 3.

Utföringsformen enligt figur 4 illustrerar skrivanordningen med en komplementär digital kamera 14, t ex en CCD-utrustad kamera.

Figur 5 illustrerar en annan utföringsform för utskrift av mindre textkvantiteter eller grafik.

Detta kan betraktas som en elektronisk etikettering med en förprogrammerad och/eller programmerbar elektronisk stämpeldyna.

Vid denna utföringsform används endast ett positioneringssensororgan 3 och följaktligen behövs bara en enklare mikrokontrollerkrets 4 eftersom skrivanordningen endast utför mindre och relativt raka rörelser.

Sensor/skrivhuvudanordningen består av två positioneringssensororgan S0, S1 och en skrivhuvudgrupp 60 som är monterade tillsammans enligt vad som illustreras i figur 6.

Figur 6 illustrerar dessutom de båda sensororgancn S0 och S1 i en fast relation i förhållande till skrivhuvudgruppen 60 med bläckstrålemunstycken. Ho betecknar avståndet från gruppen 10 15 20 25 30 35 ~ - - . < . . . , _ _ _ 60 till sensororganet S0, varvid Ho här utgör samma avstånd till sensororganet S 1. Ve och Vo indikerar avståndet till det översta respektive nedersta munstycket i gruppen 60.

Sensororganen S0, S1 avger en signal motsvarande rörelsema i x- och y-riktningarna i ett första koordinatsystem som fixerats för respektive sensororgan SO, S1. Sensororganen SO, S1 är fixerade så att deras koordinatsystem är parallella med varandra. En mjukvara följer upp enhetens position och vinkel i förhållande till papperkoordinatsystemet genom att integrera rörelsema som erhålls genom sensororganens signaler.

De nya positionema som erhålls från differentialrörelsema hos sensororganen S0, S1 beräknas enligt följande.

Alla positionsändringar som erhålls i sensororganens koordinatsystem måste omvandlas till position och vinkel hos sensorsystemet i ett koordinatsystem för papper eller annat skrivmedium, vilket här kallas ett andra koordinatsystem. Eftersom avståndet 2Ho mellan två sensororgan är fast behöver endast positionen kännas till hos det ena sensororganet och skrivhuvudgruppens vinkel i förhållande till det andra koordinatsystemet.

I figur 7 illustreras en rörelse eller navigation hos sensorskrivhuvudenheten enligt figur 6. Gruppen 60 har förflyttats eller navigerats under en vinkel alfa. Det översta munstycket återges som Pnlast och det lägsta munstycket betecknas som Pnfirst och det nedersta munstycket återges fö med de båda längre pilaxlarna i figur 7.

I figur 7 har minst ett av sensororganen tilldelats ett första koordinatsystem, varvid en axel 62, företrädesvis x-axeln, sträcker sig genom båda sensororganen SO, S1, och den andra axeln, företrädesvis i en relation till gruppen 60, är här parallell med gruppen.

I figur 8 återges samma rörelse som i figur 7, men utan gruppen 60. Figur 8 återger vidare ett första koordinatsystem på koordinataxeln 60 som är riktad genom båda sensororganen SO, S1. Det första koordinatsystemet är duplicerat vid denna utföringsform, enligt vad som anges genom pilarna på axeln 62, men eftersom avståndet mellan de båda Sensororganen SO, S1 är fast behövs endast ett av de första koordinatsystemen för datorberäkningen.

Rörelsen hos sensororganen S0 eller S1 (det spelar inte någon roll vilket av dessa) inom pappcrs- eller skrivmediets andra koordinatsystem under en vinkel "alfa" beräknas som : deltaX = SODiftX * cos(alfa) - SODiftY * sin(alfa) deltaY = SODiffX * sin(a1fa)+ SODifíY * cos(alfa) där SODiffX och SODifíY är sensororganens rörelser i x- respektive y-riktningama i sensor/skrivhuvudanordningen, som kallas det första koordinatsystemet.

Vinkeländringen kan beräknas som skillnaden mellan sensororganens y-rörelser i sensororganens första koordinatsystem multiplicerat med en konstant som bestäms utgående från avståndet mellan sensororganen S0, S1. För enkelhets skull mäts vinkeln i enheter av ett "sensorsteg" och sinus- och cosinus-värdena erhålls från tabeller som justeras i enlighet med detta. Sålunda ger SlDiflY - SODiflY vinkeländringen.

Sensororganets S1 rörelse i x-riktningen används inte eftersom informationen är l0 l5 20 25 30 35 52? 211 8 'ven-z* redundant genom att sensororganens geometri är fast.

När positionen hos det ena sensororganet S0 eller S1 och lutningsvinkeln alfa hos sensor-/skrivhuvudenheten är kända kan positionerna hos skrivhuvudmunstyckena beräknas enligt följande, enligt vad som återges i figur 7: Positionema hos det första och sista munstycket beräknas som : PNfirstX=S0x + Ho * cos(alfa) - Vo*sin(alfa) PNflrstY=S0y + Ho * sin(a1fa) + Vo*cos(alfa) PN1astX=S0x + Ho * cos(alfa) - Ve*sin(alfa) PNlastY=S0y + Ho * sin(a1fa) + Ve*cos(alfa).

För att beräkna positionema hos samtliga munstycken börjas med de första munstyckspositionema och skillnaden adderas i x- och y-riktningarna mellan munstyckena, vilken beräknas genom division av x- och y-avståndet mellan det första och sista munstycket med antalet munstycken : PN(n)X=PNfirstX + n*deltaX PN(n)Y=PNlastX + n*deltaY där deltaX=PNlastX - PNfirstY deltaY=PNlastY - PNfirstY.

I överensstämmelse med denna lära definieras en sensor och en skrivhuvudenhet 2 med bläckstråle som finns i ett hölje l för en handmanövrerad handskrivanordning som styrs av en processor 4. Den innefattar sålunda : två positionssensororgan S0, Sl, varvid minst ett sensororgan är relaterat till ett första koordinatsystem med en axel i relation till skrivhuvudenheten, och en axel 62 i en riktning genom båda sensororganen; en skrivhuvuduppsättning 60 som i en fast position är fästad vid sensororganen S0, S1; inmatningsorgan 6 på höljeet anslutna till processom för inmatning av styrkommandon; organ för bestämning av referenskoordinater inom ett andra koordinatsystem anordnat i relation till ett skrivmedium, varvid referenskoordinatema upprättas genom ett styrkommando genom inmatningsorganen 6 med de sålunda lästa sensororgansignalerna; integreringsorgan för att följa upp enhetemas position i förhållande till referenskoordinatema i det andra koordinatsystemet genom integrering av förtlyttningen av sensororganpositionen inom det första koordinatsystemet; datororgan för omvandling av sensororganens S0, Sl koordinater till koordinater inom det andra koordinatsystemet, varvid enhetemas position på skrivmediet bestäms i förhållande till referenskoordinatema.

Sensororgan och skrivhuvuden som lämpar sig för användning är väl kända på detta område och beskrivs t ex i patentet US 5 927 872 av Yamada, patentet US 6 233 368 Bl av 10 15 20 25 30 35 527 211 9 Badyal m fl och patentet US 5 644 139 av Allen m fl. Sensororgan kan köpas från Agilent, www.agilent.com. Ett annat sensororgan har produktnamnet HDNS-2000 och möjliggör 1500 bilder/sekund, varvid nästa mer avancerade modell möjliggör 6000 bilder/sekund.

Sensororgan kan i föreliggande beskrivning innefatta kända organ som skall samverka tillsammans med själva sensom, t ex lysdioder (LED) eller enbart utgöra sensor eller en sensorgiupp.

Figur 9 illustrerar en bild som skall skrivas ut med enheten, och således lagras i enhetens minne, och figur 10 återger en partiell utskrift i en slumpmässig rörelse.

I figur ll illustreras en utföringsform av ett blockschema för styrningen av ett skrivhuvud enligt föreliggande uppfinning.

För att mata data till ett skrivhuvud för slumpmässig utskriñ med maximal hastighet har en hårdvarulösning utförts enligt föreliggande uppfinning, vilken vid en utföringsforin använder en skrivhuvudenhet med två optiska sensor S0 och Sl som de som beskrivits här ovan. Hårdvarulösningen återges i figur l 1. Det illustrerade flashminnet och RAM-minnet Rl är anordnade, enligt vad som är känt för fackmannen, för den klassiska driften av en central datorenhet (CPU) för utförande av utskrifter. F lashminnet fungerar på klassiskt sätt som ett icke flyktigt minne som på elektrisk väg kan skrivas/raderas och som t ex innehåller ett BIOS- Output in-/utmatning) och stroppinstruktionsuppsättningen för centralenhetens funktioner. system (Basic Input System = bassystem för På klassiskt sätt kan Centralenheten CPU användas för att styra skrivhuvudet genom en mjukvara. Under forsknings- och utvecklingsprocessen för föreliggande uppfinning har det visat sig att en mjukvarustyrning av utskriftema är en alldeles för långsam process för utnyttjande av skrivhuvudets maximala datahastighet på två Mbit/sek. Därför inses att nämnda datahastighet avser ett f n använt skrivhuvud och att en konstant vidare teknisk pågående process för högre hastigheter framåtskrider. För att helt utnyttja skrivhuvudets skrivhastighet presenteras en hårdvarulösning enligt föreliggande uppfinning.

Centralenheten CPU packar ständigt upp och tar emot bilder för utskrift i sitt huvudminne RAM Rl, vilket gör att den är upptagen med oönskade uppgifter under en utskrivning när den borde vara helt upptagen av utskrifien och inte involverad i kontextomkoppling och/eller handhavande av avbrottssignaler. En påtaglig åtgärd att vidta för fackmannen skulle vara att utvidga det RAM-minnesutrymme RI som direkt styrs av CPU för att komma fram till en lämplig mjukvarulösning som kan hantera utskrifthastighetema hos skrivhuvudenheten.

I stället för att använda sig av en mjukvarustyming för utskrifter tillförs genom föreliggande uppfinning en annorlunda lösning genom för det mesta ren hårdvara.

Hårdvarulösningen som huvudsakligen behandlar hastighetsproblemet erhålls genom ett extra RAM-minne R2 som är anslutet till CPU via en PLD (Programmable Logic Device = programmerbar logikanordning). När en bitmapp för utskrift har förberetts försätts PLD i ett inaktivt tillstånd genom signalering från CPU, och görs därigenom transparent för 10 15 20 25 30 35 - o « , f . 527 211 10 dataöverföring mellan CPU och anordningar som är anslutna till PLD såsom RAM R2. Detta betyder att CPU upplever R2 som ett klassiskt minnesområde som är direktanslutet till CPU.

Vid tillslagning av strömmen beräknar CPU de kosinus- och sinustabeller som behövs och lagrar dem på transparent sätt genom PLD i R2. Sinus- och kosinustabellema och deras användning har förklarats här ovan. Ett speciellt utförande av tabellen/tabellema innefattar att de är försedda med heltalsvärden, vilka erhålls genom multiplikation av de "reella" värdena med en lämplig 2-potens, t ex 216. Andra värden som lagras och används för beräkningar skalas på motsvarande sätt. Därigenom kan varje beräkning ske med användning av heltalsvärden, vilket medför att ett överflöd av logik inte behöver användas i PLD. Detta förbättrar även beräkningshastigheten.

Vidare är PLD ansluten till positionssensor, här S0 och S1, vilka klarar av att hantera skrivhuvudets skrivmediepositionsinforination som tas emot från sensorna.

Genom mottagningen via CPU av en hel bild/figur för utskrift förbereder CPU en bitmapp av bilden i minnet Rl och lagrar den i minnet R2, på så sätt att varje pixel i bitmappen motsvarar ett "tick" från sensoma S0, S1, vilka vid en utfóringsforin är optoelektroniska anordningar (optosensor). Vanligtvis lagras storleken hos den erhållna bitmappen i minnet R2. När bitmappen förbereds skriver CPU ett startkommando till PLD som verkar för att koppla bort CPU från RAM-minnet R2.

PLD verkar nu på egen hand tillsammans med RAM-minnet R2 och sensoma SO, S1 för att utgöra hårdvaruanordningen för styming av skrivhuvudet enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning, till dess att CPU skriver ett stoppkommando till ett anordnat kommandoregister. För varje detekterad positionsändring som registreras och rapporteras till PLD av optosensoma beräknar PLD en ny position för de vid denna utföringsforrn 128 anordnade bläckstrålemunstyckena och överför den s k punktinformationen till skrivhuvudet och styr densamma för utskrift av punkter utgående från tilldelade munstycken.

Härav framgår att föreliggande uppfinning innefattar minst två drifisätt för CPU gentemot PLS, och vice versa.

På så sätt åstadkoms ett arbetssätt där logikorganet (PLD) arbetar oberoende av processom (CPU) för att styra en skrivoperation med skrivhuvudet; och ytterligare ett kommando från processorn (CPU) ger ett arbetssätt då logikorganet (PLD) befrias från stymingen av skrivoperationen genom skrivhuvudet och görs således signaltransparent för processom (CPU).

När en ändring i positionen har observerats är PLD-anordningen programmerad för att lagra i minne var munstycket nr 0, vilket ingår i skrivhuvudet, är positionerat. Vidare följer den upp hur skrivhuvudet är inriktat och fortsätter med att få tillgång till kosinus- och sinustabellen i R2. Värdeshämtningen eller läsningen motsvarar förskjutningen i x- och y- riktningen hos munstycket nr 128 som en funktion av skrivhuvudets rotationsvinkel. Detta l28:e munstycke är ett fiktivt munstycke som används för att göra beräkningama jämnare och lättare. Genom införandet av ett fiktivt munstycket utförs en division genom att med 128 dela 10 15 20 25 30 35 . . « . ,, 527 211 11 i binära tal vilket är ett enkelt högerskift i sju steg när räkning sker genom heltalsaritmetik.

Om 127 munstycken används måste en division i nedanstående formler utföras två gånger för adressen och en gång for bitens nummer.

Enligt de åtgärder som antas här ovan ges PLD-anordningen nödvändig information som t ex bitrnappens storlek och relevant information avseende skrivhuvudets position.

P g a det faktum att skrivhuvudets maximala klockhastighet (seriedata) vid en specifik utföringsform är 2 MHz tjänar det inget till att beräkna skrivinformationen ännu snabbare. Sålunda motsvarar den tid som finns tillgänglig för att beräkna om en punkt skall tryckas eller ej och för att värdera motsvarande position i bitmappen approximativt 500 nanosekunder, dvs att en klockhastighet på 2 MHz ger l bit/500 ns.

Genom att använda den erhållna informationen följer PLD-anordningen upp vilken bit i bitrnappen som motsvarar positionen hos munstycket nr 0. Om det antas att bitrnappen "bredd" är p och adressen for detta pixel är xo/yg är adressen till motsvarande bitgrupp I RAM-minnet R2 y0*p + x0/8 och bitens nummer i denna bitgrupp är X0 mod 8. För munstycke nr 128 hämtas forskjutningen i x- och y-riktningama genom att slå upp dem i nämnda sinus- kosinustabell. På så sätt blir det enkelt att i enlighet med föreliggande uppfinning beräkna adressen i RAM-minnet R2 for varje mellanliggande munstycke med följande formel : = y0*p + n/l28*Ay12g*p + ((X0 + n/l28*AX|23) dlV 8) = (X0 + n/128*AX123) mOd 8) Adressen Bitens nummer där n är munstyckets nummer. Här bör noteras att beräkningama bör utföras i en sådan ordning att så litet precision som möjligt går förlorad.

De beskrivna beräkningama kan således relativt bekvämt utföras i hårdvara. En delning med 128 innebär endast ett skift genom 7 positioner. Delningen "div 8" innebär endast ett skift med tre positioner. För att förenkla ännu mer kan det föreskrivas att bitrnappen skall finnas "i det övre vänstra hörnet" hos en minneszon med maximal storlek som hänför sig till bitmappen. Värdet för p är då alltid en multipel av 2, vilket inte innebär några restriktioner för utformningen av dess minne R2 eftersom nämnda minneszon måste vara tillgänglig för en bitmapp med maximal storlek. Om detta fall överväger kan en multiplikation slopas, vilket gör följande beräkningar nödvändiga : y0*p Ett skift med ett fast antal steg X0/ 8 Ett skift med 3 n/ 128*p*Ay12g En multiplikation n*Ay12g (7x7 bitar) (p/ 128 är en fast multipel av 2 och kräver endast en skiftoperation) x0+n/128*Ay12s En multiplikation *Ay12g(7x7 bitar) Eftersom positionen i en bitmapp för på varandra följande munstycken beräknas är det inte nödvändigt att utföra multiplikationen n*Ay12g i uttrycket n/l28*p*Ay12g. Värdet 10 15 20 527 211 12 1/128*p*Ay12g är känt och konstant. För det första munstycket är n=0 och används således inte. Nästa steg som skall tas är att lägga till detta konstanta värde för varje nytt munstycke i en beräkning. I överensstämmelse med detta ersätts en multiplikation med en enkel addition.

Andra operationer utförs genom skift och additionsoperationer. Dessa fä operationer kan enkelt byggas in i en PLD-anordning av moderat storlek. Vidare inses att div 8 - och mod 8-operationerna, dvs en 8 bitars binär beteckning, naturligtvis endast är en av ett flertal, således för att generalisera variabeln B, som används i de bifogade kraven för att implicera andra binära operationer än en 8-bitars binär sådan.

För att beräkna värdena för munstyckena kan en räknare användas för att indikera värdet n. Så snart som adressen till en önskad bitgrupp i minnet R2 beräknas läses den från RAM-minnet R2. Värdet för ifrågavarande bit noteras, biten raderas och en sålunda modifierad bitgrupp skrivs på samma adress. Detta följs av en inkrementering av räknaren eftersom adressema till varje munstycke från 0 till 127 bestäms i en lagrad bitmapp.

Utförandet av beräkningen som krävs för ett pixel gör att endast två minnesåtkomster behövs, en läs- och en skrivåtkomst till samma minnesadress.

Det är möjligt (t o m troligt) att samma bitgrupp kommer att läsas och skrivas mer än en gång för att utföra beräkningarna för angränsande pixel.

Det är självklart att vissa av de medel som används vid föreliggande uppfinning utgörs av hårdvarumedel eller mjukvarumedel eller en kombination av båda.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de givna utföringsformema eller exemplen och de bifogade patentkraven definierar även andra utföringsformer för fackmannen.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 527 211 13 Patentkrav

1. Sensor- och skrivhuvudenhet (2) inrymd i ett hölje (1) hos en handmanövrerad handskrivanordning som styrs av en processor (4), CPU) som är förbunden med mist ett första elektroniskt minne (RI), innefattande minst ett sensororgan (S0, S1), en skrivhuvudgrupp (60), inmatningsorgan (6) på nämnda hölje (1) som är anslutna till nämnda processor (4) för inmatning av styrkommandon för enheten, och organ för att följa upp enhetens och skrivhuvudenas position på ett skrivmedium, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda processor (4, CPU) är försedd med en anslutning till en styranordning för hårdvara, varvid nämnda anordning innefattar ett programmerbart logikorgan (PLD) som är anslutet till minst ett andra elektroniskt minne (R2), och som är försett med inmatningsorgan för mottagande av mätsignaler från nämnda minst en sensor, varvid nämnda logikorgan (PLD) styr en utskrift från skrivhuvudet genom att databehandla mottagna signaler från nämnda sensor och bitmappinfonnation som lagras i nämnda andra minne (R2) efter ett kommando från processorn (4, CPU); anordnande av ett funktionssätt där nämnda logikorgan arbetar oberoende av processorn (4, CPU) för styming av en skrivoperation genom skrivhuvudet, med anordnande av exklusiva åtkomsträttighcter för nämnda logikorgan till det andra minnet (R2); och vidare styming från nämnda processor (4, CPU) för anordnande av ett funktionssätt där nämnda logikorgan (PLD) befrias från att styra nämnda skrivoperation genom skrivhuvudet, och som således görs signaltransparent för processom (4, CPU); och varvid nämnda minst ett andra elektroniskt minne (R2) kan nås för lagring av information som styrs av processom (4, CPU), vilket på så sätt förbättrar hastigheten vid matning av data till skrivhuvudet för skrivoperationer genom att tillåta processom (4, CPU) att databehandla och hantera mottagen information i nämnda första elektroniska minne (R1), vilket gör att en konflikt undviks mellan operationer i nämnda minnen (Rl, R2).

2. Enhet enligt patentkrav 1, varvid skrivhuvudet är av bläckstråletyp med sprutrnunstycken.

3. Enhet enligt patentkrav 2, varvid munstyckena ingår i en grupp där varje munstycke adresseras med ett binärt nummer, och varvid ett fiktivt munstycke används för att beräkna en ändring av positionen i en x- och y-riktning för gruppen på ett skrivmedium som en funktion av gruppens rotationsvinkel.

4. Enhet enligt patentkrav 1 - 3, varvid en uppslagstabell eller -tabeller innefattar sinus- och kosinusvärden för sensorsteg med en förutbestämd upplösning mellan sensorstegen, varvid ett av nämnda sensorsteg bestämmer en minimal rörelse hos enheten.

5. Enhet enligt patentkrav 4, varvid tabellen/tabellerna är försedda med heltalsvärden, vilka erhålls genom multiplikation av de "reella" värdena med en lämplig 2- potens, och varvid andra värden som lagras och används för beräkningar skalas på motsvarande sätt.

6. Enhet enligt patentkrav 2 - 5, varvid antalet binära bitar i en beteckning är 7 och 10 15 20 527 211 14 därigenom 127 munstycken adresseras, varvid nämnda fiktiva munstycke är nummer 128, med beräkning av adressen till bitmappen i det andra minnet (R2), där p är bitmappens bredd, som y0*p + n/ 128*Ay,2g*p + ((x0 + n/ l28*Ax1;>_g) div B) och beteckningen i bitmappen som (X0 + n/l28*Ax12g) mod B.

7. Enhet enligt patentkrav 6, varvid bimappen finns i det övre vänstra hömet av en maximalt dimensionerad minneszon för en möjlig bitmapp i det andra minnet (R2), varvid värdet för p är en multipel av 2, vilket på så sätt minskar de beräkningar som skall utföras.

8. Enhet enligt patentkrav 2 - 7, varvid antalet munstycken n indikeras genom en räknare som inkrementeras när det föregående munstycket har utfört sin uppgift.

9. Enhet enligt patentkrav l - 8, varvid en position uttrycks genom koordinatema för sensororganet och vinkeln mellan sensororganets föregående position och dess aktuella position.

10. Enhet enligt patentkrav 2 - 9, varvid skrivhuvudets munstycksposítion beräknas utgående från kunskapen om positionen hos ett sensororgan och enhetens lutningsvinkel, genom beräkning av det första och sista munstyckets position i nämnda grupp.

11. ll. Enhet enligt patentkrav 10, varvid återstående munstyckspositioner beräknas med början från de första munstyckspositionerna och genom tillägg av skillnaden i x- och y- riktningar mellan munstyckena, varvid x- och y-avståndet mellan det första och sista munstycket divideras med antalet munstycken.

12. Enhet enligt patentkrav l - ll, varvid ett positioneringsorgan är anordnat för att positionera enheten i en korrekt startposition i förhållande till skrivmediet.