打印机位置逻辑的检错与校正.pdf

具体实施方式

请参阅图4与图5。图4为使用本发明打印机20的示意图。
图5为打印机20的功能方块图。打印机20包括有一载体26，
以可滑动的方式沿着一打印轨道22设置。打印轨道22沿着打
印机20中的一左右方向移动，如箭头LR所示。载体26以可
替换的方式固定一打印墨水匣28。打印墨水匣28用来执行实
际的打印程序，其中含有墨水(未显示)与一喷墨打印头32。喷
墨打印头32将墨水喷在一媒介物(未显示)上以形成图素，且
如此一来便会执行一打印操作。一驱动系统34与载体26相连，
并沿着打印轨道22左右移动载体26。驱动系统34因此便沿着
打印轨道22移动喷墨打印头32。同样装设在载体26上的一光
学检测器30，用来传感条形码带24。请参阅图4与图9。条形
码带24平行固定于打印轨道22上，并包括有一连串交替的不
透明与透明带，分别为24q与24t。透明带24t与不透明带24q
都含有相同的宽度。光学检测器30包括有两个光学传感器：
一第一光学传感器30a，以及一第二光学传感器30b。光学传
感器30a与30b沿着LR方向被加以隔开，宽度为透明带与不
透明带24t、24q宽度的一半。光学传感器30a与30b在检测
到一透明带24t时输出一第一信号(例如，一「高」信号)，并
在检测到一不透明带时输出一第二信号(例如，一「低」信号)。
光学传感器30a与30b便在载体26沿着LR方向移动时，输出
追踪条形码带24的波形。由于两光学传感器30a与30b相隔
距离十分精确，第一光学传感器30a的输出波形与第二光学传
感器30b的输出正好相差90°。第一与第二光学传感器30a与
30b的输出波形进行XOR的运算后，形成光学译码器30的一输
出30c。

打印机20还包括有一控制电路40。控制电路40主要控制
打印机20的整体操作，并控制驱动系统34与喷墨打印头32
的操作。控制电路40从光学检测器30接收输出30c，以决定
喷墨打印头32目前的位置。控制电路40包括有一初始化系统
42、一定时器44、一位置计数器46、一位置信号产生器48以
及一存储器50。位置计数器46中包括有喷墨打印头32的绝对
位置。例如，如果喷墨打印头32位于打印轨道22的最左侧，
则位置计数器46的值可能为零。此外，如果喷墨打印头32位
于打印轨道22的最右侧，则位置计数器46的值可能为4500。
喷墨打印头32的中间位置则会对应到位置计数器46的中间
值。位置计数器46是一边界触发计数器，根据位置信号产生
器46产生的一位置信号48a加以递增或递减。在控制电路40
控制驱动系统34将载体26向右移动时，位置计数器46递增；
同样的在载体向左移动时，位置计数器46则递减。初始化系
统42是用来在打印机20开启或重置时，将控制电路设定为一
预设状态，并包括有一初始化程序42a来执行这项功能。例如，
初始化程序42a可能会指挥驱动系统34将载体26移到打印轨
道22的最左侧，接着清除位置计数器46。初始化系统42还包
括有一检错电路42b，用来检测条形码带24上的缺陷区域。

打印机20用来执行本发明的方法，其包括有：

1)在初始化期间，扫描条形码带24上的任何缺陷区域，
如果找到有缺陷区域，在存储器50中记录其起始点52与结束
点54的绝对位置(补充说明：为了方便在存储器50中纪录起
始点52与结束点54的位置，这些位置是以固定的参考点计算
而得，因此称其为「绝对位置」)；

2)在初始化后，放置喷墨打印头32时，例如在打印过
程中，当光学检测器30没有位于储存在存储器50中的任何缺
陷区域51中时，使用光学检测器30的输出30c控制位置计数
器46；

3)否则，在初始化后，放置喷墨打印头32时，当光学
检测器30移到储存在存储器50中的任何缺陷区域51中，使
用定时器44的输出控制位置计数器46。

驱动系统34可以一定的速度移动载体26。此速度会影响
来自光学检测器30的输出30c的方波信号。此方波在载体26
移动时，应该包括有一固定频率。因此，方波30c的频率中的
任何偏差都可能产生条形码带24上的缺陷区域。同时，定时
器44设计用来产生一方波，其频率与移动载体26所产生的输
出信号30c相同。

请参阅图6并同时参照图4与图5。图6为打印机20初始
化后，位置信号产生器48的流程图。位置信号产生器48负责
用来传送计数信号48a给位置计数器46，其基本上是一方波，
用来追踪喷墨打印头32目前的位置。

100：开始，填入存储器50中的缺陷区域清单51；

110：比较位置计数器46目前的值与存储器50中的起始点
52，如果发现一起始点52符合位置计数器46目前的值，则进
行步骤130，否则，进行步骤120；

120：使用来自光学检测器30的输出30c作为位置计数器
46的计数信号48a，至步骤110；

130：将存储器50中的「定时器使用中」标记设定为TRUE，
进行步骤140；

140：使用来自定时器44的输出作为位置计数器46的计数
信号48a，进行步骤150；

150：比较位置计数器46目前的值与存储器50中的结束点
54，如果发现一结束点54符合位置计数器46目前的值，则进
行步骤160，否则，至步骤140；

160：清除存储器50中的「定时器使用中」标记，进行步
骤120。

「定时器使用中」标记56是用来指示控制电路40不要让
驱动系统34停止移动载体26，或是变更载体26的移动方向。
也就是说，当光学检测器30位于条形码带24的缺陷区域中时，
驱动系统34必须继续以一稳定速度在缺陷区域中移动载体
26。否则，如果光学检测器30位于条形码带24上的缺陷区域
中时，载体26慢下来或停下来，透过位置信号产生器48的定
时器44，会继续传送计数脉冲给位置计数器46。这会导致位
置计数器46中喷墨打印头32的真正位置错误。一旦光学检测
器30离开条形码带24上的缺陷区域，标记56便设定为FALSE。
光学检测器再次用来作为位置计数器46的输出48a，此时载体
26才能安全停止或转向。

由上所述，应该很清楚了解当光学检测器30位于条形码
带24上的缺陷区域中时，本发明利用了定时器44取代了光学
检测器30，用来触发位置计数器46。此时如果条形码带24上
没有错误，定时器44的频率基本上应该与光学检测器30的输
出30c相同。然而，为了确保这点，载体26必须以一稳定速
度持续移动。此外，在进入条形码带24上的缺陷区域之前，
定时器44应该与光学检测器30的输出信号30c同步。

为了进一步了解上述描述，请见图7的一特定实施例，并
同时参照图4与图5。图7为包括有缺陷区域24d的条形码带
24与位置信号产生器48的结果输出48a的示意图。在这个特
定实施例中，由于区域24d上有墨水，因此被视为是缺陷区域，
而且被光学检测器30的光学传感器30a与30b视为一不透明
区域24q，而不是一透明区域24t。光学检测器30的输出波形
30c包括有一不正确的形状，从一起始点52a至一结束点54b，
如图7中所示。缺陷区域的起始点52a与结束点54b的绝对位
置会存放于存储器50中。因此，条形码带24上的区域24b被
视为一缺陷区域。在区域24a中，位置信号产生器48利用光
学检测器30的输出波形30c作为位置计数器46的输入48a。
在缺陷区域24b的起始点52a前，控制电路40确保时钟信号44
与输出波形30c同步。在位置52a处，位置信号产生器48会
设定标记56，并利用定时器信号44作为位置计数器46的输入。
载体26继续以一稳定方式移动，通过缺陷区域24b，到结束点
54b，并进入一有效区域24c。在结束点54b处，位置信号产生
器48清除标记56，并再次利用光学检测器30的输出波形30c
作为位置计数器46的输入48a。藉由这样的设计，位置计数器
46的结果输入波形48a会很接近一「真正」的位置波形。因此
位置计数器46可以精确地追踪喷墨打印头32的实际位置。

在初始化时期，例如在打印机20开启或重置时，初始化
系统42执行一初始化程序42a。初始化程序42a利用一检错电
路42b寻找条形码带24上的缺陷区域。请参阅图8，并同时参
阅图4与5。图8为初始化程序42a的流程图，其含有下列步
骤：

200：初始化程序42a开始执行；

210：缺陷区域清单51中的起始点52与结束点54皆设定
为一默认值，表示为一空项目，例如，可能的值为-1或超出打
印轨道22的最大宽度；

220：指挥驱动系统34，将载体26移到打印轨道22的一
最远点，例如打印轨道22的最左侧顶点，此点应该超出条形
码带34区域的范围，以便当驱动系统34将载体26移动至条
形码带34区域时，载体26已经可以达到适当的稳定速度。接
着清除位置计数器46，以便对应到喷墨打印头32的初始位置；

230：指示驱动系统34开始以一稳定速度移动载体26至打
印轨道22的另一端，例如打印轨道22的最右侧顶点。在这段
期间中，载体26以稳定的速度通过条形码带24的区域，因此
载体26上的光学检测器30开始输出一方波；

240：输出30c的方波呈低至高与高至低的波形，以这波形
将定时器44同步化，让定时器44与输出30c的波形同步，指
示位置信号产生器48，利用输出30c作为位置计数器46的输
入48a，测量输出30c的低至高或高至低波形的宽度，检错电
路42b含有自己的定时器(未显示)，标示出这项功能；

250：如果步骤240中测量的宽度超过一最大值，至步骤
280，否则，进行步骤260；

260：如果步骤240中测量的宽度小于一最小值，至步骤
280，否则，进行步骤270；

270：如果喷墨打印头32已经到达打印轨道22的另一侧，
例如打印轨道的最右侧顶点，至步骤299，否则，至步骤240；

280：将步骤240中得到的起始点加到存储器50的缺陷区
域51清单中，作为一起始点52，根据定时器44调整位置计数
器46，指示位置信号产生器48，利用定时器44作为位置计数
器46的输入48a；

290：继续测量光学检测器30的输出30c的宽度，直到找
到一有效波形的宽度为止，有效波形有一起始点与一结束点；

298：将步骤290中找到的有效波形起始点加到缺陷区域51
清单中，作为一结束点54，如此存储器50中便完成一组(起始
点52，结束点54)，至步骤270；

299：扫描条形码带24的程序已完成，将载体26带回打印
轨道22的起始点(也就是打印轨道22的最左侧)，将位置计数
器46归零，清除「定时器使用中」标记56，指示位置信号产
生器48利用光学检测器30的输出30c作为位置计数器46的
输入48a。

如上所述，光学检测器30的输出30c的最大与最小波形
宽度可能分别设定为预定波形宽度的上下10％。也就是说，在
设计与制造打印机20时，打印机20的驱动系统34的设计根
据条形码带24上是否有缺陷，以决定输出30c的波形频率。
这个值用来作为一预定波形宽度，而大于或小于此固定的某个
百分比用来作为测量输出30c波形宽度的边界条件。

如上所述的实施例，请参阅图9。图9为包括有一缺陷区
域24x与另一缺陷区域24y的条形码带24w的示意图。缺陷区
域24x原本应该是透明区域，却因故被污损遮盖而变成不透明，
而缺陷区域24y原本也应该是透明区域，却也有一小部分被污
损遮盖。光学检测器30的结果输出30c如条形码带24w下方
所示。当初始化程序42a执行时，检错电路42b先在位置301
处标示一错误。在位置301之前的区域400中，输出30c会稳
定递增位置计数器46。然而，在位置302处，检错电路42b辨
识输出30c是否仍在低处。光学检测器30已进入一缺陷区域
402。定时器信号44在位置302后，用来递增位置计数器46。
当找不到定时器信号44的边界44x时，位置计数器46便必须
递增。之后，其被定时器信号44适当的递增。位置301被加
到缺陷区域清单51中作为一起始点52。在碰到位置303时，
检错电路42b决定输出30c现在是否有效，并记录位置303为
缺陷区域清单51中的一结束点54。在光学检测器30目前位于
一有效区域中时，输出30c系用来递增位置计数器46。在相同
的脉络中，检错电路42b会导致位置304与305分别进入缺陷
区域清单51中的一起始点52与一结束点54。然而，在这个情
况中，输入30c的波形太快了。因为在输出30c作为位置计数
器46的输入时，有一不适当的输出30c波形发生在位置306
处，因此位置计数器46必须递减。之后，定时器44适当的递
增位置计数器46。特别是，在适当对应到光学检测器30的位
置时，定时器44的边界会递增位置计数器46。

本发明的检错与校正方法也可以用在转轮上。举个简单的
例子，请参阅图10。图10为一走纸系统500的示意图。走纸
系统500包括有一以可旋转的方式装设的底盘502、一提吊凸
轮504、一走纸轮506、一条形码轮508以及一传感器510。提
吊凸轮504举起底盘502，将一最上方的纸511带入走纸轮506
中。走纸轮506的旋转会取出最上方的纸511，并将最上方的
纸511送入一外部装置，例如一打印机(未显示)。装设在走
纸轮506周围的系条形码轮508。当条形码轮508跟着走纸轮
506旋转时，条形码轮508会被传感器510移动。条形码轮508
与走纸轮506同步旋转，因此传感器510产生的一传感波方式，
应该也有一频率对应到走纸轮506的旋转。同时参照图5与图
10，只要用到控制电路40，条形码带光学检测器30所产生的
信号30c与条形码轮传感器510产生的一信号就没有任何差
别。两信号基本上相同，因此控制电路40的运作方式也大致
相同。因此，控制电路40可以用来检测条形码轮508上的错
误，并为走纸轮506产生一校正位置值。

与已知技术相信比较，本发明提供了一种检测系统，扫描
条形码带的错误，并记录条形码带上的缺陷区域在存储器的清
单中。也提供一定时器，在传感器移过条形码带时，提供一方
波计时信号，其频率等于条形码带传感器的位置信号频率。当
控制电路决定传感器是否移入清单中记录的缺陷区域中，传感
器移过缺陷区域时，定时器会用来产生校正位置信号。当传感
器离开缺陷区域时，控制电路会再次利用传感器的位置信号作
为真正的位置信号。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的权利要
求的范围内所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的
涵盖范围。