条形码校验和打印系统 本发明的领域是条形码读取和打印技术。具体说，条形码是用来标记和为一扫描装置提供有关施加有该条形码的一具体产品或服务的价格、质量、规格、型号和其它相关信息的。条形码关键是依赖于以有关条纹的宽度、特性和质量的特定协议为基础的取向。更具体地说，本发明涉及的是校验和确认一条形码的特征和质量的能力。本发明尤其可涉及用来打印条形码的热敏式打印机以及校验该条形码的必要性。
有关条形码校验和条形码扫描的现有技术有时是属于为确定一条形码是否能被读取而进行扫描的领域。在这种情况下，扫描器能试图读取一条形码，并可表明该条形码是好的。然而，一有质量的条形码所需的校验要多于对该条形码单纯的读取。
条形码已成为货物和服务的供应链中一个重要的要求。在这种货物的供应中，要求有对各种不同协议的顺应，并需要有质量地条形码。
如果不采用这种校验，未经适当校验的此类条形码的故障会造成货物被拒收、消费者受强加罚款、付款被耽误、行政性的过度工作以及消费者不满意。
许多打印机即使按理说应是安全的，但也会因各种媒介物或打印带的问题而产生坏的条形码。热敏式打印机应具有确认或校验系统，这是因为媒介物、打印系统或打印带中的褶皱、遗漏点和其它的不一致性要求校验。
校验的另一个好处在于，它能让热敏式打印机确立打印头合适的热度、速度和压力，这些是无法用肉眼来进行必需的确立。而且，用于可靠读取的条纹宽度比以及打印的黑度是一个必需确立的要求，这无法用视觉方法进行必需的确立。
本发明为上述问题提供了一个解决方案，使得可以确立一无需对连接于打印机的主机进行修改的承包工作和少量调整工作时间。设定可以选择一个错误动作，诸如停止打印机、过打印一已打印的条形码或重新打印该条形码。所有这些特点均可由打印机控制，以提供自动的质量控制，并通过一综合的打印网络进行报告。
本发明就此点检查打印的条形码，在打印过程中发现诸如打印带褶皱、由打印带在上面进行打印的媒介物的瑕疵、烧焦的象素、媒介物未对齐、打印头热度不合适、速度不正确、或打印头上压力不正确之类的问题。最终结果是提供一与热敏式打印机相联的校验系统，以使打印设定达到最佳。
本发明使用一热敏式打印机，但也可适用其它类型的打印机。本发明提供一校验和总体系统，它支持一经充分证实的、完备的能力，以对一条形码进行评级和判断，使其能被有效地读取。
概括而言，本发明可结合一打印机实现对条形码的校验，以检查包括打印机色带褶皱、媒介物瑕疵、烧焦的象素、打印头不完整性、媒介物不对齐、打印头热度不合适、打印速度不合适或打印头压力不合适在内的诸多问题，从而确保经良好确立的设定和实现更精确条形码的最终结果。
更具体地说，本发明对被打印的条形码具有一次通过或失效模式。在这样的操作中，它使用诸如解码百分比、符号对比、安静区维持、可解码性、偏差以及各种可由使用者修改的标准之类的参数。本发明用一校验器实现了对打印机的设定，通过使用打印和检查条纹宽度偏差的各个菜单以及随后调节打印头热度和速度的步骤，而获得用细调调节指示确立条纹宽度偏差。
该系统具有建立一适当的安静区、对条形码进行栅栏取向、在多个条形码间建立空间以及对各种不同的协议进行校验的能力。
以上所概括的特点和功能将在下面阐明各改进的特点的说明书中进行描述。
图1是本发明安装于一热敏式打印机的校验器的正视立体图。
图2是从图1的相对侧观察的局部剖开的侧视图。
图3是图1所示打印机的一个侧视图。
图4是本发明校验器的后视立体图。
图5是图4的校验器在安装于热敏式打印机上时的局部小视图。
图6表示将校验器设定用于适当的标签检查的方法。
图7表示必需在一条形码标签中建立的变化。
图8表示条形码质量的变化。
图9表示该系统的热敏式打印机和校验器有关对一未经适当校验的条形码进行各种处理的能力。
图10表示该条形码校验器和打印机对一具体标签的操作。
图11是以对标签进行额外延伸和返回而打印标签以便进行适当扫描的示意图。
图1表示一热敏式打印机10，它具有一安装在支腿或支脚14上的底座部分12。热敏式打印机10具有一面板16，该面板具有许多开关和一显示器，用以为打印机提供各种不同的菜单选择。
热敏式打印机10装有一打印机控制器18，它连接于一主机。在打印机的后部示出一冷却风扇20。各个部分将在其它图中详细示出。有一些表示为安装在一铸件上，该铸件形成一壁部分22，该壁部分在任一侧为打印机的不同部分提供壁和支承。
该打印机示出装有一校验器或扫描器24，它具有一电线26通过一电源串行引线28连接于打印机控制器。扫描器24安装在一连接于铸件22的支架30上。扫描器24可以横穿待打印的媒介物上的标签、也就是来自打印过程的标签32的宽度而移动。
示出一扫描束34，它扫描标签32的宽度，用于进行条形码校验。该扫描束34可通过在支架30中移动而相对于标签32上已打印的条形码进行定位。
更具体地参见图3，可以看到控制器18示出有若干端子19，控制器通过它们连接于主机。为了驱动打印机，采用一对电动机40和42来分别驱动一齿轮系或传动系44和46。
电动机40和42以及该系统其它驱动部分的工作可以更详细地参见1999年5月27日提交的、名为热敏式打印机和驱动系统的、发明人为GordonB.Barrus和Kevin P.Moore的美国专利申请09/323，169。该申请详细示出了本发明的驱动系统，将其援引在此仅供参考。
为了驱动旋转打印压筒，示出一电动机48，它驱动一连接于压筒的心轴50以及一媒介物收集卷绕轴52，这两根轴分别连接于带子并由带子驱动。为了将带子张紧于媒介物卷绕收集器，示出一张拉弹簧加载臂54。
更具体地参见图2，它是图1和3所示的相对侧，可以看到，铸件22示出具有一铰接的罩盖58以及控制面板和显示器16。铸件22用于将热敏式打印机两侧的部件以加强刚度和稳定的方式安装。
待打印的媒介物是呈一卷媒介物64的形式。该媒介物卷64示为安装在一臂66上而允许其转动和从一纸板筒68朝外输送。媒介物表示为从卷筒64朝外输送的媒介物70，它可以是呈纸、塑料、装于一基底织物上的塑料或其它材料标签、或它们的任何组合的形式。
媒介物70被驱动和拉过一枢轴臂或细长底脚72，该枢轴臂在媒介物70接近一由心轴50驱动的旋转压筒76时提供该媒介物上的张力。压筒76与媒介物70一起移动，其上绕有打印带，用于由热敏式打印头进行适当打印，该热敏式打印头在此是表示为热敏式打印头78。
媒介物70由一热敏式打印带在上面打印，该打印带可灵敏地由打印头78的热度安置。为了提供打印带，示出一打印带卷84，它连接卷绕于一纸板筒86上，该纸板筒位于一连接于驱动系46和电动机的心轴88上。
打印带90示为从卷筒84朝外输送，并收集于一位于一心轴94的纸板筒92上，该心轴进而由连接于电动机40的齿轮系44驱动。同样，该系统的驱动在1999年5月27日提交的、名为热敏式打印机和驱动系统的、发明人为Gordon B.Barrus和Kevin P.Moore的美国专利申请09/323，169中详细示出。
打印带90移动绕过打印头78，并由跨越热敏式打印头78的各自的加热象素位置通过热敏打印过程打印媒介物70上的标签32，象素位置的数量可以在一千二百个以上。就标签32上的打印质量而言，打印头78的热度对本发明来说是重要和密切相关的。
在媒介物70从压筒76通过打印头78后，便提供出了标签32，并且基底媒介物100被送回到一位于一心轴104的卷筒或纸板筒102上，该心轴连接于媒介物回收驱动滑轮或心轴52，该心轴进而连接于电动机48。
为了确保打印带90适当的输送，一弹簧加载细长板110被向上偏压于打印带90并横越其宽度。然后，打印带90被输送绕过横穿打印带宽度的一第二向下弹簧偏压的细长板112。这些细长的弹簧加载或偏压板110和112可由辊子代替。板110、112或辊子均可以万向架固定的方式沿它们的纵向长度枢转，以提供横越打印带90的侧向万向架固定的或枢轴的支承。
打印带90在其离开压筒76与打印头78之间的打印区域后，向上朝一辊子120或板移动，该辊子或板可以是支承在一万向架板122上的一万向架固定辊子或板，该万向架板相对于打印带90的宽度作枢转移动。
打印带90、媒介物70及其支承件和传送件的运动情况的细节在1999年5月27日提交的、名为具有改进的带传送件的热敏式打印机的、发明人为Dennis R.White的美国临时专利申请60/136，643中有详述。
对打印头78热度和各种特性的控制多少可以限定和控制打印质量。而且，媒介物70相对于打印带90的运动也是一个重要的因素。就在制造过程中会遇到任何不均匀性而言，标签32的打印质量还与媒介物70或打印带90的性质有关。媒介物70或打印带90的质量或其有关褶皱、条痕或不完整性的质量是相当重要的。上述的缺陷虽然周期性地发现并不总会成问题，但为了确保一质量标签32，必须将它们解决。
因此，本发明通过校验器24进行校验，该校验器示为在其支架30上安装于热敏式打印机10的铸件22。
更具体地参见校验器24及其安装，可以看出，校验器较详细地示于图4和5中。具体地说，可以看到，没有电线的校验器24安装于一支架30。支架30具有一侧部或水平安装架31。水平安装架31焊接或以任何适当方式连接于支架30的一右上部分33，该部分进而连接于一安装支架35。安装支架35用螺栓或任何其它合适装置连接于铸件壁部分22。
水平部分31具有多个开槽的区域，诸如槽37。槽37允许一柱塞39上下移动而使校验器24沿水平支架31换位，因而扫描束34可以沿任一方向移动越过已被打印的标签32的宽度。
水平支架31具有一导轨，使得校验器24可以侧向沿其长度而移动。该导轨可以是任何合适的类型，但在本例中是由迭尔林(Delrin)塑料制成，以确保横越支架31长度的顺畅移动，从而适应各种宽度和取向的媒介物，使扫描束34能对其进行扫描。
为了对一已经打印的条形码进行扫描，先要求确保扫描束34横越整个标签，如图6所示。扫描束34在越过待打印的标签32的条形码宽度进行测量方面可以通过各种方法进行变化。在图6这种场合下，可以看出，将在6.8英寸到8.75英寸的基底材料上横越约6英寸的宽度对一个标签进行读取。
更具体地参见图7，可以看出，示出了一个二分之一英寸的安静区或未打印区140，并在一个被打印的标签32上示出有多个条形码。
为了校验一正确的条形码，建立对各自质量的读取。这首先可以是打印头78上的热度的因素。在观察图8上可以看到，当打印头78没有足够的热度时，初始的打印非常低，条形码的元素或线条会发生显著偏差。较低的打印头温度78也会使得它无法向打印带90提供足够的热量，以使其熔解而暗黑和清晰地体现和施加到媒介物70。
当打印头78处于合适的温度时，可提供一正确的条形码，它也可在图8中看到。当打印头78过热时，它会从打印带90施加太多的蜡或物质。在这种情况下，条形码元素或线条的的宽度对于所要求的协议将不符合规定。这些因素由校验器24确立，并转送到打印机控制器18。
不仅要求条形码元素在宽度方面显著不同，而且还要求在总体对比、安静区140的宽度(在许多情况下必须至少为二分之一英寸)、可解码性和条纹宽度差方面有显著不同。为了确立此标准，校验器可判定条形码的栅栏取向以及诸条形码之间的间隔。而且，诸如称作128码、39码、Codabar码、93码、隔行扫描5之2、UPC／EAN加等之类的协议均可由校验器建立。而后，背离该标准的任何偏差可被送至打印机控制器18。
在检测到错误的情况下，可进行各种不同的动作，诸如图9中所示的。在图9中，打印机10可因为一标签号2或标签1后面顺序的第二个较差而停止。而后，错误讯息可显示出来，使用者可进行干预，诸如撕去第二个所建议的标签。
在校验器24检测到标签号2、也就是过打印模式的第二个标签中有错误的情况，标出该坏的标签。这是通过将带有标签32的媒介物70以及打印带90绕压筒76而收回越过打印头78而实现的。实际上，标签1后的第二个标签决不会成为有用的标签，要么被去掉，要么被勾销。然后，进行过打印，搞乱或彻底勾销和涂黑本来会成为号码2的标签。这由校验器24来进行，它通知控制器18，控制器随后命令分别由电动机40和42驱动的齿轮系44和46在电动机48使媒介物70返回的同时拉动打印带，因而可由打印头78来进行过打印。
另一个选项是在校验器24检测到错误时重新打印标签号2。实际上，被建议成为标签2的标签一直被重新打印到校验出一正确的标签2。这通过若干次重新打印而实现。实际的上限是五次重新打印，通过将媒介物70和打印带90在上述过程中收回越过打印头78和压筒76的形式，以尝试和产生一校验正确的、标签号2形式的标签。
打印的质量也可由打印机和控制器18中的储存来确立，因而所打印的表格或条形码标签32的号码以及有关较差表格的百分比和数量的质量可以显示在面板16上，并与任何具体的菜单选项一起引出以用于显示，或者是用以提供一个报告。然后，该报告可以打印出来或显示于一远程服务器上或在一远程打印机上打印。该报告可以通过连接于它的端子19而被储存在一单独的计算机上。
本发明的另一个特点可以包括，根据控制面板16上所建立的菜单进行修改，以产生各种不同的评级参数。可以利用对打印机控制器18的反馈来就任何错误重新设定打印机，并允许上上述那样执行停机、重新打印或过打印操作。可以利用条形码标签32故障的显示状况和远程反馈来加快或放慢打印带90和媒介物70的运动。同时，可对打印头78的热度和速度设置进行修改。控制器18在经适当修改后可通过对打印头78的电动机反馈而建立通过一步进电机或其它装置施加的压力量。该特点可用于与压筒76相关地驱动打印头78，以实现更大或更小的压力以及进行适当条形码打印所需的热度变化。
应予理解，各种模式可由控制器18中的软件支持。在提供了预确立的最低质量条形码时，可以采用停机和分析以及报告。可以观察到条形码的故障状况。一旦故障被清除，打印机10便可以恢复正常的功能，在使用者敲击一清除键后，讯息将消失。除此之外，由于校验器24本身无法让使用者调节或控制，因而校验系统可以通过打印机菜单系统来进行设定和操作。这必须由打印机以一种能够局部改变设定的方式或由一连接入一系统的远程网络系统以其它方式来建立。任何控制必须受打印速度值的限制，以使不超出校验器24的扫描速度。
有关于如图9所示的过打印的另一个能力以及重新打印的能力可以从面板和各菜单设置在控制器18内。
在可以采用一闭环系统来提供打印头78的热量和热设定的指示的情况下，也可以采用各种不同的输入，即前面所述的那些有关打印头压力和媒介物70和打印带90速度输入。
为了将校验器24设定成合适的状态，通过面板16上的打印机菜单结构输入设定值。而后，将校验器24定位成合适的角度和宽度，使得扫描束34覆盖一标签32的合适区域。将一基准条形码放置在扫描束34的路线中的标称位置而对校验器24进行校准，直到校验器校准灯或其它指示器开始闪烁。
可以通过经控制器18的输入或通过面板16上的菜单标题来施加各种不同的菜单修改，这些菜单标题可以包括：校验器报告；清除数据；所打印的条形码数量；所打印的表格数量；坏表格数量：平均条纹宽度偏差；最终条纹宽度偏差；启动和停机功能；所报告的数据的类型和量，诸如全面报告和短报告；预计要打印的条形码数量；最低码间隙；所需的符号对比；安静区检查；以及其它特点。
打印机可以以多模式工作，更常见的一些模式是需求模式、从媒介物基底撕下标签模式、以及连续或撕离条模式。
当打印机处于需求模式时，在可以取下标签之前可能要求一额外的延伸距离。这简略地示于图10中。在这种情况下，条形码标签32被定位成使其因正常打印而不穿过校验器扫描束34的扫描线(扫描)。因此，打印机必须抑制切割程序，直到标签通过或延伸得足够远，以允许条形码标签32通过具体的扫描线。一旦条形码32经适当校验，打印机10便可收回标签32，并对其进行切割和以正常的方式进行处理。如果条形码有误，则可选择错误处理模式，诸如图9所示的停机、过打印或重新打印。在其它的非切割基本命令模式中也提供该延伸要求，诸如在撕离模式中。
在标签32从基底媒介物70上被撕下的撕离模式中，标签因为将被物理地取下而无法延伸一额外的距离。因此，条形码必须尽早地设置在表格上，以在标签准备被取下之前充分地通过扫描线。
在打印若干条形码而不从标签32上分离各个条形码的模式中，打印机控制器18不对标签进行额外延伸。而是依靠这样，送进来的其它标签32会使未校验的标签移出，并且打印机将继续监控输入缓冲器中的标签。一旦打印停止和输入缓冲器变空，系统将判定它是否已收到了预计校验等级数的标签。如果没有，它将进行一延伸和返回功能，类似于以上对需求模式所描述的。
进行需求模式、撕离模式和连续撕离模式校验的某些上述步骤将降低打印机速度，因为回转速度行进必须在校验器24的相对速度范围之内。在某些情况下，可以对条形码的形式进行修改，以避免额外动作和额外延伸，尽早将条形码定向在表格上，从而使它们能完全通过扫描线(扫描)。这可能需要将条形码移动到表格或标签32上的不同位置，或转动各条形码打印任务的相对关系。
作为一个实例，图11表示在右侧的条形码打印，在该侧条形码最后打印。以这种方式，打印机控制器18逻辑能够检测出在打印后它还没有收到校验等级，并将打印的标签32延伸得足够远，以实现对条形码的扫描。然后，它将条形码标签返回到撕离码的位置，以等待被取下。通过转动标签180°，条形码很快便完成送出打印机。只需完成表格的正常打印，它便可呈现于校验器扫描线，打印机可前进到撕离码的位置，而无需额外的延伸和返回。
校验器24可以判定有关校验器的某些警告，例如表示其没有校准。这可以作为条形码报告的一部分来提供，或提供在面板16上。当这种情况发生时，校验器24上的一个灯闪烁而表示需要校准，校验器必须用一合适的条形码校准。
校验器24的光学器件具有一模拟范围，在该范围内可产生合适的功能和探测。如果校验器检测出它在该范围以外工作，它将以条形码报告的一部分的形式通知打印机。当这种情况发生时，打印机不考虑条形码分析，并进入一错误状态。而后，打印必须停止，并提供显示以表明校验器24有故障。然后，必须进行校正措施，确保合适的范围和探测，以清除功能和消除故障状态。
如开头所述的，为适当设定打印头78的热度、媒介物70和打印带90的速度以及打印头78的压力，使用者必须打印一个试验条形码。然后检查该试验条形码，并建立一报告偏差，以改变打印设定值。为了改变打印设定值，可采用打印机的菜单，或提供一自动信号以改变各个设定值。
一个带有控制器的电动机可以驱动和改变打印头78的压力以及打印机的间隔，热度通过控制器18来控制。
打印机可追踪最后打印的标签的位置，并了解它何时完全通过校验器扫描束34。然后，它比较条形码分析的数量和有关所收到的数量的报告。如果没有足够的报告，则进入错误状态。而后，可以检测出质量太差而无法读取的条形码。
可以采用各种不同的方法，包括停机、过打印和重新打印方法，诸如图9中所描述的。与此相结合，提供分析和报告，以给出适当的故障和有关上述各项的速度。在这种情况下，当提供警告时，可通过操作者的干预而进行输入，这样，操作者便可通过面板16采取措施。另一种方式是，可在控制器18的存储器中提供一预设程序，因而将产生一个对应的功能来提供过打印或重新打印。显然，停机状态要求操作者干预，以重新启动打印过程。
可以提供各种不同的错误讯息和报告故障，它们各定义条形码所遇到的一种类型的问题。
可解码性故障是指宽、窄元素之间的差异太接近而无法进行可靠的辨别和读取。这可能是打印头78热度、移动打印带90和媒介物70的各驱动机构的速度、打印头78上的压力未适当设定的指示，或是打印头所提供的许多象素中的一个加热元件丢失的指示。
瑕疵故障是指在条纹中出现不希望有的暗点或间隔或淡点。这通常是打印带90和媒介物70结合较差以及打印头78需要清洁或象素烧焦的指示。
解码故障百分比是对条形码高度一致性的评价，它表示的是良好扫描的数量占总扫描数量的百分比。在这种情况下，故障很可能是因条形码内较大的斑痕造成的，诸如褶皱。
安静区故障是指在条形码周围没有建立最小空白区。这可能发生在设置得太靠一起的、设计较差的条形码和表格情况，或者是条形码可能太靠近于媒介物70的一个边缘，或是媒介物的位置移动了。
符号对比故障是指条纹和间隔不足。这可能是因为用完的打印带90的过淡打印或是热敏式打印头78上的热度太小而造成的。
编码故障发生在条形码未被正确编码时。例如，总数不正确，未满足所需的字符数，或未包括所需的终结字符。在几乎所有这些情况下，这表示较差的条形码形式或不适当的主机面貌和应用设计。
通常，使用者可在这一讯息显示时对上述情况采取校正措施。提高条形码质量的校正措施是这样的，以优先的方式纠正敏感的故障形式和较严重的故障形式。优先的等级可以是：1)编码故障；2)安静区故障；3)符号对比；4)解码百分比；5)瑕疵故障；6)可解码性故障；以及7)遗漏报告，但并不一定要是这样。而且，根据打印要求，瑕疵故障可以占据上述等级排位的任何一个位置。
上述所有故障状况均可通过打印机面板16来解决和由操作者的干预来纠正。但是，如前面所述的，可采用其它的方法来提供各纠正措施的反馈，以通过伺服电机、步进电机、控制器和其它已知装置和控制器来控制正确条形码打印的元件，移动和驱动热敏式打印机的各个元件，从而确保正确的条形码打印。打印带90、媒介物70和其它元件的移动以及适当的控制可以通过组合的控制和驱动以及打印带传送来进行，如美国专利申请09/323，169和美国临时专利申请60/136，643中所揭示的。
由以上可以看出，本发明在校验条形码方面相对于现有技术是一个显著的进步，应对其进行广义地理解。