媒介检测方法和装置以及打印机 【技术领域】
本发明涉及用于打印装置中的打印媒介的检测，该打印装置例如打印机或绘图仪，该打印媒介例如纸张，尤其是，本发明涉及对打印位置误差的校正。
背景技术
在普通的大尺寸打印机或绘图仪中，操作者通常将打印媒介放置在装置上，然后打印架上的媒介传感器检测该媒介的宽度，并将其存入装置内，以便检测在预定位置处的媒介前缘。这时，如图3(a)所示，媒介传感器设置成检测台板20(图1)和媒介14之间的反射差。在该结构中，采用直径为2-3mm的较大检测点来检测任意媒介。
在另一结构中，传感器垂直位于媒介14上面，以便直接检测目标物，如图3(b)所示。该结构能够检测垂直在媒介14上面地光，因为媒介的漫射光将通过透镜32和遮光柱33检测，该漫射光是由LED31发射并在媒介14上漫射的光。因此，该结构能够使纸张状况的影响减至最小，并能使检测点的直径减小到大约1mm，因此能进行高精确度的媒介检测。
尽管具有图3(a)所示结构的能检测打印媒介上反射的光的传感器能够检测大多数媒介，但是它的较大检测点直径减小了读出位置的精确性。
相反，尽管具有图3(b)所示结构的传感器具有较小的检测点，使得读出位置的不均匀性(unevenness)减小至0.5mm或更小，但是它不能检测到光能完全透过的媒介，例如透明膜。
因此，本发明的一个目的是提供一种媒介检测方法和媒介检测装置以及一种打印机，该媒介检测方法和媒介检测装置能够以很高精确性读出更宽范围的打印媒介。
本发明的另一目的是提供一种打印机，该打印机能够确定打印媒介的类型。
发明的公开
本发明的媒介检测方法用于打印机，其中，该方法在检测打印媒介的边缘位置的同时扫描打印媒介，该方法包括以下步骤：通过第一媒介传感器和第二媒介传感器分别扫描相对较低透射率的参考媒介，以便检测参考媒介的边缘位置，该第一媒介传感器能够非常精确地检测相对较低透射率的打印媒介，而该第二媒介传感器能够以较低的精度来检测高透射率的媒介；计算该边缘位置之差，并作为校正值；而且，在检测任意给定的打印媒介时，如果难于用第一媒介传感器来检测打印媒介，那么用第二媒介传感器来检测该媒介，并通过校正值来校正所得到的边缘位置。
不管媒介的类型如何，本发明都能非常精确地检测媒介(边缘位置)。
为了实现上述方法，本发明的媒介检测装置用于打印机中，其中，该装置在扫描该打印媒介的同时检测打印媒介的边缘位置，该装置包括：第一媒介传感器，该第一媒介传感器能够非常精确地检测相对较低透射率的打印媒介；第二媒介传感器，该第二媒介传感器能够以较低的精度来检测高透射率的打印媒介；用于通过第一媒介传感器和第二媒介传感器分别扫描相对较低透射率的参考媒介，以便检测该参考媒介的边缘位置的装置；用于计算所检测的边缘位置之差的装置；用于以永久性方式将该差值作为校正值储存的装置；以及用于当难于用第一媒介传感器检测打印媒介时利用第二媒介传感器来检测该媒介，同时利用该校正值来校正所得到的边缘位置的装置。
优选是，该媒介检测装置还包括一媒介检测单元，该媒介检测单元在一个壳体46中包括：光源，该光源斜向将光发射到打印媒介上；第一光传感器，该第一光传感器从打印媒介的垂直上方检测打印媒介的漫射光，起到第一媒介传感器的作用；以及第二光传感器，该第二光传感器接收在打印媒介上斜向上反射的、由该光源发出的光，起到第二媒介传感器的作用。将该媒介检测单元安装到打印架上使得不需要提供单独的专门扫描的装置。此外，该媒介传感器的移动位置也可用通过已有的线性刻度而识别。
该媒介检测装置还可以包括媒介确定装置，以便对于任意给定的打印媒介，都可计算用于使第一光电传感器输出预定传感器输出量的光源第一驱动电压和用于使第二光电传感器输出预定传感器输出量的光源第二驱动电压，并根据这两个驱动电压之间的差而确定打印媒介的类型。
此外，根据该确定的结果，该装置还可以包括打印模式设置装置，以便根据所确定的打印媒介的类型而设置打印模式。
附图的简要说明
图1是本发明的大尺寸喷墨打印机的打印单元的示意外视图；
图2是图1所示打印机的媒介通道的示意侧视图；
图3是表示普通媒介传感器的结构的视图；
图4是表示用于本发明实施例中的媒介检测单元的结构的视图；
图5是表示在一个实施例中的打印机的控制方框图；
图6是表示采用图4所示媒介检测单元21的一种媒介传感器的电路结构215的实例的电路方框图；
图7是表示图4中所示媒介检测单元的输出信号的一个实例的波形图；
图8是表示用于本发明中的、自动进行媒介类型确定的原理的视图；
图9是表示在本发明实施例中的传感器校正模式的处理步骤的流程图；
图10是基于由图9中的处理所获得的传感器校正值而对纸张边缘进行检测的步骤的流程图；
图11是表示确定媒介类型的媒介确定处理的流程图；以及
图12是表示在图11的处理之后的媒介确定处理的流程图。
实现本发明的最佳方式
下面将详细介绍本发明的媒介检测纸张的优选实施例。
图1表示了本发明的大尺寸喷墨打印机的打印单元的示意外视图。应当知道，本发明并不局限于采用喷墨记录方法的装置。
参考图1，安装有四个彩色打印头10的打印架12由一个环形线驱动沿导轨而在打印架运动方向上来回运动，该环形线通过打印架马达(未示出)而转动。安装在打印架12上的线性刻度传感器61检测沿导轨以规则间隔布置的线性刻度62上的条纹图案或狭槽，以便确定该打印架12的当前位置(从而确定媒介传感器18的位置)。打印架12的位置不仅可以利用该线性刻度62来确定，而且可以利用旋转编码器或计算打印架马达的驱动脉冲的个数来确定。图中，参考标号13表示扁平电缆，电和各种信号通过该扁平电缆而从发动机控制器(未示出)向该打印头10供给。该扁平电缆13从板11内引出。
另一方面，媒介14通过传送辊16和压紧辊15(图2)而沿几乎与打印架运动方向成直角的纸张传送方向(X)在台板20上传送，打印头10在该媒介14上受传送马达63的驱动。在台板20(图2)下面有抽吸风扇19(图2)，该抽吸风扇19通过在该台板20上的气孔(未示出)而将媒介14吸在台板20的表面上。在媒介14传送通道中的媒介传感器17检测是否设置有纸张。
下面将介绍装纸的程序(sequence)。如图2所示，操作者释放传送辊16和压紧辊15的压力，并将媒介14插入它们之间。当打印机体中的媒介传感器17检测到设置有纸张时，抽吸风扇19开始将该媒介14吸在台板20上。放置该媒介14之后，操作者再在传送辊16上施加压力，从而开始该装载程序。然后，打印机使得打印架12沿主扫描方向运动，以便通过在该打印架上的媒介传感器18来检测媒介的左右边缘。然后，打印机使得打印架12运动到靠近媒介中心处，同时使该媒介向后(向图2中的左侧)传送，并通过媒介传感器18来检测媒介的前缘。打印机再使得媒介运动到将开始打印的预定位置，并进入等待状态。在打印完一条后，打印机使得媒介14沿垂直于打印架12运动方向的方向运动一条的距离。重复该操作，直到一张媒介打印完。
图4表示了可以用作媒介传感器18的媒介检测单元21的详细结构。在图中，参考标号41表示发光二极管(LED)，该发光二极管以大约40至45度角向媒介14的表面发射光，参考标号42表示凸透镜，该凸透镜直接检测媒介14，参考标号43表示遮光柱，该遮光柱屏蔽外部光，并将光聚焦到检测物体上，参考标号44表示光电二极管，该光电二极管检测媒介14。此外，参考标号45表示光电晶体管，该光电晶体管检测从发光二极管41发出并由媒介反射的光。这些部件(41-45)存放在一个壳体中。
图5所示的是在本实施例中的打印机的控制方框图。下面将参考图5介绍从输入图像数据到图像数据传送给打印头10的这段时间所执行的操作。
图像输入控制器201通过外部接口界面接收数据。该图像输入控制器201立即向MPU 204输出DMA要求(REQ1)。根据该要求，MPU 204将输入的图像数据以DMA模式传送给图像存储器202中，同时，向图像输入控制器201返回DMA确认(ACK1)。
此外，MPU 204将图像数据传送给打印头控制器203，以便开始打印。通过接收图像数据，打印头控制器203根据从与打印架12运动同步的线性刻度传感器61输入的线性刻度信号计数值而将打印数据传送给打印头(图1中的10)，同时，向该打印头10传送打印脉冲，以便打印数据。当打印头控制器203中的图像数据输完时，该打印头控制器203向MPU204(DMA2)发出图像数据要求。应当知道，原位传感器210位于绘图仪中的预定位置，以便确定关于打印架12运动的参考位置。
MPU 204通过驱动控制器206驱动传送打印媒介的传送马达63和使打印架往复运动的打印架马达208。
参考标号215表示采用图4所示的媒介检测单元21的媒介传感器电路。它的详细电路将在后面参考图6介绍。通过操作面板211，能够发出用户的指令，且能够显示发给用户的信息。
MPU 204根据储存在程序存储器205中的控制程序来进行上述控制操作。
图6表示了采用图4所示的媒介检测单元21的媒介传感器电路215的结构的一个实例。
发光二极管41可以利用MPU 204输出的信号5C来线性调节光量。光电二极管44的输出电流由电流放大器电路52放大，并作为信号5a输入到MPU 204的模拟口。光电晶体管45的输出作为信号5b输入到MPU 204的另一模拟口。
下面将介绍光电晶体管45的读出校正方法。首先设置具有相对较低透射率的参考媒介，并执行传感器校正模式。该参考媒介是用于获得校正值的打印媒介，可以是白的普通纸。图9表示了用于该传感器校正模式的处理过程的流程图。
当开始传感器校正模式时，打印架首先运动到参考媒介上面(S11)，并打开LED 41(S12)。同时逐步增加LED 41的光量(照明电流，也就是LED驱动电压)，直到与光电二极管44相连的电流放大器电路52的输出信号5a达到预定的参考电流Mi(S13、S14)。然后，打印架运动到台板上面(S15)，并检测在台板上的信号5a电流Pi(S16)。这样就获得纸张边缘的位置Ry0(S17)。也就是，对于界限值(Mi+Pi)/2，如图7(a)所示，打印架进行扫描，同时检测信号5a，这样，该打印架横过纸张的边缘。同时，当信号5a经过界限值时获得线性刻度62的值。根据该值，获得纸张边缘的位置Ry0。
然后，打印架运动到同一参考媒介上面(S18)，并打开LED(S19)。同时逐步增加光量，直到光电晶体管45的输出信号5b达到预定的参考电流TMi(S20、S21)。TMi的值可以等于值Mi。然后，打印架运动到台板上面(S22)，并检测在台板上的信号5b电流TPi。如图7(a)和(b)所示，两传感器在信号波形斜率上的差表示在检测位置上有差异，该信号波形斜率在纸张边缘处改变。因此，对于同一纸张边缘，检测到纸张边缘位置Ry1(S24)。尤其是，对于界限值(TMi+TPi)/2，如图7(b)所示，打印架进行扫描，同时检测信号5b，这样，该打印架横过纸张的边缘。同时，当信号5b经过界限值时获得线性刻度62的值。根据该值，获得纸张边缘的位置Ry1。最后，将纸张边缘位置Ry0和Ry1之间的差值Diff0以永久性方式储存在存储器(未示出)中S25。这样即可获得传感器校正值。
对于可以通过光电二极管44检测的目标物例如普通纸，操作者以与上述检测Ry0相同的程序来确定LED 41的光量，以便检测媒介的宽度和前缘位置。
下面将参考流程图10来介绍根据这样获得的传感器校正值来对纸张边缘的检测进行处理的步骤。当设置有不能用传感器(光电二极管)44来进行读出的目标物例如透明膜时，该步骤尤其有用。
首先，打印架运动到媒介上面以便进行检测(S31)，且LED充分发光(S32)。然后，检查基于传感器44的电流放大器电路52的输出信号5a是否等于或大于参考电流Mi(S33)。当它等于或大于Mi时，该媒介确定为低透射率媒介，并利用上述传感器44对位置Ry0执行高精确度检测程序。也就是，LED再次打开(S34)，然后使光量增加，以致于使传感器44的输出信号5a达到参考电流Mi(S35、S36)。然后，打印架运动到台板上面(S37)，并检测在台板上的信号5a的电流Pi(S38)。然后，利用上述步骤来检测纸张边缘的位置Ry0(S39)。
当在步骤S33中传感器44的输出信号5a小于参考电流Mi时，媒介确定为高透射率媒介，并利用上述传感器45对位置Ry1执行低精确度检测程序。也就是，再次打开LED(S40)，然后使光量增加，以便使传感器45的输出信号5b达到参考电流Tmi(S41、S42)。然后，打印架运动到台板上面(S43)，并检测电流Tpi(S44)。然后，利用上述步骤来检测纸张边缘Ry1。将上述校正值Diff0加到上述处理所得的纸张边缘位置Ry1中，从而得到校正的纸张边缘位置，也就是高精确度的纸张边缘位置Ry0(S46)。
图9所示的传感器校正模式既可以在工厂出货时执行，也可以在出货后根据操作者的指令执行。在某些情况下，打印机可以在放置普通纸之后自动执行该传感器校正模式。
然后，能够检测不同类型媒介的透射率差异的该检测装置可以用作检测装置，以便确定媒介的类型，例如普通纸、描图纸(半透明)、透明膜(透明)等。这使得系统能够自动找到将采用的打印模式。其原理将参考图8介绍。
如图8(a)所示，使光电二极管44的输出信号5a在媒介上达到Mi所需的LED电流大小Lia主要取决于媒介的类型。图中所示实例表明所需的电流大小随普通纸、描图纸和透明膜的次序递增。尤其是，对于透明膜，即使LED充分发光，信号也达不到Mi。相反，如图8(b)所示，使光电晶体管45的输出信号5b达到Tmi所需的LED电流大小Lib并不是主要取决于媒介的类型。因此，LED电流Lia和LED电流Lib之间的电流差Di主要取决于媒介的类型(Di1＜Di2＜Di3)，如图8(c)所示。也就是，关于描图纸的差值Di2大于关于普通纸的差值Di1，关于透明膜的差值Di3更大。
这样，根据两个传感器的特性曲线，可以检测媒介的类型。此外，可以利用该检测结果来自动选择对于该媒介最合适的打印模式，例如，标准(彩色标准)打印模式用于普通纸，单色高分辨率打印模式用于描图纸，而彩色高分辨率打印模式(考虑到墨汁的干燥时间)用于透明膜。
图11和图12表示确定媒介类型的媒介确定处理的流程图。
首先，打印架运动到媒介上面(S51)，并打开LED(S52)。同时逐步增加光量，直到与光电晶体管45的输出信号5b达到预定的参考光量TMi(S53、S54)。当在该期间LED充分发光时(S55，Yes)，则认为媒介检测失败(S56)。
当信号达到参考光量Tmi后，储存这时的LED电流大小(Lib)。然后，再次打开LED(S58)，同时逐步使光量增加，直到光电二极管44的输出信号5a达到参考光量Mi(S59、S60)。当在该期间LED充分发光时(S61，Yes)，控制进到步骤S62。
在步骤S62中，储存这时的LED电流大小(Lia)。
在图12中，当两电流大小之间的差的绝对值|Lib-Lia|在预定的界限值D1和D2之间时(S63，Yes)，那么确定该媒介为描图纸(S64)。当该差的绝对值大于界限值D2时(S65，Yes)，确定该媒介为膜(S66)。当这些条件都不满足时，则确定该媒介为普通纸(S67)。通过在自动设置模式下的打印模式，将根据这样确定的媒介类型而以预定的打印模式进行打印。
尽管对本发明的优选实施例进行了介绍，但是也可以进行各种变化和改变。例如，某些用户也可以采用与上述参考媒介不同的媒介。这时，值Di的范围(或界限值)可以分配各各个媒介，并将相应的打印模式储存在打印机体中，以便定制成使LED的驱动电压和媒介的类型(以及打印模式)之间相对应。
此外，在流程图中的连续步骤并不必须按上述次序。
工业实用性
本发明提供了能使检测装置非常精确地读出各种类型的媒介的装置。检测媒介透射率之差的能力使其能够确定媒介的类型，此外，能够为各媒介选择最合适的打印模式。