专利名称：串行打印机的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及串行打印机，更具体地，涉及含有同步信号发生电路的串行打印机，该同步信号发生电路用于使装有打印头的滑架移动与记录头的记录动作同步。
串行打印机执行一个记录(打印)动作时，使安装有记录装置的打印头的滑架在记录媒体上移动。然而，如果由于某种影响而使滑架速度波动时，则记录结果表现为浓度分散，尤其是在彩色打印机中，问题在于色彩对准中出现偏差。
避免这些问题的迄今已知的方法之一涉及这些步骤检测安装有记录装置的滑架相对于设备主体的移动量，以及同步于该检测结果而经过记录装置执行一个记录动作。
更具体地，将一个线性编码器的定标部分固定到设备主体上。将相对于该定标部分移动的滑架安装到线性编码器的检测部分。另一方面，来自该检测部分的输出信号被放大，之后被取到滑架之外。记录信号同步于该放大信号而产生，因而避免了打印浓度的分散和色彩对准的偏差。
参照附图解释现有技术的一个例子。图44是常规举例中同步信号发生电路配置的线路图。线性编码器的定标部分被安装在滑架内部并固定到设备主体。线性编码器的检测部分101通过检测定标部分检测滑架相对于设备主体的相对移动位置。检测部分101由基于磁阻效应而动作的MR元件组成，该检测部分与一对磁检测元件102、103安装在一起。该检测部分101也与安装在滑架上的基底5相连，如图中虚线所示。如公知，连接到该基底5的是构成恒流电路的放大器104和105，用于放大检测信号的放大器106，以及比较器107。输出信号303因而被输出。然后，将用于测定基准电压的可变电阻158连接到比较器107，并封装在基底5上。因此，其调节在滑架上进行。
现在解释如此构造的电路的工作。磁检测元件的102、103分别由恒流电路104和105供以恒流。磁样事先在固定于设备主体的线性编码器的定标部分上以固定间隔记录下来。检测部分101沿定标部分移动。随着这种移动，检测元件102、103的电阻值发生变化。电阻值的变化被检测为电压的改变并由放大器106进行放大。放大后的信号输入到比较器107的一个输入端。该比较器107将放大的信号与由调节可变电阻158而预置的并输入比较器107的另一输入端的基准电压相比较。然后获得输出信号303，作为同步信号。
再者，检测设备和电路系统，由于高度依赖于温度，打印/记录结果会受到有害影响。这将根据附图详细解释。图45A显示了基准电压与输入到比较器107的信号之间的关系。图45B结合图45A说明了比较器107的输出信号303的脉冲波形图。如图中所描绘的，比较器107的输入信号301的波形近似于正弦波，以固定周期变化。
另一方面，由于获得了基准电压作为阈值，在比较器的脉冲形输出信号303中显现出输入信号301和基准电压302之间的差值，从图中能够理解，表现为输出信号的占空变化。如果记录/打印动作同步于该输出信号303而执行，则引起浓度分散和输出图象中的刻线(ruled-line)偏差。这导致记录质量明显下降。
图46A和46B解释了记录动作，显示了如何驱动与上述输出信号303同步的记录装置在记录媒体上记录点D。如图所示，可以看到在点D之间的间距P是变化的，则记录结果是产生浓度分散。尤其在彩色打印机中，这造成色彩对准中出现偏差。
如上所述，在常规设备中，记录/打印动作与输出信号同步进行。因此，输出信号脉波形中的占空变化直接导致打印结果质量的下降。
再者，在常规设备中，用于限制输出信号脉冲波形中的占空变化的装置取决于电路元件本身的稳定性。这样，必须使用昂贵的部件。这又引入了成本增加的问题。
于是，当从不同观点检测常规实例时，根据检测装置和电路系统，温度依赖程度高，在现有技术例中也是如此。因而在打印/记录结果中能够造成有害影响。图47的图表说明了温度对MR元件磁阻效应率的依赖特性。图48的图表显示了温度关于MR元件的电阻值的依赖特性。该MR元件的输出由下式表达Vs＝K×(△ρ/ρ)×R×i其中K是常量，△ρ/ρ是磁阻效应率，R是电阻，i则额定电流。
由前式表示的并示于图47、48的MR元件具有很大的温度依赖特性，因此，其输出变为如图17所示。
以下是对在线性编码器中使用的MR元件的情形下动作的解释。图49A是说明基准电压302与输入比较器107的信号301之间关系的波形图。图49B是在建立如图49A所示关系时获得的同步输出信号303的波形图。比较器107的输入信号301的波形假定近似于正弦波形，如图所示以固定周期变化。
另一方面，由于获得了基准电压302作为阈值，在比较器的输出信号303中，显现出输入信号301和基准电压302之间的差值，从图45A和45B中能够理解，表现为输出信号的占空变化。如果记录/打印动作同步于该输出信号303而执地，则引起浓度分散和输出图象的刻线偏差。这导致记录质量明显下降。鉴于此，如已在图46A和46B中所解释的，可以看到点D之间的间距P发生变化，则在记录结果中产生浓度分散。尤其在彩色打印机中，这可能造成色彩对准中出现偏差。
本发明的第一个目的在于提供一种能够抑制占空变化的串行打印机。
本发明的第二个目的在于提供一种能够避免因噪声进入同步信号产生电路而产生的计数错误的串行打印机。
本发明的第三个目的在于提供一种能够在大温度范围内获得完美记录结果的串行打印机。
本发明的第四个目的在于提供一种能够调节基准电压以获得理想基准电压的串行打印机。
本发明的第五个目的在于提供一种能够在滑架的整个移动范围内、即使磁线性编码器的定标部分与检测部分的MR元件之间的间隙不固定时也能获得理想基准电压的串行打印机。
下面结合附图进行说明之后，本发明的其他目的和优点将会更明显。
图1是说明根据本发明的串行打印机的主要部分的透视图;
图2显示了本发明的第一实施例中用于从图1所示的打印机的编码器产生同步信号的块控制电路;
图3是充分说明图2所示同步信号发生电路的线路图;
图4显示了图2所示的占空变化抑制装置的块控制电路;
图5是图4所示的占空变化抑制装置的监测装置的流程图;
图6是图4所示的占空变化抑制装置的检测装置的流程图;
图7是图4所示的占空变化抑制装置的控制装置的流程图;
图8A和8B图示了图2所示控制电路的输出和打印点;
图9显示了本发明第二实施例的占空变化抑制装置的块控制电图10是说明图9所示的占空变化抑制装置的主要部分的线路图;
图11是图9所示占空变化抑制装置的监测装置的时序图;
图12图示了本发明第三实施例中图2所示的占空变化抑制装置的块控制电路;
图13详细显示本发明第四实施例中图2所示的同步信号发生电路的线路图;
图14显示了图13所示的温度补偿电路的块控制电路;
图15A显示了温度与比较器的理想基准电压的关系;
图15B显示了温度与图14所示的温度测量部分的输出电压之间的关系;
图15C显示了基准电压的设定值与温度测量部分的基准电压(存储于图14所示的存储器中)之间的关系;
图15D说明了温度与图14所示存储器的数据给定的基准电压之间的关系;
图16A图示了图14所示比较器的输出信号的波形图;
图16B是将基准电压设定值写入图14所示存储器的写入动作的流程图;
图16C是图14所示比较器的基准电压的设定动作的流程图;
图17显示了温度与MR元件输出之间的关系;
图18A是说明本发明第五实施例中如图13所示的温度补偿电路的线路图;
图18B是说明图18A所示的温度补偿电路的另一例子的线路图;
图19A显示了基准电压与图13所示的比较器的输入信号之间的关系;
图19B是图13所示比较器的输出信号的波形图;
图20是详细说明本发明第六实施例中图2所示的同步信号发生电路的线路图;
图21是详细说明本发明第七实施例的同步信号发生电路的线路图;
图22详细说明了图21所示的计数器部分的电路;
图23A-23I是图22所示的计数器电路的各个部分的时序图;
图24是说明本发明的第八实施例中为代替图21所示计数器而设置的噪声滤波电路的线路图;
图25A-25C是图24所示噪声滤波电路各部分的时序图;
图26说明了图1所示打印机的块控制电路;
图27详细说明了图26所示位置计数器的电路;
图28是详细说明图26所示的占空检测电路的线路图;
图29显示了滑架移动速度;
图30是图26所示控制电路的流程图;
图31是接续图30的流程图;
图32中的流程图接续图30;
图33中的流程图显示了图31所示流程图的控制内容更改后的各步;
图34图示了本发明第十一实施例中图1所示打印机的块控制电路;
图35中的流程图显示了图34所示比较器的基准电压的初始调整程序;
图36A是图35所示流程图中步骤S221-S223的流程图;
图36B是图36A中流程图步骤S222的详细流程图;
图37图示了图34所示比较器的输入波形;
图38图示了本发明第十二实施例中图34所示比较器的输入波形;
图39中的流程图说明了本发明第十三实施例中图34所示比较器的基准电压的初始调整程序;
图40是显示图34所示比较器的输入、基准电压和输出之间关系的时序图;
图41是图34所示控制电路的一行打印序列的流程图;
图42A和42B中的解释性时序图显示了图34所示比较器的基准电压的变化;
图43图示了本发明第十四实施例中图1所示打印机的块控制电路;
图44图示了常规的同步信号发生电路的线路图;
图45A和45B显示了图44所示同步信号发生电路的输入和输出信号波形;
图46A和46B中的解释示了基于图44所示的同步信号发生电路的记录动作;
图47显示了温度与磁阻效应率的关系;
图48显示了温度与MR元件的电阻值之间的关系;以及图49A和49B是图44所示同步信号产生电路的各个部分的时序图。
参照
本发明最佳实施例。
图1是说明本发明串行打印机的主要部分与记录媒体的透视图。参照图1，虚线所指的滑架1基于喷墨记录方法安装有记录部分1h。另一方面，滑架1由导轴构件11引导，在导轴构件外表面形成有螺槽。啮合部分(未示出)随着导轴构件11的旋转而与螺槽平行。因而，滑架1在图示箭头方向上相对于绕在压纸卷筒12外表面上的记录纸13而往复运动。点D以间距P记录在记录纸(记录媒体)13上，从而形成图象或字符。所谓的串行打印机是以这种方式构造的。
如此构造的滑架1引入有一个编码器以获得同步信号。该编码器是磁线性编码器。以下是其结构。磁样(magneticpattern)以相应于比如180点/英寸(dpi)或360dpi的打印间距密度记录在线表面所形成的磁基底上。线性编码器的定标部分501被固定在设备主体100上。另一方面，由MR元件等组成的磁头502被固定在滑架1的内部。因而随着滑架1的移动能够进行位置检测。
再者，用于从磁头内的MR元件取出输出信号的软性印刷线路板503与磁头502连接起来。连接部分504连接到连接器(未示出)，从而连接到安装于滑架1上的基底5，如图中虚线所示。
〔第一实施例〕图2是本发明第一实施例的基本框图。图中215所指的本发明的占空变化抑制装置由占空监测装置215a、检测装置215b和控制装置215c组成。占空变化抑制装置215c的控制输出被传送到直流电压源211的基准电压302的控制输入。基准电压302用于输出产生关于输入信号301的阈值，输入信号301从检测部分101经放大部分106输入到比较器107。因而基准电压302相对于输出信号的空得以稳定。
图3和4是基于框图(图2)的线路举例。参照图3，检测部分101设置有磁检测元件(MR元件)102和103。线性编码器的定标部分的着磁部分由磁检测元件102和103扫描。磁检测元件中磁阻的变化根据基底5的线路而检测到。基底5的电路中的恒流电源104、105提供适当的偏置达到一个电平，以便检测经过MR元件的负信号。由检测部分101对线性编码器的定标部分的磁特性的检验结果接近于正弦波，并被传输到放大部分106。该正弦波利用基准电压302作为阈值而被转换成脉冲输出。为其设置比较器107并输出一个输出信号303。对该输出信号303的脉冲占空进行比较和检查。在控制电路基底4上构造的占空变化抑制装置(将在下文说明)产生输入数据信号150，以使占空比率为50%。输入数据信号150被传送到D/A转换器149。D/A转换器149将定义为数字值的输入数据信号转换为模拟值的控制电压信号151。控制电压信号151输入到由晶体管Q111和Q112组成的直流电压源。直流电压源211根据控制电压信号151产生具有适当电压值的基准电压302。基准电压302输入到比较器107的一个输入端。
图4是上述占空变化抑制装置的电路框图。图4中705代表微分电路，由比较器来的输出信号303输入其中，用于检测输出信号303的电平切换。微处理器701控制各个功能部件的动作。计数器702测量输出脉冲宽度(换言之，即占空度)。缓冲区703暂时存储计数器702的计数值。存储器704存储一个控制算法和一个阈值表。
图5中的流程图显示了占空变化抑制装置中的监测装置的动作。首次开始时，当输出信号303的电平切换时，微分电路705向微处理器(MPU)701发送一个触发输出(步骤S1)。MPU701接收到触发输出并复位计数器702(步骤S2)之后，使计数器702开始计数用以测量输出信号的脉冲宽度(步骤S3)。经过一段时间后，输出信号303的电平被反转。当电平反转时，微分电路705产生触发输出(步骤S4)。此时，MPU701向缓冲区703输出计数器702的计数值。与此同时，MPU偶然识别到计数值的数据已被输入到缓冲区703。动作返回步骤S2。然后重复上述相同的步骤，从而监测输出脉冲的占空度。
图6是占空变化抑制装置中检测装置的动作的流程图。开始时，设定系统，清空缓冲区703的内容(步骤S11)。在带有打印动作输出信号303上升(或下降)时从微分电路705输出一个触发(步骤S12)。MPU701检测到该触发，并将计数器702的计数值传送到缓冲区703(步骤S13)。MPU701检测到缓冲区703的一个值已被更新。占空是在MPU701中检测的。因此，将其数据从缓冲区703中取入(步骤S14)。注意，如果MPU701对于数据传送控制总是断开的，则可将数据从计数器传送到微处理器内部分的寄存器而不必利用缓冲区703。接着，MPU701在完成对脉冲进行一个周期的测量之后，判断是否已检测了两个值，即“高”电平宽度(图8A和8B中的Th)和“低”电平宽度(图8A和8B中的Tl)，这两个值用于计算占空度(步骤S15)。如果未检测到这两个值，则返回步骤S12。如果已检测，则进入下步S16。然后，在刚刚获得两个比较值时，在MPU701中计算两个值的差，并比较宽度(步骤S16)。
图7是说明占空变化抑制装置中控制装置的动作的流程图。MPU701根据从上述检测装置和监测装置获得的比较值访问存储器704(步骤S21)。MPU701然后参照阈值(步骤S22)。图8A和8B中的信号303的宽度Th和Tl由MPU701作为计数值数据的项取入。MPU701比较宽度大小。如果占空比发生变化，并且当Th＞Tl时，需要降低基准电压302。当Th＜Tl时，需要增加基准电压。即，控制基准电压，使得占空比收敛在50%(即大约使Th＝Tl)。通过与系统确定的阈值相比较判断Th-Tl之间量的关系是否需要进行数据150的修改(步骤S23)。结果是，如果识别出需要修改，则从存储器704得到最优基准电压控制表(步骤S24)。校正值数据输出到D/A转换器149(步骤S26)。另一方面，当阈值在允许范围内下降，并且不需要修改时，则保持校正值数据150的当前值(步骤S25)。
在上述控制下，输出信号303得以控制，使得脉冲宽度Th、Tl基本保持一致(即，占空比为50%)，如图8A中输出电压波形所示脉冲157。如图8B所示，打印输出(点)D的间距P是一致的。
〔第二实施例〕根据第一实施例，输出信号303的脉冲占空比的监测涉及计数器和系统时钟的使用，其中输出脉冲“H(高)”和“L(低)”次数得以测量。根据第二实施例，“高”电平和“低”电平宽度之间的比较值作为在抑制占空变化方面的电功比率而获得，此时利用另一种方法而不是上述方法将占空比保持在50%。占空监测部分由分离部件组成。
图9是第二实施例中占空变化限制装置的线路图。图9中801代表的功率积分器通常累积与输出信号303的脉冲宽度Th、Tl的长度成比例的电功率。低通滤波器LPF802a、802b从功率积分器801取得电荷电功作为直流部分。电压控制振荡器803a(VCO1)、803b(VCO2)分别根据来自低通滤波器802a、802b的输出电压改变其振荡频率。相位比较器805比较电压控制振荡器803a、803b的输出频率的相位，并以电压变化形式输出相位抖动。在上述结构下，输出信号303的占空变化被输出，并作为相位比较器805的电压波动。即，输出信号303的脉冲宽度“ThI”、“Tl”由功率积分器监测。当识别到时，占空变化作为输出电压的变化进行检测。这作为电压变化进行检测，因此经过传输滤波器804与下级控制信号电压匹配。基准电压302由电压控制恒压源806控制，该电压用作电压控制恒压源806的控制电压。
图10是图9中占空变化限制装置中从功率积分器801到相位比较器805范围内的线路图。在此解释该电路的结构和动作。基于晶体管Q1-Q3和电容C1、C2组成的结构，对于输出脉冲303的一个“高”时间(即一个Th-时间)，电荷积累于电容C1中。对于输出脉冲303的一个“低”时间(即一个Tl-时间)，电荷积累在电容C2中。电容C1、C2中积累的电荷流经低通滤波器LPF802a和802b，它们分别由电容C11、电阻R12、R13以及电容C12、电阻R11、R14组成。电荷作为直流电势传输到VCO(电压控制振荡器)803a、803b。但在该实施例中，VOC803a由晶体管Q22、Q23、Q27、Q28组成的恒流源和由晶体管Q41、Q42、Q43、Q44组成的施密特触发电路构成。VCO803b也是由晶体管Q20、Q21、Q24、Q25组成的恒流源与由晶体管Q31、Q32、Q33、Q34组成的施密特触发电路构成。来自这些VCO的两个输出被输入到由晶体管Q51-Q58组成的相位比较器805中。该相位比较器805的输出经过一个由R61、R62、C61组成的LPF传送到转换滤波器804中(见图9，但未示于图10)。该输出接着传送到电压控制恒压源806(见图9，但未示于图10)。
图11图示了占空变化抑制装置的传送块打开情况下，当占空变化抑制装置的占空变化监测装置电路开启时的波形。当假定脉冲产生阈值电平的基准电压302随输入信号301的波形而波动时，输出信号303的波形的“高”、“低”电平宽度“Th”、“Tl”发生变化。该脉冲宽度信息通过功率积分器801和LPF802a和802b被转换成电势Vd1和Vd2。电势分别输入到VCO803a和803b。图11中，Vd1对应于Tl，而Vd2对应于Th。当基准电压302未由输入信号302的波形峰一峰值等分时，则产生电势Vd1和Vd2之间的差值。在此假设VCO803a和803b的特性相同，则在这些VCO中产生的并由其输出的振荡频率中造成散射。因此在相位比较器805的输入中产生相位差φ。该图中，控制环路是打开的，从而不产生相位跟踪。另外，当处于打开状态时，输出302有一个在50%量级上的占空比，并因此该输出302处于一个相当高(far)的电平。此时，各个VCO本身的输出频率完全不同，并且因此相位比较器805的输出不能指示一个正确的值。电压源806通过闭合控制环得以控制，以致相位比较器805的输出一直为φ0。输出信号303的波形因而能够保持在占空比为50%。电压源806由相位比较器805精确控制。为此，作为传输滤波器804的传输功能，相应于相位比较器805的输出特性以线性或非线性形式给定任意函数。
本发明中在利用了使用线性编码器的输出的打印机打印控制的情况下，即使在滑架加速或减速期间执行打印操作时，输出信号脉冲303的频率也在加速或减速的程度上波动。然而，如果“Th”、“Tl”的脉冲占空比不变，则在功率积分器801的下一级得到差值输出，并输入到VCO。因此相位比较器805的输出不受任何影响。
〔第三实施例〕在第二实施例中，根据输出信号脉冲宽度“Th”、“Tl”对电功率进行积分。利用相位比较器和VCO监测到占空变化。然而，如图12所示，功率积分器801的输出电压由减法器(电压比较器)901进行比较。即使通过控制基准电压302也能够获得输出脉冲的占空率为50%，使其之间的差值为0。
〔第四实施例〕图13是第四实施例的线路图。检测部分101以相同于第一至第三实施例的方法装入磁头502。同时，检测部分101由磁检测元件102、103构成，它们基于MR(磁阻)效应而动作。磁检测元件102、103同样连接到放大器104、105上，这些放大器构成恒流电路。放大器104、105再连接到用于放大检测信号的放大器106以及比较器107上。根据第四实施例，在检测部分101内部设置有温度测量部分160，其组成元件的阻值如热敏电阻一样随温度而变化。该元件中，当恒流流入其中时，温度变化被检测为电压的波动。该温度测量部分160连接到补偿器159上，用于补偿磁检测元件102、103的温度特性。补偿器159被构造为根据温度测量部分160的输出电压设定和输出比较器107的基准电压。
图14显示了补偿器159的内部电路。如图14所示，该补偿器159包括一个A/D转换器601、一个存储器602和一个D/A转换器603。如图15C所示，存储器602事先存储对应于温度测量部分160的输出电压Vo的补偿器107的基准电压Vs数据。在此，图15A的图形显示了理想基准电压与温度的关系。图15B的图形显示了温度测量部分输出电压与温度之间的关系。图15D的图形显示了由存储器数据给定的基准电压与温度之间的关系。即，存储器事先存储在某温度下获得与温度测量部分的输出电压相应的理想基准电压值。如下文将解释的该值被用作比较器的基准电压。
A/D转换器601实现测量电路部分160的输出电压的A/D(从模拟到数字)转换。补偿器159从存储器602读取对应于转换值的数据。然后，数据在D/A转换器603中进行D/A(数字至模拟)转换并输出作为比较器107的基准电压。从而消除了由于温度变化而引起的影响。给出了一个温度为Tk时的例子，并且温度测量部分160的输出电压为Vok，该值经过A/D转换器601输入到存储器602。相应于该电压Vok的基准电压Vsk(数字值)从存储器602输出。该数字值的基准电压Vsk在D/A转换器603中进行模拟转换。之后，转换后的结果输入到比较器107。
图16A显示了比较器的输出信号。图16B中的流程图显示了将基准电压的设定值写入存储器的动作，该动作在传递之前执行。图16C的流程图显示了在传递之后设定基准电压的动作。
如图16A所示，Th表示输出信号303的脉冲保持为“高”(即，“高”电平时的脉冲宽度)的时间。Tl表示输出信号303保持为“低”(即，“低”电平时的脉冲宽度)的时间。从图16B所示动作中，在测量脉冲占空比的同时，经过D/A转换器顺序地设定基准电压。当占空比刚刚下降至预定范围内时，设定结束。由于基准电压是自动设定的，所以Th和Tl之间的差值等于一预定值，或在其范围之内。对于这种设定，滑架在步骤S31中移动。动作进行至下一步骤S32。在为步中测量随着滑架的移动而输出的输出信号303的脉冲的Th、Tl。在步骤S33判断Th减去Tl后的绝对值是否等于或小于预定值Ttyp。如果小于或等于该预定值，则断定出现了适当基准电压。因而不需要调整。从而动作进入到步骤S34，其中温度测量部分的输出电压传送到补偿器。在步骤S35中，将温度的设定值(实际上是温度测量部分的输出电压)和基准电压的设定值存入存储器。在步骤S36，滑架返回到原始位置，从而完成调节。
另一方面，如果在步骤S33中差值超过预定值Ttyp，则动作进入步骤S37。在其中判断是否Th＞Tl。当Th＞Tl时，在步骤S38增加输入到D/A转换器的基准电压的设定值。另外，当Th＜Tl时，在步骤S39减小输入到D/A转换器的基准电压的设定值。动作返回到步骤S32，以设定适当的基准电压。当等于或小于该预定的Ttyp时，动作结束。
图16C所示的数据根据上述步骤存储在存储器中。注意，图17显示了MR元件输出与温度之间的关系，对应于图15A。
图16C显示了在图16B中已解释的将基准电压的设定值写入存储器的动作之后，在交付的产品中设定基准电压的动作。在步骤S41中，获得温度测量部分的输入电压。在步骤S41中得到的输出电压在步骤S42进行A/D转换。存储于存储器的基准电压设定值被读出并得到D/A转换。从而设定基准电压。以下是设定所用的实际产品的基准电压的设定方法。例如，图15B所示从温度Tk到温度Tk+1范围内，温度测量部分的输出电压Vok被输入到补偿器的A/D转换器601(见图14)。相应于A/D转换器输出的基准电压Vsk从存储器62中读出并经过D/A转换器603作为基准电压输出。
在此，如果减少Tk和Tk+1之间的间隔以增加数据，则可得到图15A所示的理想基准电压的近似。再者，图16B的16C中的动作能够容易地由诸如计数器功能、比较器功能等的TTL半导体的组件或者利用微机等的软件实现。
另外，当利用公共ROM的而不根据每个串行打印机执行调节时，所要求的精度稍有下降。然而，传送时的调节是不必的。另外，利用ROM能够降低成本。再有，如果在产品做出后修改磁头的定义，则设备仅仅修改ROM即可。
〔第五实施例〕根据第四实施例，在补偿器109中利用了A/D转换器、D/A转换器和存储器。本发明第五实施例中，补偿器109不限于这些元件，还可以利用OP放大器或类似元件。注意在前例中能够获得极高精度的打印，而成本增加。另外，后者通过稍微降低必要的精度，可通过利用廉价部件而降低成本。此外，排除了对CPU控制的需要，从而设备在安装时无任何限制。
以下解释利用OP放大器设定基准电压的方法。假定温度测量部分的输出电压(表示于图15B中)接近于图15A所示的理想基准电压。则由OP放大器进行放大，以获得期望的倍数因子。图18A所示为该列下的补偿器109。该补偿器表现为所谓的非反相放大电路，其中放大度数在Rf与Rs的比率上得到调整。
〔第六实施例〕在如图19A和19B所示的第四和第五实施例中，通过改变比较器的基准电压302的方法消除占空变化。本发明并不限于此，还可以采用改变磁检测元件的输出信号的方法。本实施例由图20所示电路构成。此情形下，补偿器159将温度测量部分160的输出反相，并且根据该信号，对磁检测元件的信号进行放大。图18B图示了此情形下的补偿器159。该补偿器可以是所谓的反相放大电路，由OP放大器和微分放大器电路组成，其中输出调节到Rf与Rs的比率值。
如上所述，本发明第一至第六实施例提供了这样一种结构，其中监测打印同步信号脉冲波形的占空比，并根据其结果控制同步输出产生基准电压。这样，由于同步输出始终稳定，则可获得能够进行高质量打印的串行打印机。
获得能够抑制因温度变化而产生的占空变化的串行打印机是可行的。
〔第七实施例〕图21是说明根据本发明的同步信号发生电路的构成的线路图。线性编码器的定标部分安装在图1所示的滑架内，并固定到设备主体上。线性编码器的检测部分101通过检测定标部分检测滑架相对于设备主体的移动位置。检测部分101由MR元件构成，该元件基于磁阻效应而动作。检测部分101整体上设置有一对磁检测元件102、103。该检测部分101同样与安装在滑架上的基底5相连，图中虚线所指为基底。用于构成恒流电路的放大器104、105和用于放大检测信号的放大器106以及比较器107都连接到基底5上。从而输出输出信号303。该输出信号输入到计数器部分7。注意用于确定基准电压的可变电阻158连接到该比较器107上;这些元件封装在基底5上;并且在滑架上进行调节。
图22详示了图21所示计数器部分7的电路。由触发器组成的分频器A109根据比较器107的输出进行二分频。另一方面，振荡器113的输出信号输入到分频器B114。分频器A109、B114和振荡器113的各个输出信号分别经过门110、111、112、115、116、117和119输入到加/回数计数器I115和加/回数计数器J116，比如TTL等。
现在参照图21、22和23解释该电路的动作。磁检测元件102、103通过放大器104、105提供恒流，每个放大器组成恒流电路。磁头502沿如图1所示的线性编码器的定标部分501移动。磁检测元件102、103的阻值随其移动而变化。其变化检测为电压的波动。由放大器106放大的信号输入到比较器107的一个输入端。比较器的输出信号303(图23A)利用图22的分频器109被转换成“高”和“低”时钟(图23B)。短于分频器A109的输出信号的脉冲(图23D)从振荡器113中产生。当分频器A109的输出信号处于“高”电平时，分频器A114的输出信号(图23C)的时钟数通过各自门110、111、112、115、116和117加到加/回数计数器115。当分频器A109的输出信号处于“低”平时，振荡器113的输出信号的时钟数从加/回数计数器I115开始回转计数。此时，振荡器113的时钟频率是分频器B114的输出信号的时钟频率的两倍。因而，如图23E所示，加/回数计数器115回转计数(计数值减小至0)，所用时间为加法时间的一半。另外，如图23F所示，当分频器A109的输出信号处于“低”电平时，加/回数计数器J118处于加过程，而输出信号处于“高”电平时，J118处于回转计数过程。
如上所述，计数器I、J在执行完加法之后回转计数。当计数值为0时，计数器I、J以“低”电平设置脉动时钟输出信号。当计数器I、J中任何一个产生脉动时钟输出时，门123将该输出反相，如图23G所示。反相后的输出输出到JK触发器124的一个输入端k。
另一方面，D触发器119、120和门121向JK触发器124的一个输入端J输出一个信号，它假设在比较器的输出信号108升起时为“高”电平，如图23H所示，而在振荡器113的一个时钟后为“低”电平。
JK触发器124输出一个信号，如图23I所示，该信号在门121为上升时为“高”电平，而在门123上升时为“低”电平。
这样，JK触发器能够输出占空比为50%的时钟。注意在该实施例中，TTL191逐一用于计数器中，然而，如果设置了二或更多级，则占空比接近50%。作为一个充分的例子利用了两级TTL191，并且振荡器的时钟设置为500ns的数量级。比较器输出信号的时钟大约为160μs的数量级。因此，分频器B的输出信号的1μs的时钟能够被计数160次。计数器能够计数到8位(256)，这是足够的。这些门的延迟大约为10ns的数量级，因而对于500ns而言这是可忽略的。假设计数值波动±1，则占空比为50±0.3125%。而且，能够根据误差数量预置时钟。如果要求较高的精度，则可通过增加振荡器的频率而将计数器多级化。注意，实施例中的电路和组件(计数器、分频器等)是以举例方式设置的，然而如果功能相同则实施例不必限于这些组件。
根据第七实施例，本发明面向用于设定占空比为50%的计数器。然而，在下述第八实施例中，用噪声滤波电路取代了计数器。
〔第八实施例〕图24示出了噪声滤波电路的一个例子。D触发器201、202和门203、204、205是检测比较器的输出信号303的前沿和后沿并产生脉冲的电路。注意，三个门203、204、205(与门电路、与非门电路、以及或门电路)可由单独一片EX-NOR(“同”)电路代替。但为简化函数，这里用了三个门电路。延迟电路206可简单地由多级串联D触发器来实现。但是，延迟电路206要求有一个大于噪声脉冲宽度的延迟时间。如果图25A所示的比较器输出信号出现，则可从延迟电路206中得到图25C所示的脉冲。D触发器207在该脉冲的一个上升沿锁定比较器的输出信号，且输出该输出信号(图25B)。根据上述电路就可滤掉噪声。
注意，图24所示的电路只给出了一个例子，也可采用其他电路。例如，可采用下列设置。用T触发器代替D触发器207，门205的输出由计数器来计数。仅在奇数的情况下(低级1比特输出假设为高电平)，脉冲才发送给T触发器。
如上述讨论，根据本发明的第七和第八个实施例，要提供测量同步输出信号波长的计数器部分，而同步输出信号脉冲波形的占空比设为50%。这样便有可能获得能高质量打印的串行打印机。
进一步提供一种能适当地进入同步信号发生电路的滤噪声的滤波电路。所得到的串行打印机能得到同步信号输出脉冲，而没有噪声引起的计数错误。
〔第九实施例〕图26是第九个实施例的基本框图。在图26中，磁头502阅读定标部分的磁样，并转换成电信号。磁头502由MR元件组成。磁头502输出一个波形近似正弦波的准正弦波信号，它相对定标部分有个相对运动。该输出信号有两个输出，假设为第一相位和第二相位，互相之间相移90°，用于检测滑架的运动方向。恒流电路312提供给磁头502一个恒定电流。放大器311将磁头信号放大到一个预定的幅度。502，301和302所指的这些部件通常安装在滑架上的基底5上(见图1)。
比较器313把放大器311的输出信号转换成脉冲信号。比较器313的基电压(基准电压)由D/A转换器314的输出给出。基电压是一个根据以后将提到的控制器319的指令的自由变量。位置计数器315计算显示滑架相对于来自第一相位脉冲信号和第二相位脉冲之间的相位超前滞后关系的以及第二相位脉冲数的定标部分的位置信息。占空检测电路316检测第一和第二相位脉冲信号的占空时间。设在基底5的合适的位置(最好接近磁头)的热敏元件317用于测量这部分的温度。A/D转换器318把热敏元件317的输出电压转换成数字值。控制器319由CPU、ROM、RAM、I/O端口和计时电路组成。I/O端口用于向或从D/A转换器314位置计数器315、占空检测电路316和A/D转换器318输入和输出。另外，计时电路用于产生中断处理的计时信号。
图27示出了位置计数器的具体电路的一个例子。参照图27，数字400代表D-FF，401表示增-减计数器。第一和第二相位脉冲信号的相位这间相移90°。根据它们之间的相位超前-滞后关系。可知道滑架的移动方向。由D-FF检测相位超前-滞后关系。输出连到增-减输入端。例如，计算第二(或第一)相位脉冲的数目，当滑架以某一个方向移动时，脉冲数就增加。而且滑架以相反的方向移动时，脉冲数就减少。滑架当前的位置因而从增-减计数器的计数中得到。
另外，始位传感器402包括光中断器的使用。当滑架在始位时，来自光中断器的光发射元件的入射到光接收元件上的被截止。然后，发出一信号清除增-减计数器401上的输入，从而使增-减计数器清零。因此，增-减计数器401所记的数值指示了滑架始位的距离，即滑架位置。
图28示出了占空检测电路316的一个具体的例子。图28所示的电路检测一个假定相位的相位脉冲占空时间，其实，对于检测假定另一相位的脉冲信号，也可准备类似该电路的其他电路(虽然图26中没有说明，但为了得到假定另一相位的脉冲信号，可准备另一套磁头502、放大器311、恒流电路312和比较器313;如前面解释的，来自两个比较器的脉冲信号被输入位置计数器315)。
脉冲信号首先用第一级D-FF装置521与时钟电路520的时钟周期同步。所选的时钟周期快于滑架运动输出的脉冲信号的周期。一般来说，脉冲信号周期在0.1ms的数量级(＝10KHz)。时钟周期的选择范围在几百ns到几μs(几百千赫兹到几兆赫兹)之间。时钟电路500可以被独立地提供。但通常，当分频率或适当分频时，可用控制器319中的CPU时钟。
与门电路522在D-FF521的一个输出和时钟电路的一个输出之间做逻辑积。其结果由有预定比特数的计数器523计数。在脉冲信号为“高”状态期间，连续计数。更准确地说，仅当脉冲信号为“高”电平时，“与”电路522允许时钟通过。计数器523计数时钟数目。当脉冲信号的逻辑改变时，即当变“低”时，计数器523的内容传送到具有一预定比特数的D锁存电路507中，此时与通过D-FF524和“与”电路505的时钟输出的下一个前沿同步。也就是说，当脉冲信号变“低”时，D-FF521的输出Q变“高”。D-FF524的输出Q置“高”，下一个时钟输出通过“与”电路505输入到D-锁存器507的时钟输入端。结果，计数器523的内容被转移到D锁存器507。
之后，当时钟输出变“低”时时计数器523的内容由D-FF524和一个负逻辑与电路506清除。换句话说，如上所述，当脉冲信号假设为“低”电平时，D-FF521的输出Q端变“高”，因此D-FF524的Q输出端变为“低”。由于这个原因，当时钟输出变“低”时，负逻辑与电路506的输出变“低”。这个“低”输出被输入到计数器的清除端，从而使计数器523清零。这里，负逻辑与电路506的“低”输出也输入到D-FF524的清零输入端，从而使D-FF524自身清零。D锁存电路607的内容在计数器523下一个计数动作完成之前是不更新的(直到下一个脉冲信号“高”过程计数动作结束后，脉冲信号假设为“低”时)。这样，就测量了脉冲信号“高”程的时间间隔。
同样，脉冲信号“低”程的时间间隔可通过“与”电路509、计数器510、D-FF512、负逻辑与电路513和D锁存电路514来测量。
控制器319能在任意时刻阅读D锁存电路507、514的内容和最近的脉冲信号的“高”、“低”程的时间间隔。占空比可简单地从下列公式中得出占空比＝“高”程/(“高”程+“低”程)下面根据上述电路给出在占空比中限制波动的控制方法的说明。
从电源接通状态开始说明。与接通电源时，D/A转换器314的输出电压设定一适当的初始值。接下来，滑架移动而不执行任何记录(打印)动作。此时，比较器313的脉冲信号输出的占空比得一合适的值。如果脉冲信号被输出，由于对位置计数器315没有影响，输出是没有问题的。而后，位置计数器315的内容在预定的间隔被确认。滑架驱动电机受比如PWM控制方法控制，以使滑架以恒定的速度运动。在预定间隔的这一动作的执行可很容易地根据包括控制器319中CPU的中断处理功能在内的软件方法来实现。移动速度也可用计数器内容之差除以每个间隔的间隔时间来计算。
图29示了滑架的移动速度。从图中明显看出，滑架速度逐渐增加，当达到一目标速度时，就基本上以一恒定的速度移动。滑架在移动一预定距离后，逐渐减速，而后停止。现在，当滑架在有效电平上达到恒定的运动速度时，占空检测电路316读出占空时间并计算出占空比。然后，D/A转换器314的输出(输入到比较器313的基准电压)根据上述结果而变化。如果占空比在这一状态达不到大约50%，则重新计算占空比，且改变D/A转换器314的输出。重复上述步骤，直到占空比基本上达到50%。当占空比达到大致50%时，滑架返回始位。此时，即A/D转换器318输出时的温度被读出并存在控制器319的RAM中。注意，滑架回到始位后，进入备用动作。
占空比可在每个脉冲信号计算一次。但实际上即使离散地计算也是没有问题的。因此，当产生前面提到的中断处理时，可同时读占空检测电路316和位置计数器的内容。此外，如图29所示，很难使滑架的移动速度完全恒定。因此，要取几次测量的平均值，并根据这一均值进行调节。这一方式优于在每次占空比精细地调节输入到比较器的基准电压(D/A转换器314的输出)。
下面将讨论在记录(打印)动作时的操作。在记录动作中，滑架总在移动。除去图29中所示的运动开始时间和运动停止时间，滑架都是以恒定速度运动的。因此，在该恒速运动期间，每进行一次中断处理，就执行一次基准电压的调整。因而脉冲信号的占空比保持在大致50%上。此时，在D/A转换器314的输出已变化之后，读出温度并存在控制器的RAM中。注意，即使滑架不是因记录动作而移动，也可以执行相同的步骤。
下面解释备用状态(即，脱机)的操作。在预定间隔监测温度信息。当D/A转换器314的输出被改变时，该温度信息和以前所存的温度信息相比较。如果温度差是一预定值或大于预定值，则执行与接通电源时执行的一系列相同的操作。
图30-32是流程图，其中重新安排了上面解释的控制内容。下面将参阅这些流程图解释说明控制的内容。但由于主要操作已经在上面描述了，这里只给出概要。
参阅图30-32，接通电源后，D/A转换器314给定一初始值(S101步)。接下来，滑架被移动(S102步)步并且等待直到滑架达到恒定速度(S103步)。达到该恒速后，参考图28的解释，计算占空比(S104步)。
判断所计算的占空比是否大于或小于或基本上等于50%(即，在50%±3%的范围内)(S105步)。如果大于50%，则D/A转换器314的输出增加(S108步)。而如果小于，则D/A转换器314的输出就减小(S107步)。之后，操作返回S102步。重复S102-S108或S107步，直到占空比达到大约50%。
在S105步中，如判断占空比基本上为50%，滑架则返回始位(S106步)。接下来，A/D转转换器读出温度(S109步)并存到控制器的RAM中(S110步)。注意，滑架在始位上进入备用状态。
接下来判断在记录操作或备用状态中记录操作指示是否给出(S111步)。在记录操作的情况下，判断滑架是否以恒定速度运动(S112步)。如不是以恒定速度，则重复S111、S112步操作，直到达到恒定速度。当达到恒定速度时，计算占空比(S113步)。判断占空比是否大于、小于或等于大约50%(S114步)。如果大于50%，D/A转换器的输出增加(S115步)。而若小于50%，则D/A转换器314的输出减小(S116步)。接下来，A/D转换器318读出温度值(S117步)并存入控制器的RAM中(S118步)。注意，如在S114步中占空比判断为基本上是50%，则回到S111步操作。
如果滑架在S111步中判断为备用状态，则A/D转换器318在预定间隔读出温度值(S119步)。接下来判断此时的温度读数与上一时刻温度读数的差值是否小于一预定值(S120步)。如小于预定值，则返回S111步操作。而若大于预定值，则滑架移动(S121步)，并等待直到滑架达到一恒定速度(S122步)。然后计算占空比(S123步)。
接下来，判断计算所得的占空比是否大于或小于或等于大致50%(S124步)。如果大于50%，则D/A转换器的输出增加(S127步)。而如小于50%，则D/A转换器314的输出减小(S126步)。而后返回S121步操作。重复S121-S127或S126步，直到占空比达到大约50%。
在S124步中，如果占空比判断为大约50%(即，在50%±3%范围中)，则滑架回到始位(S125步)。然后，A/D转换器318读出温度值(S128步)并存入控制器的RAM中(S129步)。注意，滑架在始位上进入备用状态。
〔第十实施例〕在上面讨论的实施例中，在备用状态期间，当温差大于预定值时，滑架则如从S120、S121步中所了解的那样将自动移动。但是一些有困难的情况需要考虑。例如，当用户在备有状态期间更换用于记录的墨水盒时不希望滑架自动开始移动。为了避免这一麻烦，用一可能的测量来改变设计，使仅在电源断开时，允许更换墨水盒。但在一些情况中，这种测量不能依赖于装置结构进行。
这种情形下，根据本实施例，备用状态做如下修改。当试图完成一事件(例如，记录操作重新开始)以移动滑架时，控制器319判断滑架是否要被移动。如果不是，滑架回到备用状态阻止滑架移动。此外，只有当滑架要被移动时，才开始执行与进入电源接通状态的一系列相同的操作。
图33是一个流程图，其中上述说明中修改的控制内容被重新安排。参看图33，如果在S111步中判断为备用状态，还要判断移动滑架的事件是否要发生(S150步)。如果事件未发生，则返回S111步操作。而如果判断事件发生，则A/D转换器318读出温度值(S151步)。再判断此时的读出温度与上一时刻读出温度的差是否小于一预定值(S152步)。如果温度差小于预定值，则返回S111步操作。若大于预定值，则继续执行S121步。然后执行与接通电源状态相同的S122-125，126或127步操作的控制。
根据本实施例，备用状态的滑架绝不是以不受控的方式运动(即，如果记录操作命令没有移动滑架，就不会进入移动滑架的S121步)。因此可能避免在更换墨水盒时发生的麻烦。
如上面讨论的，根据本发明第九和第十个实施例，当滑架在电源接通状态达到恒定运动速度时，事先控制把占空比设定在50%。因此，就可很快得到高精确度的占空比。即使当换到记录操作时，记录操作在占空比为50%时也可很容易地完成，从开始就提供一个理想的打印结果。除此之外，在记录操作中，当滑架达到恒定运动速度时，也进行控制使占空比一直在50%。因此，该占空比在记录操作期间总是保持在50%。
此外，考虑到包括磁头在内的位置检测电路的温度特性(由于温度变化引起的占空比变化)，如果即使在备用状态温差增加，也要完成使占空比保持在50%的控制。因此，不仅在记录(打印)操作期间，也在备用状态保持脉冲信号的占空比总是大约50%是可行的。当换到记录操作时，记录操作能在占空比为50%时很快地执行。此外，实现能在很宽的温度范围内甚至温度波动在使用处理中获得完美的记录(打印)结果的串行打印机是可能的。
〔第十一实施例〕下面将讨论本发明的第十一个实施例。
图34是一个框图，说明了图1所示的串行打印机电路配置例。参阅图34，磁线性编码器的定标部分安装在滑架中，并固定在设备主体上，该磁线性编码器包括用磁化在定标部分的通过检测信息以检测滑架相对运动位置的检测部分101。该检测部分101包括由MR元件组成，根据磁阻效应动作的磁检测元件102、103。检测部分101连到安装在滑架上的滑架基底5上(如图1虚线所示)。该滑架基底5包括恒流电路104及用于微分放大由检测元件检测到的相应信号的微分放大器106。输出信号Ao(或108)是从微分放大器106输出的。
打印机控制电路基底4包括一个用于A/D转换输出信号Ao的A/D转换器132和一个用于通过比较输出信号Ao和一基准电压而产生有脉冲波形的计数器脉冲A(或131步)的比较器130。该打印机控制电路基底4还包括一个用于产生被定义为比较器130一端的输入信号的基准电压Vref(或140)的D/A转换器134以及用于计数计数器脉冲A的计数器/计时器133。该打印机控制电路基底4还包括一个控制系统的CPU135、一个用作存储装置的EEP-ROM136，一个ROM137、RAM138和一个用作CPU135的数据、地址和控制信号总线的CPU总线139。注意，CPU135包括被虚线围住的一些或全部部件。
接下来将解释如此构成的电路的工作。磁检测元件102、103分别通过恒流电路104、105提供恒定的电流。磁样事先在磁线性编码器的定标部分501以固定间隔磁化(见图1)，定标部分固定到设备主体上。当检测部分沿定标部分501移动时，磁检测元件102、103的阻值发生变化。阻值的变化被检测为电压的波动。在经过微分放大器106放大后，放大的信号被输入比较器130的一个输入端。
从微分放大器106发出的输出信号Ao是准正弦波并且在比较器130中与从D/A转换器134输出的基准电压Vref相比较。从而获得计数器脉冲A作为同步信号。计数脉冲A输入到计数器/计时器133并在其中计数。计数值代表滑架的位置。注意，CPU135控制系统并通过CPU总线139传送EEPROM136、ROM137和RAM138的数据。CPU135也控制A/D转换器132、计数器/计时器133和D/A转换器134。CPU135还控制串行打印机的其他功能(例如，主控多种电机的接口功能、打印操作等)。
如上所述，从磁线性编码器的检测部分获得的输出信号Ao是准正弦波。因此需要用转换器130把输出信号转换成由数字信号(脉冲波形)表示的计数器脉冲A。另一方面，输入到比较器用于转换并与输出信号Ao相比较的基准电压Vref最好是输出信号Ao的平均值。由于这个原因，需要进行初始调节以使基准电压Vref成为输出信号Ao的平均值。
下面是参照流程图35的基准电压Vref的初始调节过程的解释。
参阅图35，滑架开始移动(S221步)。来自线性编码器的计数器脉冲此时还没有被正确输出，因此移动速度不知道。而用以前得到的最小力矩，以根据如滑架和导轴构件这样的机械部分改变装载。CPU发出一个以某一速度移动滑架的指令，使滑架运动不要太快。而后，检测来自微分放大器106的输出信号Ao。输出到D/A转换器134的是这样一个数字值，其输出信号Ao的平均值成为其准电压Vref(S222步)。接下来，滑架返回到初始位置(S223步)。这些步S222，S223在图36A中示出。
再下来将根据图36B更详细地说明S222步的内容。开始，预置为输出信号Ao的测量值n(1或大于1的整数)在计数器中进行初始化。同时，Ao的加法区Asum被清零(S211步)。然后，数据Ao由A/D转换器132进行A/D转换且存在于RAM138中(S212步)。接下来，计数器数值减小，同时Ao被加到Asum中(S213步)。再判断计数器是否为0(S214步)。如不为0，则重复S212步，如为0，则继续S215步。也就是说，重复S212，S213步，直到计数器为0。在S214步中，当计数器为零时，滑架停止运动(S215步)。再下来，Asum除以测量值n以获得Ao的平均值Aare(S216步)。接下来在D/A转换器114中设定这样的数字值，以建立Vref＝Aare(S217步)。最后，EEPROM116在S218步中存入数字值。
Vref的这一系列初始调节通常在串行打印机出厂前进行。但当一段时间后输出Ao变化很大时，Vref初始调节的程序可以包括在使用时，打开电源后的初始化程序中。如前所述，在串行打印机接通电源后的初始化序列中，存在EEPROM中的数字值被送到D/A转换器中。
再下来，滑架再次移动(S224步)。而后将执行S225-S227步。这些步骤构成滑架速度控制环路。为了具体些，检测滑架速度(S225步)。判断滑架速度是否被同步(S226步)。如果不同步，则调节滑架速度(S227步)，返回S225步操作，再次检测滑架速度。判断滑架速度是否被同步，重复S255-S227步，直到滑架速度被同步。同步时，继续下步操作，即S228步。
这里，S227步中的滑架速度调节包括从计数器/计时器中读出计数脉冲A的计数值。调节滑架速度以建立下列关系式1，其中A/D转换器的采样周期Ts用MR元件的输出Ao的周期来表示Ts＝TAO/2m(m是1或大于1的整数)…(1)注意，图37示出了建立的关系式1的一个例子。
这种情况下，当Ts是可变化的时，只能改变Ts以建立关系式1而不改变TAO，即，不改变滑架的移动速度。
在接下来的S228步中，在Ts间隔中测量n次Ao，这样来计算平均值Aare。这一步S228和已借助图36B说明的S211-S218步相同，但要求测量值n应满足下列关系式2n＝k·2m…(2)(其中m和关系式1中的m相同，且k是大于等于1的整数)。图37还示出了建立的关系式2的一个例子。在图37的例子中，m＝2，k＝2且n＝8。
测量进行n次的平均值Aare等于Ao的DC分量。为了这一目的，采样要在Ao的相位改变180°时进行。从图37的例子中可以理解点271-273、272-274、275-277和276-278的值相对于Ao的DC电平的偏移误差。
最后，滑架返回(S229步)，完成Vref的初始调节。
〔第十二实施例〕接下来，将参阅图38讨论第十二个实施例。基准电压的初始调节序列和图35相同。本实施例可用于这样一种情况，采样周期Ts不能小于MR元件的输出Ao的周期TAO，即滑架的移动速度不能减小。就是测量平均值Aare的误差可通过把上述关系式1、2修改成下面的关系式(1′)、(2′)来减小Ts＝TAO(1/2+m)(m是1或大于1的整数) …(1′)n＝2k(k是1或大于1的整数) …(2′)图38示出了当m＝1，k＝2，且n＝4时的一个例子。点281-282和283-284的值相互分离。
如上所述，根据本发明的第十一和第十二个实施例，滑架的运动速度和A/D转换器相对于MR元件输出的采样周期同步。加到Vref初始调节序列的是产生一个从滑架运动速度和采样周期中产生的次数给定值的采样序列。从而获得计数器脉冲，其中占空比大致为50%。由于MR元件输出随时间推移发生变化引起的计数器脉冲波形的变化能够被限制。作为由串行打印机记录结果的浓度分散从而受到抑制。
〔第十三实施例〕下面将描述本发明的第十三个实施例。图39是显示根据本发明的串行打印机的基准电压Vref初始调节方法的流程图(Vref的初始调节3)。注意，串行打印机的硬件与图1和34中所示相同，其说明这里不于赘述。
参阅图39，首先执行上面描述过的Vref初始化调节2的步骤(图35所示的S221-S229步)(S231步)。
然后设置区号为1，即区号被初始化(S232步)。滑架开始移动(S233步)。Ao的累加计数器和加法区Asum被初始化(S234步)。接下来，A/D转换器测量电压Ao的值(S235步)，累加计数器增加(增加1)，此外，Ao被加到Asum(S236步)。通过计数器/计时器检测滑架的位置(S237步)。
接下来，判断滑架的位置是否到达下一个区(S238步)。注意，这里的区表示当滑架的移动范围被事先以一个间隔分区时的一个单位。上述区号表示每个区上的一个序号，随滑架的移动而增加。在S238中，如果判定滑架的位置没有到达下一区，就重复S232-S237步，直到达到下一区。
在S238步中，判断滑架位置到达下一区时，用Asum除以累加计数器的值以计算平均值Aare(S239步)。接着，对应于当前区号的数字值存在EEPROM的一个区域中。这一数字值被置入D/A转换器中作为滑架位置的平均值Aare，该位置是由所得的当前区号所指示的，即该数字值作为其准电压Vref(S240步)。接着，区号增加，或换句话说被更新(S241步)。再判断更新的区号是否大于预定的最后区号(＝滑架位置的分割数)(S242步)。
在S242步中，如果判断当前区号不大于最后区号，则重复S234-S242步，直到当前区号大于最后区号止。用这种方式，每区的平均值Aare被存入EEPROM的每个相应的区域中。然后，在S242步中，如果判断当前区号大于最后区号，滑架停止移动(S243步)，返回到原始位置(S244步)。
下面将参照图40的时序图说明图39所示的流程图。图40所示的时序图给出了滑架位置与微分放大器106的输出信号Ao、定义为Ao的DC分量的理想基准电压Vref、本例中的理想计数器脉冲A(a)、当Ao在整个滑架的移动范围内的平均值为Vref时的计数器脉冲A(b)和当Ao的一个区内平均值为Vref时的计数器脉冲A(c)之间的关系。本实施例示出了滑架移动范围分为4个区的情况。
在图39的S231步中，虽然计数器脉冲A不能得到图40中A(b)所示的理想波形，但对滑架位置的分区来说所得的A已足够了。一个区可设置为大于计数器脉冲A的周期(例，360dpi)，一个区界的位置精确度也可设定低于打印处理中所需的滑架的位置检测精度。因此，计数器脉冲A在S231步结束时不会很精确。
区号在S232步中进行初始化。在S232步中滑架开始移动，在S234步中，A的加法区Asum被初始化。在S235-S238中，对Ao进行周期性采样，直到滑架位置超过当前区号的范围，且在Asum中进行加法。这样就存在S239步中得到了当前区号中Ao的平均值Aare。在S240步中，对应于本区号的数字值存在EEPROM的一个区域中，这一数字值置入D/A转换器中，使Vref＝Vare。区号在S241中增值，在S242步中，把当前区号和一预定的最后区号(图40中的实施例为4)比较。当当前区号不超过最后区号时，重复S234-S242步。设在D/A转换器中的数字值因此被存到EEPROM中，每区中Ao的平均值为Vref。在所有区中的数字值Vref都存入EEPROM之后，滑架在S243步停止，在S244中返回原始位置。
图40(C)示出了Vref根据滑架位置分段变化时的计数器脉冲A，所以Ao的区内平均值为Vref。当Vref是整个滑架移动范围内的平均值Ao时，和波形(b)相比，波形(c)更接近理想波形(a)。
此外，区号可设为一个优选值，它取决于Ao的DC分量中的波动量以及EEPROM中的允许区域。例如，如果Ao的DC分量的波动量很大，且当EEPROM有足够空的区域时，区数最好也很大(较细分区)。一般来说，各区最好是相等的空间，也可设置成不相等的空间，如果EEPROM的某些区域允许的话。这种情况下，需要把滑架在区界处的位置也存入EEPROM。在Ao的DC分量局部波动的例子中，这也是有效的。
现参阅图41说明本发明的第十三个实施全中的打印操作。如上面所论述的，滑架的移动范围被分成区，且在每个区中设定基准电压Vref。因此需要相应的打印操作。图41示出了这种情形中打印一行的流程图。在这个流程图中，S251-S252步和S258-S260步是根据本发明第十三个实施例所加的，其他步骤均和图36A所示相同。
注意图41，在S251步中，1被设为区号，即，区号被初始化。在S252步中，对应于区号1的基准电压Vref被设置到D/A转换器中。S253步中，滑架开始移动。滑架速度在S254-S256步构成的回路中设定为一预定速度。更准确地说，滑架速度在S254中被检测。在S255步中判断滑架速度是否为一预定速度。如果不是预定速度，则在S256步中控制滑架速度。该操作后返回S254步。重复S254-S256步。直到达到预定速度为止。接着，在S257步中，在预定位置上进行打印。
接着，在S258步中，检测滑架位置。S259-S261步是检测滑架在哪个区，如果超过区界，则根据区号重置基准电压Vref。
接下来在S262步中，判断一行打印是否完成。如果没有完成，则重复S257-S262步。如已完成，则滑架在S264步中停止运动。在S256步执行换行。
注意，图41的流程图中的S251、S259、S260可根据双向打印做以下修改S251步区号←对应于当前滑架位置的区号。
S259步以前区？S260步区号←区号-1如图42A所示，Vref在区界处的分段变化剧烈，且引起计数器脉冲A中产生噪声。这种情况中，如图42B所示，Vref的变化可由在D/A转换器中分离地进行多次设定来加以修正。
〔第十四实施例〕现参阅图43说明根据本发明的打印的第十四个实施例。图43是第十四个实施例的线路图。图43所示的电路与图34相比增加一个数据选择器142。其他配置相同，因此以下说明着重于数据选择器142。和其他配置相关的部分已做过说明，因此这里略去。
D/A转换器为多个区设定的并已从CPU135中写下的数据由数据选择器142根据来自计数器/计时器133的选择器信号143进行选择。所选的数据被设定在D/A转换器134中。从而执行Vref相应于滑架位置的设定，而不用根据软件增加负载，即根据图41所示的单线打印流程中除S251-S252步和S258-S261步以外的流程。
如图39的实施例中每个区中的Vref的数字数据和打印操作前的初始状态一样是在打印操作前事先设定在数据选择器142中的。同时，计数器/计时器133连到数据选择器142上，从而使对应于每个区的高阶多比特滑架位置计数器数据以选择信号143的形式从计数器/计时器133传送到数据选择器142。例如，当区除数设为4时，选择信号143需要2或3个比特就足够了。
当滑架在进入打印操作之后移动时，计数器/计数器133中的滑架位置计数器相应地做增减计数，其结果是选择器信号143变化。分给D/A转换器134的Vref的一项数字数据144通过数据选择器142而变化。注意，数据选择器142可构造成能存储多项数据，在选择器信号的帮助下选择一项数据并输出。因此，可安排数据选择器包括比如使用双端口RAM，选择器信号被连到一个端口的地址上。
此外，如图42A所描绘的，在Vref的分段变化在区界处很陡并在计数器脉冲A引起噪声的情况下，D/A转换器134的一个输出140可经过一低通滤波器(未示出)输入到比较器110。
如上所述，提供事先测量并存储相应于滑架位置的基准电压Vref的软件。也提供在打印操作期间实时选择所存储的对应于滑架位置的基准电压Vref。因此，有可能获得在整个滑架移动范围内展示很好状态且定义为比较输出的计数器脉冲，既使当输入到比较器的微分放大器的输出由于滑架位置而发生很大变化时，也是可实现的。因此，可提高滑架位置检测的准确性。由串行打印机记录的记录质量也能改善。
而且，当占空比为50%时，计数器脉冲的波形可近似为理想波形。因此可提供足够的容限抑制微分放大器输出随时间推移发生变化，从而使减小打印质量随时间推移的下降程度成为可能。这说明行基准电压Vref的初始调节序列的频率可以减小，改善了用户在操作中的感觉。
显然在本发明中，可根据本发明，在不脱离本发明精神和范围之内，构成不同的工作模式。除了受后面所附的权利要求的限制而外，本发明不受具体工作模式的限制。
权利要求
1.一种串行打印机，包括一个在设备主体上往复移动的滑架；一个安装在所述滑架上的记录装置，用于当与所述滑架的运动同步时进行记录；一个由所述设备主体提供的线性编码器的定标部分；一个安装在所述滑架上的所述线性编码器的检测部分，所述检测部分将被用于检测所述定标部分的位置；一个同步信号发生装置，通过比较来自所述检测部分的检测信号和一基准电压来产生一个作为同步信号的脉冲输出；以及一个调节装置，用于当所述同步信号发生装置产生的脉冲输出的占空度波动时，调节脉冲输出的占空度。
2.根据权利要求1所述的串行打印机，其中所述调节装置进行控制，使由所述同步信号发生装置产生的脉冲输出的占空比达到50%。
3.根据权利要求2所述的串行打印机，其中所述调节装置包括一个占空比为50%的输出信号的计数器，该占空比是由测量所述同步信号发生装置产生的脉冲输出的波形的波长而得到的。
4.根据权利要求3所述的串行打印机，其中所述计数包括一个分频器装置，用于对来自所述同步发生电路装置的输出信号的脉冲波形进行2分频，并输出一个一周期有一脉冲宽度的第一信号;一个第二信号发生装置，用于当第一信号在“高”和“低”电平时，在第一信号脉冲宽度的一半处产生一个第二信号;一个第三信号发生装置，用于在所述第一信号为“高”电平的前沿时刻和所述第一信号为“低”电平的后沿时刻产生一个第三信号;以及第四信号发生装置，用于根据来自所述第二和第三发生装置的第二和第三信号产生一个占空比为50%的第四信号，该信号具有与第二和第三信号之间的间隔相对应的脉冲宽度。
5.根据权利要求1所述的串行打印机，其中所述调节装置包括一个监测装置，用于计数输出信号的脉冲“高”电平宽度和“低”电平宽度;一个检测装置，用于检测从所述监测装置获得的脉冲“高”电平计数值和“低”电平计数值之间的差，并输出差值信号;以及一个控制装置，用于根据所述的检测装置发出的差值信号控制基准电压。
6.根据权利要求1所述的串行打印机，其中所述调节装置包括一个功率积分器，用于对输出信号的脉冲的“高”电平宽度和“低”电平宽度之间的电功率进行积分;以及一个电压比较器，用于比较由所述积分器获得的各个电压并输出它们之间的一个差值，根据从所述电压比较器输出的差值控制基准电压。
7.一种串行打印机，包括一个在设备主体上往复移动的滑架;一个安装在滑架上的记录装置，用于在记录装置与所述滑架的运动同步时，进行记录;一个线性编码器的定标部分，设置在设备主体上;一个安装在所述滑架上的所述线性编码器的检测部分，所述检测部分用来检测所述定标部分的位置;一个同步信号发生装置，用于通过比较来自检测部分的检测信号与基准电压而产生一个脉冲输出，作为同步信号;以及一个噪声滤波装置，用于滤去有可能进入所述同步信号发生装置的噪声。
8.根据权利要求7所述的串行打印机，其中所述噪声滤波装置包括一个脉冲发生电路，用于在来自所述同步发生电路装置的输出信号的前沿时刻和后沿时刻产生脉冲;一个延迟电路，用于延迟来自所述脉冲发生电路的脉冲以及一个用于在所述延迟电路中的延迟脉冲上长时锁存并输出来自所述同步发生电路装置的输出信号的电路。
9.一种串行打印机，包括一个在设备主体上往复移动的滑架;一个安装在滑架上，用于在记录装置与所述滑架的运动同步时进行记录的记录装置;一个线性编码器的并设置在设备主体的定标部分;一个安装在所述滑架上的所述线性编码器的检测部分，所述检测部分用来检测所述定标部分的位置;一个用于产生基准电压的基准电压发生装置;一个同步信号发生装置，用于通过比较来自检测部分的检测信号和来自基准电压发生装置的一个基准电压而产生一个脉冲输出，作为同步信号;一个温度测量装置，用于测量所述检测部分的温度并产生一个温度信号;以及一个补偿装置，用于根据来自所述温度测量装置的温度信号进行调节，实现对所述基准电压发生装置的基准电压的温度补偿。
10.根据权利要求9所述的串行打印机，其中所述补偿装置包括一个存储器，用于存储对应于温度信号的每个值的一个适当的基准电压。
11.根据权利要求10所述的串行打印机，其中所述补偿装置还包括一个A/D转换器，用于把温度信号作为电压进行A/D转换;和一个D/A转换器，用于D/A转换所述存储器的输出信号。
12.根据权利要求10所述的串行打印机，其中在每个温度所述存储器存储一个电压值，即来自所述同步发生电路装置的输出信号脉冲的“高”电平宽度和“低”电平宽度之差。
13.根据权利要求10所述的串行打印机，其中所述补偿装置包括一个OP放大器，用于完成以一预定倍数因子的放大，其输入为来自所述温度测量部分的温度信号，输出一个适当的基准电压。
14.根据权利要求10所述的串行打印机，其中所述补偿装置包括一个第一OP放大器，用于把来自所述温度测量部分的温度信号的输入以一预定的倍数因子放大;和一个第二OP放大器，用于把输入的所述第一OP放大器的输出和所述测量部分的输出以一预定的倍数因子进行微分放大。
15.一种串行打印机，包括一个在设备主体上往复移动的滑架;一个安装在滑架上，用于在记录装置与所述滑架的运动同步时进行记录的记录装置;一个线性编码器的设置在设备主体上的定标部分;一个安装在所述滑架上的所述线性编码器的检测部分，所述检测部分用来检测所述定标部分的位置;一个比较装置，用于把来自所述检测部分的检测信号与一基电压相比较，并产生一个脉冲输出;一个基电压变化装置，用于使基电压变化;一个温度测量装置，用于测量所述检测部分的温度并产生一个温度信号;一个存储部分，用于存储所述温度测量装置的测量结果;一个速度控制装置，用于根据所述比较装置的脉冲输出控制滑架的移动速度;以及一个占空比检测装置，用于当滑架移动速度变为恒定时，检测所述比较装置的脉冲输出的占空比。
16.根据权利要求15所述的串行打印机，其中所述比较装置的基电压根据所述占空比检测装置的检测结果调节使占空比大致为50%。
17.根据权利要求16所述的串行打印机，其中当调节所述比较装置的基电压时，所述温度测量装置测出一个温度值并将其存入所述存储器中。
18.一种串行打印机，包括一个在设备主体上往复移动的滑架;一个安装在滑架上，用于在记录装置与所述滑架的运动同步时进行记录的记录装置;一个线性编码器的设置在所述设备主体上的定标部分;一个安装在所述滑架上的所述线性编码器的检测部分，所述检测部分用来检测所述定标部分的位置;一个同步信号发生装置，用于通过比较来自检测部分的检测信号和一个基准电压而产生一个脉冲输出，作为同步信号;以及一个初始调节装置，用于对输入所述同步信号发生装置的基准电压实行初始调节，其中所述初始调节装置包括一个速度同步装置，用于滑架移动速度和采样输出信号的一个采样周期同步;一个测量装置，用于根据所述速度同步装置已使滑架移动速度与采样输出信号的采样用周期同步后，对输出信号值进行预定次数的测量;以及一个以对所述测量装置中获得的值取平均来获得基准电压的装置。
19.根据权利要求18所述的串行打印机，其中所述速度同步装置用于建立这样的关系式Ts＝TAO/2m(m是大于或等于1的整数)n＝k·2m(m与上述公式中的m相同，k是大于或等于1的整数)其中TAO是输出信号的周期，Ts是采样周期，n是测量数。
20.一个串行打印机，包括一个在设备主体往复移动的滑架;一个安装在滑架上，用于在与所述滑架的运动同步时进行记录的记录装置;一个线性编码器的设备在所述设备主体上的定标部分;一个安装在所述滑架上的所述线性编码器的检测部分，所述检测部分用来检测所述定标部分的位置;一个同步信号发生装置，用于通过比较来自检测部分的检测信号和一个基准电压而产生一个脉冲输出作为同步信号;以及一个初始调节装置，用于对输入所述同步信号发生装置的基准电压实行初始调节，其中所述初始调节装置包括一个移动范围分区装置，用于把滑架的移动范围分成若干区，以及一个基准电压计算装置，用于通过所述移动范围分区装置计算与分区处理相关的每个区的基准电压。
21.根据权利要求20所述的串行打印机，还包括一个速度控制装置，用于在所述移动范围分区装置把滑架的移动范围分区之前控制滑架的速度。
22.根据权利要求20所述的串行打印机，其中所述基准电压计算装置包括一个测量装置，用于根据每区的采样对输出信号值测量一预定次数，以及一个通过对从所述测量装置中获得的值用采样数取平均来获得基准电压的装置。
23.一种串行打印机，还包括一个打印装置，用于根据每区的基准电压实行单行打印。
24.根据权利要求20所述的串行打印机，还包括一个D/A转换器，用于对从所述基准电压初始调节装置中得到的基准电压进行D/A转换，并把转换结果输入所述同步信号发生电路的所述比较装置。
全文摘要
一种串行打印机，用于当记录装置与滑架的移动同步时，利用记录装置执行一个记录。该滑架能在设备主体上往复移动并安装有记录装置。线性编码器的位置由检测装置检测。来自该检测部分的检测信号与一基准电压相比较，并产生作为同步信号的脉冲输出。调节该脉冲输出的占空时间以获得一个良好的记录结果。
文档编号B41J19/20GK1087736SQ931172
公开日1994年6月8日 申请日期1993年8月31日 优先权日1992年8月31日
发明者平井雄一, 镰田雅史, 松本正史, 铃木范之 申请人:佳能株式会社