CN100478174C - 一种打印方法及适于应用该方法的打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用打印机在基材上形成图像的打印方法，打印机包含一些充有油墨的室，每个室包含一个喷嘴并在操作上与一个压电致动器相连接，该方法包括：按图像方式对致动器通电以在每个室内产生压力波，使得墨滴从这些室的喷嘴中喷射，利用操作上与该室连接的压电致动器对室内的压力波进行测量，其中形成的图像利用对图像元素的重要性准则进行分析，同时确定满足该准则的图像元素，及墨滴应从中喷射以形成该图像元素的墨室，并在图像形成过程中对至少一个室内的压力波进行测量。本发明还涉及一种适于使用这种方法的打印机。

Description

一种打印方法及适于应用该方法的打印机

技术领域

本发明涉及一种通过打印机在基材上形成图像的打印方法，此打印机包括许多注有油墨的室，每个室有一个喷嘴并在操作上与一个压电致动器相连接，这种方法包括：对致动器按图像方式通电以在每个室中产生一个压力波，使墨滴从室的喷嘴喷出，并利用一个操作上与该室相连的压电致动器测量室中的压力波。本发明还涉及一种适于使用此方法的打印机。

背景技术

欧洲专利申请EP 1013453中谈到这类方法中的一种。此申请中的压电型喷墨打印机有一个打印头，它包含一些墨室(也叫做“墨管”或简称“管”)，每个室在操作上与一个压电致动器相连接。在一个实施例中，墨室有一个柔软的壁，它在与之相连的致动器通电时能变形。壁的变形在室内产生压力波并给出足够的强度，结果使墨滴从该室的喷嘴喷出。而且压力波反过来使壁变形，并传至压电致动器。在这种变形的作用下，致动器产生一个电信号。此信号与室中产生的压力波有直接关系。因此，通过测量这个信号就可间接测量相关室中的压力波。

从该申请可知，分析这个信号可以获得有关相应于该致动器的墨室的状态。因而可以根据此信号推断室内是否有气泡或别的不规则性，喷嘴是否清洁，墨室内有没有什么机械缺陷，等等。原则上，影响到压力波本身的任何不规则性可以通过对该信号的分析来跟踪。原则上还可以采用这种方法来测量致动器每次通电后的每根导管。这样就可以对打印质量可能有负面影响的任何不规则性在运行中进行很精密的测量，以便采取适当措施消除这类负面影响。

不过，上述方法有一个重要缺陷。尤其是当采用具有大量墨室(如每个打印头100或更多个墨室)的打印机时，对所有墨室在运行中测量将产生很高的待分析信号数据率。为了直接处理这些信号需要复杂因而是昂贵的电路。

发明内容

本发明的目的是消除这种缺陷。为此发明了一种如本文开头所述的方法，这时利用一种对图像各元素的重要性准则对该图像进行分析，以确定那些满足该准则的图像元素，以及墨滴应从中喷出而形成该图像元素的那些墨室，并且在图像形成过程中对至少一个墨室中的压力波进行测量。

本发明是基于这样的事实，即在图像的形成中某些图像元素比另一些图像元素要重要得多。举例而言，在一个CAD/CAM图像中，代表建筑物轮廓或建筑物内管线的单象素线信息要比一个荫影部分重要得多。在供应商开给客户的最终发货单中，总量的完美再现比所提供货品的完美的说明要重要得多。在一个三维图像的形成中，在该图像外边缘的图像元素比中心的元素重要得多。在产品数据单中，完整再现安全码往往比完整显示安全图像重要得多。在绘图业中，某些美术细节往往比完整填充一些连续表面重要得多，等等诸如此类。

本发明包括为各建议的图像元素确定一个重要性准则。这样就可以利用打印机本身的中央计算机单元等来确定哪些要形成的图像的元素满足该准则，哪些不满足。为此目的，可以用常以数字形式输入该打印机的图像信息作为检验该准则的输入。按这种方式可以区分在图像形成中那些图像元素是重要的，那些是不太重要的。按本发明的方法现将确定一些墨室，从该墨室应喷射墨滴以形成那些重要的图像元素的图像。换句话说，那些室应该启动以喷射墨滴，从而形成该图像部分。那么正是这些室属于在打印过程中在行进中测量的那一组。依据重要性准则本身，往往只有总室数的一小部分属于这一组室，墨滴应从中喷射以形成重要的图像元素的图像。最大程度地测量这些墨室将大大减少要分析的信号数，因而可以采用比较简单的电路对打印过程进行有效的质量控制。在一个优选实施例中，将计量所有相应满足该准则的图像元素的室。

在本发明方法的一个实施例中，采用重要性准则来形成图像。此重要性准则不一定是一个不能改变的准则(如贮存在存储器内)，而是可以调节以适应图像的形成。在图片的成象中，重要的图像元素类型与打印文本的图像元素是很不一样的。在发货票的情况下，重要元素与公开硬纸夹中的重要元素十分不一样。在这个实施例中，对准则作了调节以适应图像的形成。其实现方法可以通过打印机用户让打印机单元认识图像的类型，然后自动确定重要性准则，但是也可以通过对图像形成的自动化分析，确定应打印什么类型的图像，然后自动确定重要性准则。也可以让打印机用户本人输入一个或几个重要性准则(例如：单象素线是重要的，数量是重要的，等等)。

在一个打印机包含装有墨室的打印头的实施例中，图像是形成在一个平基材上，按此方法打印头在一个或几个打印幅内在基材上移动，对于在每幅内打印的图像部分，分别对每个子图像使用此方法。这个实施例特别适于这样一些打印机，其中的打印头太小而不能在一个打印步骤中形成该图像。各打印头往往包含一行喷嘴，其典型长度为1至数厘米。对于这样一行，可通过使打印头相对于基材作扫描运动，在等于此行长度的宽度内打印一条基材(常称为一“幅”或“打印幅”)。按这种方式在基材上形成子图像。通过在基材上方形成多个打印头的幅，或将大量的打印头安置成使得每一个在基材上形成一幅，就可以由各单独的子图像建成图像。由于可以把一个子图像的打印看成一个独立动作，分别对每个打印幅运用此方法是有益的。这样在使用此方法时具有较大的自由度，并且可用来获得较好的打印结果。

在将与墨室中压力波的测量相伴的数据率设置为最大值的一个实施例中，把测量的频率选得使相伴的总数据率至多等于该最大值。在此实施例中，认为最大数据率对于墨室状态的运行中测量及进行适当的动作是合适的。让我们假定，例如在图像形成过程中有30个墨室被认定应喷射与重要图像元素(即满足重要性准则的图像元素)有关的墨滴，但是，在最大测量频率(即在与每个墨室相应的压电致动器每次单独通电后所作的一次分析)时数据率已经是18个墨室测量过程中的最大值。在那种情况下，此实施例中已决定降低测量频率，因而可以在运行中测量所有与重要图像元素相应的墨室，但是这个测量频率实际上是在全部通电过半后对这些墨室所作的一次分析。这个实施例的优点是，所有重要的室都在印刷过程中受到检验。

在另一个可选的实施例中，重要性准则是这样确定的，即在最大频率下对所有满足准则的图像元素相应室的测量过程中，与之相关的数据率为最大，它等于该最大值。在这个实施例中再次考虑到分析各墨室状态的最大数据率，若此数据率对于分析所有相应于满足重要性准则图像元素的墨室状态太高，则对准则本身进行调整使满足调整过的准则的元素数减少，使得最终能在最大频率下对所有相应于满足该准则图像元素的墨室进行测量。这种测量的优点是，用来测量的室可以很好地控制，使得由这些室中不规则性引起印刷缺陷的风险实际上为零。

本发明还涉及一种包含许多可充油墨的室的打印机，每个所述墨室有一个喷嘴并在操作上与一个压电致动器相连，其中每个致动器与一个测量电路连接，以利用该致动器作为传感器，对在致动器通电时室内产生的压力波进行测量，这个打印机包含一个处理器，用来确定那些应从中喷射墨滴以形成满足重要性准则的图像元素的墨室。这使得对打印机实际使用过程中墨室不规则性的检查最多限于那些需要打印重要图像元素的室。

上面对处理器的调整可以是一个专门设计用来完成此项功能的集成电路(ASIC)。也可以利用一个装有计算机编码(软件)因而能完成这些功能的通用处理器。应该指出，此处理器不一定要构成打印机本身的一个实际部分，而是可以置于远处，例如个人计算机或服务器等计算机单元内。因而可以把该处理器视为一个打印机元件。

附图说明

现在将参考以下实例对本发明进行详细描述：

图1是一个喷墨打印机示意图。

图2是表示喷墨打印头各元件的示意图。

图3是压电致动器，驱动电路和测量电路的示意图。

图4是一个形成的图像99的示意图。

图5表示将该图像划分成两半的再形成图像。

图6表示如何应用本发明的一个例子的示意图。

具体实施方式

图1

图1示意地表示一个喷墨打印机。在此实施例中，打印机包括一个辊子10，它支撑着接收介质12并沿着4个打印头16引导该介质。辊子10可围绕其轴线旋转，如箭头A所示。托架14装着4个打印头16，一个打印头为一种颜色(蓝绿、深红、黄、黑)，托架可如双箭头B所示在平行于辊子10的方向往复运动。这样打印头16就可以扫描接收介质12。托架14在导杆18和20上被导引，并由适当的装置(未示)驱动。

在图中所示的实施例中，每个打印头16包含8个墨室，每个有它自己的出口22，它们形成一个垂直于辊子10的轴线的假想线。在现实的打印装置中，每个打印头16的墨室数目要多许多倍。每个墨室装有一个压电致动器(未示)和相应的致动及测量电路(未示)，如图2和3所示。每个打印头还包括一个控制部件，用来调整致动脉冲。这样一来，墨室、致动器、致动电路、测量电路和控制部件构成一个系统，用以在辊子10的方向喷射墨滴。偶尔或许不一定要把控制部件和/或致动和测量电路的所有元件等在物理上做在实际打印头16内。也可以把这些部件等置于托架14甚至离打印头更远的元件之内，而与打印头16本身内的元件相连接。但是这样一来就形成打印头的一个功能元件而实际上不装在打印头内。如果致动器是按图像方式通电，则在接收介质12上形成一个由单独墨滴组成的图像。

图2

在图2中的墨室5装有一个机电致动器2，在此例中为压电致动器。墨室5是由基板1内的槽形成的，其顶部主要由压电致动器2限定。在末端，墨室5汇合成一个由喷嘴板6形成的出口22，在该喷嘴板中在管道位置做了一个凹坑。当脉冲发生器4的脉冲通过致动电路加到致动器2上时，致动器在管道方向偏转。结果管道内的压力突然增加，使得墨滴从出口22中喷出。墨滴喷射刚完结时管道内还存在一个压力波，而且随着时间而衰减。这个波使致动器2产生变形，从而产生一个电信号。此信号与所有影响压力波形成及其阻尼的参数有关。因而通过测量该信号可以得到有关参数的信息。利用这个信息可以控制打印过程。

图3

图3是压电致动器2、驱动电路3、和测量电路7的示意简图。带脉冲发生器4的驱动电路3和带放大器的测量电路7通过公共线15与压电元件2相连。各电路由转换开关8开合。脉冲发生器4的脉冲加到压电元件3上后，该压电元件随即经受到墨管内产生的振动，并被转变为一个电信号。如果在脉冲终了后开关8打到测量电路闭合的位置，则电信号向测量电路7放电。放大器9将这个信号放大并通过输出11送给译码电路(未示)，其后可能接上一个致动电路(未示)。从欧洲专利申请EP 1013453知道电路3和7应当怎样开合。此外，从该专利申请书可了解如何利用测量电路测得的电信号来确定墨室的状态。

图4

图4是形成的图像99的示意图。这个图像包括一个框边80，框中再现了一个房屋的正视图81及该房屋的名称82。在这个情况下，图像是一个建筑物图，根据此图由建筑承包者来确定房屋正视图的大小和形状。为此该图像还画出了比例尺83，图就是按此比例绘制的。

应该明白，对这个图像最重要的是房屋的轮廓线和正面的门开口84，并且在建筑工地印出该图时应正确再现比例尺。这样可以防止建筑承包者对该图的任何不正确的解释。不太重要的是房屋名称、框边、和在正面指明的影线部分。

图5

图5再现了图4所示的形成图像99。但此图像分成两半100和101。在此实例中，每一半相当于等于打印头16宽度的一条。图像的顶部100可以在第一打印幅内形成，其间打印头16相对基材在BF方向运动。第二子图像101可以在打印头16相对基材沿BB方向运动的另一打印幅内形成。为了能对形成的图像99进行分析，对该图像各元素确定了一个重要性准则。按照此准则，如果图像元素指示建筑物或建筑物元素的轮廓线或者形成图像的比例，则它们是重要的。在图像的一半100中，指示屋顶轮廓部分的图像元素112和113满足准则。元素107、108和109指示图像的框边，因而不满足该准则。图像元素110指示房屋名称，也不满足该准则，对箭头111也一样。在图像的一半101中，图像元素121、122和123(框边元素)不满足此准则。图像元素105指示比例尺，故满足该准则。图像元素114、115、116、117、118和119指示房屋轮廓线，因而满足该准则。图像元素120指示房屋门开口，因此满足此准则。阴影线130和140不满足准则。

图6

图6表示如何应用本发明的一个例子的框图。在步骤200，对构成图像基础的信息(例如在PostScript格式的图像中)进行处理并转换成与打印机相应的数据格式。在步骤201，此信息被转换成半色度信息，这在业内早已熟知。因此，在这一步骤之后，就知道形成的图像是由哪些具体墨滴构成的。

在步骤202，确定完整构成该图像所需的打印幅数。还确定每个打印幅中什么半色调图像信息对应于这一打印幅。在步骤203，对每个打印幅确定什么图像元素信息满足重要性准则(按照图5所述的方法)。步骤204确定墨滴应从中喷射形成重要图像元素的墨室。由现有技术可充分了解这类确认。这个信息被传给一个墨室状态控制系统。在步骤205，在实际图像形成过程中，这个系统按照图2和图3所述的方式保证对后面一些墨室的状态进行测量。为此，在打印过程中通过连接207与打印处理器206进行信息交换。当图像已形成时，在步骤200中对一个新的形成图像作图像处理。

上述例子假定图像是由一种颜色组成的。但应明白，本发明的方法也可用于由一种以上颜色组成的图像。应用本发明方法的一种可能途径是对每种颜色的子图像单独使用。或者，也可以对最后形成的图像本身进行分析。还要指出，何时对形成图像进行分析不是本发明的内容。这可以在实际打印刚开始之前进行，还可以例如在处理图像的控制器内排队进行。

Claims (6)

1.一种用打印机在基材上形成图像的打印方法，打印机包含一些充有油墨的室，每个室包含一个喷嘴，并在操作上与一个压电致动器相连，此方法包括：

--按图像方式对致动器通电以在每个室内产生压力波，使墨滴从这些室的喷嘴喷射出，

--用一个操作上与墨室相连的压电致动器测量室内的压力波；

其特征在于：

--利用对图像元素的重要性准则对要形成的图像进行分析，

--确定满足此准则的图像元素，

--确定应从中喷射墨滴以形成所述图像元素的墨室，及

--在图像形成过程中对这些室的至少一个内的压力波进行测量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：重要性准则是根据要形成的图像调节的。

3.按权利要求1或2的方法，其中打印机包括一个打印头，打印头内设有墨室，在此方法中图像是形成在一个平基材上，打印头在一个或更多个打印幅内在基材上运动，在每一幅内打印图像的一部分，其特征在于：该方法是对每个子图像分别使用的。

4.按权利要求1或2的方法，其中对与室内压力波测量有关的数据率设置一个最大值，其特征在于：进行测量的频率是这样选择的，使得与之相关的总数据率至多等于该最大值。

5.按权利要求1或2的方法，其中对与室内压力波测量有关的数据率设置一个最大值，其特征在于：重要性准则是这样确定的，使得在以最大值频率对相应于满足准则的图像元素的所有墨室进行测量的过程中，与之相关的数据率至多等于该最大值。

6.一种打印机，包含一些充有油墨的室，每个室设有一个喷嘴并在操作上与一个压电致动器相连接，其中每个致动器与一个测量电路相连，以利用致动器作为传感器，对通过致动器通电而在室内产生的压力波进行测量，其特征在于：该打印机包含一个处理器，该处理器适于：利用对图像元素的重要性准则对要形成的图像进行分析；确定满足此准则的图像元素；确定应从中喷射墨滴以形成图像元素的墨室；以及在图像形成过程中对这些室的至少一个内的压力波进行测量。

Images