CN101332707A - 喷墨装置及其矫正喷墨的方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露一种喷墨装置及其矫正喷墨的方法，该方法的步骤包括：将喷墨装置设定于打印区域的第一边界和第二边界；读取喷墨装置在第一边界上的第一墨滴偏移量和喷墨装置在第二边界上的第二墨滴偏移量；根据第一墨滴偏移量与第二墨滴偏移量的差值以及喷墨装置的打印速度，以决定喷墨装置在喷墨时的最大时间补偿值；以及，根据第一边界和第二边界的位置以及该最大时间补偿值，以判断喷墨装置在打印区域中的任意位置喷墨时的时间补偿值。根据本发明的方法，可以调整墨滴到达打印面的位置，改善图像打印的效果。

Description

喷墨装置及其矫正喷墨的方法

技术领域

本发明涉及一种喷墨装置，尤其涉及一种可减少图像失真的喷墨装置及其矫正喷墨的方法。

背景技术

一般在组装喷墨打印机时，由于装置零件的公差或人为因素，常会造成承载喷墨头的载架的组装公差过大，使载架在组装完成后产生倾斜的现象。这样，将导致喷墨头的移动路径与打印面的平行度不够，进而影响打印质量。

请参照图1A，其示出喷墨头移动路径与打印面不平行的示意图。如图1A所示，喷墨打印机100包括喷墨头110和载架120。由于组装后的载架120相对于打印面A并不平行，装设在载架120上的喷墨头100的移动路径MP会受到载架120装设的位置的影响，使喷墨头110与打印面A距离(pen to paper space，PTS)不一致。其中，载架120的左边界可视为最大正公差y1，右边界为最大负公差y2，喷墨头110的移动路径MP相对于打印面A倾斜某一角度，导致PTS误差。

因为组装导致的PTS误差常会造成喷墨打印机100以固定速度打印时，墨滴离开喷墨头110到打印面A(纸张)的时间在打印面A的左右边界不一致，进而产生图像打印失真。接着参照图1B，其表示图1A的喷墨头打印失真的示意图。在图1B中，虚线箭头为喷墨头想要喷墨的位置，而实线箭头代表墨滴实际到达的位置。在理想状态下，如果无PTS误差产生，则其必须满足PTS11＝PTS22＝PTS33，即喷墨头110在载架120上的任意位置(例如是P11、P22或P33)到打印面A的距离一致。另外，墨滴从离开喷墨头110至到达打印面A的时间Td要相同，即Td11＝Td22＝Td33。而且，各位置上的虚线箭头与实线箭头的距离必须相同，即D11＝D22＝D33，这样便不会产生打印图像失真的情况。然而，当产生组装导致的PTS误差时，例如PTS11＞PTS22＞PTS33，墨滴离开喷墨头110到打印面A的时间会如Td11＞Td22＞Td33的关系所示，使墨滴在打印面A上的位置偏移量不一致，即D11＞D22＞D33，将使打印的图像产生失真的问题，使打印图像的质量低劣。

发明内容

本发明涉及一种喷墨装置及其矫正喷墨的方法，在已经存在的PTS误差条件下，利用控制墨滴离开喷墨头的时间，以便调整墨滴到达打印面的位置，由此来改善图像打印的效果。

本发明提出一种可应用于喷墨装置的矫正喷墨的方法，其包括：将喷墨装置设定于打印区域的第一边界和第二边界；读取喷墨装置在第一边界的第一墨滴偏移量和喷墨装置在第二边界的第二墨滴偏移量；根据第一墨滴偏移量与第二墨滴偏移量的差值以及喷墨装置的打印速度，以决定喷墨装置在喷墨时的最大时间补偿值；以及，根据第一边界和第二边界的位置以及最大时间补偿值，以判断喷墨装置在打印区域中的任意位置喷墨时的时间补偿值。

根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(b)包括：(b1)使所述喷墨装置从所述第一边界向所述第二边界的方向移动，依次在所述第一边界处打印第一记号，在所述第二边界处打印第二记号；(b2)使所述喷墨装置从所述第二边界向所述第一边界的方向移动，依次在所述第二边界处打印第三记号，在所述第一边界处打印第四记号；以及(b3)根据所述第一记号与所述第四记号的距离，以取得所述第一墨滴偏移量，并根据所述第二记号与所述第三记号的距离，以取得所述第二墨滴偏移量。

根据本发明所述的方法，其中所述第一墨滴偏移量基本上是所述第一记号与所述第四记号的距离的二分之一，所述第二墨滴偏移量基本上是所述第二记号与所述第三记号的距离的二分之一。

根据本发明所述的方法，在所述步骤(c)中，所述最大时间补偿值ΔT＝ΔD/V，其中ΔD是所述第一墨滴偏移量与所述第二墨滴偏移量的差值，V是所述喷墨装置的打印速度。

根据本发明所述的方法，在所述步骤(d)中，当所述第一墨滴偏移量大于所述第二墨滴偏移量时，所述任意位置的所述时间补偿值ΔTi＝(ΔLA/ΔL)×ΔT，其中ΔL是所述第一边界与所述第二边界的距离，ΔLA是所述任意位置与所述第一边界的距离。

本发明还提出一种喷墨装置，其包括喷墨头、检测单元和控制单元。喷墨头可在打印区域上的第一边界处、第二边界处和所述第一边界及所述第二边界之间的任意位置打印。检测单元可检测该打印区域上的墨滴位置，并传送出相应的检测信号。控制单元电连接喷墨头和检测单元。控制单元接收检测单元在第一边界和第二边界处所检测的墨滴位置去判断第一边界的第一墨滴偏移量以及第二边界的第二墨滴偏移量。控制单元接着可根据第一墨滴偏移量与第二墨滴偏移量的差值以及喷墨头的打印速度，以计算喷墨头在喷墨时的最大时间补偿值。控制单元便可根据第一边界、第二边界和最大时间补偿值去判断喷墨头在打印区域中的任意位置喷墨时的时间补偿值。

根据本发明所述的装置，其中，所述控制单元驱使所述喷墨头从所述第一边界向所述第二边界的方向移动，依次在所述第一边界处打印第一记号，在所述第二边界处打印第二记号，同时所述控制单元接着驱使所述喷墨头从所述第二边界向所述第一边界的方向移动，依次在所述第二边界处打印第三记号，在所述第一边界处打印第四记号，所述控制单元根据所述第一记号与所述第四记号的距离，以取得所述第一墨滴偏移量，并根据所述第二记号与所述第三记号的距离，以取得所述第二墨滴偏移量。

根据本发明所述的装置，其中，所述第一墨滴偏移量实质上是所述第一记号与所述第四记号的距离的二分之一，所述第二墨滴偏移量实质上是所述第二记号与所述第三记号的距离的二分之一。

根据本发明所述的装置，其中，所述最大时间补偿值ΔT＝ΔD/V，ΔD是所述第一墨滴偏移量与所述第二墨滴偏移量的差值，V是所述喷墨头的打印速度。

根据本发明所述的装置，其中，当所述第一墨滴偏移量大于所述第二墨滴偏移量时，所述任意位置的所述时间补偿值ΔTi＝(ΔLA/ΔL)×ΔT，ΔL是所述第一边界与所述第二边界的距离，ΔLA是所述任意位置与所述第一边界的距离。

为使本发明的所述内容能更明显易懂，下文特举一个优选实施例，并结合所附附图，详细说明如下。

附图说明

图1A示出喷墨头移动路径与打印面不平行的示意图。

图1B示出图1A的喷墨头打印失真的示意图。

图2示出根据本发明的优选实施例的矫正喷墨方法的流程图。

图3示出计算边界打印偏移量的示意图。

图4示出以双边打印方式测量偏移量的示意图。

图5示出图3的喷墨头在时间补偿后在第二边界的示意图。

图6示出动态调整时间补偿值的示意图。以及

图7示出根据本发明的优选实施例的喷墨装置的电路方块图。

具体实施方式

本实施例披露的矫正喷墨的方法可应用于现有喷墨装置，针对组装喷墨装置后所产生的PTS误差，执行矫正喷墨装置的步骤，作以下说明。

参照图2，其示出根据本发明优选实施例的矫正喷墨方法的流程图。如图2所示，矫正喷墨的方法包括步骤21～24：将喷墨装置设定于打印区域的第一边界和第二边界；然后，读取喷墨装置在第一边界的第一墨滴偏移量和喷墨装置在第二边界的第二墨滴偏移量；接着，根据第一墨滴偏移量与第二墨滴偏移量的差值以及喷墨装置的打印速度，以决定喷墨装置在喷墨时的最大时间补偿值；以及，根据第一边界和第二边界的位置以及最大时间补偿值，以判断喷墨装置在打印区域中的任意位置喷墨时的时间补偿值。

由于喷墨装置的喷墨头会受到装置中载架和其它机构的限制，而被限定在某一移动范围内，使喷墨头只能在打印区域上执行打印的动作。在步骤21中，主要是先定义出喷墨头在该打印区域的两个边界。参照图3，其示出计算边界打印偏移量的示意图。在图3中，虚线箭头为喷墨头想要喷墨的位置，而实线箭头代表墨滴实际到达的位置。假定喷墨装置200的喷墨头210可在打印区域PA的第一边界P1(例如是左边界)和第二边界P2(右边界)之间以等速V移动。另外，本实施例以第一边界P1与第二边界P2的PTS误差关系为PTS1＞PTS2进行说明。由于PTS1＞PTS2，在第一边界P1与第二边界P2处的墨滴到达打印面A的时间关系为Td1＞Td2，使第一边界P1的第一墨滴偏移量D1大于第二边界P2的第二墨滴偏移量D2。

接着如步骤22所示，读取第一墨滴偏移量D1和第二墨滴偏移量D2。在实际运用时，可采用双边打印的方式去读取墨滴在第一边界P1和第二边界P2的偏移量。参照图4，其示出以双边打印方式测量偏移量的示意图。喷墨头210在第一边界P1和第二边界P2之间来回打印一次。其中，图4中的实线箭头为喷墨头210在前进方向(图中的向右方向，由第一边界向第二边界移动的方向)上移动时，在第一边界P1和第二边界P2打印的墨滴位置，各标示为第一记号N1和第二记号N2。至于虚线箭头，其为喷墨头210在回复方向(图中的向左方向，即由第二边界向第一边界移动的方向)，依次在第二边界和第一边界打印的墨滴位置，各标示为第三记号N3和第四记号N4。

根据第一边界P1处的第一记号N1和第四记号N4，可以计算出第一边界P1上的第一墨滴偏移量D1。同样地，根据第二边界P2处的第二记号N2和第三记号N3，也可以计算出第二边界P2上的第二墨滴偏移量D2。由于喷墨头210往复打印一次，使第一墨滴偏移量D1实质上是第一记号N1与第四记号N4的距离的二分之一，而第二墨滴偏移量D2实质上是第二记号N2与第三记号N3的距离的二分之一。这样便可计算出第一墨滴偏移量D1与第二墨滴偏移量D2的差值ΔD，其等于D1-D2。

然后，进入步骤23，根据第一墨滴偏移量D1与第二墨滴偏移量D2的差值以及喷墨装置的打印速度，以决定喷墨装置在喷墨时的最大时间补偿值。由于本实施例中是以第一边界P1为基准点，其具有最大的PTS误差，因此不需再做时间补偿，换句话说，喷墨头210在第一边界P1的时间补偿值为ΔT1＝0。喷墨头210在第二边界P2上需要最大时间补偿值ΔT2，使喷墨头210在调整后，可在第二边界P2上产生第二墨滴偏移量D2’其等于第一墨滴偏移量D1。由于喷墨头210是以等速V移动，最大时间补偿值ΔT2＝ΔD/V，这样便可计算出喷墨头210在第二边界P2处的时间补偿值。

参照图5，其示出图3的喷墨头在时间补偿后在第二边界的示意图。如图5所示，当喷墨头210移动到第二边界P2时，由于时间补偿的关系，喷墨头210并不会在时间Td2释放墨滴，而是会在时间Td2’(其等于Td2+ΔT2)时才释放墨滴，此时喷墨头210已移动到喷墨头210’处，故可使喷墨头210’在第二边界P2的第二墨滴偏移量D2’等于第一墨滴偏移量D1。

由于最大时间补偿值ΔT2为已知，随即可进入步骤24，根据第一边界P1和第二边界P2的位置以及此最大时间补偿值ΔT2，判断喷墨装置200在打印区域PA中的任意位置喷墨时的时间补偿值ΔTi。

参照图6，其示出动态调整时间补偿值的示意图。如图6所示，由于喷墨头210在第一边界P1处具有最大PTS误差，所以不需要做时间补偿，其ΔT1＝0。喷墨头210在第二边界P2处具有最小的PTS误差，所以其ΔT2为最大时间补偿值，其值可通过上述步骤求得，即ΔT2＝ΔD/V。至于喷墨头210在第一边界P1和第二边界P2之间的任意位置Pi的时间补偿值ΔTi，则可以通过位置比例的关系获得。

举例来说，由于本实施例是以第一边界P1做为基准，第一墨滴偏移量D1大于第二墨滴偏移量D2，按照位置比例的关系，所述任意位置Pi的时间补偿值ΔTi＝(ΔLA/ΔL)×ΔT2，其中ΔL是第一边界P1与第二边界P2的距离，ΔLA是所述任意位置Pi与第一边界P1的距离。求出喷墨头210在第一边界P1与第二边界P2之间任意位置Pi上的时间补偿值ΔTi后，喷墨头210便在时间Ti+ΔTi时释放墨滴，使此位置的墨滴偏移量Di和第一边界P1或第二边界P2的墨滴偏移量D1、D2相同。这样，由于打印区域PA上的任意位置的墨滴偏移量均相同，不会再产生因墨滴偏移量不一致所导致的图像打印失真问题，由此提升图像打印的质量。

本实施例还披露一种可自动矫正喷墨的喷墨装置。参照图7，其示出根据本发明的优选实施例的喷墨装置的电路方块图。如图7所示，喷墨装置700包括喷墨头710、控制单元730和检测单元750等。控制单元730分别与喷墨头710及检测单元750电连接。喷墨头710可在打印区域PA上执行喷墨的功能。检测单元750可检测打印区域PA上的墨滴位置，并传出相应的检测信号到控制单元730，使控制单元730由此调整喷墨头710的打印动作。检测单元750可以是光传感器，通过发射光线到打印区域PA并接收反射后的光线，以便转换成电信号传送到控制单元730。

控制单元730可驱使喷墨头710以等速V移动，并在打印区域PA的第一边界和第二边界处打印出第一记号、第二记号、第三记号和第四记号(如图4所示)，检测单元750会接着检测打印区域PA上的各记号位置，并将这些记号位置的检测信号传送到控制单元730。控制单元730会根据这些检测信号去判断在第一边界和第二边界处的第一和第二墨滴偏移量D1、D2，据此以便计算出第一墨滴偏移量D1与第二墨滴偏移量D2之间的差值ΔD。然后，根据此差值ΔD和喷墨头710的打印速度V，控制单元730便可计算出喷墨头710在第二边界上的最大时间补偿值。当然，由已知的第一边界、第二边界位置以及该最大时间补偿值，再根据打印区域PA上任意位置与第一边界或第二边界的位置比例关系，便可以判断出喷墨头710在所述打印区域PA上任意位置的时间补偿值。控制单元730根据所计算出的时间补偿值，以自动调整喷墨头710的打印时间。

本实施例的喷墨装置及其矫正喷墨的方法可应用于多种以喷墨方式进行图像输出的电子装置中，以便改善其因PTS误差所导致的图像失真现象。举例来说，例如可应用于打印机、扫描机、复印机或多功能事务机等。由于本实施例的喷墨装置在组装出厂前，无须再经过人工手动调整喷墨装置内的零件，所以没有例如载架或喷墨头组装所产生的PTS误差。而通过此矫正喷墨的方法，便可自动调整喷墨头在时间补偿值的条件下执行喷墨功能。使喷墨装置可以在不需更改或调整装置的情形下，仍然具备打印出良好的图像质量的优点。

本发明上述实施例所披露的喷墨装置及其矫正喷墨的方法，是先找出喷墨装置在打印区域的最大时间补偿值，从而计算出喷墨头在打印区域上各位置的时间补偿值，以便控制喷墨头延迟或提前喷墨的时间，由此使打印区域中各位置的墨滴偏移量相同。这样，便不须再直接调整PTS误差，即可改善图像打印的精度。

综上所述，虽然本发明已经以优选实施例披露如上，但是其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域的普通技术人员在不背离本发明的精神和范围内，应当可以进行各种变化和修改。因此，本发明的保护范围应当以所附的权利要求书所界定的范围为准。

符号说明

100：喷墨打印机                110、210、710：喷墨头

120、220：载架                  200：喷墨装置

730：控制单元                   750：检测单元

A：打印面                       D1：第一墨滴偏移量

D2：第二墨滴偏移量              N1：第一记号

N2：第二记号                    N3：第三记号

N4：第四记号                    P1：第一边界

P2：第二边界                    y1：最大正公差

y2：最大负公差                  D11、D22、D33：墨滴偏移量

P11、P22、P33：位置             MP：移动路径

PA：打印区域

Claims (10)

1.一种矫正喷墨的方法，应用于喷墨装置，所述方法包括：

(a)将所述喷墨装置设定于打印区域的第一边界和第二边界；

(b)读取所述喷墨装置在所述第一边界上的第一墨滴偏移量和所述喷墨装置在所述第二边界上的第二墨滴偏移量；

(c)根据所述第一墨滴偏移量与所述第二墨滴偏移量的差值以及所述喷墨装置的打印速度，以决定所述喷墨装置在喷墨时的最大时间补偿值；以及

(d)根据所述第一边界、所述第二边界和所述最大时间补偿值，以判断所述喷墨装置在所述打印区域中的任意位置喷墨时的时间补偿值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(b)包括：

(b1)使所述喷墨装置从所述第一边界向所述第二边界的方向移动，依次在所述第一边界处打印第一记号，在所述第二边界处打印第二记号；

(b2)使所述喷墨装置从所述第二边界向所述第一边界的方向移动，依次在所述第二边界处打印第三记号，在所述第一边界处打印第四记号；以及

(b3)根据所述第一记号与所述第四记号的距离，以取得所述第一墨滴偏移量，并根据所述第二记号与所述第三记号的距离，以取得所述第二墨滴偏移量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一墨滴偏移量基本上是所述第一记号与所述第四记号的距离的二分之一，所述第二墨滴偏移量基本上是所述第二记号与所述第三记号的距离的二分之一。

4.根据权利要求3所述的方法，在所述步骤(c)中，所述最大时间补偿值ΔT＝ΔD/V，其中ΔD是所述第一墨滴偏移量与所述第二墨滴偏移量的差值，V是所述喷墨装置的打印速度。

5.根据权利要求4所述的方法，在所述步骤(d)中，当所述第一墨滴偏移量大于所述第二墨滴偏移量时，所述任意位置的所述时间补偿值ΔTi＝(ΔLA/ΔL)×ΔT，其中ΔL是所述第一边界与所述第二边界的距离，ΔLA是所述任意位置与所述第一边界的距离。

6.一种喷墨装置，包括：

喷墨头，可在打印区域上的第一边界处、第二边界处和所述第一边界与所述第二边界之间的任意位置打印；

检测单元，可检测所述打印区域上的墨滴位置，并传送出相应的检测信号；以及

控制单元，电连接所述喷墨头和所述检测单元，所述控制单元接收所述检测单元在所述第一边界和所述第二边界处所的墨滴位置去判断所述第一边界的第一墨滴偏移量以及所述第二边界的第二墨滴偏移量，同时所述控制单元根据所述第一墨滴偏移量与所述第二墨滴偏移量的差值以及所述喷墨头的打印速度，以决定所述喷墨头在喷墨时的最大时间补偿值，所述控制单元根据所述第一边界、所述第二边界与所述最大时间补偿值，以判断所述喷墨头在所述打印区域中的所述任意位置喷墨时的时间补偿值。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述控制单元驱使所述喷墨头从所述第一边界向所述第二边界的方向移动，依次在所述第一边界处打印第一记号，在所述第二边界处打印第二记号，同时所述控制单元接着驱使所述喷墨头从所述第二边界向所述第一边界的方向移动，依次在所述第二边界处打印第三记号，在所述第一边界处打印第四记号，所述控制单元根据所述第一记号与所述第四记号的距离，以取得所述第一墨滴偏移量，并根据所述第二记号与所述第三记号的距离，以取得所述第二墨滴偏移量。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一墨滴偏移量实质上是所述第一记号与所述第四记号的距离的二分之一，所述第二墨滴偏移量实质上是所述第二记号与所述第三记号的距离的二分之一。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述最大时间补偿值ΔT＝ΔD/V，ΔD是所述第一墨滴偏移量与所述第二墨滴偏移量的差值，V是所述喷墨头的打印速度。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，当所述第一墨滴偏移量大于所述第二墨滴偏移量时，所述任意位置的所述时间补偿值ΔTi＝(ΔLA/ΔL)×ΔT，ΔL是所述第一边界与所述第二边界的距离，ΔLA是所述任意位置与所述第一边界的距离。

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