CN101554801B - 喷墨打印设备和喷墨打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了喷墨打印设备和喷墨打印方法，由此即使在高的打印占空时，也能够控制打印头的温度并且使要排出的墨的排出量稳定，从而打印高质量图像。基于打印数据，对要排出至单位打印区域的墨的排出数进行计数。将打印头加热至随着计数值的增加而升高的目标温度。

Description

喷墨打印设备和喷墨打印方法

技术领域

本发明涉及用于基于打印数据来通过从打印头的排出口排出墨在打印介质上打印图像的喷墨打印设备和喷墨打印方法。

背景技术

近年来，对打印机、复印机和传真机等打印设备的性能的需求水平显著提高，现在，这种需求的条目可能不仅包括高速全色打印，而且还包括提供与同氯化银胶片印刷相关的质量等同的质量的高清晰度打印。如今，墨排出型打印设备(喷墨打印设备)可以满足这种需求，这是因为技术上允许在喷墨打印头上形成用于高频率排出微小墨滴的喷嘴阵列，并由此能够提供较高的打印速度和较优的打印图像质量。特别是对于热喷墨打印设备，即采用其中加热器(电热转换器)生成用于通过喷嘴排出墨的墨气泡的打印头的设备，由于能够高密度地布置喷嘴，因此可以提供高分辨率图像。

这种热喷墨打印系统具有以下两个特征。

首先，在热喷墨打印系统中，通过向产生用于排出墨滴的墨气泡的加热器供电来生成热能，结果，加热器邻近区域中的墨的温度极大地影响了气泡的生长。在气泡和墨之间的界面处进行释放墨中气态形式的墨分子的处理以及进行将液态形式的墨分子压迫成气泡的处理，并且气泡邻近区域中的墨的温度极大地影响了第二处理的进行。因此，当墨的温度高时，由于将许多墨分子释放为气泡，因此气泡生长直到相对较大为止。另一方面，当墨的温度低时，由于将较少的分子释放为气泡，因此所产生的气泡的大小相对较小。因而，气泡的大小影响了由气泡所挤出的墨的量(下文中，将这种墨量称为“排出量”)。因此，在热喷墨打印设备中，由于加热器附近的墨的温度极大地影响了墨的排出量，因此，当墨的温度高时排出量趋于增加，而当温度低时排出量趋于降低。

在热喷墨打印系统中，如下面所述，加热器附近的墨温度可能变得比打印开始之前高。

由加热器生成的热能并非全部都用于生成气泡。在已从所生成的总能量中减去生成气泡所需要的能量之后，剩余的热能被存储为周围墨中的或打印头构件的主体中的热能。结果，加热器附近的墨温度升高，并且通过经由设置有加热器的加热器芯片(heater chip)的热传递或者通过墨排出释放了所存储的热能。然而，由于加热器在打印操作期间供给热能，因此当所释放的能量的量小于所供给的能量的量时，温度可能持续升高。另一方面，在加热器不供给热能的例如打印介质输送操作的非打印操作期间，加热器附近的温度可能逐渐降低直到在加热器与其环境之间建立了热力学平衡(thermodynamic equilibrium)为止。因此，根据各个加热器被驱动的次数，即根据对各喷嘴设置的打印数据的量，打印头的某些部位及附近墨的温度可能升高，而其它部位及附近墨的温度可能降至室温左右。这种打印头的高温部位和低温部位可能出现在单页的打印介质上进行打印的期间。

由于热喷墨系统的上述两个特征，因此当正在打印介质上打印一页的特定打印数据时，加热器附近的墨的温度可能在一些部位升高而在其它部位降低，并且将从高温部位和低温部位的喷嘴排出不同量的墨。特别是当排出量在基于打印数据在打印介质上打印图像时变动的话，由落在打印介质上的墨所形成的点的尺寸有可能改变。在这种情况下，打印在页上的图像的浓度分布的不均匀性可能出现，从而导致图像劣化。

为了解决由于打印头的温度而引起的墨排出量变动的问题，众所周知的方法是将打印头维持在高温以控制变动。例如，日本特开2006-334967中公开的打印设备，通过采用与打印所需要的墨量有关的信息(打印占空(printing duty))以及与打印头的温度和供给至打印头的墨的温度之间的温度差有关的信息，来估计排热效果。基于该估计来推定打印头的温度变化，并且确定维持打印头的温度所需要的加热电力，从而将打印头的温度调整到特定范围内。

然而，当打印占空高时，即当排出量相对于单位打印区域大时，由于经喷嘴排出的墨的温度低于打印头的温度，使影响排出量的喷嘴周围的墨的温度降低。因此，当如在日本特开2006-334967中一样将打印头的温度维持恒定时，墨排出量和墨排出速度可能变动。因而，必须根据打印占空来设置打印头的温度。

此外，在日本特开2006-334967中，没有对一个墨储液室形成了多种大小的喷嘴的打印头进行说明。假定一个墨储液室形成有排出量为5pl(pico liter，皮升)墨的喷嘴和排出量为2pl墨的喷嘴，并且这两个喷嘴的大小不同。在这种情况下，当根据打印占空将这些喷嘴的墨排出量简单地加在一起时，不能精确地控制打印头的温度。这是因为5pl墨和2pl墨中所存储的热量分别根据打印占空而改变。当打印占空低时，在通过喷嘴排出墨时可以期望小的排热效果。此外，5pl墨比2pl墨需要更多的墨排出能量，并且与排出2pl墨的喷嘴口相比，在排出5pl墨的喷嘴中存储了较大的热量。当打印占空增加时，由于排出5pl墨的喷嘴可以获得更好的排热效果，因此存储在排出5pl墨的喷嘴中的热量急剧减少，最终可能小于排出2pl墨的喷嘴中所存储的热量。因此，当把通过5pl的喷嘴和2pl的喷嘴所排出的墨量简单地加在一起，且采用该总墨量来从一个表中选择用于加热打印头的电力时，并不能适当地控制对打印头的温度。

发明内容

本发明提供了即使在打印占空高时，也能够控制打印头的温度并使要排出的墨的排出量稳定，从而可以打印出高质量图像的喷墨打印设备和喷墨打印方法。

在本发明的第一方面中，提供了一种喷墨打印设备，用于基于打印数据而使用能够从排出口排出墨的打印头在打印介质上打印图像。所述喷墨打印设备包括：温度检测单元，用于检测所述打印头的温度；加热控制单元，用于控制对所述打印头的加热；以及计数单元，用于基于所述打印数据对要排出至所述打印介质的单位打印区域的墨的排出数进行计数。其中，所述加热控制单元将所述打印头加热至根据由所述计数单元计数出的计数值的增加而升高的目标温度。

在本发明的第二方面中，提供了一种喷墨打印方法，用于基于打印数据而使用能够从排出口排出墨的打印头在打印介质上打印图像。所述喷墨打印方法包括以下步骤：基于所述打印数据对要排出至所述打印介质的单位打印区域的墨的排出数进行计数；以及将所述打印头加热至根据通过上述计数所获得的计数值的增加而升高的目标温度。

在本发明的第三方面中，提供了一种喷墨打印设备，用于基于打印数据而使用能够从排出口排出墨的打印头在打印介质上打印图像。所述喷墨打印设备包括：温度检测单元，用于检测所述打印头的温度；加热控制单元，用于控制对所述打印头的加热；以及获取单元，用于基于所述打印数据获取与要排出至所述打印介质的单位打印区域的墨的排出量有关的值。其中，所述加热控制单元将所述打印头加热至根据由所述获取单元获得的值的增加而升高的目标温度。

在本发明的第三方面中，提供了一种喷墨打印方法，用于基于打印数据而使用能够从排出口排出墨的打印头在打印介质上打印图像。所述喷墨打印方法包括以下步骤：基于所述打印数据获取与要排出至所述打印介质的单位打印区域的墨的排出量有关的值；以及将所述打印头加热至根据通过上述获取所获得的值的增加而升高的目标温度。

根据本发明，既然打印头的温度在各单位打印区域的墨排出量增加时升高，因此在考虑了伴随着墨排出的排热效果的条件下使排出口周围维持最佳温度，从而可以使墨排出量稳定。结果，可以约束墨排出量的变动，并且可以提供高质量图像。

根据以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1A是根据本发明第一实施例的喷墨打印设备的主要部分的立体图；

图1B是图1A中的打印头部分的侧视图；

图2A是图1A中的打印头的立体图；

图2B是沿由图2A中的箭头IIB所示方向的视图；

图2C是示出图1A中打印头的排出口周围区域的放大图；

图3是示出图1A中的喷墨打印设备的控制系统的布置的框图；

图4A是用于解释在本发明第一实施例至第三实施例中打印出的示例图像的图；

图4B是示出图4A中的图像的一部分的放大图；

图5是用于解释在本发明第一实施例至第三实施例中进行的打印操作的流程图；

图6是用于解释本发明第一实施例至第三实施例中的打印头的移动位置的图；

图7是用于解释本发明第一实施例中的副加热器的驱动占空(drive duty)表的图；

图8是用于解释本发明第一实施例中的打印头温度的变化的示例的图；

图9是用于解释本发明第一实施例中的打印头温度的变化的另一示例的图；

图10A和10B是用于解释根据本发明第一实施例的墨排出数与打印头温度之间的关系的图；

图11A是用于解释本发明第一实施例中的打印头温度的变化的图；

图11B是用于解释由第一实施例中的打印头所排出的墨的排出量的变化的图；

图12是用于解释在本发明第二实施例中进行的打印数据准备处理的流程图；

图13是用于解释本发明第二实施例中的副加热器的驱动占空表的图；

图14A是用于解释本发明第二实施例中的打印头温度的变化的图；

图14B是用于解释由第二实施例中的打印头所排出的墨的排出量的变化的图；

图15是用于解释本发明第二实施例中的墨排出数与打印头温度之间的关系的图；

图16是用于解释在本发明第三实施例中进行的打印数据准备处理的流程图；

图17是用于解释本发明第三实施例中的副加热器的驱动占空表的图；

图18是用于解释本发明第三实施例中的墨排出数与打印头温度之间的关系的图；

图19是用于解释本发明第三实施例的温度系数的表；

图20A是用于解释本发明第三实施例中的打印头温度的变化的图；以及

图20B是用于解释在第三实施例中由打印头所排出的墨的排出量的变化的图。

具体实施方式

现在将参考附图来说明本发明的优选实施例。应当注意，以下实施例是适用于喷墨打印设备的示例。

第一实施例

图1A是喷墨打印设备的示意性立体图，图1B是喷墨打印设备的打印头部分的侧视图。

喷墨打印头100和101各自构成封装有墨容器的喷墨盒。然而，应当注意，打印头不限于如本实施例中的封装了墨容器的类型。将三种墨颜色，即黑色、浅青色和浅品红色存储在为打印头100设置的墨容器中，而将三种其它的墨颜色，即青色、品红色和黄色存储在为打印头101设置的墨容器中。打印头100和101两者都采用相同的结构，只是在为两个打印头设置的墨容器中存储的墨有所不同。打印头100和101包括布置有多个墨排出口的头芯片102。

输送辊103和辅助辊104夹住打印介质P，并且分别沿箭头所示方向旋转，以沿箭头Y所示副扫描方向输送打印介质P。一对给送辊105给送打印介质P，并且与辊103和104类似地夹住打印介质P。

安装有打印头100和101的滑架106沿与副扫描方向相交的(在本实施例中，垂直的)箭头X所示主扫描方向往返移动。在非打印操作或打印头恢复操作期间，使滑架106移动并保持在图1A中虚线所示的初始位置h处。将平台107放置在打印位置处以支撑打印介质P，并且滑架带108用于沿主扫描方向移动滑架106。

由于打印头100和101具有类似结构，因此将仅说明打印头100的结构，而不对这两个结构进行说明。

图2A是打印头100的立体图，图2B是打印头100沿箭头IIB所示方向的底视图，而图2C是打印头100的排出口周围区域的放大图。

接触垫201从打印设备的主体接收打印信号和所需要的驱动电压，并将该信号和电压发送至头芯片102，在头芯片102上，布置了用于检测打印头100的温度的二极管传感器202。然而，代替二极管传感器202，可以采用包括薄膜金属传感器的各种其它的打印头温度检测器。

排出口阵列203用于排出浅青色墨，排出口阵列204用于排出黑色墨，并且排出口阵列205用于排出浅品红色墨。这些排出口阵列具有相同的结构，只是排出的墨有所不同。用于加热墨的副加热器206具有100Ω(欧姆)的阻抗，并且将其安装在排出口阵列周围。通过向副加热器206施加或不向副加热器206施加20V的电压(开启或关闭副加热器206)，来选择是否使头芯片102加热，也即加热头芯片102或使头芯片102散热，并且可以控制打印头100中墨的温度。

由于排出口阵列203、204和205采用了相同的结构，因此将仅说明黑色墨的排出口阵列204的结构，而不对所有这三者进行说明。

图2C是示出排出口阵列204的放大图。在墨腔室207供给黑色墨的一侧上，形成用于排出5pl墨的多个排出口208，并且在墨腔室207的另一侧上，形成用于排出2pl墨的多个排出口210。阻抗为500Ω的加热器209布置在排出口208的正下方，并生成排出5pl墨所需要的热能。阻抗为700Ω的加热器211布置在排出口210正下方，并生成排出2pl墨所需要的热能。通过向加热器209和211施加20V的电压来加热墨以在墨中形成气泡，并且由气泡产生的能量被用来通过相应的排出口208和209排出墨。在以下说明中，将排出口208和加热器209统称为“排出5pl墨的喷嘴”，而将排出口210和加热器211统称为“排出2pl墨的喷嘴”。

在本实施例中，600个喷嘴各自形成为排出口208和210，并且这些喷嘴以1/600英寸间隔布置，使得在副扫描方向上打印的像素密度是600dpi。此外，为了稳定地排出墨，加热器209和211所采用的驱动频率(墨排出频率)是24kHz。此外，当在副扫描方向上的打印像素密度是1200dpi时，滑架106(安装有打印头100和101)移动的速度(扫描速度)为20英寸/秒(＝24000(点/秒)/1200(点/英寸))。还应注意，由打印头100和101排出的黑色、浅青色、浅品红色、青色、品红色和黄色的墨的特征在于，相对于温度，例如排出量和排出速度的所有排出特性都相同。

此外，在本实施例中，对于排出5pl和2pl墨，15m/s的排出速度是最佳的，并且此时推荐的墨温度是50℃。墨温度为30℃时仍可确保墨排出，尽管墨排出量和排出速度低于最佳值并且不适合进行打印。当墨温度低于30℃时，墨排出减慢并且图像打印质量可能劣化。而当墨温度降至约室温(约25℃)时，由于墨在这种温度下变得非常粘稠，因而可能不能排出墨。另一方面，当墨温度为80℃或更高时，将排出过多量的墨，并且不可能获得足够的墨的再供给，这样必定发生墨排出失败。

图3是示出本实施例的打印设备的控制系统的布置的框图。

将本实施例的控制系统粗略划分为软件处理部和硬件处理部。软件处理部包括全都连接至主总线线路305的如下部分：图像输入单元303，用于从主设备(主计算机)(未示出)接收图像信号；图像信号处理器304，用于处理所输入的图像信号；以及中央处理单元(CPU)300。硬件处理部包括操作单元308、恢复系统控制电路309、头温度控制电路314、头驱动电路316、用于控制滑架的移动的滑架驱动电路306和用于控制打印介质P的输送的纸张输送电路307。CPU 300包括ROM(Read Only Memory，只读存储器)301和RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)302。CPU 300提供用于数据输入的适当的打印条件，并驱动打印头100和101中用于排出5pl墨的加热器209以及打印头100和101中用于排出2pl墨的加热器211以进行打印。

执行恢复打印头的时序图的程序存储在ROM 302中，并且根据需要为恢复系统控制电路309和打印头100和101提供如预排出条件等的打印头恢复处理条件。恢复系统电机310驱动相对于打印头100和101移动的清洁叶片311和盖312，以及驱动生成负压的吸引泵313。将执行预排出处理、吸引恢复处理和擦拭处理，作为用于保持打印头100和101满足墨排出条件的恢复处理。预排出处理是用于通过打印头的排出口将未用于图像形成的墨排出至盖312的处理。吸引恢复处理是利用盖312覆盖打印头，并且将负压引入盖312内以从打印头的排出口吸引并排出墨的处理。擦拭处理是利用清洁叶片311擦拭打印头的表面的处理。在上述表面上，形成有排出口。

头温度控制电路314基于由检测打印设备的周围温度的热敏电阻器315和检测打印头100和101的温度的二极管传感器202所提供的输出值，确定打印头100和101的副加热器206的驱动条件。头驱动电路316根据驱动条件驱动副加热器206。同时，头驱动电路316还驱动打印头100和101的墨排出加热器209和211，以进行打印用墨排出或预墨排出。

现在将说明在打印介质P上打印图像的示例(参见图4A和4B)。

在该例子中，打印介质P的大小是A4，并且使用单程(one-path)扫描打印方法将图像打印在打印介质P上的可打印区域PA中。为了打印图4A所示的黑色图像，需要两次打印扫描。第一次打印扫描是正向打印扫描(forward print scan)，在该正向打印扫描期间，滑架106沿箭头X1所示方向正向移动，同时，从打印头100排出黑色墨。第二次打印扫描是反向打印扫描(reverse print scan)，在该反向打印扫描期间，滑架106沿箭头X2所示的反方向移动，并且打印头100排出黑色墨。

图4B是示出图4A中的打印图像的左上端部分的放大图。

图4B中由虚线包围的如标注为A1、A2和A3等的块是点计数区域，对于每个点计数区域，对一次打印扫描期间要驱动的加热器209和211的数量进行计数。分别计数用于排出5pl墨的待驱动加热器209和用于排出2pl墨的待驱动加热器211。即，对于每个区域，分别对5pl墨的排出数和2pl墨的排出数进行计数。如上所述，既然排出口每次扫描提供不同的墨排出量，因此针对提供不同排出量的排出口，分别基于打印数据计数要排出至单位打印区域的墨的排出数。在该例子中，从打印图像的端部开始将打印图像以1英寸的间隔划分开，并且获得了8个点计数区域A1～A8。

图5是用于解释图像打印操作的流程图。在本实施例中，将对通过打印头100的排出口208排出5pl黑色墨以完成打印图像的情况进行说明。此外，用“S501”表示“步骤S501”，并且还以相同的方式表示其它步骤。

当接收到打印数据时，开始打印操作。首先，在S501，开始给送打印介质P。由给送辊105给送打印介质P，并将其输送至能够进行图像打印的位置处。当完成了给送时，在S502，二极管传感器202的输出值被用来判断打印头100的温度是否是50℃或更高。由于打印头的温度在普通环境中与室温(约25℃)一样高，因此打印处理从S502切换至S503。在S503，在打印之前进行预加热。在预加热处理期间，通过向副加热器206施加10ms时间段的20V的DC电压来加热打印头100。在完成了加热之后，打印处理返回S502以再次判断打印头100的温度是否达到50℃。重复通过副加热器206进行的加热，直到打印头100的温度达到50℃为止。

当打印头100的温度已达到50℃时，打印处理进入S504，以判断是否存在使用正向扫描来打印的数据(打印数据)。由于存在第一次打印数据，打印处理进入S505，在S505，驱动副加热器以控制打印头100的温度，并且基于打印数据进行正向打印扫描。

现在将说明为打印头的温度而提供的控制(参见图6)。

如图6的部分(a)所示，打印头100起初位于初始位置h。对于第一次正向打印扫描，如图6中的部分(b)所示，将打印头100移动至可打印区域PA的左端位置L1。当已将打印头100移动至位置L1后，在开始打印扫描之前获得打印头100的温度(预扫描温度)Tb。对于单次打印操作，仅在此时获得温度Tb。这是因为在打印操作中的扫描期间，由于伴随着墨排出的排热所产生的影响，墨和打印头的温度变化并且二者不再相同。在S502升高至50℃的打印头100的温度降低，直到打印头100移动至位置L1为止。在本实施例中，所获得的温度Tb变为49.5℃。

当已经获得了温度Tb时，开始正向打印扫描。首先，如图6中的(c)部分所示，在通过使用副加热器206控制打印头的温度的同时打印点计数区域A1的图像。根据温度Tb和排出至点计数区域A1中的5pl墨的排出数D(A1)，从图7中的驱动占空表中选择此时副加热器206的驱动占空。排出数D(A1)与在点计数区域A1中待使用5pl墨滴来形成的点的数量相对应。在本实施例中，由于温度Tb是49.5℃，因此当排出数D(A1)是288,000时，为副加热器206选择了40％的驱动占空。该驱动占空与每单位时间驱动副加热器206的时间段相对应，即与每单位时间由副加热器206所生成的热值相对应。例如，当驱动占空为100％时，连续驱动副加热器206，而当驱动占空为0％时，不驱动副加热器206。

图8是示出打印头的温度在扫描区域A1期间的变化的图。扫描区域A1所需要的时间段(扫描时间段)是0.05秒(＝1(英寸)/20(英寸/秒))。图中的黑色实心正方形表示当以40％的驱动占空驱动副加热器206时的温度。显然，与白色圆形所示的驱动占空为100％时和白色三角形所示的驱动占空为0％时不同，在驱动占空为40％时，可以将打印头100的温度保持为约50℃。结果，墨的排出量稳定并且可以打印出高质量图像。

当打印了点计数区域A1后，在使用副加热器206控制打印头的温度的同时打印点计数区域A2、A3和A4的图像。在本实施例中，由于要排出至点计数区域A2、A3和A4的5pl墨的排出数D(A2)、D(A3)和D(A4)也是288,000次，因此选择40％作为副加热器206的驱动占空。

同样，在使用副加热器206调整打印头的温度的同时，对顺次的点计数区域A5进行扫描。在本实施例中，由于要排出至点计数区域A5的5pl墨的排出数D(A5)是576,000次，因此选择50％作为副加热器206的驱动占空。

图9是示出打印头的温度在扫描点计数区域A5期间的变化的图。图中所使用的黑色实心圆形表示当以50％的驱动占空驱动副加热器206时的温度，并且白色棱形表示驱动占空为30％时的温度。在图9中，在完成对点计数区域A4的扫描时(图9中的0秒)，打印头的温度是50.5℃。当参考图9中打印头的温度变化时，在将打印头的温度维持在约50℃方面，似乎30％的驱动占空比50％的驱动占空更有效。然而，如上所述，由于排出口周围的排热效果随着墨排出数的增加而增加，因此在由二极管传感器202检测到的打印头的温度与排出口周围的墨的温度之间出现差异。例如，如图10A所示，当调整由二极管传感器202检测到的打印头的温度T1以使其维持在50℃时，排出口周围的墨的温度T0降低。从这一点看来，为了维持排出口周围的墨的恒定温度T0，控制单元根据墨排出量的增加而升高打印头的目标温度。结果，由二极管传感器202检测到的打印头的温度T1如图10B所示地升高。因此，在本实施例中，采用了50％的驱动占空。打印头的目标温度受控于头温度控制电路(控制单元)314。可选地，可由CPU 300来控制打印头的目标温度。

在已完成了对点计数区域A5的打印之后，在使用副加热器206调整打印头的温度的同时打印点计数区域A6、A7和A8的图像。在本实施例中，由于区域A6、A7和A8的5pl墨的排出数D(A6)、D(A7)和D(A8)也是576,000次，因此选择50％作为副加热器206的驱动占空。因而，当完成了对区域A8的扫描时，将打印头100移动至图6的部分(e)中的脱离位置(disengagedposition)a，以准备后面的反向扫描。

然后，当已在步骤S505完成了正向打印扫描时，在S506将打印介质P沿副扫描方向输送1英寸，并且在S507进行检查以判断是否存在要通过反向打印扫描打印的数据(打印数据)。在本实施例中，由于存在要打印的数据，因此打印处理进入S508，并且在通过使用副加热器206控制打印头的温度的同时开始反向打印扫描。

在打印头温度的控制处理中，与正向打印扫描相同，根据打印头的温度(预扫描温度)Ta和墨的排出数来驱动副加热器206。应当注意，当已将打印头从脱离位置a移动至可打印区域PA的右端位置R1时，由二极管传感器202检测此时的温度Ta。在本实施例中，所获得的温度Ta是50.0℃。此外，由于用于正向打印扫描和反向打印扫描的打印数据相同，因此对于反向打印扫描，排出至区域A1～A8的墨的排出数与正向打印扫描的排出数相同。因此，对于区域A 8、A7、A6和A5为副加热器206选择了15％的驱动占空，而对于区域A4、A3、A2和A1选择了10％的驱动占空。

当已完成了在S508的反向打印扫描时，在S509将打印介质P沿副扫描方向输送1英寸，并且打印处理返回S504以判断是否存在要通过正向打印扫描打印的数据(打印数据)。由于在本示例中不再存在打印数据，因此打印处理切换至S510，在S510将打印介质P排出。之后，打印操作终止。

在上述时间段中，从正向打印扫描开始至反向打印扫描结束，打印头的温度如图11A所示变化，并且墨的排出量如图11B所示变化。图11A和11B中的实线表示本实施例中温度和排出量的变化，而虚线表示在准备的对比例子中温度和排出量的变化，在该对比例子中，打印头的温度调整为总是50℃。

参考图11A中的温度变化，与对比例子中的打印头的温度相比，本实施例中的打印头的温度变动为2℃或2℃以上。然而，参考图11B中的排出量变化，本实施例中的变动范围是0.2pl，这小于对比例子中的0.3pl。这是因为如前所述，提供温度控制以补偿在高打印占空时出现的两个温度之间的差，即打印头的温度与墨排出口周围的墨的温度之间的差。

如上所述，根据本实施例，即使在高打印占空时，也可以防止墨的排出量变动以及出现不均匀浓度，从而可以打印出高质量图像。

第二实施例

在第一实施例中，仅通过排出5pl墨滴来进行打印。在本实施例中，选择仅排出5pl墨滴以打印图像的打印模式(下文中，还称为“第一打印模式”)，或者选择仅排出2pl墨滴以打印图像的打印模式(下文中，还称为“第二打印模式”)。在第一打印模式下，仅使用排出5pl墨的排出口208，并且在第二打印模式下，仅使用排出2pl墨的排出口210。在本实施例中所打印出的图像与之前针对第一实施例所述的图4A和4B中的图像相同。

图12是用于解释打印数据生成处理的流程图。

当接收到打印数据生成指令时，在S1201中进行检查以判断选择了第一打印模式还是第二打印模式。当选择了第一打印模式时，处理切换至S1202，并且图像信号处理器304生成打印数据，基于该打印数据排出5pl墨滴。另一方面，当选择了第二打印模式时，处理切换至S1203，并且图像信号处理器304生成打印数据，基于该打印数据排出2pl的墨滴。可以根据要打印的图像自动选择第一打印模式或第二打印模式，或者可以任意选择第一打印模式或第二打印模式。

将由图像信号处理器304生成的打印数据发送至如滑架驱动电路306、纸张输送电路307和头驱动电路316等控制器，以进行打印操作。与在第一实施例中相同，按照图5中的流程图来基于打印数据进行打印操作。当选择了第一打印模式时，生成与第一实施例中相同的打印数据，因此，打印操作与第一实施例的打印操作相同。

因此，将仅说明当选择了第二打印模式时所进行的处理。

当接收到用于排出2pl墨的打印数据时，开始打印操作。首先，在图5的S501给送打印介质P，并且重复S502和S503的处理以进行预加热，直到打印头100的温度达到50℃为止。当打印头的温度达到50℃时，在S504进行检查以判断是否存在用于进行正向打印扫描的打印数据。由于在本实施例中存在打印数据，因此打印处理进入S505，并且基于打印数据进行正向打印，同时控制打印头的温度。参考图6以与在第一实施例中所述的方式相同的方式移动滑架6。然而，副加热器206的驱动占空表设置为如图13所示，其与第一实施例的驱动占空表不同。

在正向打印扫描时，首先，在图6的部分(b)所示的时间，获得打印头的温度Tb(＝49.5℃)，并且如图6的部分(c)所示，在使用副加热器206控制打印头的温度的同时在区域A1中进行打印。此时，根据温度Tb和要排出至区域A1的2pl墨的排出数，从图13中的驱动占空表中选择用于对打印头的温度进行控制的副加热器206的驱动占空。在本实施例中，由于区域A1的排出数d(A1)是288,000次，并且温度Tb是49.5℃，因此选择了50％的驱动占空。

此外，区域A2、A3和A4的排出数d(A2)、d(A3)和d(A4)是288,000次，而区域A5、A6、A7和A8的排出数d(A5)、d(A6)、d(A7)和d(A8)是576,000次。因此，对于区域A1～A4，选择了50％的驱动占空，而对于区域A5～A8，选择了40％的驱动占空。

当完成了正向打印扫描时，在S506中将打印介质P沿副扫描方向输送1英寸，并且在S507进行检查以判断是否还存在用于进行反向打印扫描的打印数据。在本实施例中，由于存在进一步的打印数据，因此打印处理进入S508，在S508，在调整打印头的温度的同时进行反向打印扫描。由于用于反向打印扫描的打印数据与用于正向打印扫描的打印数据相同，因此各区域的2pl墨的排出数不变。此外，当将打印头移动至可打印区域PA的右端位置R1时，获得打印头的温度Tb为49.0℃。因此，对于A5～A8的区域，选择了40％的驱动占空，而对于A1～A4的区域，选择了50％的驱动占空。

在进行了反向打印扫描之后，在S509将打印介质P沿副扫描方向输送1英寸，并且打印处理返回S504以判断是否存在用于进行正向打印扫描的打印数据。在该例子中，由于不存在打印数据，因此打印处理切换至S510并且将打印介质P排出。之后，打印处理终止。

在从正向打印扫描开始至反向打印扫描结束的时间段内，打印头的温度如图14A所示变化，并且墨的排出量如图14B所示变化。图14A和14B中的实线表示本实施例中温度和排出量的变化，而虚线表示对比例子中的温度和排出量的变化，其中，替代图13中的表，该对比例子采用针对第一实施例提供的图7中的表。在图14A中，与对比例子中的温度变化相比，本实施例的打印头的温度变化具有更小的变动。在图14B中，比较例子中的排出量在0.3pl的范围内变动，而本实施例的排出量的变动缩减至0.2pl。当仅采用2pl墨滴进行打印时，排热效果与采用5pl墨滴时相比更小。因此，与采用5pl墨滴时相比，更大地缩减温度控制范围是有效的。图15中的T2表示在本实施例的温度控制处理中由二极管传感器202检测到的打印头的温度。为了维持排出口周围的墨的恒定温度T0，对打印头的温度进行控制，以将温度T2调节为低于第一实施例中的温度T1(参见图10B)，这样是有效的。

如上所述，在本实施例中，当采用小的排出口210来打印图像时，打印头的温度应当低于采用大的排出口208来进行打印时的温度。利用该布置，不管排出口的大小如何都可以防止墨的排出量变动，并且将不出现不均匀的打印浓度，从而可以打印出高质量的图像。

第三实施例

在第二实施例中，选择通过排出5pl墨来打印图像的第一打印模式或者通过排出2pl墨来打印图像的第二打印模式。在本实施例中，还可以选择通过既排出5pl墨也排出2pl墨来打印图像的另一打印模式(下文中，还称为“第三打印模式”)。在本实施例中打印出的图像与第一实施例和第二实施例中的图4A和4B中的图像相同。

图16是用于解释打印数据生成处理的流程图。

当接收到打印数据生成指令时，在S1601进行检查以判断是选择了第一打印模式、第二打印模式还是第三打印模式。当选择了第一打印模式时，处理切换至S1602，并且图像信号处理器304生成用于排出5pl墨的打印数据。当选择了第二打印模式时，处理切换至S1603，并且图像信号处理器304生成用于排出2pl墨的打印数据。当选择了第三打印模式时，处理切换至S1604，并且图像信号处理器304生成用于排出5pl和2pl墨的打印数据。可以根据要打印的图像自动选择第一打印模式、第二打印模式或第三打印模式，也可以任意选择第一打印模式、第二打印模式或第三打印模式。

将所生成的打印数据发送至如滑架驱动电路306、纸张输送电路307和头驱动电路316等控制器，以进行打印操作。与在第一实施例和第二实施例中相同，根据图5中的流程图来基于打印数据进行打印操作。由于当选择了第一打印模式时生成与第一实施例中相同的打印数据，因此以与在第一实施例中相同的方式进行打印操作。此外，由于当选择了第二打印模式时生成与在第二实施例中相同的打印数据，因此以与在第二实施例中相同的方式进行打印操作。

因此，将仅说明当选择了第三打印模式时所进行的处理。

当接收到用于排出5pl和2pl墨的打印数据时，开始打印操作。首先，在图5中的S501输送打印介质P，通过重复S502和S503中的处理进行预加热，直到打印头100的温度达到50℃为止。当打印头的温度达到了50℃时，在S504中进行检查以判断是否存在用于进行正向打印扫描的打印数据。在本实施例中，由于存在打印数据，因此处理进入S505，并且在调整打印头的温度的同时基于打印数据进行正向打印扫描。以与第一实施例中参考图6所述的方式相同的方式移动滑架。但是，副加热器206的驱动占空选择使用图17所示的表，而且所采用的选择方法与第一实施例所采用的选择方不同。

在正向打印扫描期间，首先，在图6的部分(b)所示的时间获得打印头的温度Tb(＝49.5℃)，并且如图6的部分(c)所示，在使用副加热器206控制打印头的温度的同时对区域A1进行打印。此时，采用图17中的驱动占空表以选择控制打印头的温度的副加热器206的驱动占空。即，首先，使用要排出至区域A1的5pl墨的排出数D(A1)和要排出至区域A1的2pl墨的排出数d(A1)来计算区域A1的排出参数。然后，基于排出参数值和温度Tb，从图17的表中选择区域A1的驱动占空。

通过等式{D(A1)}+{d(A1)}×{C(A1)}来计算区域A1的排出参数值，其中C(A1)表示区域A1的温度系数。在以下说明中，还将为各区域A1和A2...指定的温度系数统称为“温度系数C”。

温度系数C是当排出2pl墨滴时打印头温度的增加量相对于当排出相同数的5pl墨滴时打印头温度的增加量的比值。即，温度系数C表示在排出2pl墨期间出现的温度增加量相对于在排出5pl墨期间出现的温度增加量的比值。图18中的曲线L(2pl)表示，当打印头的温度是50℃时，排出至点计数区域的2pl墨的排出数与扫描完点计数区域之后打印头温度的增加量之间的关系。图18中的曲线L(5pl)表示，当打印头的温度是50℃时，排出至点计数区域的5pl墨的排出数与扫描完点计数区域之后打印头温度的增加量之间的关系。这些曲线L(2pl)和L(5pl)表示当不使用副加热器控制温度时打印头的温度变化。

与排出2pl的墨滴相比，当排出5pl的墨滴时需要更大的排出能量。此外，当排出数低时，排热效果与墨排出一致地降低。因此，从图18明显可见，当排出数降低时，与排出2pl墨的情况相比，在排出5pl墨的情况下累积热量增加。而当墨的排出量增加时，由于排出5pl墨的排热效果比排出2pl墨的排热效果更大，使得在5pl墨的排出情况下累积热量的减少增大。因此，当长时间工作时，排出5pl墨的累积热量将会小于排出2pl墨的累积热的量。温度系数C是为了将排出2pl墨的温度增量转换成排出5pl墨的温度增量而采用的比率。实际上采用温度系数C作为函数表达式是合适的。然而，在本实施例中，为了简化控制处理，将温度系数C形成为如图19所示的表。

对于区域A1，5pl墨的排出数D(A1)是100,000次，并且2pl墨的排出数d(A1)是200,000次。因此，从图19的表中选择温度系数C(A1)为0.79，得到排出参数为258,000(＝100,000+(200,000×0.79))。此外，由于进行打印扫描之前打印头的温度Tb是49.5℃，因此对于区域A1从图17的表中选择副加热器206采用40％的驱动占空。

对于区域A2、A3和A4，5pl墨的排出数D(A2)、D(A3)和D(A4)等于排出数D(A1)，并且2pl墨的排出数d(A2)、d(A3)和d(A4)等于排出数d(A1)。因此，对于区域A2、A3和A4，选择了与区域A1所使用的相同的40％的驱动占空。

对于区域A5，5pl墨的排出数D(A5)是500,000次，并且2pl墨的排出数d(A5)是300,000次。因此，从图19的表中选择温度系数C(A5)为0.85，得到排出参数为755,000(＝500,000+(300,000×0.85))。由于温度Tb是49.5℃，因此从图17的表中选择副加热器206采用50％的驱动占空。

对于区域A6、A7和A8，5pl墨的排出数D(A6)、D(A7)和D(A8)等于排出数D(A5)，并且2pl墨的排出数d(A6)、d(A7)和d(A8)等于排出数d(A5)。因此，对于区域A6、A7和A8，选择了与区域A5所使用的相同的50％的驱动占空。

结果，对于区域A1～A4，采用了40％的驱动占空，而对于区域A5～A8，采用了50％的驱动占空。

当完成了正向打印扫描时，在图5中的S506，将打印介质P沿副扫描方向输送1英寸，并且在S507进行检查以判断是否存在要通过反向打印扫描打印的打印数据。在本实施例中，由于存在这种打印数据，因此处理进入S508，并且在使用副加热器206控制打印头的温度的同时进行反向打印扫描。以与正向打印扫描中的相同的方式使用副加热器206进行温度控制。在本实施例中，对于反向打印扫描，5pl墨的排出数和2pl墨的排出数不变，并且当已将打印头移动至可打印区域PA的右端位置R1时，所获得的温度Tb是50.0℃。因此，对于区域A8～A5，副加热器的驱动占空是15％，并且对于区域A4～A1，副加热器的驱动占空是10％。

当完成了反向打印扫描时，在S509中将打印介质P沿副扫描方向输送1英寸，并且处理返回S504以判断是否存在要通过正向打印扫描打印的打印数据。在本实施例中，由于不存在这种打印数据，因此处理切换至S510，并且将打印介质P排出。之后，打印操作终止。

从图19的表中选择出的温度系数C根据墨的排出数(计数值)的增加而变得更大，并且当墨的排出数(计数值)等于或大于预定值(在本实施例中，等于或大于864,001)时，温度系数C等于或大于1。

在从正向打印扫描开始直至反向打印扫描结束为止的时间段内，打印头的温度如图20A所示变化，并且墨的排出量如图20B所示变化。图20A和20B中的实线表示本实施例中温度和排出量的变化，并且虚线表示对比例子的温度和排出量的变化，在该对比例子中打印头的温度被调整使其总是50℃。

在图20A中，与比较例子中打印头的温度相比，本实施例中打印头的温度变化范围为2℃或2℃以上。在图20B中，对比例子中5pl墨排出具有0.3pl的变动并且2pl墨排出具有0.1pl的变动，而本实施例中5pl墨排出具有0.2pl的变动并且2pl墨排出具有0.1pl的变动。即，与对比例子相比，在本实施例中5pl墨排出具有更小的变化。如参考图15在第二实施例中所述，为了维持排出口周围的墨的温度，打印头的合适温度根据排出口的大小有所不同。因此，难以通过将打印头控制在单一温度来消除排出5pl墨时的变动和排出2pl墨时的变动。然而，当消除了趋于影响图像打印的在排出5pl墨时的变动时，与对比例子中相比，可以获得更大的打印浓度。

如上所述，在实施例中，当采用具有不同大小的排出口来打印图像时，使通过小的排出口所排出的墨的排出数乘以预定系数(温度系数)，并且将所获得的值与通过大的排出口所排出的墨的排出数相加。然后，采用该总值来控制打印头的温度。通过该简单布置，可以防止墨的排出量的变动，并且可以以更高的打印浓度进行高质量图像打印。

其它实施例

本发明可应用于采用基于打印数据通过排出口排出墨的打印头并在打印介质上打印图像的多种喷墨打印装置。因此，不仅可以采用上述串行打印机，而且可以采用所谓的行式打印机(line printer)。此外，代替上述电热转换元件(加热器)，可以采用压电元件来生成用于排出墨的能量。

在上述实施例中，可以基于由为打印头设置的温度检测器(二极管传感器)输出的信号来检测打印头的温度。然而，可以采用任意的温度检测方法，只要可以直接地或间接地检测到打印头的温度即可。此外，在上述实施例中，将加热单元(副加热器)安装在打印头上并且驱动该加热单元以加热打印头。然而，可以采用任意的加热方法，只要可以直接地或间接地加热打印头即可。简言之，应当对要排出至单位打印区域的墨的排出数进行计数，并且应当将打印头加热至根据计数值的增加而升高的目标温度。

另外，提供不同的一次排出中墨排出量的多个排出口不限于如上所述的5pl和2pl墨的排出口。也可以配备能提供三个或更多个不同的排出量的排出口。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改以及等同结构和功能。

Claims (12)

1.一种喷墨打印设备，用于基于打印数据而使用能够从排出口排出墨的打印头在打印介质上打印图像，所述喷墨打印设备包括：

温度检测单元，用于检测所述打印头的温度；

加热单元，用于加热所述打印头；

计数单元，用于基于所述打印数据对要排出至所述打印介质的单位打印区域的墨的排出数进行计数；以及

加热控制单元，用于根据由所述温度检测单元检测出的温度和由所述计数单元计数出的计数值，从驱动占空表中选择所述加热单元的驱动占空，所述加热控制单元控制所述加热单元根据由所述加热控制单元所选择的驱动占空加热所述打印头，以将由所述温度检测单元检测出的温度保持在目标温度从而使得墨排出量稳定，

其中，设置所述驱动占空表，使得在所述计数值为第一计数值的情况下的目标温度高于在所述计数值为小于所述第一计数值的第二计数值的情况下的目标温度。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其特征在于，

所述打印头包括多个排出口，所述多个排出口提供不同的将一次排出的墨的排出量，

在提供相同的排出量的各排出口中，所述计数单元对要排出至所述单位打印区域的墨的排出数进行计数，

所述加热控制单元根据从用于图像打印的排出口排出的墨的排出量来改变所述目标温度。

3.根据权利要求2所述的喷墨打印设备，其特征在于，

随着从所述用于图像打印的排出口排出的墨的排出量增加，所述加热控制单元使所述目标温度升高。

4.根据权利要求2所述的喷墨打印设备，其特征在于，

当采用提供相同的墨排出量的排出口进行图像打印时，所述加热控制单元根据所述相同的墨排出量来改变所述目标温度。

5.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其特征在于，

所述打印头包括多个排出口，所述多个排出口提供不同的将一次排出的墨的排出量，

在提供相同的排出量的各排出口中，所述计数单元对要排出至所述单位打印区域的墨的排出数进行计数，

当采用提供不同的墨排出量的多个排出口进行打印时，所述加热控制单元使所述目标温度与被用来进行打印的多个排出口的计数值的总值的增加一致地升高。

6.根据权利要求5所述的喷墨打印设备，其特征在于，

通过将提供大的墨排出量的排出口的计数值与通过使提供小的墨排出量的排出口的计数值乘以系数而获得的值相加，来获得所述总值。

7.根据权利要求6所述的喷墨打印设备，其特征在于，

随着所述提供小的墨排出量的排出口的计数值增大，所述加热控制单元使所述系数增大。

8.根据权利要求7所述的喷墨打印设备，其特征在于，

当所述提供小的墨排出量的排出口的计数值等于或大于预定值时，所述加热控制单元将所述系数设置为等于或大于1。

9.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其特征在于，

所述温度检测单元检测打印扫描开始之前的所述打印头的温度。

10.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其特征在于，

所述打印头包括：检测器，用于向所述温度检测单元输出与所述打印头的温度相对应的信号；以及加热器，用于在所述加热控制单元的控制下加热所述打印头。

11.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其特征在于，还包括：

移动单元，用于沿主扫描方向移动所述打印头；以及

输送单元，用于沿与所述主扫描方向相交的副扫描方向输送所述打印介质。

12.一种喷墨打印方法，用于基于打印数据而使用能够从排出口排出墨的打印头在打印介质上打印图像，所述喷墨打印方法包括以下步骤：

获得所述打印头的温度；

基于所述打印数据对要排出至所述打印介质的单位打印区域的墨的排出数进行计数；

根据所述打印头的温度和通过上述计数所获得的计数值，从驱动占空表中选择用于加热所述打印头的驱动占空；

根据通过上述选择所选择出的驱动占空加热所述打印头，以将所述打印头的温度保持在目标温度从而使得墨排出量稳定，

其中，设置所述驱动占空表，使得在所述计数值为第一计数值的情况下的目标温度高于在所述计数值为小于所述第一计数值的第二计数值的情况下的目标温度。

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