CN103101300A - 喷墨记录设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷墨记录设备，所述喷墨记录设备包括：喷墨头，所述喷墨头具有喷嘴和喷射能量产生元件，所述喷射能量产生元件被构造成使液滴从所述喷嘴的喷射端口喷射；头部运动装置，所述头部运动装置被构造成使所述喷墨头往复移动以扫描记录介质，从所述喷墨头喷射的液滴沉积在所述记录介质上；线性编码器，所述线性编码器被构造成输出信号以确定喷墨头的位置；喷射触发信号发生装置，所述喷射触发信号发生装置被构造成根据所述线性编码器的输出信号产生喷射触发信号，所述喷射触发信号规定了喷墨头的具有0.1μs阶的时间分辨率的喷射时间；和喷射控制装置，所述喷射控制装置被构造成使喷墨头根据由喷射触发信号规定的喷射时间喷射液滴。

Description

喷墨记录设备和方法

技术领域

本发明涉及一种喷墨记录设备和喷墨记录方法，并且更具体地，涉及用于改善喷墨记录设备中图像成形质量的技术，该喷墨记录设备具有往复式扫描系统，该往复式扫描系统通过从喷墨头执行高频喷射同时使托架往复移动而形成图像，所述喷墨头安装在托架上。

背景技术

在往复式扫描喷墨系统中，通常规定喷墨头的液滴喷射时间的信号(称为“喷射触发信号”，“喷射定时信号”，“喷射时钟信号”，等等)根据指示喷墨头的位置的位置信号而产生，该位置信号从沿着托架的运动方向(主扫描方向)布置的光学线性编码器获得，喷墨头安装在该托架上(例如参见日本专利申请公开第2009-034839和2004-299348号)。

通常，线性编码器由透明片材(标尺)构成，其中形成具有大约每英寸150行(lpi)到300lpi的范围内的行密度的黑色条纹图案，并且彼此面对布置的发光部件(例如包括光发射二极管(LED))和光接收部件穿过透明片材以检测带的色调，从而将信号输出以用作位置信号。还能够以等于标尺的1/4的行间距的间隔布置两个光容纳部件，以便获得具有彼此偏移90°的相位的两个正弦曲线输出信号，其用于产生实现高于标尺中的行密度4倍的记录分辨率的喷射触发信号。例如，在线性编码器中的标尺具有150lpi的行密度时，能够通过其中两个光容纳部件布置在以标尺的1/4的行间距分开的位置处的结构而产生与600点每英寸(dpi)的记录分辨率相对应的喷射触发信号。

如果需要获得用于甚至更高分辨率的喷射触发信号，则用于1200dpi，2400dpi等等的喷射触发信号可以通过利用乘法器从与600dpi相对应的时间信号产生。乘法器可以包括锁相环路(PLL)电路，或可以通过利用高频时钟信号的计算来计算近似时间(例如参见日本专利申请公开第2009-214326号)。

发明内容

上述与相关技术的结构致力于使用线性编码器的输出信号作为参考信号，并且在参考信号的时间处执行墨滴喷射。在以喷射间隔执行墨滴喷射的相关技术中的系统情况下，与喷墨头的谐振周期(半月板的固有振动周期)相比，能够确保用于设定半月板的时间足够长(例如，具有10μs的头部谐振周期并且能够以大约10kHz(等于大约100μs的间隔)喷射液滴的系统)，从而在相关技术的结构中不具有明显的问题。

然而，在寻求进一步提高托架扫描速度并且缩短喷射间隔(以便执行高频喷射)的系统中，为了进一步增加打印产量，如果直接使用相关技术中的喷射触发信号，则问题在于图像成形质量下降。这是因为沿着在相关技术中的喷射触发信号中的时间轴线的变化效果(波动)引起图像质量的下降，这将随后参照图8和9进行详细说明。

鉴于这些情况提出了本发明，本发明的一种目标是提供一种喷墨记录设备和喷墨记录方法，藉此，通过改善喷射触发信号的质量而改进图像成形质量。

为了获得上述目标，本发明涉及一种喷墨记录设备，该喷墨记录设备包括：喷墨头，该喷墨头具有喷嘴和喷射能量产生元件，该喷射能量产生元件被构造成使液滴从所述喷嘴的喷射端口喷射；头部运动装置，所述头部运动装置被构造成使所述喷墨头移动以扫描记录介质，从喷墨头喷射的液滴沉积在记录介质上；线性编码器，该线性编码器被构造成输出信号以确定通过头部运动装置移动的喷墨头的位置；喷射触发信号发生装置，所述喷射触发信号发生装置被构造成根据线性编码器的输出信号产生喷射触发信号，所述喷射触发信号规定了喷墨头的具有0.1μs阶的时间分辨率的喷射时间；和喷射控制装置，所述喷射控制装置被构造成使喷墨头根据喷射触发信号规定的喷射时间喷射液滴。

根据本发明的该方面，在利用线性编码器的输出信号产生喷射触发信号时，喷射触发信号的时间分辨率被设定为0.1μs阶，从而限制沿喷射触发信号的间隔中的时间轴线的变化并且改善喷射触发信号的质量。

在喷墨头通过头部运动装置移动时，与喷墨头的位置相对应的信号根据这种运动从线性编码器输出。指定喷射时间的喷射触发信号(喷射时钟信号)根据这种编码器输出信号产生。喷射触发信号的时间分辨率被设定为0.1μs阶，而不是相关技术中的1μs阶，而通过这种0.1μs阶的时间分辨率调节的间隔的喷射触发信号产生并被施加到喷墨头。通过这种方式，喷射时间被制成为稳定的并且可以改善图像成形质量。通过使用具有0.1μs阶的时间分辨率的喷射触发信号，可以准确地控制其中误差不超过1μs的液滴喷射时间。

具体地，根据本发明的此方面，即使在执行其中喷射间隔没有达到10倍的喷墨头谐振周期的高频喷射的情况下，沿喷射触发信号的时间轴线的变化被抑制成不会影响喷射的少量变化，并且可以获得良好的喷射精度。

优选地，喷射触发信号发生装置被构造成产生其中彼此相邻的喷射触发信号的间隔中的变化量被保持在0.1μs阶内的喷射触发信号。

根据本发明的此方面，施加到喷墨头的喷射触发信号是高质量信号(沿时间轴线几乎没有变化的信号)，其中相邻的喷射触发信号的间隔中的变化量(相邻的喷射触发信号的时间之间的绝对差值)被保持到0.1μs阶。

优选地，喷射触发信号发生装置被构造成产生其中彼此相邻的喷射触发信号的间隔中的变化量被保持在0.2μs内的喷射触发信号。

适当的是喷射触发信号发生装置的电路以以下的方式组成：喷射触发信号的间隔中的变化量被减少到不超过0.2μs。根据该本发明的这方面，喷射时间中的变化量(相邻的喷射触发信号之间的周期差值)相对于喷墨头的谐振周期是非常小的，并且可以保持小的喷射影响。此外，相邻的喷射触发信号的间隔中的变化是平稳的(渐进的)，并且稳定的喷射是可能的。

优选地，喷射触发信号发生装置包括：间隔计算单元，该间隔计算单元被构造成计算根据线性编码器的输出信号的边缘时间产生的时间信号的间隔；和移动平均处理单元，该移动平均处理单元被构造成计算由间隔计算单元计算的时间信号的间隔的移动平均值。

根据本发明的这方面，通过执行移动平均处理可以整平时间信号的间隔中的变化，并且可以产生具有沿着时间轴线的减小变化的喷射触发信号。

优选地，用于在移动平均处理单元中计算移动平均值的时间信号的数量为4的倍数。

例如，在其中相位A编码器信号和相位B编码器信号从线性编码器获得并且时间信号从相位A编码器信号和相位B编码器信号的上升和下降边缘产生的情况下，由于时间信号的间隔趋向于在4个连续脉冲的单位中变化，因此适当的是考虑此变化趋势并且将用于移动平均处理的样本的数量设定成4的倍数。

还优选的是用于在移动平均处理单元中计算移动平均值的时间信号的数量为2的倍数。

例如，在其中只有相位A编码器信号或者只有相位B编码器信号从线性编码器获得并且时间信号从相位A编码器信号和相位B编码器信号的上升和下降边缘产生的情况下，由于时间信号的间隔趋向于在2个连续脉冲的单位中变化，因此适当的是考虑此变化趋势并且将用于移动平均处理的样本的数量设定成2的倍数。

还优选地是：喷射触发信号发生装置包括：间隔计算单元，该间隔计算单元被构造成计算根据线性编码器的输出信号的边缘时间产生的时间信号的间隔；和低通过滤器处理单元，该低通过滤器处理单元被构造成针对指示由间隔计算单元计算的时间信号的间隔的值执行顺序计算型的数字低通过滤器处理。

根据本发明的这方面，低通过滤器等等的电路被设计，以便获得输出其中喷射触发信号的间隔中的变化保持在约为0.1μs且理想地不超过0.2μs的喷射触发信号的电路结构。

优选地，喷墨头的喷射时间的间隔被设定使得连续两个间隔之间的任何差等于喷墨头的谐振周期的整数倍。

更优选地是根据编码器输出的输出信号产生的时间信号的间隔被监测，并且喷射触发信号以为头部谐振周期的整数倍的间隔被输出。换句话说，优选地是液滴喷射时间的间隔之间的差值是头部谐振周期的整数倍。根据本发明的这方面，喷射触发信号能够保持为头部谐振周期的整数倍的间隔，并且能够获得其中喷射触发信号沿时间轴线的变化实际上不影响喷射的良好的液滴喷射。

还优选地是：喷墨记录设备还包括触发信号间隔设定单元，该触发信号间隔设定单元被构造成限制以α加上喷墨头的谐振周期的整数倍的间隔施加到喷墨头的喷射触发信号的输出时间，其中α是小于喷墨头的谐振周期并且不少于0的常数。

根据本发明的这方面，为了使液滴喷射时间的间隔之间的差值为头部谐振周期的整数倍，还能够将液滴喷射时间的间隔调节成α加上头部谐振周期的整数倍。

优选地，通过喷射触发信号规定的记录介质上的喷射液滴的位置与通过记录分辨率规定的液滴沉积候选点的栅格上的理想点之间的偏差不多于液滴沉积候选点的间隔的±10％。

只要实际沉积位置与理想沉积点之间的偏差不多于±10％，则偏差在不会实际上引起问题的可容许范围中。能够在此可容许范围内调节液滴喷射时间。

为了达到上述目标，本发明还涉及一种喷墨记录方法，所述喷墨记录方法使具有喷嘴和喷射能量发生元件的喷墨头将液滴沉积到记录介质上，同时使喷墨头往复移动以扫描记录介质，所述喷射能量发生元件被构造成从喷嘴的喷射端口喷射液滴，所述方法包括：根据线性编码器的输出信号产生喷射触发信号的喷射触发信号发生步骤，所述线性编码器被构造成确定往复移动的喷墨头的位置，所述喷射触发信号以0.1μs阶的时间分辨率规定喷墨头的喷射时间；和根据由所述喷射触发信号规定的喷射时间使喷墨头喷射液滴的喷射控制步骤。

优选地，彼此相邻的喷射触发信号的间隔中的变化量被保持在0.1μs阶内，并且更优选地在0.2μs内。

优选地，喷射触发信号发生步骤包括：计算根据线性编码器的输出信号的边缘时间产生的时间信号的间隔的间隔计算步骤；和计算在间隔计算步骤中计算的时间信号的间隔的移动平均值的移动平均处理步骤。

优选地，用于在移动平均处理步骤中计算移动平均值的时间信号的数量是4的倍数或者2的倍数。

还更优选地是：喷射触发信号发生步骤包括：计算根据线性编码器的输出信号的边缘时间产生的时间信号的间隔的间隔计算步骤；和针对指示在间隔计算步骤中计算的时间信号的间隔的值执行顺序计算型的数字低通过滤器处理的低通过滤器处理步骤。

优选地，喷墨头的喷射时间的间隔被设定使得连续两个间隔之间的任何差等于喷墨头的谐振周期的整数倍。

还优选地是：喷墨记录方法还包括触发信号间隔设定步骤，该触发信号间隔设定步骤限制以α加上喷墨头的谐振周期的整数倍的间隔施加到喷墨头的喷射触发信号的输出时间，其中α是小于喷墨头的谐振周期并且不少于0的常数。

优选地，由喷射触发信号规定的记录介质上的喷射液滴的位置与由记录分辨率规定的液滴沉积候选点的栅格上的理想点之间的偏差不多于液滴沉积候选点的间隔的±10％。

根据本发明，沿被施加到喷墨头的喷射触发信号(喷射时钟信号)中的时间轴线的变化被减小，并且图像成形质量可以被改善。

附图说明

本发明的特性以及本发明的其它目的和优点将在下文中参照附图被说明，其中在整个附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件，并且其中：

图1是根据本发明实施例的喷墨记录设备的总立体图；

图2是显示喷墨记录设备中的记录介质运送路径的示意性图的示意图；

图3是显示托架上的喷墨头的结构实例的平面透视图；

图4是显示线性编码器的结构示意性图的立体图；

图5是显示线性编码器的发光单元和光接收单元的结构实例的示意图；

图6是线性编码器的输出信号的示意图；

图7是相位A编码器信号、相位B编码器信号和时间信号的示意图，该时间信号由在相位A编码器信号和相位B编码器信号的脉冲的边缘时间产生的脉冲构成；

图8是显示相关技术中的喷射触发信号(从编码器信号直接产生的时间信号)的间隔中的变化实例的图表；

图9是显示利用相关技术中的喷射触发信号的液滴喷射的液滴沉积结果的图表；

图10是显示适当的液滴沉积结果；

图11是根据本发明第一实施例的喷射触发信号发生装置的方框图；

图12是移动平均处理单元的方框图；

图13是被构造成执行2次连续脉冲的移动平均处理的移动平均处理单元的方框图；

图14是在第一实施例中获得的喷射触发信号的波形图表；

图15是显示在第一实施例中获得的喷射触发信号的喷射间隔和在相关技术中的喷射触发信号的喷射间隔之间的对比图表；

图16是根据本发明第二实施例的喷射触发信号发生装置的方框图；

图17是PLL电路的结构方框图；

图18是显示以头部谐振周期的整数倍的间隔产生喷射触发信号的实例的图表；

图19是显示以α加上头部谐振周期的整数倍的间隔产生喷射触发信号的另一个实例的图表；

图20是根据本发明第三实施例的触发信号发生装置的方框图；和

图21是喷墨记录设备的结构方框图。

具体实施方式

<喷墨记录设备的总结构>

图1是根据本发明实施例的喷墨记录设备的总立体图。喷墨记录设备10是宽幅打印机，该宽幅打印机通过使用紫外线(UV)固化油墨将彩色图像成形在记录介质12上。宽幅打印机适于在诸如大海报或商业壁广告等等宽图像成形范围中执行记录。这里，与具有3+(329毫米×483毫米)或更大尺寸的介质相对应的打印机被称作“宽幅打印机”。

然而，本发明的应用范围不局限于宽幅打印机。例如，本发明还可以被用于连接到个人电脑等等并适合于诸如A4大小、B5大小或明信片大小的各种纸张大小的墨喷式打印机，或适合于诸如半Kiku(636毫米×469毫米)等等的纸张大小的墨喷式打印机。此外，在使用油墨的类型方面没有具体限制。油墨不局限于为UV固化油墨，并且其还能够使用标准含水色素基油墨或染料基油墨等等。

喷墨记录设备10具有主体20和支撑主体20的机座22。主体20包含：按需型喷墨头24(与“记录头”相对应)，该喷墨头将墨滴喷射并沉积到记录介质12上；台板26，所述台板支撑记录介质12；和导向机构28和托架30，该导向机构和托架形成头部运动装置。

导向机构28被设置以便在台板26上方沿着平行于台板26的介质支撑面和垂直于记录介质12的运送方向(X方向)的扫描方向(Y方向)延伸。托架30被支撑以便能够沿着Y方向在导向机构28上往复移动。喷墨头24被安装在托架30上，而利用UV光照射已经沉积在记录介质12上的墨滴的临时固化光源(定位光源)32A和32B和主固化光源(固化光源)34A和34B也安装在托架30上。

临时固化光源32A和32B是利用UV光照射已经通过喷墨头24沉积在记录介质12上的墨滴用于临时固化墨滴到一定程度从而使相邻的墨滴不会组合在一起的光源。主固化光源34A和34B是利用UV光另外照射临时固化后的墨滴用于最后完全固化墨滴(主固化)的光源。

设置在托架30上的喷墨头24、临时固化光源32A和32B和主固化光源34A和34B与托架30(与托架30一起)沿着导向机构28同步移动。托架30的往复运动方向(Y方向)对应于“主扫描方向”，而记录介质12的运送方向(X方向)对应于“副扫描方向”。

导向机构28设有线性编码器70(如图4所示)，以确定托架30的位置。喷墨头24的喷射时间由根据从线性编码器输出的信号所产生的喷射触发信号来控制。以下说明根据本实施例的喷射触发信号发生装置的细节。

在对材料没有任何限制的情况下，无论介质是否为可渗透或非可渗透的，诸如纸、不织布、聚氯乙烯、复合化学纤维、聚乙烯、聚酯、油布等等的多种介质可以用作记录介质12。在本实施例中，描述了在辊子中制备的连续介质，但是代替这种连续介质，可以采取使用已经被切割成规定尺寸的介质的切割片(切割纸等等)的方式。

记录介质12在辊子42(如图2所示)的状态下从图1中的主体20的后侧供应，并且在打印之后，记录介质12被收紧到主体20的前侧上的辊子44(如图2所示)中。喷墨头24将墨滴喷射和沉积到在台板26上被运送的记录介质12上，并且临时固化光源32A和32B和主固化光源34A和34B利用UV光照射已经沉积在记录介质12上的墨滴。

用于墨盒36的安装部分38被布置在图1中的主体20的前侧左手侧上。墨盒36是存储UV固化墨的可替换墨水供应源(墨箱)。墨盒36相对于在本实施例的喷墨记录设备10中使用的各个颜色的油墨被相应地制备。各个颜色的墨盒36通过独立布置的油墨供应通道(未示出)连接到喷墨头24。在相应颜色的剩余油墨量变低时墨盒36被更换。

虽然在图中未示出，但是用于喷墨头24的保持单元布置在图1中的主体20的右手侧上。保持单元包括帽和擦拭构件(刀片，卷筒纸等等)，该帽用于在不打印时防止喷墨头24干燥，该擦拭构件用于清洁喷墨头24的喷嘴表面(油墨喷射表面)。为了保持的目的，盖住喷墨头24的喷嘴表面的帽设有用于接收从喷管喷射的墨滴的油墨插座。

<记录介质运送路径>

图2是喷墨记录设备10中的记录介质运送路径的示意图。如图2所示，台板26被形成为倒转槽形状，而其上表面是用于记录介质12的介质支撑面。用作间歇地输送记录介质12的记录介质运送装置的一对咬送辊40在记录介质运送方向(X方向)上布置在台板26的上游侧，在台板26的附近。咬送辊40使记录介质12在记录介质运送方向上在台板26上移动。

从构成辊到辊介质运送系统的供应侧辊(给出供应辊)42展开的记录介质12通过一对咬送辊沿记录介质运送方向间歇地运送，该一对咬送辊40布置在打印单元的入口(在台板26关于记录介质运送方向的上游侧)处。在记录介质12到达喷墨头24的正下方的打印单元处时，通过喷墨头24执行打印，并且然后记录介质12在打印之后被卷紧到收紧辊44中。用于记录介质12的导向件46沿记录介质运送方向布置在打印单元的下游侧上。

用于在打印期间调节记录介质12的温度的温度调节单元50布置在台板26的后表面(与支撑记录介质12的表面相反的表面)与喷墨头2相对的位置上。记录介质12的温度可以在打印期间被调节到规定温度，使得沉积在记录介质12上的墨滴的粘性、表面张力、和其它物理特性假定为规定值，并且可以获得需要的点直径。根据需求，打印单元可以设置有预调节单元52和/或后调节单元54，用于调节分别在温度调节单元50的上游侧和下游侧上的记录介质12的温度。

<喷墨头>

图3是显示了布置在托架30上的喷墨头24，临时固化光源32A和32B和主固化光源34A和34B的结构实例的平面透视图。

喷墨头24具有喷嘴行61Y、61M、61C、61K、61LC、61LM、61CL和61W，用于分别喷射黄色(Y)、洋红(M)、青色(C)、黑色(K)、淡青色(LC)、淡洋红(LM)、透明色(透明)(CL)和白色(W)的油墨液滴。在图3中，喷嘴行被表示为虚线，并且不描述单独的喷管。在下文的说明中，喷嘴行61Y、61M、61C、61K、61LC、61LM、61CL和61W可以被大致称作喷嘴行61。

油墨颜色(颜色的数量)和油墨颜色的组合的类型不局限于本实施例。例如，还能够采用其中LC和LM喷嘴行被省略的模式，其中CL和W喷嘴行中的任一项被省略的模式，其中添加用于喷射金属油墨的喷嘴行的模式，其中用于喷射金属油墨的喷嘴行被布置代替W喷嘴行的模式，或其中添加用于喷射特定颜色的油墨的喷嘴行的模式。此外，各个颜色的喷嘴行的结构顺序没有具体限制。然而，适当结构是多个油墨类型中的油墨响应于UV光具有低固化灵敏度的一个，其紧靠临时固化光源32A或32B被布置。

能够形成彩色图像的喷墨头24可以通过形成用于各个颜色的喷嘴行61的头部组件并与头部组件布置在一起而组成。例如，可以采用其中分别具有喷嘴行61Y、61M、61C、61K、61LC、61LM、61CL和61W的头部组件24Y、24M、24C、24K、24LC、24LM、24CL和24W以规定间隔沿托架30的往复运动方向(主扫描方向，Y方向)被布置的模式。各个颜色的头部组件24Y、24M、24C、24K、24LC、24LM、24CL和24W组可以被集中解释为一个“喷墨头”，或头部组件可以被单独解释为多个“喷墨头”。可选地，还能够采用其中油墨流动通道在一个喷墨头24内部被划分用于各个颜色的油墨的模式，并且用于喷射各个颜色的油墨的喷嘴行被布置在一个喷墨头24中。

在每一行的喷嘴行61中，多个喷嘴沿记录介质的运送方向(副扫描方向，X方向)以规定间隔被布置成一行(在一条直线上)。然而，在实施本发明时，喷嘴结构不局限于任何特定布置结构。喷嘴可以以二维形式被布置成交错的2行或3行或更多行。在根据本实施例的喷墨头24中，构成每一个喷嘴行61的喷嘴的布置间距(喷嘴间距)为254微米，这与每英寸100个喷嘴的喷嘴密度(npi)相对应，构成每一个喷嘴行61的喷嘴的数量为256，而每一个喷嘴行61的总长度Lw为大约65毫米(254微米×255＝64.8毫米)。喷射频率(像素时钟)例如为15kHz，并且可以通过改变驱动波形选择性地喷射三种量的液滴(10皮升(pl)，20pl和30pl)。

喷墨头24的油墨喷射方法是通过压电元件的变形喷射油墨液滴的方法(压力喷射法)。对于远离所述压电元件的喷射能量产生元件，还能够采用静电激发器(静电激发器法)，和采用通过加热油墨而产生气泡以通过气泡的压力喷射油墨液滴的加热器(加热元件)(热喷射法)。然而，由于UV固化油墨相对溶剂油墨大致具有高粘度，因此理想的是采用压力喷射法，压力喷射法在使用紫外线固化油墨时具有相对大的喷射力。

<图像成形模式>

在本实施例中的喷墨记录设备10使用多行程(PASS：指图像成形需要打印的次数)图像成形控制，而打印分辨率(记录分辨率)可以通过改变打印行程(次数)的数量而改变。例如，使用三个图像成形模式：高产量模式、标准模式和高质量模式，并且印刷分辨率在各个模式中是不同的。能够根据印刷对象和应用选择图像成形模式。

在高产量模式中，以600dpi(在主扫描方向上)×400dpi(在副扫描方向上)的分辨率在记录介质12上执行打印。在高产量模式中，600dpi的分辨率通过喷墨头24相对于记录介质12沿主扫描方向的2个行程(2次扫描动作)而获得。在第一扫描(在托架30的引出运动时)中，点以300dpi的分辨率被形成在记录介质12上。在第二扫描(在托架30的返回运动时)中，点以300dpi的分辨率被形成在记录介质12上，以便被内插在已经在第一扫描(引出运动时)时形成在记录介质12上的点之间，并沿主扫描方向获得600dpi的分辨率。

另一方面，相对于副扫描方向，由于喷墨头24沿副扫描方向的喷嘴密度为100npi，因此喷墨头24相对于记录介质12的一个主扫描动作(一个行程)可以以100dpi的分辨率在记录介质12上沿副扫描方向形成点。因此，通过4个行程(4次扫描)的内插法打印获得沿副扫描方向的400dpi的分辨率，以填充喷嘴之间的空间。在高产量模式中的托架30的主扫描速度为1270毫米/秒。

在标准模式中，以600dpi×800dpi的分辨率执行打印，该分辨率通过沿主扫描方向上的2个行程和沿副扫描方向的8个行程的打印而获得。

在高质量模式中，以1200dpi×1200dpi的分辨率执行打印，该分辨率通过沿主扫描方向的4个行程和沿副扫描方向的12个行程的打印而获得。

在喷墨头24沿主扫描方向(图1中的Y方向)移动时，喷墨头24的喷嘴将油墨液滴喷射并且沉积到记录介质12上。通过喷墨头24沿主扫描方向的往复运动和记录介质12沿副扫描方向(图1中的X方向)的间断运送的组合在记录介质12上执行二维图像成形。

已经从喷墨头24的喷嘴喷射和在沉积在记录介质12上的墨滴被UV光照射，用于通过临时固化光源32A(或32B)临时固化，该固化光源使墨滴在沉积在记录介质12上之后立即通过。此外，记录介质12上的由于记录介质12的间断运送而已经通过喷墨头24的打印区域的墨滴被UV光照射，用于通过主固化光源A和34B进行主固化。

对于临时固化光源32A和32B的光源，可以使用UV-LED元件或UV灯等等。主固化光源34A和34B不局限于UV-LED元件，并且还可以采用UV灯等等。

可以使临时固化光源32A和32B两者在通过喷墨头24进行的打印操作期间保持照明，但是还能够通过使临时固化光源32A和32B中的一个在托架30的前侧上根据托架30沿主扫描方向的运动被关闭而延长光源的使用寿命。此外，主固化光源34A和34B都在喷墨记录设备10的打印操作期间保持照明。然而，在具有慢扫描速度的图像成形模式中，还能够关闭主固化光源34A和34B中的一个。临时固化光源32A和32B以及主固化光源34A和34B的照明开始时间可以为相同的时间或不同的时间。

通过记录分辨率确定的液滴沉积点(像素)的间隔被称为“液滴沉积点间隔”、“像素间隔”或“点间隔”。通过记录分辨率确定的可记录液滴沉积点(液滴沉积候选点)的栅格(矩阵)称为“液滴沉积点栅格”或“像素栅格”。在沿主扫描方向的为600dpi而副扫描方向上为400dpi的记录分辨率的情况下，主扫描方向的液滴沉积候选点的间隔为25.4毫米/600≈42.3微米，而沿副扫描方向的液滴沉积候选点的间隔为25.4毫米/400＝63.5微米。这表示液滴沉积点栅格的一个单元(与一个像素相对应)的尺寸是42.3微米×63.5微米。记录介质的运送和喷墨头24的液滴沉积位置(液滴喷射时间)在通过记录分辨率确定的液滴沉积点间隔的单元中被控制。通过记录分辨率确定的液滴沉积点的间隔可以称为“分辨率间距”或“像素间距”。

<线性编码器>

这里描述了确定托架30的位置的线性编码器70。图4是线性编码器70的结构示意立体图。线性编码器70包括：平行于主扫描方向布置的带状标尺72、发光元件74和光接收元件76和77。标尺72由光透射(透明)树脂材料组成，并且具有屏蔽光的光屏蔽图案功能的黑色条纹73A的图案沿标尺72的纵向等间距形成。例如，条纹73A以150lpi的行密度形成。

发光元件74和每一个光接收元件76和77被布置以面向彼此穿过标尺72，并且从发光元件74发出的光通过标尺72并由光接收元件76和77接收。每一个光接收元件76和77都是光电变换器元件，其输出与接收的光量相对应的电信号。光接收元件76和77以一间隔被布置，该间隔与相对于标尺72中的条纹73A的重复间距成90°(等于1/4的行间距)的相位相对应。通过如此布置的接收单元76和77，可以获得彼此分开90°的两个相位(相位A信号和相位B信号)的检测信号。

如图5所示，发光元件74和光接收元件76和77固定到方形U形框架78的内表面以面向彼此穿过标尺72，从而构成透射型光电断路器80。光电断路器80固定到托架30，而标尺72固定到导向机构28。在托架30沿着导向机构28移动时，光电断路器80还相对于标尺72移动，并且由于光接收元件76和77相对于条纹73A的相对位置的改变，光接收元件76和77输出与条纹73A的底纹相对应的光接收信号。

图6是光学线性编码器的输出信号的示意图。这里，为了简化说明，说明了其中没有误差(诸如标尺72的位置移动和托架30的速度变化)的理想输出。

在图6中，图表(a)显示了相位A原始信号(光接收信号)，图表(b)显示相位B原始信号(光接收信号)，图表(c)显示通过二进制相位A原始信号获得的相位A编码器信号，而图表(d)显示通过二进制相位B原始信号获得的相位B编码器信号。

从光学线性编码器的光接收元件获得的信号是诸如图6中的图表(a)和(b)中的那些的正弦曲线信号。通过二进制这些正弦曲线信号，获得诸如图6中的图表(c)和(d)的那些的矩形信号。在图6中，图表(e)显示了通过检测相位A编码器信号和相位B编码器信号的脉冲边缘(上升边缘和下降边缘)在各个时间产生的时间信号或时间脉冲。

例如，在标尺72中的条纹73A以150lpi的行密度布置时，可以通过检测相位A编码器信号的上升边缘、相位B编码器信号的上升边缘、相位A编码器信号的下降边缘和相位B编码器信号的下降边缘在图表(e)中产生与600dpi的液滴沉积分辨率相对应的时间脉冲(这相当于4X150lpi)。

在图表(e)中如此产生的时间脉冲用作相关技术中的喷射触发器脉冲；然而，具有在“相关技术的说明”中描述的问题。

<技术问题的说明>

例如，系统被认为是其中沿托架(记录头安装在托架上)的主扫描方向的扫描速度为1.27m/s，液滴沉积候选点以300dpi的密度沿主扫描方向定位(即，与沿主扫描方向具有300dpi的记录分辨率的图像模式相对应)。

在这种情况下，被施加到记录头的理想喷射触发信号以15kHz的频率(即，以66.667μs的规定间隔)产生。然而，通常来说，通过使用布置在如上所述的主扫描轴线上的光学编码器的输出信号作为参考信号产生喷射触发信号，并且例如，由于托架的主扫描运动中的速度波动和沿着来自编码器的输出信号中的时间轴线的变化改变喷射触发信号的时间间隔。

具体地，在光学编码器中，编码器信号的脉冲基于如何设定与接收的光量相对应的原始信号的正弦曲线变化的零点容易地从50％的占空比开始改变，因此从编码器信号产生的时间信号通常显示每2个时间或4个时间周期沿时间轴线的变化。

用于上述沿时间信号中的时间轴线变化(波动)的理由参照图7进行说明。在图7中，图表(a)显示相位A编码器信号，图表(b)显示相位B编码器信号，并且在每一个编码器信号中，脉冲的占空比从50％改变。在图7中，图表(c)显示在相位A编码器信号和相位B编码器信号中的脉冲的各个边缘时间产生的时间信号或时间脉冲。

如图7的图表(a)和(b)中所证，在相位A编码器信号和相位B编码器信号中，不需要获得具有50％的占空比的理想脉冲，但是对于多种理由，获得具有从50％改变的占空比的脉冲。例如，原始编码器信号由于诸如光电断路器80内部的标尺72的位置变化、标尺72的畸变、托架30的速度波动、托架30的运动期间的机械振动、光接收元件中的光电转换的时间变化等等的各种因素而导致变化。此外，基于如何设定二进制原始信号时的零点，二进制之后的编码器信号中的脉冲的占空比可以容易地偏离50％占空。

如图7中的图表(a)和(b)所示，在相位A编码器信号和相位B编码器信号从50％的占空比改变时，在各个时间的间隔(和图表(c)中的相应的时间脉冲之间)中可以发生变化，例如与时间脉冲1相对应的相位A编码器信号的增长时间、与时间脉冲2相对应的相位B编码器信号的增长时间、与时间脉冲3相对应的相位A编码器信号的下降时间和与时间脉冲4相对应的相位B编码器信号的下降时间。

因此，在通过检测相位A编码器信号和相位B编码器信号的边缘产生与记录分辨率(dpi)(如标尺中的条纹图案的行密度(lpi)4倍高)相对应的时间信号时，时间信号的间隔适于随4个连续时间脉冲1，2，3和4的周期而变化。

在通过检测只有相位A编码器或只有相位B编码器信号的增长和下降边缘产生时间信号时，沿时间轴线的变化易于出现在2个连续时间信号的周期。

图8是显示相关技术中的喷射触发信号(直接从编码器信号产生的时间信号)的间隔中的变化实例的图表。水平轴线表现主扫描方向(毫米)上的位置，而垂直轴线表现喷射间隔(μs)。如图8所示，具喷射触发信号的间隔对于大约每一个信号具有大约1μs的误差的波动。换句话说，喷射触发器脉冲的间隔在1μs阶内变化。

在相关技术中，当例如以大约10kHz的频率喷射液滴时，可以确保大约100μs的喷射时间间隔。在这种情况下，喷射时间间隔相对喷墨头的谐振周期(例如10μs)足够长，并且在任何具体喷射时间时，由先前喷射所引起的喷嘴中的液体表面(弯液面)中的变化被充分沉淀。换句话说，确保喷射时间间隔，藉此，在弯液面由于先前喷射具有充分沉淀而产生振动之后执行随后的喷射。因而，如果喷射触发信号被创造，例如通过使用编码器输出信号直接地作为喷射触发信号，或者通过经过使用PLL或者时间计数器等等计算编码器输出信号的1/n周期(其中n大于1的任何整数)的时间插入喷射触发信号，在喷射触发信号中已经达到足够质量。

然而，在寻求通过更快的主扫描速度和以更短的喷射间隔以进一步提高产量的系统中，如在具有1.27m/s的主扫描速度和以300dpi的密度定位的液滴沉积候选点的上述系统中，或者在寻求在一个喷射周期(一个记录周期)内喷射多个液滴的系统中，如果直接使用相关技术中的喷射触发信号，则获得诸如图中的这些液滴喷射结果，其中沉积的液滴受到彼此影响(彼此干涉)。

图9显示在具有1.27m/s的托架主扫描速度和以300dpi的密度定位的液滴沉积候选点的系统中，利用相关技术中的喷射触发信号(具有如图8所示的间隔变化的信号)执行液滴喷射的结果。图9显示了由从两个喷嘴连续喷射的液滴形成的两行沉积点。理想地，如图10所示，适当的是从每一个喷嘴喷射的液滴在记录介质的表面上是独立的(隔离且分开)并且形成接近于圆形形状的点，但是在实际操作中，如图9所示，经常出现相邻液滴沉积点处的液滴接合在一起。

如上所述，如果直接使用相关技术中的喷射触发信号执行高频液滴喷射，则来自喷墨头的喷射受到沿液滴喷射时钟信号(所述喷射触发信号)中的时间轴线的细微变化(如图7所示的1μs阶的波动)的影响，并且喷射液滴的沉积位置被不均匀地布置。

这种现象可以如下基于喷墨头的谐振频率被描述。在喷射指令在其中先前喷射之后的弯液面没有被充分沉淀的时间处施加到喷墨头时，喷射驱动波形的应用时间产生喷墨头的谐振频率的相位组成，其大约为100kHz(等于大约10μ的谐振周期)。如果沿喷射触发信号的时间轴线的变化为1μs，则沿时间轴线的1μs的这种变化(波动)按照喷射驱动波形的相位为2π/10，因此对喷射具有较大影响。

如图8所示，在观察详细(微观地)时，直接使用在相关技术中的编码器信号的时间大约每次变化1μs到解决2μs(即1μs阶的变化)。由于编码器信号的时间以这种方式沿时间轴线变化，因此不适合参照编码器信号详细说明液滴喷射时间。为了解决参照图9所述的间题并且获得良好的喷射，适当的是充分抑制沿喷射触发信号的时间轴线的变化。

因此，在本实施例中，使用以下测量。

(1)喷射触发信号的时间分辨率被设定为0.1μs阶，而不是相关技术中的1μs阶。

(2)此外，当利用如上所述的0.1μs阶的时间分辨率产生喷射触发信号时，喷射触发信号逐渐增加和减少(逐渐改变)。

(3)此外，适当的是在使彼此相邻的喷射触发信号的间隔中的变化足够小时，喷射触发信号的周期没有相对于喷墨头的谐振周期而改变。更具体地，适当结构是其中喷射触发信号的连续两个间隔之间的任何差值被设定为等于喷墨头的谐振周期的整数倍中的一个。

喷墨头的谐振周期是整体振动系统的自振周期，这通过油墨流动通道系统、油墨(声学元件)、压电元件等等的尺寸、材料和物理值来确定。在喷墨头使用压电元件的情况下，每一个喷嘴的喷射机构使用其中压电元件(喷射能量产生元件)布置在压力室上的隔板上的系统(压力室连接到喷嘴孔口(喷射端口))，并且压力变化通过驱动压电元件而被施加到压力室中的液体，从而移动隔板，藉此，液体的液滴从喷嘴孔口喷射。

在压电元件被驱动以使隔板移动时，喷嘴中的弯液面由于压力室内部的压力变化而以谐振周期振动。考虑到头部谐振周期而设计通过喷射驱动波形的应用而产生的喷射操作。

<第一实施例>

图11是根据本发明第一实施例的喷射触发信号产生装置的方框图。

信号处理单元90根据编码器70的输出信号产生喷射触发信号。信号处理单元90包括：时间信号产生单元92，该时间信号产生单元通过检测从编码器70获得的相位A编码器信号和相位B编码器信号的脉冲边缘产生时间信号；间隔计算单元94，间隔计算单元计算通过时间信号产生单元92产生的时间信号的间隔；和移动平均处理单元96，该移动平均处理单元在通过间隔计算单元94确定时间信号的脉冲间隔时发现时间信号的脉冲间隔的移动平均值，并在移动平均值的周期产生脉冲。

信号处理单元90可以由软件或硬件和软件的组合构成。

间隔计算单元94利用高频时钟(例如120MHz)计算时间信号产生单元92的输出信号的间隔，从而计算时间信号的周期。时间信号用作喷射触发信号(喷射时钟信号)98，该周期的时间信号通过移动平均处理单元96调节。

图12是移动平均处理单元96的方框图。图12显示用于确定包括当前值的4个相邻值(4个样本)的移动平均值的处理实例。间隔值计算单元95根据间隔计算单元94的输出依次计算表示时间信号的间隔的值x(n)。4个样本的移动平均值被计算用于在时间信号脉冲处计算的间隔值。

图12中的“Z^-1”表现输入延迟一个样本时间周期。当前值x(n)被加到三个值x(n-1)、x(n-2)和x(n-3)，这三个值中的每一个从当前值延迟一个样本时间周期，并且总和值除以样本数量4(即乘以1/4)以确定平均值。

根据因此获得的平均值，产生具有4个样本的移动平均值的周期的时间信号。如参照图7所示，编码器信号的波动特性在相位A编码器信号的上升和下降之间和在相位A编码器信号的下降和上升之间较小，并且在相位B编码器信号的上升和下降之间以及相位B编码器信号的下降和上升之间也较小。通过检测相位A编码器信号和相位B编码器信号的上升和下降边缘(即，与4个边缘相对应的4倍时间频率信号；与相当于4X150lpi的600dpi的液滴沉积分辨率相对应的时间信号)获得的时间信号的间隔趋于沿4个脉冲单位的时间轴线变化。

因此，考虑到波动特性，适当的是将用以获得移动平均值的时间信号的脉冲的数量设定为4的倍数。在本实施例中，获得用于600dpi的4连续脉冲的移动平均值，但是本发明不局限于此，还能够计算用于8连续脉冲、12连续脉冲、16连续脉冲等等的移动平均值。

通过采用上述结构，在原始时间信号中的波动部件可以被减小或者能够获得沿相邻脉冲之间的时间轴线具有小变化的喷射触发信号。

代替上述其中获得相位A编码器信号和相位编码器信号的结构，如果只与300dpi的液滴沉积分辨率相对应的脉冲信号通过仅检测相位A编码器信号的边缘或仅检测相位B编码器信号的边缘而获得，则适当的是设定时间信号的脉冲数量以获得2脉冲的倍数的移动平均值，并且采取计算2连续脉冲、4连续脉冲、8连续脉冲等等的移动平均值的结构。

图13是被构造成执行2连续脉冲的移动平均处理的移动平均处理单元的方框图。处理的细节仅按照样本数量不同于图12中显示的结构，因此这里省略了对其的进一步说明。

图14是在第一实施例中获得的喷射触发信号的波形图表。如图14所示，在本实施例中获得的喷射触发信号具有减小的编码器波动部件，并且在波动中的控制因素沿主扫'描动作的机械变化。因此，在与300dpi到600dpi的范围内的液滴沉积分辨率相对应的喷射触发信号中，例如相邻触发信号(相邻脉冲)的间隔中的变化被保持为小于1μs。相邻的喷射触发信号的间隔TA和TB中的变化(绝对差值TA-TB)被限制为不超过0.2μs。

在主扫描方向上的整个范围中，相邻喷射触发信号的间隔中的变化被保持为0.1μs阶，并且更理想地，被保持在0.2μs内。

图15是显示在第一实施例中获得的喷射触发信号的喷射间隔和在相关技术中的喷射触发信号的喷射间隔之间的对比的图表。水平轴线表现沿主扫描方向(毫米)的位置，而垂直轴线表现喷射间隔(μs)。在图15中，根据第一实施例的喷射触发信号被表示为平滑曲线并且用附图标记100表示，而相关技术中的喷射触发信号用附图标记102表示。相关技术中的喷射触发信号102在相邻的喷射触发信号之间具有大约2μs的大间隔变化，并且相邻喷射触发信号之间的间隔每次改变很大。此外，在考虑到整体主扫描位置时，相关技术中的喷射触发信号102随反映主扫描运动的机械振动的波动而变化。

另一方面，如先前所述，在第一实施例中的喷射触发信号100的间隔变化只限于沿时间轴线的不多于相邻喷射触发信号之间0.2μs的变化，并且总体上，该间隔在65.5μs周围大约1μs的范围内平滑(逐渐)改变。

因此，根据第一实施例，喷射触发信号的时间分辨率被改善到0.1μs阶的质量，并且可以获得诸如显示在图10中的液滴喷射。

<第二实施例>

接下来，说明本发明的第二实施例。

图16是根据第二实施例的喷射触发信号产生装置的方框图。在图16中，与图11那些相同或相似的元件用相同的附图标记表示，并且其进一步说明在这里被省略。

在图16中所示的第二实施例中的喷射触发信号产生装置设有信号处理单元110，代替图11中所示的第一实施例中的信号处理单元90。信号处理单元110包括锁相环路(PLL)电路114和触发信号间隔设定单元116，以便减小沿从时间信号产生单元92输出的时间信号中的时间轴线的变化。

图17是PLL电路114的结构的方框图。PLL电路114包括相位比较器122、低通过滤器(LPF)124、电压控制振荡器126和分频器128。

相位比较器122产生表示从时间信号产生单元92(参见16)获得的时间信号和返回通过分频器128的反馈信号之间的相位差的相位差信号。LPF124是顺序计算型的数字低通过滤器，其将相位差信号转换成具有与相位差相对应的电压值的信号。在喷射触发信号(像素时钟)的频率为例如15kHz时，LPF124的特性被设定为具有大约10kHz的切断频率，以这样的方式，为像素时钟一半的7.5kHz的频率被切断。

振荡器126产生具有与由LPF124的输出信号表示的电压值相对应的频率的时间信号。

分频器128划分从振荡器126输出的时间信号的频率，以产生返回到相位比较器122的反馈信号。

PLL电路114的参数以从PLL电路114输出的时间信号(以下简称“PLL输出时间信号”)具有与参照图15说明的喷射触发信号100相似的质量的方式被调节。如果PLL电路114的设计能够使PLL输出时间信号具有与第一实施例中的喷射触发信号相似的质量，则能够使用PLL输出时间信号直接作为喷射触发信号。

这里，为了进一步改善特性，采用上述说明的测量(3)并且信号处理单元110设有触发信号间隔设定单元116，该触发信号间隔设定单元以一定间隔从PLL输出时间信号产生喷射触发信号，该间隔是头部谐振周期的整数倍。

施加到喷墨头的喷射触发信号间隔被设定为先前已经确定的头部谐振周期的整数倍，并且根据PLL输出时间信号的间隔的累积值(称为“时间A”)(时间计数的累积值)，在接下来整数倍值的喷射触发信号(称为“时间B”)的时间被使用。通过采用这种结构，喷射触发信号可以始终保持为头部谐振周期的整数倍的间隔，并且可以获得理想的液滴喷射(参见图10)。

具有用于选择将被施加到喷墨头的喷射触发信号的时间的装置的功能的触发信号间隔设定单元116计算PLL输出时间信号的间隔的累积值，并在具有表示为“α+头部谐振周期的整数倍”的间隔的液滴喷射时间处产生喷射触发信号(其中α是小于头部谐振周期并且不少于0的常数)。触发器周期设定单元116的输出施加到喷墨头并用作喷射触发信号。

图18是显示在为头部谐振周期的整数倍的间隔处产生喷射触发信号的实例的图表。这里，时间周期大约是66μs，并且头部谐振周期是10μs。如图18所示，与时间A的周期(大约66μs)相比，时间B(液滴喷射时间)的每一个间隔是头部谐振周期(10μs)的整数倍。

在PLL输出时间信号处于均匀周期(66μs)时，PLL输出时间信号的间隔的累积值是66μs的多倍。实际喷射时间(液滴喷射时间)被设定(限制)为一间隔(这里为70μs或60μs)处的时间，该间隔是10μs的头部谐振周期的整数倍。产生喷射触发信号的间隔的时间计数的累积值以下一个喷射触发信号在头部谐振周期的整数倍的间隔处产生的方式被设定。

由于喷射触发信号仅在为头部谐振周期的整数倍的间隔处输出，因此误差相对于PLL输出时间信号的间隔的累积值被逐渐累积。在这种误差累积直到达到等于头部谐振周期的值为止时，整数倍的整数值以一个喷射触发信号的间隔相对于头部谐振周期的整数倍的关系被保持的方式而增加。

与图18中所示的图表中的累积值70，130，200，…(μs)相对应的液滴喷射时间具有相对理想时间的偏差(误差)，以使喷射液滴在±6％的范围内沉积到液滴沉积候选点的栅格上的理想点上。通常，如果来自液滴沉积候选点的栅格上的理想点的沉积液滴的重力中心在理想点的±10％的间隔的范围之内，则这种液滴沉积精度实际上是可以接受的。换句话说，可以调节头部谐振周期的单位中的液滴喷射时间，只要在调节的液滴喷射时间喷射的液滴沉积在与液滴沉积候选点的栅格上的理想点之间的偏差保持在±10％的理想点的间隔内的位置处。在图18所述的实例中，可以在为头部谐振周期的整数倍的间隔处产生喷射触发信号，并且可以获得良好的液滴喷射，同时确保液滴沉积精度。

在图18中，液滴喷射时间的间隔被设定为头部谐振周期的整数倍，并且液滴喷射时间的间隔还可以被设定为α加上头部谐振周期的整数倍。α可以被限定为小于头部谐振周期并且不少于0的常数的值。图19显示了其中α为5μs的实例。

在图19中的实例中，液滴喷射时间的每一个间隔被设定为5μs和头部谐振周期的整数倍的总和。即使使用这种结构，喷射触发信号的两个连续间隔之间的差值可以相对于头部谐振周期始终保持整数倍关系，并且可以获得良好的液滴喷射。

<第三实施例>

还能够采用合并如图18和19所示的触发信号间隔设定单元116与第一实施例结合的结构。图20显示这种结构的方框图。在图20中，与图11和16中的那些元件相同或相似的元件用相同的附图标记表示，并且这里省略了对其的进一步说明。

适当的结构是其中喷射触发信号产生时间以液滴喷射时间的间隔为α加上头部谐振周期的整数倍的方式相对于从移动平均处理单元96输出的时间信号被限制。通过这种方法，可以在差值为头部谐振周期的整数倍的间隔处始终产生喷射触发信号。

<在一个记录周期中的多个液滴的喷射>

在多个液滴在一个记录周期中被喷射用于在记录介质上的一个像素(一个液滴沉积候选点)上执行点记录时，沿喷射触发信号的时间轴线的变化对喷射产生很大影响。例如，如果一个记录周期为大约66μs，则具有其中3个到4个液滴在66μs的周期内被连续喷射的情况，并且这些液滴被沉积以接合在一起，从而形成较大的点。在这种情况下，必须通过使用头部谐振周期(例如10μs)在一个记录周期内喷射3个或4个液滴，因此在喷射触发信号的3个或4个脉冲在一个记录周期内被应用到喷墨头时，时间特别重要。

在相关技术中的喷射触发信号中的1μs阶的时间变化对喷射产生巨大影响并削弱图像成形质量。另一方面，根据本发明的上述实施例，即使在多个液滴在一个记录周期内被喷射时，也可以改善喷射触发信号的质量，并且可以获得良好的液滴喷射。

<喷墨记录设备的控制系统>

图21是根据本发明实施例的喷墨记录设备10的结构的方框图。如图21所示，喷墨记录设备10设有控制器202。对于控制器202，可以使用例如装备有中央处理单元(CPU)等等的计算机。控制器202用作控制装置，用于根据规定程序控制整个喷墨记录设备10，并用作用于执行各个计算的计算装置。控制器202包括记录介质运送控制单元204、托架驱动控制单元206、光源控制单元208、图象处理单元210和喷射控制单元212。这些单元中的每一个都通过硬件电路或软件或它们的组合而获得。

记录介质运送控制单元204控制用于输送记录介质12(参见图1)的运送驱动单元214。运送驱动单元214包括如图2所示驱动轧辊40的驱动电动机及其驱动电路。在台板26上被运送(参见图1)的记录介质12根据通过喷墨头24执行的沿主扫描方向的往复扫描动作(打印通道动作)沿副扫描方向被间歇地运送。

如图21所示，托架驱动控制单元206控制主扫描驱动单元216，用于使托架30(参见图1)沿主扫描方向移动。主扫描驱动单元216包括连接到托架30的运动机构的驱动电动机及其控制电路。光源控制单元208是由临时固化光源32A和32B的UV-LED元件通过LED驱动电路218控制光发射以及由主固化光源34A和34B的UV-LED元件通过LED驱动电路219控制光发射的控制装置。

诸如操作面板的输入装置220和显示器装置222连接到控制器202。输入装置220是外部操作信号通过其手动输入到控制器202的装置，并且可以采用诸如键盘、鼠标、触摸屏、操作按钮等等的不同形式。显示器手动装置222可以采用诸如液晶显示器(LCD)、有机场致发光(EL)显示器、阴极射线管(CRT)等等的不同形式。操作者能够通过操作输入装置220选择图像成形模式(图像成形幅)、输入打印条件以及输入和编辑附加条件等等，并能够通过在显示器装置222上的显示确认输入细节和诸如搜索结果的各种信息。

此外，喷墨记录设备10设有存储各种信息的信息存储单元224，和用于获得打印用的图像数据的图像输入接口226。能够采用串行接口或并行接口用于图像输入接口226。还能够采用设有缓冲存储器(未示出)的图像输入接口226用于实现高速通信。

通过图像输入接口226输入的图像数据通过图象处理单元210转换为用于打印的数据(点数据)。通常，点数据通过使多色调的图像数据经历颜色转换处理和半调色处理而产生。颜色转换处理用于将通过sRGB系统(例如红绿蓝的各个颜色的8位红绿蓝图像数据)表示的图像数据转换成由喷墨记录设备10使用的各个颜色的油墨的图像数据。

半调色处理用于以误差漫射、阈值矩阵等等的方式将通过颜色转换处理产生的各个颜色的颜色数据转换成各个颜色的点数据。用于执行半调色处理的方法通常可以采用诸如误差扩散法、高频振动法、阈值矩阵法、密度图案法等等的各种类型的公知方法。半调色处理将具有M值(M≥3)的色调图像数据大致转换成具有N值(N＜M)的色调图像数据。在最简单的实例中，图像数据被转换成具有2值(点开/关)的点图像数据，但是在半调色方法中，还能够执行与不同类型的点尺寸(例如三个类型的点：大点、中点和小点)相对应的多个值的量化。

以此方式获得的二进位或多值图像数据(点数据)用于“驱动(开)”或“不驱动(关)”各个喷嘴，或者在多值数据的情况下，还用作用于控制喷射液滴体积(点尺寸)的油墨喷射数据(液滴控制数据)。

喷射控制单元212根据图象处理单元210中产生的点数据产生用于头部驱动电路228的喷射控制信号。此外，喷射控制单元212包括驱动波形发生单元(未示出)。驱动波形发生单元是产生用于驱动与喷墨头24的各个喷嘴相对应的喷射能量产生元件(在本实施例中为压电元件)的驱动电压信号的设备。驱动电压信号的波形数据预先存储在信息存储单元224中，并且如果需要并且在需要时输出待使用的波形数据。从驱动波形发生单元输出的信号(驱动波形)被供应给头部驱动电路228。从驱动波形发生单元输出的信号可以为数字波形数据或者模拟电压信号。

公共驱动电压信号通过头部驱动电路228施加到喷墨头24的喷射能量产生装置，同时连接到能量产生元件的单独电极的开关元件(未示出)根据各个喷嘴的喷射时间被打开和关闭，油墨的液滴从相应喷嘴喷射。

将通过系统控制器202的CPU执行的程序和控制目的所需要的各种数据存储在信息存储单元224中。信息存储单元224存储与图像成形模式、行程数量(扫描重复的数量)、控制记录介质沿副扫描方向的运送所需要的运送量信息和用于临时固化光源32A和32B以及主固化光源34A和34B等等的控制信息相对应的分辨率设置信息。

如参照图4所述，编码器70安装在主扫描运动机构上，并且根据托架30的运动输出编码器信号。编码器信号被发送给控制器202。控制器202用作从编码器70的输出信号产生喷射触发信号的装置。

此外，虽然未示出，但是编码器安装在运送驱动单元214的驱动电动机上。这种编码器输出与运送驱动单元214的驱动电动机的旋转速度和旋转量相对应的编码器信号。这种运送系统的编码器信号被发送给控制器202，并且根据这种信号确定记录介质12(参见图1)的位置。

传感器232安装在托架30上，并且根据从传感器232获得的传感器信号确定记录介质12的宽度。

在本实施例中，喷射控制单元212与“液滴喷射控制装置”相对应。

<记录介质>

“记录介质”是对介质的泛称，从喷墨头喷射的液滴沉积在该介质上，并且这种介质包括诸如被打印介质、被记录介质、图像成形介质、图像接收介质、喷射接收介质、打印介质等等的各种项目。在实施本发明时，对记录介质的材料或者形状或者其它特征没有具体限制，并且可以采用诸如连续纸、切割纸、密封纸、OHP片或者其它树脂片、膜、布、无纺布、用于在其上形成配线等等的印制电路的基板的各种不同的介质，而与它们的材料或者形状无关。

<变形例实例1>

在上述实施例中，临时固化光源32A和32B以及主固化光源34A和34B相对于喷墨头24沿主扫描方向对称地布置(相对于中心行线性对称布置)，并且液滴喷射和UV照射通过往复扫描(双路扫描)执行，并且还能够采用其中临时固化光源和主固化光源仅布置在喷墨头24的一侧上并且通过单向扫描执行图像成形的模式。

此外，在实施本发明时，绝对不需要使用紫外线固化油墨。更具体地，还能够采用使用普通油墨并省略临时固化光源32A和32B以及主固化光源34A和34B的结构的模式。

<变形例实例2：副扫描运动>

在图1中的喷墨记录设备10中，说明了其中记录介质12沿副扫描方向运送的实例，但是其中喷墨头和记录介质沿副扫描方向相对于彼此移动的模式不局限于这种实例。例如，还能够采用使喷墨头沿副扫描方向移动同时记录介质静止的模式，或者通过组合喷墨头的运动和记录介质的运送获得副扫描运动的模式。

<主扫描方向和副扫描方向之间的关系>

如图1所示，适当的是从控制观点来说，主扫描方向和副扫描方向彼此垂直。在实施本发明时，主扫描方向和副扫描方向不需要必须具有严格垂直的关系。为了获得二维图像成形，主扫描方向和副扫描方向应该相互相交(不应该平行)。

<设备的应用实例>

在上述实施例中，已经通过实例的方式说明了按需型宽幅喷墨记录设备，但是本发明应用的保护范围不局限于此。本发明还可以被用于不同于宽幅记录设备的喷墨记录设备。此外，本发明不局限于图像打印应用，并且还可以被用于能够形成各种类型的图像图案的各种图像成形设备，例如在电子电路基板上形成配线图案的图像的配线图案形成设备，用于各种装置的制造设备，使用树脂液体作为用于喷射的功能液体(与“油墨”相对应)的抗染印刷设备、精细结构形成设备等等。

应该理解的是本发明不应被理解为对公开的具体形式的限制，而恰恰相反，本发明将涵盖如所附权利要求表示的落入本发明的精神和保护范围内的所有修改，可选结构和等效形式。

Claims (20)

1.一种喷墨记录设备，所述喷墨记录设备包括：

喷墨头，所述喷墨头具有喷嘴和喷射能量产生元件，所述喷射能量产生元件被构造成使液滴从所述喷嘴的喷射端口喷射；

头部运动装置，所述头部运动装置被构造成使所述喷墨头往复移动以扫描记录介质，从所述喷墨头喷射的液滴沉积在所述记录介质上；

线性编码器，所述线性编码器被构造成输出信号以确定通过头部运动装置移动的喷墨头的位置；

喷射触发信号发生装置，所述喷射触发信号发生装置被构造成根据所述线性编码器的输出信号产生喷射触发信号，所述喷射触发信号规定了喷墨头的具有0.1μs阶的时间分辨率的喷射时间；和

喷射控制装置，所述喷射控制装置被构造成使喷墨头根据由喷射触发信号规定的喷射时间喷射液滴。

2.根据权利要求1所述的喷墨记录设备，其中所述喷射触发信号发生装置被构造成产生喷射触发信号，其中彼此相邻的所述喷射触发信号的间隔的变化量被保持在0.1μs阶内。

3.根据权利要求1所述的喷墨记录设备，其中所述喷射触发信号发生装置被构造成产生喷射触发信号，其中彼此相邻的喷射触发信号的间隔的变化量被保持在0.2μs内。

4.根据权利要求1所述的喷墨记录设备，其中所述喷射触发信号发生装置包括：

间隔计算单元，所述间隔计算单元被构造成计算根据线性编码器的输出信号的边缘时间产生的时间信号的间隔；和

移动平均处理单元，所述移动平均处理单元被构造成计算通过间隔计算单元计算的时间信号的间隔的移动平均值。

5.根据权利要求4所述的喷墨记录设备，其中用于在移动平均处理单元中计算移动平均值的时间信号的数量为4的倍数。

6.根据权利要求4所述的喷墨记录设备，其中用于在移动平均处理单元中计算移动平均值的时间信号的数量为2的倍数。

7.根据权利要求1所述的喷墨记录设备，其中喷射触发信号发生装置包括：

间隔计算单元，所述间隔计算单元被构造成计算根据线性编码器的输出信号的边缘时间产生的时间信号的间隔；和

低通过滤器处理单元，所述低通过滤器处理单元被构造成针对指示通过间隔计算单元计算的时间信号的间隔的值执行顺序计算型的数字低通过滤器处理。

8.根据权利要求1所述的喷墨记录设备，其中喷墨头的喷射时间的间隔被设定为使得连续两个间隔之间的任何差等于喷墨头的谐振周期的整数倍。

9.根据权利要求8所述的喷墨记录设备，其中通过喷射触发信号规定的喷射液滴在记录介质上的沉积位置与通过记录分辨率规定的液滴沉积候选点的栅格上的理想点之间的偏差不多于液滴沉积候选点的间隔的±10％。

10.根据权利要求8所述的喷墨记录设备，进一步包括：触发信号间隔设定单元，所述触发信号间隔设定单元被构造成限制以α加上喷墨头的谐振周期的整数倍的间隔施加到喷墨头的喷射触发信号的输出时间，其中α为小于喷墨头的谐振周期并不小于0的常数。

11.根据权利要求10所述的喷墨记录设备，其中通过喷射触发信号规定的喷射液滴在记录介质上的沉积位置与通过记录分辨率规定的液滴沉积候选点的栅格上的理想点之间的偏差不多于液滴沉积候选点的间隔的±10％。

12.一种喷墨记录方法，所述喷墨记录方法使具有喷嘴和喷射能量发生元件的喷墨头将液滴沉积到记录介质上，同时使喷墨头往复移动以扫描记录介质，所述喷射能量发生元件被构造成从喷嘴的喷射端口喷射液滴，所述方法包括：

根据线性编码器的输出信号产生喷射触发信号的喷射触发信号发生步骤，所述线性编码器被构造成确定往复移动的喷墨头的位置，所述喷射触发信号以0.1μs阶的时间分辨率规定喷墨头的喷射时间；和

根据由所述喷射触发信号规定的喷射时间使喷墨头喷射液滴的喷射控制步骤。

13.根据权利要求12所述的喷墨记录方法，其中彼此相邻的喷射触发信号的间隔的变化量被保持在0.1μs阶内。

14.根据权利要求12所述的喷墨记录方法，其中彼此相邻的喷射触发信号的间隔的变化量被保持在0.2μs内。

15.根据权利要求12所述的喷墨记录方法，其中喷射触发信号产生步骤包括：

计算根据所述线性编码器的输出信号的边缘时间产生的时间信号的间隔的间隔计算步骤；和

计算在间隔计算步骤中计算的时间信号的间隔的移动平均值的移动平均值处理步骤。

16.根据权利要求12所述的喷墨记录方法，其中喷射触发信号产生步骤包括：

计算根据所述线性编码器的输出信号的边缘时间产生的时间信号的间隔的间隔计算步骤；和

低通过滤器处理步骤，所述低通过滤器处理步骤针对指示在间隔计算步骤中计算的时间信号的间隔的值执行顺序计算型的数字低通过滤器处理。

17.根据权利要求12所述的喷墨记录方法，其中所述喷墨头的喷射时间的间隔被设定为使得连续两个间隔之间的任何差等于喷墨头的谐振周期的整数倍。

18.根据权利要求17所述的喷墨记录方法，其中通过喷射触发信号规定的喷射液滴在记录介质上的沉积位置与通过记录分辨率规定的液滴沉积候选点的栅格上的理想点之间的偏差不多于液滴沉积候选点的间隔的±10％。

19.根据权利要求17所述的喷墨记录方法，进一步包括：限制以α加上喷墨头的谐振周期的整数倍的间隔施加到所述喷墨头的喷射触发信号的输出时间的触发信号间隔设定步骤，其中α为小于喷墨头的谐振周期并且不少于0的常数。

20.根据权利要求19所述的喷墨记录方法，其中通过喷射触发信号规定的喷射液滴在记录介质上的沉积位置与通过记录分辨率规定的液滴沉积候选点的栅格上的理想点之间的偏差不多于液滴沉积候选点的间隔的±10％。

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