CN1182963C - 喷墨打印机 - Google Patents

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Abstract

在喷墨打印机中，控制元件将外部提供的打印数据转换成与待打印墨点尺寸相关的喷射数据。驱动信号发生器产生包括多个驱动脉冲的驱动信号。在打印头中，压力室与喷嘴相通。当施加至少一个驱动脉冲时，压力产生元件改变压力室内部的压力。解码器根据预先确定的转换关系将喷射数据解码成脉冲选择信息。转换器根据该脉冲选择信息选择至少一个驱动脉冲施加给压力产生元件。图案数据定义了转换关系。公共信号线将喷射数据和图案数据从控制单元传输到打印头。

Description

喷墨打印机
技术领域
本发明一般涉及喷墨打印机，它能够从同一个喷嘴喷出不同尺寸的墨滴。更为具体地，本发明涉及一种在一个打印时间周期内能够喷出多个墨滴的喷墨打印机。
背景技术
作为计算机的输出装置，从打印头喷出多种颜色墨水的彩色喷墨打印机已经普遍存在。为了用多种颜色、多个灰度级打印出由计算机等装置处理的图象，已经广泛地采用了这些彩色喷墨打印机。
喷墨打印机包括安装有沿辅助扫描方向(即送纸方向)设置的多个喷嘴的打印头。通过沿主扫描方向的车架装置移动该打印头，同时沿上面所述的辅助扫描方向执行预定的送纸操作，从而获得所需的打印结果。在通过转换主机所提供的打印数据而产生的点图案数据的基础上，在预先选定的时间从打印头的各个喷嘴喷出墨滴。然后，各个墨滴撞击在诸如记录纸的记录介质上，并粘附在纸上，从而实现打印操作。如前面所述，由于喷墨打印机要确定是否喷出墨滴，即执行墨点的ON/OFF控制，该喷墨打印机不能直接喷出如灰色的半色调灰度级。
在这种条件下，开发使用了能够控制改变记录墨点直径的喷墨打印机，从同一个喷嘴喷出多个不同墨水重量的墨滴。例如，在日本专利公开No.10-81013A所描述的喷墨打印机中，每个打印时间周期输出的驱动信号由多个驱动脉冲构成，在包含相当于各个驱动脉冲的脉冲选择信号的打印数据的基础上选择至少一个驱动脉冲。换句话说，例如在该公开所描述的相关的喷墨打印机中，每个打印机时间周期输出的驱动信号由四个驱动脉冲构成，这四个驱动脉冲由第一脉冲(中等墨点)，第二脉冲(小墨点)，第三脉冲(中等墨点)和第四脉冲(弯液面振动)组成。每一个驱动脉冲被分配1位数据，构成了喷射数据。从而，在实现无墨点的灰度值“1”的情形中，在第一到第三脉冲产生期间，将“0”施加给转换器。另一方面，在产生第四脉冲的同时将“1”施加给转换器，以便仅将用于振动喷嘴中墨水的弯液面的第四脉冲施加给压电振动器。结果，可以实现无墨点的灰度值“1”，不喷出墨滴。为了实现这个目的，在解码器将表示灰度值1的2位数据(00)解码成4位数据(0001)之后，将解码的4位数据施加给上述的转换器。
类似地，在实现小墨点的灰度值2时，在第一脉冲，第三脉冲和第四脉冲产生期间，将“0”施加给转换器。另一方面，当在第二脉冲产生的同时将“1”施加给转换器时，仅将第二脉冲施加给压电振动器，从而可以实现喷出等于小墨点墨滴的灰度值2。在这种情况下，解码器将表示灰度值2的2位数据(01)解码成4位数据(0100)，将所解码的4位数据施加给上面所说明的转换器。
类似地，在实现中等墨点的灰度值3的情形中，在第二脉冲，第三脉冲和第四脉冲产生期间，将“0”施加给转换器。另一方面，在第一脉冲产生的同时，将“1”施加给转换器，仅将第一脉冲施加给压电振动器，从而通过喷出相当于中等墨点的墨滴，能够实现灰度值3。在这种情形中，在解码器将表示灰度值3的2位数据(10)解码成4位数据(1000)之后，将解码的4位数据施加给上述的转换器。
类似地，在实现两个中等墨点的灰度值4的情形中，在第二脉冲和第四脉冲产生期间，将“0”施加给转换器。另一方面，当与产生第一和第三脉冲的同时将“1”施加给转换器时，仅第一脉冲和第三脉冲被施加给压电振动器，使得通过两次喷出相当于中等墨点的墨滴，能够实现灰度值4。在这种情形中，这些墨滴连续地撞击在记录纸上，并且这些墨滴相互混合，可以实际上形成一个大墨点。因此，可以实现灰度值4。在这种情形中，在解码器将表示灰度值4的2位数据(11)解码成4位数据(1010)之后，将解码的4位数据施加给上述的转换器。
另一方面，在安装在喷墨打印机打印头中的头驱动电路中，与喷出每种颜色墨滴的每行喷嘴对应地设置传输门(下文种将称之为“TG”)，这些TG由给压电振动器提供驱动信号的转换器构成。
为了实现上述的墨点灰度，例如，要求将2位灰度(多灰度级)数据(00，01，10，11)SI解码成由4位数据(0001，0100，1000，1010)组成的脉冲选择信号。因而，必须将这种2位灰度数据(喷射数据)SI和用于执行这种解码的程序数据(图案数据)SP都施加给打印头中所使用的转换器(TG)。
在所述的喷墨打印机中，将来自打印机主体中控制单元的喷射数据(00，01，10，11)SI提供给打印头中对应于每行彩色喷嘴(每种颜色TG)的转换器(TG)。另一方面，对于程序数据(图案数据)SP，将通常所使用的图案施加给所有彩色喷嘴行(每种颜色TG)。
在所述的喷墨打印机中，由于从打印机主体控制单元，将每一行彩色喷嘴(即各个颜色TG)的喷射数据SI施加给打印头中的转换器(TG)，所以要求将每种颜色喷嘴行(各种颜色TG)将用于喷射数据SI的信号线置于打印机主体与打印头电连接的FFC(柔软的扁平电缆)之内。而且，要求用于图案数据SP的至少一条信号线处于这种FFC内。
为了获得更高的打印速度，并且在喷墨打印机中获得更高的图象质量，可以想象出下面的措施，即增加打印头中用于各种颜色的喷嘴行数(TG)。如上面所解释的，当将多个IC(TG)安装在打印头上时，另外需要相应于这多个IC的多个信号线。
不过，要求多条信号线置于FFC内，会导致FFC的加宽，因此，为导线安排路线的工作将很困难。另外，由于每个TG都对应地设置这种信号线，故如果要增加了TG总数的话，那么其制造成本也相应增加了。
而且，在有关的喷墨打印机中，对于程序数据(图案数据)SP，通用的图案施加给所有颜色的喷嘴行(各种颜色TG)。因此，实际上在一个打印时间周期内，对于各种颜色难以控制喷墨量，例如，实际上难以形成不同于彩色点灰度图案的单色点灰度图案。
发明内容
所以，本发明的第一个目的在于提供一种喷墨打印机，通过使用喷射数据和图案数据，能够表示多个灰度级，并且能够以相当低的成本进行制造，以及通过减小连接在打印机主体与打印机打印头之间的信号线的总数量，易于实现FFC的导线安排路线工作。
本发明的第二个目的在于提供这样一种喷墨打印机，例如通过形成不同于彩色墨点灰度图案的单色墨点灰度图案，通过控制一个打印时间周期内各种颜色的喷墨量，能够实现高密度打印操作和具有高图象质量的打印操作。
本发明的第三个目的在于在不增加FFC中包含的信号线总数量的条件下，实现第二个目的。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种喷墨打印机，包括：
一个控制单元，将外部提供的打印数据转换成与待打印墨点尺寸相关的喷射数据；
一个驱动信号发生器，产生包括多个驱动脉冲的驱动信号；
一个打印头，包括：
一个与喷嘴相通的压力室；
一个压力产生元件，当施加至少一个驱动脉冲时，改变压力室内部的压力；
一个解码器，根据预先确定的转换关系，将喷射数据解码成脉冲选择信息；以及
一个转换器，根据脉冲选择信息将至少一个驱动脉冲施加给该压力产生元件；
定义了转换关系的图案数据；以及
一个公共信号线，将喷射数据和图案数据从控制单元传输到打印头。
优选地，该图案数据与喷射数据是相连的。
根据本发明，还提供了一种喷墨打印机，包括：
一个控制单元，将外部提供的打印数据转换成与待打印墨点尺寸相关的喷射数据；
一个驱动信号发生器，产生包括多个驱动脉冲的驱动信号；
一个打印头，包括：
至少两行喷嘴，每行喷嘴与至少一种墨水颜色相关，并包括多个喷嘴，每个喷嘴都与压力室相通；
一个压力产生元件，当施加至少一个驱动脉冲时改变压力室内部的压力；
一个解码器，根据预先确定的转换关系，将喷射数据转换成脉冲选择信息；
一个转换器，根据脉冲选择信息，选择至少一个驱动脉冲施加给压力产生元件；以及
至少两个图案数据，每个与至少一种彼此不同的墨水颜色相关，并且每个图案数据定义了转换关系。
优选地，该图案数据与喷墨数据构造为单个数据。
优选地，该喷墨打印机还包括一公共信号线，将喷射数据和图案数据从控制单元传输到打印头。
优选地，该驱动信号包括与第一喷墨量相关的第一驱动脉冲，与小于第一个量的第二个喷墨量相关的第二驱动脉冲，和与第一喷墨量相关的第三驱动脉冲。此处，将多个点图案数据中的至少一个设计成在单位打印时间周期内对第一驱动脉冲和第三驱动脉冲其中之一进行选择。
在上面的结构中，由于图案数据和来自控制单元的喷射数据一起由共同的信号线传输给打印头，不必要独立设置用于传输图案数据的信号线。因此，可以减少FFC中所包含的信号线的总数。能够以相对较低的成本制造喷墨打印机，并且可以很容易地进行该FFC的导线路线安排工作。
此外，对于至少一种颜色，由于采用该不同于另一种颜色的图案数据，可在喷墨打印机中执行可编程的喷墨控制操作，例如可以使这种相关颜色的分辨率与另一种颜色的分辨率不同。
附图说明
通过参照附图对优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和优点将更加明显，其中：
图1为表示本发明所包括的喷墨打印机的整体结构的示意性透视图；
图2说明了表示在喷墨打印机的打印头上所形成的喷嘴行；
图3为喷墨打印机的功能方框图；
图4A和4B用于解释在根据本发明第一实施例的喷墨打印机中，驱动信号(脉冲)，喷射数据和程序(图案)数据之间的关系；
图5为时序图，用于表示驱动信号的各个驱动脉冲与喷射数据和程序(图案)数据两者的传输时间之间的关系；
图6为方框图，表示喷墨打印机中打印头的驱动电路；
图7A和7B用于解释根据本发明第二实施例的喷墨打印机中驱动信号(脉冲)，喷射数据和程序(图案)数据之间的关系；
图8用于解释根据第二实施例的喷墨打印机的操作。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明的优选实施例。首先，对根据本发明第一实施例的喷墨打印机进行说明。
如图1所示，以这样一种方式配置根据第一实施例的喷墨打印机20，车架30通过同步皮带36连接到车架装置12的车架马达24，并且车架30被引导元件140引导，该车架30沿打印纸150的页面宽度方向往复运动。并且，在该喷墨打印机20中，还设置使用送纸辊20的送纸装置11。将喷墨打印头10安装在与打印纸150相对的平面上，该平面称为车架30的下表面。打印头10接收安装在车架30上部的墨盒170所提供的墨水，该打印头10连同车架30的移动，将各种颜色的墨滴喷射到打印纸150上，以形成墨点，从而打印头10在打印纸150上打印出图象和字符。
应该注意，在这个实施例中，如图2所示，打印头10由两行喷嘴构成，称为用于喷射黑色墨水的喷嘴行10BK以及用于喷射彩色墨水(CL)的喷嘴行10CL。喷嘴行10BK包括沿纵向(辅助扫描方向)的180套喷嘴，而喷嘴行10CL包含沿纵向(辅助扫描方向)顺序设置的60套用于黄色(Y)的喷嘴，60套用于品红(M)墨水的喷嘴和60套用于深蓝(C)墨水的喷嘴。在这种情形中，如图1所示，打印头10通过挠性扁平电缆(下文中将称之为“FFC”)100连接到打印机20的主体(电路)。作为这种FFC100，为了不干扰车架30的输送，可以采用具有相当长长度的挠性扁平电缆。
下面，将对上述喷墨打印机20的电气布置进行描述。如图3所示，该喷墨打印机20具有一打印机控制器41和一个打印动力机械42。
打印机控制器41具有一个界面(下文中被称为“外部I/F”)43，一RAM(随机存取存储器)44，一ROM(只读存储器)45，一控制单元46，一振荡器47，一驱动信号发生器48和另一个界面(下文中将被称为“内部I/F”)49。外部I/F43接收由主机(图中没有示出)提供的打印数据等。RAM44中存储了多种类型的数据。ROM45预先存储了用于处理多种类型数据的程序。控制单元46由CPU(中央处理单元)等构成。振荡器47振荡时钟信号(CK)。驱动信号发生器48产生施加给打印头10的驱动信号(COM)。并且，内部I/F49用于传送喷射数据SI，程序(图案)数据SP，驱动信号等，这些将在打印动力机械42部分更加详细地说明。
如图4和5所示，在打印时间周期TA单元内，驱动信号发生器48重复地产生下面提到的的驱动信号。在该驱动信号中，顺序地设置用于中等墨点(喷射的墨滴大约为13pl)的第一脉冲DP1，用于小墨点(喷射的墨滴大约为6pl)的第二脉冲DP2，用于中等墨点(喷射的墨滴大约为13pl)的第三脉冲DP3和用于弯液面振动(不喷射墨滴)的第四脉冲DP4。
再次参考图3，外部I/F43从主机等接收诸如字符代码等图形函数和图象数据其中至少之一构成的打印数据。并且，外部I/F43向该主机输出一忙信号(BUSY)，一应答信号(ACK)等。
RAM44用作输入缓冲区44A，输出缓冲区44C，工作存储器44B等。外部I/F43从主机等装置接收的打印数据被暂时存储在输入缓冲区44A中。从主机(图中没有示出)等提供的打印数据准备用作被打印的图象数据的喷射数据SI，并提供给输出缓冲区44C，以串行方式传送给打印头10的每行喷嘴。下文中，将传送给喷嘴行10BK的喷射数据称为SIBK，将传送给喷嘴行10CL的喷射数据称为SICL。ROM45预先存储由控制单元46执行的多种类型的控制程序，多种类型的字体数据，多种图形函数，多种过程等。
控制单元46用作数据转换器，将打印数据转换成喷射数据。换句话说，当控制单元46读出存储在输入缓冲区44A中的打印数据，分析读出的打印数据时，控制单元46将所分析的打印数据转换成喷射数据，喷射数据具有有关预先已经保存在ROM45中的字体数据，图形函数等的各个位。应该理解，本实施例中所包含的这种喷射数据由2位数据构成，如下面将要讨论的。将这种被转换的喷射数据存储在输出存储器44C中，然后需要相当于1(一)打印行的喷射数据时，通过内部I/F49将该用于一行的喷射数据组SI以串行方式传送给打印头10。
并且，控制单元46构成了定时信号发生器的一部分，通过内部I/F49提供锁存信号(LAT)和频道信号(CH)。这些锁存信号和频道信号可以对构成驱动信号(COM)的第一驱动脉冲DP1到第四驱动信号DP4定义供给开始时间。
打印动力机械42由送纸装置11，车架装置12和打印头10构成。如前面参照图1所解释的，送纸装置11由送纸马达(图中没有示出)，送纸辊26等构成。该送纸装置11连续地送出这种诸如打印纸150的记录介质，以便执行辅助扫描操作。车架装置12由用于在其上安装打印头10的车架30，车架马达24等构成。该车架马达24通过同步皮带36驱动或移动该车架30。这种车架装置12导致打印头10执行主扫描操作。
打印头10由图2中所示的喷嘴行，压力产生室，墨水流动通道和驱动电路51构成。用移位寄存器区，锁存区，解码器56，控制逻辑57，水平移位器58，转换器59和压电振动器36布置形成打印头的驱动电路51。移位寄存器部分由第一移位寄存器52和第二移位寄存器53构成。锁存部分由第一锁存54和第二锁存55构成。那么，相应于打印头10的黑(BK)喷嘴行10BK和彩色(CL，即Y，M，C)喷嘴行10CL的各个喷嘴(BK1，...，BK180和Y1，...Y60；M1，...，M60；C1，...，C60；参见图2)设置多组各自的移位寄存器52和53，多组各个锁存器54和55，多组解码器56，多组转换器59和多组压电振动器36。例如，如图6所示，通过采用第一移位寄存器元件52A到52N；第二移位寄存器元件53A到53N；第一锁存元件54A到54N，第二锁存元件55A到55N，解码元件56A到56N；转换器59A到59N；和压电振动器36A到36N构成用于每行黑(BK)喷嘴行10BK和彩色(CL，即Y，M，C)喷嘴行10CL的驱动电路。应该理解，虽然在图6中省略了水平移位器58(参见图3)，同样地提供多组这类水平移位器58。
然后，打印头10根据打印机控制器41提供的喷嘴数据SI而喷射墨滴。换句话说，从打印机控制器41提供的喷射数据SI以串行方式从内部I/F49传送给第一移位寄存器52和第二移位寄存器53两者，用振荡器47产生的时钟信号(CK)进行同步。这种喷射数据SI相应于2位数据，由这2位数据代表由“未记录”，“小墨点”，“中等墨点”和“大墨点”的四个灰度级的灰度值信息。如从图4A中可以明显看出，在该实施例中，“未记录”灰度值相当于灰度信息(00)，“小墨点”灰度值相当于灰度信息(01)，“中间墨点”信息相当于灰度信息(10)，“大墨点”灰度值相当于灰度信息(11)。
相对每个喷嘴(BK1，...，BK180；Y1，...，Y60，M1，...，M60和C1，...，C60，参见图6)设置喷射数据SI。然后，如图4B和5所示，对于所有的喷嘴，具有低位(L)的这类数据进入第一移位寄存器52(即第一移位寄存器元件52A到52N)。类似地，对于所有喷嘴，具有高位(H)的这类数据被输入第二移位寄存器53(即，第二移位寄存器元件53A到53N)。
如图3所示，第一锁存54与第一移位寄存器52电连接，第二锁存55与第二移位寄存器53电连接。那么，当打印机控制器41所提供的锁存信号(LAT)进入各个第一/第二锁存54/55中时，如图5所示，第一锁存54锁定喷射数据中的低位数据(SIL)，而第二锁存55锁存喷射数据的高位数据(SIH)。以上述方式工作的一组第一移位寄存器52和第一锁存54，和另一组第二移位寄存器53和第二锁存55各自构成了存储部分。在喷射数据SI进入解码器56以前，各个存储部分暂时存储该喷射数据SI。
在这种情形中，将解释驱动信号发生器48产生的驱动信号(COM)。如图4A所示，本实施例中驱动信号发生器48可以产生一系列驱动信号，其中在打印时间周期TA内设置有4个驱动脉冲DP1到DP4，而这四个驱动脉冲DP1到DP4定义了不同的墨滴量。
该驱动信号(COM)相当于这样一种信号，具有第一驱动脉冲DP1，第二驱动脉冲DP2，第三驱动脉冲DP3和第四驱动脉冲DP4，在每个打印时间周期TA重复地产生各个驱动脉冲。第一驱动脉冲DP1设置在时间段“T1”(即在时间段“T1”中产生第一驱动脉冲DP1)。在时间段“T1”之后的时间段“T2”中设置第二驱动脉冲DP2。在时间段“T2”之后的时间段“T3”中设置第三驱动脉冲DP3。在时间段“T3”之后的时间段“T4”中设置第四驱动脉冲DP4。在该驱动信号(COM)中，第一驱动脉冲DP1，第二驱动脉冲DP2，第三驱动脉冲DP3和第四驱动脉冲DP4中的每一个具有图4A所示的波形。
由于这第一到第四驱动脉冲DP1到DP4被提供给压电振荡器36，可以从打印头10的喷嘴喷出预先确定的墨滴量(大约13pl，6pl，13pl，0pl)。换句话说，在这种情形中，第一驱动脉冲DP1和第三驱动脉冲DP3具有相同的脉冲形状，从而，可以喷射这种大约为13pl的中等大小的墨滴。由于由第一驱动脉冲DP1和第三驱动脉冲DP3获得的点的直径具有中等尺寸的大小，可以将这第一驱动脉冲DP1和第三驱动脉冲DP3表示为“中等墨点脉冲”。第二驱动脉冲DP2由比第一驱动脉冲DP1和第三驱动脉冲DP3的梯形波形要小的梯形波形形成。这第二驱动脉冲DP2可以喷射大约6pl这样小的墨滴。由于通过该第二驱动脉冲DP2获得了具有小直径的墨点，可以将该第二驱动脉冲DP2表示为“小墨点脉冲”。采用第四驱动脉冲DP4，以便通过振动位于每个喷嘴中心附近的墨水弯液面，以避免墨水粘度的增加。第四驱动脉冲DP4不喷出墨滴。可以将该第四驱动脉冲DP4表示为“弯液面振动脉冲”。
下面，将参照图4A和4B解释将4位脉冲选择信息施加给转换器59的设置。
首先，用打印头10中包含的解码器56将已经存储在输出缓冲区44C中的有关每个喷嘴的2位喷射数据SI[H，L]解码成上面所述的4位脉冲选择信息[D1，D2，D3，D4]。在这种情形中，符号D1相当于第一驱动脉冲DP1的选择信号，符号D2相当于第二驱动脉冲DP2的选择信号，符号D3相当于第三驱动脉冲DP3的选择信号，符号D4相当于第四驱动脉冲DP4的选择信号。在一个打印时间周期内相应于打印头10的每个喷嘴，将该4位脉冲选择信息施加给转换器59。还应该注意，如图5所示，在一个打印时间周期内，将对于所有喷嘴的2位喷射数据SI传输给各个移位寄存器52和53，然后，根据下一个锁存信号，由各个锁存器54和55进行锁存。也就是说，应该在某个打印时间周期内被执行的喷射数据SI在该某个打印时间周期之前的一个打印时间周期内被传输给打印头10。
然后，根据各个驱动脉冲的产生时间，将该传输的喷射数据SI解码成4位脉冲选择信息。由图5中所示的频道信号(CH)和锁存信号(LAT)探测各个驱动脉冲的产生时间。换句话说，分别由锁存信号(LAT)探测第一驱动脉冲DP1的产生时间；由频道信号(CH1)探测第二驱动脉冲DP2的产生时间；由频道信号(CH2)探测第三驱动脉冲DP3的产生时间；由频道信号(CH3)探测第四驱动脉冲DP4的产生时间。
当探测到各个驱动脉冲的产生时，解码器56根据有关的脉冲，向转换器59输出一选择信号。换句话说，例如，当由锁存信号(LAT)探测到第一驱动脉冲DP1的产生时，解码器56向每个喷嘴输出脉冲选择信息数据D1。当频道信号(CH1)探测到第二驱动脉冲DP2的产生时，解码器56向每个喷嘴输出脉冲选择信息数据D2。结果，例如，在施加给喷嘴的脉冲选择信息D1的值等于“1”的青形中，由于压电振动器36根据第一驱动脉冲DP1收缩或膨胀，从相关的喷嘴喷出墨水量等于大约13pl的墨滴，然后，这些墨滴撞击在记录纸上，从而在纸上形成具有中等墨点的记录点。另一方面，对于其中所施加的脉冲选择信息D1的值等于“0”的喷嘴，第一驱动脉冲DP1没有施加给压电振动器36，从而该喷嘴不喷射墨滴。
如上所述，在执行四个墨点灰度级的情形中，如日本专利公开No.10-81013A中所述，由于相应于真正表格的程序(图案)数据SP被输入组合电路中，喷射数据(灰度值)和驱动脉冲可以彼此自由组合。此时，每次对具有二进制的喷射数据进行传输时，可以想象出对具有16位程序(图案)数据SP的传输。图4B表示这种16位程序(图案)数据SP的结构。换句话说，程序(图案)数据SP相当于用于定义喷射数据SI与被选择的驱动脉冲DP1到DP4之间关系的数据。
在这种情形中，如图4A所示，该程序(图案)数据SP由来自最重要的位数据(TOP)到最不重要的位数据(BOTTOM)的16位构成。此处，将第四驱动脉冲DP4的喷射数据4确定为最重要的位数据(TOP)。顺序将第四驱动脉冲DP4的喷射数据3，喷射数据2和喷射数据1确定为程序数据SP的连续的位数据。因此，如图4B所示，程序数据SP的第一个4位数据为(0001)。然后，顺序将第三驱动脉冲DP3的喷射数据4，喷射数据3，喷射数据2和喷射数据1确定为程序数据SP的连续的位数据。因此，程序数据SP的第二个4位数据为(1000)。然后，将第二驱动脉冲DP2和第一驱动脉冲DP1的喷射数据同样地赋予程序数据SP，直到完成最不重要的位数据(BOTTOM)。结果，如图4B所示，由“0001100000101100”组成的16位数据被传输为程序(图案)数据SP。
定义喷射数据SI与脉冲选择信息(解码信息)之间转换关系的程序数据SP中数据的顺序相当于驱动信号COM中各个驱动脉冲DP1-DP4的时序排列顺序，从而可以有效地产生驱动数据。仅当该条件被满足时，可以将第一驱动脉冲DP1的喷射数据1指定为最重要的位数据(TOP)，从而第四驱动脉冲DP4的喷射数据4被指定为最不重要的位数据(BOTTOM)。
如图4A所示，可以在该程序(图案)数据SP的基础上获得相应于各个喷射数据SI(H，L)的脉冲选择信息(解码的信息)。也就是，对于喷射数据(00)，获得的脉冲选择信息为(0001)，对于喷射数据(01)，得到脉冲选择信息(0100)。并且，对于喷射数据(10)，得到脉冲选择信息(1000)。对于喷射数据(11)，获得脉冲选择信息(1010)。这些脉冲选择信息由多位构成，其中各个位相应于构成驱动信号COM的各个驱动脉冲DP1到DP4。
然后，根据脉冲选择信息中各位的内容(0或1)，确定对压电振动器36施加或者不施加各个驱动脉冲。换句话说，脉冲选择信息的最重要的位相应于第一驱动脉冲DP1，其第二位相当于第二驱动脉冲DP2，其第三位相当于第三驱动脉冲DP3，其最不重要的位相当于第四驱动脉冲DP4。那么，在脉冲选择信号的最重要的位等于(1)的情形中，在从时间段T1的开始到时间段T2的开始所限定的时间期间，转换器59建立连接状态。并且，在脉冲选择信号的第二位等于(1)的情形中，对于从时间段T2的开始到时间段T3的开始所限定的时间期间，转换器59建立连接状态。在脉冲选择信号的第三位等于(1)的情形中，对于从时间段T3的开始到时间段T4的开始所限定的时间期间，转换器59建立连接状态。同样，在脉冲选择信号的最不重要的位等于(1)的情形中，对于从时间周期T4开始到下一打印时间周期TA内时间段T1的开始所限定的时间期间，转换器59建立连接。
结果，在小墨点的喷射数据(01)的基础上，将第二驱动脉冲DP2提供给相关的压电振动器36。同样，在中等墨点的喷射数据(10)的基础上，将第一驱动脉冲DP1提供给相关的压电振动器36。并且，在大墨点的喷射数据(11)的基础上，将第一驱动脉冲DP1和第三驱动脉冲DP3提供给相关的压电振动器36。
图5位时序图，用于表示与驱动信号有关的16位程序(图案)数据SP，即用于表示该程序(图案)数据SP的传输方法。如该图所示，16位程序(图案)数据SP由喷射数据SI之后的16位数据构成，喷射数据SI由高180位数据(SIH)和低180位数据(SIL)构成。如图3所示，该16位程序(图案)数据SP通过通常与FFC100中包含的与喷射数据SI一起使用的信号线从打印机主体中的打印机控制器41，传输到打印头10。
如图5所示，在该数据传输系统中，以这样一种方式传输多灰度级数据。通过在黑色墨水喷嘴行10BK和彩色墨水喷嘴行10CL的每个喷嘴行(在每个喷射数据SIBK和SICL)使用180×2＝360个时钟，传输高180位数据(SIH)，然后传输低180位数据(SIL)。在该数据传输系统中，对于喷射数据SI，将黑色打印数据SIBK和彩色打印数据SICL传输给两行打印头的各个TG。并且，对于程序数据SP，在黑色打印数据SIBK之后传输16位数据SPBK，在彩色打印数据SICL之后，传输16位数据SPCL。在该第一实施例中，传输通常用作两个TG的(SPBK与SPCL相同)程序(图案)数据SP。即，无论墨水颜色为彩色或者黑色，多灰度级图案都成为通用的图案。
控制单元46将主机提供的打印数据转换成2位灰度信息构成的喷射数据SI，然后，以串行方式将该转换的喷射数据传输给打印头10。
例如，控制单元46将打印数据转换成不打印的喷射数据(灰度信息“00”)，小墨点的喷射数据(灰度信息“01”)，中等墨点的喷射数据(灰度信息“10”)或大墨点的喷射数据(灰度信息“11”)。所转换的喷射数据作为对于一行喷嘴的喷射数据而传输，即该喷嘴数据SI由高180位数据(SIH)和低180位数据(SIL)构成。程序数据SP由360位数据SI之后的16位数据构成，如图3所示，该程序数据SP通过与FFC100中所包含的喷射数据SI共同所使用的信号线，从打印机控制器41传输。
由喷射数据SI和程序数据SP构成的多灰度级数据SISP，在喷射数据SI已经被设置到打印头10的移位寄存器52和53之后，在锁存信号期间被锁存器54和55锁存。另一方面，该多灰度级数据SISP的程序数据SP相当于这样一种能够定义喷射数据SI与选定的驱动脉冲DP1到DP4之间的关系的数据，并且以串行方式在喷射数据SI之后，被传输给打印头10。在该程序数据SP被设置到第三移位寄存器60之后，通过接收锁定信号LAT确定程序数据SP，然后，输入控制逻辑57中。对于这种控制逻辑57，例如，可以采用与日本专利公开No.10-81013A中所描述的组合电路类似的已知结构。
被各个锁存54和55锁存的喷射数据被输入解码器56。该解码器56解码2位喷射数据，以便产生脉冲选择信息。当上述的脉冲选择信号从控制逻辑57输入解码器56，解码器56在该脉冲选择信号的基础上产生脉冲选择信息。
解码器56解码的脉冲选择信息，在定时信号所限定的定时的每个时刻到来时，以高位SIH的顺序输入水平移位器58中。例如，在打印时间周期TA的第一时刻(时间段T1的开始)，将脉冲选择信息的最重要的位数据输入水平移位器58中，而在第二时刻(时间段T2的开始)，将脉冲选择信息的第二位数据输入水平移位器58。该水平移位器起到升压器的作用。在脉冲选择信息为(1)的情形中，该水平移位器58输出一电信号，该电信号具有能够驱动转换器59的电压，例如，所升高的电压大约为几十伏。将已经升高的脉冲选择信息(1)施加给转换器59。将驱动信号发生器48所产生的驱动信号COM提供给该转换器59的输入侧，压电振动器36连接到转换器59的输出侧。
脉冲选择信息控制转换器59的操作，即控制有选择地将第一到第四驱动脉冲DP1到DP4提供给压电振动器36。例如，在施加给转换器59的脉冲选择信息等于(1)的时间周期内，转换器59处于连接状态，使得该驱动脉冲被施加给压电振动器36，压电振动器36根据该驱动脉冲改变电势大小。另一方面，在施加给转换器59的脉冲选择信息等于(0)的时间周期内，水平移位器58不输出这种能够操作转换器59的电信号。结果，转换器59未被激活，从而，驱动脉冲没有被施加给压电振动器36。
结果，如图4A所示，可以有选择地将第一驱动脉冲DP1，第二驱动脉冲DP2，第三驱动脉冲DP3和第四驱动脉冲DP4其中至少之一施加给压电振动器36。结果，可以从打印头的喷嘴喷出预先确定的墨滴量(大约13pl，大约6pl，大约13pl，大约0pl)。
在该实施例中，程序(图案)数据SP由喷射数据SI之后的数据构成，并通过通常与FFC100内喷射数据SI共同使用的信号线，从打印机控制器41传输到打印头10。结果，不必要单独设置该用于传输程序(图案)数据SP的信号线，使得可以减少FFC100中所包含的信号线的总数。
下面，将说明根据本发明第二实施例的喷墨打印机。由于根据该实施例的这种喷墨打印机的基本结构与图2和3中所示的第一实施例基本相同，省略对其的详细解释。
如图7A和7B所示，该第二实施例的喷墨打印机的特征在于相对于黑色墨水和彩色墨水的两个TG(传输门)，传输彼此不同的程序(图案)数据SP(即SPBK不等于SPCL)。换句话说，对于墨水颜色为黑色和彩色的墨水，多灰度级图案彼此不同。
如图7B所示，作为彩色墨水的程序(图案)数据SPCL，传输这种由“0001100000101100”构成的16位数据。而对比黑色墨水的程序(图案)数据SPBK，传输由“0001101000001100”构成的另一个16位数据。在这种情形中，如图7A所示，如在第一实施例中那样，从最重要的位数据(TOP)到最不重要的位数据(BOTIOM)所限定的16位构成这些程序(图案)数据(SPCL和SPBK)。
结果，首先，在彩色墨水的程序(图案)数据SPCL的基础上，如图7A所示，得到相当于各个喷射数据SPCL(H，L)的脉冲选择信息。也就是说，对于喷射数据(00)，得到相应于它的脉冲选择信息(0001)。并且，对于喷射数据(01)，得到相应的脉冲选择信息(0100)。对于喷射数据(10)，得到相应的脉冲选择信息(1000)。另外，对于喷射数据(11)，得到相应的脉冲选择信息(1010)。
在另一方面，在如图7A所示的黑色墨水的程序(图案)数据SPBK的基础上，获得这种相应于各个喷射数据SIBK(H，L)的脉冲选择信息。也就是说，对于喷射数据(00)，获得相应的脉冲选择信息(0001)。并且，对于喷射数据(01)，获得相应的脉冲选择信息(0010)。对于喷射数据(10)，获得相应的脉冲选择信息(1000)。另外，对于喷射数据(11)，获得相应的脉冲选择信息(1010)。
从图4与图7的比较结果显然可以得出，由于在彩色墨水的喷射数据SICL和程序(图案)数据SPCL的基础上执行的墨水喷射控制方法与操作与前面所述的第一实施例完全相同，省略对其的解释。
另一方面，在图7所示的例子中，作为黑色墨水的程序(图案)数据SPBK，传输这种由“0001101000001100”组成的16位数据。结果，当喷射数据SIBK相当于(00)时，选择等于“弯液面振动脉冲”的第四驱动脉冲DP4，使得不从相关的喷嘴喷射墨滴，也不形成墨点(无记录操作)。并且，当喷射数据SIBK相当于(01)时，选择等于“中等墨点脉冲”的第三驱动脉冲DP3，使得从相关喷嘴喷出等于大约13pl的墨滴，所喷射的墨滴撞击到记录纸上，从而在与主扫描方向有关的相当后面的位置形成中等墨点尺寸的记录墨点。当喷射数据SIBK相当于(10)时，选择等于“中等墨点脉冲”的第一驱动脉冲DP1，使得从相关喷嘴喷出等于大约13pl的墨滴，所喷射的墨滴撞击在记录纸上，因此，在与主扫描方向有关的相当前面的位置形成中等墨点尺寸的记录墨点。并且，当喷射数据SIBK相当于(11)时，选择等于“中等墨点脉冲”的第一驱动脉冲DP1和等于“中等墨点脉冲”的第三驱动脉冲DP3，使得从同一喷嘴喷出两组等于大约13pl的墨滴，这些墨滴撞击在记录纸上，从而通过彼此混合形成大墨点尺寸的记录墨点。
如上所述，在黑色墨水的喷射数据SIBK和程序(图案)数据SPBK的基础上的墨水喷射操作中，根据表示记录操作或无记录操作的脉冲选择信息形成记录墨点，以便在中等墨点的记录控制的一个打印时间周期内实现前一墨点(在由第一驱动脉冲DP1形成的墨点的情况下，即前侧的单位象素)和后一墨点(在由第三驱动脉冲DP3形成的墨点的情况下，即后侧的单位象素)。
结果，如从图7A显然可以看出，以与下面的控制操作相似的方式执行上述喷墨控制。即，当喷射数据SIBK的高位指定为前墨点时，脉冲选择信息表示记录该前墨点或者不记录该前墨点。并且，喷射数据SIBK的低位被指定为后墨点时，脉冲选择信息表示记录该后墨点或不记录该后墨点。例如，喷射数据SIBK(00)表示既不记录前墨点，也不记录后墨点(0pl)。喷射数据SIBK(10)表示仅记录前墨点(13pl前)。喷射数据SIBK(11)表示连续地记录前墨点和后墨点(26pl)。
图8为说明图，用于解释根据该实施例的喷墨型打印机的操作。即，图8表示根据图7A所示的脉冲选择信息分别喷射彩色墨水的墨滴(6pl，13pl，26pl)和黑色墨水的墨滴(13pl后，13pl前，26pl)，以形成墨点。
更特别地，如相对图8中黑色墨水(13pl前，13pl后)的阴影部分所示，对于黑色墨水，在沿主扫描方向相当于一个打印时间周期TA(360dpi)的记录区域内可以记录两组单位象素(高分辨率单位象素)。可以建立这种条件，其中沿主扫描方向的分辨率被设置成比彩色墨水的分辨率高两倍的分辨率(720dpi)。换句话说，在这种情形中，在彩色墨水的单个象素形成区域内可以记录相对黑色墨水的两个高分辨率单位象素。
如前面所解释的，在该实施例中，将不同的程序(图案)数据SP传输给黑色墨水和彩色墨水的两个TG。结果，可以执行可编程的喷墨操作，例如，可以对于黑色墨水和彩色墨水使分辨率彼此不同。
已经参照特定的实施例描述了本发明，本发明不限于此，而是可以应用于本发明所附权利要求中限定的技术领域内的其他实施例。
例如，在上述实施例中，由两种类型的喷嘴行构成打印头10，即用于喷射黑色墨水的喷嘴行和用于喷射彩色墨水的喷嘴行。不过，本发明不限于仅仅两行喷嘴。例如，本发明可以应用于这样一种情形，通过采用由七行喷嘴，每行具有96个喷嘴构成的打印头传输2位多灰度级数据。
还应该注意，在上述实施例中采用压电元件作为压力产生元件。不过，本发明不限于这种压电元件，可以采用磁致伸缩元件。另外，本发明可以应用于所谓的发泡喷墨型喷墨打印机，采用热产生元件作为压力产生元件。用于发泡型喷墨打印机的驱动信号具有与压电振动器不同的波形，不过，本发明的主题不主要涉及波形，而是涉及如何构造用于驱动压力产生元件的数据。

Claims (10)

1.一种喷墨打印机，包括：
一个控制单元，将外部提供的打印数据转换成与待打印墨点尺寸相关的喷射数据；
一个驱动信号发生器，产生包括多个驱动脉冲的驱动信号；
一个打印头，包括：
一个与喷嘴相通的压力室；
一个压力产生元件，当施加至少一个驱动脉冲时改变压力室内部的压力；
一个解码器，根据预先确定的转换关系将喷射数据解码成脉冲选择信息；以及
一个转换器，根据脉冲选择信息选择施加给压力产生元件的至少一个驱动脉冲；
定义了转换关系的图案数据；以及
一个公共信号线，将喷射数据和图案数据从控制单元传输到打印头。
2.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于，所述图案数据和所述喷射数据构造为单个数据。
3.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于，所述喷射数据由2位数据组成，脉冲选择信息由4位数据组成。
4.一种喷墨打印机，包括：
一个控制单元，将外部提供的打印数据转换成与待打印墨点尺寸相关的喷射数据；
一个驱动信号发生器，产生包括多个脉冲的驱动信号；
一个打印头，包括：
至少两行喷嘴，每行与至少一种颜色的墨水相关，并包括每一个均与压力室相通的多个喷嘴；
一个压力产生元件，当施加至少一个驱动脉冲时改变压力室内部的压力；
一个解码器，根据预先确定的转换关系将喷射数据转换成脉冲选择信息；以及
一个转换器，根据脉冲选择信息选择至少一个驱动脉冲施加给压力产生元件；以及
至少两个图案数据，每个图案数据与至少一种不同于另一种的墨水颜色相关，并且每个图案数据定义转换关系。
5.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于，所述图案数据和所述喷射数据构造为单个数据。
6.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于，进一步包括一个公共信号线，将喷射数据和图案数据从控制单元传输到打印头。
7.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于，所述喷射数据由2位数据组成，该脉冲选择信息由4位数据组成。
8.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于，
在单位打印时间周期内，由2·m位数据组成的该喷射数据和由4·n位数据组成的该图案数据从控制单元传输到打印头；并且
m表示每行喷嘴的喷嘴数，n表示能够打印的灰度级数量。
9.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于，
该驱动信号包括与第一的喷墨量相关的第一驱动脉冲，与小于第一个量的第二个喷墨量相关的第二驱动脉冲，和与第一喷墨量相关的第三驱动脉冲；并且
如此构造多个墨点图案数据其中的至少一个，使得在单位打印时间周期内选择第一驱动脉冲和第三驱动脉冲二者其中之一。
10.如权利要求4所述的喷墨打印机，其特征在于，通过相互利用所述至少两个图案数据，所述至少两个图案数据的从所述喷嘴喷出的墨水的分辨率是不同的。
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