CN1576004A - 维持喷墨头的温度的打印装置和打印方法 - Google Patents

Abstract

一打印装置，其包含有一喷墨头，以将墨水从多个喷嘴中喷射出来；以及一信号发生器，用来产生打印脉冲以及非打印脉冲。该打印脉冲用来控制该加热器产生足以让墨水从该多个喷嘴喷出的热能，而该非打印脉冲用来控制该加热器产生不足以使墨水从该多个喷嘴喷出的热能。该打印装置还包含有一打印数据比较器，用来比较在一预设时间内的打印数据百分比与一阈值，以及一控制电路用来根据在一预设时间的打印数据百分比以及阈值的差异，改变由该信号发生器所产生的非打印脉冲。

Description

维持喷墨头的温度的打印装置和打印方法

技术领域

本发明提供一种打印装置和方法，特别指一种根据打印数据以及喷墨头的温度维持喷墨头的温度的打印装置和打印方法。

背景技术

喷墨式打印机通过打印构成阵列图案的独立各点于打印媒体上，而能形成一打印图像。各点位置可以方便地当成排在一直角座标上的小点，因此打印的操作可以视为将点状的墨水根据座标的位置，在打印媒体的指定位置上填入一点墨水，再由数千个小点构成所欲打印的图案。基本上，喷墨式打印机包含有一可移动式载具，其上支撑着一或多个喷墨头，而各喷墨头上含有许多墨水喷嘴。在进行打印的操作时，载具在打印媒体上拖曳着移动，而喷嘴为微计算机控制芯片所控制，因而能在适当时机下将滴状的墨水喷射在印刷媒体上。而喷嘴将墨水喷射出来的时机，会由相关电路根据所欲打印的图案的点状相对位置，来进行准确的控制。

彩色喷墨式打印机一般而言包含有多个喷墨头，比如说有四个，则这四个喷墨头会被用来喷出不同颜色的墨水，如绿色、红色、黄色以及黑色。而这四种基本的颜色可以合成出各种不同层次的子颜色。若要在一点上打印出一子颜色，则四个喷墨头各自会在那一点上喷出墨滴，以达到合成的目的。

传统喷墨式打印机的喷墨头使用液状的墨水，其有着一行置于喷墨头基板上的喷嘴。而喷墨头基板上有一行的腔室，其可以从储墨槽当中获得墨水。每一个腔室里有着一薄膜电阻，其位置处于距离喷嘴近处，因此墨水才能收集于薄膜电阻与喷嘴间，而该薄膜电阻被称作喷墨式打印机腔室电阻。当打印脉冲的电子信号加热腔室电阻时，一小量在腔室电阻旁的墨水蒸发并从喷墨头喷射出一滴墨水，适当地控制每一个喷嘴的操作即可以清晰地在打印媒体上打印出所欲打印的图案与文字。

打印质量是彩色打印机领域竞争中最重要的考虑之一。因为打印出来的影如由数千个点所构成，图像的质量因此就完全是由单独一个墨水滴的质量以及墨水滴的排列形状所决定，而不适当的墨滴大小会降低打印质量。

不适当的墨滴体积不只会导致打印质量的下降，更会减少喷墨式打印机的清晰度。当打印相同数据时，不同的喷墨头基板温度会使墨滴大小随之变化，这其中有两个决定性的因素，分别为：墨水的粘度以及由腔室电阻蒸发的墨水的数量。除此之外，墨滴大小的变化也可以发生在打印机在刚开机时，环境气温以及打印机输出数据大幅度改变时，比如说，从打印全白突然到打印全黑的状况。

上述的墨滴大小变化不定所造成的影响，包括有黑白文字打印时深度的不一致，灰度图像的对比不一致以及彩色图像的浓度、色彩与明亮度的不一致。打印出来颜色的浓度、色彩与明亮度取决于各种基本颜色墨水滴调配的准确度。因此如果喷墨头的基板的温度在打印当中时增加或是减少，会发生颜色不均的现象。因此可想见，如果能维持喷墨头基板的温度在一定水准的话，势必可以提升打印文字、灰度以及彩色图像的质量。

其他打印质量的下降导因于喷出较大墨水滴时过量的墨水。当处于室温时，喷墨式打印机的喷墨头必须喷射出足够量的墨水以产生符合标准的打印墨点。然而，若已知基板温度偏热时，符合这标准的墨水滴会含有过量的墨水。这过量的墨水将会散开，在不同颜色的墨水滴相互渗透，使得纸张卷曲或是起折皱。因此，墨水滴的喷墨量应随着基板温度的改变进行相对应的调整。

发明内容

因此，本发明主要的目的在于提供一种打印装置以及方法，其会根据打印数据量以及即时喷墨头的温度来维持喷墨头的温度，以解决上述的问题。

本发明公开第一种打印装置，包含有一喷墨头，用来将墨水从多个喷嘴喷射出来。该喷墨头包含有一基板；以及多个加热器，形成于该基板上，用来加热该喷墨头里的墨水，以使墨水喷出该多个喷嘴。该打印装置还包含一信号发生器，用来产生打印脉冲以及非打印脉冲，该打印脉冲用来控制该加热器产生足以让墨水从该多个喷嘴喷出的热能，而该非打印脉冲用来控制该加热器产生不足以使墨水从该多个喷嘴喷出的热能；一打印数据比较器，用来比较一预设时间内的一打印数据百分比与一阈值；以及一控制电路，用来根据该预设时间内的打印数据百分比与该阈值来变化该信号发生器所产生的非打印脉冲。

本发明公开第二种打印装置，包含有一喷墨头，用来将墨水从多个喷嘴喷射出来。该喷墨头包含有一基板；以及多个加热器，形成于该基板上，用来加热该喷墨头里的墨水，以使墨水喷出该多个喷嘴。该打印装置还包含一信号发生器，用来产生打印脉冲以及非打印脉冲，该打印脉冲用来控制该多个加热器产生足以让墨水从该多个喷嘴喷出的热能，而该非打印脉冲用来控制该多个加热器产生不足以使墨水从该多个喷嘴喷出的热能；一温度检测器，用来测量一基板的温度；一温度比较器，用来比较该基板的温度以及一参考温度；以及一控制电路，用来根据该基板温度以及该参考温度的差异来变化该信号发生器所产生的非打印脉冲的宽度。

附图说明

图1为本发明中的墨水匣的透视图。

图2为图1墨水匣连接至打印系统的功能区块图。

图3为本发明中非打印脉冲的变化。

图4为本发明中非打印脉冲的在打印脉冲前或后的变化。

图5为本发明中根据在一定时间内，以打印数据百分比来控制非打印脉冲的流程图。

图6为本发明中根据基板温度Ts来控制非打印脉冲的流程图。

图7为本发明中于预设时间内非打印脉冲与打印数据百分比的关系图。

图8为本发明中在预设时间内非打印脉冲的宽度与打印数据百分比的关系图。

图9为本发明中基板温度Ts与非打印脉冲的关系图。

图10为本发明中非打印脉冲被分割成多个较小的非打印脉冲的示意图。

20墨水匣        50打印系统

22接触点        52接触端口

30喷墨头        54信号发生器

32温度检测器    56数据转换器

34喷嘴          58比较器

36加热器        60控制器

具体实施方式

请参照图1。图1为本发明中的一墨水匣20的透视图。墨水匣20包含有一喷墨头30用来将墨水打印在一媒体上，而喷墨头30建构在一基板上。喷墨头30包含有一温度检测器32用来测量用来放置喷墨头30于其上的基板的温度，以及多个喷嘴34用来将墨水匣20的墨水喷射出去。多个喷嘴34以及温度检测器32各自连接到一接触点22。接触点22被用来与墨水匣20所置入的一打印系统作为通信连接点之用。

请参照图2。图2为本发明中墨水匣20连接至一打印系统50的功能方块图。喷墨头30还包含有多个加热器36，用来加热在墨水匣20中的墨水，并在墨水中产生气泡，以让墨水能从相对应的多个喷嘴34中喷射出来。墨水匣20通过一在墨水匣20中的接触点22与打印系统50的接触端口52的连接来使墨水匣20与打印系统50相连接。

打印系统50包含有一信号发生器54用来产生一打印脉冲以及一非打印脉冲以控制多个加热器36。该打印脉冲控制多个加热器36产生足够的热量，以使墨水从多个喷嘴34喷射出，该非打印脉冲用来控制多个加热器36产生不足以使墨水从多个喷嘴34喷出的热能。打印系统50亦包含有一打印数据转换器56来将未处理的数据转换成打印数据，并将该打印数据送去信号发生器54。打印数据转换器56亦可以计算在一预设时间内被打印数据百分比，其中百分的零代表空白，而百分的百代表全部为黑色。

打印系统50亦包含有一比较器58用来比较一基板的温度Ts与一参考的温度Tr，以及一控制器60其用来控制打印系统50。本发明的主要目的包括使用控制器60来控制该由信号发生器54所产生的非打印脉冲，该非打印脉冲被用来改变该基板的温度。控制器60一共使用到两个阈值，分别是：在一预设时间内数据打印时间的百分比以及参考温度Tr。

请参照图3。图3为本发明中非打印脉冲的变化。有三种变化列于其上，而其中每一种变化都有一状况为没有数据要被打印时的情形。一号信号显示了非打印脉冲不被需要用来增加该基板的温度Ts的状况。二号信号显示了非打印脉冲需要被用来稍微提升该基板温度Ts的状况。三号信号显示了非打印脉冲被用来大量地提升该基板温度Ts的状况。

请参照图4。图4为本发明中非打印脉冲出现在一打印脉冲前或后的变化。其显示了六种变化，而每一种变化都明确显示了有数据要被打印时的状况。一号信号显示一当一打印脉冲被产生且此时不需要非打印脉冲来提升该基板温度Ts的状况。二号信号显示了一当一打印脉冲被产生且非打印脉冲亦需用来提升该基板温度Ts的状况。该非打印脉冲在该打印脉冲前发生且也可称做是一预先脉冲(pre-pulse)。三号信号亦显示了一当一打印脉冲被产生且一非打印脉冲需要被用来提升该基板温度Ts的状况。此时该非打印脉冲发生在打印脉冲的后，且亦可以被称为是一延后脉冲(post-pulse)。四号信号显示了当许多预先脉冲被用来提升该基板温度Ts的状况，而信号五显示当许多延后脉冲被用来提升该基板温度Ts的状况。最后，六号信号显示了当许多预先脉冲和延后脉冲被同时用来提升该基板温度Ts的状况。

请参照图5。图5为本发明中根据在一定时间内，以打印数据百分比来控制非打印脉冲的流程图。详细步骤于下文所解释：

步骤100：开始；

步骤102：打印数据转换器56接收到未处理前的图像数据；

步骤104：打印数据转换器56解译该未处理前的图像数据成打印机能处理的语言，以便告知打印机哪些点(dots)必须被打印出来；

步骤106：决定在一预设时间内的打印数据百分比是否有超过一阈百分比；若成立，则继续步骤108，若否，则跳入步骤110；

步骤108：使用控制器60来减少由信号发生器54所产生的非打印脉冲；脉冲的频率，脉冲的使用率，或是脉冲的电压都可以被减少以达到这个目标；减少的量取决于测量出来的百分比与阈值的差异大小；跳至步骤112；

步骤110：使用控制器60来增加由信号发生器54所产生的非打印脉冲；脉冲的频率，脉冲的使用率，或是脉冲的电压都可以被增加以达到这个目标；增加的量取决于测量出来的百分比与阈值的差异大小；

步骤112：信号发生器54根据打印数据转换器56所产生的打印数据来产生打印脉冲；

步骤114：累加打印脉冲以及非打印脉冲以产生一合并的打印脉冲；

步骤116：合并的打印脉冲送入一放大器；

步骤118：被放大的合并信号被送入喷墨头30，其中该数据根据该打印脉冲来进行打印的操作，且喷墨头30根据非打印脉冲来进行暖机的操作；以及

步骤120：结束。

请参照图6。图6为本发明中根据基板温度Ts来控制非打印脉冲的流程图。详细步骤于下文所解释：

步骤150：开始；

步骤152：以温度检测器32量取基板温度Ts；

步骤154：使用比较器58来决定是否基板温度Ts是否大于参考温度Tr；若成立，跳至步骤152；若否，则跳至步骤156；

步骤156：因为基板温度Ts并未超过参考温度Tr，故使用控制器60来增加由信号发生器54所产生的非打印脉冲；脉冲的频率、数目、使用率以及电压都可以被增加以达到目的；而增加的总量取决于该测量的基板温度T与该参考温度Tr的差异；

步骤158：打印脉冲以及非打印脉冲被累加以产生一合并打印脉冲；

步骤160：合并打印脉冲被放大；

步骤162：被放大的合并信号被送入喷墨头30，其中数据根据打印脉冲来进行打印的操作，且喷墨头30根据非打印脉冲来进行暖机的操作；以及

步骤164：结束。

若在预设时间内一高百分比的数据被打印着，喷墨头30将一直处于运作状态下且该基板温度Ts将会比参考温度Tr来的高。因此，此时将会减少非打印脉冲的使用量来提高基板温度Ts。相对来说，若此时打印数据百分比极低，则喷墨头30将一直处于闲置的状况下，造成基板温度Ts将会略低于参考电压Tr。因此，此时将会增加非打印脉冲的使用量以便于提升基板温度Ts。

请参照图7。图7为本发明中于一预设时间内非打印脉冲与打印数据百分比的关系图。图7的纵轴可以代表是频率，数目或是非打印脉冲的高度，该高度可以通过变化非打印脉冲的电压来进行改变的操作。图7的横轴代表在一预设时间内数据量的百分比。该图显示了在一预设时间内打印数据百分比与所需用来加热喷墨头30的非打印数据脉冲呈现反向的关系。阈值Td如果等于一预设打印数据的百分比，且可被用来当作控制器60的参考来决定是否非打印脉冲该被增加还是缩减。请注意在图7中的关系并不需要为严格反线性关系，任何等效或是近似的关系都可以符合本发明的精神。

请参照图8。图8为本发明中在一预设时间内非打印脉冲的宽度与打印数据百分比的关系图。图8的纵轴代表该非打印脉冲的使用率或是宽度。如图7所示，图8的横轴代表着在一预设时间内打印数据百分比。图8也同时显示了在一预设时间内打印数据百分比与所需用来加热喷墨头30的非打印数据脉冲的宽度呈现反向的关系。图8的图表仅仅是一个例子，因为各种等效或是近似的方式都符合本发明的精神。

请参照图9。图9显示了该基板温度Ts与非打印脉冲的关系图。图9的纵轴可以代表非打印脉冲的频率、数目、宽度或使用率，或是高度，而横轴代表的就是基板温度Ts。该图显示了基板温度Ts以及需要用来加热喷墨头30的非打印脉冲的关系。参考温度Tr被用来当作是控制器60的参考来决定是否非打印脉冲需要被增加还是缩减。请注意图9中的关系并不需要为严格反线性关系，任何等效或是近似的关系都可以符合本发明的精神。

请参照图10。图10为一非打印脉冲80被分割成多个较小的非打印脉冲82的示意图。非打印脉冲80以较夸张的宽度表现出来，以便于能够明确的显示出将非打印脉冲80分割成数个较小的非打印脉冲82的好处。通过分割非打印脉冲80，控制器60可以通过将所耗总能量扩展到较长的时间以减少由打印机系统50所提供的瞬间功率损耗。

与常规技术相比较，本发明使用控制器60用来调整由信号发生器54所产生的非打印脉冲，并将的送往喷墨头30。非打印脉冲将根据在一预设时间内打印数据百分比以及基板的温度Ts与参考温度Tr的比较来进行调整的操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所进行的等效变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种打印装置，包含有：

一喷墨头，用来将墨水从多个喷嘴喷射出来，该喷墨头包含有：

一基板；以及

多个加热器，形成于该基板上，用来加热该喷墨头里的墨水，以使墨水喷出该多个喷嘴；

一信号发生器，用来产生打印脉冲以及非打印脉冲，该打印脉冲用来控制该多个加热器产生足以让墨水从该多个喷嘴喷出的热能，而该非打印脉冲用来控制该多个加热器产生不足以使墨水从该多个喷嘴喷出的热能；

一打印数据比较器，用来比较一预设时间内的一打印数据百分比与一阈值；以及

一控制电路，用来根据该预设时间内的打印数据百分比与该阈值来变化该信号发生器所产生的非打印脉冲。

2.如权利要求1所述的打印装置，其中若该预设时间内的打印数据百分比超过该阈值，则该信号发生器会产生一宽度较窄的非打印脉冲，倘若该预设时间内的打印数据百分比小于该阈值，则该信号发生器会产生一宽度较宽的非打印脉冲。

3.如权利要求1所述的打印装置，其中若该预设时间内的打印数据百分比超过该阈值，则该非打印脉冲的频率会下降，而倘若该数据的百分比小于该阈值，则该非打印脉冲的频率会提升。

4.如权利要求1所述的打印装置，其中若该预设时间内的打印数据百分比超过该阈值，则该非打印脉冲的数目会下降，而倘若该数据的百分比小于该阈值，则该非打印脉冲的数目会提升。

5.如权利要求1所述的打印装置，其中若该预设时间内的打印数据百分比超过该阈值，则该非打印脉冲的电压会下降，而倘若该数据的百分比小于该阈值，则该非打印脉冲的电压会提升。

6.一种打印装置，包含有：

一喷墨头，用来将墨水从多个喷嘴喷射出来，该喷墨头包含有：

一基板；以及

多个加热器，形成于该基板上，用来加热该喷墨头里的墨水，以使墨水喷出该多个喷嘴；

一信号发生器，用来产生打印脉冲以及非打印脉冲，该打印脉冲用来控制该多个加热器产生足以让墨水从该多个喷嘴喷出的热能，而该非打印脉冲用来控制该多个加热器产生不足以使墨水从该多个喷嘴喷出的热能；

一温度检测器，用来测量一基板的温度；

一温度比较器，用来比较该基板的温度以及一参考温度；以及

一控制电路，用来根据该基板温度以及该参考温度的差异来变化该信号发生器所产生的非打印脉冲的宽度。

7.如权利要求6所述的打印装置，其中若该基板的温度超过该参考温度，则该信号发生器所产生的非打印脉冲的电压会下降，而倘若该基板的温度小于该参考温度，则该信号发生器所产生的非打印脉冲的会提升。

8.如权利要求6所述的打印装置，其中若该基板的温度超过该参考温度，则该信号发生器所产生的非打印脉冲的宽度会较窄，而倘若该基板的温度小于该参考温度，则该信号发生器所产生的非打印脉冲的宽度会较宽。

9.如权利要求6所述的打印装置，其中若该基板的温度超过该参考温度，则该信号发生器所产生的非打印脉冲的数目会下降，而倘若该基板的温度小于该参考温度，则该信号发生器所产生的非打印脉冲的数目会提升。

10.如权利要求6所述的打印装置，其中若该基板的温度超过该参考温度，则该信号发生器所产生的非打印脉冲的频率会下降，而倘若该基板的温度小于该参考温度，则该信号发生器所产生的非打印脉冲的频率会提升。

11.一种用来加热一打印装置的喷墨头的方法，其包含有下列步骤：

(a)提供一打印装置，其包含有：

一喷墨头，用来从多个喷嘴喷出墨水，该喷墨头包含有：

一基板；以及

多个加热器，形成于该基板上，用来加热该喷墨头里的墨水，以使墨水喷出该多个喷嘴；

(b)产生打印脉冲以及非打印脉冲来控制该多个加热器，该打印脉冲用来控制该多个加热器产生足以让墨水从该多个喷嘴喷出的热能，而该非打印脉冲用来控制该多个加热器产生不足以使墨水从该多个喷嘴喷出的热能；

(c)比较一预设时间内的一打印数据百分比与一阈值；以及

(d)根据该预设时间内的打印数据百分比与该阈值来变化该信号发生器所产生的非打印脉冲。

12.如权利要求11所述的方法，其于步骤(d)中，若该预设时间内的打印数据百分比超过该阈值，则缩小该非打印脉冲的宽度，而倘若该数据的百分比小于该阈值，则增加该非打印脉冲的宽度。

13.如权利要求11所述的方法，其于步骤(d)中，若该预设时间内的打印数据百分比超过该阈值，则下降该非打印脉冲的频率，而倘若该数据的百分比小于该阈值，则提升该非打印脉冲的频率。

14.如权利要求11所述的方法，其于步骤(d)中，若该预设时间内的打印数据百分比超过该阈值，则下降该非打印脉冲的数目，而倘若该数据的百分比小于该阈值，则提升该非打印脉冲的数目。

15.如权利要求11所述的方法，其于步骤(d)中，若该预设时间内的打印数据百分比超过该阈值，则下降该非打印脉冲的电压，而倘若该数据的百分比小于该阈值，则提升该非打印脉冲的电压。

16.一种用来加热一打印装置的喷墨头的方法，其包含有下列步骤：

(a)提供一打印装置，包含有：

一喷墨头，用来将墨水从多个喷嘴喷射出来，该喷墨头包含有：

一基板；以及

多个排列在基板上的加热器，用来加热在该喷嘴中的墨水以在墨水中产生气泡并将墨水从相对应的喷嘴中喷射出来；

(b)产生打印脉冲以及非打印脉冲来控制该多个加热器，该打印脉冲用来控制该多个加热器产生足以让墨水从该多个喷嘴喷出的热能，而该非打印脉冲用来控制该多个加热器产生不足以使墨水从该多个喷嘴喷出的热能；

(c)比较一预设时间内的一打印数据百分比与一阈值；以及

(d)根据该基板温度以及该参考温度的差异来变化该信号发生器所产生的非打印脉冲的宽度。

17.如权利要求16所述的方法，其于步骤(d)中，若该基板的温度超过该参考温度，则缩小该非打印脉冲的宽度，而倘若该基板的温度小于该参考温度，则增加该信号发生器所产生的非打印脉冲的宽度。

18.如权利要求16所述的方法，其于步骤(d)中，若该基板的温度超过该参考温度，则下降该非打印脉冲的电压，而倘若该基板的温度小于该参考温度，则提升该信号发生器所产生的非打印脉冲的电压。

19.如权利要求16所述的方法，其于步骤(d)中，若该基板的温度超过该参考温度，则下降该非打印脉冲的数目，而倘若该基板的温度小于该参考温度，则提升该信号发生器所产生的非打印脉冲的数目。

20.如权利要求16所述的方法，其于步骤(d)中，若该基板的温度超过该参考温度，则下降该非打印脉冲的频率，而倘若该基板的温度小于该参考温度，则提升该信号发生器所产生的非打印脉冲的频率。

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