CN1836908A - 喷墨打印设备和喷墨打印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及喷墨打印设备和喷墨打印方法。具体地，该喷墨打印设备采用由多个小器件构成的连接式打印头进行打印。这些小器件连接在一起并且每个小器件具有从中喷射出墨的喷嘴阵列，其中抑制了可能出现的白带，减少了由于每个小器件的连接部分而引起的白带。根据本发明，在每个连接式打印头中布置有多个小器件CH；每个小器件具有由多个喷嘴形成的喷嘴阵列。每个喷嘴阵列设有连接部分喷嘴和非连接部分喷嘴。在其中一个喷嘴阵列中的连接部分喷嘴沿着喷嘴阵列排列方向与在另一个喷嘴阵列中的相应非连接部分喷嘴重叠。通过控制部件根据打印条件来控制非连接部分喷嘴的墨滴喷射。

Description

喷墨打印设备和喷墨打印方法
技术领域
本发明涉及采用连接式打印头进行打印的喷墨打印设备和方法，在连接式打印头中，多个短的小器件沿着给定方向布置以形成长喷墨头，每个小器件具有用来喷墨的多个喷嘴的阵列。
背景技术
打印设备目前用作打印机、用在复印机等中的打印机、包括计算机和字处理机的复合电子设备或用于工作站的输出设备。这些打印设备被构成为根据打印信息在打印介质例如纸张和塑料薄片上打印图像(包括字母和符号)。已经提出了基于相应的打印策略的各种打印设备。例如，用打印头根据打印信息在打印介质上形成字点的已知打印策略例如有喷墨策略、针点策略和热策略。不采用打印头的已知打印策略为激光束策略，它根据打印信息用激光束照射感光鼓。
采用打印头的打印策略由于相应设备的尺寸较小并且成本较低所以得到普遍使用。串行式打印设备采取了这种打印策略。串行式打印设备通过使打印介质沿着给定方向(副扫描方向)运动同时使打印头沿着与副扫描方向交叉的方向(主扫描方向)运动来进行打印。串行式打印设备使相对较短的打印头沿着主扫描方向在固定打印介质上运动以打印具有与打印头的宽度对应的宽度的图像。一旦完成单次主扫描，该串行式打印机将打印介质输送预定量。反复进行该操作以在整个打印介质上形成图像。
整行式打印设备采用了使用打印头的另一种形式。整行式打印设备采用了一种细长打印头，它由大量喷墨打印元件、喷口和与喷口连通的液体通道构成(这些部件在下面总称为喷嘴)。整行式打印机设备采用固定在设备主体上的细长打印头(下面也被称为整行式打印头)通过沿着与打印头的纵向方向交叉的方向连续输送打印介质来进行打印。这使得在一次扫描操作期间能够一次打印一行图像，因此使得能够迅速在整个打印介质上形成图像。
在采用打印头的这些打印设备中，通过从打印头喷墨来进行打印的喷墨式打印设备(喷墨打印设备)具有如下面所述的各种优点。喷墨打印设备有利于打印头的尺寸减小，使得能够快速形成高分辨率图像，并且由于能够无需对普通纸张进行特殊处理就能实现打印，所需的运行成本更低。喷墨打印设备由于采用非击打策略所以能够降低噪声并且能够很容易采用多种颜色的墨来形成彩色图像。
具体地说，整行式打印设备如前面所述能够进一步提高成像速度，因为它能够在一次打印操作(下面也被称为单趟打印)期间实现所期望的打印宽度。因此期望这种整行式打印设备用于需求日益增长的按需打印。
按需打印不要求如在传统的报纸和杂志的情况中一样在一个过程期间打印几百万张。按需打印所需的打印速度大约为每小时大约10万张。但是，需要减少按需打印所需的手工操作。在这方面，整行式打印设备是有利的；尽管其打印速度低于传统的胶印设备的印刷速度，但是整行式打印设备能够减少所需的手工操作，因为它无需生产印刷版并且还能够方便迅速地获得少量、多类型的打印材料。由于这些优点，整行式打印设备对于按需打印而言是最佳的。
用于按需打印的整行式打印设备对于单色打印文档例如文本而言需要实现通常为600×600dpi(点/英寸)的高分辨率的打印质量，或者，对于彩色图像例如照片而言需要实现1200×1200dpi的高分辨率的打印质量。所需的打印速度至少为每分钟至少30页A3规格的打印介质。
而且，按需打印往往涉及几种规格的打印介质的打印；采用数字照相机等拍摄的图像可以打印在L规格的纸张上(如在传统的银盐照片的情况中那样)，或者打印在尺寸小的介质例如明信片上。
但是，对于整行式打印头，尤其是那些能够将摄影图像打印在大规格片材上的打印头而言，非常难以在不产生任何缺陷的情况下加工出设在打印区域的整个宽度上的喷口和喷墨打印元件。例如，打印头需要大约14000个喷口(打印宽度：约280mm)以实现以1200dpi的密度在A3规格片材上进行打印。在制造过程中非常难以在不产生任何缺陷的情况下加工出大量喷口和相应喷墨打印元件的全部。如果成功制造出这些打印头，则有效百分比将较低并且将需要巨大的制造成本。
因此，已经提出将图17和18中所示的被称为连接式打印头H的打印头用于采用细长打印头的整行式喷墨打印设备。该连接式打印头H为这样一种细长打印头，其中精确布置有多个用在串行式喷墨打印设备中的相对廉价的短的小器件CH。为了采用这种连接式打印头来形成彩色图像，多个(在图19中为4个)连接式打印头H1至H4与多种墨(青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(Bk)墨)相关联地布置。
作为能够从同一小器件中喷射四种颜色的墨的整行式打印头，已经提出了这样一种连接式打印头：其中，如图20所示，这些小器件交错布置。在图20中所示的连接式打印头与如图19所示构成的打印头相比，好处是在与打印头布置的方向垂直的方向上具有更小的尺寸。
在图19和20中所示的每个打印头H中，小器件CH连接在一起，从而其连接部分在布置方向重叠。在该连接式打印头中，墨交替地从喷嘴中喷射出以在相同的位置处落在打印介质上。可选的是，根据连接部分中的喷嘴的预定运行率来控制这些喷嘴的喷墨，从而由连接部分打印出的图像的密度与由连接式打印头的非连接部分中的喷嘴打印出的图像的密度相同。但是，喷嘴的特性(例如，落点偏差)的差异趋向于造成图像劣化，因为图像是由不同喷嘴打印的。用于各颜色的连接部分也沿着喷嘴排列方向位于相同的位置处。因此，当在打印介质上形成彩色图像时，从多种颜色的连接部分喷射出的墨在打印介质上的相同位置处重叠。因此，由连接部分打印出的图像的劣化比由非连接部分打印出的图像的劣化更明显。这会造成条带状密度不均匀性(连接条带)。这些连接条带会降低图像质量。
因此，对于如图19所示构成的连接式打印头，例如，日本专利申请公开Nos.5-238003和8-25635披露了一种如图21中所示的避免各个彩色打印头的连接部分的重叠的方法。
对于如图20所示的将多个颜色的喷嘴布置在一个小器件CH中的连接式打印头而言，也已经提出了这样一种方法，如图22中所示，避免用于相同颜色的喷嘴阵列的连接部分的重叠(参见日本专利申请公开No.2000-289233)。
在如图22中所示那样构成的打印头中，来自同一小器件中的连接部分的彩色墨不会重叠。预期这种方案会使看起来象致密条带的密度不均匀性不明显。但是，该结构由于另一种原因会造成条带状密度不均匀性(连接条带)。例如，日本专利申请公开No.2002-67320描述了，如果采用在图22中所示的打印头来高速打印具有高打印负荷的图像，则在连接部分中的喷嘴会造成端部偏差，从而导致在连接部分出现白带。端部偏差是这样一种现象，其中，对于从位于喷嘴阵列端部附近的喷嘴喷射出的墨滴落在打印介质上的位置，出现朝向该喷嘴阵列内侧的偏移。作为解决这种问题的一种措施，日本专利申请公开No.02980429披露了在图23中所示的打印头。
在图23中所示的喷嘴中，在小器件CH的每个连接部分中，其中一个小器件中的至少一个喷嘴与在另一个小器件中的至少一个喷嘴重叠。这些重叠的喷嘴打印同一线栅。这使每个喷嘴的打印负荷减半，因此抑制了端部偏差。
也已经提出了在图8中所示的打印头。该打印头包括多个(图中是两个)用来喷射相同颜色的墨的连接式打印头H1和H2。在该打印头中，连接式打印头H1中的小器件CH的连接部分沿着喷嘴排列方向相对于连接头H2中的小器件CH的相应连接部分偏移。这种打印头使得，要由可能造成端部偏差的位于其中一个连接式打印头中的喷嘴打印的像素，能够接受从不会造成端部偏差的位于另一个连接式打印头中的正常喷嘴喷射出的墨滴。在日本专利申请公开Nos.5-238003和8-25635中也披露了这种喷嘴布置。
如果在给定打印条件下进行打印的话，在日本专利申请公开Nos.5-238003和8-25635中所披露的这些打印方法能够在视觉上减少由端部偏差引起的条带。但是，如果端部偏差量由于打印条件变化而发生变化的话，则这些打印方法无效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷墨打印设备和方法，其采用由多个连接在一起并且各具有用来喷墨的喷嘴阵列的小器件构成的连接式打印头进行打印，其中减少了可能由每个小器件中的连接部分引起的白带。
本发明的第一方面提供了一种喷墨打印设备，该设备包括打印头，该打印头包括多个小器件，每个小器件具有至少一个由用来喷射同一种颜色的墨的多个喷嘴形成的喷嘴阵列，这些小器件沿着喷嘴排列方向连接在一起，该打印头还包括用来将每个小器件中的喷嘴阵列连接到相邻小器件中的喷嘴阵列的连接部分喷嘴，以及连接部分喷嘴之外的非连接部分喷嘴，该喷墨打印设备通过在使连接式打印头和打印介质沿着与喷嘴排列方向交叉的方向相对运动的同时，让墨滴从这些喷嘴中喷射出来而形成图像，其中，多个不同喷嘴阵列沿着该交叉方向设置在连接式打印头中，在其中一个喷嘴阵列中的连接部分喷嘴与在另一个喷嘴阵列中的非连接部分喷嘴重叠，并且，在使用连接部分喷嘴和非连接部分喷嘴来形成沿着相对运动方向延伸的同一线栅时，控制部件根据打印条件来控制通过非连接部分喷嘴进行的墨滴喷射。
本发明的第二方面提供了一种喷墨打印方法，它包括带有多个小器件的打印头，每个小器件具有至少一个由用来喷射相同颜色的墨的多个喷嘴形成的喷嘴阵列，这些小器件沿着喷嘴排列方向连接在一起，该打印头还包括用来将每个小器件中的喷嘴阵列连接到相邻小器件中的喷嘴阵列的连接部分喷嘴，以及连接部分喷嘴之外的非连接部分喷嘴，该喷墨打印方法通过在使连接式打印头和打印介质沿着与喷嘴排列方向交叉的方向相对运动的同时，让墨滴从这些喷嘴中喷射出来，从而形成图像，其中多个不同喷嘴阵列沿着该交叉方向设置在连接式打印头中，在其中一个喷嘴阵列中的连接部分喷嘴与在另一个喷嘴阵列中的非连接部分喷嘴重叠，并且，在使用连接部分喷嘴和非连接部分喷嘴来形成沿着相对运动方向延伸的同一线栅时，控制部件根据打印条件来控制通过非连接部分喷嘴进行的墨滴喷射。
在本发明中，术语“打印”不限于形成有意义的信息例如字母或图形。该“打印”包括在打印介质上形成图像、图案等，或者对介质进行处理，而不管图像或图案是否明显，或者是否显现到用户能够用视觉感知的程度。
术语“打印介质”不仅包括用在普通喷墨打印设备中的纸张，而且还包括布料、塑料膜、金属片和其它能够接受从打印头喷射出的墨的介质。
术语“墨”应该与术语“打印”类似地进行广义解释，包括施加在打印介质上以形成图像、图案等或者对打印介质进行处理的液体。
本发明可以减少在使用由多个小器件构成的连接式打印头形成图像时由每个小器件的连接部分引起的白带，其中每个小器件具有至少一个由多个喷嘴形成的阵列并且沿着喷嘴排列方向连接在一起。由此，可以形成高品质图像。
从以下结合附图给出的对本发明实施方案的说明中将更加清楚了解本发明的上述和其它目的、效果、特征和优点。
附图说明
图1为一透视图，示意性地显示出应用于本发明的一种实施方案的整行式喷墨打印设备的一实施例；
图2为一方框图，显示出其中安装有本发明实施方案的喷墨打印设备的控制系统的总体结构；
图3为局部切除透视图，显示出在图1中所示的打印头的内部结构；
图4A为一波形图，显示出施加在加热器上并且用于单脉冲驱动的驱动脉冲的波形；
图4B为一波形图，显示出施加在加热器上并且用于双脉冲驱动的驱动脉冲的波形；
图5为一图表，显示出与喷嘴对应的2位选择数据的示例；
图6A至6D为波形图，显示出用于双脉冲驱动的前脉冲；
图6E为一波形图，显示出用于双脉冲驱动的主脉冲；
图6F至6I为波形图，显示出在图6A至6D中所示的前脉冲和在图6E中所示的主脉冲的合成波形；
图7为一示意图，显示出用在本发明第一实施方案中的打印头驱动电路的结构；
图8为一示意图，显示出根据本发明第一实施方案的喷嘴在打印头中的布置；
图9为在图8中所示的喷嘴的局部放大图；
图10A为在图8中所示的连接式打印头的局部放大图；
图10B为一示意图，显示出采用在图8中所示的连接式打印头形成的理想字点；
图11A为在图8中所示的打印头的局部放大图；
图11B为一示意图，显示出通过实际打印操作在打印介质上形成的字点；
图12A为在图8中所示的连接式打印头的局部放大图；
图12B为一示意图，显示出根据第一实施方案形成的字点；
图13A为用在本发明第二实施方案中的打印头的局部放大图；
图13B为一示意图，显示出根据第二实施方案形成的字点；
图14A为一示意图，显示出根据本发明第三实施方案的连接式打印头；
图14B为一示意图，显示出在图14A中所示的每个打印头中的喷嘴用来形成图像时的使用频率；
图15为一示意图，显示出用在本发明第五实施方案中的打印头；
图16A为一放大图，显示出在图15中的打印头中的小器件和喷嘴的布置；
图16B为一示意图，显示出根据本发明第五实施方案形成的字点布置；
图17为一示意图，显示出用在传统整行式喷墨打印设备中的连接式打印头中的小器件的布置；
图18为在图17中所示的小器件的放大图；
图19为一示意图，显示出用于形成四色彩色图像的传统连接式打印头；
图20为一示意图，显示出用于形成彩色图像的传统连接式打印头的另一个例子；
图21为一示意图，显示出用于形成彩色图像的传统连接式打印头的另一个例子；
图22为一示意图，显示出用于形成彩色图像的传统连接式打印头的另一个例子；并且
图23为在图22中所示的小器件的放大图。
具体实施方式
下面将参照这些附图对本发明的实施方案进行详细说明。
(第一实施方案)
图1为一透视图，示意性地显示出了应用于本发明的一种实施方案的整行式喷墨打印设备的一实施例。
喷墨打印设备1具有与多种颜色的墨相关地布置的细长打印头H11至H18；这些打印头H11至H18中的每一个具有由多个喷射部分(下面也被称为喷嘴)形成的阵列。环形传送带20沿着与打印头的纵向(喷口排列方向)对应的X方向交叉的方向设置；该环形传送带20用作用来输送打印介质P的输送部分(输送装置)。该传送带20围绕着两个辊子21和22延伸。通过使驱动马达(在这些附图中未示出)连续转动来使其中一个辊子进行旋转运动，以沿着Y方向连续输送打印介质。
该实施方案的喷墨打印设备1喷射青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(Bk)墨以形成彩色图像。为每种颜色的墨布置两个打印头。在图1中，H11和H12表示喷射青色墨的两个打印头，H13和H14表示喷射品红色墨的两个打印头，H15和H16表示喷射黄色墨的两个打印头，H17和H18表示喷射黑色墨的两个打印头。在下面的描述中，在不必将它们彼此区分开的情况下，这些打印头总的由附图标记H表示。
在上面的喷墨打印设备中，打印介质P由供纸机构(在这些附图中未示出)送到传送带20上。输送机构和打印头H11至H18的操作由在后面所述的控制系统中的CPU控制。打印头H11至H18根据由控制系统发出的喷射数据从喷嘴中喷墨。传送带20与打印头H11至H18中的喷墨操作同步地输送打印介质P。打印介质P的输送和喷墨使得在打印介质P上形成图像。
图2显示出其中安装有本发明的该实施方案的喷墨打印设备的控制系统的总体结构。
在图2中，附图标记801表示用来控制整个系统的CPU。附图标记802表示其中写有负责系统控制的软件程序的ROM。附图标记812表示用来暂时存储用于CPU 801的过程和输入数据的RAM。附图标记803表示用来输送打印介质(打印片材，OHP膜等)的输送部分。附图标记806表示具有用来喷射墨滴的喷嘴阵列的打印头。附图标记804表示用来在打印头806上进行喷射性能恢复操作的喷射性能恢复部分。
附图标记809表示用来对所要打印的输入彩色图像数据执行预定的图像处理的图像处理部分。该图像处理部分809执行数据转换，以将输入图像数据比如R、G和B所再现的色域映射到由打印设备再现的色域。根据所得到的数据，图像处理部分809还确定出与再现由上述数据所表现的颜色的墨组合对应的分色数据Y、M、C和K。图像处理部分809对每个颜色的分色数据进行灰度转换。附图标记808表示二值化电路，它对通过图像处理部分809的转换获得的多值图像数据进行半色调处理等，然后将图像数据转换成喷射数据(位图数据)。附图标记807表示用来使得打印头806根据二值化电路所获得的喷射数据喷射墨滴的驱动电路。附图标记811表示介质类型检测部分，用来通过光传感器检测来自打印介质的反射光，以根据检测输出检测出打印介质的类型。
现在，将对第一实施方案进行说明。在第一实施方案中，采用了气泡喷墨(注册商标)打印头进行喷墨，并且其中通过改变来自非连接部分的墨滴来改变墨量。
首先将对气泡喷墨(注册商标)打印头(一种喷墨打印头)的基本喷射操作进行说明。
气泡喷墨(注册商标)打印头采用了利用加热器迅速加热和蒸发墨以产生出气泡从而由气泡压力使得墨滴被喷出的策略。
下面将参照图3对每个打印头H的内部结构进行说明。
应用于当前实施方案的打印头H大致由加热器板104和设置在加热器板104上的盖板106构成，该加热器板104是其上形成多个用来加热墨的加热器(电热转换元件)102的基板。多个喷口108形成在盖板106中。在每一个喷口108的后面形成有隧道状液体通道110。每个液体通道110通过隔壁112与相邻液体通道隔开。所有液体通道110与位于液体通道110后面的同一墨液室114连通。墨液室114由供墨口116供应墨，然后将该墨提供给每个液体通道110。加热器板104和盖板106相互对准并且装配在一起，从而加热器102布置在与液体通道110对应的位置处。图3只显示出两个加热器102，但是每个液体通道110都设有一个加热器102。
在如图3所示一样装配的打印头中，给加热器102提供预定的驱动脉冲，使得在加热器102上的墨沸腾从而形成气泡。这些气泡然后膨胀以从喷口108喷射出墨。
上面已经对通过使用电热转换元件从打印头喷射出墨滴的原理进行了说明。
加热器板104通过半导体工艺由硅基片制造出。用来驱动加热器102的信号线与形成在同一基片上的驱动电路807(参见图2)连接。喷口108、加热器102和液体通道110构成喷嘴(喷射部分)。
现在将对改变由打印头喷射出的墨滴量(喷射量)的具体方法进行说明。
如上所述，利用电热转换元件的热能来喷射墨滴的打印头用加热器迅速加热墨以在墨中产生出气泡。这些气泡然后膨胀以从喷口中将墨喷射出。因此，可以通过控制施加在加热器上的驱动脉冲来调节气泡的尺寸。这能够控制所喷射出的墨滴量。
图4A和4B显示出施加在加热器102上的驱动脉冲的波形。
图4A显示出用于将一个驱动脉冲施加在加热器上以从喷嘴喷射出一个墨滴的所谓单脉冲驱动的脉冲波形。图4B显示出用于顺序将二个驱动脉冲提供给加热器以从喷嘴喷射出多个墨滴的所谓双脉冲驱动的脉冲波形。
利用图4A中的单脉冲驱动，可以通过不仅改变电压(V-V0)而且改变脉冲宽度(T)来控制喷射量。图4B所示的双脉冲驱动能够在较宽的范围上有效地控制喷射量。在图4B中，T1、T2和T3分别表示前脉冲宽度、休止期间和主脉冲宽度。
下面将对双脉冲驱动为什么比单脉冲驱动更有效的原因进行说明。在单脉冲驱动情况下，来自加热器的大部分热量由接触加热器的表面的墨吸收。为了在墨中产生出气泡需要施加相对较高的能量。相反，在双脉冲驱动情况下，施加前脉冲使得墨自身能够被加热一定程度。这有助于主脉冲随后产生气泡。因此，双脉冲驱动使得墨能够比单脉冲驱动更有效地喷射。
在双脉冲驱动的情况下，可以通过使前脉冲宽度T1可变并且使主脉冲宽度T3固定来调节在每个重叠部分中的喷嘴的喷射量。增大T1会增大喷射量，而减小T1会降低喷射量。因此，最好采用双脉冲驱动来控制喷射量。
在双脉冲驱动的情况下，可以通过使主脉冲宽度T3可变并且使前脉冲宽度T1固定来调节在重叠部分中的喷嘴的喷射量。增大T3会增大喷射量，而减小T3会降低喷射量。
现在将对通过给各个喷嘴赋予不同前脉冲T1来控制双脉冲驱动的喷射量的方法进行说明。
如图5所示，将与这些喷嘴对应的2位数据写入到设在用于控制打印头的控制系统(参见图2)中的非连接部分喷嘴喷射控制部分810中的区域A和B中。2位选择数据使得能够选择具有在图6A至6D中所示的四个脉冲宽度中的一个脉冲宽度的脉冲。
例如，为了设定最小喷射量，输入选择数据(0，0)以选择具有最小脉冲宽度的前脉冲PH1。相反，为了设定最大喷射量，输入选择数据(1，1)以选择具有最大脉冲宽度的前脉冲PH4。
在第一实施方案中，将选择数据赋予每个喷嘴，并且将前脉冲PH1至PH4提供给打印头的驱动电路807。而且，在经过休止期间T2之后，将具有给定脉冲宽度的主脉冲MH提供给驱动电路807。这控制了从每个喷嘴喷射出的墨量。因此，在将所选的前脉冲施加给在打印头中的每个喷嘴之后，施加在图6E中所示的具有给定脉冲宽度的主脉冲MH。在上面的打印头中，施加具有大脉冲宽度的前脉冲增大了由喷嘴产生出的热量，因此提高了打印头的温度。
现在将参照图7对使得每个喷嘴的喷射量能够由如上所述的双脉冲驱动控制的驱动电路807的结构进行说明。
在图7中，VH表示用于喷墨头的电源线，HGND表示用于VH的地线，MH表示用于主脉冲信号的信号线。PH1至PH4表示用于上面所示的前脉冲的信号线，BLAT表示用来使得位锁存电路202能够锁存从前脉冲信号PH1至PH4中进行选择所需的位数据的信号线。DLAT表示使得数据锁存电路201能够锁存打印所需的数据(图像数据)的信号线。DATA表示使得位数据和图像数据能够作为串行数据被传送给移位寄存器200的信号线。
在图7所示的结构中，图5所示的位数据(选择数据)通过信号线DATA作为串行数据传送给移位寄存器200以便顺序存储。一旦用于所有喷嘴的位数据被传送给移位寄存器，则通过信号线BLAT将位锁存信号输入给位锁存电路202。该位数据即被锁存。
然后，类似地，通过DATA信号线将打印所需的图像数据存储在移位寄存器200中。一旦传送了用于所有喷嘴的数据，则产生出DLAT信号以锁存数据。根据锁存的位数据，选择逻辑电路203选择并且输出前脉冲信号PH1至PH4中的一个。经过休止期间T2之后，所选的前脉冲信号和主脉冲信号MH被顺序输入给“或”电路204，在那里将这些信号合成并且输入给“与”电路205。“与”电路205获得来自数据锁存电路201的图像数据和来自“或”电路204的脉冲信号的逻辑“与”。然后“与”电路205将高或低电平信号输入给与在每个喷嘴中的加热器102对应的晶体管的基极。在将高电平信号输入给晶体管时，该晶体管导通。因此电流流经加热器102，该加热器因此被加热。结果从喷嘴中喷射出墨。上述过程在所有喷嘴上执行。
由“或”电路204输出的主脉冲信号MH和前脉冲信号PH的合成波形如图6F至6I所示。可以通过在所期望的时间将与要获得的喷射量对应的位数据发送给移位寄存器以改变喷射量，从而控制喷射量。选择前脉冲信号PH以改变喷嘴的喷射量的方法在下面被称为前脉冲选择方法。
在上面的驱动实施例中，采用2位来使得能够选择四种PH脉冲中的一种。增大位数会使得能够更密切地控制喷射量。但是，这会使选择逻辑电路复杂化，因此需要考虑整个设备的技术要求来确定所需喷射量的变化范围。
下面将对改变从非接触部分喷嘴喷射出的墨滴量的具体方法进行说明。
图8为一示意图，显示出在根据第一实施方案的打印头中的喷嘴布置。图9为在图8中所示的喷嘴的部分放大图。
如参照图1所述的一样，在根据第一实施方案的喷墨打印设备中安装有两个用来喷射相同颜色的墨的打印头(图9中的H1和H2所示)。在该情况中，喷嘴小器件CH交错设置并连接在一起以形成沿着与打印介质输送方向(Y方向)交叉的方向(X方向)延伸的每个细长打印头(连接式打印头)；每个喷嘴小器件具有由多个沿着X方向布置的喷嘴形成的阵列。在图8中所示的每个打印头中，每个喷嘴小器件CH如此设置，使得其喷嘴中的一些喷嘴与在相邻喷嘴小器件CH中的一些喷嘴重叠。但是，为了实际形成图像，该实施方案按照如图9所示那样防止所用的喷嘴相互重叠的方式进行打印。具体地说，在该连接式打印头H1中，使用图中画有斜线的喷嘴，而在打印头H2中，使用图中画有方格线的喷嘴。因此，位于在每个小器件CH中所用的喷嘴的每个端部处的喷嘴na用作用于相邻小器件CH的连接部分喷嘴。
在当前实施方案中，如图9所示，在连接式打印头中的一个连接式打印头H1中的连接部分喷嘴na中的每一个在喷嘴排列方向上位于与在另一个连接式打印头H2中的相应连接部分喷嘴na的位置不同的位置上(以防止这些连接部分喷嘴重叠)。
在上面的连接式打印头中，会出现所谓的端部偏差，其中，从每个小器件CH中的连接部分喷嘴na喷射出的墨滴偏离其正常着落位置。试验已经证明，端部偏差量根据打印速度(喷嘴的真实喷射频率)或打印负荷而变化。观察到在每个小器件中出现的端部偏差总是朝着形成在小器件CH中的喷嘴阵列中的中央喷嘴。因此，不论什么时候，通过与不出现端部偏差的其它喷嘴类似的方式使墨滴从连接部分喷嘴na喷射出来形成图像，都会在由连接部分喷嘴na形成的图像中的联接部分处出现白带。
图10A显示出用在当前实施方案中的打印头。图10B显示出由所用的喷嘴喷射出并且着落在正确位置上从而在所用的喷嘴中的任一个处都没有出现端部偏差的墨滴所形成的理想字点。在图10A中，H1和H2表示与图9中的连接式打印头类似的连接式打印头。
在该情况中，连接式打印头H1和H2向沿着Y方向输送的打印介质交替地喷射墨滴以形成每个线栅。也就是说，沿着Y方向延伸的每个线栅都是通过交替地使用连接式打印头H1和H2中的适当喷嘴来形成字点而形成的(使用连接式打印头H1形成的字点用斜线显示，而使用连接式打印头H2形成的字点用网格线显示)。
在图10B中，da表示采用连接部分喷嘴na形成的字点，而db表示使用非连接部分喷嘴nb形成的字点。如该图中所示，对于在小器件CH之间的连接部分而言，通过交替使用在其中一个打印头中的连接部分喷嘴na和在另一个打印头中的非连接部分喷嘴nb来形成墨滴，从而形成线栅。在所示的理想字点形成中，所有字点da和db的中心位置都位于沿着线栅方向(Y方向)的同一直线上。这避免了在位于小器件之间的连接部分处形成的两个线栅L1和L2之间产生出白带。
但是，在实际打印操作期间，端部偏差会出现在连接部分喷嘴na处，因此妨碍了形成在图10B中所示的理想图像。图11B显示出通过实际打印操作形成在打印介质上的字点。
如图11B所示，从非连接部分喷嘴nb喷射出的墨滴没有出现端部偏差并且着落在打印介质上的正确位置，从而形成字点db。相反，从连接部分喷嘴na喷射出的墨滴出现端部偏差。因此，每个字点da的中心位置沿着X方向偏移，因此扩大了在字点da和相邻线栅中的相应字点db之间的间距。这降低了在形成在连接部分处的两个相邻线栅L1和L2之间的部分的密度。该部分在整个图像中看得出为白带WL。另外，如上所述端部偏差量取决于打印条件例如打印速度和打印负荷。因此，白带WL的范围也根据打印条件变化。
这样，第一实施方案通过不仅如在上面专利文献的情况中一样改进打印头的结构(喷嘴布置和打印策略)，而且还通过考虑上述打印条件来执行图像校正，来防止出现白带WL。这使得能够在使白带在视觉上更不引人注意的情况下进行成像。
图12B为一示意图，显示出根据第一实施方案形成的字点。如图12B所示，第一实施方案根据打印条件改变与连接部分喷嘴na相邻的非连接部分喷嘴nb的喷射量。采用上述前脉冲选择方法来控制非连接部分喷嘴的喷射量。也就是说，选择施加在与连接部分喷嘴na相邻的非连接部分喷嘴nb上的前脉冲以增大非连接部分喷嘴nb的喷射量，从而增大由非连接部分喷嘴nb喷射出的墨滴形成的字点的直径。这使得覆盖了由于从连接部分喷嘴na喷射出的墨滴的端部偏差而产生的白带的更宽的区域。这样可以使得这些白带不明显。该第一实施方案还进行这样的控制，从而降低出现端部偏差(着落位置偏差)的连接部分喷嘴na的喷射量，从而将整个图像的密度设定在适当的数值。
为了这样控制喷射量，当前实施方案通过试验检测每个连接部分喷嘴na将要出现的基于打印条件的端部偏差程度。将这些检测结果作为端部偏差信息保存在图2中所示的RAM 812上，或者保存在也在图2中所示的非连接部分喷嘴喷射控制部分810的存储器上。一旦接收到所要打印的图像数据，CPU 801就根据端部偏差信息设定用于与每个连接式打印头中的每个连接部分喷嘴na对应的非连接部分喷嘴nb的前脉冲，从而改变非连接部分喷嘴nb的喷射量。
实际端部偏差量随着上述打印速度或打印负荷而变化很大，并且也根据在打印头和打印介质之间的间距而明显变化。因此，最好在可以得到设备的明确技术规格时根据打印条件来进行端部偏差信息的设定。
在上面的实施方案中，通过转换前脉冲PH的脉冲宽度来改变喷射量。在该情况中，电压是固定的，但是当然也可以是变化的，以代替脉冲宽度来施加类似的效果。还可以是前脉冲宽度固定，同时改变主脉冲MH的脉冲宽度，从而改变喷射量。但是与通过改变前脉冲宽度所实现的效率相比效率稍微降低。
在上面的实施方案中，用于非连接部分喷嘴的喷射量控制的打印条件为在打印设备中设定的打印速度、打印负荷以及在打印头和打印介质之间的间距。但是，应用于该打印设备的打印介质类型也能够有效地用作打印条件。在图像中形成的白带的观察效果根据打印介质类型而明显变化。例如，在其表面涂有涂层的介质(例如光面纸)上，在普通纸上不可见的白带可以被清楚地看到。也就是说，光面纸等需要更严格的控制以避免白带。因此，为了根据打印介质类型等实现更严格的控制，采用在图2中的811处所示的包括光传感器的打印介质类型检测传感器来检测所使用的打印介质类型。也可以考虑打印介质类型来自动地改变对非接触部分喷嘴na的喷射的控制。作为打印条件，也可以在实际上不仅考虑打印介质类型而且还考虑墨的类型。这是因为一些墨在相同的打印介质上的扩散(洇渗)行为不同。而且，墨和打印介质之间的关系也可以用作打印条件。
在上述实施例中，即使在位于一个小器件中的喷嘴与在相邻小器件中的喷嘴在物理上重叠的情况下，位于重叠部分的实际形成图像的喷嘴也不会重叠。但是，本发明并不限于此。在本发明的一种形式中，在用于成像的一个小器件中的喷嘴可以与用于成像的相邻小器件中的喷嘴重叠。
(第二实施方案)
现在将参照图13A和13B对本发明的第二实施方案进行说明。当前实施方案也包括在图1或2中所示的结构。在图13A中所示的打印头在喷嘴布置和所使用的喷嘴设定方面与根据第一实施方案的那种打印头类似。
第一实施方案改变从非连接部分喷嘴喷射出的墨滴量以使得白带变得不明显。与之不同，第二实施方案改变从非连接部分喷嘴喷射出的墨滴数来减少可能出现的白带。
具体地说，在使用位于图13A所示的连接式打印头H1和H2中的小器件之间的连接部分形成线栅时，第二实施方案增加使用非连接部分喷嘴nb形成的字点数量，同时减少使用连接部分喷嘴na形成的字点数量。在图13B中，对于一个线栅而言，使用非连接部分喷嘴nb在每个连接部分喷嘴na之前和之后形成多个字点(在该图中，最多为三个字点)。
这种成像允许非连接部分喷嘴nb向打印介质的由于连接部分na所引起的端部偏差而没有施加任何墨的每个部分附近施加更多的墨滴。墨的扩散能够抑制可能出现的白带。减少从连接部分喷嘴喷射出的墨滴数也用来抑制可能出现的白带。
在上面的喷嘴驱动控制中，从非连接部分喷嘴nb和连接部分喷嘴na喷射出的墨滴数根据给定的打印条件来确定。打印条件和从每个喷嘴喷射出的墨滴数之间的关系通过试验来预先确定并且存储在存储器上。在打印期间，CPU 801读取与所设定的打印条件对应的墨滴数。CPU 801然后通过利用非连接部分喷嘴喷射控制部分810将预定的控制信号传送给驱动电路807来改变从喷嘴na和nb喷射出的墨滴数。在将打印数据输入给移位寄存器200之前，例如可以通过转换与每个打印头对应的从打印缓存区读出的二进制打印数据来改变所喷射出的墨滴数。具体地说，如果与非连接部分喷嘴对应的打印数据指示避免喷射墨滴(例如，打印数据为“0”)，则将它转换成指示要喷射墨滴的数据(例如，数据为“1”)，然后将它发送给移位寄存器200。这使得能够增大所喷射出的墨滴数。相反，如果与连接部分喷嘴对应的打印数据指示要喷射墨滴(例如，打印数据为“1”)，则将它转换成指示要避免喷射墨滴的数据(例如，该数据为“0”)，然后将它发送给移位寄存器200。这使得能够减少所喷射的墨滴数。用于第二实施方案的驱动电路与在图7中所示的驱动电路对应，其中删除了位锁存电路202、选择逻辑电路203和“或”电路204，并且，其中将来自数据锁存电路201的信号和热脉冲信号输入给“与”电路。因此当前实施方案能够简化驱动电路的结构。
也可以通过根据打印条件预先改变与每个打印头对应的存储在打印缓冲区中的打印数据来改变从每个喷嘴喷射出的墨滴数。
当然，第二实施方案也可以采用打印介质的类型作为打印条件，从而根据打印介质的类型来控制墨滴数。
(第三实施方案)
为了抑制由于连接部分喷嘴na引起的可能的白带，第一实施方案改变从非连接部分喷嘴nb和连接部分喷嘴na喷射出的墨滴量，而第二实施方案增大从非连接部分喷嘴nb和连接部分喷嘴na喷射出的墨滴数。相反，第三实施方案组合了由第一和第二实施方案所进行的控制。将这些实施方案的喷射量控制进行比较表明，改变墨滴数的第二实施方案使得喷射到打印介质上的墨滴量能够比第一实施方案更明显地改变。但是，如果用第二实施方案控制墨滴数，则难以严格控制喷射量。因此，第三实施方案组合了第一和第二实施方案，以便根据插补所需的喷射量来适当地控制喷射量和所喷射的墨滴数。这使之能够应付在更宽的动态范围上的插补。
(第四实施方案)
在第一至第三实施方案中所述的实施例中，在连接式打印头H1和H2的每一个中，在每个小器件中的连接部分喷嘴na没有与在相邻小器件中的连接部分喷嘴na重叠。在第四实施方案中，在打印头H1和H2的每一个中，用在小器件CHA中的喷嘴与用在相邻小器件CHB中的喷嘴在这些小器件CHA和CHB之间的连接部分处重叠。在图14A中所示的实施例中，在两个小器件CHA和CHB中的所有喷嘴都设定为要使用，并且每个小器件中有四个喷嘴用作连接部分喷嘴na。nb表示非连接部分喷嘴。
图14B显示出每个打印头中的喷嘴被用来形成图像的频率。打印头H1和H2中的每一个中的喷嘴负责同一线栅上的图像数据的一半(50％负荷)。对于在打印头H1中的小器件CHA和CHB中的每一个中的四个连接部分喷嘴na，越靠近小器件端部的喷嘴使用频率越低。这是为了降低更靠近小器件端部的喷嘴的会引起更大端部偏差量的负面作用。在每个连接式打印头中的非接触部分喷嘴nb之中，设置成与在另一个打印头中的相应连接部分喷嘴na重叠的喷嘴nb1的使用频率增大，至少为50％。这使之能够抑制可能由于连接部分喷嘴na引起的端部偏差导致的白带。通过将上面的喷射控制与在第一和第二实施方案中所述的喷射量控制和/或所喷射的墨滴数的控制相结合，从而与这些实施方案一样可以使得白带不明显。
(第五实施方案)
现在将参照图15、16A和16B对本发明的第五实施方案进行说明。图15为一示意图，显示出在用在第五实施方案中的打印头中的每个小器件以及喷嘴在小器件中的布置。图16A为在图15中所示的小器件的放大图。图16B为一示意图，显示出根据第五实施方案形成的字点布置。
用在第五实施方案中的打印头H为连接式打印头，其包括由多个沿着喷嘴排列方向(X方向)交错并连接在一起并且每个都具有两个喷口阵列(喷嘴阵列)的小器件构成的连接式打印头。在该图中，CH1表示位于打印介质输送方向(Y方向)上游的小器件。CH2表示位于该方向下游的小器件。小器件CH1和CH2连接在一起以部分重叠。在每个小器件中，NA表示位于Y方向上游的喷嘴阵列。NB表示位于该方向下游的喷嘴阵列。在每个小器件中，喷嘴阵列NA和NB的前端位于不同位置处。在上游小器件CH1中，上游喷嘴阵列NA比下游喷嘴阵列NB长一个距离，该距离为对应于几个(在该图中为四个)喷嘴的距离。在下游小器件CH2中，下游喷嘴阵列NB比上游喷嘴阵列NA长对应于几个(在该图中为四个)喷嘴的距离。在上游喷嘴阵列NA中，使用图中标有斜线的喷嘴。在下游喷嘴阵列中，使用图中标有网格线的喷嘴。在小器件CH1和CH2中的连接部分喷嘴由na表示。其它喷嘴即非连接部分喷嘴由nb表示。
使用如上所述构成的打印头，采用小器件CH1和CH2中的每一个中的喷嘴阵列NA和NB打印每个线栅。如果在小器件CH1和CH2之一中的连接部分喷嘴na与另一个小器件中的未使用喷嘴相对的位置处形成线栅，则通过交替使用上游喷嘴阵列NA中的非连接部分喷嘴nb和下游喷嘴阵列NB中的连接部分喷嘴na来形成字点。为了形成与打印头小器件中的连接部分对应的线栅L1和L2，与第一至第三实施方案的情况一样，根据打印条件来控制连接部分喷嘴na和相对的非连接部分喷嘴nb中的每一个。这使得能够减少在相邻线栅L1和L2之间可能出现的白带。例如，如图16B所示，进行控制，减少从小器件之一中的连接部分喷嘴na喷射出的墨滴数，同时增大从设置成与连接部分喷嘴na重叠的另一个小器件中的非连接部分喷嘴nb喷射出的墨滴数。从而可以使得在相邻线栅L1和L2之间的白带不明显。
通过进行以下控制可以防止在相邻线栅L1和L2之间出现白带：增大两个非连接部分喷嘴nb的喷射量，同时交替地使用位于其中一个小器件中的连接部分喷嘴na和设置成与连接部分喷嘴na重叠的另一个小器件中的非连接部分喷嘴nb，或者，除了这种控制之外，还如第二实施方案那样降低连接部分喷嘴na的喷射量。
如第三实施方案的情况一样，该喷射量控制可以与所喷射的墨滴数的控制相组合。
(其它实施方案)
在上面实施方案的说明中，采用加热器作为用于产生从打印头喷射出墨滴所需的能量的装置。但是，该装置可以为机电转换元件例如压电元件，以代替电热元件例如加热器。
本发明可以应用于所有采用打印介质例如纸张、布料、皮革、无纺织物或金属的所有设备。具体的可应用的设备包括商务办公机器，例如打印机、复印机和传真机以及工业生产机器。
上面针对优选实施方案对本发明进行了详细说明，本领域普通技术人员从上面将了解，在不脱离本发明的广义方面的范围的情况下可以对本发明作出各种变化和改进，因此，所附权利要求意图涵盖所有这些变化。
本申请要求于2005年3月24日提交的日本专利申请No.2005-086720的优先权，该申请通过引用被结合在本申请中。

Claims (13)

1.一种喷墨打印设备，该设备包括打印头，该打印头包括多个小器件，每个小器件具有至少一个由用来喷射同一种颜色的墨的多个喷嘴形成的喷嘴阵列，这些小器件沿着喷嘴排列方向连接在一起，该打印头还包括将每个小器件中的喷嘴阵列连接到相邻小器件中的喷嘴阵列的连接部分喷嘴，以及连接部分喷嘴之外的非连接部分喷嘴，该喷墨打印设备通过在使打印头和打印介质沿着与喷嘴阵列排列方向交叉的方向相对运动的同时，让墨滴从这些喷嘴中喷射出来而形成图像，
其中，多个不同喷嘴阵列沿着该交叉方向设置在打印头中，在其中一个喷嘴阵列中的连接部分喷嘴与在另一个喷嘴阵列中的非连接部分喷嘴重叠，并且，
在使用连接部分喷嘴和非连接部分喷嘴来形成沿着所述相对运动方向延伸的同一线栅时，控制部件根据打印条件来控制通过非连接部分喷嘴进行的墨滴喷射。
2.如权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，控制部件将下述条件中的至少一个用作打印条件：使用连接式打印头在打印介质上执行打印的速度、每单位面积打印介质的打印负荷、打印介质的类型以及墨的类型，并且，控制部件根据打印条件至少控制与喷射墨滴的操作相关的非连接部分喷嘴。
3.如权利要求2所述的喷射打印设备，其中，通过非连接部分喷嘴喷射到打印介质上的墨量与打印速度和打印负荷中的至少一个一致地增大。
4.如权利要求2所述的喷墨打印设备，其中，通过增加打印速度和打印负荷中的至少一个，通过非连接部分喷嘴喷射到打印介质上的墨量增大，同时通过连接部分喷嘴喷射到打印介质上的墨量减少。
5.如权利要求2所述的喷墨打印设备，其中，所述控制部件与墨在打印介质上的可扩散性一致地增大或减少通过非连接部分喷嘴喷射到打印介质上的墨量。
6.如权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，控制部件控制从非连接部分喷嘴和连接部分喷嘴中的至少一个喷射出的墨滴量。
7.如权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，控制部件控制从非连接部分喷嘴和连接部分喷嘴中的至少一个喷射出的墨滴数。
8.如权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，打印头具有多个小器件，每个小器件包括由多个喷嘴形成的一个阵列，并且这些小器件沿着喷嘴排列方向交错。
9.如权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，打印头具有多个小器件，每个小器件包括每个都由多个喷嘴形成的多个阵列，这些阵列沿着打印介质输送的方向布置并且具有不同的长度，这些小器件沿着喷嘴排列方向交错。
10.如权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，单个端部喷嘴位于每个喷嘴阵列的至少一个端部处作为连接部分喷嘴。
11.如权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，多个喷嘴位于每个喷嘴阵列的至少一个端部处以及该端部附近，作为连接部分喷嘴。
12.如权利要求11所述的喷墨打印设备，其中，控制部件减少通过多个连接部分喷嘴中更靠近端部喷嘴的那些连接部分喷嘴喷射出的墨量，增大通过所述多个非连接部分喷嘴中那些在喷嘴排列方向与端部喷嘴位于相同位置、与所喷射出的墨量减少的连接部分喷嘴对应的非连接部分喷嘴喷射出的墨量。
13.一种喷墨打印方法，它包括：提供带有多个小器件的打印头，每个小器件具有至少一个由用来喷射相同颜色的墨的多个喷嘴形成的喷嘴阵列，这些小器件沿着喷嘴排列方向连接在一起，该打印头还包括用来将每个小器件中的喷嘴阵列连接到相邻小器件中的喷嘴阵列的连接部分喷嘴，以及连接部分喷嘴之外的非连接部分喷嘴，该喷墨打印方法通过在使连接式打印头和打印介质沿着与喷嘴排列方向交叉的方向相对运动的同时，让墨滴从这些喷嘴中喷射出来，从而形成图像，
其中，多个不同喷嘴阵列沿着该交叉方向设置在连接式打印头中，在其中一个喷嘴阵列中的连接部分喷嘴与在另一个喷嘴阵列中的非连接部分喷嘴重叠，并且，
在使用连接部分喷嘴和非连接部分喷嘴来形成沿着所述相对运动方向延伸的同一线栅时，根据打印条件来控制通过非连接部分喷嘴进行的墨滴喷射。
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