TWI606937B - 印表機及與其相關方法以及非暫態電腦可讀取媒體 - Google Patents

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Description

印表機及與其相關方法以及非暫態電腦可讀取媒體
本發明係有關於非均勻噴吐技術。
噴墨式印表機係為將列印流體由位在一或更多的列印頭上複數之噴嘴噴射在媒體上的印表機。該等列印頭能夠為熱噴墨列印頭、壓電式列印頭或是類似物。列印流體係為沉積在媒體上以產生影像的任何流體，例如預調節器、光澤、硬化劑、顏色墨水、灰色墨水、黑色墨水、金屬墨水、最佳化器及類似物。噴墨墨水能夠為水基墨水、乳膠墨水或類似物。
噴墨式印表機係為傳統上將墨水匣來回地掃掠橫越該媒體使安裝在該墨水匣中的列印頭將列印流體沉積在該媒體上的印表機。該媒體在該影像之每一掃描帶列印在該媒體上後前進。在所有掃描帶經列印後，該媒體由該印表機彈出。
依據本發明之一具體實施例，係特地提出一種印表機，其包含：供至少一列印頭所用之一安裝系統，該列 印頭具有複數個形成於至少一渠道中的噴嘴；一控制器，其與該安裝系統及一記憶體耦合；至少一儲存在該記憶體中的噴吐圖案，該噴吐圖案沿著一長度係為非均勻的，該長度大約等於該渠道的一長度；該控制器用以在列印使用者影像的一次列印前，自該記憶體載入該噴吐圖案，並且由複數之噴嘴噴吐列印流體。
100,500‧‧‧印表機
102‧‧‧媒體來源
104‧‧‧壓輪
106‧‧‧捲取滾輪
107‧‧‧記憶體
108‧‧‧列印引擎
109‧‧‧控制器
114‧‧‧媒體
116‧‧‧列印區域
118‧‧‧第一側邊
120‧‧‧第二側邊
122、234‧‧‧箭頭
230A-230F‧‧‧列印頭
232‧‧‧導軌
236A-236F、238A-238F‧‧‧渠道
340、342‧‧‧噴嘴
560‧‧‧控制器
562‧‧‧記憶體
564‧‧‧輸入/輸出模組
566‧‧‧列印引擎
568‧‧‧匯流排
570‧‧‧處理器
572‧‧‧韌體
574‧‧‧預調節模組
660,662‧‧‧方塊
d1-d3‧‧‧距離
H1‧‧‧噴吐圖案之第 一段
H2‧‧‧噴吐圖案之第二段
L‧‧‧渠道總長度/噴吐圖案長度
W‧‧‧媒體寬度
W1、W2、W3‧‧‧空間
圖1係為一示範性印表機100的一側視圖。
圖2係為該示範性印表機100的一斷面俯視圖。
圖3係為一示範性渠道的一放大視圖。
圖4A係為一示範性噴吐圖案。
圖4B係為一示範性噴吐圖案。
圖4C係為一示範性噴吐圖案。
圖4D係為一示範性噴吐圖案。
圖4E、4F、4G及4H係為針對一多次列印模式的示範性噴吐圖案。
圖5係為一示範性印表機控制系統500的一電氣方塊圖。
圖6係為用於預調節列印頭的一示範性流程圖。
噴墨式印表機藉由將列印流體自位在列印頭上的噴嘴噴射或噴吐在媒體上構成影像。於此申請案中，將列印流體由噴嘴噴射的過程可為所熟知噴吐、噴射、沉積或諸如此類。列印流體係為沉積在媒體上以產生影像的任 一流體，例如，預調節器、光澤、硬化劑、色彩墨水、灰墨水、黑墨水、金屬墨水、最佳化器及類似物。噴墨墨水能夠為水基墨水、乳膠墨水或類似物。
當噴嘴變得不能使用時，該噴嘴不再將列印流體噴吐在該媒體上。具有複數種不同的致使噴嘴變得不能使用的情況，例如，該噴嘴能夠變得受材料阻塞，例如墨水，變乾、破舊或是類似情況。當一或更多噴嘴變得不能使用時，會致使影像缺陷。與其他類型的列印流體相較，一些類型的列印流體能夠致使噴嘴變得更經常或是更快地不能使用，例如乳膠基墨水。
防止噴嘴變得不能使用或是修理已變得不能使用的噴嘴的一方式在於列印使用者影像之前預調節該噴嘴。於一預調節處理期間，位於一列印頭中的每一噴嘴噴吐預定數目之墨水滴。由一噴吐圖案確定針對每一噴嘴的墨水滴數目。該噴吐圖案典型地儲存在記憶體中並在該預調節處理期間擷取以確定由每一噴嘴噴吐的墨水滴數目。
目前的噴吐圖案涵蓋該列印頭的一小部分，例如一36噴嘴長圖案。一典型的列印頭可具有1056個噴嘴。該小噴吐圖案係沿著其之長度複製直至列印頭中的所有噴嘴係涵蓋為止。如此針對該列印頭中的每一噴嘴產生均勻數目之墨水滴。不幸地，在達到該噴嘴之充分的功能性之前一些噴嘴可能需要較其他噴嘴噴吐更多墨水滴。
於一實例中，儲存在記憶體中的一噴吐圖案將足夠大以涵蓋一列印頭中的所有噴嘴。該噴吐圖案沿著其之 長度將為非均勻的。如此將致使沿著該列印頭之該長度的該等噴嘴在該預調節處理期間非均勻地噴吐。該噴吐圖案在由每一噴嘴噴吐的墨水滴之數目上可為非均勻的及/或由該等不同噴嘴噴吐的該等墨水滴的頻率可為非均勻的。於預調節過程期間該非均勻的噴吐圖案將致使該列印頭中一些噴嘴噴吐較其他噴嘴更多的墨水滴及/或在較其他噴嘴更快速的一速率下噴吐墨水滴。
預調節作業典型地恰在列印一使用者影像完成一次列印時之前進行。每一次進行一次列印，該墨水匣/列印頭行進橫越該頁面之寬度同時沉積列印流體。一些列印模式使用多次列印橫越媒體之相同部分或掃描帶。一些列印模式在橫越該媒體之該寬度的該等列印頭之一單一次列印中針對一掃描帶沉積所有的列印流體。於一些多次列印列印模式中，該等列印頭在僅於一方向上行進時沉積列印流體。於該等模式中，該等列印頭在收回橫越該媒體之寬度時並未沉積列印流體。於其他的列印模式中，該等列印頭沉積列印流體同時於二方向行進橫越該媒體之寬度。
於一實例中，於一列印頭中的該等噴嘴將使用一噴吐圖案使該等噴嘴噴吐而預調節。該噴吐圖案將由記憶體載入且具有與位於一渠道中該等噴嘴之數目相配的一長度。該噴吐圖案將沿著該噴吐圖案之該長度為不均勻。於一些實例中，該噴吐圖案將噴吐該渠道中的每一噴嘴至少一次。於其他實例中，該噴吐圖案可不噴吐該渠道中的一些噴嘴。
一渠道可包含一或更多列的噴嘴。於一實例中，一渠道將包含一單一列之噴嘴。於另一實例中，一渠道將包含二列之彼此相鄰的噴嘴，每一列噴嘴具有相同的噴嘴至噴嘴間隔。該二列噴嘴將沿著該等噴嘴之長度相互偏置該噴嘴至噴嘴間隔的一半，以產生一渠道能夠在二倍的該噴嘴至噴嘴間隔下列印墨水滴。例如，一渠道可具有二列之噴嘴而每列每吋具有600個噴嘴。該二列之噴嘴係沿著該等列之噴嘴的該長度相互偏置一吋之1/1200。如此容許該渠道每吋沉積1200滴的列印流體。
圖1係為一示範性印表機100的一側視圖。印表機100包含一媒體來源102、一對壓輪104、一對捲取滾輪106、一列印引擎108、一控制器109、一記憶體107及媒體114。一媒體路徑由該媒體來源102、該對壓輪104之間、該列印引擎108下方以及該對捲取滾輪106之間分布。媒體114係顯示位在該媒體路徑中。於列印期間，該媒體114在如箭頭122所示的一列印方向上沿著其之長度行進。
一列印區域116係在該列印引擎108下方。該列印區域係定義為來自於該列印引擎的列印流體沉積在該媒體114上的位置。列印流體係為藉由列印引擎沉積的任何液體並能夠包含黑色墨水、顏色墨水、光澤、預處理流體、表面加工流體、最佳化器及類似物。於一實例中，該列印引擎包含一安裝系統供至少一列印頭所用。該列印頭經由噴嘴將列印流體沉積在該媒體上。
印表機100係顯示由一軋輥進給媒體。於其他實 例中，該印表機可具有由一輸入托盤進給的媒體張。於又一實例中，該印表機可為一3維印表機以及該媒體可為一支撐平台，已於其上構成一粉末建構材料層。媒體114具有一第一側邊118以及一第二側邊120。該媒體的該第一側邊118係面向該列印引擎108。
控制器控制該印表機。於一實例中，在列印使用者影像之前(如以下更為詳細地說明)，該控制器預調節該列印引擎108之每一列印頭中的該等噴嘴。該控制器藉由記憶體負載一噴吐圖案預調節該等噴嘴並使用該噴吐圖案噴吐該等噴嘴。
圖2係為該示範性印表機100的一斷面俯視圖。於此實例中，列印引擎108係經組配作為安裝在導軌232上的一墨水匣。該墨水匣沿著如箭頭234所顯示的一掃描軸前後行進橫越該媒體114之該寬度W。於一些實例中，該媒體寬度可介於60與180吋(1524公厘至4572公厘)寬之間，例如130吋(3302公厘)寬。於其他的實例中，該媒體的寬度可為較小或是較大。該列印引擎108亦可包含馬達、傳動皮帶或是齒輪、附加的導軌、線性或角位置感應器以及類似者，但該等項目為了清晰起見並未顯示。該墨水匣包含一安裝系統供至少一列印頭所用。
當該墨水匣行進橫越該媒體114之寬度時，安裝在該墨水匣中的列印頭(230A-F)沉積列印流體在媒體114之該第一側邊118上(見圖1)。於此實例中，如所顯示於該墨水匣中安裝有6個列印頭(230A-F)。該墨水匣具有一安裝系 統容許該等列印頭(230A-F)可移開地安裝在該列印引擎上。該等列印頭(230A-F)典型地係為使用者可負載/可更換的。於一些實例中，該等列印頭可以與該印表機分開的包裝中裝運至該終端使用者。
於此實例中，每一列印頭具有二噴嘴之渠道。每一列印頭可由二渠道沉積相同的列印流體或是可由每一渠道沉積不同的列印流體。例如，列印頭230B可由渠道236B沉積青色墨水以及由渠道238B沉積黑色墨水。於一實例中，該印表機可使用6種顏色墨水系統，例如青色墨水、黃色墨水、洋紅色墨水、淺洋紅色墨水、淺青色墨水以及黑色墨水(C、Y、M、LM、LC、K)。除了墨水之外，可使用一列印頭以列印附加的列印流體，例如一最佳化器。於其他實例中，該印表機可使用一較高的或是較低數目之墨水色彩，例如4種不同的墨水色彩。於其他實例中，可具有更多或是較少的列印頭安裝在該墨水匣中。當列印一影像時，在該影像之每一掃描帶列印之後，該媒體114係在該列印方向122上前進。
於一實例中，列印頭(230A-F)將在列印使用者影像的每一次列印之前經預調節。該預調節過程將噴吐安裝在該墨水匣的每一列印頭中的該等噴嘴。該等噴嘴將根據一噴吐圖案噴吐。於一實例中，該印表機可僅進行列印同時該墨水匣係於一方向上行進。於此例子中，在該預調節過程期間，該等噴嘴將位設在該媒體的僅一側邊。於另一實例中，該印表機可列印同時該墨水匣係在橫越該媒體之 寬度的二方向上行進。於此例子中，在該預調節過程期間，該等列印頭可位設在該媒體的任一側邊上。
圖3係為一示範性渠道的一放大視圖。於此實例中，該渠道具有二列噴嘴，列1及列2。每一列噴嘴具有N個噴嘴，渠道中的噴嘴總數目為2N。每一列之噴嘴具有相同的噴嘴至噴嘴間隔d1。位於列1中的該等噴嘴340係沿著該列長度與位在列2中的該等噴嘴342偏置1/2之該噴嘴至噴嘴間隔d1(亦即，1/2 d1)。該渠道之總長度係為L。供圖3之該渠道所用的一噴吐圖案具有與該渠道中噴嘴數目相同數目之項目(亦即，2N)。
圖4A係為一示範性噴吐圖案。沿著該噴吐圖案長度L，該噴吐圖案具有N列。該噴吐圖案中的每列與一渠道中的一噴嘴相對應。位於該噴吐圖案中沿著該噴吐圖案之該寬度的一X與位於該列中該噴嘴將噴吐的時間相對應。在預調節過程期間，於一列中X的數目與該列中將噴吐的該噴嘴之次數相對應。例如，當使用此噴吐圖案時，於該預調節過程期間，於一渠道中噴嘴數目3將噴吐6次。沿著該噴吐圖案之該寬度介於Xs之間的該間隔確定與該列對應的該噴嘴之該噴吐率或是發射頻率。該噴吐圖案沿著其之長度係為非均勻的，例如當使用此噴吐圖案時噴嘴1將較噴嘴6噴吐更為頻繁。於此實例中，該噴吐圖案就一噴嘴將噴吐的次數而言係為非均勻的。
一些印表機能夠在多孔性媒體上列印。多孔性媒體係為容許一些列印流體在列印作業期間通過該媒體的媒 體，例如織物。通過該多孔性媒體的該列印流體係藉由一沿著該媒體之寬度分布的溝槽收集。於一些印表機中，該溝槽並非如位在列印頭上該等渠道般高。因此，當在該多孔性媒體上列印時，並未使用該列印頭上的所有噴嘴。在該預調節過程期間，該等在列印使用者影像時未使用的噴嘴需較用以列印該使用者影像的該等噴嘴噴吐更多。
圖4B係為另一示範性噴吐圖案。該噴吐圖案具有一長度L，與一列印頭上的渠道之長度相對應。於此實例中，該圖案之一端部(長度L1)與具有與該噴吐圖案之其餘部分相較每一噴嘴較高數目的噴吐。當在該多孔性媒體上列印時，於該預調節過程期間可使用此型式的噴吐圖案。該長度L1與由該溝槽涵蓋的該區域之外側的該等噴嘴相對應。
圖4C係為另一示範性噴吐圖案。此噴吐圖案朝向該噴吐圖案之每一端部每一噴嘴逐漸地具有更多的噴吐，在該噴吐圖案之中間部分每噴嘴的噴吐數目最少。當列印一掃描帶之前與之後對該媒體施加熱量時，可使用此型式的噴吐圖案。例如，在列印該掃描帶之前該媒體可經預先加熱以及在列印一掃描帶之後可將該墨水乾燥。該熱量將影響該列印頭/渠道之每一端部更甚於其將影響該列印頭/渠道之該中間部分。因此，於該預調節過程期間，位在每一端部上的該等噴嘴可需要更多的噴吐以恢復該噴嘴至完整的功能性。
圖4D係為另一示範性噴吐圖案。此噴吐圖案沿 著該噴吐圖案/渠道之該長度針對噴嘴的噴吐率係為非均勻的。介於X之間的該間隔確定一噴嘴何時噴吐。該噴吐圖案之一第一段H1(位在該圖案之每一端部上)，在一列的每一X之間具有一空間W1。該噴吐圖案之一第二段H2(位在中間段之任一側邊上)，在一列的每一X之間具有三空間W2。因此，位於段H1中該等噴嘴將較段H2中該等噴嘴更為頻繁地噴吐三倍。於該噴吐圖案的一第三段H3(位在中間部分)中，在一列上每一X之間具有六個空間W3。於此段中針對噴嘴的噴吐之間該時間係為段H1中針對噴嘴的六倍長時間。
於一些實例中，一印表機可使用複數之不同的列印模式。該等不同的列印模式可使用不同次數列印，一些列印模式僅使用一次列印以及其他列印模式使用上至16次列印。圖4E、4F、4G及4H係為針對一多次列印模式的示範性噴吐圖案。於此實例中，該列印模式使用4次列印。在第一次列印之後可使用噴吐圖案4E，在第二次列印之後可使用噴吐圖案4F，在第三次列印之後可使用噴吐圖案4G以及在第四次及最後一次列印之後可使用噴吐圖案4H。
於一些4次列印模式中，針對每一次列印所使用的噴嘴數目增加。例如，於第一次列印中僅有與距離d1(於噴吐圖案4E中)相對應的噴嘴可使用。因此，在列印下一次之前於預調整過程期間，沿著該渠道之該長度的其餘部分的該等噴嘴可需較位於區域d1中的該等噴嘴噴吐更多。於該第二次列印中僅有與距離d2(於噴吐圖案4F中)相對應的 噴嘴可使用。
一些實例中，視所沉積的列印流體之型式而定，列印頭可使用不同的噴吐圖案。例如，與沉積青色墨水的一列印頭比較，沉積黑色墨水的列印頭可使用每一噴嘴具有較高噴吐數目的一噴吐圖案。就一些墨水配方而言，例如，乳膠墨水，黑色墨水及黃色墨水可需要較其他顏色墨水更多的每噴嘴噴吐，以維持該等噴嘴之良好狀況。於其他的墨水配方中，其他顏色的墨水可需要每噴嘴更多的噴吐以維持該等噴嘴之良好狀況。
圖5係為一示範性印表機500的一電氣方塊圖。印表機包含一控制器560、記憶體562、輸入/輸出(I/O)模組564及一列印引擎566，所有者一起地耦合位在匯流排568上。於一實例中，該控制器可為於圖1中所顯示該印表機中的該控制器。於一些實例中，印表機亦可具有一使用者界面模組、一輸入裝置以及類似物，但為了清晰起見該等物件並未顯示。控制器560包含至少一處理器570。該處理器570可包含一中央處理單元(CPU)、一微處理器、一特定應用積體電路(ASIC)或該等裝置的一結合物。
記憶體562可包含揮發性記憶體、非揮發性記憶體以及一儲存裝置。於一實例中，該記憶體可為於圖1中所顯示該印表機中的該記憶體。記憶體562係為一非暫態之電腦可讀取媒體。非揮發性記憶體之實例包括，但非限制在，電子可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)以及唯讀記憶體(ROM)。揮發性記憶體之實例包括，但非限制在，靜態 隨機存取記憶體(SRAM)以及動態隨機存取記憶體(DRAM)。儲存裝置之實例包括，但非限制在，硬碟機、光碟機、多功能數位光碟機、光碟機以及快閃記憶體裝置。
I/O模組564係用於將印表機與其他裝置耦合，例如網際網路或電腦。印表機具有電腦可執行碼，典型地稱為韌體572，儲存於該記憶體中。該韌體572係儲存作為位在非暫態之電腦可讀取媒體(亦即，該記憶體562)中的電腦可讀取指令。該處理器一般地擷取與執行儲存在該非暫態之電腦可讀取媒體中儲存的該等指令以作動該印表機並執行功能。於一實例中，處理器執行藉由自位在該列印頭上該等噴嘴噴吐墨水滴而預調節該列印頭的編碼。
韌體572包含一預調節模組574。該處理器執行該預調節模組574中該編碼以由一列印頭噴吐墨水滴。於一實例中，該預調節模組574可儲存複數之噴吐圖案，例如介於5與30個噴吐圖案之間。該預調節模組可使用於圖6中所顯示的該方法以由一列印頭噴吐墨水滴。
圖6係為供對一列印頭預調節的一示範性流程圖。於方塊660，由記憶體載入一噴吐圖案，其中該噴吐圖案沿著其之長度係為非均勻的。於方塊662，在進行使用者影像之一次列印的列印作業之前，該列印流體係由位在一渠道中的複數噴嘴噴吐，其中該列印流體係根據該噴吐圖案噴吐。於一些實例中，該噴吐圖案將於該列印頭中的每一噴嘴噴吐至少一次。於其他實例中，該噴吐圖案可不噴吐該列印頭中的一些噴嘴。
L‧‧‧渠道總長度/噴吐圖案長度

Claims (15)

  1. 一種印表機，其包含：供至少一列印頭所用之一安裝系統，該列印頭具有複數個形成於至少一渠道中的噴嘴；一控制器，其與該安裝系統及一記憶體耦合；至少一儲存在該記憶體中的噴吐圖案，該噴吐圖案沿著一長度係為非均勻的，該長度大約等於該渠道的一長度；該控制器用以在列印一使用者影像的一次列印前，自該記憶體載入該噴吐圖案，並且由複數之噴嘴噴吐列印流體。
  2. 如請求項1之印表機，其中當該列印頭係經預調節時，該不均勻的噴吐圖案致使該等複數之噴嘴的至少之一者在與該等複數之噴嘴的另一者不同的一頻率下噴吐。
  3. 如請求項1之印表機，其中當該列印頭係經預調節時，該不均勻的噴吐圖案致使該等複數之噴嘴的至少之一者較該等複數之噴嘴的另一者噴吐更多次。
  4. 如請求項1之印表機，其中該列印流體包含至少一乳膠基墨水。
  5. 如請求項1之印表機，其中該控制器係用以自該記憶體載入該噴吐圖案，並由該等噴嘴沉積列印流體，以在進行使用者影像之每一次列印之前預調節該列印頭。
  6. 如請求項1印表機，其進一步包含： 複數之列印頭；其中該記憶體包含複數之噴吐圖案並且該等複數之噴吐圖案之一第一者係供於該安裝系統中所載入的一第一列印頭使用，以及該等複數之噴吐圖案之一第二者係供於該安裝系統中所載入的一第二列印頭使用，其中該第一噴吐圖案係與該第二噴吐圖案不同。
  7. 如請求項1之印表機，其中一第一噴吐圖案係供一多次列印模式之一第一次列印使用，以及一第二噴吐圖案係供該多次列印模式之一第二次列印使用，其中該第一噴吐圖案係與該第二噴吐圖案不同。
  8. 如請求項1之印表機，其中該列印流體包含一具有一第一色彩的墨水以及一具有一第二色彩的墨水，一第一噴吐圖案係供該第一色彩的墨水使用以及一第二噴吐圖案係供該第二色彩的墨水使用，其中該第一噴吐圖案係與該第二噴吐圖案不同。
  9. 一種列印作業的方法，其包含：從記憶體載入一噴吐圖案，該噴吐圖案具有一長度，其中該噴吐圖案沿著該長度係為非均勻的；在列印一使用者影像之一次列印之前，從位在一渠道中的複數噴嘴噴吐列印流體，其中該列印流體係根據該噴吐圖案噴吐，其中該噴吐圖案之該長度係大約等於該渠道之長度。
  10. 如請求項9之方法，其中該噴吐圖案在該頻率域中沿著該長度係為非均勻的。
  11. 如請求項9之方法，其中該噴吐圖案沿著該長度藉由不同噴嘴噴吐的墨水滴之數目係為非均勻的。
  12. 如請求項9之方法，其中該列印流體包含至少一乳膠基墨水。
  13. 如請求項9之方法，其中該噴吐圖案係取決於藉由該渠道沉積之列印流體的型式。
  14. 如請求項9之方法，其中該噴吐圖案針對用於列印該使用者影像的多次列印的列印模式之至少一次列印係為不同的。
  15. 一種包含電腦可執行指令的非暫態電腦可讀取媒體，其藉由一處理器執行時，執行以下的方法，包含：從記憶體載入一噴吐圖案，該噴吐圖案具有一長度，其中該噴吐圖案沿著該長度係為非均勻的；在列印一使用者影像之一次列印之前，由位在一渠道中的複數噴嘴噴吐列印流體，其中該列印流體係根據該噴吐圖案噴吐，其中該噴吐圖案之該長度係大約等於該渠道之長度。
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