專利名稱：一種打印方法及適于應(yīng)用該方法的打印機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過打印機在基材上形成圖像的打印方法，此打印機包括許多注有油墨的室，每個室有一個噴嘴并在操作上與一個壓電致動器相連接，這種方法包括對致動器按圖像方式通電以在每個室中產(chǎn)生一個壓力波，使墨滴從室的噴嘴噴出，并利用一個操作上與該室相連的壓電致動器測量室中的壓力波。本發(fā)明還涉及一種適于使用此方法的打印機。
背景技術(shù)：
歐洲專利申請EP 1013453中談到這類方法中的一種。此申請中的壓電型噴墨打印機有一個打印頭，它包含一些墨室(也叫做“墨管”或簡稱“管”)，每個室在操作上與一個壓電致動器相連接。在一個實施例中，墨室有一個柔軟的壁，它在與之相連的致動器通電時能變形。壁的變形在室內(nèi)產(chǎn)生壓力波并給出足夠的強度，結(jié)果使墨滴從該室的噴嘴噴出。而且壓力波反過來使壁變形，并傳至壓電致動器。在這種變形的作用下，致動器產(chǎn)生一個電信號。此信號與室中產(chǎn)生的壓力波有直接關(guān)系。因此，通過測量這個信號就可間接測量相關(guān)室中的壓力波。
從該申請可知，分析這個信號可以獲得有關(guān)相應(yīng)于該致動器的墨室的狀態(tài)。因而可以根據(jù)此信號推斷室內(nèi)是否有氣泡或別的不規(guī)則性，噴嘴是否清潔，墨室內(nèi)有沒有什么機械缺陷，等等。原則上，影響到壓力波本身的任何不規(guī)則性可以通過對該信號的分析來跟蹤。原則上還可以采用這種方法來測量致動器每次通電后的每根導(dǎo)管。這樣就可以對打印質(zhì)量可能有負面影響的任何不規(guī)則性在運行中進行很精密的測量，以便采取適當(dāng)措施消除這類負面影響。
不過，上述方法有一個重要缺陷。尤其是當(dāng)采用具有大量墨室(如每個打印頭100或更多個墨室)的打印機時，對所有墨室在運行中測量將產(chǎn)生很高的待分析信號數(shù)據(jù)率。為了直接處理這些信號需要復(fù)雜因而是昂貴的電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是消除這種缺陷。為此發(fā)明了一種如本文開頭所述的方法，這時利用一種對圖像各元素的重要性準(zhǔn)則對該圖像進行分析，以確定那些滿足該準(zhǔn)則的圖像元素，以及墨滴應(yīng)從中噴出而形成該圖像元素的那些墨室，并且在圖像形成過程中對至少一個墨室中的壓力波進行測量。
本發(fā)明是基于這樣的事實，即在圖像的形成中某些圖像元素比另一些圖像元素要重要得多。舉例而言，在一個CAD/CAM圖像中，代表建筑物輪廓或建筑物內(nèi)管線的單象素線信息要比一個蔭影部分重要得多。在供應(yīng)商開給客戶的最終發(fā)貨單中，總量的完美再現(xiàn)比所提供貨品的完美的說明要重要得多。在一個三維圖像的形成中，在該圖像外邊緣的圖像元素比中心的元素重要得多。在產(chǎn)品數(shù)據(jù)單中，完整再現(xiàn)安全碼往往比完整顯示安全圖像重要得多。在繪圖業(yè)中，某些美術(shù)細節(jié)往往比完整填充一些連續(xù)表面重要得多，等等諸如此類。
本發(fā)明包括為各建議的圖像元素確定一個重要性準(zhǔn)則。這樣就可以利用打印機本身的中央計算機單元等來確定哪些要形成的圖像的元素滿足該準(zhǔn)則，哪些不滿足。為此目的，可以用常以數(shù)字形式輸入該打印機的圖像信息作為檢驗該準(zhǔn)則的輸入。按這種方式可以區(qū)分在圖像形成中那些圖像元素是重要的，那些是不太重要的。按本發(fā)明的方法現(xiàn)將確定一些墨室，從該墨室應(yīng)噴射墨滴以形成那些重要的圖像元素的圖像。換句話說，那些室應(yīng)該啟動以噴射墨滴，從而形成該圖像部分。那么正是這些室屬于在打印過程中在行進中測量的那一組。依據(jù)重要性準(zhǔn)則本身，往往只有總室數(shù)的一小部分屬于這一組室，墨滴應(yīng)從中噴射以形成重要的圖像元素的圖像。最大程度地測量這些墨室將大大減少要分析的信號數(shù)，因而可以采用比較簡單的電路對打印過程進行有效的質(zhì)量控制。在一個優(yōu)選實施例中，將計量所有相應(yīng)滿足該準(zhǔn)則的圖像元素的室。
在本發(fā)明方法的一個實施例中，采用重要性準(zhǔn)則來形成圖像。此重要性準(zhǔn)則不一定是一個不能改變的準(zhǔn)則(如貯存在存儲器內(nèi))，而是可以調(diào)節(jié)以適應(yīng)圖像的形成。在圖片的成象中，重要的圖像元素類型與打印文本的圖像元素是很不一樣的。在發(fā)貨票的情況下，重要元素與公開硬紙夾中的重要元素十分不一樣。在這個實施例中，對準(zhǔn)則作了調(diào)節(jié)以適應(yīng)圖像的形成。其實現(xiàn)方法可以通過打印機用戶讓打印機單元認識圖像的類型，然后自動確定重要性準(zhǔn)則，但是也可以通過對圖像形成的自動化分析，確定應(yīng)打印什么類型的圖像，然后自動確定重要性準(zhǔn)則。也可以讓打印機用戶本人輸入一個或幾個重要性準(zhǔn)則(例如單象素線是重要的，數(shù)量是重要的，等等)。
在一個打印機包含裝有墨室的打印頭的實施例中，圖像是形成在一個平基材上，按此方法打印頭在一個或幾個打印幅內(nèi)在基材上移動，對于在每幅內(nèi)打印的圖像部分，分別對每個子圖像使用此方法。這個實施例特別適于這樣一些打印機，其中的打印頭太小而不能在一個打印步驟中形成該圖像。各打印頭往往包含一行噴嘴，其典型長度為1至數(shù)厘米。對于這樣一行，可通過使打印頭相對于基材作掃描運動，在等于此行長度的寬度內(nèi)打印一條基材(常稱為一“幅”或“打印幅”)。按這種方式在基材上形成子圖像。通過在基材上方形成多個打印頭的幅，或?qū)⒋罅康拇蛴☆^安置成使得每一個在基材上形成一幅，就可以由各單獨的子圖像建成圖像。由于可以把一個子圖像的打印看成一個獨立動作，分別對每個打印幅運用此方法是有益的。這樣在使用此方法時具有較大的自由度，并且可用來獲得較好的打印結(jié)果。
在將與墨室中壓力波的測量相伴的數(shù)據(jù)率設(shè)置為最大值的一個實施例中，把測量的頻率選得使相伴的總數(shù)據(jù)率至多等于該最大值。在此實施例中，認為最大數(shù)據(jù)率對于墨室狀態(tài)的運行中測量及進行適當(dāng)?shù)膭幼魇呛线m的。讓我們假定，例如在圖像形成過程中有30個墨室被認定應(yīng)噴射與重要圖像元素(即滿足重要性準(zhǔn)則的圖像元素)有關(guān)的墨滴，但是，在最大測量頻率(即在與每個墨室相應(yīng)的壓電致動器每次單獨通電后所作的一次分析)時數(shù)據(jù)率已經(jīng)是18個墨室測量過程中的最大值。在那種情況下，此實施例中已決定降低測量頻率，因而可以在運行中測量所有與重要圖像元素相應(yīng)的墨室，但是這個測量頻率實際上是在全部通電過半后對這些墨室所作的一次分析。這個實施例的優(yōu)點是，所有重要的室都在印刷過程中受到檢驗。
在另一個可選的實施例中，重要性準(zhǔn)則是這樣確定的，即在最大頻率下對所有滿足準(zhǔn)則的圖像元素相應(yīng)室的測量過程中，與之相關(guān)的數(shù)據(jù)率為最大，它等于該最大值。在這個實施例中再次考慮到分析各墨室狀態(tài)的最大數(shù)據(jù)率，若此數(shù)據(jù)率對于分析所有相應(yīng)于滿足重要性準(zhǔn)則圖像元素的墨室狀態(tài)太高，則對準(zhǔn)則本身進行調(diào)整使?jié)M足調(diào)整過的準(zhǔn)則的元素數(shù)減少，使得最終能在最大頻率下對所有相應(yīng)于滿足該準(zhǔn)則圖像元素的墨室進行測量。這種測量的優(yōu)點是，用來測量的室可以很好地控制，使得由這些室中不規(guī)則性引起印刷缺陷的風(fēng)險實際上為零。
本發(fā)明還涉及一種包含許多可充油墨的室的打印機，每個所述墨室有一個噴嘴并在操作上與一個壓電致動器相連，其中每個致動器與一個測量電路連接，以利用該致動器作為傳感器，對在致動器通電時室內(nèi)產(chǎn)生的壓力波進行測量，這個打印機包含一個處理器，用來確定那些應(yīng)從中噴射墨滴以形成滿足重要性準(zhǔn)則的圖像元素的墨室。這使得對打印機實際使用過程中墨室不規(guī)則性的檢查最多限于那些需要打印重要圖像元素的室。
上面對處理器的調(diào)整可以是一個專門設(shè)計用來完成此項功能的集成電路(ASIC)。也可以利用一個裝有計算機編碼(軟件)因而能完成這些功能的通用處理器。應(yīng)該指出，此處理器不一定要構(gòu)成打印機本身的一個實際部分，而是可以置于遠處，例如個人計算機或服務(wù)器等計算機單元內(nèi)。因而可以把該處理器視為一個打印機元件。


現(xiàn)在將參考以下實例對本發(fā)明進行詳細描述圖1是一個噴墨打印機示意圖。
圖2是表示噴墨打印頭各元件的示意圖。
圖3是壓電致動器，驅(qū)動電路和測量電路的示意圖。
圖4是一個形成的圖像99的示意圖。
圖5表示將該圖像劃分成兩半的再形成圖像。
圖6表示如何應(yīng)用本發(fā)明的一個例子的示意圖。
具體實施例方式
圖1圖1示意地表示一個噴墨打印機。在此實施例中，打印機包括一個輥子10，它支撐著接收介質(zhì)12并沿著4個打印頭16引導(dǎo)該介質(zhì)。輥子10可圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)，如箭頭A所示。托架14裝著4個打印頭16，一個打印頭為一種顏色(藍綠、深紅、黃、黑)，托架可如雙箭頭B所示在平行于輥子10的方向往復(fù)運動。這樣打印頭16就可以掃描接收介質(zhì)12。托架14在導(dǎo)桿18和20上被導(dǎo)引，并由適當(dāng)?shù)难b置(未示)驅(qū)動。
在圖中所示的實施例中，每個打印頭16包含8個墨室，每個有它自己的出口22，它們形成一個垂直于輥子10的軸線的假想線。在現(xiàn)實的打印裝置中，每個打印頭16的墨室數(shù)目要多許多倍。每個墨室裝有一個壓電致動器(未示)和相應(yīng)的致動及測量電路(未示)，如圖2和3所示。每個打印頭還包括一個控制部件，用來調(diào)整致動脈沖。這樣一來，墨室、致動器、致動電路、測量電路和控制部件構(gòu)成一個系統(tǒng)，用以在輥子10的方向噴射墨滴。偶爾或許不一定要把控制部件和/或致動和測量電路的所有元件等在物理上做在實際打印頭16內(nèi)。也可以把這些部件等置于托架14甚至離打印頭更遠的元件之內(nèi)，而與打印頭16本身內(nèi)的元件相連接。但是這樣一來就形成打印頭的一個功能元件而實際上不裝在打印頭內(nèi)。如果致動器是按圖像方式通電，則在接收介質(zhì)12上形成一個由單獨墨滴組成的圖像。
圖2在圖2中的墨室5裝有一個機電致動器2，在此例中為壓電致動器。墨室5是由基板1內(nèi)的槽形成的，其頂部主要由壓電致動器2限定。在末端，墨室5匯合成一個由噴嘴板6形成的出口22，在該噴嘴板中在管道位置做了一個凹坑。當(dāng)脈沖發(fā)生器4的脈沖通過致動電路加到致動器2上時，致動器在管道方向偏轉(zhuǎn)。結(jié)果管道內(nèi)的壓力突然增加，使得墨滴從出口22中噴出。墨滴噴射剛完結(jié)時管道內(nèi)還存在一個壓力波，而且隨著時間而衰減。這個波使致動器2產(chǎn)生變形，從而產(chǎn)生一個電信號。此信號與所有影響壓力波形成及其阻尼的參數(shù)有關(guān)。因而通過測量該信號可以得到有關(guān)參數(shù)的信息。利用這個信息可以控制打印過程。
圖3圖3是壓電致動器2、驅(qū)動電路3、和測量電路7的示意簡圖。帶脈沖發(fā)生器4的驅(qū)動電路3和帶放大器的測量電路7通過公共線15與壓電元件2相連。各電路由轉(zhuǎn)換開關(guān)8開合。脈沖發(fā)生器4的脈沖加到壓電元件3上后，該壓電元件隨即經(jīng)受到墨管內(nèi)產(chǎn)生的振動，并被轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€電信號。如果在脈沖終了后開關(guān)8打到測量電路閉合的位置，則電信號向測量電路7放電。放大器9將這個信號放大并通過輸出11送給譯碼電路(未示)，其后可能接上一個致動電路(未示)。從歐洲專利申請EP 1013453知道電路3和7應(yīng)當(dāng)怎樣開合。此外，從該專利申請書可了解如何利用測量電路測得的電信號來確定墨室的狀態(tài)。
圖4圖4是形成的圖像99的示意圖。這個圖像包括一個框邊80，框中再現(xiàn)了一個房屋的正視圖81及該房屋的名稱82。在這個情況下，圖像是一個建筑物圖，根據(jù)此圖由建筑承包者來確定房屋正視圖的大小和形狀。為此該圖像還畫出了比例尺83，圖就是按此比例繪制的。
應(yīng)該明白，對這個圖像最重要的是房屋的輪廓線和正面的門開口84，并且在建筑工地印出該圖時應(yīng)正確再現(xiàn)比例尺。這樣可以防止建筑承包者對該圖的任何不正確的解釋。不太重要的是房屋名稱、框邊、和在正面指明的影線部分。
圖5圖5再現(xiàn)了圖4所示的形成圖像99。但此圖像分成兩半100和101。在此實例中，每一半相當(dāng)于等于打印頭16寬度的一條。圖像的頂部100可以在第一打印幅內(nèi)形成，其間打印頭16相對基材在BF方向運動。第二子圖像101可以在打印頭16相對基材沿BB方向運動的另一打印幅內(nèi)形成。為了能對形成的圖像99進行分析，對該圖像各元素確定了一個重要性準(zhǔn)則。按照此準(zhǔn)則，如果圖像元素指示建筑物或建筑物元素的輪廓線或者形成圖像的比例，則它們是重要的。在圖像的一半100中，指示屋頂輪廓部分的圖像元素112和113滿足準(zhǔn)則。元素107、108和109指示圖像的框邊，因而不滿足該準(zhǔn)則。圖像元素110指示房屋名稱，也不滿足該準(zhǔn)則，對箭頭111也一樣。在圖像的一半101中，圖像元素121、122和123(框邊元素)不滿足此準(zhǔn)則。圖像元素105指示比例尺，故滿足該準(zhǔn)則。圖像元素114、115、116、117、118和119指示房屋輪廓線，因而滿足該準(zhǔn)則。圖像元素120指示房屋門開口，因此滿足此準(zhǔn)則。陰影線130和140不滿足準(zhǔn)則。
圖6圖6表示如何應(yīng)用本發(fā)明的一個例子的框圖。在步驟200，對構(gòu)成圖像基礎(chǔ)的信息(例如在PostScript格式的圖像中)進行處理并轉(zhuǎn)換成與打印機相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式。在步驟201，此信息被轉(zhuǎn)換成半色度信息，這在業(yè)內(nèi)早已熟知。因此，在這一步驟之后，就知道形成的圖像是由哪些具體墨滴構(gòu)成的。
在步驟202，確定完整構(gòu)成該圖像所需的打印幅數(shù)。還確定每個打印幅中什么半色調(diào)圖像信息對應(yīng)于這一打印幅。在步驟203，對每個打印幅確定什么圖像元素信息滿足重要性準(zhǔn)則(按照圖5所述的方法)。步驟204確定墨滴應(yīng)從中噴射形成重要圖像元素的墨室。由現(xiàn)有技術(shù)可充分了解這類確認。這個信息被傳給一個墨室狀態(tài)控制系統(tǒng)。在步驟205，在實際圖像形成過程中，這個系統(tǒng)按照圖2和圖3所述的方式保證對后面一些墨室的狀態(tài)進行測量。為此，在打印過程中通過連接207與打印處理器206進行信息交換。當(dāng)圖像已形成時，在步驟200中對一個新的形成圖像作圖像處理。
上述例子假定圖像是由一種顏色組成的。但應(yīng)明白，本發(fā)明的方法也可用于由一種以上顏色組成的圖像。應(yīng)用本發(fā)明方法的一種可能途徑是對每種顏色的子圖像單獨使用?；蛘撸部梢詫ψ詈笮纬傻膱D像本身進行分析。還要指出，何時對形成圖像進行分析不是本發(fā)明的內(nèi)容。這可以在實際打印剛開始之前進行，還可以例如在處理圖像的控制器內(nèi)排隊進行。
權(quán)利要求
1.一種用打印機在基材上形成圖像的打印方法，打印機包含一些充有油墨的室，每個室包含一個噴嘴，并在操作上與一個壓電致動器相連，此方法包括--按圖像方式對致動器通電以在每個室內(nèi)產(chǎn)生壓力波，使墨滴從這些室的噴嘴噴射出，--用一個操作上與墨室相連的壓電致動器測量室內(nèi)的壓力波。其特征在于--利用對該圖像元素的重要性準(zhǔn)則對要形成的圖像進行分析，--確定滿足此準(zhǔn)則的圖像元素，--確定應(yīng)從中噴射墨滴以形成所述圖像元素的墨室，及--在圖像形成過程中對這些室的至少一個內(nèi)的壓力波進行測量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于重要性準(zhǔn)則是根據(jù)要形成的圖像調(diào)節(jié)的。
3.按上述任一項權(quán)利要求的方法，其中打印機包括一個打印頭，打印頭內(nèi)設(shè)有墨室，在此方法中圖像是形成在一個平基材上，打印頭在一個或更多個打印幅內(nèi)在基材上運動，在每一幅內(nèi)打印圖像的一部分，其特征在于該方法是對每個子圖像分別使用的。
4.按上述任一項權(quán)利要求的方法，其中對與室內(nèi)壓力波測量有關(guān)的數(shù)據(jù)率設(shè)置一個最大值，其特征在于進行測量的頻率是這樣選擇的，使得與之相關(guān)的總數(shù)據(jù)率至多等于該最大值。
5.按上述1-3中任一項權(quán)利要求的方法，其中對與室內(nèi)壓力波測量有關(guān)的數(shù)據(jù)率設(shè)置一個最大值，其特征在于重要性準(zhǔn)則是這樣確定的，使得在以最大值頻率對相應(yīng)于滿足準(zhǔn)則的圖像元素的所有墨室進行測量的過程中，與之相關(guān)的數(shù)據(jù)率至多等于該最大值。
6.一種打印機，包含一些充有油墨的室，每個室設(shè)有一個噴嘴并在操作上與一個壓電致動器相連接，其中每個致動器與一個測量電路相連，以利用致動器作為傳感器，對通過致動器通電而在室內(nèi)產(chǎn)生的壓力波進行測量，其特征在于該打印機包含一個處理器，該處理器適于確定那些應(yīng)從中噴射墨滴而形成滿足重要性準(zhǔn)則的圖像元素的墨室。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用打印機在基材上形成圖像的打印方法，打印機包含一些充有油墨的室，每個室包含一個噴嘴并在操作上與一個壓電致動器相連接，該方法包括按圖像方式對致動器通電以在每個室內(nèi)產(chǎn)生壓力波，使得墨滴從這些室的噴嘴中噴射，利用操作上與該室連接的壓電致動器對室內(nèi)的壓力波進行測量，其中形成的圖像利用對圖像元素的重要性準(zhǔn)則進行分析，同時確定滿足該準(zhǔn)則的圖像元素，及墨滴應(yīng)從中噴射以形成該圖像元素的墨室，并在圖像形成過程中對至少一個室內(nèi)的壓力波進行測量。本發(fā)明還涉及一種適于使用這種方法的打印機。
文檔編號B41J2/17GK1680101SQ2005100638
公開日2005年10月12日 申請日期2005年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月7日
發(fā)明者H·M·J·M·博伊斯坦 申請人:奧西-技術(shù)有限公司