专利名称：使用多种类型的彩色油墨打印的喷墨打印机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨打印机，并且，更特别地，涉及一种使用多种类型的彩色油墨打印的喷墨打印机，例如彩色染料基油墨和彩色颜料基油墨。
背景技术：
喷墨打印机通过从喷墨打印头的一组喷嘴中喷射油墨到打印介质纸上形成图像，以此在打印介质纸上形成墨点图案。这种喷墨打印机可包括往复移动的打印头托架，其传送多种喷墨打印头沿限定打印机的打印区域的往复扫描路径穿过打印介质纸。典型地，中间框架在或靠近打印区域支承介质。供纸机构用于在供纸方向逐步准进打印介质纸通过在主扫描方向扫描单元间的打印区域，供纸方向通常也指副扫描方向或垂直方向，或将全部待打印数据在特定固定位置打印到打印介质纸之后。
提供一种包括打印头和油墨本地供应的整体打印头盒是公知的。进一步，提供一种用于携带多色油墨的多室打印头盒是公知的，或者可替换地，提供一种单独的打印头盒，每一个包括单独供应的特定颜色油墨也是公知的。在一种打印系统中，例如，安装包括染料基青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)油墨的多室打印头盒在打印头托架的一个容器中，并且安装颜料基黑色(K)油墨的打印头盒在打印头托架的另一个容器中是公知的。这些CMY颜色的油墨具有典型的单一高浓度。然而，由于由这些高浓度油墨形成的图像的颗粒度，产生接近照片质量的图像是困难的。
为了克服这种颗粒度的问题，已经使用稀释的油墨。在需要使用高浓度油墨再现CIELAB系统中的较深颜色时，使用稀释的油墨再现较浅的颜色。典型地，以仅稀释青色和品红色的形式构成总共6种不同的油墨，也就是，青色、品红色、黄色、黑色，稀释的青色和稀释的品红色(CMYKcm)。
上面提及的CIELAB系统是一种用于表述不同颜色的色空间。CIELAB系统包括作为笛卡儿坐标的三个变量(L*、a*和b*)来形成三维的色空间。L*变量表示从用于表示黑色的0.0到用于表示漫射白色的100.0的可见颜色亮度的范围。a*和b*坐标分别对应红-绿和黄-蓝色调/色度的颜色反应。相应地，颜色能够被限定在基于亮度、色调(H*ab)和色度(C*ab)的CIELAB系统中，其中色调是在a*和b*平面中由矢量角(色调相角)表示的颜色，色度是颜色饱和度的等级，范围从0.0(对应于亮度(L*)轴的交点)到完全饱和，由亮度(L*)轴的矢量的延伸表示。
如在此的应用，非彩色油墨限定为在色度范围上具有完全饱和度的大约0到10％的色度的油墨，也就是，完全落在L*轴上，范围从黑色到白色，在其间具有不同的灰度级，彩色油墨限定为具有高于完全饱和度的10％的色度的油墨。例如，稀释的油墨和高浓度的油墨可以具有基本相同的色调，例如，青色，但是将具有不同的色度，其中稀释的油墨具有比高浓度的油墨相对低的色度。例如，高浓度的油墨可能具有完全饱和度的80％到100％的色度范围，而低浓度的油墨可能具有完全饱和度的20％到70％的色度范围。
在其它所知的系统中，打印头盒按照K、A、B、C、M和Y的顺序安装，并且K作为染料基黑色油墨分配器，A和B作为颜料基黑色油墨分配器，C作为染料基青色墨分配器，M作为染料基品红色油墨分配器，以及Y作为染料基黄色油墨分配器。
然而本领域需要的是，使用多种类型彩色油墨进行打印的喷墨打印机，例如采用彩色染料基油墨和彩色颜料基油墨。
发明内容
本发明提供一种使用多种类型的彩色油墨打印的喷墨打印机。
在其中的一种形式中，本发明指一种喷墨打印机。该喷墨打印机包括用于安装第一打印头和第二打印头的托架。第一油墨储存器与第一打印头流体通道连接。第一油墨储存器容纳彩色染料基油墨。第二油墨储存器与第二打印头流体通道连接，第二油墨储存器容纳彩色颜料基油墨。
在其中的另一种形式中，本发明指一种打印方法，包括使用彩色染料基油墨和彩色颜料基油墨形成彩色图像的步骤。
本发明的优点是可以实现使用其它可能不相容的类型的油墨进行打印。
通过参考下面结合附图的本发明实施例的说明，上述的和本发明的其他的特征和优点，以及实现它们的方法，将变得更加清晰，并且本发明将更容易理解。
图1是本发明的实施例的成像系统。
图2是图1所示的成像系统中的打印头托架的俯视图，其安装了一组整体打印头盒，用虚线表示位于整体打印头盒内部的各个油墨室的分隔壁。
图3是图2的整体打印头盒的底视图，显示标准色打印头和照片打印头，为了清晰和更于理解，每一个均采用放大形式示范。
贯穿每一幅附图，涉及的对应特征表示对应部分。这里展示的例子代表本发明的实施例，这些例子不能解释为限定本发明在其它方式中的范围。
具体实施例方式
现在参考附图，特别是图1，显示的成像系统10体现了本发明。成像系统10包括主机12和喷墨打印机14。主机12通过通信线路16与喷墨打印机14通信连接。通信线路16可以是，例如，直接电连接或光学连接，或者网络连接。
喷墨打印机14包括打印头托架系统18，供纸辊单元20，纸张拾取单元22，控制器24，中间支架26和介质源28。
主机12可以是，例如，个人计算机，其包括显示器、输入设备(例如键盘)、处理器、输入/输出(I/O)接口、存储器，如RAM、ROM、NVRAM，和大容量数据存储设备，如硬盘驱动器、CD-ROM和/或DVD单元。在执行过程中，主机12将一个包括程序指令的软件程序存储在它的存储器内，该程序指令的功能是用于喷墨打印机14的打印驱动。打印驱动通过通信线路16与喷墨打印机14的控制器24通信连接。打印驱动，例如，包括半色调单元和数据格式化模块，该数据格式化模块将打印数据和打印命令格式化为能够被喷墨打印机14识别的数据和命令。在网络环境中，主机12与喷墨打印机14之间的通信通过标准通信协议，例如网络打印机联盟协议(NPAP)，变得简单。
设定介质源28接收由纸张拾取单元22拾取并被供纸辊单元20传送的打印介质，例如打印介质纸30，供纸辊单元20在打印执行过程中依次进一步传送打印介质纸30。打印介质纸30可以是，例如，普通纸、铜版纸、印相纸和透明介质。
打印头托架系统18包括用于安装并支承标准色打印头34和照片打印头36的打印头托架32。设定标准色油墨储存器38与标准色打印头34流体通道连接，设定照片油墨储存器40与照片打印头36流体通道连接。本领域的技术人员将意识到彩色打印头34和彩色油墨储存器38可以形成单独分离的单元，或者可以组合成整体的打印头盒41。同样，照片打印头36和照片油墨储存器40可以形成单独分离的单元，或者可以组合成整体的打印头盒42。
在图1所示的实施例中，打印头托架32由一对导向元件44、46，例如导杆，引导。每一个导向元件44、46包括各自的水平轴44a、46a。打印头托架32包括一对导杆轴承48、50，每一个导杆轴承48、50包括各自用于接收导向元件44的孔。打印头托架32还包括与导向元件46保持连接的滑动面(未示出)，例如，通过重力，或可代替的，通过其它导杆轴承或支承装置。导向元件44的水平轴44a通常被限定为打印头托架32的双向扫描路径，并且因此，为了方便，将双向扫描路径定义为双向扫描路径44a。相应地，双向扫描路径44a与每一个打印头34、36联合。
打印头托架32通过托架驱动附加装置53与托架传送带52连接。托架传送带52由托架电机54通过托架皮带轮56驱动。托架电机54具有与托架皮带轮56连接的旋转托架电机轴58。在控制器24的指示下，打印头托架32沿导向元件44、46以往复运动的方式转输。托架电机54可以是，例如，直流电机(DC)或步进电机。
打印头托架32的往复运动传送喷墨打印头34、36沿双向扫描路径44a穿过打印介质纸30，例如纸，以此限定喷墨打印机14的打印区域60。打印头托架32的往复运动出现在与双向扫描路径44a平行的主扫描方向(双向)中，并且通常也指水平方向，包括由左至右托架扫描方向62和由右至左托架扫描方向64。一般地，在打印时打印头托架32的每一次扫描过程中，打印介质纸30由供纸辊单元20静止地支持。
当打印介质纸30在打印区域60中时，中间支架26提供对打印介质纸30的支承，并且部分地，限定喷墨打印机14的打印介质路径的一部分。
供纸辊单元20包括供纸辊66和相应地索引压带轮(index pinch rollers)(未示出)。供纸辊66由驱动单元68驱动。索引压带轮施加偏压力以支承打印介质纸30从而使其与各自的驱动送纸辊66相接触。驱动单元68包括驱动源，如步进电机，和附加驱动机构，如传动机构或带/滑轮装置。供纸辊单元20在送纸方向70输送打印介质纸30，圆圈中的X表示送纸方向是图1中平面向外朝向读者的方向。送纸方向70通常指垂直方向，与水平的双向扫描路径44a垂直，并且转而垂直于水平托架扫描方向62、64。因此，就打印介质纸30而言，托架的往复运动发生在水平方向且介质的前进发生在垂直方向，托架往复运动的方向通常垂直于介质的前进方向。
控制器24包括与随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)通信的微处理器。控制器24执行程序指令从而在打印介质纸30上打印图像，例如，选择由供纸辊66传送的打印介质纸30沿打印介质路径的索引送纸距离，控制打印头托架32的往复运动，和控制打印头34、36的操作。
控制器24通过通信线路72与打印头34、36电连接和通信连接，如打印头接口电缆。控制器24通过通信线路74与托架电机54电连接和通信连接，如接口电缆。控制器24通过通信线路76与驱动单元68电连接和通信连接，如接口电缆。控制器24通过通信线路78与纸张拾取单元22电连接和通信连接，如接口电缆。
现在参考与图1相关的图2，图2示出打印头托架32的俯视图，该打印头托架安装了具有由虚线表示的各自油墨室分隔壁的整体打印头盒41和整体打印头盒42。相应地，打印头托架32通过它们各自的打印头盒41、42安装标准色打印头34和图片打印头36。
整体打印头盒41包括标准色油墨储存器38，该储存器以公知的方式，通过一组内部的导管与标准色打印头34流体通道连接。标准色油墨储存器38包括一组染料基油墨室，且如实施例所示，三个油墨室80、82和84，分别容纳彩色染料基油墨，例如染料基品红色油墨、染料基青色油墨和染料基黄色油墨。可以将油墨室80、82和84限定为具有基本相同的容积，因此可以容纳基本相同量的每一种油墨。
整体打印头盒42包括相片油墨储存器40，该储存器以公知的方式，通过一组内部的导管与照片打印头36流体通道连接。照片油墨储存器40包括一组颜料基油墨室，且如实施例所示，三个油墨室(86、88、90)，分别容纳彩色颜料基油墨，例如颜料基黑色油墨，和颜料基青色油墨，例如，颜料基品红色油墨、颜料基青色油墨。可以将油墨室86、88、90限定为具有基本相同的容积，因此可以容纳基本相同量的每一种油墨。
采用上述的配置，通常认为是不相容的彩色染料基油墨和彩色颜料基油墨分别置于两个独立的油墨储存器中，标准色油墨储存器38和照片油墨储存器40。这种物理分离转化为相应的沿打印头托架32的双向扫描路径44a的标准色打印头34和照片打印头36的分离。这种分离，转而确定了由标准色打印头34和照片打印头36申的一个在打印介质纸30上的特定的象素位置处喷出的墨滴与在相同或者邻近的、墨滴叠加的象素位置处与由其它标准色打印头34和照片打印头36喷出的另外的墨滴相接触的时间之间的干燥时间。
例如，由标准色打印头34在打印介质纸30的特定的象素位置处喷出的彩色染料基墨滴将在相应的从照片打印头36喷出的颜料基墨滴到达相同的象素位置或者邻近象素位置之前干燥一段时间，这一事实基于标准色打印头34的油墨喷射喷嘴和照片打印头36的油墨喷射喷嘴在沿双向扫描路径44a的托架扫描方向62、64上相间隔的距离，且基于打印头托架32沿双向扫描路径44a的运行速度。其它因素也可以用于延长这个时间，例如，由控制器24或主机12中打印驱动使用的套叠图案(shingling pattern)的类型。
如上所述，容纳彩色染料基油黑的标准色油墨储存器38和容纳彩色颜料基油墨的照片油墨储存器40所容纳的油墨具有基本相同色调。例如，在标准色油墨储存器38的染料基油墨室80中的品红油墨具有与在照片油墨储存器40的颜料基油墨室88中的品红油墨基本相同的色调，同样地，在标准色油墨储存器38的染料基油墨室82中的青色油墨具有与在照片油墨储存器40的颜料基油墨室90中的青色油墨基本相同的色调。术语基本相同的色调，意味着色调可以是完全相同的，或者可以相互偏离一定的色相角，例如，±40度，或更优选地±30度。
在一个实施例中，当彩色染料基油墨和彩色颜料基油墨是具有基本相同色调的油墨时，每一种可以具有不同的色度。例如，特定色调的染料基油墨可以是高浓度油墨(有时指高粘度油墨full strength ink)且色度，例如，为在色度范围上的完全饱和度的80％到100％，而具有基本相同的色调的颜料基油墨可以是相对低浓度的油墨(有时指稀释的油墨)且具有相对低的色度，例如，色度为在色度范围的上完全饱和度的20％到70％。在一个例子中，彩色颜料基油墨，如稀释的油墨，具有比彩色染料基油墨低的着色剂浓度。同样在这个例子中，彩色颜料基油墨具有比彩色染料基油墨低的光密度。
现在参考图3，显示包括标准色打印头34的整体打印头盒41和包括照片打印头36的整体打印头盒42的底视图。以放大的形式显示标准色打印头34和照片打印头36从而清晰且易于理解下文对它们的描述。用于标准色打印头34和照片打印头36的单独的喷嘴是由点来表示的，但是关于喷嘴数量的描述仅是用于示例的目的，本领域技术人员可以理解用于特定打印头的喷嘴的数量取决于与打印头34、36和喷墨打印机14相关联的设计约束条件。每一个标准色打印头34和照片打印头36可以包括，例如，共480个喷嘴，其分为三组喷嘴阵列，每一组包括160个喷嘴。
标准色打印头34包括一组喷嘴阵列92，例如，品红色喷嘴阵列94，青色喷嘴阵列96和黄色喷嘴阵列98。品红色喷嘴阵列94与容纳染料基品红色油墨的染料基油墨室80流体通道连接。青色喷嘴阵列96与容纳染料基青色油墨的染料基油墨室82流体通道连接。黄色喷嘴阵列98与容纳染料基黄色油墨的染料基油墨室84流体通道连接。当然，青色、品红色和黄色油墨是彩色的。喷嘴阵列94、96和98为基本平行的排列，并且当标准色打印头34安装在打印头托架32中时，基本平行于送纸方向70。
照片打印头36包括一组喷嘴阵列100，例如，非彩色喷嘴阵列102，品红色喷嘴阵列104和青色喷嘴阵列106。非彩色喷嘴阵列102与容纳颜料基非彩色油墨的颜料基油墨室86流体通道连接，例如黑色。品红喷嘴阵列104与容纳颜料基品红色油墨的颜料基油墨室88流体通道连接。青色喷嘴阵列106与容纳颜料基青色油墨的颜料基油墨室90流体通道连接。当然，青色和品红色油墨是彩色的。喷嘴阵列102、104和106为基本平行的排列，并且当照片打印头36安装在打印头托架32中时，基本平行于送纸方向70。
如图3所述，用于喷射非彩色油墨例如黑色油墨的非彩色喷嘴阵列102，位于喷射彩色油墨的彩色喷嘴阵列104、106之间，且在所示的实施例中，该彩色喷嘴阵列分别喷射品红色和青色颜料基油墨。如图3所描述的，非彩色喷嘴阵列102中的喷嘴的喷嘴尺寸，例如直径，大于彩色喷嘴阵列104、106中的喷嘴的喷嘴尺寸，例如直径，从而导致在赋予非彩色喷嘴阵列102和彩色喷嘴阵列104、106各自的油墨喷射加热器给定的喷射能量时，与彩色墨滴相比，非彩色墨滴的量较大。例如，非彩色喷嘴阵列102的每一个喷嘴的尺寸可以设计成能产生大约9毫微克量，或者大约9皮升体积的非彩色墨滴，而彩色喷嘴阵列104、106的每一个喷嘴的尺寸可以设计成能分别产生大约5毫微克量，或者大约5皮升体积的彩色墨滴。
进一步，由于非彩色喷嘴阵列102的位置在彩色喷嘴阵列104、106之间，相比较于彩色喷嘴阵列104、106，有更多的余热保留在非彩色喷嘴阵列102的附近，因此降低了在非彩色喷嘴阵列102上的非彩色油墨的粘度，并且，相对于从彩色喷嘴阵列104、106中排出的墨滴的量而言，转而进一步有助于增加墨滴的量。
如前所述，控制器24与标准色打印头34和照片打印头36中的每一个电连接。控制器24可以是使用硬件、操作系统或软件原理，以此在打印介质上，如打印介质纸30，使用彩色染料基油墨和彩色颜料基油墨，形成单色图像，其中控制器24执行液滴位置地图(drop placement map)命令使彩色染料基墨滴和彩色颜料基墨滴或分层，或叠加以形成彩色图像。
如上所述，在一个典型的实施例中，彩色染料基油墨和彩色颜料基油墨具有基本相同的色调，但是具有不同的色度，不同的油墨浓度，和/或不同的光密度。例如，彩色颜料基油墨具有比彩色染料基油墨低的色度，彩色颜料基油墨具有比彩色染料基油墨低的着色剂浓度，和/或彩色颜料基油墨具有比彩色染料基油墨低的光密度。
在参考特定实施例描述本发明的同时，本发明可以进一步在其披露的精神和范围内变化。因此意味着本申请覆盖应用一般原理对发明的任何变化、应用、或修改。进一步，本申请覆盖例如本领域的公知或惯例所得的偏离本发明的内容，本发明附属的以及属于从属权利要求所限定的内容。
权利要求
1.一种喷墨打印机，包括用于安装第一打印头和第二打印头的托架；与所述第一打印头流体通道连接的第一油墨储存器，所述第一油墨储存器容纳彩色染料基油墨；与所述第二打印头流体通道连接的第二油墨储存器，所述第二油墨储存器容纳彩色颜料基油墨。
2.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于所述的彩色染料基油墨和彩色颜料基油墨具有基本相同的色调，但具有不同的色度。
3.如权利要求2所述的喷墨打印机，其特征在于所述的色调是青色和品红色中的一种。
4.如权利要求2所述的喷墨打印机，其特征在于所述的彩色颜料基油墨具有比所述的彩色染料基油墨较低的光密度。
5.如权利要求2所述的喷墨打印机，其特征在于所述的彩色颜料基油墨具有比所述的彩色染料基油墨较低的着色剂浓度。
6.如权利要求2所述的喷墨打印机，其特征在于所述的彩色颜料基油墨具有比所述的彩色染料基油墨较低的色度。
7.如权利要求2所述的喷墨打印机，其特征在于所述的彩色颜料基油墨具有比所述的彩色染料基油墨较低的色度，至少低完全饱和度的10％。
8.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于所述的彩色颜料基油墨具有比所述的彩色染料基油墨较低的光密度。
9.如权利要求1所述的喷墨打印机，所述的第二油墨储存器包括一组油墨室，该油墨室容纳一组彩色颜料基油墨，每一种彩色颜料基油墨具有各自的色调，并且所述第二打印头包括一组喷嘴阵列，其特征在于所述一组喷嘴阵列中的第一喷嘴阵列与容纳具有第一色调的第一彩色油墨的所述一组油墨室中的第一油墨室流体通道连接，并且所述一组喷嘴阵列中的第二喷嘴阵列与容纳非彩色油墨的所述一组油墨室中的第二油墨室流体通道连接。
10.如权利要求9所述的喷墨打印机，所述的第二油墨储存器包括与第三油墨室流体通道连接的第三喷嘴阵列，该第三油墨室容纳具有与所述第一色调不同的第二色调的第二彩色油墨，所述第二喷嘴阵列用于喷射所述非彩色油墨，所述第二喷嘴阵列位于用于喷射具有第一色调的第一彩色油墨的所述第一喷嘴阵列和用于喷射具有第二色调的第二彩色油墨的所述第三喷嘴阵列之间。
11.如权利要求10所述的喷墨打印机，其特征在于所述的第一彩色油墨是青色和品红色中的一种，第二彩色油墨是青色和品红色中的另一种。
12.如权利要求11所述的喷墨打印机，其特征在于所述的非彩色油墨是黑色。
13.如权利要求9所述的喷墨打印机，其特征在于所述的非彩色油墨是黑色。
14.如权利要求9所述的喷墨打印机，所述第一油墨储存器包括一组油墨室，该油墨室分别容纳一组彩色染料基油墨中的各种油墨，每一种彩色染料基油墨具有各自的色调，所述一组彩色颜料基油墨中的至少一种油墨具有与容纳在所述第二油墨储存器中的一组彩色颜料基油墨中的一种油墨基本相同的色调。
15.如权利要求14所述的喷墨打印机，其特征在于具有基本相同色调的容纳于所述第一油墨储存器中的所述一组彩色染料基油墨和容纳于所述第二油墨储存器中的所述的一组彩色颜料基油墨，它们各自的色度不同，相差至少为完全饱和度的10％。
16.如权利要求1所述的喷墨打印机，还包括与所述第一打印头和所述第二打印头中的每一个电连接的控制器，设定所述控制器，使之采用所述的彩色染料基油墨和所述的彩色颜料基油墨在打印介质上形成彩色图像。
17.如权利要求16所述的喷墨打印机，其特征在于所述的彩色染料基油墨和所述彩色颜料基油墨具有基本相同的色调，但具有不同的色度。
18.如权利要求1所述的喷墨打印机，其特征在于设定所述的第一打印头和所述的第一油墨储存器为第一整体打印头盒。
19.如权利要求18所述的喷墨打印机，其特征在于设定所述的第二打印头和所述的第二油墨储存器为第二整体打印头盒。
20.一种打印方法，包括使用彩色染料基油墨和彩色颜料基油墨形成彩色图像的步骤。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于所述的彩色染料基油墨和所述的彩色颜料基油墨具有基本相同的色调，但具有不同的色度。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于所述的色调是青色和品红色中的一种。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于所述的彩色颜料基油墨具有比所述的彩色染料基油墨较低的光密度。
24.如权利要求21所述的喷墨打印机，其特征在于所述的彩色颜料基油墨具有比所述的彩色染料基油墨较低的着色剂浓度。
25.如权利要求21所述的喷墨打印机，其特征在于所述的彩色颜料基油墨具有比所述的彩色染料基油墨较低的色度。
26.如权利要求20所述的方法，其特征在于在形成所述彩色图像时，彩色染料基墨滴和彩色颜料基墨滴或分层，或叠加。
全文摘要
一种喷墨打印机，包括用于安装第一打印头和第二打印头的托架。第一油墨储存器与第一打印头流体通道连接，且容纳彩色染料基油墨。第二油墨储存器与第二打印头流体通道连接，且容纳彩色颜料基油墨。
文档编号G01D11/00GK1890105SQ200480031863
公开日2007年1月3日 申请日期2004年10月27日 优先权日2003年10月28日
发明者J·W·莫里斯, J·H·鲍尔斯, M·C·温克勒, A·K·齐默 申请人:莱克斯马克国际公司