喷墨打印机和打印彩色图像的方法

专利名称：喷墨打印机和打印彩色图像的方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨打印机和打印彩色图像的方法。
技术背景
已知一些用于打印彩色图像的喷墨打印机，其中使用由多个打印头组成的打印头 装置，它们组合成整个打印区宽度以及布置成在打印过程中相对于要打印的打印物件在其 上输送的输送装置固定不动。例如在文件EP1038689B1中介绍了这种打印机。
在按文献US2004/008M^A1的喷墨打印机中规定，它包括一个有单排沿整个打 印区宽度展开的喷口的打印头。此外由此喷墨打印机已知，用于控制打印头的图像处理电 路设计有一个缓冲电路，在此缓冲电路中设置多个分别针对一种颜色的分缓冲器。
尤其在与工业生产过程或工业生产设备相结合使用此类喷墨打印机时，在那里这 种打印机是连续生产过程的组成部分，要求喷墨打印机有高的可靠性和低的故障率。发明内容
本发明的目的在于，改进喷喷墨打印机和打印彩色图像的方法，使之能减少需要 的维护工作量。此外本发明的目的是，创造一种允许在具有高适应性或高打印速度的工业 生产设备中使用的喷墨打印机。
为此，本发明提供一种一种用于打印彩色图像的喷墨打印机，包括一个基本上水 平布置的输送装置，用于沿送进方向移动放置于其上的要打印的打印物件，并包括一个设 在输送装置上方的、在打印过程中相对于输送装置固定设置的打印头装置，其中，打印头装 置对于每一种要打印的颜色有一个垂直于送进方向延伸的打印头排，它由多个打印头构 成，打印头各有多个设在一喷嘴排中的喷嘴，以及，喷嘴排有一个垂直于送进方向测量的打 印区宽度，通过它根据打印头排打印头的数量构成打印头装置的整个打印区宽度，其中，喷 嘴排倾斜地排列，使得打印头排的喷嘴沿一个打印区长度延伸，其特征为为打印头装置配 设一个图像数据电路，其中，图像数据电路针对每一种要打印的颜色分别有一个缓冲电路， 用于暂存一个图像的图像数据分色，并且，每个缓冲电路具有多个存储单元，用于按图像分 别地暂存多个图像的图像数据的相应分色。由此获得的优点是，在打印头装置的图像数据 电路中始终保持储备有足够的图像数据，所以即使在图像数据传输时有暂时的延迟也不会 导致打印过程间断。
该喷墨打印机的其他有利的设计如下
设计一台经由一传输线路与图像数据电路连接的图像计算机，用于由要打印的图 像的图像数据产生分色；
传输线路设计为用于在至少50MB/s(兆字节/秒)范围内传输数据；
传输线路由光纤数据传输线构成；
为每一种要打印的颜色设计一个垂直于送进方向延伸的打印头排，其中，打印头 排由并列布置的打印头构成，以及，打印头排是依送进方向相继排列的；
图像数据电路有一个包括多个计数器的计数机构，以及在输送装置的进口侧区域 设置一个传感器，用于检测打印物件的前缘，传感器与计数机构信号连接；
在输送装置进口侧区域内设置一个传感器，用于检测打印物件上侧的垂直位置；
在输送装置进口侧区域内设置一个用于打印物件位置修正的装置；
位置修正装置有左和右导条，其中，各导条相对于送进方向倾斜地布置，以及，导 条之间的距离沿送进方向逐渐减小；
喷嘴排相对于送进方向倾斜地排列；
在输送装置进口侧区域内设置一个用于记录打印物件图像的照相机；
控制装置或图像计算机设计有图像自动识别软件；
一台外部计算机与控制装置或图像计算机连接，用于为打印任务共同处理图像数 据。
本发明的一种独立的方案还通过具有下述措施的方法说明。即，提供一种利用上 述喷墨打印机打印彩色图像的方法，其特征为a)由多个图像来计算图像数据的各自独立 的分色，以及b)将它们储存在分别对应于一种颜色的缓冲电路的各自的存储单元内，以 及c)当第一个打印物件的前缘经过传感器时起动计数机构的一个计数器，以及d)当另一 个打印物件的前缘经过传感器时起动计数机构的另一个计数器，以及e)当达到一个与从 传感器的安装地点至第一种颜色的第一个打印头排的距离当量相应的计数水平时，为了打 印第一个打印物件开始从缓冲电路向打印头排的打印头输出第一个图像的第一个分色，以 及，若另一个打印物件尚在第一个打印物件离开打印头排之前便进入打印头排下方，则两 个图像的图像信息同时从缓冲电路的两个不同的存储单元读出，并由相应打印头排的打印 头进行打印，以及f)对所有其他颜色重复步骤e)。
由此获得的优点是，能更加简单地控制用于实施此方法的控制设备的数据处理系 统。
该方法的其他有利的措施如下
在图像计算机内计算图像数据的分色，以及，它们经由一传输线路字节式地相继 以周期性顺序排列的包的形式传输给缓冲电路；
在图像计算机内计算图像数据的分色时，选择一个要打印的图像片断，它稍微超 出要打印的打印物件的外边缘；
在图像计算机内计算图像数据的分色时，控制装置或图像计算机从图像稿样选出 一个随机确定的图像片断；
在计算图像数据的分色时使用一台外部计算机；
为了制造用不同图案装饰的瓷砖或打印物件，选择第一图像稿样的随机确定的第 一序列图像片断和第二图像稿样的随机确定的第二序列图像片断，以及将第一序列图像片 断与第二序列图像片断进行混合。


为了更好地理解本发明，下面借助简化的示意图详细说明本发明。其中
图1喷墨打印机总图2按图1的打印头装置和装在其中的打印头的下侧；
图3按图1的喷嘴冲洗装置俯视图4按图1的喷墨打印机局部和打印物件位置修正装置俯视图5图像计算机与打印头装置之间数据流方块图6按图5的打印头装置暂存一种要打印的颜色的图像信息数据用的缓冲电路；
图7为打印瓷砖选择图像稿样中图像片断示意图8为打印瓷砖从图像稿样按顺序选择不同图像片断示意图9从图像稿样按另一种顺序选择图像片断示意图10从图像稿样随机选择图像片断示意图11从图像稿样另一种随机选择图像片断和图像片断转90°示意图12从图像稿样另一种随机选择图像片断和图像片断随意转动示意图；以及
图13使用多个不同图像稿样时喷墨打印机工作方式示意图。
具体实施方式
应首先规定，在所介绍的不同实施形式中，相同的部分/部件采用同样的附图标 记或同样的部件名称，其中，在说明书全文中所包含的公开内容，按意义均可转用至有同样 附图标记或同样部件名称的相同部分。在说明书中所选择的位置表述，如上方、下方、侧向 等，是针对直接说明和绘制的附图而言的，在位置改变时按意义转变为新的位置。此外，由 图示和说明的不同实施例所得出的单项特征或特征组合本身也可以是独立的、创造性的或 者按本发明的解决方案。
图1表示喷墨打印机1总图，示意、简化地表示了各组成部分。
喷墨打印机1有一个基本上水平布置的输送装置2，用于沿送进方向4(图1中从 左向右)移动放置于其上的要打印的打印物件3。包括一些打印头6的打印头装置5处于 输送装置2上方，通过打印装置用墨为在它下面走过的打印物件3打印。
输送装置2优选地由连续传送带7构成，它通过至少两个转向轮8导引或驱动。沿 送进方向4运动的传送带7上段，其下侧支承在一块或多块导板9上。通过传送带7下侧 在水平和对齐地定向的导板9上面滑动地牵引，实现打印物件3沿送进方向比较均勻的水 平运动。
打印头装置5对每一种颜色有多个打印头6，所以打印介质或打印物件的整个宽 度可以一次打印好，打印头装置5不必沿送进方向4侧向运动。也就是说，打印头装置5设 置为侧向固定。通过垂直方向的导引装置10，打印头装置5可朝传送带7的方向下降或通 过提升离开传送带7。
为了控制打印头装置5的打印头6，要打印图像的图像数据通过图像计算机11转 换成打印头6的控制信号。此外，为了控制整个喷墨打印机1设控制装置12。控制装置12 有一个控制喷墨打印机的软件，以及图像计算机11也有一个用于图像数据处理的软件。
按此实施例，规定用颜色青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)和Karo或黑(Black)打印彩色图像，以及打印头6或打印头装置5由相应的墨盒13供给墨。
当然，喷墨打印机1也可以配备其他数量而不是四种不同颜色。
喷墨打印机1还有一个喷嘴冲洗装置14，它们在打印头装置5提升后可以从停放 位置移动到打印头装置5下方(虚线所示)。为了化解打印头6喷嘴可能存在的堵塞，通过 所有的喷嘴挤压墨水，这些墨水由喷嘴冲洗装置14收集。
优选地，在逆送进方向4运动的传送带7下段区域内，设一个用于清洁传送带7的 清洁装置15。由此可以去除在传送带7上残留的墨汁。用清洁装置15清洁可例如通过刮 擦或抽吸未干的残留墨汁实现。通过给传送带喷射清洁剂并由此溶解已干燥的残留墨汁， 进一步支持清洁作用。
由传感器16检测打印物件3上侧17的垂直位置或打印物件的厚度，从而可以通 过控制装置12自动调整打印头装置5的垂直位置或打印头装置5离打印物件3上侧17的 距离。采用另一个同样在输送装置2进口侧区域设在打印头装置5前的传感器18检测打 印物件3的前缘19，可以时间准确地起动打印头装置5的打印过程。
此外，用于打印物件3位置修正的装置20也处于输送装置2的进口区内，借助它 将打印物件3在传送带7上定位在规定的位置。与之不同，也可以设照相机21，借助它并与 图像自动识别装置相结合，检测安放在传送带7上的打印物件3位置和定向，并在图像计算 机11计算图像数据时考虑这些信息。
图2表示按图1的打印头装置5和装在其中的打印头6的下侧。
每个打印头6有一个通过多个互相并列和直线定向的喷嘴构成的喷嘴排22，它有 一个喷嘴排长度23。打印头6或它们的喷嘴排22相对于送进方向4倾斜地排列或斜置，所 以每个喷嘴排22有一个垂直于送进方向4测量的喷嘴排22打印区宽度M，它明显地小于 喷嘴排长度23。由此通过在喷嘴排22内使用具有低分辨率或低密度喷嘴的打印头6，可以 达到与送进方向4垂直的方向非常高的分辨率。
通常并无限制，在所介绍的实施形式中是由每九个打印头6组成一个打印头模块 25(为了看得清楚起见在图2中只表示了一个这种打印头模块2 。多个这种打印头模块 25 (在所介绍的实施形式中四个打印头模块25)共同构成一个打印头排沈，用于打印要打 印的颜色中的一种颜色。在这里打印头6布置为，两个相邻喷嘴排22的喷嘴排22打印区 宽度M彼此无空隙地连接，从而与打印头6的数量相应形成打印头排沈的整个打印区宽 度27。
为每一种要打印的颜色设一个打印头排26。按本实施例，打印头排沈依送进方向 4前后排列，因而打印头排沈的喷嘴沿打印区长度观延伸。
在所介绍的实施形式中优选地为打印头6采用Piezo-hkjet打印头，因而打印区 宽度27可以达到50cm以上，在这种情况下分辨率可以在200至800dpi的范围内。
图3表示按图1的喷嘴冲洗装置14俯视图。
喷嘴冲洗装置14首先包括四个各有四个收集漏斗102的漏斗排101。这些收集 漏斗102的收集面形状和大小设计为，当喷嘴冲洗装置14定位在打印头装置5下面时，一 个打印头模块25打印头6的所有喷嘴(见图幻均能被一个收集漏斗102所覆盖。漏斗排 101依送进方向4的间距确定为，使所有打印头排沈能同时定位在漏斗排101的上方(图 1)。
喷嘴冲洗装置14此处还有另一个漏斗排103，其收集漏斗104的形状和大小同样 设计为，当打印头模块25定位在其上方时能完全覆盖一个打印头模块25的喷嘴排22。
最后，喷嘴冲洗装置14包括一个喷嘴清洗装置105。它优选地由带一些吸嘴107 的抽吸杆106组成。抽吸杆6或设在抽吸杆上的吸嘴7垂直于送进方向4排列成一个直排。 吸嘴7的数量与一个打印头排沈中打印头6的数量一致。两个相邻吸嘴的相对距离与两 个相邻打印头6的距离相等，或与喷嘴排22的打印区宽度M相等。
为了清洗打印头6的喷嘴，通过关闭输送装置2或传送带7(图1)中断打印过程。 打印头装置5沿导引装置10垂直方向提升，直至喷嘴冲洗装置14能沿水平方向，亦即基本 上平行于送进方向4，移到打印头装置5下方。喷嘴冲洗装置14首先定位成，使得各有一个 漏斗排101处于其中一个打印头排沈下面并通过收集漏斗102的收集面覆盖相应喷嘴排 22的喷口(图2)。然后借助控制装置12控制打印头6通过所有喷嘴喷出墨水。以这样的 方式冲洗打印头6的喷嘴，从而能化解并排除可能形成的堵塞。经喷嘴喷出的墨水集流到 收集漏斗102中，并经适当净化后送回颜色相应的各自墨盒13中。
为此各漏斗排分别借助泵109和例如可由过滤器构成的墨水净化装置110通过单 独的管道108与相应的墨盒13连接。由于将冲洗过程喷出的墨水分别由单独的漏斗排103 收集，因此可以将墨水供给再循环和最大程度避免损失昂贵的墨水。
为了在喷嘴冲洗过程达到更好的清洁效果，可以规定将一种洗涤剂通过打印头6 的喷嘴流动或喷出。为此，洗涤剂由控制装置12按相应的控制从储箱111抽入，并通过喷 嘴冲洗装置14的上述另一个漏斗排103此时正好定位在其下面的那个打印头排沈的喷嘴 流动。在这里，此漏斗排103规定用于收集残留墨汁或洗涤剂并将它们导入废料箱(未表 示)内。由此避免与通过漏斗排101排出并重新使用的墨水混合。
尤其在冲洗过程中，此时各种颜色的墨水被打印头6的喷嘴喷入与其相应的漏斗 排101内，有可能导致在打印头6喷口区内留有粘附的墨滴。为了从打印头6去除这种墨 滴，通过相应地移动喷嘴冲洗装置14将喷嘴清洗装置105引向打印头6的喷嘴排22或定 位在它下面。带吸嘴7的抽吸杆6可移动地装在喷嘴冲洗装置14上，从而允许抽吸杆6侧 向，亦即垂直于送进方向4，运动一个喷嘴排22打印区宽度M的量。为此，抽吸杆6有传动 销或传动轮112，它可以与每个打印头排沈的导轨(未表示)啮合并以此方式做到，当喷嘴 冲洗装置14平行于送进方向4运动时，各吸嘴7扫过打印头6倾斜定向的喷嘴排22的所 有喷嘴。吸嘴7沿垂直方向优选地定位为，与喷嘴排22存在一个仅零点几mm的相对距离。 通过给吸嘴7施加负压，借助在吸嘴7与喷嘴排22之间空隙区内的气流带走并以此方式去 除残留的墨汁。
与喷嘴清洗装置105不同，也可以使用一个包括一条绕转向轮循环和浸渍洗涤剂 的带的擦净装置，将带引向喷嘴排22或压在打印头6上。这种擦净装置例如公开在本申请 人的奥地利专利申请A2099/2003中，它的内容在此应视为本申请公开内容的组成部分。
由喷嘴冲洗装置14构成的清洗装置允许实施持续时间仅1到2分钟的清洗循环。 在喷墨打印机用作连续生产过程组成部分的情况下，规定，在传送带7关闭期间在清洗循 环的持续时间内继续到来的打印物件3，变换运动方向进入暂存器113内，在清洗循环结束 后将它们重新从暂存器113取出并供给输送装置2。借助喷嘴冲洗装置14无论如何可以实 施少于5分钟的清洗循环。所述措施的引入由控制装置12通过控制暂存器113自动进行。尤其还规定，控制装置11对喷墨打印机1构成其组成部分的生产过程施加影响，例如可以 通过控制装置12降低或在需要时提高位于上游或下游的打印物件3传送带的速度。控制 装置12还可以承担此类生产设备总控制系统的功能。
图4表示按图1的喷墨打印机1的一个细节和打印物件3位置修正装置20俯视 图。
装置20可使用于打印物件3定位，打印物件有至少两个彼此平行的侧边。例如当 通常矩形的瓷砖151用作打印物件3时便是这种情况。用于打印物件3位置修正的装置20 有左和右导条152、153，它们相对于送进方向4倾斜布置，从而使导条152、153之间的距离 154逐渐减小，直至在导条152、153最窄处的距离巧4与打印物件3或瓷砖151的宽度155 相同。在输送装置2进口区内起先倾斜地安放在传送带7上的打印物件3或瓷砖151进入 此区域内，它被传送带7沿输送方向4继续运动，与导条152、153接触并逐渐改变其位置， 使瓷砖151的侧边最终平行于送进方向4定向。导条152、153在传送带上方保持一个小的 距离(图1)以及可以借助两个调整滑架156、157调整导条152、153之间的距离IM和它 们的斜度，导条152、153可移动地固定在调整滑架156、157上。
下面详细说明上述喷墨打印机1的工作方式。在这里假定要打印的打印物件3由 瓷砖151构成。为了说明工作方式还参见图5和6。一个设备或一个系统，如这里所说明 的那样，基于其作为连续生产过程或连续生产流水线组或部分的应用可能性，后面也称为 "Synchronized Inline Printing System，，(SIPS)，或"Durst SIPS-Synchronized Inline Printing System，，。
通过使所选择的由许多分辨率比较低的打印头6按图2中描述的方式排列成一个 打印头装置5，则获得了一个大面积分布有较高分辨率的总打印头。如图2所示，此打印头 装置5分为四个打印头排沈用于四种使用的颜色。这样做的结果是，在比较短的瓷砖151 的情况下可以同时有多块瓷砖151处于打印头装置5下方。此外，对于最小的瓷砖151 — 个打印头排26甚至也可以如此之大，以致同时可以有两块瓷砖151处于一个打印头排沈 下方，在这种情况下通过此打印头排沈可同时打印两个属于不同瓷砖151的部分图像。因 此，喷墨打印机1的控制装置12设计为，使它能同时为多块瓷砖151打印不同的分色以及 同时打印两块不同的瓷砖151或一种分色两个图像。
按喷墨打印机1控制或工作方式的第一种实施例，在图像计算机11与打印头6之 间的图像数据传输采用交错的彩色信号通道。在这里，在图像计算机11内处理整个图像或 全套图像数据，使全部图像信息经过形式上为波包的高比特速率传输线路派送。各彩色信 号通道成信息组地先后按周期的顺序排列。由此在图像计算机11与打印头装置5之间存 在一个传输线路201 (见图1和图5)。由于为此只需要少量硬设备部件，所以此方案有故障 率低的优点。还有一个优点是，由此可以为在图像计算机11与打印头装置5之间的数据传 输实施更简单的通信规约，以及通过控制装置12的控制能简单地完成。
图5表示图像计算机11与打印头装置5之间数据流方块图。为了能看得更加清 楚，在这里只表示四个打印头排沈之一，亦即打印头装置的一个图像数据电路。
用于各瓷砖151的图像或图像数据由控制打印过程的控制装置12调用并从图像 计算机11经传输线路201传输。传输线路201优选地通过光纤数据传输线实现。在这里一 个图像由四种分色组成，它们成信息组地彼此交错。相应的图像信息数据包在数据传输电路202内分解成四种分色并暂存在缓冲电路203内。各分色按图像分别写入缓冲电路203 独立的存储单元204(图6)内。图6示范地表示按图5的缓冲电路203之一的方块图。图 6表示在这些缓冲电路203中可以分别暂存至七个图像(用于七块瓷砖)以及可以相继输 出。因此这些存储单元204作为动态的环形缓冲器工作，它通过相应的输入信号或起动信 号输出写入的图像。
此外，缓冲电路203还完成以下其他任务。通过缓冲电路203控制在输入的打印 数据与向打印头输出的数据之间的数据流。此外，它促使由图像计算机11释放数据流。此 缓冲电路203还保证，在不应通过打印头6的喷嘴喷墨的情况下，在存储单元204(图6)内 将所谓零信息插入已储存的数据中。“零”或“零信息”一方面对于两块彼此相继的瓷砖151 之间的空隙是需要的，以及另一方面当一块瓷砖151尚未完全处于一个打印头排沈的打印 头6下方并因而基于打印头6的倾斜位置只有那些处于瓷砖151上侧17上方的喷嘴才喷 墨的时刻也是需要的。
缓冲电路203还负责管理打印景象(Druckszenarien)，在这里或始终只是一块瓷 砖151处于一个打印头排沈下方，或另一方面在某个时期两块瓷砖151可以同时处于一个 打印头排26下方。
对于以何种方式在缓冲电路203内暂存用于打印瓷砖151的图像，这两种景象可 以不同。在第一种情况下打印多块瓷砖151的打印任务仅包含那些有相同大小或相同长度 的瓷砖151。对于第二种景象规定打印不同长度的瓷砖151。
现在说明对瓷砖长度始终相同的瓷砖151实施打印任务时的景象。在这种情况 下，图像计算机11将瓷砖长度或每块瓷砖151相应数量的数据包通知控制打印过程的控制 装置12。在打印任务开始时，首先将七个图像存放在缓冲电路203的存储单元204中。这 些图像由控制装置通过传输线路201或数据传输电路202从图像计算机11调用，并进一步 输送给各分色的缓冲电路203。只要在传送带7上没有瓷砖从输送装置2进口区那里向打 印头装置5方向运动，系统目前处于等待阶段。一旦第一块瓷砖151经过起动传感器或传 感器18，计数机构205起动一个计数器，它最终通过各打印头排沈或彩色信号通道触发打 印过程。若计数机构205第一个计数器对于检测到的第一块瓷砖151达到一个与从传感器 18的安装地点到第一个打印头排沈(图1中用于C =青的打印头排26)距离当量相应的计 数水平，开始从用于青色的缓冲电路203输出此分色或相应的数据。对于其他三种颜色类 似地实施所述过程。图像数据通过打印头接口 206分配给相应的打印头排沈打印头模块 25的打印头6。
输入的瓷砖151越短，在图像的完整输出全部结束前通过传感器18起动计数机构 205的计数器便越频繁。因为对于最短的瓷砖151可同时有总共六块瓷砖处于打印头装置 下方，所以计数机构205包括七个计数器，它们分别相继起动被传感器18检测到的瓷砖151 之一。若计数机构205各自的计数器达到输出各种颜色的计数水平，则由计数机构触发从 缓冲电路203的存储单元204输出数据。
当计数机构205计数器达到最大计数水平时，它们重新复位并保持此状态，直至 被传感器18触发重新起动。喷墨打印机1的这种控制方式，允许向打印头装置5输入彼此 之间相对距离不同的瓷砖151。
基于打印头6相对于送进方向4(图2)的倾斜定位，需要一种比较复杂的从缓冲电路203的存储单元204输出数据的机构。除了在打印头排沈内部配置打印头6外，图像 数据必须通过图像计算机11分选。此外在这里规定，从图像计算机11只派送有效数据，换 句话说只为那些确实能实施喷墨的打印头6的喷嘴，或只为那些确实能实施喷墨的像点派 送数据。这样做的优点是，可以最大程度地利用传输线路201的容量。
首先针对最多一块瓷砖151处于一个打印头排沈下方的情况说明打印头装置5 的控制。在这种情况下输入的瓷砖151彼此的距离如此之大，以致根本不可能有两块瓷砖 151同时处于一个打印头排沈下方。
对于通过打印头6的每个喷墨过程，首先必须为其喷嘴排22的所有喷嘴提供信 息应通过此喷嘴实施喷墨(“1”)或不应实施喷墨(“0”)。由于打印头6在打印头排沈 内部倾斜定向，所以在瓷砖151进入打印头排沈下方时，各打印头6首先只需要逐渐地为 喷墨的每个触发过程存放有效信息。对于喷嘴排22的那些没有处于瓷砖151上侧17上方 的喷嘴，在此时应提供信息“0”。因此，随着瓷砖151越来越多地进入打印头排沈的下方， “0”的数量逐渐减少，相反，要打印的图像信息数量增加。缓冲电路203自给自足地识别，它 在打印头6的每个存放周期必须从瞬时要打印的存储单元204首先输出“0”，然后输出有效 信息，直至瓷砖151已完全进入打印头排沈的下方。在这种情况下“0”的数量减少以及有 效位的数量增加，直至仅多个有效位存放在打印头内。当瓷砖151离开打印头排沈时，沿 相反的顺序实施同样的过程。
在下面对打印头装置5控制的说明中假定，有时也可以有两块瓷砖151同时处于 一个打印头排26下方。在这种情况下，输入的瓷砖彼此的间距如此之小，以致也会发生两 块瓷砖151向前运动同时处于打印头排沈下方。在这种情况下提供给一个打印头6的信 息同时含有用于打印第一块瓷砖151的第一个图像的信息和第二块瓷砖151的第二个图像 的信息。若现在第一块瓷砖151开始离开打印头排沈，则缓冲电路203在有效信息后插入 已提及的零位，它的数量从一个触发过程到另一个触发过程渐增。若现在下一块瓷砖151 尚在第一块瓷砖151离开打印头排沈之前便进入打印头排沈下方，则缓冲电路203为了 喷墨的触发过程逐渐地用以下信息充填打印头6
来自存储单元20 的数据，用于已从打印头排沈移出及其瞬时处理的分色已几 乎完全打印的瓷砖151 ；
用于考虑瓷砖151之间距离的零位；
来自存储单元20如+1的数据库，用于第二块进入打印头排沈下方的瓷砖151。
在这种情况下两个图像的图像信息同时从缓冲电路203两个不同的存储单元 204 (η或η+1)读出，并由所涉及的打印头排沈的打印头6打印。
在这里缓冲电路203还考虑到按所选择的分辨率，在瓷砖151进入时或在两块彼 此相继的瓷砖151之间(在瓷砖小间距的情况下)插入不同数量的零位。可以按分辨率等 级为 100、200、300、400、500、600 和 800DPI 打印。
以上所说明的工作方式用于所有四种颜色，但也可以应用于数量不同的颜色。在 这种情况下，打印头排26的数量以及缓冲电路203的数量均应相应地改变。
因此在瓷砖151上打印图像的打印过程对于各种颜色按如下所述进行。若计数机 构205为瓷砖151配设的计数器达到“打印青”的计数水平，则起动青的打印过程。若计数 机构205的计数器达到“打印品红”的计数水平，则起动品红的打印过程，等等。输出各自11颜色的阈值计数水平，由图像计算机11通知打印头装置5的电子设备并储存在那里。
现在介绍对瓷砖长度各不相同的瓷砖151实施打印任务时的景象。此时系统为检 测瓷砖151需要两个传感器。第一个设在输送装置2进口区内的传感器16检测瓷砖151 并测量其长度。根据测得的长度，控制打印过程的控制装置12从图像计算机11调用数量 与要测量的瓷砖151相配的数据包。图像计算机11计算适当尺寸的图像并将其派送给数 据传输电路202。当瓷砖151到达起所谓起动传感器作用的第二个传感器18时，起动计数 机构205的一个计数器。在对于相应的颜色或打印头排沈达到相应的阈值计数水平后，如 上面已说明的那样，重新触发由相应的打印头排沈开始一种分色的打印。
按喷墨打印机1工作方式的第二种实施例，在图像计算机11与打印头6之间的图 像数据传输采用独立的或分离的彩色信号通道。在这里，在图像计算机11内保持四种不同 分色以及可以由控制图像数据处理系统的控制装置在需要时调用。在这种情况下仍可实现 两种不同的方案，亦即一方面在图像计算机11与打印头装置5之间使用单一传输线路201， 或另一方面使用四个平行的用于每一种分色的传输线路201。
在使用单一传输线路201的情况下，一旦瓷砖151已处于相应的打印头排沈下 方，便由控制装置12调用独立的分色。在图像计算机11内缓冲存储多块瓷砖151各分色 的数据，以及必须唯一性配置。在这里出现这样的情况，即第一块瓷砖151的最后一种分色 要在例如第六块瓷砖151已经打印第一种分色时才调用。此方案的优点是，为每种颜色存 在的环形缓冲器只需要较少量的存储单元204，以及只在直接打印各种颜色时才调用各自 颜色的数据。
在四个平行传输线路201的方案的情况下，图像计算机11内为每种分色需要相应 的接口插件。按此方案，系统为各种分色用独立的物理通道工作。
优选地，喷墨打印机1为了打印瓷砖151采用一些色彩组分或色彩基调。因为在 打印瓷砖151时留空的边缘影响外观，所以规定在通过图像计算机生成用于控制打印头装 置5的图像数据时，以这样的方式选择相应的图像片断，S卩，使之至少小量超出瓷砖151的 边缘打印。不过在由图像计算机11计算图像信息数据时，也可以在确定要打印的图像片断 的尺寸时考虑到作为坯品存在的瓷砖151的收缩量。
但图像计算机11也允许分割一个覆盖许多瓷砖151面积的图像，并在相应数量的 瓷砖151上打印图像片断。因此，在恰当组合各分别有一个图像片断的瓷砖151后，可以简 单的方式制成很大的总图像。这尤其可以在无需昂贵地制造打印稿样的情况下实现。
多种多样应用可能性的另一个例子是制造用尽可能不同的图案装饰的瓷砖151。 为达到此目的，由图像计算机11根据一个例如描绘岩石结构或岩石破裂面纹理的图像稿 样确定一个随机选择的图像片断，并用作在瓷砖151上制造打印图像的基础。然而每一个 这种通过图像计算机11随机选出的图像片断仅用于打印单块瓷砖151，所以每一块瓷砖 151有独自的表象，并在它们组合后所获得的总图像中看不到周期性的图案。因此，岩石结 构这种重现的图案在其总体上给人一种非常自然的印象。
此外图像计算机11还允许考虑一种与平的上侧17不同的可含有例如凹陷的表面 结构。上侧17的这种表面结构可通过图像计算机11这样考虑，即由图像计算机规定，例如 只在瓷砖151的凹陷区内打印一种选出的色彩基调。
为了将数据从图像计算机11传输给打印头装置5，尤其规定，可在30MB/S与70MB/s之间，优选地50MB/S经传输线路201传输。业已证实特别有利的是，数据从图像计 算机11经传输线路201的传输，以50或大于50MB/s(兆字节/秒)的传输率实施。因此 当喷墨打印机1工作时，打印物件3通过输送装置3的送进可以高达70m/min (米/分钟) 的速度进行。尤其规定，打印物件的运动可以一种高达70m/min的可变的速度进行。
如上面已说明的那样，为了打印矩形瓷砖151设置打印物件3位置的修正装置20， 通过它可将瓷砖151置于规定位置。但喷墨打印机1也允许打印任意外轮廓或形状和任意 定向的打印物件3。为此规定，照相机21在输送装置2的进口区内记录安放在传送带7上 的打印物件3的图像。此图像由照相机21传输给控制装置12，以及借助一个用于图像自 动识别的软件确定打印物件3的轮廓形状。打印物件3的轮廓形状最终传输给图像计算机 11。图像计算机11可通过变换要打印的色彩基调或相应的图像数据，顾及打印物件的形状 及定向，亦即与位置和定向相匹配。
为提高喷墨打印机1的工作能力，还可以规定将另一些用于计算打印任务图像数 据的网络计算机与图像计算机11连接。当本身可通过一台计算机组合的控制装置12和图 像计算机11是计算机网络Client-Server-Architektur的组成部分时，这样做是特别有利 的，在这种情况下在计算机网络中除图像计算机11外还提供另一些用于计算图像数据的 Client计算机。这就有可能在连续的打印过程中通过这些附加的Client计算机已经可以 为晚些时候的使用准备好或计算好打印作业。
下面可借助图7至13详细说明用喷墨打印机1打印瓷砖151的不同工作方式。
采用按本发明的喷墨打印机1，可以在连续的飞击式打印过程中从大量图像数据 中按一种顺序过程或按随机原理(在两种情况下可以实现多种工作方式)自动选择打印不 同片断，尽可能使每个要打印的稿样(例如一块瓷砖)有另一种图案并因而最佳地仿造自 然。在这里，“飞击式(on-the fly)”的意思是，一个要打印的图像的数据处理可以这样进 行，即，在图像的第一部分已经通过打印头装置5的打印头6实施打印期间，用于为此图像 或图像数据另一部分控制打印头装置的图像数据的计算仍在进行之中。因此在此意义上这 种图像数据处理是实时进行的。
图7用象征性简化的方式描述一列有装饰性色彩基调的瓷砖151的生产。为此借 助图像计算机11 (图1)的图像数据处理软件由使用者从图像稿样251选出一种图像片断 252。作为图像稿样251例如使用岩石或岩石结构断裂面的数字图像。这种图像稿样251 的尺寸例如相应于真实尺寸为约lmXaii侧面长度，并因而可以选出与瓷砖151相应大小的 适用的图像片断252。按最简单的方法，通过喷墨打印机1将相同的图像片断252施加在事 先选择好数量的瓷砖151上。在图7中表示处于已打印完成的状态的成列瓷砖151已从喷 墨打印机1排出。这些瓷砖151分别打印有相同的用字母A表示的图像片断252。
图8表示用从图像稿样251按顺序选出的图像片断252打印一列瓷砖151。在本 实施例中，从图像稿样251选出12个并列的用数字“1”至“12”表示的图像片断252。因 此，每12块瓷砖151可各自分别打印不同的图像片断，从而达到设计不同瓷砖151的一种 相应的多样性。
图9表示为打印或装饰瓷砖151从图像稿样251选出各不相同图像片断252的另 一种例子。在这种情况下，首先从图像稿样251选择第一个图像片断252。此外选择沿X方 向或Y方向的距离253和距离254。然后采取下列措施得到第二个图像片断255 第一个图像片断252沿X方向或Y方向的边界沿X方向移动相应的距离253或沿Y方向移动距离 254。通过沿X方向或Y方向将图像片断255的边界进一步移动距离253、254，最终得到第 三个图像片断256或第四个图像片断257。这种选择图像片断252的方法至少可以继续进 行，直至到达图像稿样251的边界。所有这些图像片断251、255、256等的总体由图像计算 机11准备好以及提供用于打印相应数量的瓷砖151。
在图10、11和12中表示从图像稿样251随机选出图像片断252的例子。
按图10所示的方法，首先选择第一个图像片断252，之后为距离253、2M规定一个 可靠的数值对，然后按此关系决定第二个图像片断255。接着，采用为沿X或Y方向移动的 距离253、254的另一些随机的数值对，决定另一些图像片断256、257等。
按图11所示图像片断252的选择方法，附加地规定，除了随机选择距离253或2M 外还进行随机地旋转第二个图像片断255或后续的图像片断256、257等的边界线90°。
按图12象征性表示的选择方法，为了决定另一些图像片断255、256、257等，从第 一个图像片断252出发，不仅规定沿X或Y方向移动随机选择的距离253、254，而且规定在 XY平面内旋转一个以可靠的方式选择的任意角度。
按图8至12所述的图像片断252的选择方法因而允许制成用不同图案装饰的瓷 砖151，从而每一块瓷砖有一种尽可能个性化的形象并因而能达到给人一种非常自然的印象。
作为喷墨打印机工作方式的一种附加的改型可能性，还可以规定，通过控制装置 12或图像计算机11根据图像片断252的顺序可为各图像片断252、255、256等(图8至12) 分别赋予一个百分比频度值(hA、hB等)。由此可以达到，在大量生产瓷砖151时，在打印 的瓷砖151总体中，那些有相应于图像片断252“A”的打印瓷砖含有频度hA，以及那些有图 像片断“B”的打印瓷砖含有百分比频度hB(图12)。
借助图13说明喷墨打印机1工作方式的另一种改型可能性，用于生产提供尽可能 不同的装饰性色彩基调的瓷砖151。除了第一种图像稿样251的一个序列的图像片断252、 254,255等(A、B、C、D等)外，由图像计算机11或一个与图像计算机11或控制装置12连 接的计算机网络另一台Client计算机，从第二个图像稿样258计算出另一个序列的图像片 断259J60J61、262等(0、P、Q、R等)。因此通过图像计算机11产生用第一个图像稿样 251的图像片断252、255、256等(A、B、C、D)的第一个打印任务或打印作业，以及用图像片 断259J60、261等(0、P、Q、R等)的第二个打印任务或打印作业，以及准备好用于打印瓷 砖151。作为另一种改型可能性可以规定，进行第一个打印任务的图像片断252、255等与第 二个打印任务的图像片断259、260等随机混合。在用喷墨打印机1连续打印过程中，由控 制装置12按随机的方式从不同的图像稿样251、258选择图像片断的数据并应用于打印瓷 砖 151。
但用喷墨打印机1也可以为具有浮雕状表面结构的瓷砖151用一种与此表面结构 相应的图像片断配合准确地打印。为此，用设在喷墨打印机1(图1)输送装置2进口区内 的照相机21鉴定打印物件3或瓷砖151。与之不同，瓷砖151的识别也可以例如通过施加 在瓷砖151下侧带编码的标记并通过适用的传感器(未表示)检测此编码实现。然后由控 制装置12促使图像计算机11提供与瓷砖151或其表面结构相应的打印图像。通过用照相 机21检测瓷砖151的类型以及它的定向，其结果是可以保证将相应的图像中一些与隆凸对应的部分也打印在瓷砖151相应地隆凸的地方，以及将图像与凹陷相应的部分打印在瓷各 151相应地凹陷的位置上。通过在打印物件3或瓷砖151上提供编码或通过用照相机21检 测和辨认，可以在一个共同的打印任务中加工具有不同表面结构的不同的瓷砖151。取决于 通过照相机20检测或识别为何种类型的瓷砖151，由控制装置12或图像计算机11准备好 相应的打印图像，以及用相应的控制信号来控制打印头装置5的打印头。
这些实施例表示了喷墨打印机的一些可能的设计方案，在这里应当注意的是，本 发明不是仅仅限于这些具体说明的喷墨打印机设计方案，而是也可以将各种设计方案彼此 进行多种组合，这些基于本发明技术手段的教导的变型可能性均处于本领域普通技术人员 的能力范围之内。因此，所有能想得到的、可以通过组合已图示和说明的实施方案的各个细 节实现的设计方案均包含在保护范围内。
最后还应指出，为了更好地理解喷墨打印机的结构，喷墨打印机或其组成部分在 附图中部分未按尺寸比例和/或放大和/或缩小地表示。
以独立的发明方案为基础的目的可以从说明书中得出。
尤其是，在图1 ；2 ；3 ；4 ；5 ；6 ；7 ；8 ；9 ；10 ；11 ；12和13中所示的各种结构可以构成 独立的发明方案的主题。与之相关的发明目的和解决方案可以从附图的详细说明中得出。0122]附图标记表0123]1喷墨打印机观打印区长度0124]2输送装置101漏斗排0125]3打印物件102收集漏斗0126]4送进方向103漏斗排0127]5打印头装置104收集漏斗0128]6打印头105喷嘴清洗装置0129]7传送带106抽吸杆0130]8转向轮107管道吸嘴0131]9导板108管道0132]10导引装置109泵0133]11图像计算机110墨水净化装置0134]12控制装置111储箱0135]13墨盒112传动轮0136]14喷嘴冲洗装置113暂存器0137]15清洁装置151瓷砖0138]16传感器152导条0139]17上侧153导条0140]18传感器154距离0141]19前缘155宽度0142]20装置156调整滑架0143]21照相机157调整滑架0144]22喷嘴排201传输线路0145]23喷嘴排长度202数据传输电路
M打印区宽度203缓冲电路
25打印头模块 204存储单元
26打印头排205计数机构
27打印区宽度 206打印头接口
251图像原版
252图像片断
253距离
254距离
255图像片断
256图像片断
257图像片断
258图像原版
259图像片断
260图像片断
261图像片断
262图像片断
权利要求
1.一种用于打印彩色图像的喷墨打印机(1)，包括一个基本上水平布置的输送装置 0)，用于沿送进方向(4)移动放置于其上的要打印的打印物件(3)，并包括一个设在输送 装置( 上方的、在打印过程中相对于输送装置O)固定设置的打印头装置(5)，其中，打 印头装置(5)对于每一种要打印的颜色有一个垂直于送进方向(4)延伸的打印头排(沈)， 它由多个打印头(6)构成，打印头(6)各有多个设在一喷嘴排02)中的喷嘴，以及，喷嘴排 (22)有一个垂直于送进方向(4)测量的打印区宽度(M)，通过它根据打印头排06)打印 头(6)的数量构成打印头装置( 的整个打印区宽度(27)，其中，喷嘴排0 倾斜地排列， 使得打印头排06)的喷嘴沿一个打印区长度延伸，其特征为为打印头装置( 配设一个 图像数据电路，其中，图像数据电路针对每一种要打印的颜色分别有一个缓冲电路(203)， 用于暂存一个图像的图像数据分色，并且，每个缓冲电路(20 具有多个存储单元004)， 用于按图像分别地暂存多个图像的图像数据的相应分色。
2.按照权利要求1所述的喷墨打印机(1)，其特征为，设计一台经由一传输线路(201) 与图像数据电路连接的图像计算机(11)，用于由要打印的图像的图像数据产生分色。
3.按照权利要求2所述的喷墨打印机(1)，其特征为，传输线路(201)设计为用于在至 少50MB/s(兆字节/秒)范围内传输数据。
4.按照权利要求2或3所述的喷墨打印机(1)，其特征为，传输线路O01)由光纤数据 传输线构成。
5.按照权利要求1至3之一所述的喷墨打印机(1)，其特征为，为每一种要打印的颜色 设计一个垂直于送进方向(4)延伸的打印头排( )，其中，打印头排06)由并列布置的打 印头(6)构成，以及，打印头排06)是依送进方向(4)相继排列的。
6.按照权利要求1至3之一所述的喷墨打印机(1)，其特征为，图像数据电路有一个包 括多个计数器的计数机构005)，以及在输送装置( 的进口侧区域设置一个传感器(18)， 用于检测打印物件(3)的前缘(19)，传感器(18)与计数机构(205)信号连接。
7.按照权利要求1至3之一所述的喷墨打印机(1)，其特征为，在输送装置(2)进口侧 区域内设置一个传感器(16)，用于检测打印物件C3)上侧(17)的垂直位置。
8.按照权利要求1至3之一所述的喷墨打印机(1)，其特征为，在输送装置(2)进口侧 区域内设置一个用于打印物件(3)位置修正的装置00)。
9.按照权利要求8所述的喷墨打印机(1)，其特征为，位置修正装置OO)有左和右导 条(152、153)，其中，各导条(152、153)相对于送进方向(4)倾斜地布置，以及，导条(152、 153)之间的距离(154)沿送进方向(4)逐渐减小。
10.按照权利要求1至3之一所述的喷墨打印机(1)，其特征为，喷嘴排02)相对于送 进方向(4)倾斜地排列。
11.按照权利要求1至3之一所述的喷墨打印机(1)，其特征为，在输送装置(2)进口 侧区域内设置一个用于记录打印物件(3)图像的照相机01)。
12.按照权利要求11所述的喷墨打印机(1)，其特征为，控制装置(12)或图像计算机 (11)设计有图像自动识别软件。
13.按照权利要求1至3之一所述的喷墨打印机(1)，其特征为，一台外部计算机与控 制装置(1 或图像计算机(11)连接，用于为打印任务共同处理图像数据。
14.一种利用按照权利要求1至13之一所述喷墨打印机(1)打印彩色图像的方法，其特征为a)由多个图像来计算图像数据的各自独立的分色，以及b)将它们储存在分别对应于一种颜色的缓冲电路O03)的各自的存储单元O04)内，以及c)当第一个打印物件C3)的前缘(19)经过传感器(18)时起动计数机构(20 的一个 计数器，以及d)当另一个打印物件C3)的前缘(19)经过传感器(18)时起动计数机构(20 的另一 个计数器，以及e)当达到一个与从传感器(18)的安装地点至第一种颜色的第一个打印头排06)的 距离当量相应的计数水平时，为了打印第一个打印物件C3)开始从缓冲电路O03)向打印 头排06)的打印头(6)输出第一个图像的第一个分色，以及，若另一个打印物件(3)尚在 第一个打印物件(3)离开打印头排06)之前便进入打印头排06)下方，则两个图像的图 像信息同时从缓冲电路O03)的两个不同的存储单元(204)读出，并由相应打印头排06) 的打印头(6)进行打印，以及f)对所有其他颜色重复步骤e)。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征为，在图像计算机(11)内计算图像数据的分 色，以及，它们经由一传输线路O01)字节式地相继以周期性顺序排列的包的形式传输给 缓冲电路(203)。
16.按照权利要求15所述的方法，其特征为，在图像计算机(11)内计算图像数据的分 色时，选择一个要打印的图像片断052)，它稍微超出要打印的打印物件(3)的外边缘。
17.按照权利要求15或16所述的方法，其特征为，在图像计算机(11)内计算图像数据 的分色时，控制装置(1 或图像计算机(11)从图像稿样(251、258)选出一个随机确定的 图像片断(252)。
18.按照权利要求14至16之一所述的方法，其特征为，在计算图像数据的分色时使用 一台外部计算机。
19.按照权利要求17所述的方法，其特征为，为了制造用不同图案装饰的瓷砖(151) 或打印物件(3)，选择第一图像稿样051)的随机确定的第一序列图像片断Q52、2M、255 等)和第二图像稿样058)的随机确定的第二序列图像片断Ο59、260、261、262等)，以及 将第一序列图像片断(252、254、255等)与第二序列图像片断Q59、260、261、262等)进行混合ο
20.按照权利要求18所述的方法，其特征为，为了制造用不同图案装饰的瓷砖(151) 或打印物件(3)，选择第一图像稿样051)的随机确定的第一序列图像片断Q52、2M、255 等)和第二图像稿样058)的随机确定的第二序列图像片断Ο59、260、261、262等)，以及 将第一序列图像片断(252、254、255等)与第二序列图像片断Q59、260、261、262等)进行混合。
全文摘要
本发明涉及一种喷墨打印机和打印彩色图像的方法。该喷墨打印机(1)包括一个基本上水平布置的输送装置(2)，用于沿送进方向(4)移动放置于其上的要打印的打印物件(3)，并包括一个设在输送装置(2)上方的、在打印过程中相对于输送装置(2)固定设置的打印头装置(5)。为打印头装置(5)配设一个图像数据电路，其中，图像数据电路针对每一种要打印的颜色分别有一个缓冲电路(203)，用于暂存一个图像的图像数据分色，并且，每个缓冲电路(203)具有多个存储单元(204)，用于按图像分别地暂存多个图像的图像数据的相应分色。
文档编号H04N1/00GK102029791SQ20101029471
公开日2011年4月27日 申请日期2006年2月1日 优先权日2005年2月8日
发明者A·尼德巴彻尔, F·奥贝泰格, M·甘迪尼, T·施托尔 申请人:得士影像技术股份公司