打印装置和打印方法

专利名称：打印装置和打印方法
技术领域：
本发明涉及一种通过将打印剂打印在打印介质上形成图像的打印装置。
背景技术：
办公自动化设备如个人计算机和文字处理器最近广为盛行。因此，各种打印装置已经供应，将这些设备输出的信息打印到各种打印介质上。特别是，基于喷墨系统的打印装置具有各种优点，如低噪音、低运行成本、尺寸小、并易于引入色彩。这些打印装置因此为广大用户所接受。最近，对改善使用数字照相机拍摄的图像的需求增长；希望输出图像的品质与银盐照片的品质相似。为对此回应，改进的打印方法现在正在进行。例如，由于打印装置的结构，打印介质的输送准确度在打印介质的前或后端部趋于下降。因此，已提供一种对于打印介质的前或后端部运用特殊打印方法的喷墨打印装置。而且，打印装置现在普遍采用称作“多通道打印”的打印方法，以输出与照片的质量等同的更加平滑的图像。将给出“前和后端部打印”和“多通道打印”的特殊结构的简介。
(打印前和后端部的方法)当打印介质的前或后端部被打印时，打印介质可能离开数个辊子的一部分，这些辊子在支撑打印介质的前部和后部的同时输送打印介质。因此，图像可能受扰动。这将在下面详细描述。
图1示意性地说明了打印头、打印介质、以及在支撑打印介质的过程中输送打印介质的输送机构。该图说明打印介质的中间部正在被打印。在该图中，三个压接部由输送辊M3060、两个薄片排出辊M3100和M3110、以及位于这些辊对立侧的棘轮M3070和M3120形成。这些辊和棘轮展开并支撑打印介质。该三辊的转动使打印介质P沿图中箭头所示的方向输送。
附图标记H1000表示头盒。该头盒具有数个以预定间距布置在图中输送方向上的打印元件以喷墨。头盒H1000使打印元件在头盒在垂直于图1纸面的方向上扫描的同时喷墨。该头盒因此在打印介质P位于输送辊M3060和辅助辊M3100之间的区域内形成图像。图像相继形成在打印介质P上，这通过交替重复头盒H1000的打印扫描和由输送打印介质的辊对执行的操作来实现。
图2示出了在从图1所示状态执行了特定量的打印操作之后的打印操作状态，以及示出了打印介质P的后端部附近正在被打印的状态。打印介质P已离开输送辊M3060。打印介质正在仅由薄片排出辊M3100和M3110的转动输送。
通常，输送辊M3060及薄片排出辊M3100和M3110因它们的主要角色的缘故，常常具有稍微不同的辊径和输送准确度。输送辊M3060的主要任务是为打印头将打印介质置于正确的位置用于每次打印扫描。因此，输送辊M3060具有足够的辊径，并且能以预期的准确度执行输送操作。相反，薄片排出辊M3100和M3110的主要任务是可靠地排出已打印的打印介质。薄片排出辊M3100和M3110常常具有比输送辊M3060更小的辊径和更低的打印介质输送准确度。即，与前面的区域相比，输送准确度可能在与打印介质P的后端部离开输送辊M3060之后、并在与打印介质P的后端部完全打印完之前的期间相对应的区域内下降。在该情况下，取决于所打印的图像，若输送量不够，可能观察到黑条，或者，若输送量过大，可能观察到白条。这将负面影响到图像。
而且，该图像还因打印介质的相对端部缺乏保持力而受负面影响。当打印介质P的后端部离开输送辊M3060时，打印头和打印介质之间的距离(该距离将在下面称作头-介质距离)变化很大，并随后变得不稳定。喷墨打印头在与由前和后辊维持预定的头-介质距离对应的时间内喷墨的同时移动并扫描。在适当时刻喷的墨在打印介质上形成点。这些点以适当间距布置形成图像。因此，若头-介质距离在打印过程中变化或随后变化较大，点在打印介质上的位置变得不稳定。结果，可能出现缺陷，如白或黑条或粗糙感。该头-介质距离问题在打印过程中不仅在打印介质的后端部出现，还在前端部出现。
图3说明打印介质P的前端部附近正在打印。打印介质P仅由输送辊3060夹持、输送。对于前端部的打印，打印介质P不由薄片排出辊M3100和M3110输送，而是由输送辊M3060输送。因此，输送比在如图2所描述的后端部附近区域打印的情况下更精确地执行。然而，由打印介质P的前端部缺乏保持力引起的头-介质距离问题在该情况下也如图2所示发生。即，打印介质上的点位置的准确度比在打印介质的中间部被打印时的准确度更不稳定。
为解决与打印介质的前和后端部有关的图像问题，串联喷墨打印装置，其特别重视图像品质，普遍采用下列方法。打印头的打印宽度(即，实际喷墨的打印元件的数量)只在前和后端部减小，以相应地降低所输送的打印介质的量(参见，例如，日本专利申请公报No.2004-98668)。打印头的打印宽度的减小使得可以抑制头-介质距离关于打印宽度的变化。这尤其在粗糙感上有效，当多通道打印如稍后所述进行时可能出现这种粗糙感。此外，即使输送准确度下降，所导致的输送误差也可通过减少打印介质输送量来降低。而且，该间距在打印区域之间的间隔内降低，以使自或黑条不明显。
采用隔行打印方法的喷墨打印装置也采用只在后端部减小实际喷墨的打印元件数量的方法，以相应地降低打印介质输送量；这些喷墨打印装置使用在其内打印元件的布置密度低于记录密度的打印头，以在打印扫描的副扫描方向上插入打印密度时完成图像(参见，例如，日本专利申请公报No.11-291506(1999))。
(多通道打印方法)多通道打印方法将在下面简略描述。
图4示意性地示出了打印头和打印图案。附图标记P0001表示打印头。在该情况下，为简化，假定打印头具有16个打印元件。如在该图中所示，打印元件分成四个打印元件组，第一到第四组。每个打印元件组包括四个打印元件。附图标记P0002表示掩模图案，由打印元件打印的区域着色为黑色。由各个打印元件组打印的图案彼此互补。叠加这些图案完成打印4×4区域。
由P0003到P0006表示的图案说明图像如何通过重复打印扫描完成的。每次完成打印扫描，打印介质沿图中箭头所示的方向输送与每个打印元件组的宽度相对应的距离。因此，打印介质内同一区域(与每个打印元件组的宽度相对应)中的图像通过四次打印扫描完成。
如上所述，打印介质的每个区域通过利用数个打印元件组执行数个扫描形成。这对于减小打印元件本身的变化、打印介质输送准确度的变化、或类似情况是有效的。此外，变更掩模图案的布置也使得可以处理各种其它图像问题，和打印装置的可靠性。
例如，最近的喷墨打印头以高频率喷射数个的小滴，墨从置于打印头一端的打印元件喷出的方向可能向内歪斜。在该情况下，由置于打印元件行端部的打印元件形成的点撞击一个比正常位置要向内的位置。结果，白条(下面称作端偏差)在与打印头的打印宽度相等的间距处出现。即使在该情况下，变更掩膜图案的布置也可使端偏差不明显(参见，例如，日本专利申请公报No.2002-096455)。
图5是说明用于使端偏差不明显的掩膜图案的例子的图。图5中掩膜图案内的黑色区域与图4中掩膜图案内的黑色区域起相同的作用。黑色区域允许打印。图5中掩膜图案内的白色区域与图4中掩膜图案内的白色区域起相同的作用。白色区域不允许打印。在该例子中，具有768个打印元件的打印头用于进行四通道打印。如在图4的情况下，该768个打印元件分成四个打印元件组。在该情况下，打印比率(黑色区域的数量占构成掩膜图案的黑色和白色区域的总数量的百分比)根据打印元件的位置而变化。与第一打印元件组对应的掩膜图案的打印比率是N。与第二打印元件组对应的掩膜图案的打印比率是M(M＞N)。与第三打印元件组对应的掩膜图案的打印比率是M。与第四打印元件组对应的掩膜图案的打印比率是N。与四个打印元件组对应的掩膜图案的打印比率的总和(N+M+M+N)是100％。该方式下，在中间部的打印元件的打印比率设置为较大值，但是朝向打印元件行的端部逐渐降低。上述喷射方向的向内歪斜已被发现很重要，这是因为较小的小墨滴打印得更密、更快。因此，将打印元件行的端部的打印比率设置为低于中间部的打印比率，可削弱位于端部的打印元件向内歪斜的趋势。此外，即使存在这种趋势，由打印位置的偏差引起的端偏差变得不再重要，因为从位于端部的打印元件喷射的点的数量的减少。
对于注重摄影图象质量的喷墨打印装置，重要元素为减小每个小滴的体积、增大打印元件的密度、以及增大驱动频率。因此，如图5所示的这种掩膜图案通常可用于最近的重视摄影图象质量的喷墨打印装置。
如已描述过的，特别注重图像质量的打印装置减少了用在前和后端部的打印元件的数量。因此，为同时进行该前和后端部打印以及多通道打印，用于多通道打印的掩膜图案必须在打印介质的前和后端部转变。该种结构已公开在日本专利申请公报No.2002-144637中。
很多情况下，用于抑制端偏差的负面影响的措施经常需要用在前和后端部，在此处，打印在打印元件的数量减少的情况下进行。因此，即使在应用到前或后端部的掩膜图案中，该端的终端部打印比率通常等于打印打印介质的中间部的终端部打印比率，而不管用于打印的打印元件的数量。
然而，利用传统的打印方法，用于打印前或后端部的打印元件的数量与用于打印中间部的打印元件的数量相比急剧降低。这不利地增加了打印前和后端部所需的时间。即，即使打印装置具有数个打印元件并能高速打印，当打印前或后端部时打印速度较低。结果，打印装置不能充分展示其高速性能。在这些情况下，发明人集中精力在检验上，以发现通过变更所应用的掩膜图案使对图像的前和后端部的负面影响得到一定程度上的抑制。这些发明人因此相信，通过将该掩膜图案应用到前和后端部的区域，可在速度达到高于传统技术的速度下，输出与传统技术获得的程度几乎相同的图像，且不需将用于打印的打印元件的数量减少到传统程度。

发明内容
本发明的目的是提供一种打印装置和打印方法，其可在速度高于传统技术达到的速度下，输出与传统技术获得的几乎相同品质的图像，这通过发现能抑制前和后端部本身的缺陷、而不用将用于打印的打印元件的数量减少到传统程度的掩膜图案来实现。
本发明的第一方面是一打印装置，其通过重复打印扫描和副扫描形成图像，在扫描具有布置在预定方向上的数个打印元件的打印头的同时，在与预定方向不同的方向上，打印扫描根据图像数据在打印介质上进行打印，副扫描在交叉于扫描方向的方向上进行输送打印介质，该装置包括存储第一掩膜图案和第二掩膜图案的存储部，该第一掩膜图案用于将与打印介质的中间部对应的图像数据分配给数个打印扫描，该第二掩膜图案用于将与打印介质的前和后端部中的至少一个对应的图像数据分配给数个打印扫描；第一打印控制装置，用于基于从存储部读取的第一掩膜图案、图像数据打印打印介质的中间部；以及第二打印控制装置，用于基于从存储部读取的第二掩膜图案、图像数据打印打印介质的端部，其中第一和第二掩膜图案的打印比率被如此确定，即用于由第二打印控制装置打印的打印元件的端部打印元件的打印比率低于用于由第一打印控制装置打印的打印元件的端部打印元件的打印比率。
本发明的第二方面是一打印方法，其通过重复打印扫描和副扫描形成图像，在扫描具有布置在预定方向上的数个打印元件的打印头的同时，在与预定方向不同的方向上，打印扫描根据图像数据在打印介质上进行打印，副扫描在交叉于扫描方向的方向上进行输送打印介质，该方法包括第一分配步骤利用第一掩膜图案将与打印介质的中间部对应的图像数据分配给数个打印扫描；第一打印步骤，基于在第一分配步骤中分配的图像数据，执行数个打印扫描以打印打印介质的中间部的同一扫描区域；第二分配步骤，利用第二掩膜图案将与打印介质的前或后端部中的至少一个对应的图像数据分配给数个打印扫描；以及第二打印步骤，基于在第二分配步骤中分配的图像数据，执行数个打印扫描以打印打印介质的端部的同一扫描区域，并且其中，与第二打印步骤中使用的打印元件的端部打印元件对应的第二掩膜图案的打印比率低于与第一打印步骤中使用的打印元件的端部打印元件对应的第一掩膜图案的打印比率。
本发明的上述以及其它目的、作用、特点和优点将从下面的结合附图的实施例的描述变得更加明了。


图1是示意性地说明打印介质的中间部在输送并支撑打印介质的输送机构内正在打印的图；图2是示意性地说明打印介质的后端部附近在输送并支撑打印介质的输送机构内正在打印的图；图3是示意性地说明打印介质的前端部附近在输送并支撑打印介质的输送机构内正在打印的图；图4是示意性地说明打印头和打印图案以描述多通道打印方法的图；图5是说明用于使端偏差不明显的掩膜图案的一个例子的图；图6是说明打印介质的前、中间部和后区域的图；图7是说明数个掩膜图案的打印比率的曲线图；图8是一表，说明掩膜图案的端部和中间部的打印比率，以及掩膜图案的端占空率；
图9A和9B是说明a所示的掩膜图案的例子的图；图10A和10B是说明d所示的掩膜图案的例子的图；图11是图解说明视觉评价结果的图；图12是根据本发明一实施例的打印装置的透视图；图13是根据本发明该实施例的打印装置的透视图；图14是根据本发明该实施例的打印装置的一个机构部的透视图；图15是根据本发明该实施例的打印装置的该机构部的透视图；图16是根据本发明该实施例的打印装置的剖视图；图17是方框图，示意性地说明根据本发明该实施例的电路的总体配置；图18是方框图，示意性地说明主PCB的内部配置的例子；图19是说明图19A和19B的关系的图；图19A是说明ASIC内部配置的方框图；图19B是说明ASIC内部配置的方框图；图20是说明正将墨盒安装在本发明实施例所使用的头盒内的透视图；图21是本发明该实施例所使用的头盒的分解透视图；图22是说明本发明该实施例所使用的头盒中打印元件基片的前视图；图23是说明根据本发明第一实施例的打印系统结构的方框图；图24是说明根据本发明的实施例通过点布置图案处理转换输入等级获得的输出图案的图；图25A到25C是说明本发明实施例和对比例子所使用的掩膜图案的打印比率的分配的图；
图26A到26C是图解说明端部打印比率比对一图像品质的负面影响的图；以及图27A到27C是图解说明端部打印比率比对该图像品质的负面影响的图。
具体实施例方式
下面将详细描述本发明的第一实施例。首先，将给出本实施例所使用的喷墨打印装置的主体的结构的描述。
(机构部分的结构)根据本实施例的打印装置主体按每个机构的作用可分类为薄片给送部、薄片输送部、薄片排出部、运载部、清洁部、以及外壳部。这些部件将在下面简略描述。
(A)薄片给送部图12和13是本实施例使用的打印装置的透视图。图12说明打印装置M1在不工作的状态。图13说明打印装置M1在工作的状态。图14、15和16是图解说明打印装置主体的内部机构的图。图14是从右上侧观察的内部机构的透视图。图15是从左上侧观察的内部机构的透视图。图16是打印装置主体的侧剖视图。
从图12到16看出，薄片给送部由以下部分组成例如，其上堆叠打印介质的板、一张接一张给送打印介质的薄片给送辊M2080、分离打印介质的分离辊M2041、以及将打印介质复位到堆叠位置的复位杠杆M2020。这些部件均安装到基座M2000上。
薄片给送台M2060安装在基座M2000或盖上，以容纳堆叠的打印介质。该薄片给送台M2060具有多级，并在工作过程中转动。
薄片给送辊M2080形似一棒，具有圆形横截面。一片分离辊橡胶靠近堆叠薄片设置，以给送打印介质。驱动薄片给送辊M2080所需的力由设置在薄片给送部内的专用ASF电机E0105通过传动齿轮和行星齿轮(图中未示出)提供。
活动侧导轨M2030可移动地设置在板M2010上，以调整打印介质堆叠的位置。板M2010可绕连接到基座M2000上的转轴转动。板簧2012推动板M2010靠在薄片给送辊M2080上。分离片M2013设置在与薄片给送辊M2080相对的板M2010的一处，以防止当只留有少数薄片时打印介质互相重叠；分离片M2013由摩擦系数大的材料如人造革构成。板M2010可与薄片给送辊M2080紧靠、分离。
分离辊支架M2040安装在基座M2000上，以可绕设置在基座M2000上的转轴转动；分离辊M2041安装到分离辊支架M2040上，以将每张打印介质与剩余介质分离。分离辊弹簧(图中未示出)推动分离辊支架M2040靠在薄片给送辊M2080上。离合器(未示出)安装到分离辊M2041上。当预定的或较大载荷施加在离合器上时，离合器的一部分转动到分离辊M2041的被连接位置。分离辊释放轴M2044和控制凸轮(图中未示出)可将分离辊M2041与薄片给送辊M2080紧靠、分离。薄片自动给送传感器(称作ASF传感器)E0009感应板M2010、复位杠杆M2020和分离辊M2041的位置。
复位杠杆M2020可转动地安装到基座M2000上；复位杠杆M2020用于将打印介质复位到堆叠位置。复位杠杆M2020由复位杠杆弹簧(图中未示出)沿复位杠杆被释放的方向推动。为复位打印介质，控制凸轮使复位杠杆M2020转动。
将给出利用上述结构执行薄片给送操作的描述。
在正常的待机状态下，板凸轮释放板M2010。控制凸轮释放分离辊M2041。此外，复位杠杆M2020设置在堆叠位置以使每张打印介质复位到堆叠位置，并且使杠杆关闭进片口，以阻止堆叠的打印介质向内移动。
为了给送薄片，电机首先施加驱动力，使分离辊M2041与薄片给送辊M2080紧靠。复位杠杆M2020然后释放，并且板M2010与薄片给送辊M2080紧靠。在该状态下，打印介质的给送开始。打印介质由设置在基座M2000上的前分离部(图中未示出)约束。只有预定数量的打印介质给送至由薄片给送辊M2080和分离辊M2041构成的压接部。在该压接部，只有最上面的打印介质与其它介质分离并被输送。
当打印介质到达输送辊M3060和压紧辊M3070时，板凸轮(图中未示出)释放板M2010，并且控制凸轮释放分离辊M2041。控制凸轮还将复位杠杆M2020复位到堆叠位置。这使得已到达由薄片给送辊M2080和分离辊M2041构成的压接部的打印介质返回到堆叠位置。
(B)薄片输送部底板M1010由折边的金属片构成。输送打印介质的输送辊M3060和纸张端部传感器(下面简单地称作PE传感器)E0007可转动地安装到底板M1010上。输送辊M3060由涂有陶瓷微粒的金属轴构成。输送辊M3060安装到底板M1010上，以使轴承(图中未示出)支撑设置在该辊各端的金属部。辊拉簧(图中未示出)设置在轴承和输送辊M3060之间。推动输送辊M3060在转动过程中提供适当量的载荷，以容许稳定输送。
数个压紧辊M3070紧靠并跟随输送辊M3060。压紧辊M3070固定在压紧辊支架M3000内。压紧辊弹簧(图中未示出)推动压紧辊M3070靠在输送辊M3060上，以施加输送打印介质所需的力。在该情况下，压紧辊支架M3000的转轴安装到底板M1010的轴承上，以使压紧辊支架M3000绕该位置转动。
引导打印介质的纸张导向挡板M3030和滚筒M3040布置在输送打印介质的入口处。此外，PE传感器杆M3021设置在压紧辊支架M3000上，以将打印介质的前和后端部的检测结果传递给PE传感器E0007。滚筒M3040安装并定位在底板M1010上。纸张导向挡板M3030可绕轴承部(图中未示出)转动。纸张导向挡板M3030通过与底板M1010紧靠定位。此外，轴承部装配在输送辊M3060上，并可滑动地移动。
打印头H1001(图中未示出)设置在输送辊M3060沿输送打印介质的方向的下游。
将给出利用上述结构的输送过程的描述。压紧辊支架M3000和纸张导向挡板M3030引导给送至薄片输送部的打印介质，至输送辊M3060和压紧辊M3070的辊对。此时，PE传感器杆M3021感应打印介质的前端部以确定打印介质的打印位置。LF电机E0002的驱动力使由输送辊M3060和压紧辊M3070构成的辊对转动，以输送滚筒M3040上的打印介质。构成输送基准面的肋条形成在滚筒M3040上。该肋条控制打印头H1001和打印介质表面之间的间隙。该肋条与下面描述的薄片排出部配合，还抑制打印介质的波动。此外，海绵部(图中未示出)也设置在滚筒M3040上，以使当打印打印介质的前或后端部时，安置在与该海绵部对应位置上的打印元件用于形成图像。
转动输送辊M3060所需的驱动力通过经由同步皮带(图中未示出)传递LF电机E0002的转动力到皮带轮M3061而获得，该电机由，例如，DC电机组成；皮带轮M3061布置在输送辊M3060的轴上。此外，绳拉轮M3062设置在输送辊M3060的轴上，以检测由输送辊M3060输送的打印介质的输送量。编码传感器M3090布置在底板M1010上，位于邻近绳拉轮M3062，以读取形成在绳拉轮M3062上的标记。这些标记以150到300lpi(行/英寸)的间距形成在绳拉轮M3062上。
(C)薄片排出部薄片排出部由下列部分组成第一薄片排出辊M3100和第二薄片排出辊M3110、数个棘轮M3120和齿轮系。
第一薄片排出辊M3100由其上设有多片橡胶部的金属轴构成。该第一薄片排出辊M3100通过将输送辊M3060的驱动力经由惰轮传递给第一薄片排出辊M3100来驱动。
第二薄片排出辊M3110由连接有数个弹性体M3111的树脂轴构成。该第二薄片排出辊M3110通过将第一薄片排出辊M3100的驱动力经由惰轮传递给第二薄片排出辊M3110来驱动。
每个棘轮M3120由圆形薄板构成，该薄板由，例如，SUS构成，其周边设有数个凸起。该薄板与树脂部一体化。该数个棘轮M3120连接到棘轮支架上。该连接通过棘轮弹簧实现，每个棘轮弹簧由形成为像杆的螺旋弹簧构成。该棘轮弹簧的弹力还使棘轮M3120以预定压力紧靠在薄片排出辊M3100和M3110上。这种结构使得棘轮M3120能与两个薄片排出辊M3100和M3110一致地转动。一些棘轮M3120设置在第一薄片排出辊M3100的橡胶部的位置，或第二薄片排出辊M3110的弹性体M3111的位置。这些棘轮的主要作用是施加输送打印介质所需的力。其它棘轮设置在不受橡胶部和弹性体M3111约束的位置。这些棘轮的主要作用是抑制打印介质的浮动。
齿轮系将输送辊M3060的驱动力传递给薄片排出辊M3100和M3110。
薄片端部支撑(图中未示出)设置在第一薄片排出辊M3100和第二薄片排出辊M3110之间。薄片端部支撑抬升打印介质的相对端以使第一薄片排出辊M3100的顶端能夹持住打印介质。薄片端部支撑因此保护打印介质上的印痕不受运载的刮擦。特别是，薄片端部支撑弹簧(图中未示出)推动在其顶端设有辊子(图中未示出)的树脂部件，以将辊子以预定压力压在打印介质上。打印介质的相对端由此升高以使打印介质结实。打印介质由此可被保持在预定位置。
利用上述结构，其上已形成有图像的打印介质放置在第一薄片排出辊M3100和棘轮M3120之间的压接处。打印介质进一步输送并排出到薄片排出台M3160上。薄片排出台M3160分解成多块，可收容在下壳M7080的底部，如下所述。工作时，薄片排出台M3160缩回。此外，薄片排出台M3160设计为使其高度向其端部弯折，并且使其相对端保持较高。这使得排出的打印介质更准确地堆叠，由此防止打印表面互相摩擦。
(D)运载部运载部具有一其上安装有打印头H1001的托架M4000。该托架M4000由导轴M4020和导轨M1011支撑。导轴M4020安装到底板M1011上引导并支撑托架M4000，以使托架M4000沿与打印介质的输送方向垂直的方向往复运动并扫描。导轨M1011与底板M1010为一整体以夹持托架M4000的后端部，以维持打印头H1001和打印介质之间的间隙。此外，滑片M4030由薄板如由不锈钢构成，在导轨M1011的托架M4000滑动的一侧延伸。滑片M4030因此降低了打印装置的滑动噪音。
安装在底板M1010上的托架电机E0001通过同步皮带M4041驱动托架M4000。惰轮M4042延伸并支撑同步皮带M4041。而且，同步皮带M4041通过由橡胶或类似物构成的托架减震器连接到托架M4000上。这减弱了托架电机E0001或类似物的振动，以降低，例如打印图像的不匀性。
编码刻度尺E0005与同步皮带M4041平行设置，以检测托架M4000的位置。标记以150到300lpi的间距形成在编码刻度尺E0005上。读取标记的编码传感器E0004(下面参考图17详细描述)设置在安装在托架M4000上的托架基片E0013上。头连接器E0101也设置在托架基片E0013上，以与打印头H1001电连接。此外，托架M4000连接到软电缆E0012(图中未示出；下面参考图17详细描述)，该电缆将驱动信号从电基片E0014传递给打印头H1001。
作为将打印头H1001固定在托架M4000上的布置，对接部(图中未示出)和挤压装置(图中未示出)设置在托架M4000上；对接部在将打印头H1001压在托架M4000上的同时将其定位，挤压装置将打印头H1001固定在预定位置。挤压装置安装在头设置杆M4010上。为设置打印头H1001，头设置杆M4010绕转动支撑点转动，以作用于打印头H1001。
而且，由反射光学传感器构成的位置检测传感器M4090连接到托架M4000上；当在特殊介质如CD-R上进行记录，或为检测打印结果或为检测如薄片端部的位置时，位置检测传感器M4090被使用。位置检测传感器M4090通过使用光发射元件发射光并接收反射光可检测托架M4000的当前位置。
为利用上述结构在打印介质上形成图像，由输送辊M3060和压紧辊M3070构成的辊对输送并定位打印介质于行位置(沿垂直于扫描方向的方向上的位置)。对于列位置(沿扫描方向上的位置)，托架电机E0001沿与输送方向垂直的方向移动托架M4000，以将打印头H1001定位于欲形成图像的位置。定位后的打印头H1001根据来自电基片E0014的信号将墨喷到打印介质上。将给出打印头H1001结构和打印系统的详细描述。根据本实施例的打印装置通过交替重复打印主扫描和副扫描在打印介质上形成图像，该打印主扫描在利用打印头H1001进行打印的同时沿列方向(扫描方向)扫描托架M4000，该副扫描利用输送辊M 3060沿行方向(垂直于扫描方向的方向)输送打印介质。
(E)清洁部清洁部由以下部分组成，例如，用于清洁打印头H1001的泵M5000、阻止打印头H1001变干的盖M5010、以及用于清洁其上形成有喷射开口的打印头H1001表面的叶片M5020。
专用清洁电机E0003布置在清洁部内。该清洁电机E0003设有单向离合器(图中未示出)。在一个方向上转动电机E0003开动泵。在另一方向上转动电机E0003操作叶片M5020。同时，盖M5010执行升高或降低动作。
泵M5000构造为使泵辊(图中未示出)挤压两个管(图中未示出)以产生负压。盖M5010通过阀(图中未示出)连接到泵M5000。当泵M5000运转时盖M5010与打印头H1001的喷墨开口紧密接触，多余的墨或类似物从打印头H1001吸出。而且，盖吸收器设置在盖M5010内侧，以减少在吸出后残留在头H1001表面上的墨。此外，残留在盖M5010上的墨在盖M5010打开时被吸入，以避免残留墨固着和后续问题。泵M5000吸入的墨由设置在下壳M7080内的废墨吸收器处理并吸收。
具有数个设置在轴上的凸轮的主凸轮(图中未示出)控制一系列运作如叶片的运作、盖M5010的提升或降低、以及连续进行的阀的打开和关闭。主凸轮作用于每一处的凸轮和臂，以使预定的运作得到执行。位置检测传感器如光电断路器可检测主凸轮的位置。为降低盖M5010，叶片M5020沿垂直于托架扫描方向的方向移动以清洁打印头H1001的表面。数个叶片M5020设置为其中一个叶片清洁打印头H1001内打印元件的邻近区域，而其它叶片清洁整个表面。一旦托架M4000移到最里面的位置，其与叶片清洁器M5060紧靠以使能清除粘附在叶片M5020自身上的墨。
(F)外壳部(A)到(E)中描述的单元主要并入底板M1010以形成打印装置的机构部分。安装外壳以盖住机构部分的外围。外壳部分主要包括下壳M7080、上壳M7040、进出口盖M7030、连接器盖、和前盖M7010。
薄片排出台轨设置在下壳M7080下方，以使薄片排出台M3160的各部分能收容在下壳M7080内。当装置不工作时，前盖M7010关闭薄片排出端口。
进出口盖M7030连接到上壳M7040上，并可转动移动。上壳顶面的一部分有开口以使在该位置，任何墨盒H1900和打印头H1001可用新的替换。根据本实施例的打印装置具有头盒结构，在头盒内，各种颜色的不同墨盒H1900可独立于打印头单元拆卸，在打印头单元内，数个可喷不同颜色的墨的打印头一起形成一整体。而且，上壳设有例如，门动开关杆(图中未示出)，用于感应进出口盖打开或者关闭；LED向导M7060，其传递并显示来自LED的光；以及键开关M7070，其作用于基片上的开关(SW)。此外，多级片给送台M2060可转动移动地安装。当薄片给送部未使用时，薄片给送台M2060收容在薄片给送部内，盖住薄片给送部。
上壳M7040和下壳M7080利用弹性装配爪互相连接。连接器盖(图中未示出)盖住上壳M7040和下壳M7080之间设有连接器的区域。
(电路配置)现在，将给出根据本实施例的电路配置的描述。
图17是示意性地说明根据本发明实施例的电路总体配置的方框图。
在本实施例所使用的打印装置内，电路主要包括例如，托架电路板E0013、主PCB(印刷电路板)E0014、供电单元E0015、和前面板E0106。
这里，供电单元E0015连接到主PCB E0014以供给各种驱动功率。
托架电路板E0013是安装在托架M4000上的印刷电路板单元。托架电路板E0013起接口的作用，通过头连接器E0101传递信号给打印头H1001和从打印头H1001接收信号。此外，基于编码传感器E0004在托架M4000移动时输出的脉冲信号，托架电路板E0013检测编码刻度尺E0005和编码传感器E0004之间的位置关系。托架电路板E0013进一步通过扁平软电缆(CRFFC)E0012将结果输出信号输出给主PCB E0014。托架电路板E0013设有检测周围温度的温度传感器如热敏电阻和所需的光学传感器(这些传感器将在下面称作OnCR传感器E0102)。由OnCR传感器E0102获得的信息连同来自打印头托架H1000的头温度信息通过扁平软电缆(CRFFC)E0012输出给主PCB E0014。
主PCB E0014是驱动控制根据本实施例的喷墨打印装置的各个部分的印刷电路板。下列元件设置在电路板上纸张端部检测传感器(PE传感器)E0007、薄片自动给送器(ASF)传感器E0009、盖传感器E0022、以及主机接口(主机I/F)E0017。主PCB E0014连接到各种电机，如托架电机E0001，其用作托架M4000的主扫描的驱动源；LF电机E0002，其用作打印介质输送的驱动源；PG电机E0003，其用作恢复打印头H1001的操作的驱动源；以及ASF电机E0105，其用作给送打印介质的操作的驱动源。主PCB E0014还接收各种传感器信号E0104，这些信号指示各种选项单元如墨空传感器、介质(纸张)确定传感器、托架位置(高度)传感器、LF编码传感器、和PG传感器的安装状态和运行状态。主PCB E0014还输出选项控制信号E0108以驱动控制各种选项单元。主PCB E0014还有连接到CRFFC E0012的接口、供电单元E0015、以及利用面板信号E0107与这些单元传递并接收信息的前面板E0106。
前面板E0106是设置在打印装置主体的前表面上的单元，以使用户易于操作该装置。前面板E0106有恢复键E0019、LEDE0020、电源键E0018、以及用于连接外围设备如数字照相机的设备I/F E0100。
图18是说明主PCB E0014内部配置的方框图。
该图中，附图标记E1102表示ASIC(专用集成电路)，其连接到ROM E1004，以根据存储在ROM E1004中的程序执行各种控制。该ASIC E1102检测，例如，主PCB E0014上的传感器的输出、来自CRPCB E0013上的OnCR传感器和编码器的OnCR传感器信号E1105和编码器信号E1020、以及前面板E0106上的电源键E0018和恢复键E0019的输出状态。此外，基于前面板上的设备I/F E0100的连接状态和数据输入状态，ASIC E1102执行各种逻辑运算和状态确定，控制各种部件，并驱动控制喷墨打印装置。
附图标记E1103表示驱动器复位电路，其采用电机电源(VM)E1040作为驱动源，根据电机控制信号E1106产生CR电机驱动信号E1037、LF电机驱动信号E1035、PG电机驱动信号E1034、以及AS F电机驱动信号E1104。驱动器复位电路E1103由此驱动电机。而且，驱动器复位电路E 1103具有给主PCB E0014、CRPCB E0013、前面板E0106、以及其它部分供给所需电力的供电电路。驱动器复位电路E1103还检测供电电压的下降，以产生用于初始化的复位信号E1015。
附图标记E1010表示供电控制电路，其根据来自ASICE1102的供电控制信号E1024控制给传感器或具有光发射元件的类似装置的供电。
主机I/F E0017将主机I/F信号E1028从ASIC E1102传递到外部连接的主机I/F电缆E1029。
另一方面，供电单元E0015供给头供电(VH)E1039、电机供电(VM)E1040、以及逻辑供电(VDD)E1041。此外，来自ASIC E1102的头供电开信号(VHON)E1022和电机供电开信号(VMON)E1023被输入供电单元E0015，以分别控制头电源E1039和电机电源E1040的打开和关闭。来自供电单元E0015的逻辑供电(VDD)E1041的电压在供给主PCBE0014的内部和外部部分之前转换为所需值。
头供电信号E1039在主PCB E0014上得到平滑，然后传输到CRFFC E0012，在此处用于驱动打印头盒H1000。
ASIC E1102是半导体集成电路，包含在一块芯片的算术处理设备内。ASIC E1102输出电机控制信号E1106、选项控制信号E0108、供电控制信号E1024、头供电开信号E1022、电机供电开信号E1023、及类似信号。ASIC E1102然后与主机I/F E0017传输与接收信号，还通过面板信号E0107与前面板上的设备I/F E0100传递与接收信号。而且，ASIC E1102还感知PE传感器E0007的PE检测信号(PES)E1025的状态、ASF传感器E0009的ASF检测信号(ASFS)E1026的状态、盖传感器E0022的盖检测信号(COVS)E1042的状态、面板信号E0107的状态、传感器信号E0104的状态、以及OnCR传感器信号E1105的状态。ASIC E1102由此驱动控制面板信号E0107，使前面板上的LED E0020闪烁。
而且，ASIC E1102感应编码器信号(ENC)E1020的状态以产生定时信号。ASIC E1102利用头控制信号E1021与打印头盒H1000接口以控制打印操作。该情况下，编码器信号(ENC)E1020是CR编码传感器E0004的输出信号，其通过CRFFC E0012输入。头控制信号E1021通过扁平软电缆E0012供给打印头H1001、托架基片E0013、和头连接器E0101。
图19、19A和19B是说明ASIC E1102内部配置的例子的图。对于块之间的连接，该图仅说明数据流程，如打印数据和电机控制数据，其中电机控制数据与头和每一部分的机构部分的控制有关。省略下列内容以防止图形复杂与在包含在块内的寄存器上执行的读写操作、时钟控制和DMA相关的控制信号。
该图中，附图标记E2107表示输入时钟振荡电路(图中未示出)的时钟信号(CLK)E2031的时钟控制部。时钟控制部E2107转换时钟信号频率为所需，以产生(图中未示出)供给大部分ASIC E1102的内部元件的时钟。
附图标记E2102表示CPU，其根据由ASIC内每个块输出的复位信号E1015和中断信号E2034，及来自总线E1014的控制信号，控制下面描述的每个块内在寄存器上执行的读写操作。CPU E2102还给一些块提供时钟并接受中断信号(这些操作未在图中示出)。而且，CPU E2102具有内部RAM，并通过设备I/F E0100从外部设备接收打印文件，以将打印文件转换为打印数据。
附图标记E2005表示DRAM，其用作打印的数据缓冲器，并具有各种区如接收缓冲区E2010、工作缓冲器E2011、打印缓冲器E2014、和解压数据缓冲器E2016。DRAM E2005还具有电机控制缓冲器E2023以控制电机。
DRAM E2005还用作CPU E2102运行所需文字区域。即，DRAM控制部E2004可控制在通过控制总线从CPU E2102到DRAM E2005的存取和通过控制总线从下面描述的DMA控制部E2003到DRAM E2005的存取之间转换，以使读取操作能在DRAM E2005上执行。
DMA控制部E2003接收每个块的请求信号(图中未示出)。对于写操作，DMA控制部E2003输出写数据E2038、E2041、E2042、E2044及类似数据到DRAM控制部，连同地址信号和控制信号(图中未示出)用于DRAM存取。对于读操作，DMA控制部E2003将读数据E2040、E2043、E2045、E2051、及类似数据从DRAM控制部E2004接收并传递到请求块。
附图标记E2007表示通用串行总线(USB)，其在CPUE2102控制下通过主机I/F E0017用作外部主机装置(图中未示出)的双向通讯接口。而且，对于打印作业，通用串行总线设备E2007从主机I/F E0017接收并传递接收数据(主机接收数据E2037)到接收控制部E2008。
附图标记E2101表示USB主机，其在CPU E2102的控制下通过设备I/F E0100用作外部主机装置(图中未示出)的双向通讯接口。而且，对于打印作业，USB主机E2101执行DMA处理，以从设备I/F E0100接收并传递接收数据(主机接收数据E2108)到接收控制部E2008。接收控制部E2008将从USB设备E2007或USB主机E2101选择的接收数据((WDIF)E2038)写入由接收缓冲器控制部E2039管理的接收缓冲器写地址。
附图标记E2009表示压缩和解压DMA控制器，其在CPUE2102的控制下，从由接收缓冲器控制部E2039管理的接收缓冲器读地址读取存储在接收缓冲器E2010内的接收数据(光栅数据)。压缩和解压DMA控制器E2009还根据特定模式压缩和解压数据(RDWK)E2040。获得的打印代码重排为工作缓冲器E2011上的地址，这些地址适于将数据传送到打印头盒H1000的顺序。然后这些地址传送并写入工作缓冲区作为打印代码序列WDWK E2041。
附图标记E2013表示打印缓冲传送DMA控制器，其在CPU E2102的控制下，将工作缓冲器E2011上的打印代码(RDWP)E2043读取并传送(WDWP E2044)到打印缓冲器E2014。附图标记E2012表示DMA控制器，其在CPU E2102的控制下，重复将特定的工作填充数据(WDWF)E2042写入工作缓冲器的一区域内，在该工作缓冲器上，打印缓冲传送DMA控制器E2013已完成传送。
附图标记E2015表示打印数据解压DMA控制器，其在CPU E2102的控制下，利用头控制部E2018的数据解压定时信号E2050作为触发，读取写在打印缓冲器上的打印代码和写在解压数据缓冲器E2016上的解压数据(解压打印数据EDHDG E2045)。而且，打印数据解压DMA控制器E2015将读取的数据写入列缓冲器E2017作为列缓冲写数据(WDHDG)E2047。这里，列缓冲器E2017是暂时存储欲传送到打印头盒H1000的传送数据(解压打印数据)的SRAM。列缓冲器E2017由打印数据解压DMA控制器E2015和头控制部E2018利用这些块的交换信号(图中未示出)共享并管理。
附图标记E2018表示头控制部，其在CPU E2102的控制下通过头控制信号与打印头盒H1000接口。头控制部基于传感器信号处理部E2022的头驱动定时信号E2049，将数据解压定时信号E2050输出到打印数据解压DMA控制器。而且，对于打印作业，头控制部E2018从列缓冲器读取解压打印数据(RDHD)E2048，并将该数据输出到打印头盒H1000作为头控制信号E1021。
附图标记E2022是传感器信号处理部，其接收传感器信号E0104、OnCR传感器信号E1105、PE检测信号E1025、ASE检测信号E1026、和盖检测信号E1042。传感器信号处理部E2022然后根据CPU E2102控制下的特定模式将这些信息传递到CPU E2102。传感器信号处理部E2022还输出传感器检测信号E2052到电机控制部E2013。而且，传感器信号处理部E2022根据CPU E2102控制下的特定模式接收编码器信号(ENC)并输出头驱动定时信号E2049。传感器信号处理部E2022在寄存器内存储从编码器信号E1020获得的盒M4001的位置和速度信息，并将这些信息提供给CPU E2102。基于该信息，CPU E2102确定用于控制CR电机E0001的各种参数。同样地，传感器信号处理部E2022接收构成传感器信号E0104的LE编码传感器信号，以在寄存器内存储薄片给送位置和速度的信息。传感器信号处理部E2022然后提供该信息到CPUE2102。基于该信息，CPU E2102确定用于控制LF电机E0002的各种参数。
附图标记E2104表示A/D转换器，其将下列模拟信号转换为数字信号介质确定传感器输出、构成传感器信号E0104的墨空传感器输出、环境温度检测热敏电阻输出、反射传感器输出、和构成OnCR传感器信号E1105的头温度检测输出。该A/D转换器然后根据CPU E2102控制下的特定模式将这些传感器检测信息传递到CPU E2102。
在CPU E2102的控制下，电机控制部E2103从DRAME2005上的电机控制缓冲器2023读取电机驱动表(RDPM)E2051，以输出电机控制信号E1106。电机控制部E2103根据运转模式使用各种传感器检测信号作为控制触发器以输出电机控制信号E1106。
附图标记E2105表示面板I/F部，其在CPU E2102控制下输出构成面板信号E0107的LED控制信号。面板I/F部E2105接收并传送构成面板信号的电源键和恢复键的状态输出信号到CPU E2102。附图标记E2029表示端口控制部，其输出头供电ON(开)信号E1022、电机供电ON(开)信号E1023、和供电控制信号E1024。
(打印头的结构)下面将给出本发明使用的头盒H1000的结构描述。根据本发明实施例的头盒H1000具有打印头H1001、其内安装有墨盒H1900的装置、以及用于将墨从墨盒H1900供给打印头的装置。头盒H1000可拆卸地安装到托架M4000上。
图20是说明正将墨盒H1900安装到本实施例所使用的头盒H1000内的图。根据本实施例的打印装置使用七种颜色的墨青色、品红色、黄色、黑色、红色、绿色和蓝色。因此，设有七个单独的用于各种颜色的墨盒H1900。如图中所示，每个墨盒H1900可从头盒H1000上拆卸和安装。墨盒H1900可从安装在托架M4000上的头盒H1000上拆卸和安装。
图21是头盒H1000的分解透视图。该图中，头盒H1000包括例如，第一打印元件基片H1100和第二打印元件基片H1101、第一板H1200、第二板H1400、布线基片H1300、盒支架H1500、通道形成构件H1600、过滤器H1700、和密封橡胶H1800。
第一打印元件基片H1100和第二打印元件基片H1101均为Si基片，具有数个用于将通过照相平版印刷术形成在一个表面上的墨喷出的打印元件。电线如AI通过沉积技术形成；每个打印元件由电线供电。与单独的打印元件对应的数个墨通道也通过照相平版印刷术形成。而且，供墨端口在每个打印元件基片的后表面打开；墨通过供墨端口供给数个墨通道。
图22是图解说明第一打印元件基片H1100和第二打印元件基片H1101的结构的放大前视图。附图标记H2000至H2600表示与不同的墨颜色对应的打印元件行。三种颜色的打印元件行形成在第一打印元件基片H1100上打印元件行H2000被供给青色墨，打印元件行H2100被供给品红色墨，以及打印元件行H2200被供给黄色墨。四种颜色的打印元件行形成在第二打印元件基片H1101上打印元件行H2300被供给黑色墨，打印元件行H2400被供给红色墨，打印元件行H2500被供给绿色墨，以及打印元件行H2600被供给蓝色墨。
每个打印元件行包括768个打印元件，沿打印介质的输送方向以1,200dpi(点/英寸)的间隔布置。每个打印元件喷出大约2picolitter的墨。每个打印元件喷出端口的开口面积设置为大约100μm2。此外，第一打印元件基片H1100和第二打印元件基片H1101固定结合到第一板H1200上。供墨端口H1201形成在第一板H1200内，以使墨通过供墨端口H1201供给第一打印元件基片H1100和第二打印元件基片H1101。
而且，带开口的第二板H1400固定结合到第一板H1200上。第二板H1400具有布线基片H1300，以使布线基片H1300可电连接到第一打印元件基片H1100和第二打印元件基片H1101。
布线基片H 1300施加电信号，使形成在第一打印元件基片H1100和第二打印元件基片H1101内的每个打印元件喷墨。布线基片H1300具有与第一打印元件基片H1100和第二打印元件基片H1101对应的电线，并具有位于电线的一端的外部信号输入端H1301，以从打印装置主体接收电信号。外部信号输入端H1301置于并固定在盒支架H1500的后表面。
另一方面，通道形成构件H1600通过，例如超声波焊接，固定到夹持墨盒H1900的盒支架H1500上。这形成了墨通道H1501，其从墨盒H1900延伸至第一板H1200。
过滤器H1700设置在墨通道H1501的墨盒侧端，与墨盒H1900衔接，防止外部粉尘的进入。密封橡胶H1800安装在过滤器H1700和墨盒H1900之间的衔接部内，使得防止墨从衔接部蒸发。
而且，头盒H1000通过使用粘合剂或类似物将盒支架部和打印头部H1001连接在一起而构成盒支架部由盒支架H1500、通道形成构件H1600、过滤器H1700、密封橡胶H180构成，而打印头部H1001由第一打印元件基片H1100和第二打印元件基片H1101、第一板H1200、布线基片H1300、和第二板H1400构成。
图23是图解说明根据本发明实施例的图像数据转换处理流程的方框图。用于本实施例的喷墨打印装置不仅使用基色墨青色、品红色、黄色和黑色，还使用红色、绿色和蓝色墨进行打印。为实现该目的，设有七个打印头，每个打印头喷相应颜色的墨。如图23所示，该说明中所示的每个过程由打印装置和用作主机装置的个人计算机(PC)组织。
应用程序和打印机驱动程序是在主机装置的操作系统中运行的程序。应用程序J0001执行创建由打印装置打印的图像数据的处理。对于实际的打印作业，由应用程序创建的图像数据传送至打印机驱动程序。
根据本实施例的打印机驱动程序具有的处理包括预处理J0002、后处理J0003，γ校正处理J0004，半色调处理J0005，以及打印数据创建处理J0006。这些处理中的每个将在下面简略描述。预处理J0002映射色域。预处理根据sRGB标准将色域中的图像数据R、G和B转换为打印装置能够翻印的色域中的数据。特别是，三维LUT用于将其中R、G和B均由8位表示的数据转换为具有不同内容的R、G和B8位数据。
基于经过色域映射的数据R、G和B，后处理J0003确定与墨组合对应的颜色分解数据Y、M、C、K、R、G和B，再生由该数据表达的颜色。在该预处理的情况下，三维LUT用于执行插值。
γ校正处理J0004为由后处理J0003确定的颜色分解数据中的每个颜色数据转换灰度值。特别是，利用基于打印装置中每种彩色墨的灰度特征的一维LUT，进行转换，以使颜色分解数据与打印装置的灰度特征线性相关。
半色调处理J0005进行量化，以使每个8位颜色分解数据Y、M、C、K、R、G和B转换为4位数据。本实施例中，误差扩散法用于将256灰度级的8位数据转换为9灰度级的4位数据。该4位数据用作索引，指示用于打印装置内点布置的图案处理的布置图案。
在使用打印机驱动器处理的末端，打印数据创建处理J0006通过将打印控制信息加进包含4位索引数据的打印图像数据来创建打印数据。
打印装置对输入的打印数据执行点布置图案处理J0007和掩膜数据转换处理J0008。
将给出根据本实施例的点布置图案处理J0007的描述。上述半色调处理通过将具有256值(8位数据)的多值密度信息转换为具有9值的灰度信息，降低了数据级。然而，指示是否使用墨执行打印的二进制信息是能够由根据本实施例的喷墨打印装置实际打印的信息。点布置图案处理将多值级0到8降到二进制级，确定是否创建点。点布置图案处理J0007分配给每个由级0到8的4位数据表达的象素一与该象素的灰度值(级0到8)对应的点布置图案，该4位数据为半色调部的输出值。点布置图案处理因此限定在一个象素内的多个区域中每一个区域内点的开或关，以将1位喷墨数据“1”或“0”置于一个象素的每个区域内。
图24示出了与输入级0到8对应的输出图案，这些图案根据本实施例由点布置图案处理在高图像质量模式下转换。该图的左侧所示的级别值与级0到8相对应，其为半色调部输出值。布置在该图右侧的每个2×4区域与由半色调处理输出的一个象素的区域相对应。每个2×4区域的长度和宽度都与600ppi(象素/英寸)的打印密度相对应。此外，一个象素内的每个区域与限定点的开或关的最小单元相对应。该区域在长度上与1,200dpi(点/英寸)密度和在宽度上2,400dpi密度相对应。根据本实施例的打印装置向一由20μm长和10μm宽表示的区域提供2pl的墨滴，这与上述打印密度相对应，以获得预期的密度。
此外，在图24的垂直方向上，打印头内布置有喷射口，区域布置密度和喷射口布置密度的值都为1,200dpi。图24的水平方向与打印头的扫描方向相对应。在本实施例的高图像质量模式下，打印头以2,400dpi的密度进行打印。
而且，该图中，点打印在带圆圈的区域内。打印的点的数量与级别值一致地增大。
在图24中，当把至少为1的整数代入n时，(4n)至(4n+3)均指明相对于输入图像左端的水平方向上的象素位置。(4n)至(4n+3)下面所示的图案指明，即使对于同一输入级别，根据象素位置也设有不同的图案。即，即使输入同一级别，(4n)至(4n+3)下面所示的四种点布置图案循环地分配到打印介质上。对于改变位于点布置图案上一级的打印元件和位于点布置图案下一级的打印元件之间的喷射数量，这种配置是有效的。这种配置对于分散打印装置本身的各种噪音也是有效的。
本实施例中，原始图像的密度信息最后以上述方式反映。一旦点布置图案处理完成，就为打印介质确定了所有的点布置图案。
掩膜数据转换处理J0008将在下面描述。
上述点布置图案处理已确定是否为打印介质的每个区域提供点。预期图像可通过将该信息原样输入打印头驱动电路得到打印。然而，如已在背景技术部分描述的那样，喷墨打印装置通常采用多通道打印以增强图像质量。本实施例中，使用背景技术部分所描述的以及图5所示的掩膜图案。掩膜数据存储在打印装置主体内的存储器中。在掩膜数据转换处理中，对掩膜数据和由点布置图案处理产生的输出信号执行AND处理。这确定了在每次打印扫描过程中，墨实际喷射到的打印象素。随后，打印图像数据作为输出信号输入打印头H1001的驱动电路J0009。
本实施例中，不同的掩膜图案的使用取决于打印介质上的打印位置(中间部或端部)，如下所述。具体为，提供第一和第二掩膜图案；该第一掩膜图案用于打印打印介质的中间部，该第二掩膜图案用于打印打印介质的端部(至少前端部或后端部)。因此，第一和第二掩膜图案存储在存储器中。
(打印介质的前和后端部的打印)图6是示出欲由根据本实施例的打印装置打印的、A4大小的打印介质的前、中间和后区域的图。即，如图1至3所示，在打印介质的前端部由薄片排出辊M3100支撑之前打印的打印介质的区域为前部。在打印介质的后端部离开输送辊M3060之后打印的打印介质的区域为后部。打印介质除了前和后部的整个区域为中间部。中间部是打印介质由输送辊M3060和薄片排出辊M3100两者夹持的打印区域。
为了描述，将定义三种输送状态。在第一输送操作中，打印介质由输送辊而不由薄片排出辊支撑。在第二输送操作中，打印介质由输送辊和薄片排出辊两者支撑。在第三输送操作中，打印介质不由输送辊而由薄片排出辊支撑。严格地讲如上述定义的输送操作，打印区域可分解为五个区域。在区域A内，图像仅利用第一输送操作完成。在区域B内，图像利用第一和第二输送操作完成。在区域C内，图像仅利用第二输送操作完成。在区域D内，图像利用第二和第三输送操作完成。在区域E内，图像仅利用第三输送操作完成。在下面所述的实施例中，区域A和B对应前部。区域C对应中间部。区域D和E对应后部。因此，两种准备好的掩膜图案应用于这些区域。
本实施例中，前和后部利用布置在打印元件行的更靠近下游(更靠近薄片排出辊)的那些打印元件打印。所以，作为后部的区域稍微宽于作为前部的区域。
(掩膜图像打印比率和图像品质之间的关系)将给出发明人做出的试验的描述。
图7是示出了由发明人创作的数个掩膜图案的打印比率的曲线图。该图中，横坐标轴表示布置在打印头上的768个打印元件的每一个的位置。纵坐标轴表示每个打印元件的打印比率。发明人创作五种掩膜图案a到e以进行本试验。在本试验中，掩膜图案可应用于4通道打印，所以，曲线a到e的平均打印比率都为25％。这里，当附图标记K表示完成同一区域所需的通道数量时，平均打印比率表示为100/K。
掩膜图案的打印比率是，允许打印区域的数量占构成掩膜图案的允许打印区域(图5中的黑色区域)和不允许打印区域(图5中的白色区域)的总数的百分比。这将在下面具体描述。例如，图5中的掩膜图案的水平(与打印元件布置方向正交的方向)尺寸假定为对应768个区域。在该情况下，允许打印的区域和不允许打印的区域的总数是768。若在768个区域中，192个是允许打印的区域，576个是不允许打印的区域，与该打印元件对应的掩膜图案的打印比率是25％(＝192/768×100)。
对于图7中的所有曲线a到e，打印比率的分布为，曲线的中间部高，而曲线的端部低。曲线a在中间部打印比率和端部打印比率之间具有最小的差值。对于曲线a，中间部的打印比率是35％，而相对端部的打印比率是15％。端部的打印比率占平均打印比率25％的比率是15/25＝0.6。随后，端部打印比率占平均打印比率25％的比率将称作端部打印比率比值。
曲线e在中间部打印比率和端部打印比率之间具有最大的差值。对于曲线e，中间部的打印比率是45％，而端部打印比率是5％。端部打印比率占平均打印比率25％的比率是5/25＝0.2。曲线b到d说明了掩膜图案的打印比率，其特征在于，曲线b到d通过内部划分曲线a和e之间的空间获得。
图8是一表，说明图7所示的掩膜a到e的端部打印比率、中间部打印比率、和端部打印比率比值。
图9A示出了图7所示的曲线a的掩膜图案的一个例子。该图中，纵坐标轴对应768个打印元件的布置方向。中间部打印元件的打印比率是35％。终端打印元件的打印比率是15％。图9B示出了用于利用256个打印元件打印的掩膜图案，即使端部打印比率比值与图9A的类似。仍在该图中，中间部打印元件的打印比率是35％。终端打印元件的打印比率是15％。
图10A示出了图7所示的曲线d的掩膜图案的一个例子。该图中，纵坐标轴对应768个打印元件的布置方向。中间部打印元件的打印比率是42.5％。终端打印元件的打印比率是7.5％。图10B示出了用于利用256个打印元件打印的掩膜图案，即使端部打印比率比值与图10A的类似。仍在该图中，中间部打印元件的打印比率是42.5％。终端打印元件的打印比率是7.5％。图10A和10B中的掩膜图案都表现出了比图9A和9B高的中间部打印比率，比图9A和9B低的端部打印比率。
发明人使用用于256个打印元件如图9B和10B所示的掩膜图案来检验由输送量改变而产生的扰动的结果图像。下面将描述特殊的检验方法。
在根据本实施例的打印装置中，打印元件以1,200dpi布置在打印头上。因此，若连续的256个打印元件用于4通道打印，打印扫描之间的输送量是25.4(mm/inch)/1200×256/4＝1.2547(mm)。
在以1μm的增量相对于上述值增大或减小输送量的同时，多种图案被打印；使用上述掩膜图案以使灰度或其它色度一致。随后，视觉上检验输出图像，以评价若输送量过小可能出现的黑条图像，以及若输送量过大可能出现的白条图像。
图11是图解说明视觉评价结果的曲线图。该图中，横坐标轴表示掩膜图案的端部打印比率比值。纵坐标轴表示相对于正常输送量的输送误差(偏差量)。五个箭头对应于所创作的五种掩膜图案a到e，并指明输送误差量的容许范围。该图表明，端部打印比率比值为0.6的掩膜图案a仅容许距正常输送量大约±3μm的误差。相反，端部打印比率比值为0.3的掩膜图案d容许距正常输送量大约-4到+12μm的误差。对于端部打印比率比值为0.2的掩膜图案，在整个误差检验范围，没有观察到明显的白或黑条。因此，虚箭头指示该检验范围。
上述结果指明，越向左的评价掩膜图案，即，那些具有较低端部打印比率比值的掩膜图案，含有越不明显的白和黑条。归因于输送量变化的白或黑条倾向于在打印扫描之间的间隔内出现，即，在打印区域的端部。因此，通过降低最可能受负面影响的区域的打印比率使黑或白条的出现不明显，以及通过设置覆盖该部分的打印元件组的打印比率较高用于另一个打印扫描，可使间隔内白或黑条无关紧要。下面将基于发明人的验证结果，给出端部打印比率比值(掩膜图案梯度)和对图像的负面影响之间的关系。
图27A至27C说明，若使用相对较小灰度梯度的4通道图案，即，高端部打印比率比值，并且若输送量增大到高于或降低到低于正常量，黑或白条如何出现。图27A说明输送量等于正常量。在该情况下，由于输送量等于正常量，没有黑或白条出现在图像上。相反，图27B说明输送量小于正常量。在该情况下，密度比其它区域高的区域，即，黑条，可在箭头所示的间隔内观察到。而且，图27C说明输送量大于正常量。在该情况下，密度比其它区域低的区域，即，白条，可在箭头所示的间隔内观察到。
另一方面，图26A至26C说明，若使用相对较大灰度梯度的4通道图案，即，低端部打印比率比值，黑或白条如何出现。图26A说明输送量等于正常量。在该情况下，如图27A的情况，没有黑或白条出现在图像上。相反，图26B说明输送量小于正常量。在该情况下，黑条可因与图27B相同的原因观察到，但更不明显。而且，图26C说明输送量大于正常量。同样在该情况下，白条比图27C中的更加无关紧要。
上述检验结果表明，较小端部打印比率比值的掩膜图案使黑或白条不明显，这些条可能由输送误差产生。然而，另一方面，在实际观察的图像中，较低端部打印比率比值的掩膜图案更经常地在单一打印扫描过程中包含在打印区域的中间部的密区；中间部具有高掩膜图案打印比率。更具体地，该带状密度不均匀的区域对于高端部打印比率比值的掩膜图案来说观察不到。然而，对于掩膜图案b，该密度不均匀的区域模糊可见，并随着端部打印比率比值按照c、d和e的顺序降低更加清楚可见。
虽然不能确定明确的机构，发明人已经发现，若在该系列打印元件行内打印比率过度偏置，喷墨性能可能随温度分布或喷墨频率的不同而变化。此外，墨滴在打印扫描过程中击打打印介质的密度变化被预期为改变墨滴在打印介质上渗透并固着之前连接在一起的频率。这可能引起密区出现。
利用公开在日本专利申请公报No.2002-096455中的该种分级掩膜，通过将打印比率的分布保持为平滑曲线的形式，打印头端部的打印元件可防止起皱，以使端偏差无关紧要。然而，由于打印比率的过大变化如在掩膜图案e中，上述效果可能不能充分产生。而且，考虑到寿命，喷墨打印的打印头内的数个打印元件优选具有尽可能均匀的打印比率。
基于上述检验结果，发明人已经获得下列知识。具有较低端部打印比率比值(较大梯度)的掩膜图案可被有利地使用，以使由于输送误差导致的白或黑条无关紧要。另一方面，若白或黑条不明显，具有较高端部打印比率比值(较小梯度)的掩膜图案可被有利地使用。
因此，着重于输送误差引起白或黑条，发明人对可能出现输送误差的场合和未必出现输送误差的场合使用不同的掩膜图案。具体为，具有较低端部打印比率比值的掩膜图案用于打印打印介质的前或后部，这里可能出现输送误差。相反，具有较高端部打印比率比值的掩膜图案被用于打印打印介质的中间部，这里不太可能出现输送误差。
(掩膜图案的配置)基于上述检验结果，在本发明的第一实施例中，256个打印元件和d所示的掩膜图案被用于打印打印介质的前和后部。此外，所有的768个打印元件和a所示的掩膜图案被用于打印打印介质的中间部，不同于前和后部。这将参考图25A到25C描述。
图25A是说明用于打印介质的中间部的掩膜图案的打印比率的分布曲线图。该情况下，进行4通道打印并使用图7中曲线a所示的掩膜图案。即，在768个打印元件中，位于终端的那些打印元件具有15％的打印比率，而位于中间部的那些打印元件具有35％的打印比率。端部打印比率比值是0.6。
图25B说明用于打印的打印元件的数量减少到128，而打印比率和端部打印比率比值保持与图25A中的值相同。用于前和后区域的传统的通用掩膜图案具有与用于中间部的掩膜图案的端部打印比率比值相等的端部打印比率比值。
图25C说明根据本实施例在快速打印模式下，用于前和后区域的掩膜图案。该情况下，使用256个打印元件，是现有技术中的2倍。此外，掩膜图案具有与图7中的曲线d所示的相同的打印比率。即，中间部的打印元件具有42.5％的打印比率。终端的打印元件具有7.5％的打印比率。端部打印比率比值是0.3。
如上所述，打印介质的前和后端部传统上使用具有与打印介质的中间部的掩模图案的端部打印比率比值类似的端部打印比率比值的掩膜图案(如图25B所示，具有0.6的端部打印比率比值)来打印。因此，图11中明显的，打印介质的容许输送误差仅为-3到+3μm。因此，只有128个打印元件可用于打印以将误差保持在上述范围内。然而，本实施例对于前和后端部使用d所示的掩膜图案(如图25C所示，具有0.3的占空比)，与用于中间部的不同。这使得可增大打印介质输送的容许误差至-4到+12μm。因此，用于打印的打印元件的数量可增加至256个。打印前和后端部所需的时间也可减少到大约一半。
使用上述图案实际输出的照片图像被评价。较小的不匀性出现在前和后端部，但视觉上不可见。取决于图像类型，发现不匀性的存在，但不足以作为图像的缺陷被察觉到。在中间部，由于输送准确度也足够，即使使用a(图25A所示的掩膜图案)所示的掩膜图案也能实现均匀的高品质图像。
如上所述，本实施例中，具有比中间部低的端部打印比率比值的掩膜图案被用于打印介质的后和前部。这使得输出黑或白条或粗糙感不明显的优良图像，而不需比所需要的大大减少打印元件数量。即，与传统图像的品质相同的图像可比现有技术输出得更快。
本实施例中，d所示的同一掩膜图案被用于打印介质的前和后端部。然而，本发明不限于此。例如，可根据实际的输送准确度使用不同的掩膜图案；例如，掩膜d用于输送准确度预期会降低的后端部，而掩膜c用于输送准确度不会像后端部降低那么急剧的前端部。相反，通过使用掩膜d打印前端部，如果用于打印前端部的打印元件的数量能设置为至少256个，生产能力可进一步得到提高。
(第二实施例)下面将描述本发明的第二实施例。本实施例也使用与第一实施例中使用的打印装置类似的打印装置。然而，每种颜色的打印头内设置的打印元件的数量是256而不是768。此外，256个打印元件用于打印前、后和中间部，而只改变每个区域的掩膜图案。
图7中a所示的掩膜图案用于打印介质的中间部。d所示掩膜图案用于打印介质的前和后端部。
在打印装置内打印头没有很多打印元件，如在本实施例的情况下，原始输送误差得到抑制。因此，与打印介质的中间部相同数量的打印元件可用于打印介质的前和后端部。然而，即使在该情况下，应用在打印介质的前和后端部的掩膜图案的端部打印比率比值被设置为低于中间部的掩膜图案的端部打印比率比值。这可更有效地使可能在前或后端部出现的白或黑条无关紧要。
如上所述，当打印介质的前或后端部经受多通道打印时，本实施例适当地将应用于中间部的掩膜图案转换为用于前和后端部的掩膜图案。这使得输出更高品质的图像。
(第三实施例)下面将描述本发明的第三实施例。本实施例也使用与第一实施例中的相类似的打印装置和打印头。然而，根据本实施例，应用到打印介质的中间部的掩膜图案不是上述实施例中所描述的渐变掩膜。如图4所示，使用的掩膜图案容许打印元件具有与所有的768个打印元件相同的打印比率形成图像。相反，对于打印介质的前和后端部，使用与第一实施例的情况相同的256个打印元件，并使用d所示的掩膜图案形成图像。
端偏差并不总在打印装置内引起问题。若端偏差没有引起任何问题，依据打印头的寿命，打印元件的打印比率优选尽可能维持在同一个值。然而，即使是不明显的端偏差，在打印介质的前和后端部的退化图像也可能被认为是一个问题。本实施例在该情况下有效地起作用。
如上所述，当打印介质的前或后端部经受多通道打印时，本实施例适当地将应用的掩膜图案和打印元件数量从用于中间部转换为用于前和后端部的掩膜图案和打印元件数量。这使得能够输出更高品质的图像。
(其它实施例)可应用于本发明的掩膜图案的形式(允许打印区域的布置形式)不限于上述实施例所示的布置。本发明的特征在于与打印头内打印元件的位置有关的打印比率的分布。假如在打印头端部的打印元件的打印比率与在其它区域的打印元件的打印比率具有预定的相对关系，本发明能够达到其效果，而不管掩膜图案内打印区域的布置。例如，所使用的一种布置内，如图4所示的正常图案周期性地重复。作为选择地，可使用一种随机布置，如在日本专利申请公报No.6-330616(1994)中公开的。而且，本发明对于掩膜图案的应用是有效的，其中掩膜图案内的点顺序具有预定的扩散特征，如日本专利申请公报No.2002-144522所述。
此外，本发明不限于上面实施例中所述的其中打印比率随打印元件的位置连续变化的配置。本发明使用下述配置也能达到效果，其中打印元件被分解为数个打印元件组，以使打印比率在通过划分获得的每个打印元件组内逐步变化。
上述实施例中，描述了4通道打印。然而，当然，本发明的效果不限于此。本发明对于有更多或更少的通道的多通道打印也是有效的。
而且，在上述实施例中，描述了喷墨打印头以小滴的形式喷墨。然而，本发明的效果不限于该种打印方法。假如具有数个打印元件的打印头设置在推动打印介质使其输送的至少两个辊之间，如图1至3中所述的输送辊和薄片排出辊，并能在打印介质的前端部、中间部或后端部形成图像，本发明可不管打印方法而达到其效果。当然，本发明也可应用到所谓的“无边打印”，其中，图像被打印而在打印介质的端部不产生任何边距。
如上所述，本发明使用掩膜图案可抑制打印介质的前和后端部本身的打印品质的下降。本发明因此消除了如现有技术那样急剧减少用于打印前或后端部的打印元件的数量的需要。所以，具有与传统图像相同品质的图像可比现有技术更快地输出。
本发明已关于优选实施例进行了详细描述，现在对于本领域的技术人员来说，从前述内容可清楚可做出改变和修改而不脱离本发明更广的方面，并且，正是因此本发明在清楚的权利要求中覆盖了所有这些改变和修改，其均落在本发明的真实精神之内。
本申请要求2004年8月30日提交的日本专利申请No.2004-251079的优先权，其内容包含于此，以供参考。
权利要求
1.一种打印装置，其通过重复打印扫描和副扫描形成图像，在与预定方向不同的方向上，打印扫描在扫描具有沿预定方向布置的数个打印元件的打印头的同时，根据图像数据在打印介质上进行打印，副扫描沿交叉于扫描方向的方向输送打印介质，该装置包括存储部，其存储第一掩膜图案，用于将与打印介质的中间部对应的图像数据分配给数个打印扫描；和第二掩膜图案，用于将与打印介质的前和后端部中的至少一个对应的图像数据分配给数个打印扫描；第一打印控制装置，用于基于从存储部读取的第一掩膜图案以及图像数据打印打印介质的中间部；以及第二打印控制装置，用于基于从存储部读取的第二掩膜图案以及图像数据打印打印介质的端部，其中，第一和第二掩膜图案的打印比率被如此确定，即用于由第二打印控制装置打印的打印元件的端部打印元件的打印比率低于用于由第一打印控制装置打印的打印元件的端部打印元件的打印比率。
2.根据权利要求1所述的打印装置，其中，第一和第二掩膜图案中的每一个都配置为，在用于打印的打印元件中，端部打印元件的打印比率低于位于中间部附近的打印元件的打印比率。
3.根据权利要求1所述的打印装置，其中，用于由第二打印控制装置执行打印的打印元件的数量小于用于由第一打印控制装置执行打印的打印元件的数量。
4.根据权利要求1所述的打印装置，其还包括用于输送打印介质的输送装置，该输送装置包括第一输送装置，其位于打印头的上游，以支撑、输送打印介质；第二输送装置，其位于打印头的下游，以支撑、输送打印介质；以及确定装置，用于确定若打印介质正仅由第一输送装置支撑、输送，前端部被打印；确定若打印介质正由第一和第二输送装置支撑、输送时，中间部被打印；以及确定若打印介质正仅由第二输送装置支撑、输送时，后端部被打印。
5.根据权利要求4所述的打印装置，其中，用于打印前端部的第二掩膜图案不同于用于打印后端部的第二掩膜图案。
6.根据权利要求1所述的打印装置，其中，打印元件喷墨。
7.一种打印方法，其通过重复打印扫描和副扫描形成图像，在与预定方向不同的方向上，打印扫描在扫描具有沿预定方向布置的数个打印元件的打印头的同时，根据图像数据在打印介质上进行打印，副扫描沿交叉于扫描方向的方向输送打印介质，该方法包括第一分配步骤，利用第一掩膜图案将与打印介质的中间部对应的图像数据分配给数个打印扫描；第一打印步骤，基于在第一分配步骤中分配的图像数据，执行数个打印扫描，以打印在打印介质的中间部的同一扫描区域；第二分配步骤，利用第二掩膜图案将与打印介质的前和后端部中的至少一个对应的图像数据分配给数个打印扫描；以及第二打印步骤，基于在第二分配步骤中分配的图像数据，执行数个打印扫描，以打印在打印介质的端部的同一扫描区域，并且其中，与第二打印步骤中使用的打印元件的端部打印元件对应的第二掩膜图案的打印比率低于与第一打印步骤中使用的打印元件的端部打印元件对应的第一掩膜图案的打印比率。
全文摘要
本发明提供了一种打印装置和打印方法，其能高速输出高品质的图像，而不需急剧减少用于打印打印介质的前和后端部的打印元件的数量。用于打印打印介质的中间部的第一掩膜图案不同于用于打印打印介质的前或后端部的第二掩膜图案。本发明因此消除了现有技术中急剧减少用于打印前或后端部的打印元件的数量的需要。
文档编号B41J29/38GK1743176SQ2005100934
公开日2006年3月8日 申请日期2005年8月30日 优先权日2004年8月30日
发明者锦织均, 田鹿博司, 井手大策, 矢泽刚, 增山充彦, 关聪, 丸晶子, 吉川宏和, 高宫英秋, 山本恒介 申请人:佳能株式会社