专利名称：一种喷墨打印机及其打印方法
技术领域：
本发明涉及喷墨打印领域，尤其是涉及一种喷墨打印机及其打印方法。
技术背景喷墨成像原理是将油墨以一定的速度从微细的喷嘴喷射到介质上，通过 油墨与承印物的相互作用实现影像的再现。 一个喷墨打印头通常由若干个喷嘴 构成， 一个喷墨打印机则包含若干个喷墨打印头。目前，在高速喷墨打印设备 中，通常釆用喷墨打印头固定、介质移动的方法来完成整幅图像的打印。采用 这种方法时，喷墨打印头的喷嘴覆盖整个打印宽度，喷墨头喷射一次可以形成 一行图像，打印完一行后，将介质移动到下一行的打印位置，喷墨头打印下一 行图像，如此循环，直至完成一幅图像的打印。如图l所示，喷墨头通过某种 方式将墨滴以一定的速度喷射到介质上，编码器轴转动，带动介质移动。在这 种打印模式下，喷墨控制系统需要准确计算出介质移动到下一行打印位置的时 刻，否则就会导致承印物上的墨滴位置与理想位置不一致，从而影响影印质量。现有技术中，喷墨控制系统通常采用编码器作为测量工具来计算介质移动 的距离，根据编码器脉沖的时刻来控制喷墨头喷射的时刻。如图1所示装置中， 编码器通常安装在一个高精度的轴上，以转速为2000rpm、轴周长为160mm 的编码器为例，编码器旋转一周将产生2000个脉冲，而同时假设介质的运动 速度为0.4m/s,因此编码器产生一个脉冲的平均周期为1/ ((0.4/0.16) *2000) =0.0002s,即200us。因此，若喷墨控制器在每个编码器脉冲沿进行喷射，即 可达到2000/ ( 160/25.4) =317.5dpi的分辨率。但是，现有技术中通常不考虑喷墨头喷射墨滴与墨滴落在介质上的时刻 差，而是将喷墨头喷射墨滴的时刻等同于墨滴落在介质上的时刻，喷墨头和介质之间存在一定的距离，因而导致墨滴落在介质上需要一定时间。理论上，介 质的运动可以处于匀速运动状态，此时，墨滴经过一段时间到达介质上时，仍能准确到达对应行的打印位置；但实际上，介质移动速度在一个很小的时间段内(如毫秒内)是一直在变化的，因此，喷墨头喷射墨滴时介质移动速度与墨 滴落在介质上时介质移动速度是不同的，墨滴落在介质上的位置与理想位置也是不同的，从而影响打印质量。下面详细说明介质的运动通常是由电机带动的，而电机的转速通常是呈周期性变化的， 如一段时间内呈上升趋势，另外一段时间则呈下降趋势，因此，介质的运行速 度不可能是绝对匀速的，从而导致编码器的脉冲宽度在一定幅度内呈正弦波式 波动。现有技术中，喷墨控制系统控制喷墨头在编码器的每一个脉冲上升沿或 下降沿进行喷射。举一实例，假设采用图l所示设备，喷墨头与介质的距离为2mm，墨滴的 初始运动速度定为10m/s,则第一个墨滴从喷墨头喷射到墨滴落在介质上的时 间为200us;喷墨控制系统通过计算得知每一个编码器脉沖代表介质运动距离 为一行，如图2所示，假设本例中共发出9个编码器脉冲信号，分别为200us、 201us、 202us、 203us、 204us、 205us、 206us、 207us、 208us;并预设喷墨控制 系统控制喷墨头在每一个编码器脉冲的上升沿喷射。以第l个墨滴和第2个墨 滴为例，现有技术中，两个墨点喷射的间隔为200us,实际上，第1个墨点经 过200us时间的飞行进而落在介质上时，介质的运动速度已经变为需要201us 才能移动1行的间距，因此第2个墨点落在介质上的位置并未准确在打印位置 上，相对准确的打印位置前移了一点，落在距第1个墨滴200us处，而并非理 想到达时刻，即201us,所以，第1个墨滴和第2个墨滴的间距会比理想值的 要小，其幅度约为(201 - 200) /201 =0.5%。同理，第2个墨滴和第3个墨滴的间距也小于理想值……第8个墨滴和第 9个墨滴的间距也小于理想值。所以，第1个墨滴到第9个墨滴的时刻误差是 由每两个墨滴的时刻误差的累加值，如图2所示，第2行的时刻误差为401-400-lus,第3行的时刻误为603-60^2us，第4行的时刻误为806-803=3us, 第5行的时刻误为1010-1006=4us,第6行的时刻误为1215-1210=5us，第7行 的时刻误为1421-1415=6us,第8行的时刻误为1628-162l=7us,第9行的墨滴 时刻误差最大，与理想值的差距达到了 1836-1828 = 8us，即达到了一行距离的 4%左右。发明人还发现，在喷墨头和介质的距离增大、介质移动速度波动较大的情 况下，积累的时刻误差会更高，无法保证打印质量。发明内容本发明实施例提供一种喷墨打印机的打印方法，用以改善打印质量，该方 法包括根据墨滴喷射到介质所需时间和介质移动速度，得到介质移动速度变化时 墨滴落到介质上的时刻与介质移动速度恒定时墨滴落到介质上的时刻的时刻 误差；根据所述时刻误差调整墨滴的喷射时刻； 按调整后的喷射时刻进行墨滴喷射。较佳的，墨滴喷射到介质所需时间根据喷墨打印机的墨滴喷射的速度、喷 嘴与介质之间的距离确定。较佳的，根据墨滴喷射到介质所需时间和介质移动速度，得到所述时刻误 差包括根据墨滴喷射到介质所需时间与平均脉沖周期，得到墨滴落在介质上的时 刻相对墨滴的喷射时刻的滞后周期数，所述平均脉沖周期根据介质移动速度、 编码器连接轴的周长和编码器每转脉冲数确定；根据相隔所述滞后周期数的脉冲周期之间的差值，得到所述时刻误差。 较佳的，所述滞后周期数为不小于墨滴落在介质上所需时间除以平均脉沖 周期的最小整数值。较佳的，根据所述时刻误差调整墨滴的喷射时刻包括 根据所述时刻误差得到调整墨滴的喷射时刻所需的补偿值；根据所述补偿值调整墨滴的喷射时刻。较佳的，根据所述补偿值调整墨滴的喷射时刻包括 根据缺省喷射延时和所述补偿值，得到脉冲沿到调整后的墨滴的喷射时刻 的时间间隔；根据所述时间间隔调整墨滴的喷射时刻。较佳的，所述缺省喷射延时设为所述平均脉沖周期的四分之一。较佳的，所述调整墨滴的喷射时刻是指将墨滴的喷射时刻从编码器脉冲沿 后延所述时间间隔。本发明实施例还提供了一种喷墨打印机，用以改善打印质量，该装置包括误差确定单元，用于根据墨滴从喷射至落到介质上所需时间和介质移动速 度，得到介质移动速度变化时墨滴落到介质上的时刻与介质移动速度恒定时墨 滴落到介质上的时刻的时刻误差；调整单元，用于根据所述时刻误差调整墨滴的喷射时刻；喷墨单元，用于按调整后的喷射时刻进行墨滴喷射。较佳的，所述误差确定单元进一步包括平均脉冲周期确定子单元，用于根据介质移动速度、编码器连接轴的周长 和编码器每转脉冲数确定平均脉冲周期；滞后周期数确定子单元，用于根据墨滴喷射到介质所需时间与平均脉冲周 期，得到墨滴落在介质上的时刻相对墨滴的喷射时刻的滞后周期数；误差判别子单元，用于根据相隔所述滞后周期数的脉冲周期得到所述时刻 误差。较佳的，所述调整单元进一步包括补偿值计算子单元，用于根据所述时刻误差得到调整墨滴的喷射时刻所需 的补偿值；调节子单元，用于根据所述补偿值调整墨滴的喷射时刻。本发明实施例中，根据墨滴喷射到介质所需时间和介质移动速度，得到介 质移动速度变化时墨滴落到介质上的时刻与介质移动速度恒定时墨滴落到介 质上的时刻的时刻误差，根据所述时刻误差调整墨滴的喷射时刻，按调整后的 喷射时刻进行墨滴喷射，可以避免介质移动速度变化时墨滴落到介质上位置出 现误差，使得墨滴准确地落在介质的目标位置上，消除了所述时刻误差对打印 质量的影响，并且在喷射多个墨滴时，也不会形成墨滴落到介质上位置的累积 误差，大大提高了打印质量。
图1为背景技术中喷墨打印机喷射的示意图；图2为背景技术中喷墨打印机喷射的墨滴序列产生累积时刻误差的示意图；图3为本发明实施例中喷墨打印机的打印方法流程示意图； 图4为本发明实施例中消除喷墨打印机喷射的墨滴序列产生的累积时刻误 差的示意图；图5为本发明实施例中喷墨打印机的结构示意图；图6为本发明实施例中喷墨打印机的误差确定单元的结构示意图；图7为本发明实施例中喷墨打印机的调整单元的结构示意图。具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细i兌明。 如图3所示，本发明实施例中， 一种喷墨打印机的打印方法包括 步骤301、根据墨滴喷射到介质所需时间和介质移动速度，得到介质移动速度变化时墨滴落到介质上的时刻与介质移动速度恒定时墨滴落到介质上的时刻的时刻误差；步骤302、根据所述时刻误差调整墨滴的喷射时刻； 步骤303、按调整后的喷射时刻进行墨滴喷射。一个实施例中，步骤301实施时，因喷墨打印机的喷嘴与介质间有一定的 距离，墨滴喷射后需要一定的时间才能落到介质上。实施时，可以有多种方法 确定墨滴落到介质上所需的时间，如利用计时器计时等；较佳的，可以根据喷 墨打印机的墨滴喷射速度、喷嘴与介质之间的距离，确定墨滴喷射到介质所需 时间，且墨滴喷射5 'j介质所需时间等于喷嘴与介质之间的距离除以喷墨头墨滴 喷射的速度。举一例说明设墨滴在喷射时获得一定的喷射速度v，喷墨头与 介质间的距离为s,则墨滴到达介质所需时间t=s/v。在墨滴落到介质上所需时间内，介质移动速度变化进一步表现为脉冲周期 的变化，且脉沖周期与介质移动速度成反比，为方便后文判断时刻误差及累积 时刻差，以脉冲周期的变化代替介质移动速度的变化。在实施时，对每一个脉 冲周期进行计时，并记录周期时长。在一个实施例中，介质在运动时若经过一个完整的脉冲周期，则介质正好 运行到一行的打印位置上，因此，墨滴落在介质上的位置只与墨滴落在介质上 的时刻的脉沖周期和墨滴的喷射时刻的脉沖周期有关，而与中间经过的脉冲周 期无关。因此，所述的时刻误差也只需根据墨滴落在介质上的时刻的脉冲周期 和墨滴的喷射时刻的脉沖周期即可得到， 一个墨滴的时刻误差为墨滴落在介质 上的时刻的脉沖周期和墨滴的喷射时刻的脉冲周期的差值。实施中，有多种方法能够确定墨滴的时刻误差，例如采用计时器计时，较 优的，可以根据墨滴落在介质上的时刻相对墨滴的喷射时刻的滞后周期数判断 两个脉冲周期的差值。所述滞后脉沖周期数有多种判断方法，例如，在墨滴喷射到介质所需时间内对脉冲进行人工计数，较佳的，可以根据墨滴喷射到介质 所需时间和平均脉沖周期得到，即在墨滴落在介质所需时间内包括多少个编码 器的平均脉冲周期，滞后的脉冲周期数为不小于墨滴落在介质上所需时间除以 平均脉冲周期的最小整数值。举例说明设介质运行速度V,编码器连接轴的周长为1,则编码器每转所需时间为1/v,又因为编码器每转脉冲数为m,则编码器的平均脉冲周期T为(1/v)/m,即T =1/ (v x m);则在墨滴落到介质上所需时间t内，至少经过了 t/T取整数值个的脉冲周 期，即滞后的脉冲周期数n。一个实施例中，步骤302在实施时，根据所述时刻误差调整墨滴的喷射时 刻有多种实施方式，例如，可以根据时刻误差直接将墨滴的喷射时刻提前或滞 后，也可以根据所述时刻误差得到调整墨滴的喷射时刻所需的补偿值，并根据 所述补偿值调整墨滴的喷射时刻。现以根据所述时刻误差得到调整墨滴的喷射时刻所需的补偿值为例进行 说明。实施时，在第一个墨滴到达介质前，因无法预测墨滴落在介质上形成的时 刻误差，喷墨控制系统并没有对喷墨时刻进行调整，因此在第一个墨滴到达介 质所需时间内喷射的墨滴的补偿值为0。根据记录的编码器的每个脉冲周期， 得到一个墨滴对应的时刻误差，因一个序列中有多个墨滴，且墨滴的时刻误差 会产生累积效应，因此在前一个墨滴的调整基础上对该墨滴的喷射时刻进行调 整。举例i兌明设补偿值为Di，编码器的每个脉冲周期为TEi,对于任意一个喷射序列I (i>n+l), Dl至Dw均为0;设一个墨滴的时刻误差为Ti，则Ti = TEi-TE^;; 则该墨滴的补偿值Di=Ti + Dw。因为介质移动速度通常是呈正弦变化的，墨滴落在介质上的位置就会相应 出现滞后或提前两种情况，相对应的，对墨滴的喷射时刻的调整可能是将喷射 时刻提前，也可能是将喷射时刻滞后。为方便实现对墨滴的喷射时刻的控制， 在一个实施例中，提供了一个缺省喷射延时Tdmax,将墨滴的喷射时刻从脉沖 沿后延。介质移动速度不会突变，所以补偿值通常较小， 一般小于平均脉冲周期的十分之一，因此，通常将Tdmax设为平均脉沖周期的四分之一。此时，墨滴的喷射时刻相对脉沖沿滞后一定时间，而不会出现喷射时刻提前到脉沖沿前， 难以控制喷射时刻的情况。根据Tdmax和补偿值，调整墨滴的喷射时刻，脉冲沿到喷墨头喷射的时 间间隔为Tdmax与补偿值的和，记为Fi=Tdmax+Di。一个实施例中，步骤303在实施时，从脉冲沿开始计时，经过Fi的时长 后开始喷射墨滴，即滞后Fi时间进行喷射。现举一实例进行说明为方便与背景技术作对比，本例中采用与图2所示的实例中相同的条件， 即墨滴到达介质所需时间为200us，编码器的平均脉冲周期为200us，根据上述 条件得出墨滴落在介质上的时刻相对于墨滴喷射时刻滞后了 1个周期，设定 Tdmax为50us，将喷射时刻由编码器脉冲的上或下降沿后延，如图4所示。由 于第1个墨滴及第2个墨滴喷射时并没有墨滴到达介质，进而也无法得知其形 成的时刻误差，因此第l个墨滴及第2个墨滴不做调整，只是将喷射时刻延后 Tdmax,第1个墨滴及第2个墨滴分别在50us及250us时喷射。第3个墨滴喷 射时，根据TE3=202及TE2 = 201可得出T3 = TE3-TE2 = lus,因为第1个墨 滴及第2个墨滴都未作调整，所以，第3个墨滴的喷射时刻调整为在编码器上 升沿或下降沿后延时Tdmax与T3的和值，即51us。同理可得T4-lus，因为第3个墨滴已调整了时刻误差lus，因此，第四 个墨滴在第3个墨滴的调整基础上再调整lus,即第4个墨滴的喷射时刻调整 为编码器上升沿或下降沿后52us。同理可得到图4中第5个墨滴至第9个墨滴 的喷射时刻调整为编码器上升或下降沿滞后53us、 54us、 55us、 57us、 57us。 通过计算可以得出，图4中第2行到第9行的间距保持与理想值的一致，误差 累积被消除。基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种喷墨打印机，如图5所示， 该装置包括误差确定单元501,用于根据墨滴从喷射至落到介质上所需时间和介质移 动速度，得到介质移动速度变化时墨滴落到介质上的时刻与介质移动速度恒定时墨滴落到介质上的时刻的时刻误差；调整单元502，用于根据所述时刻误差调整墨滴的喷射时刻； 喷墨单元503，用于按调整后的喷射时刻进行墨滴喷射。 一个实施例中，如图6所示，图5所示的误差确定单元501还可以包括 平均脉沖周期确定子单元601,用于根据介质移动速度、编码器连接轴的周长和编码器每转脉冲数确定平均脉冲周期；滞后周期数确定子单元602，用于根据墨滴喷射到介质所需时间与平均脉冲周期，得到墨滴落在介质上的时刻相对墨滴的喷射时刻的滞后周期数；误差判别子单元603,用于根据相隔所述滞后周期数的脉冲周期得到所述时刻误差。一个实施例中，如图7所示，图5所示的调整单元502进一步包括 补偿值计算子单元701，根据所述时刻误差得到调整墨滴的喷射时刻所需 的补偿值；调节子单元702，根据所述补偿值调整墨滴的喷射时刻。 本发明实施例中，根据墨滴喷射到介质所需时间和介质移动速度，得到介 质移动速度变化时墨滴落到介质上的时刻与介质移动速度恒定时墨滴落到介 质上的时刻的时刻误差，根据所述时刻误差调整墨滴的喷射时刻，按调整后的 喷射时刻进行墨滴喷射，可以避免介质移动速度变化时墨滴落到介质上位置出 现误差，使得墨滴准确地落在介质的目标位置上，消除了所述时刻误差对打印 质量的影响，并且在喷射多个墨滴时，也不会形成墨滴落到介质上位置的累积 误差，大大提高了打印质量。实施中，还可以设置缺省喷射延时，将喷射时刻后延，从而准确检测到脉 冲沿的到达，将可能需要将在脉冲沿之前喷射的情况转化为在脉冲沿后进行喷 射，容易实现。明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种喷墨打印机的打印方法，其特征在于，该方法包括根据墨滴喷射到介质所需时间和介质移动速度，得到介质移动速度变化时墨滴落到介质上的时刻与介质移动速度恒定时墨滴落到介质上的时刻的时刻误差；根据所述时刻误差调整墨滴的喷射时刻；按调整后的喷射时刻进行墨滴喷射。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述墨滴喷射到介质所需时 间根据喷墨打印机的墨滴喷射速度、喷嘴与介质之间的距离确定。
3、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据墨滴喷射到介质所 需时间和介质移动速度，得到所述时刻误差包括根据墨滴喷射到介质所需时间与平均脉冲周期，得到墨滴落在介质上的时 刻相对墨滴的喷射时刻的滞后周期数，所述平均脉沖周期根据介质移动速度、 编码器连接轴的周长和编码器每转脉冲数确定；根据相隔所述滞后周期数的脉冲周期之间的差值，得到所述时刻误差。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述滞后周期数为不小于墨 滴落在介质上所需时间除以平均脉冲周期的最小整数值。
5、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述时刻误差调整 墨滴的喷射时刻包括根据所述时刻误差得到调整墨滴的喷射时刻所需的补偿值； 根据所述补偿值调整墨滴的喷射时刻。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述补偿值调整墨 滴的喷射时刻包括根据缺省喷射延时和所述补偿值，得到脉沖沿到调整后的墨滴的喷射时刻 的时间间隔；根据所述时间间隔调整墨滴的喷射时刻。
7、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述缺省喷射延时设为所述 平均脉冲周期的四分之一 。
8、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调整墨滴的喷射时刻是 指将墨滴的喷射时刻从脉冲沿后延所述时间间隔。
9、 一种喷墨打印机，其特征在于，该装置包括误差确定单元，用于根据墨滴从喷射至落到介质上所需时间和介质移动速 度，得到介质移动速度变化时墨滴落到介质上的时刻与介质移动速度恒定时墨 滴落到介质上的时刻的时刻误差；调整单元，用于4艮据所述时刻误差调整墨滴的喷射时刻；喷墨单元，用于按调整后的喷射时刻进行墨滴喷射。
10、 如权利要求9所述的喷墨打印机，其特征在于，所述误差确定单元进 一步包括平均脉冲周期确定子单元，用于根据介质移动速度、编码器连接轴的周长 和编码器每转脉冲数确定平均脉沖周期；滞后周期数确定子单元，用于根据墨滴喷射到介质所需时间与平均脉沖周 期，得到墨滴落在介质上的时刻相对墨滴的喷射时刻的滞后周期数；误差判别子单元，用于根据相隔所述滞后周期数的脉冲周期得到所述时刻 误差。
11、 如权利要求9所述的喷墨打印机，其特征在于，所述调整单元进一步 包括补偿值计算子单元，用于根据所述时刻误差得到调整墨滴的喷射时刻所需 的补偿值；调节子单元，用于根据所述补偿值调整墨滴的喷射时刻。
全文摘要
本发明公开了一种喷墨打印机的打印方法，用以改善打印质量，该方法包括根据墨滴喷射到介质所需时间和介质移动速度，得到介质移动速度变化时墨滴落到介质上的时刻与介质移动速度恒定时墨滴落到介质上的时刻的时刻误差；根据所述时刻误差调整墨滴的喷射时刻；按调整后的喷射时刻进行墨滴喷射。本发明实施例还提供了一种喷墨打印机。本发明实施例中采用调整墨滴的喷射时刻来避免介质移动速度变化时墨滴落到介质上位置出现误差，并能够消除喷射多个墨滴时形成的累积误差，调整墨滴落在介质上的位置，进而提高打印质量。
文档编号B41J2/04GK101402282SQ2008102243
公开日2009年4月8日 申请日期2008年10月17日 优先权日2008年10月17日
发明者刘志红, 峰 陈 申请人:北京大学;北大方正集团有限公司;北京北大方正电子有限公司