喷墨装置及其矫正喷墨的方法

专利名称：喷墨装置及其矫正喷墨的方法
技术领域：
本发明涉及一种喷墨装置，尤其涉及一种可减少图像失真的喷 墨装置及其矫正喷墨的方法。
背景技术：
一般在组装喷墨打印机时，由于装置零件的公差或人为因素， 常会造成承载喷墨头的载架的组装公差过大，使载架在组装完成后 产生倾斜的现象。这样，将导致喷墨头的移动^各径与打印面的平行 度不够，进而影响打印质量。请参照图1A,其示出喷墨头移动^各径与打印面不平行的示意 图。如图1A所示，喷墨打印机100包括喷墨头110和载架120。 由于组装后的载架120相对于打印面A并不平^f于，装i殳在载架120 上的喷墨头100的移动路径MP会受到载架120装设的位置的影响， 4吏喷墨头110与打印面A3巨离(pen to paper space, PTS )不一致。 其中，载架120的左边界可一见为最大正/>差yl,右边界为最大负/> 差y2,喷墨头110的移动3各径MP相对于打印面A倾冻牛某一角度， 导致PTS误差。因为组装导致的PTS误差常会造成喷墨打印机100以固定速度 打印时，墨滴离开喷墨头IIO到打印面A (纸张)的时间在打印面 A的左右边界不一致，进而产生图像打印失真。接着参照图IB,其 表示图1A的喷墨头打印失真的示意图。在图IB中，虚线箭头为喷墨头想要喷墨的位置，而实线箭头代表墨滴实际到达的位置。在理 想状态下，如果无PTS误差产生，则其必须满足PTS11=PTS22=PTS33,即喷墨头110在载架120上的4壬意^f立置(例 如是Pll、 P22或P33 )到打印面A的距离一致。另外，墨滴乂人离 开喷墨头110至到达打印面A的时间Td要相同，即 Tdll=Td22=Td33。而且，各位置上的虚线箭头与实线箭头的距离 必须相同，即D11=D22=D33，这样便不会产生打印图像失真的情 况。然而，当产生组装导致的 PTS i吴差时，例如 PTS11〉PTS22〉PTS33,墨滴离开喷墨头110到打印面A的时间会 如Tdll>Td22>Td33的关系所示，使墨滴在打印面A上的位置偏移 量不一致，即D11>D22〉D33,将使打印的图像产生失真的问题， 使打印图像的质量低劣。发明内容本发明涉及一种喷墨装置及其矫正喷墨的方法，在已经存在的 PTS误差条件下，利用控制墨滴离开喷墨头的时间，以便调整墨滴 到达打印面的位置，由此来改善图〗象打印的效果。本发明提出一种可应用于喷墨装置的矫正喷墨的方法，其包 括将喷墨装置设定于打印区域的第一边界和第二边界；读取喷墨 装置在第一边界的第一墨滴偏移量和喷墨装置在第二边界的第二 墨滴偏移量；根据第一墨滴偏移量与第二墨滴偏移量的差值以及喷 墨装置的打印速度，以决定喷墨装置在喷墨时的最大时间补偿值； 以及，根据第一边界和第二边界的位置以及最大时间补偿值，以判 断喷墨装置在打印区域中的任意位置喷墨时的时间补偿值。根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(b)包括(bl ) 使所述喷墨装置/人所述第一边界向所述第二边界的方向移动，依次 在所述第一边界处打印第一记号，在所述第二边界处打印第二记号；(b2)使所述喷墨装置从所述第二边界向所述第一边界的方向 移动，依次在所述第二边界处打印第三记号，在所述第一边界处打 印第四记号；以及(b3 )根据所述第一记号与所述第四记号的距离， 以取得所述第 一墨滴偏移量，并根据所述第二记号与所述第三记号 的距离，以取得所述第二墨滴偏移量。根据本发明所述的方法，其中所述第一墨滴偏移量基本上是所 述第 一记号与所述第四记号的距离的二分之一 ，所述第二墨滴偏移 量基本上是所述第二记号与所述第三记号的距离的二分之一。根据本发明所述的方法，在所述步骤(c)中，所述最大时间 补偿值△ t= △ d/v,其中△ d是所述第一墨滴偏移量与所述第二墨 滴偏移量的差值，v是所述喷墨装置的打印速度。根据本发明所述的方法，在所述步骤(d)中，当所述第一墨 滴偏移量大于所述第二墨滴偏移量时，所述〗壬意位置的所述时间补 偿值^71= ( ala/al) x at,其中al是所述第一边界与所述第 二边界的距离，△ la是所述任意位置与所述第 一边界的距离。本发明还提出一种喷墨装置，其包括喷墨头、检测单元和控制 单元。喷墨头可在打印区域上的第一边界处、第二边界处和所述第 一边界及所述第二边界之间的4壬意4立置打印。纟企测单元可4企测该打 印区域上的墨滴位置，并传送出相应的检测信号。控制单元电连接 喷墨头和々企测单元。控制单元4妻收#佥测单元在第一边界和第二边界 处所4企测的墨滴位置去判断第 一 边界的第 一 墨滴偏移量以及第二 边界的第二墨滴偏移量。控制单元接着可^^艮据第 一 墨滴偏移量与第 二墨滴偏移量的差值以及喷墨头的打印速度，以计算喷墨头在喷墨 时的最大时间补偿^f直。控制单元<更可#4居第一边界、第二边界和最 大时间补偿值去判断喷墨头在打印区域中的任意位置喷墨时的时 间补偿值。才艮据本发明所述的装置，其中，所述控制单元驱使所述喷墨头 乂人所述第 一边界向所述第二边界的方向移动，依次在所迷第 一边界 处打印第一记号，在所述第二边界处打印第二记号，同时所述控制 单元接着驱使所述喷墨头从所述第二边界向所述第一边界的方向 移动，依次在所述第二边界处打印第三记号，在所述第一边界处打 印第四记号，所述控制单元才艮据所述第一记号与所述第四记号的距 离，以取得所述第一墨滴偏移量，并根据所述第二记号与所述第三 i己号的3巨离，以耳又4寻所述第二墨滴偏移量。根据本发明所述的装置，其中，所述第一墨滴偏移量实质上是 所述第 一记号与所述第四记号的距离的二分之一 ，所述第二墨滴偏 移量实质上是所述第二记号与所述第三记号的距离的二分之一。才艮据本发明所述的装置，其中，所述最大时间补偿值at二a d/v， ad是所述第一墨滴偏移量与所述第二墨滴偏移量的差^f直， v是所述喷墨头的打印速度。根据本发明所述的装置，其中，当所述第一墨滴偏移量大于所 述第二墨滴偏移量时，所述任意位置的所述时间补偿值ATi- ( △ la/al) x at， al是所述第一边界与所述第二边界的距离，△ la是所述任意位置与所述第 一边界的距离。为使本发明的所述内容能更明显易懂，下文特举一个优选实施 例，并结合所附附图，详细i兌明如下。


图1a示出喷墨头移动路径与打印面不平行的示意图。 图1b示出图1a的喷墨头打印失真的示意图。图2示出根据本发明的优选实施例的矫正喷墨方法的流程图。 图3示出计算边界打印偏移量的示意图。 图4示出以双边打印方式测量偏移量的示意图。 图5示出图3的喷墨头在时间补偿后在第二边界的示意图。 图6示出动态调整时间补偿值的示意图。以及 图7示出根据本发明的优选实施例的喷墨装置的电路方块图。具体实施方式

本实施例4皮露的矫正喷墨的方法可应用于现有喷墨装置，针对 组装喷墨装置后所产生的PTS误差，执行矫正喷墨装置的步骤，作 以下iJL明。参照图2，其示出根据本发明优选实施例的矫正喷墨方法的流 程图。如图2所示，头斧正喷墨的方法包括步-银21~24:将喷墨装置 设定于打印区域的第一边界和第二边界；然后，读取喷墨装置在第 一边界的第一墨滴偏移量和喷墨装置在第二边界的第二墨滴偏移 量；接着，才艮据第一墨滴偏移量与第二墨滴偏移量的差值以及喷墨 装置的打印速度，以决定喷墨装置在喷墨时的最大时间补偿值；以 及，根据第一边界和第二边界的位置以及最大时间补偿值，以判断 喷墨装置在打印区域中的任意位置喷墨时的时间补偿值。由于喷墨装置的喷墨头会受到装置中载架和其它机构的限制， 而被限定在某一移动范围内，使喷墨头只能在打印区域上执行打印 的动作。在步骤21中，主要是先定义出喷墨头在该打印区域的两 个边界。参照图3，其示出计算边界打印偏移量的示意图。在图3中，虚线箭头为喷墨头想要喷墨的位置，而实线箭头代表墨滴实际到达的位置。 -底定喷墨装置200的喷墨头210可在打印区域PA的 第一边界Pl (例如是左边界)和第二边界P2 (右边界)之间以等 速V移动。另外，本实施例以第一边界Pl与第二边界P2的PTS 误差关系为PTS1〉PTS2进行说明。由于PTS1〉PTS2，在第一边界 Pl与第二边界P2处的墨滴到达打印面A的时间关系为Tdl>Td2， 使第一边界P1的第一墨滴偏移量D1大于第二边界P2的第二墨滴 偏移量D2。4妄着如步骤22所示，读取第一墨滴偏移量D1和第二墨滴偏移 量D2。在实际运用时，可采用双边打印的方式去读取墨滴在第一 边界P1和第二边界P2的偏移量。参照图4，其示出以乂又边打印方 式测量偏移量的示意图。喷墨头210在第一边界P1和第二边界P2 之间来回打印一次。其中，图4中的实线箭头为喷墨头210在前进 方向(图中的向右方向，由第一边界向第二边界移动的方向)上移 动时，在第一边界P1和第二边界P2打印的墨滴位置，各标示为第 一记号N1和第二记号N2。至于虚线箭头，其为喷墨头210在回复 方向(图中的向左方向，即由第二边界向第一边界移动的方向)， 依次在第二边界和第 一边界打印的墨滴位置，各标示为第三记号 N3和第四"i己号N4。才艮据第一边界P1处的第一记号N1和第四记号N4，可以计算 出第一边界P1上的第一墨滴偏移量D1。同样地，才艮据第二边界P2 处的第二i己号N2和第三i己号N3，也可以计算出第二边界P2上的 第二墨滴偏移量D2。由于喷墨头210往复打印一次，^:第一墨滴 偏移量Dl实质上是第一记号Nl与第四记号N4的距离的二分之 一，而第二墨滴偏移量D2实质上是第二记号N2与第三"i己号N3的 距离的二分之一。这样便可计算出第一墨滴偏移量Dl与第二墨滴 偏移量D2的差^f直AD,其等于D1-D2。然后，进入步骤23,根据第一墨滴偏移量D1与第二墨滴偏移 量D2的差值以及喷墨装置的打印速度，以决定喷墨装置在喷墨时 的最大时间补偿值。由于本实施例中是以第一边界Pl为基准点， 其具有最大的PTS误差，因此不需再做时间补偿，换句话说，喷墨 头210在第一边界P1的时间补偿值为AT忭O。喷墨头210在第二 边界P2上需要最大时间补偿值AT2，使喷墨头210在调整后，可 在第二边界P2上产生第二墨滴偏移量D2，其等于第一墨滴偏移量 D1 。由于喷墨头210是以等速V移动，最大时间补偿值△ T2= △ D/V, 这样便可计算出喷墨头210在第二边界P2处的时间外卜偿值。参照图5,其示出图3的喷墨头在时间补偿后在第二边界的示 意图。如图5所示，当喷墨头210移动到第二边界P2时，由于时 间补偿的关系，喷墨头210并不会在时间Td2释放墨滴，而是会在 时间Td2，(其等于Td2 + AT2 )时才释放墨滴，此时喷墨头210已 移动到喷墨头210，处，故可使喷墨头210，在第二边界P2的第二墨 滴偏移量D2'等于第一墨滴偏移量Dl。由于最大时间补偿值AT2为已知，随即可进入步骤24,才艮据 第一边界P1和第二边界P2的位置以及此最大时间补偿值AT2，判 断喷墨装置200在打印区域PA中的任意位置喷墨时的时间补偿值 ATi。参照图6,其示出动态调整时间补偿值的示意图。如图6所示， 由于喷墨头210在第一边界P1处具有最大PTS"i吴差，所以不需要 ^敗时间补偿，其ATl-O。喷墨头210在第二边界P2处具有最小的 PTS"i吴差，所以其AT2为最大时间补偿值，其值可通过上述步艰《求 得，WAT2=AD/V。至于喷墨头210在第一边界P1和第二边界P2 之间的任意位置Pi的时间补偿值ATi,则可以通过位置比例的关系 获得。举例来说，由于本实施例是以第一边界Pl做为基准，第一墨滴偏移量D1大于第二墨滴偏移量D2，按照位置比例的关系，所述 任意位置Pi的时间补偿值ATi- ( ala/al) x a丁2，其中al是 第一边界P1与第二边界P2的距离，ALA是所述任意位置Pi与第 一边界P1的3巨离。求出喷墨头210在第一边界P1与第二边界P2 之间任意位置Pi上的时间补偿值ATi后，喷墨头210 i"更在时间Ti + ATi时释放墨滴，使此位置的墨滴偏移量Di和第一边界Pl或第 二边界P2的墨滴偏移量D1、 D2相同。这样，由于打印区域PA上 的任意位置的墨滴偏移量均相同，不会再产生因墨滴偏移量不一致 所导致的图像打印失真问题，由此提升图像打印的质量。本实施例还4皮露一种可自动头乔正喷墨的喷墨装置。参照图7， 其示出根据本发明的优选实施例的喷墨装置的电路方块图。如图7 所示，喷墨装置700包4舌喷墨头710、 4空制单元730和冲全测单元750 等。控制单元730分别与喷墨头710及斗企测单元750电连接。喷墨 头710可在打印区域PA上执行喷墨的功能。枱r测单元750可检测 打印区域PA上的墨滴位置，并传出相应的才企测信号到控制单元 730, 4吏控制单元730由此调整喷墨头710的打印动作。才企测单元 750可以是光传感器，通过发射光线到打印区域PA并接收反射后 的光线，以便转换成电信号传送到控制单元730。控制单元730可驱4吏喷墨头710以等速V移动，并在打印区^戈 PA的第一边界和第二边界处打印出第一记号、第二记号、第三记 号和第四记号(如图4所示)，检测单元750会接着检测打印区域 PA上的各记号位置，并将这些记号位置的检测信号传送到控制单 元730。控制单元730会根据这些检测信号去判断在第一边界和第 二边界处的第一和第二墨滴偏移量Dl、 D2,据此以1"更计算出第一 墨滴偏移量D1与第二墨滴偏移量D2之间的差值AD。然后，根据 此差值AD和喷墨头710的打印速度V,控制单元730便可计算出 喷墨头710在第二边界上的最大时间补偿值。当然，由已知的第一边界、第二边界位置以及该最大时间补偿值，再才艮据打印区域PA上<壬意位置与第 一边界或第二边界的位置比例关系，^使可以判断出喷墨头710在所述打印区域PA上任意位置的时间补偿值。控制单 元730根据所计算出的时间补偿值，以自动调整喷墨头710的打印 时间。本实施例的喷墨装置及其矫正喷墨的方法可应用于多种以喷 墨方式进行图像输出的电子装置中，以便改善其因PTS误差所导致 的图像失真现象。举例来说，例如可应用于打印机、扫描机、复印 机或多功能事务机等。由于本实施例的喷墨装置在组装出厂前，无 须再经过人工手动调整喷墨装置内的零件，所以没有例如载架或喷 墨头组装所产生的PTS误差。而通过此矫正喷墨的方法，便可自动 调整喷墨头在时间#卜偿值的条件下执行喷墨功能。使喷墨装置可以 在不需更改或调整装置的情形下，仍然具备打印出良好的图像质量 的优点。本发明上述实施例所披露的喷墨装置及其矫正喷墨的方法，是 先找出喷墨装置在打印区域的最大时间补偿值，从而计算出喷墨头 在打印区域上各位置的时间补偿值，以便控制喷墨头延迟或提前喷 墨的时间，由此使打印区域中各位置的墨滴偏移量相同。这样，便 不须再直接调整PTS误差，即可改善图像打印的精度。综上所述，虽然本发明已经以优选实施例4皮露如上，但是其并 非用以限定本发明。本发明所属技术领域的普通技术人员在不背离 本发明的精神和范围内，应当可以进行各种变化和修改。因此，本 发明的保护范围应当以所附的— 又利要求书所界定的范围为准。符号说明100:喷墨打印才几 110、 210、 710:喷墨头120、 220:载架730:控制单元A:打印面D2:第二墨滴偏移量N2:第二i己号N4:第四i己号P2:第二边界y2:最大负7>差PU、 P22、 P33:位置PA:打印区i或200:喷墨装置750: 4企测单元Dl:第一墨滴偏移量Nl:第一i己号N3:第三i己号Pl:第一边界yl:最大正7>差Dll、 D22、 D33:墨滴偏移量MP:移动路径
权利要求
1.一种矫正喷墨的方法，应用于喷墨装置，所述方法包括(a)将所述喷墨装置设定于打印区域的第一边界和第二边界；(b)读取所述喷墨装置在所述第一边界上的第一墨滴偏移量和所述喷墨装置在所述第二边界上的第二墨滴偏移量；(c)根据所述第一墨滴偏移量与所述第二墨滴偏移量的差值以及所述喷墨装置的打印速度，以决定所述喷墨装置在喷墨时的最大时间补偿值；以及(d)根据所述第一边界、所述第二边界和所述最大时间补偿值，以判断所述喷墨装置在所述打印区域中的任意位置喷墨时的时间补偿值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(b)包括(bl )使所述喷墨装置从所述第一边界向所述第二边界 的方向移动，依次在所述第一边界处打印第一记号，在所述第 二边界处打印第二记号；(b2)使所述喷墨装置从所述第二边界向所述第一边界 的方向移动，依次在所述第二边界处打印第三记号，在所述第 一边界处打印第四记号；以及(b3)根据所述第一记号与所述第四记号的距离，以取 得所述第一墨滴偏移量，并根据所述第二记号与所述第三记号 的距离，以取得所述第二墨滴偏移量。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所迷第 一墨滴偏移量基本上 是所述第一记号与所述第四记号的距离的二分之一，所述第二墨滴偏移量基本上是所述第二记号与所述第三记号的距离的 二分之一。
4. 根据权利要求3所述的方法，在所述步骤(c)中，所述最大 时间补偿值△ t= △ d/v，其中△ d是所述第 一墨滴偏移量与所 述第二墨滴偏移量的差值，v是所述喷墨装置的打印速度。
5. 根据权利要求4所述的方法，在所述步骤(d)中，当所述第 一墨滴偏移量大于所述第二墨滴偏移量时，所述任意位置的所 述时间补偿值^11= ( ala/al) x at，其中al是所述第 一边界与所述第二边界的距离，△ la是所述任意位置与所述 第一边界的距离。
6. —种喷墨装置，包括喷墨头，可在打印区域上的第一边界处、第二边界处和 所述第 一边界与所述第二边界之间的任意位置打印；才企测单元，可一企测所述打印区域上的墨滴位置，并传送 出相应的才企测4言号；以及控制单元，电连接所述喷墨头和所述检测单元，所述控 制单元4妄收所述4企测单元在所述第一边界和所述第二边界处 所的墨滴位置去判断所述第 一边界的第 一墨滴偏移量以及所 述第二边界的第二墨滴偏移量，同时所述控制单元才艮据所述第一墨滴偏移量与所述第二墨滴偏移量的差值以及所迷喷墨头 的打印速度，以决定所述喷墨头在喷墨时的最大时间补偿值， 所述控制单元根据所述第一边界、所述第二边界与所述最大时 间补偿值，以判断所述喷墨头在所述打印区域中的所迷任意位 置喷墨时的时间补偿值。
7. 一艮据权利要求6所述的装置，其中，所述控制单元驱使所述喷 墨头/人所述第一边界向所述第二边界的方向移动，依次在所述 第 一边界处打印第 一记号，在所述第二边界处打印第二记号， 同时所述控制单元接着驱使所述喷墨头从所述第二边界向所 述第一边界的方向移动，依次在所述第二边界处打印第三记 号，在所述第一边界处打印第四记号，所述控制单元根据所述 第一记号与所述第四记号的距离，以取得所述第一墨滴偏移 量，并根据所述第二记号与所述第三记号的距离，以取得所述 第二墨滴偏移量。
8. 根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一墨滴偏移量实质 上是所述第 一记号与所述第四记号的距离的二分之一，所述第 二墨滴偏移量实质上是所述第二记号与所述第三记号的距离 的二分之一。
9. 根据权利要求8所述的装置，其中，所述最大时间补偿值A T=AD/V, AD是所述第一墨滴偏移量与所述第二墨滴偏移量 的差值，V是所迷喷墨头的打印速度。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中，当所述第一墨滴偏移量大 于所述第二墨滴偏移量时，所述任意位置的所述时间补偿值△ Ti= ( ala/al) x at, al是所述第一边界与所述第二边 界的距离，ALA是所述任意位置与所迷第一边界的距离。
全文摘要
本发明披露一种喷墨装置及其矫正喷墨的方法，该方法的步骤包括将喷墨装置设定于打印区域的第一边界和第二边界；读取喷墨装置在第一边界上的第一墨滴偏移量和喷墨装置在第二边界上的第二墨滴偏移量；根据第一墨滴偏移量与第二墨滴偏移量的差值以及喷墨装置的打印速度，以决定喷墨装置在喷墨时的最大时间补偿值；以及，根据第一边界和第二边界的位置以及该最大时间补偿值，以判断喷墨装置在打印区域中的任意位置喷墨时的时间补偿值。根据本发明的方法，可以调整墨滴到达打印面的位置，改善图像打印的效果。
文档编号B41J2/07GK101332707SQ20071011149
公开日2008年12月31日 申请日期2007年6月27日 优先权日2007年6月27日
发明者吴声辉 申请人:明基电通股份有限公司