專利名稱：打印頭利用率的提高的制作方法
背景技術(shù)：
及概述噴墨打印頭用于以一種低成本方式打印多種介質(zhì)(如紙，某些塑料，布料，等等)。打印頭具有多個(gè)噴嘴，這些噴嘴的“起動(dòng)”由一計(jì)算機(jī)控制器控制，從而在介質(zhì)上打印所需圖案。每個(gè)噴嘴在任何特定打印頭上都具有大致相同的有效壽命，而在打印頭的壽命期間當(dāng)全部噴嘴運(yùn)行時(shí)間基本相同的情況下打印頭具有最長(zhǎng)壽命。但在實(shí)踐中，當(dāng)噴墨打印頭用于打印重復(fù)圖案(如表格或圖形中的線條，邊印等)而不是打印可變圖案時(shí)，一些噴嘴可能基本上一直在使用，而其它的噴嘴幾乎根本不用。這導(dǎo)致打印頭比期望的更快地磨損，且實(shí)際上在極端的情況下，會(huì)導(dǎo)致打印頭不再能夠有效完成其功能，而打印頭上大多數(shù)噴嘴依舊完全可用。實(shí)質(zhì)上所有類型的常規(guī)噴墨打印頭都存在這種問題，如美國(guó)專利4,989,016,5,640,183,4,872,026,4,907,018及5,412,410中所示(該列舉只是示例性的)。
4,989,016專利中示出解決上述問題的一種途徑(此文獻(xiàn)作為參考而被引入在此)，其中通過用特別控制部件來控制噴墨打印頭的噴嘴，從而在打印頭中在可接受的公差范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換打印信息，從而當(dāng)進(jìn)行重復(fù)工作時(shí)甚至超出了打印頭的壽命期限。但在某些情況下，該技術(shù)可能不會(huì)起作用，或者只有在與其它措施結(jié)合時(shí)才能起作用。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種當(dāng)打印重復(fù)圖案時(shí)延長(zhǎng)打印頭壽命的方法和系統(tǒng)，通過使用一個(gè)或多個(gè)不同的新技術(shù)，允許改變所起動(dòng)的噴嘴而不改變打印在正在制造的經(jīng)修整介質(zhì)上的重復(fù)圖案的結(jié)構(gòu)或位置。所使用的技術(shù)基本上是下列各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)(還可以與美國(guó)專利4,989,016中的技術(shù)結(jié)合使用)當(dāng)打印時(shí)沿一第一方向相對(duì)于打印頭移動(dòng)介質(zhì)，在間隔開的時(shí)間點(diǎn)沿一第二方向(如基本上垂直于第一方向)相對(duì)于介質(zhì)移動(dòng)打印頭；在間隔開的時(shí)間點(diǎn)沿該第二方向相對(duì)于介質(zhì)移動(dòng)打印頭；和/或在打印后對(duì)介質(zhì)進(jìn)行修整，以考慮被起動(dòng)的噴嘴。
為了說明的目的，本申請(qǐng)涉及噴墨打印頭，但應(yīng)該理解，這里描述的原理和方法同樣可用于延長(zhǎng)其它打印裝置，即幾乎所有數(shù)字圖像技術(shù)的打印元件的壽命。一些數(shù)字打印裝置使用多個(gè)單獨(dú)元件來產(chǎn)生打印圖案。例如，熱噴墨(氣泡噴墨)打印頭具有多個(gè)噴嘴或噴口，電子束打印機(jī)使用帶有多個(gè)電子束發(fā)生器的離子墨盒，LED靜電打印機(jī)具有成列的LED，而熱敏式打印機(jī)使用成列的加熱電阻元件。上述所有的打印機(jī)都和噴墨打印機(jī)一樣，使用隨使用而磨損的打印元件。因此在本申請(qǐng)中使用的“打印頭”一詞涵蓋了噴墨，熱噴墨，電子束，LED，以及加熱電阻元件等打印頭。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種打印方法，該方法使用至少一個(gè)具有多個(gè)打印元件(如LED，電子束發(fā)生器，加熱電阻元件，噴嘴)的打印頭，及一能夠在上面接收和保持圖案(如噴墨)的介質(zhì)(如紙，塑料片或板，布料等)，上述方法包括(a)相對(duì)于打印頭沿一第一方向移動(dòng)該介質(zhì)。(b)操作該打印頭，以起動(dòng)其多個(gè)打印元件(如噴嘴)中適當(dāng)?shù)牡谝唤M，當(dāng)該介質(zhì)相對(duì)于打印頭移動(dòng)時(shí)在該介質(zhì)上所需的位置打印重復(fù)圖案。(c)在間隔開的時(shí)間點(diǎn)沿一不同于該第一方向的第二方向相互間移動(dòng)該介質(zhì)和打印頭中的至少一個(gè)，以相對(duì)于該介質(zhì)重新定位打印頭。以及(d)與(c)相聯(lián)系，對(duì)(b)的實(shí)施進(jìn)行調(diào)節(jié)，以起動(dòng)多個(gè)打印元件(如噴嘴)中適當(dāng)?shù)牡诙M，至少某些第二組打印元件與第一組不同，以適應(yīng)(c)中的移動(dòng)，在該介質(zhì)上的所需位置繼續(xù)打印重復(fù)圖案，從而當(dāng)打印重復(fù)圖案時(shí)延長(zhǎng)打印頭的有效壽命。
在該方法中，可通過僅相對(duì)于介質(zhì)移動(dòng)打印頭來實(shí)施(c)，并優(yōu)選實(shí)施(a)-(d)，從而使第二方向垂直于第一方向。在該方法中，可同時(shí)沿第二方向移動(dòng)打印頭和介質(zhì)來實(shí)施(c)，或僅移動(dòng)介質(zhì)。該方法中，還提供了(e)在打印后至少部分地修整介質(zhì)，以考慮(d)，從而確保重復(fù)圖案在經(jīng)修整介質(zhì)上的所需定位，還可以有(f)操作打印頭，在打印頭上在可接受的公差范圍內(nèi)僅略微轉(zhuǎn)換打印信息(即改變噴嘴)，從而如4,989,016專利中公開的那樣，圖案及它們的位置位于可接受的公差范圍內(nèi)。
該方法中，與不實(shí)施(c)和(d)相比，可通過實(shí)施(a)-(d)而將某些或全部打印頭的壽命延長(zhǎng)至少10％(例如20-400％)。可根據(jù)打印頭打印的寬度和分布及打印元件的數(shù)量而重復(fù)一次或多次(a)-(d)。一種典型的情況是使用128噴嘴氣泡噴墨打印墨盒來形成一行8點(diǎn)文本。該圖案寬度約為40象素，并由打印頭相應(yīng)的40個(gè)噴嘴打印。在打印頭11的左側(cè)(噴嘴1-40)、中間(噴嘴42-82)和右側(cè)(噴嘴84-124)打印圖案將使打印頭的壽命延長(zhǎng)三倍(300％)。
在本方法的實(shí)踐中，可通過轉(zhuǎn)動(dòng)一棘輪軸使該軸前進(jìn)至少一個(gè)棘輪位置而至少部分地實(shí)施(c)，并導(dǎo)致打印頭基本線性移動(dòng)一與之對(duì)應(yīng)的距離。另外，可再次實(shí)施(c)，從而使該軸的每個(gè)棘輪位置與打印頭一個(gè)象素的基本線性位移對(duì)應(yīng)，其中實(shí)施(d)以改變噴嘴，從而使第二組噴嘴是一個(gè)與第一組位置不同的象素。該棘輪軸可手動(dòng)或自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
該至少一個(gè)打印頭可包括多個(gè)打印頭并且可對(duì)打印重復(fù)圖象的多個(gè)打印頭中的每一個(gè)實(shí)施(a)-(d)。該打印頭可被設(shè)置在相同的安裝軸或不同軸上。而且，可實(shí)施(d)以起動(dòng)第二組噴嘴，其中基本上所有的噴嘴都不同于第一組噴嘴；且(c)可被周期性和基本上自動(dòng)地實(shí)施。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種打印方法，該方法使用至少一個(gè)具有多個(gè)打印元件的打印頭，及一能夠在其上接收和保持圖案的介質(zhì)，其特征在于，上述方法包括(a)相對(duì)于打印頭沿一第一方向移動(dòng)該介質(zhì)。(b)操作該打印頭，以起動(dòng)其多個(gè)打印元件中適當(dāng)?shù)牡谝唤M，當(dāng)該介質(zhì)相對(duì)于打印頭移動(dòng)時(shí)在該介質(zhì)上將圖案打印在該介質(zhì)經(jīng)修整后的預(yù)期位置上。(c)在間隔開的時(shí)間點(diǎn)對(duì)(b)的實(shí)施進(jìn)行調(diào)節(jié)，以起動(dòng)多個(gè)打印元件中適當(dāng)?shù)牡诙M，第二組打印元件中的至少某些打印元件與第一組不同。以及(d)打印后對(duì)介質(zhì)進(jìn)行修整，以便考慮(c)，從而確保在該修整過的介質(zhì)上，重復(fù)圖案處于預(yù)期的位置上，從而與如果不實(shí)施(c)和(d)的情況相比，當(dāng)打印重復(fù)圖案時(shí)使打印頭的有效壽命延長(zhǎng)至少20％。在本發(fā)明該方面的實(shí)踐中，介質(zhì)通常應(yīng)當(dāng)比其它情況下寬，從而修整設(shè)備可從其不同邊緣修整下不同的量，以產(chǎn)生一具有所需結(jié)構(gòu)的最終經(jīng)修整的介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種延長(zhǎng)打印重復(fù)圖案的打印頭壽命的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可包括下列部件至少一個(gè)具有多個(gè)打印元件(如葉嘴)的打印頭(如噴墨)。一介質(zhì)，該介質(zhì)可相對(duì)于打印頭移動(dòng)，并能夠在其上接收和保持圖案(如噴墨)。用于沿一第一方向相對(duì)于打印頭移動(dòng)該介質(zhì)的裝置。用于操作該打印頭以起動(dòng)其多個(gè)打印元件中適當(dāng)?shù)牡谝唤M，從而在該介質(zhì)上所需位置打印出重復(fù)圖案的裝置。以及，用于在間隔開的時(shí)間沿一不同于第一方向的第二方向相互間互相移動(dòng)該介質(zhì)和該打印頭中的至少一個(gè)，從而相對(duì)于介質(zhì)對(duì)打印頭重新定位的裝置。而且，其中用于操作打印頭的裝置被調(diào)節(jié)，以起動(dòng)多個(gè)打印元件中不同于第一組的適當(dāng)?shù)牡诙M，從而適應(yīng)上述第二方向運(yùn)動(dòng)，在上述介質(zhì)上所需位置繼續(xù)打印重復(fù)圖案，從而當(dāng)打印重復(fù)圖案時(shí)延長(zhǎng)上述打印頭的有效壽命(如至少10％，最好是20-400％，及該寬范圍內(nèi)的所有較窄范圍)。
第二方向移動(dòng)裝置可包括用于移動(dòng)上述打印頭的裝置，且第二方向可基本垂直于上述第一方向。在一優(yōu)選實(shí)施例中，第二方向移動(dòng)裝置包括一絲杠軸，一將上述打印頭安裝在上述絲杠軸上的移動(dòng)螺母；及一與上述絲杠軸聯(lián)接的棘輪軸，上述棘輪軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致上述打印頭基本線性的運(yùn)動(dòng)。在該系統(tǒng)中，棘輪軸的每個(gè)棘輪位置與上述打印頭一個(gè)象素的基本線性位移相對(duì)應(yīng)。可將一旋鈕聯(lián)接到棘輪軸上，以實(shí)現(xiàn)上述棘輪軸的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，或者該軸也可以通過一步進(jìn)電機(jī)等自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的主要目的是提供打印頭(如噴墨)基本上全部寬度的有效使用，從而避免某些打印元件(如噴嘴)完全磨損而其它打印元件還保留著它們相當(dāng)一部分(有時(shí)甚至是大部分)可用壽命的情況。從詳細(xì)說明以及附屬權(quán)利要求中可以清楚本發(fā)明的這個(gè)和其它目的。
圖2是本發(fā)明一示例性系統(tǒng)中一部件的詳細(xì)示意性側(cè)視圖，該部件能夠使打印頭沿一與介質(zhì)相對(duì)于打印頭運(yùn)動(dòng)的通常方向不同的方向相對(duì)于介質(zhì)進(jìn)行所需的精確運(yùn)動(dòng)；圖3是一示意圖，示出打印頭相對(duì)于介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)均勻的經(jīng)修整的介質(zhì)產(chǎn)品。
圖4A和4B是與圖3相似的視圖，僅示出在提供重復(fù)圖案的打印頭噴嘴或其它打印元件被改變時(shí)，如何使用修整設(shè)備以制成一所需的修整產(chǎn)品。
附圖的詳細(xì)描述

圖1示意性示出一系統(tǒng)10，該系統(tǒng)10可用于本發(fā)明的使用噴墨打印頭的印刷方法中，從而可在打印重復(fù)圖案時(shí)延長(zhǎng)打印頭的有效壽命。該系統(tǒng)10包括至少一個(gè)具有多個(gè)打印元件(如噴嘴)12的常規(guī)打印頭11(如一噴墨打印頭)。該打印頭11僅示意性地示于圖1中，并可以是如美國(guó)專利4,989,016,5,640,183中的任何適當(dāng)類型，上述其它專利，或任何其它適當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)打印頭，包括熱噴墨，電子束，LED，及加熱電阻。
該系統(tǒng)還包括可在其上被打印的介質(zhì)--圖1中以虛線13表示，從而可以清楚地看到部件的其余部分，但在圖3、4A、4B中以實(shí)線13表示。該介質(zhì)可以是任何上面能夠接收和保持圖案(如噴墨圖案)的板或片形式的適當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)介質(zhì)(如紙，若干塑料，布料，或其它)。
在系統(tǒng)10操作過程中，介質(zhì)13沿一由箭頭14表示的第一方向相對(duì)于打印頭移動(dòng)。可使用任何適當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)該移動(dòng)。移動(dòng)可以是連續(xù)的、漸進(jìn)的，等等。用于移動(dòng)介質(zhì)13的常規(guī)裝置的例子包括輥?zhàn)樱鶛C(jī)，皮帶，膠帶，及其組合。在圖1中所示的(僅)示例性的實(shí)施例中，這種裝置包括沿方向14位于打印頭11上游的第一輥15，位于打印頭下游的第二輥16。兩輥可分別繞軸17、18旋轉(zhuǎn)，通過位于其兩端的軸承進(jìn)行安裝，其中至少一個(gè)被驅(qū)動(dòng)。
將在任何特定時(shí)間點(diǎn)起動(dòng)的打印頭11的該打印元件(如噴嘴)12由常規(guī)起動(dòng)控制裝置19控制，該常規(guī)起動(dòng)控制裝置19可以是任何適當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)控制器，通常是計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)接收將由打印頭11施加到介質(zhì)13上的圖案信息。
在許多情況下，軸20上安裝有一個(gè)或多個(gè)打印頭11。在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例中，打印頭11在軸20上的位置，和/或打印頭11相對(duì)于介質(zhì)13的大致位置，可在不同于第一方向14的第二方向21上調(diào)節(jié)。所示的第二方向21基本垂直于第一方向(這是最佳的)，但應(yīng)該明白，第二方向21可相對(duì)于方向14接近具有一角度，或至少在20至160°之間。在圖1中所示的(僅)示例性的實(shí)施例中，安裝軸20是一絲杠，打印頭11通過常規(guī)移動(dòng)螺母22安裝到絲杠20上，從而絲杠20的旋轉(zhuǎn)使打印頭11沿方向21基本線性的運(yùn)動(dòng)。還可以設(shè)置導(dǎo)向桿或類似的導(dǎo)向裝置，以確保沿方向21的運(yùn)動(dòng)是所期望的。絲杠20通過在一端上的一常規(guī)軸承23和靠近另一端上的另一常規(guī)軸承24進(jìn)行安裝。
根據(jù)本發(fā)明，絲杠20可精確轉(zhuǎn)動(dòng)一所需旋轉(zhuǎn)角度，從而使打印頭11沿方向21基本線性移動(dòng)一所需量。該所需量可以基本是一象素。為完成這種精確運(yùn)動(dòng)，可設(shè)置圖1和2中所示的，更清楚的是圖2中所示的機(jī)構(gòu)。
圖2中所示機(jī)構(gòu)包括一棘輪軸26。其上的棘輪27優(yōu)選地與由彈簧29壓縮的棘輪球28配合，該棘輪球28的尺寸可與軸26中的棘輪27配合。棘輪軸26聯(lián)接到(如成一體或焊接到)絲杠20上，整個(gè)棘輪機(jī)構(gòu)--圖1和圖2中大致以數(shù)字30表示--相對(duì)于軸26固定。軸26可通過一手動(dòng)旋鈕31，或通過任何適當(dāng)?shù)谋或?qū)動(dòng)的裝置，如圖2中僅示意性以32表示的一常規(guī)步進(jìn)電機(jī)，一氣缸等，在棘輪位置之間旋轉(zhuǎn)。
軸26一個(gè)棘輪位置的旋轉(zhuǎn)(例如對(duì)應(yīng)于打印頭11在第二方向21上的一個(gè)象素位移)由起動(dòng)控制裝置通過任何適當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)傳感機(jī)構(gòu)，如磁鐵和笛簧開關(guān)，光傳感器等進(jìn)行傳感。當(dāng)關(guān)于棘輪軸26旋轉(zhuǎn)的信息傳遞到起動(dòng)控制器19時(shí)，控制器19對(duì)打印頭11上哪些噴嘴12將被起動(dòng)進(jìn)行改變，以打印重復(fù)數(shù)據(jù)，從而數(shù)據(jù)可以在介質(zhì)13上基本相同的所需位置打印出來。
請(qǐng)注意，圖1和2僅是示意性描述，軸26的相對(duì)尺寸，打印頭11的位置等都可以作大的改變，以適應(yīng)任何特殊情況及所使用的特殊設(shè)備。
圖1還示意性示出能夠相對(duì)于打印頭11沿第二方向21移動(dòng)活動(dòng)介質(zhì)13位置的裝置。任何適當(dāng)?shù)某Ｒ?guī)結(jié)構(gòu)都可以用于此種目的，如常規(guī)導(dǎo)向裝置，氣動(dòng)或液壓缸，x-y座標(biāo)系統(tǒng)，等等。如圖1中所示，(僅)示例性的實(shí)施例中顯示，在輥15、軸17左端安裝一軸承33，該軸承33允許軸17相對(duì)它沿方向21移動(dòng)，軸承33可選擇地安裝在沿方向14延伸的軌道34上。在軸17的相對(duì)端設(shè)置了一軸承35，該軸承35也可包括一用于轉(zhuǎn)動(dòng)輥15的常規(guī)電機(jī)，如果它是用于沿方向14移動(dòng)介質(zhì)13的裝置的驅(qū)動(dòng)元件的話。該軸承或電機(jī)最好安裝成用于在一沿方向21延伸的軌道36上運(yùn)動(dòng)，設(shè)置一缸、步進(jìn)電機(jī)37等用于沿軌道36移動(dòng)軸承35，從而沿第二方向21改變輥15的位置，并從而改變介質(zhì)13的位置。還示出了用于輥16的相似元件，但這里沒有描述，因?yàn)樗鼈兪窍嗤?。在某些情況下，根據(jù)摩擦力和其它因素，只有輥15的位置需要沿方向21移動(dòng)，而輥16的位置不需要移動(dòng)。
雖然不是必須的，但在某些情況下還需要在方向14上移動(dòng)輥15、16，為此可設(shè)置另外的軌道38及缸或步進(jìn)電機(jī)39等。
系統(tǒng)10還可包括--如圖3和圖4A、4B所示--大致用參考數(shù)字40表示的修整設(shè)備。該修整設(shè)備40通常對(duì)介質(zhì)13的側(cè)緣，如圖3、4A和4B中所示的邊緣41、42進(jìn)行修整。該修整設(shè)備可以是任何能夠修整邊緣41、42或者作用于不論是板狀或片狀的介質(zhì)13的常規(guī)設(shè)備。
在根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)方面的實(shí)踐中，提供了(a)沿第一方向14相對(duì)于打印頭11移動(dòng)(如基本上連續(xù)地，漸進(jìn)地，等等)介質(zhì)13(如通過使用輥15、16或其它常規(guī)設(shè)備來移動(dòng)介質(zhì)13的板或片)。(b)操作打印頭11以起動(dòng)多個(gè)噴嘴12中適當(dāng)?shù)牡谝唤M，當(dāng)介質(zhì)相對(duì)于打印頭移動(dòng)時(shí)在介質(zhì)13上所需位置打印重復(fù)圖案，該操作是由常規(guī)起動(dòng)控制裝置19提供的。打印的該重復(fù)圖案在圖3、4A和4B中43處以線條“X”表示。正常情況下還設(shè)置其它噴墨打印頭--如圖1中虛線示意性地表示的--同樣在介質(zhì)13上打印可變數(shù)據(jù)，該可變數(shù)據(jù)(與重復(fù)圖案43相反，在不同的位置以不同的字母表示，以顯示其可變的性質(zhì))在圖3、4A和4B中由參考數(shù)字44表示。雖然圖案43、44是什么在一些特定情況下可以無限地變化，但通常重復(fù)圖案43是類似在每一介質(zhì)13上或者在對(duì)應(yīng)于成卷制造的介質(zhì)13的終止處的一定長(zhǎng)度上的每個(gè)預(yù)定空間上出現(xiàn)的用于圖案或表格的線條，徽標(biāo)等等。該可變圖案44通常是字母數(shù)字符號(hào)，如人名，地址，帳號(hào)等。
該方法還包括(c)在間隔開的時(shí)間點(diǎn)(例如形成一定數(shù)量的重復(fù)圖案43后，或者經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間后周期性地)沿第二方向彼此相互移動(dòng)介質(zhì)13和打印頭11中的至少一個(gè)，從而相對(duì)于介質(zhì)13對(duì)打印頭11進(jìn)行重新定位。例如，這可以通過對(duì)軸26旋轉(zhuǎn)一個(gè)棘輪位置，從而基本線性地沿方向21將打印頭11移動(dòng)一個(gè)象素(或任何其它預(yù)定量)來完成，和/或通過使用步進(jìn)電機(jī)或缸37沿方向21將輥15(及與之配合的介質(zhì)13)移動(dòng)一所需量。該相對(duì)運(yùn)動(dòng)示意性示于圖3中，圖3中以虛線示出位于一位置11A、第二位置11B和位置11C的打印頭11，在位置11A上，某些組的噴嘴12在該位置11A打印出重復(fù)圖案43，在位置11B上，其它噴嘴12以相對(duì)于介質(zhì)13的邊緣41、42相同的位置打印重復(fù)圖案43，在位置11C上，打印頭11的其它組的噴嘴12在相對(duì)于邊緣41、42所需的相對(duì)位置打印重復(fù)圖案43。
也就是說，圖3示意性地示出了該方法的步驟(d)，其中，與(c)相聯(lián)系，步驟(b)的實(shí)施被調(diào)節(jié)，以起動(dòng)多個(gè)噴嘴12中適當(dāng)?shù)牡诙M，第二組噴嘴中的至少一些(最好基本上是第二噴嘴的全部)與第一組不同，以適應(yīng)在(c)中的移動(dòng)，從而在介質(zhì)13上在所需位置上(如圖3所示)繼續(xù)打印重復(fù)圖案。因此這些方法的操作延長(zhǎng)了打印頭的有效壽命。例如，與不實(shí)施(c)和(d)相比，實(shí)施(a)-(d)可將某些或全部打印頭11的壽命延長(zhǎng)至少10％(例如20-400％)。根據(jù)打印的寬度和分布以及每個(gè)打印頭11中的打印元件數(shù)量，方法(a)-(d)可重復(fù)一次或多次。一種典型的情況是使用128噴嘴的氣泡噴墨打印墨盒來成象出一行8點(diǎn)文本。該圖案寬度約為40象素，并由打印頭11相應(yīng)的40個(gè)噴嘴12打印。在打印頭11的左側(cè)(噴嘴1-40)、中間(噴嘴42-82)和右側(cè)(噴嘴84-124)打印圖案將使打印頭的壽命延長(zhǎng)三倍(300％)。
在該方法中，可響應(yīng)部件的任何刺激或位置而基本上自動(dòng)地或手動(dòng)地實(shí)施(c)。另外，該方法還可包括步驟(e)，該步驟操作打印頭11(用起動(dòng)控制裝置19)，在打印頭11中在可接受的公差內(nèi)轉(zhuǎn)換打印信息，特別是當(dāng)重復(fù)圖案43相對(duì)于邊緣41、42的公差不太緊時(shí)。該特征可以與(c)中所述的其它項(xiàng)目結(jié)合實(shí)施。
另外，或可替換地，該方法可包括(用修整設(shè)備40)修整介質(zhì)13，從而確保重復(fù)圖案43在修整后的介質(zhì)13上處于所需的位置。本發(fā)明的這方面可以通過圖4A和圖4B的對(duì)比而看到。圖4A示出位于修整設(shè)備40之前的介質(zhì)13，以及設(shè)備40之后的修整過的介質(zhì)13′。為了產(chǎn)生圖4A所示的介質(zhì)13，起動(dòng)打印頭11的某一組噴嘴12。該修整設(shè)備40--結(jié)合由起動(dòng)控制裝置19提供的數(shù)據(jù)，該修整控制裝置19給出重復(fù)圖案43出現(xiàn)在介質(zhì)13上的位置，或者另外地或可替換地使用具有常規(guī)結(jié)構(gòu)的傳感器(例如光或磁傳感器)，剛好在修整設(shè)備40之前對(duì)重復(fù)圖案43進(jìn)行檢測(cè)--該修整設(shè)備40對(duì)側(cè)緣42進(jìn)行修整以產(chǎn)生側(cè)緣42′(去掉被修整的片46)，從而使重復(fù)圖案43相對(duì)于邊緣41、42′位于所需的位置。同樣的構(gòu)思也可以用于切割包括介質(zhì)13的卷，以保證重復(fù)圖案43在方向14上的正確定位。
然后，圖4B示出起動(dòng)控制裝置19已經(jīng)改變了所起動(dòng)的用來打印重復(fù)圖案43的噴嘴的情況。注意，在這種情況下，與圖4A相比，圖案43具有相對(duì)于側(cè)緣41、42的不同位置。該修整設(shè)備40將這種不同的定位考慮進(jìn)去，并將兩邊緣41′、42′修整掉一所需的量(修整掉兩片47)，從而圖4B中修整過的介質(zhì)13′與圖4A中的介質(zhì)13′完全相同(在設(shè)置的公差范圍內(nèi))；也就是說，重復(fù)圖案43相對(duì)于介質(zhì)13′的側(cè)緣位于其正確位置。
根據(jù)所涉及的特殊要求，修整設(shè)備40可以總是修整兩個(gè)邊緣41、42，或僅一個(gè)邊緣，以實(shí)現(xiàn)重復(fù)圖案43的所需的定位，并且實(shí)現(xiàn)其它目的(如去掉輸紙孔，提供與不規(guī)則的邊緣相反的易碎邊緣，等等)。
在本發(fā)明的實(shí)踐中，各種方法步驟或操作可在任何可優(yōu)化打印頭11操作的特定時(shí)間段按順序(任何所需的順序)重復(fù)。目的是在需要更換打印頭之前，將打印頭11的基本上全部噴嘴12都用于它們?nèi)康挠行勖１景l(fā)明對(duì)于沒有與打印頭相關(guān)的預(yù)定容量油墨，而是連續(xù)加注的噴墨打印頭特別有用，但也可用于墨池很大或墨池周期性加注的打印頭，或者帶有LED，加熱電阻元件的打印頭，以及電子束打印頭。
盡管在優(yōu)選實(shí)施例的描述中給出了某些范圍和尺寸，但應(yīng)該理解，可設(shè)置其它尺寸和范圍，以及此處特別設(shè)定的任何寬范圍內(nèi)的較窄范圍，以便與沒有特別考慮改變打印頭來打印重復(fù)圖案的情況相比，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)打印頭壽命的最終目的。
雖然此處表示和描述的本發(fā)明是其目前認(rèn)為最實(shí)用和優(yōu)選的實(shí)施例，但對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講很明顯，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行修改，該范圍是與附屬權(quán)利要求的最寬的解釋相一致的，從而包含所有等同的方法和系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1．一種打印方法，該方法使用至少一個(gè)具有多個(gè)打印元件的打印頭，及一能夠在其上接收和保持圖案的介質(zhì)，其特征在于，上述方法包括(a)相對(duì)于該打印頭沿一第一方向移動(dòng)該介質(zhì)；(b)操作該打印頭，以起動(dòng)其多個(gè)打印元件中適當(dāng)?shù)牡谝唤M，當(dāng)該介質(zhì)相對(duì)于打印頭移動(dòng)時(shí)在該介質(zhì)上所需的位置打印重復(fù)圖案；(c)在間隔開的時(shí)間點(diǎn)沿一不同于該第一方向的第二方向相互間移動(dòng)該介質(zhì)和打印頭中的至少一個(gè)，以相對(duì)于該介質(zhì)重新定位該打印頭；及(d)與(c)相關(guān)聯(lián)，對(duì)(b)的實(shí)施進(jìn)行調(diào)節(jié)，以起動(dòng)該多個(gè)打印元件中適當(dāng)?shù)牡诙M，該第二組打印元件中的至少某些打印元件與第一組不同，以適應(yīng)(c)中的移動(dòng)，以便在該介質(zhì)上所需位置繼續(xù)打印重復(fù)圖案，從而當(dāng)打印重復(fù)圖案時(shí)延長(zhǎng)打印頭的有效壽命。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，(c)是通過僅相對(duì)于該介質(zhì)移動(dòng)打印頭而實(shí)現(xiàn)的。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，實(shí)施(a)-(d)，從而使該第二方向基本垂直于該第一方向。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，實(shí)施(c)，以沿第二方向既移動(dòng)打印頭又移動(dòng)介質(zhì)。
5．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括(e)在打印后至少局部修整該介質(zhì)，從而基本平行于上述第一方向修整其一個(gè)或兩個(gè)邊緣，以便將(d)考慮進(jìn)去，以確保重復(fù)圖案在修整后的介質(zhì)上的預(yù)期的定位。
6．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，實(shí)施(a)-(d)，從而與如果不實(shí)施(c)和(d)的情況相比，將至少某些打印頭的有效壽命延長(zhǎng)至少10％。
7．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過轉(zhuǎn)動(dòng)一棘輪軸使該軸至少前進(jìn)一個(gè)棘輪位置而至少部分實(shí)施(c)，并因而導(dǎo)致打印頭基本線性地移動(dòng)一與其對(duì)應(yīng)的距離。
8．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，再次實(shí)施(c)，從而使該軸的每個(gè)棘輪位置與打印頭一個(gè)象素的基本線性位移相對(duì)應(yīng)，且實(shí)施(d)來改變打印元件，從而使第二組打印元件是一個(gè)與第一組位置不同的象素。
9．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該至少一個(gè)打印頭包括多個(gè)打印頭；且對(duì)打印重復(fù)圖案的多個(gè)打印頭中的每一個(gè)實(shí)施(a)-(d)。
10．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，實(shí)施(a)-(d)，從而使第二方向基本垂直于第一方向。
11．如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該打印頭是噴嘴打印頭，而該打印元件是噴嘴；而且，通過轉(zhuǎn)動(dòng)一棘輪軸使該軸前進(jìn)至少一個(gè)棘輪位置而至少部分地實(shí)施(c)，并導(dǎo)致打印頭基本線性移動(dòng)一與之對(duì)應(yīng)的距離；而且，再次實(shí)施(c)，從而使該軸的每個(gè)棘輪位置與打印頭一個(gè)象素的基本線性位移對(duì)應(yīng)；而且，實(shí)施(d)來改變噴嘴，從而使第二組噴嘴是一個(gè)與第一組位置不同的象素。
12．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，實(shí)施(d)以起動(dòng)第二組打印元件，其中基本上全部打印元件都與第一組不同。
13．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，周期性地并基本上自動(dòng)地實(shí)施(c)。
14．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括(e)操作打印頭，在打印頭中在可接受的公差范圍內(nèi)轉(zhuǎn)換打印信息。
15．一種打印方法，該方法使用至少一個(gè)具有多個(gè)打印元件的打印頭，及一能夠在其上接收和保持圖案的介質(zhì)，其特征在于，上述方法包括(a)相對(duì)于打印頭沿一第一方向移動(dòng)該介質(zhì)；(b)操作該打印頭，以起動(dòng)其多個(gè)打印元件中適當(dāng)?shù)牡谝唤M，當(dāng)該介質(zhì)相對(duì)于打印頭移動(dòng)時(shí)在該介質(zhì)上將圖案打印在該介質(zhì)經(jīng)修整后的預(yù)期位置上；(c)在間隔開的時(shí)間點(diǎn)對(duì)(b)的實(shí)施進(jìn)行調(diào)節(jié)，以起動(dòng)多個(gè)打印元件中適當(dāng)?shù)牡诙M，第二組打印元件中的至少某些打印元件與第一組不同；以及(d)打印后對(duì)介質(zhì)進(jìn)行修整，以便考慮(c)，從而確保在該修整過的介質(zhì)上，重復(fù)圖案處于預(yù)期的位置上，從而與如果不實(shí)施(c)和(d)的情況相比，當(dāng)打印重復(fù)圖案時(shí)使打印頭的有效壽命延長(zhǎng)至少20％。
16．一種延長(zhǎng)打印重復(fù)圖案的打印頭壽命的系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個(gè)具有多個(gè)打印元件的打印頭；一介質(zhì)，該介質(zhì)可相對(duì)于打印頭移動(dòng)，并能夠在其上接收和保持圖案；用于沿一第一方向相對(duì)于打印頭移動(dòng)該介質(zhì)的裝置；用于操作該打印頭以起動(dòng)其多個(gè)打印元件中適當(dāng)?shù)牡谝唤M，從而在該介質(zhì)上所需位置打印出重復(fù)圖案的裝置；用于在間隔開的時(shí)間沿一不同于第一方向的第二方向相互間互相移動(dòng)該介質(zhì)和該打印頭中的至少一個(gè)，從而相對(duì)于上述介質(zhì)對(duì)上述打印頭重新定位的裝置；及其中上述用于操作上述打印頭的裝置被調(diào)節(jié)，以起動(dòng)上述多個(gè)打印元件中不同于上述第一組的適當(dāng)?shù)牡诙M，以適應(yīng)上述第二方向運(yùn)動(dòng)，在上述介質(zhì)上的所需位置繼續(xù)打印重復(fù)圖案，從而當(dāng)打印重復(fù)圖案時(shí)延長(zhǎng)上述打印頭的有效壽命。
17．如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述第二方向移動(dòng)裝置包括用于移動(dòng)上述打印頭的裝置；且上述第二方向基本垂直于上述第一方向。
18．如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述第二方向移動(dòng)裝置包括一絲杠軸，一將上述打印頭安裝在上述絲杠軸上的移動(dòng)螺母；及一與上述絲杠軸聯(lián)接的棘輪軸，上述棘輪軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致上述打印頭基本線性的運(yùn)動(dòng)。
19．如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述棘輪軸的每個(gè)棘輪位置與上述打印頭一個(gè)象素的基本線性位移相對(duì)應(yīng)。
20．如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一旋鈕，該旋鈕與上述棘輪軸聯(lián)接，以實(shí)現(xiàn)上述棘輪軸的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
在打印重復(fù)圖案時(shí),通過采取措施改變被起動(dòng)的打印頭如噴墨打印頭的打印元件(如噴嘴)以在介質(zhì)的所需位置上實(shí)現(xiàn)重復(fù)成像,從而延長(zhǎng)了打印頭的有效壽命。通過下列措施中的一項(xiàng)或多項(xiàng)改變噴嘴,而在介質(zhì)上相同的預(yù)期位置上形成重復(fù)圖案:在打印后根據(jù)圖案在介質(zhì)上的新位置對(duì)介質(zhì)進(jìn)行修整,以提供一適當(dāng)修整的介質(zhì)(如通過修整一特定的邊緣或多個(gè)邊緣);在間隔開的時(shí)間點(diǎn)沿第二方向(如基本上垂直于第一方向)相對(duì)于介質(zhì)移動(dòng)打印頭;和/或在間隔開的時(shí)間點(diǎn)沿第二方向相對(duì)于打印頭移動(dòng)介質(zhì)。打印頭的位置移動(dòng)通過由旋轉(zhuǎn)鈕控制的棘輪軸完成,該旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)打印頭的一安裝軸并實(shí)現(xiàn)打印頭的線性運(yùn)動(dòng)。棘輪軸的一個(gè)棘輪運(yùn)動(dòng)可對(duì)應(yīng)于打印頭的一個(gè)象素的運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B41J2/255GK1310669SQ00800813
公開日2001年8月29日 申請(qǐng)日期2000年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月10日
發(fā)明者克里斯琴·J·希普, 安東尼·V·莫斯卡托 申請(qǐng)人:穆爾北美公司