專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用噴墨記錄法形成圖像的圖象形成裝置。
在這種圖象形成裝置中，驅(qū)動每個(gè)頭部的控制電路的結(jié)構(gòu)表示在

圖18中。該圖只表示一個(gè)頭部的結(jié)構(gòu)。在該圖中，標(biāo)號1801和1802代表移位寄存器，標(biāo)號1803和1804代表閂鎖電路，標(biāo)號1805代表解碼器電路，標(biāo)號1806代表與門電路，標(biāo)號1807代表晶體管，標(biāo)號1808代表加熱器。與轉(zhuǎn)送時(shí)鐘脈沖CLK同步地以串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式從一個(gè)外部裝置輸送的圖象數(shù)據(jù)VDO1和VDO2借助移位寄存器1801和1802順序地從串行轉(zhuǎn)換成并行。八個(gè)單位的圖象數(shù)據(jù)VDO1和VDO2被轉(zhuǎn)送并借助LAT信號閂鎖在閂鎖電路1803和1804中。多個(gè)噴嘴構(gòu)成的頭部被分成n區(qū)段(在這個(gè)實(shí)例中，一個(gè)256-噴嘴頭部被分成16區(qū)段)。一個(gè)起動信號，BEO-BE15，以及一個(gè)加熱器驅(qū)動信號HE被給予一個(gè)區(qū)段，以便接通噴嘴的晶體管，借以將圖象數(shù)據(jù)以起動狀態(tài)存儲。這些信號加熱噴嘴的加熱器，以便噴墨。在圖象形成裝置中，區(qū)段起動信號BE被解碼器1805從4位編碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成16位數(shù)據(jù)。當(dāng)都是由8單位數(shù)據(jù)構(gòu)成的區(qū)段起動信號BE、圖象數(shù)據(jù)VDO1和VDO2，以及加熱器驅(qū)動脈沖信號HE全部接通時(shí)，墨被噴出。
通過這種控制，一列數(shù)據(jù)被打印，如圖19所示。在主掃描的方向上重復(fù)上述操作列的數(shù)目次，就打印出一個(gè)數(shù)據(jù)帶。紙張被喂送一個(gè)帶以便打印第二個(gè)數(shù)據(jù)帶。這個(gè)操作重復(fù)多次以形成由許多帶構(gòu)成的完全圖象。
為了甚至當(dāng)滑座速度改變時(shí)也以精確的位置打印數(shù)據(jù)，通常如圖20所示，與滑座運(yùn)動路徑平行地設(shè)置帶有縫隙的直線標(biāo)尺，每個(gè)縫隙為一個(gè)或幾個(gè)點(diǎn)設(shè)置。鄰近一個(gè)頭部101設(shè)置的一個(gè)傳感器2003閱讀該標(biāo)尺并與噴射墨同步地輸出一個(gè)信號，從而以正確的位置噴射墨。
但是，噴孔的形狀或方向的不勻性造成了在紙上的水平和垂向噴墨位置的不勻性。同時(shí)，加熱器尺寸和噴嘴附近的污染物造成每個(gè)噴嘴噴墨量的不勻性。當(dāng)用這些記錄零件構(gòu)成的打印頭以相同的密度打印圖象時(shí)，圖象并不是均勻地打印的，而且存在密度的不勻性。例如，如圖21的實(shí)例所示，試圖以50％的圖象密度記錄一個(gè)圖案，取決于打印頭上噴嘴的位置，導(dǎo)致了密度不勻的打印。
作為修正這種密度不勻的打印的手段，有人提出一種稱為頭部描影法(head shading)的技術(shù)。在這種技術(shù)中，對于記錄頭部的所有記錄零件以相同密度記錄的圖象數(shù)據(jù)中的密度不勻性進(jìn)行檢查，根據(jù)這種密度不勻性，調(diào)節(jié)從每個(gè)噴嘴輸出的圖象數(shù)據(jù)密度。
例如，如圖21所示，在頭部寬度方向上的位置A上，密度高于圖象數(shù)據(jù)的預(yù)期密度，那么，事先減小用那個(gè)噴嘴輸出的圖象的密度水平。相反，在該圖中的位置B上，實(shí)際記錄的密度低于圖象信號預(yù)期的密度，那么，事先增加用那個(gè)噴嘴輸出的圖象密度水平。這個(gè)調(diào)節(jié)可顯著減小由記錄頭引起的記錄密度的不勻性。
檢查和修正記錄密度有兩種手段自動頭部描影法和手動頭部描影法。在自動頭部描影法中，被記錄的圖象圖案由掃描器或其它設(shè)置在記錄裝置中的裝置閱讀，以便自動地檢查及修正密度不勻性。在手動頭部描影法中，用戶用眼睛檢查記錄的圖象圖案以確定密度不勻性及修正值。
當(dāng)在上述的圖象形成裝置上進(jìn)行自動頭部描影法時(shí)，使用與裝置分離的掃描器或裝在裝置中的傳感器來閱讀由裝置打印的預(yù)定圖案的打印結(jié)果以便檢查不勻的密度。此時(shí)，在使用掃描器的方法中，已打印了預(yù)定圖案的紙張必須從裝置的輸出部分取出，然后放置在掃描器的玻璃窗上。放在玻璃窗上的打印后的紙張被蓋子壓平，打印圖案由高分辨率的CCD線傳感器閱讀。但是，這種方法需要使用者不時(shí)進(jìn)行干預(yù)，打印預(yù)定圖案及將打印后的紙張放在掃描器的玻璃窗上，這使操作復(fù)雜化。操作沒有內(nèi)裝掃描器的打印機(jī)，存在不少問題例如，使用者必須單獨(dú)購置掃描器，安裝軟件產(chǎn)品，以便從掃描器閱讀圖象數(shù)據(jù)以分析圖象數(shù)據(jù)中的不勻密度。因此，為了操作只有打印機(jī)的裝置，以及為了執(zhí)行自動頭部描影功能，最好在打印機(jī)中內(nèi)裝傳感器，以便用傳感器來閱讀打印圖案。
可以在打印機(jī)中使用的一種傳感器是CCD。但是，CCD具有下述問題。
—CCD和發(fā)光鹵燈是昂貴的。
—CCD驅(qū)動電路和輸出信號處理電路是復(fù)雜的。
—使用鹵燈需要附加的絕熱部件。
—上述問題使裝置龐大。
因此，如果在裝置上CCD只用于進(jìn)行自動頭部描影功能，那么，CCD涉及到許多問題，例如，裝置尺寸大、成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等。為了避免這些問題，通常在滑座附近設(shè)置低成本的反射式傳感器，用這種反射式傳感器來檢測打印頭部描影圖案。
但是，當(dāng)使用反射式傳感器來檢測在打印表面上的圖案時(shí)，如果紙?zhí)?，那么，紙?jiān)谂_板上被抬高。相反，如果紙?zhí)?，那么，由于在打印圖案后在紙上有時(shí)起皺，紙變得不平。在這種狀態(tài)中，用反射式傳感器閱讀圖案，即使密度水平是恒定的，取決于紙表面的部位，也會引起讀出的信號水平從基準(zhǔn)水平(GND)的變化。因此，即使使用這種輸出來計(jì)算自動頭部描影的修正數(shù)據(jù)，也很難正確地檢查密度不勻性。本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題。本發(fā)明的目的是提供一種圖象形成裝置，即使打印紙升起或起皺，這種圖象形成裝置也能夠正確地檢測圖案密度水平。
這樣，兩個(gè)輸出之差被計(jì)算出來以在每個(gè)圖案色的補(bǔ)色的光線接收元件的輸出和圖案色的非補(bǔ)色的光線接收元件的輸出的基礎(chǔ)上檢測密度水平。這樣，即使在打印紙上打印圖案時(shí)紙升起或起皺，其對于光線接收元件的輸出的影響也可被消除。因此，這種方法可正確計(jì)算圖案密度水平。
例如，打印圖案是一個(gè)帶圖案，是由每個(gè)頭部的所有噴墨噴嘴記錄的，并具有至少相應(yīng)于一個(gè)頭部寬度的寬度，所述多個(gè)光線接收元件是在主掃描方向上布置的，反射式光傳感器具有矩形的傳光縫，較長邊與主掃描方向?qū)?zhǔn)，因而在預(yù)定位置上的打印圖案的圖象是在多個(gè)光線接收元件的接收表面上形成的，反射式光傳感器在相對于圖案的分掃描方向上相對地掃描。
密度計(jì)算裝置最好在每個(gè)頭部一個(gè)噴嘴的基礎(chǔ)上計(jì)算密度水平。采用這個(gè)結(jié)果，每個(gè)頭部的打印密度可以按照在每個(gè)頭部的一個(gè)噴嘴位置上計(jì)算的密度水平，在一個(gè)噴嘴的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)。
圖3是在圖1所示實(shí)施例中的頭部控制器的框圖；圖4是圖1所示實(shí)施例中AHS(自動頭部描影處理器)的框圖；圖5表示圖1所示實(shí)施例中AHS處理器中一個(gè)表格ROM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖6表示圖1所示實(shí)施例中AHS處理器中產(chǎn)生表格選擇信號的RAM中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖7表示圖1所示實(shí)施例中執(zhí)行AHS圖案閱讀操作的操作流程圖；圖8表示圖1所示實(shí)施例中執(zhí)行打印操作時(shí)的操作流程圖；圖9表示圖1所示實(shí)施例中AHS圖案結(jié)構(gòu)圖；圖10(a)和(b)表示圖1所示實(shí)施例中傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖11詳細(xì)表示圖1所示實(shí)施例中圖案檢測電路；圖12(a)和(b)表示圖1所示實(shí)施例中出現(xiàn)如紙升起問題的打印紙的行為；圖13是在圖1所示實(shí)施例中出現(xiàn)如紙升起問題時(shí)傳感器輸出狀態(tài)圖；圖14(a)和(b)表示在圖1所示實(shí)施例中圖案檢測器的信號處理；圖15(a)和(b)表示光線在一圖案色上反射的情形；圖16詳細(xì)表示圖1所示實(shí)施例中的圖案檢測器；圖17(a)、(b)和(c)表示圖1所示實(shí)施例中圖案檢測器的信號處理；圖18是表示打印頭的內(nèi)部電路圖；圖19表示一個(gè)帶的打印實(shí)例；圖20表示直線標(biāo)尺結(jié)構(gòu)和打印定時(shí)；圖21是表示頭部噴嘴位置和密度之間的關(guān)系的曲線圖；以及圖22是用于說明密度不勻的圖案的曲線圖。
圖1是按照本發(fā)明的串行打印機(jī)形式的噴墨記錄裝置的示意圖。記錄頭部101BK，101Y，101M和101C安裝在一個(gè)滑座106上。黑色、黃色、品紅、青藍(lán)色墨從圖中未示的墨罐通過墨管送至記錄頭部。送至記錄頭部101BK，101Y，101M和101C的墨根據(jù)來自圖中未示的主控制器的記錄信號，相應(yīng)于記錄信號由記錄頭部驅(qū)動器驅(qū)動。墨滴從每個(gè)記錄頭部噴出以便記錄在打印紙102上。
送紙電機(jī)103(分掃描電機(jī))，作為一個(gè)間歇輸送打印紙102的驅(qū)動器，驅(qū)動一個(gè)送紙輥104。一個(gè)主掃描電機(jī)105是沿箭頭A或B所示方向通過主掃描皮帶107移動裝有頭部101的滑座106的驅(qū)動器。當(dāng)圖中未示的供紙機(jī)構(gòu)供應(yīng)的、由送紙輥104輸送的打印紙102到達(dá)打印位置時(shí)，送紙電機(jī)103被關(guān)掉以停止打印紙102的供應(yīng)。在向打印紙102記錄圖象之前，滑座106移至原始位置(HP)傳感器108的位置。然后，滑座沿箭頭A的方向移動以便向前掃描。當(dāng)滑座到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，黑、黃、紅和藍(lán)墨開始從記錄頭部101BK-101C噴射以記錄圖象。在圖象記錄的預(yù)定寬度(帶)完成后，滑座106停止，并沿箭頭B的方向返回以便向后掃描，直至滑座106到達(dá)原始位置傳感器108的位置。在向后掃描的過程中，送紙電機(jī)103使打印紙102在箭頭C的方向上移動由記錄頭部101BK-101C記錄的寬度。重復(fù)這種頭部掃描操作和喂紙操作，從而記錄整個(gè)圖象。
如上所述，直線標(biāo)尺109具有高分辨率的縫。一個(gè)設(shè)置在滑座106附近的(圖中未示的)透明式光傳感器閱讀這些縫，以便給出90°異向的兩相信號。以這些信號為基礎(chǔ)，滑座106的位置受到控制，并使從打印頭部101的噴墨同步。
在這個(gè)實(shí)施例中，使用具有600點(diǎn)/英寸的分辨率的打印頭部和具有600點(diǎn)/英寸的分辨率的直線標(biāo)尺，以600點(diǎn)/英寸記錄圖象。
在這個(gè)實(shí)施例中，在滑座106附近不僅設(shè)置直線標(biāo)尺109的傳感器，而且也設(shè)置一個(gè)反射式光傳感器110。該反射式光傳感器用于進(jìn)行自動頭部描影。為了修正安裝在滑座106上的頭部101的噴孔的形狀和角度的制造不勻性引起的密度不勻性，傳感器閱讀由打印頭部101記錄的預(yù)定圖象圖案(打印圖案)，以便在裝置中自動地檢查和修正密度的不勻性。下面描述這種密度不勻性檢測操作，這是本發(fā)明最顯著的優(yōu)點(diǎn)。
圖2是按照本發(fā)明一實(shí)施例的圖象形成裝置結(jié)構(gòu)的框圖。圖中所示的圖象形成裝置包括一個(gè)外部裝置201、一個(gè)打印控制器202和頭部101。主掃描直線標(biāo)尺109、分掃描解碼器208、主掃描電機(jī)105、分掃描電機(jī)103、傳感器110和操作板210連接于打印控制器202。作為向圖象形成裝置供送被記錄的圖象數(shù)據(jù)和各種指令的主裝置，外部裝置201是一種例如計(jì)算機(jī)或圖象閱讀器那樣的裝置。以來自外部裝置201的圖象數(shù)據(jù)VDI為基礎(chǔ)，打印控制器202控制用頭部101在記錄紙上記錄的圖象信息。打印控制器202包括一個(gè)CPU203、一個(gè)頭部控制器204、一個(gè)分掃描計(jì)數(shù)器205、一個(gè)圖案檢測器206、一個(gè)存儲器206和一個(gè)滑座/喂送伺服控制器209。在上述構(gòu)件中，CPU203用作與發(fā)出圖象數(shù)據(jù)VDI的外部裝置201的界面，同時(shí)，控制包括I/O裝置的打印控制器202的整個(gè)操作。在收到來自外部裝置201的圖象數(shù)據(jù)VDI時(shí)，頭部控制器204響應(yīng)于來自CPU203的指示，將幾個(gè)帶的圖象數(shù)據(jù)VDI暫時(shí)存儲在圖象存儲器中。對所存儲的圖象數(shù)據(jù)VDI進(jìn)行圖象處理。經(jīng)過處理的結(jié)果作為圖象數(shù)據(jù)VDO與頭部101的掃描同步地輸出。
在這個(gè)實(shí)施例中，主掃描直線標(biāo)尺109和分掃描解碼器208如圖中所示那樣設(shè)置。當(dāng)主掃描電機(jī)105驅(qū)動滑架106時(shí)，主掃描直線標(biāo)尺109輸出兩相信號，當(dāng)分掃描電機(jī)103喂送紙時(shí)，分掃描解碼器208輸出兩相信號。這些相信號按照運(yùn)動量分別由絕對位置代表。主掃描直線標(biāo)尺109也用作控制輸出數(shù)據(jù)如圖象數(shù)據(jù)VDO的同步信號。
頭部控制器204也產(chǎn)生噴墨所需信號，例如，用于起動頭部的每個(gè)區(qū)段的區(qū)段起動信號BE、加熱器驅(qū)動脈沖信號HE等。從頭部控制器204輸出的圖象數(shù)據(jù)VDO、區(qū)段起動信號BE、加熱器驅(qū)動信號HE等被送至頭部101。在頭部101的控制電路中，只有圖象數(shù)據(jù)VDO和起動信號(BE，HE)被起動的噴嘴的加熱器被接通。這使墨噴向記錄紙以形成圖象的一個(gè)列。進(jìn)行這種控制，同時(shí)頭部在主掃描方向掃描，從而形成圖象的一個(gè)帶。
響應(yīng)于從主掃描直線標(biāo)尺109和分掃描解碼器208的輸出，滑座/喂送伺服控制器209以主掃描電機(jī)105和分掃描電機(jī)103的運(yùn)動量為基礎(chǔ)，反饋控制驅(qū)動速度、啟動、停止和位置。
用戶使用操作板210發(fā)出用于操作圖象形成裝置的指令，例如，指示打印方式、示范打印、打印頭部復(fù)原操作等指令。當(dāng)密度不勻性檢測時(shí)進(jìn)行的操作指令也是從操作板210發(fā)出的。
下面對照圖3描述產(chǎn)生驅(qū)動頭部101所需信號的頭部控制器204的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并簡述其操作。頭部控制器204主要包括一個(gè)AHS(自動頭部描影)處理器301、一個(gè)二進(jìn)制處理器302、一個(gè)圖象存儲器304、一個(gè)圖象存儲控制器305和一個(gè)加熱器驅(qū)動信號發(fā)生器306。AHS處理器301使用通過自動頭部描影檢測得到的修正數(shù)據(jù)，通過一個(gè)從外部裝置201輸送的多值圖象數(shù)據(jù)VDI(在這個(gè)實(shí)施例中，256個(gè)層次的圖象數(shù)據(jù)是通過每個(gè)象素8位的母線輸入的)的存儲表格進(jìn)行密度轉(zhuǎn)換。二進(jìn)制處理器302將由AHS處理器301進(jìn)行密度轉(zhuǎn)換的多值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成指示是查打印數(shù)據(jù)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。在這種處理過程中，使用高頻振動法、誤差擴(kuò)散法等將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。由二進(jìn)制處理器302轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的圖象數(shù)據(jù)借助圖象存儲控制器305暫時(shí)存儲在圖象存儲器304中。如上所述，圖象存儲控制器305進(jìn)行二種存儲控制一種是暫時(shí)將來自外部裝置201的幾個(gè)帶的圖象數(shù)據(jù)VDI存儲在圖象存儲器304中，另一種是按照頭部101的掃描將存儲的圖象數(shù)據(jù)作為圖象數(shù)據(jù)VDO輸出至頭部101。當(dāng)圖象數(shù)據(jù)VDI輸入至圖象存儲器304時(shí)，指示在圖象存儲器304中地址的信號與從外部裝置201輸送數(shù)據(jù)的定時(shí)同步地產(chǎn)生，以便使圖象數(shù)據(jù)VDI可有序地被存儲。當(dāng)按照頭部101的掃描從圖象存儲器304輸出數(shù)據(jù)時(shí)，存儲地址信號與主掃描直線標(biāo)尺109的輸出同步地產(chǎn)生，以便使圖象數(shù)據(jù)VDO可從圖象存儲器304輸出。
另外，加熱器驅(qū)動信號發(fā)生器306與主掃描直線標(biāo)尺109的輸出同步地產(chǎn)生選擇被驅(qū)動的頭部的一個(gè)區(qū)段的信號(區(qū)段起動信號BEO-3)和加熱器驅(qū)動脈沖信號HE。如上所述，墨只從區(qū)段起動信號BEO-3、加熱器驅(qū)動信號HE和圖象數(shù)據(jù)VDO全部起動的頭部101上的噴嘴噴出。
圖4是詳細(xì)表示AHS處理器301的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖4中，標(biāo)號401代表表格ROM。進(jìn)入的圖象數(shù)據(jù)按照表格ROM401的內(nèi)容被轉(zhuǎn)換。來自外部裝置201的圖象數(shù)據(jù)被送入表格ROM401的低階地址，通過表格ROM401中的查閱表格，相應(yīng)的值被輸出。表格ROM401具有多個(gè)表格，每個(gè)表格含有這樣的數(shù)據(jù)組。按照連接于表格ROM401的高階地址的表格選擇信號，選擇一個(gè)表格。在這個(gè)實(shí)施例中，圖象信號密度水平的范圍從0至255，在表格ROM401中所含的表格的數(shù)目為64。因此，表格ROM401的低階8位含有圖象信號，而高階6位含有表格選擇信號。
圖5表示在表格ROM401中每個(gè)表格內(nèi)存儲的表格數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。如上所述，表格ROM401共有64個(gè)表格，每個(gè)表格配置范圍為0至63的一個(gè)數(shù)字。例如，數(shù)字31相應(yīng)于數(shù)據(jù)通過(data-through)表格；當(dāng)選擇這個(gè)表格時(shí)，輸入數(shù)據(jù)的大小與輸出數(shù)據(jù)的大小的比為1比1。當(dāng)選擇數(shù)字小于31的表格如表格30，29…時(shí)，從表格ROM401輸出的圖象信號水平低于輸入圖象信號水平。相反，當(dāng)選擇數(shù)字大于31的表格如表格32，33…時(shí)，從表格ROM401輸出的圖象信號水平高于輸入圖象信號水平。雖然在圖中被省略，但是，最低圖象信號水平的表格是表格0，而最高圖象信號水平的表格是表格63。
現(xiàn)在參閱圖4，標(biāo)號402是一個(gè)RAM，從其產(chǎn)生表格選擇信號。RAM402含有相應(yīng)于每個(gè)噴嘴的選擇信號。這將對照圖6描述。RAM402含有在地址0-255中的數(shù)據(jù)，每個(gè)地址相應(yīng)于圖1所示頭部101上的噴嘴的數(shù)字。例如，在圖6所示的實(shí)例中，數(shù)據(jù)選擇表格31存儲在地址0中，而數(shù)據(jù)選擇表格33則存儲在地址1中。為了將數(shù)據(jù)寫入RAM402，數(shù)據(jù)是從圖2中的CPU203通過圖4所示的門404輸入的。當(dāng)響應(yīng)于來自CPU203的選擇信號將數(shù)據(jù)寫入RAM402中時(shí)，選擇器403轉(zhuǎn)換至CPU地址母線。當(dāng)打印數(shù)據(jù)時(shí)，選擇器403選擇來自地址發(fā)生器405的地址數(shù)據(jù)，以便為相應(yīng)于每個(gè)噴嘴的圖象數(shù)據(jù)可選擇RAM402中的一個(gè)地址。
在上面的描述中，雖然只描述了一種顏色的頭部101，但是，裝置具有分別為C、M、Y和K設(shè)置的四個(gè)記錄頭部。因此，AHS處理器301具有四個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)為一種顏色。但是，由于所有顏色進(jìn)行相同的處理，因而下面為了簡便只描述一種顏色的數(shù)據(jù)記錄。
下面對照圖7所示的流程圖描述頭部描影處理。在步驟1中，按壓操作板210上的頭部描影操作鍵(未畫出)，禁止了頭部描影。更具體來說，“31”被寫入圖4所示RAM402中的所有地址，從而使所有噴嘴選擇表格ROM401中的通過表格“31”。接下來，控制進(jìn)行至步驟2。如圖9所示，記錄三個(gè)帶的圖象圖案，每個(gè)帶具有50％的密度，且密度均勻。每三個(gè)帶的中間帶為密度修正而被閱讀。在用于修正的帶之前或之后打印一個(gè)額外的帶，以便考慮帶之間的修正部分的效果而修正密度不勻性。
更具體來說，圖9所示的頭部描影圖案以四種顏色C、M、Y和K打印，每種顏色的密度為50％。這些圖案每次掃描使用256個(gè)噴嘴的頭部平行地打印三個(gè)帶。在圖中，只畫出三種顏色C、M和Y的打印結(jié)果。
接著，控制進(jìn)行至圖7中的步驟S3。滑座106被移動，使傳感器110位于步驟S2中打印的圖象上方，打印紙?jiān)诜謷呙璺较虮惠斔?，從而使從為每種顏色的圖案的預(yù)定區(qū)域閱讀圖象圖案。被閱讀的數(shù)據(jù)存儲在存儲器207中。在按照這種方式在步驟S3中閱讀圖象之后，控制進(jìn)行至步驟S4以形成描影數(shù)據(jù)。首先，顏色C的圖案的頭部描影數(shù)據(jù)被形成，然后順序形成其它顏色的頭部描影數(shù)據(jù)。所形成的數(shù)據(jù)被存儲在存儲器207中的預(yù)定區(qū)域內(nèi)。
圖8是表示實(shí)際打印程序中的操作的流程圖。首先，在步驟S5中，從存儲器207閱讀相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)送至RAM402中。打印操作在步驟S6中開始。
圖10(a)和10(b)表示在圖象形成裝置中使用的傳感器110的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖10(a)是側(cè)視圖，圖10(b)是前視圖。在圖10(a)和10(b)中，標(biāo)號1001是由光電晶體管或光電二極管構(gòu)成的光線接收元件，其用于借助一個(gè)濾光器或類似裝置分別檢測R、G和B的頻率(或波長)的光帶。標(biāo)號1002代表發(fā)光元件如鎢絲燈，它能夠發(fā)射包括所有光區(qū)，即，R、G和B的光線。標(biāo)號1003代表光學(xué)透鏡。從發(fā)光元件1002發(fā)出的光線射在密度不勻性檢測圖案P上。反射的光線被光學(xué)透鏡1003聚焦在光線接收元件1001，以便在噴嘴位置基礎(chǔ)上檢測圖案的密度水平。光線接收元件1001在主掃描方向上以R、G和B的順序布置，每種顏色的光線接收表面的尺寸為1mm×1mm。使用2倍放大透鏡作為光學(xué)透鏡時(shí)，在主掃描方向上0.5mm區(qū)域的平均密度可被檢測。在分掃描方向上，帶有0.33mm的孔的傳光縫1005設(shè)置在光線接收元件1001的光線接收表面上方，以便檢測0.168mm區(qū)域的平均密度。由于打印頭部101的噴嘴的分辨率為600DPI，因而在這種結(jié)構(gòu)中大約4個(gè)字點(diǎn)的平均密度被檢測。應(yīng)當(dāng)注意的是，檢測面積的大小并不局限于這個(gè)尺寸。但是，該尺寸是考慮到下述情況確定的小于上述尺寸的尺寸會使傳感器輸出太小，而大于上述尺寸的尺寸會難于正確檢測以噴嘴為基礎(chǔ)的密度變化。甚至當(dāng)必須檢測多個(gè)噴嘴的平均密度時(shí)，一個(gè)噴嘴位置單位或較小單位的圖案試樣也可以使密度在一個(gè)噴嘴位置單位的基礎(chǔ)上被檢測。另外，甚至當(dāng)必須為多個(gè)噴嘴進(jìn)行圖案取樣時(shí)，一個(gè)噴嘴位置的密度水平也可以通過內(nèi)插輸出而檢測。
在傳感器110的輸出的基礎(chǔ)上，在打印控制器202中的圖案檢測器206以噴嘴位置為基礎(chǔ)檢測圖案的密度水平。圖11表示圖案檢測器206的細(xì)部結(jié)構(gòu)。在該圖中，標(biāo)號1101代表用于驅(qū)動發(fā)光元件的恒定電流電路，標(biāo)號1102代表I-E放大器，它將電流轉(zhuǎn)換成電壓，同時(shí)放大由光線接收元件產(chǎn)生的電流，標(biāo)號1103代表一個(gè)加法放大器，它進(jìn)一步放大I-E放大器1102的輸出，同時(shí)，使用CPU調(diào)節(jié)光線接收元件輸出的補(bǔ)償電壓。標(biāo)號1104代表一個(gè)減法電路，它計(jì)算來自加法放大器1103的三個(gè)輸出中的兩個(gè)輸出之間的差，標(biāo)號1105代表一個(gè)模擬開關(guān)，它選擇一個(gè)信號，該信號從減法電路1104的輸出被輸入至一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器1106(模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)，標(biāo)號1107代表一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器，它在CPU203中設(shè)定一個(gè)用于調(diào)節(jié)傳感器110中發(fā)光裝置的發(fā)光量及傳感器110的補(bǔ)償量的調(diào)節(jié)值。模擬開關(guān)1105不僅選擇減法電路1104的輸出，而且也選擇加法放大器1103的輸出。該開關(guān)使CPU203產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換選擇信號，以便選擇這兩個(gè)輸出中的哪一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。這使CPU203能夠調(diào)節(jié)傳感器110的發(fā)光元件的發(fā)光量及傳感器110的光線接收元件的輸出補(bǔ)償，因而使傳感器的輸出在檢測密度不勻性檢測圖案之前變得恒定。
在調(diào)節(jié)完成之后，為圖案檢測閱讀密度不勻性檢測圖案。為了閱讀該圖案，滑座106在主掃描方向上移動，以便如上所述將傳感器110設(shè)置在圖案上方。A/D轉(zhuǎn)換定時(shí)信號由CPU203與分掃描計(jì)數(shù)器205的輸出同步地產(chǎn)生，同時(shí)在主掃描方向上輸送打印紙，A/D轉(zhuǎn)換器1106的輸出有序地存儲在存儲器207中。當(dāng)閱讀用青藍(lán)色頭部打印的圖案時(shí)，模擬開關(guān)1105被接通，使檢測R光線的光線接收元件的輸出和檢測B光線的光線接收元件的輸出之間的差被輸入至A/D轉(zhuǎn)換器1106。
當(dāng)閱讀用紅色頭部打印的圖案時(shí)，模擬開關(guān)1105也被接通，從而使檢測G光線的光線接收元件的輸出和檢測B光線的光線接收元件的輸出之間的差被輸入至A/D轉(zhuǎn)換器1106。另外，當(dāng)閱讀黃色頭部打印的圖案時(shí)，模擬開關(guān)1105被接通，從而使檢測B光線的光線接收元件的輸出和檢測R光線的光線接收元件的輸出之間的差被輸入至A/D轉(zhuǎn)換器1106。如圖12(a)所示，由送紙輥104供應(yīng)的打印紙102被一個(gè)排紙輥1201和一個(gè)在打印紙上的紙固定板1203固定，在所述打印紙上，頭部101在主掃描方向上前、后移動。在這種情形中，如果打印紙102太硬地抵靠一個(gè)臺板1202，那么，打印紙容易升起。相反，如果紙?zhí)?，那么，如圖12(b)所示，由于打印在主掃描方向上產(chǎn)生皺紋。在這種情形中，如圖13所示，傳感器110的光線接收元件和打印紙之間的距離就會隨位置而改變。同時(shí)，從發(fā)光元件射到打印紙上的光線的強(qiáng)度也隨位置變化。因此，即使圖案密度均勻，傳感器110的光線接收元件產(chǎn)生輸出的水平也會改變，從而妨礙了傳感器110的光線接收元件輸出的密度的正確測量。
因此，當(dāng)用按照本發(fā)明的裝置中的藍(lán)頭部打印的圖案時(shí)，檢測R光線的光線接收元件的輸出和檢測B光線的光線接收元件的輸出之間的差，如上所述，被輸入至A/D轉(zhuǎn)換器1106。為了這樣做，來自發(fā)光元件的包括所有區(qū)域R、G和B的光線，例如，來自鎢絲燈的光線照射在被測量的圖案顏色上，使用吸收圖案顏色光線的光線接收元件(例如R光線的光線接收元件)和反射圖案顏色光線的光線接收元件(例如B光線的光線接收元件)，閱讀減法結(jié)果。因此，即使打印紙的狀態(tài)不穩(wěn)定，如圖14(a)所示，這種方法也能得到一種穩(wěn)定的結(jié)果，例如，圖14(b)所示的減法結(jié)果。這是由于每個(gè)光線接收元件的輸出按照基準(zhǔn)水平改變的緣故。
這個(gè)原因的補(bǔ)充說明將參閱圖15(a)和15(b)進(jìn)行。圖15(a)的曲線圖表示每種顏色(Y、M、C)的墨相對于光線波長變化的折射系數(shù)，圖15(b)表示每個(gè)光學(xué)成分(R、G、B)相對于波長變化的強(qiáng)度。當(dāng)光線從發(fā)射包括所有R、G和B的光線的發(fā)光元件射向一圖案時(shí)，圖15(a)和15(b)表明黃色墨吸收帶有短波長的藍(lán)色區(qū)域中的光線，紅色墨吸收帶有中波長的綠色區(qū)域中的光線，青藍(lán)色墨吸收帶有長波長的紅色區(qū)域中的光線。因此，當(dāng)光線照射到青藍(lán)色圖案時(shí)，紅色區(qū)域中的光線被吸收，因而在該圖案區(qū)域中從紅色光線接收元件不產(chǎn)生輸出(關(guān)閉狀態(tài))。由于光線在該圖案區(qū)域外被反射，因而從紅色光線接收元件產(chǎn)生輸出(接通狀態(tài))。這就是說，通過使用紅色光線接收元件可以確定在背景紙中是否存在青藍(lán)色圖案。
另一方面，當(dāng)光線照射到青藍(lán)色圖案時(shí)，藍(lán)色和綠色區(qū)域的光線被反射。因此，不管光線是落在青藍(lán)色圖之內(nèi)，還是之外，藍(lán)色和綠色光線接收元件產(chǎn)生輸出(接通狀態(tài))。也就是說，可以認(rèn)為，在檢測圖案的非補(bǔ)色的光線接收元件的區(qū)域中的輸出，其條件大體是紙的升起或起皺。例如，當(dāng)檢測青藍(lán)色圖案時(shí)，利用光線接收元件的上述特性，計(jì)算在補(bǔ)色區(qū)域中光線(紅色)和在非補(bǔ)色區(qū)域光線(藍(lán)色和綠色)之間的差，即使紙的升起和起皺產(chǎn)生水平變化，也可以抵消減法結(jié)果中從基準(zhǔn)水平的輸出水平的改變。這是由于紙升起等因素造成的兩個(gè)光線接收元件的輸出水平的改變是相同的。由于這個(gè)原因，可以正確地測量圖案密度。
按照相同的方式，品紅圖案密度可以通過計(jì)算綠色光線(補(bǔ)色區(qū)域光線)和紅色和藍(lán)色光線(非補(bǔ)色區(qū)域光線)之間的差正確地測量，黃色圖案密度可以通過計(jì)算藍(lán)色光線(補(bǔ)色區(qū)域光線)和紅色或綠色(非補(bǔ)色區(qū)域光線)之間的差正確地測量。
上面講過，當(dāng)使用補(bǔ)色區(qū)域的光線閱讀一個(gè)顏色圖案時(shí)，從光線接收元件不產(chǎn)生輸出(關(guān)閉狀態(tài))。但是，實(shí)際上，由于圖案不是以100％而且以大約50％打印的，因而在圖案區(qū)域的一些部分被打印，而在圖案內(nèi)的其它部分，背景紙被暴露，如圖22所示。(在圖22中示意表示的打印圖案并不總是與實(shí)際打印圖案匹配。應(yīng)當(dāng)注意的是，以50％的密度，墨不是同時(shí)從一個(gè)頭部上的所有噴嘴噴出，該頭部的所有噴嘴是分散地使用的)。在圖案的區(qū)域內(nèi)，噴墨部分和未噴墨的部分的混合引起下述效果。在打印點(diǎn)大(噴墨量大)的部分中，大量補(bǔ)色區(qū)域光線被吸收，少量的光線從背景紙反射，因而傳感器輸出小。相反，在打印點(diǎn)小(噴墨量小)時(shí)，小量的補(bǔ)色區(qū)域光線被吸收，大量光線從背景紙被反射，因而傳感器輸出變大。在傳感器輸出這樣的變化的基礎(chǔ)上，如上所述可以檢測在打印圖案噴嘴列的方向上的密度變化(密度不勻性)。
如上所述，從另一光線接收元件的輸出減去一個(gè)光線接收元件的輸出可以盡量少地依賴打印線的狀態(tài)來測量圖案密度。但是，嚴(yán)格地說，反射光線的強(qiáng)度根據(jù)紙的狀態(tài)而改變的可能性是存在的，因而傳感器輸出的水平變化不能完全被抵消。解決這個(gè)問題可以采用下述措施。下面描述檢測青藍(lán)色圖案的一個(gè)實(shí)例。如圖16所示，除了減法電路1104外，還設(shè)有一個(gè)電路1601，減法電路1104用于計(jì)算補(bǔ)色的R光線的光線接收元件的輸出和非補(bǔ)色的B光線的光線接收元件的輸出之間的差，電路1601用于從基準(zhǔn)水平V基準(zhǔn)減去非補(bǔ)色的B光線的光線接收元件的輸出。使用作為增益控制放大器1603的控制信號的附加電路的輸出1602，減法電路1104的輸出被放大。為了修正光強(qiáng)變化引起的光線水平的變化，放大的結(jié)果通過模擬開關(guān)1105進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
圖17(a)、(b)和(c)表示這種水平變化修正的狀態(tài)。圖17(a)表示B和R光線的光線接收元件的輸出狀態(tài)和基準(zhǔn)水平V基準(zhǔn)，以便用于從基準(zhǔn)水平V基準(zhǔn)減B光線。該圖表示，當(dāng)光線強(qiáng)度因紙狀態(tài)而減小時(shí)，在右側(cè)部分中傳感器的輸出水平減小。此時(shí)，基準(zhǔn)水平V基準(zhǔn)相對于B光線的光線接收元件的輸出水平被設(shè)置在負(fù)水平。圖17(b)表示減法電路1104和1601的結(jié)果。在無圖案的位置上，減法電路1104和1601的輸出穩(wěn)定在GND水平上，而在圖案的右側(cè)部分，輸出水平則減小。該圖也表示，在右側(cè)部分中，減法電路1601的輸出是高的。圖17(c)表示使用作為控制信號的減法電路1601的輸出1602來放大減法電路1104的輸出所產(chǎn)生的結(jié)果。由于圖案右側(cè)部分的放大率高，因而右側(cè)部分的水平和左側(cè)部分的水平是相同的。
雖然為了簡化說明，圖16中只畫出一個(gè)電路，但是有三個(gè)電路，每個(gè)電路為一種圖案顏色設(shè)置。
上述操作被執(zhí)行以閱讀自動頭部描影圖案，從而即使紙升起或出現(xiàn)皺紋也可在每個(gè)頭部記錄的圖案的噴嘴列的方向上正確檢測密度水平的改變。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的推薦形式，但是，顯然可做出各種修改和變化。
本發(fā)明可以應(yīng)用于圖象記錄設(shè)備如噴墨記錄打印機(jī)、繪圖機(jī)及傳真機(jī)的設(shè)計(jì)和制造。按照本發(fā)明，分別接收R、G和B光線之一的光線接收元件閱讀由每個(gè)頭部打印的預(yù)定打印圖案。這種裝置采用圖案的補(bǔ)色的光線接收元件和非補(bǔ)色的光線接收元件，并計(jì)算兩個(gè)輸出之間的差，從而檢測密度變化量。這種方法使裝置即使打印紙升起或起皺也可正確地檢測圖案的密度水平。
權(quán)利要求
1.一種使用噴墨記錄法的圖象成形裝置，所述裝置使用多個(gè)頭部形成彩色圖象，每個(gè)頭部上具有多個(gè)噴墨噴嘴，所述裝置包括用于打印的裝置，該打印裝置在打印紙上，一次一個(gè)頭部地使用所述多個(gè)噴墨噴嘴以預(yù)定的密度進(jìn)行打印圖案的打?。灰粋€(gè)反射式光學(xué)傳感器，當(dāng)在噴嘴列的方向上掃描打印圖案時(shí)，該傳感器閱讀每種顏色的打印圖案；以及密度計(jì)算裝置，用于在所述反射式光學(xué)傳感器的輸出的基礎(chǔ)上計(jì)算每種顏色的打印圖案的密度，其中所述反射式光學(xué)傳感器包括一個(gè)發(fā)光元件，該發(fā)光元件發(fā)射在光學(xué)波長上包括紅/藍(lán)/綠區(qū)域中所有光的光線，以及多個(gè)光線接收元件，每個(gè)光線接收元件檢測在光學(xué)波長上紅/藍(lán)/綠之一的光線，以及其中所述密度計(jì)算裝置以每種顏色的補(bǔ)色光線的光線接收元件的輸出和該圖案顏色的非補(bǔ)色光線的光線接收元件的輸出為基礎(chǔ)，計(jì)算兩個(gè)輸出之間的差，從而以每個(gè)頭部打印的打印圖案的噴嘴位置為基礎(chǔ)，檢測密度水平。
2.如權(quán)利要求1所述的圖象形成裝置，其特征在于所述打印圖案是一個(gè)由每個(gè)頭部的所有噴墨噴嘴記錄的、寬度相應(yīng)于至少一個(gè)頭部寬度的帶圖案，其中所述多個(gè)光線接收元件布置在主掃描方向上，所述反射式光學(xué)傳感器具有一個(gè)矩形傳光縫，其較長側(cè)邊沿主掃描方向?qū)?zhǔn)，使在預(yù)定位置上的打印圖案的圖象在所述多個(gè)光線接收元件的接收表面上形成，所述反射式光學(xué)傳感器相對于所述圖案在分掃描方向上相對地掃描。
3.如權(quán)利要求1所述的圖象形成裝置，其特征在于所述密度計(jì)算裝置在每個(gè)頭部的噴嘴的基礎(chǔ)上計(jì)算密度水平。
4.如權(quán)利要求3所述的圖象形成裝置，其特征在于還包括調(diào)節(jié)裝置，用于按照在每個(gè)頭部的噴嘴的基礎(chǔ)上計(jì)算的密度水平，在每個(gè)頭部的噴嘴的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)打印密度。
5.如權(quán)利要求1所述的圖象形成裝置，其特征在于所述多個(gè)頭部包括一個(gè)用于噴射青藍(lán)色墨的青藍(lán)色頭部、一個(gè)用于噴射品紅色墨的品紅色頭部和一個(gè)用于噴射黃色墨的黃色頭部，所述裝置還包括一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，它將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以及開關(guān)裝置，用于將輸入換接至所述A/D轉(zhuǎn)換器，因而當(dāng)所述青藍(lán)色頭部閱讀圖案時(shí)，用于檢測紅色光線的光線接收元件的輸出和用于檢測藍(lán)色光線或綠色光線的光線接收元件的輸出之間的差被輸入至所述A/D轉(zhuǎn)換器，當(dāng)所述品紅色頭部閱讀圖案時(shí)，用于檢測綠色光線的光線接收元件的輸出和用于檢測藍(lán)色光線和紅色光線的光線接收元件的輸出之間的差被輸入至所述A/D轉(zhuǎn)換器，當(dāng)所述黃色頭部閱讀圖案時(shí)，用于檢測藍(lán)色光線的光線接收元件的輸出和用于檢測紅色光線和綠色光線的光線接收元件的輸出之間的差被輸入至所述A/D轉(zhuǎn)換器。
6.如權(quán)利要求1所述的圖象形成裝置，其特征在于還包括一個(gè)計(jì)算非補(bǔ)色光線的光線接收元件的輸出和一預(yù)定基準(zhǔn)水平之間的差的減法電路，以及一個(gè)放大器，該放大器按照減法電路的輸出，使用一個(gè)放大系數(shù)放大補(bǔ)色光線的光線接收元件的輸出和非補(bǔ)色光線的光線接收元件的輸出之間的差。
全文摘要
當(dāng)進(jìn)行自動頭部描影及閱讀用于密度修正的打印圖案時(shí)不受紙升起影響的一種傳感器結(jié)構(gòu)和信號處理法。預(yù)定的打印圖案借助頭部被打印。打印圖案被一傳感器(110)掃描以測量每種顏色的打印圖案的每個(gè)噴嘴的不勻密度。傳感器(110)包括一個(gè)發(fā)射包括所有R,G和B顏色區(qū)域的光線的發(fā)光元件和分別接收R,G和B光線的光線接收元件。光線接收元件沿水平掃描方向排成一行。每個(gè)頭部打印的打印圖案被與圖案顏色的補(bǔ)色的光線接收元件及非補(bǔ)色的光線接收元件閱讀,根據(jù)輸出之間的差測量在噴嘴行的方向上的密度水平的變化。
文檔編號B41J29/393GK1358135SQ00809382
公開日2002年7月10日 申請日期2000年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日
發(fā)明者松田雄二 申請人:可比雅株式會社