專利名稱：打印裝置及打印方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括具有多個以并置關系設置的排墨部分的噴頭的打印裝置，以及一種使用所述具有多個以并置關系設置的排墨部分的噴頭的打印方法，更特別地涉及一種以最適宜的打印分辨率打印打印數據的技術。
背景技術：
作為現有技術打印裝置的一個實例的噴墨打印機(以下簡稱為“打印機”)，包括具有多個以并置關系設置其上并分別具有一個噴嘴的排墨部分的一個噴頭。從排墨部分向打印目標排出墨滴以形成圖像。
在此，噴頭的打印分辨率取決于排墨部分的并置距離。例如，當分辨率為300dpi時，排墨部分之間的距離就被設定為大約84.6μm。
除例如使用300dpi的噴頭以300dpi的分辨率進行打印的情況外，也能利用通過稀疏排墨部分的墨滴噴射而以等于噴頭初始分辨率的1/n(n為正數)，如150dpi的另一分辨率進行打印。
或者，如果噴頭在相同的打印位置處被多次移動，使得墨滴落在等于排墨部分之間距離的1/n距離的位置處，進而也能以等于噴頭初始分辨率n倍的分辨率，例如600dpi或1200dpi進行打印。
可是，在上述的現有技術中，打印數據和打印機的分辨率彼此不一致，必須利用插值法將所述打印數據轉換成打印機分辨率的打印數據。但是，上述現有技術存在所述轉換使分辨率下降的問題。
圖11A以放大的比例示出了600dpi的圖像并特別示出了以42.3μm間距形成的白線和黑線。如果嘗試使用具有例如720dpi分辨率的打印機打印所述打印數據，則600dpi的圖像被轉換成720dpi的另一個圖像?？墒?，在上述轉換中，圖像的分辨率下降，進而打印具有下降分辨率的圖像，如圖11B所示。
此外，在包括串式(serial)噴頭的打印機中，也能夠改變噴頭在送紙方向上的偏移量進而改變分辨率，所述串式噴頭當噴頭在打印紙的寬度方向移動時連續(xù)排出墨滴?？墒?，上述打印機存在依賴于所需分辨率，并且打印需要非常小的偏移量以及非常長的時間周期的問題。此外，包括具有以并置關系設置在打印紙大致整個寬度上的排墨部分的行式頭(line head)的打印機存在這樣的問題，即因為僅從固定設置的行式頭的排墨部分中排出墨滴，但行式頭沒有在打印紙的寬度方向上移動，進而不能夠改變分辨率。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明所要解決的主題是利用本發(fā)明申請人已經提出的技術(日本專利申請No.2002-112947等)，其中當所述分辨率改變時，能夠將每個排墨部分排出的墨滴偏轉至多個方向，以便能夠改變分辨率進行打印和控制，進而減少圖像質量的下降。特別地，利用包括具有在打印紙大致整個寬度上以并置關系設置的排墨部分的行式頭的打印機，能夠實現好的效果。
本發(fā)明通過以下解決方法解決上述目標。
根據本發(fā)明，一個包括噴頭的打印裝置，所述噴頭具有多個以并置關系設置其上且能夠在墨滴噴射部分并置方向將從每個墨滴噴射部分排出的墨滴的排出方向偏轉至多個方向的墨滴噴射部分，所述打印裝置被如此設置根據輸入的打印數據從多個打印分辨率之間或其中確定打印分辨率，打印裝置可運用上述多個打印分辨率進行打印并且根據排墨部分的并置距離以及排墨部分排出墨滴的多個方向確定該分辨率；根據確定的打印分辨率選定排出墨滴的這些排墨部分并確定每個所選定的排墨部分的墨滴的排出方向；指定墨滴的排出方向的噴射執(zhí)行信號被傳送至每個所選定的排墨部分，進而運用根據輸入數據從多個打印分辨率之間或其中確定的打印分辨率進行打印。
在上述的本發(fā)明中，將上述打印裝置的噴頭形成得可在排墨部分的并置方向將墨滴的排出方向偏轉至多個方向。
如果為打印裝置輸入的打印數據，則根據該打印數據確定適當的打印分辨率。隨后，在確定打印分辨率之后，選定排出墨滴的這些排墨部分，并將確定墨滴的排出方向的噴射執(zhí)行信號發(fā)送至每個所選定的排墨部分。排墨部分根據噴射執(zhí)行信號將墨滴排至預定方向。因此，根據最適合于打印數據的打印分辨率進行打印。


圖1為示出了用于根據本發(fā)明的噴墨打印裝置的噴墨打印噴頭的分解透視圖。
圖2為示出了行式頭的一個實施例的平面圖。
圖3為更詳細地示出噴頭的排墨部分的平面圖和側視剖面圖。
圖4為示出了墨滴的排出方向的偏轉的示意圖。
圖5A和5B為示出了兩片分開的發(fā)熱電阻元件之間的墨泡產生時間差與墨滴排出角度之間關系的圖表，并且圖5C為示出了兩片分開的發(fā)熱電阻元件之間的墨泡產生時間差的實際測量值數據的圖表。
圖6為體現本發(fā)明排出方向偏轉裝置的電路圖。
圖7為示出了在分辨率為600dpi的一個實例中，噴頭的排墨部分以偏轉狀態(tài)排出墨滴情況的示意圖。
圖8為示出了在分辨率為4800dpi的另一實例中，噴頭的排墨部分以偏轉狀態(tài)排出墨滴情況的示意圖。
圖9為示出了在分辨率為960dpi又一實例中，噴頭的排墨部分以偏轉狀態(tài)排出墨滴情況的示意圖。
圖10為示出了在分辨率為720dpi的再一個實例中，噴頭的排墨部分以偏轉狀態(tài)排出墨滴情況的示意圖。
圖11A為示出了600dpi圖像的白線和黑線的放大示意圖，而圖11B為示出了在圖11A的圖像被轉換成720dpi圖像后對其進行打印的實例的示意圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖等描述本發(fā)明的實施例。
圖1為示出了本發(fā)明打印裝置應用其上的熱型噴墨打印機(以下簡稱為“打印機”)中噴頭11的分解透視圖。參照圖1，噴嘴片17安裝到阻擋層16上并以分解的狀態(tài)示出。
在噴頭11中，襯底元件14包括由硅等制成的半導體襯底15，以及通過在半導體襯底15的一個表面上沉積形成發(fā)熱電阻元件13(能量發(fā)生裝置)。發(fā)熱電阻元件13通過半導體襯底15上形成的導體部分(未示出)與以下說明的電路電連接。
阻擋層16例如由光固化型的干膜抗蝕層形成，并通過在其上形成有發(fā)熱電阻元件13的半導體襯底15的整個表面上層疊干膜抗蝕層形成，隨后利用光刻工藝移除非必要的部分。
此外，噴嘴片17具有形成在其中的多個噴嘴18，并通過電鑄鎳形成該噴嘴片。噴嘴片17與所述阻擋層16粘接以使噴嘴18的位置與發(fā)熱電阻元件13的位置一致，即噴嘴18與發(fā)熱電阻元件13相對。
墨液盒12由襯底元件14、阻擋層16和噴嘴片17以圍繞發(fā)熱電阻元件13的方式形成。特別地，在圖中襯底元件14形成墨液盒12的底壁；阻擋層16形成墨液盒12的側壁；而噴嘴片17形成墨液盒12的頂壁。因此，每個墨液盒12在圖1中的右側前表面處具有一個開口面，并且該開口面與墨流動通道(未示出)彼此連通。
上述的噴頭11包括多個通常以100個元件為單元設置的發(fā)熱電阻元件13以及單獨包括發(fā)熱電阻元件13的墨液盒12?？筛鶕蛴C控制部分的指令唯一地選定發(fā)熱電阻元件13，以便從與墨液盒12相對的噴嘴18中噴射對應所述發(fā)熱電阻元件13的墨液盒12中的墨液。
特別地，從與噴頭接合的墨槽(未示出)為墨液盒12填充墨液。隨后，為任意的發(fā)熱電阻元件施加短周期，例如1至3微秒的脈沖電流，以便迅速地加熱所述發(fā)熱電阻元件13。因此，墨液中與發(fā)熱電阻元件13相接觸的位置處產生氣相墨泡。作為墨泡膨脹的結果，推出預定量的墨液(墨液達到沸騰)。因此，大致等于推出墨液量的一定量的墨液，從對應噴嘴18以墨滴的形式排出并落在打印紙上。
應當注意到，在本說明書中，由墨液盒12、設置在墨液盒12中的發(fā)熱電阻元件13和設置在發(fā)熱電阻元件13上的噴嘴18所構成的部分稱作“排墨部分”。換句話說，噴頭11包括多個彼此以并置關系設置的排墨部分。
此外，在本實施例中，在打印紙的寬度方向上并列設置多個噴頭11以形成行式頭。圖2為示出行式頭10的一個實施例的平面圖。在圖2中，示出了四個噴頭11(“N-1”、“N”、“N+1”和“N+2”)。當要形成行式頭10時，分別通過從圖1的噴頭11中移除噴嘴片17形成的多個部分(噴頭芯片)并置。進而，具有在對應所有噴頭芯片排墨部分處形成的噴嘴18的單個噴嘴片17，與噴頭芯片的上部粘接以形成行式頭10。
現在，更詳細地描述本發(fā)明的排墨部分。
圖3為更詳細示出噴頭11的排墨部分的平面圖和側視剖面圖。在圖3的平面圖中，噴嘴18由長短交替的虛線表示。
如圖3所示，在本實施例中，在一個墨液盒12中并列設置發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片。此外，發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片的并置方向為噴嘴18(排墨部分)的并置方向(圖3中左側和右側)。
當發(fā)熱電阻元件13為按照上述方式將其在垂直方向上分成兩個分片的類型時，由于發(fā)熱電阻元件13具有相等長度和降至一半的寬度，使得發(fā)熱電阻元件13具有兩倍的電阻值。如果發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片串聯，則串聯分別具有兩倍電阻值的發(fā)熱電阻元件13的兩片并表現出四倍的電阻值。
在此，為了使墨液盒12中的墨液沸騰，必須為發(fā)熱電阻元件13施加固定的電能以便加熱所述發(fā)熱電阻元件13。這是因為在墨液沸騰時，由該能量排出墨滴。進而，在電阻值低時，必須使施加的電流值高，通過增加發(fā)熱電阻元件13的電阻值利用較低的電流使墨液沸騰。
因此，也能夠減少用于提供電流的晶體管等的尺寸，并可減小空間。應當注意到，盡管如果以減小的厚度形成發(fā)熱電阻元件13，電阻值也能增加，但鑒于發(fā)熱電阻元件13選擇的材料或強度(耐用性)，發(fā)熱電阻元件13的厚度減少存在一個固定的限度。因此，可在不減小厚度的情況下分發(fā)熱電阻元件13，進而增加發(fā)熱電阻元件13的電阻值。
在一個墨液盒12中設置兩片式發(fā)熱電阻元件13時，如果將發(fā)熱電阻元件13的兩片加熱至墨液沸騰所必須的時間(氣泡產生時間)設置成彼此相等，則墨液在發(fā)熱電阻元件13的兩片上同時沸騰，并在噴嘴18的中心軸方向上排出墨滴。
相反，如果在發(fā)熱電阻元件13的兩片的氣泡產生時間之間存在差值，則墨液在發(fā)熱電阻元件13的兩片上不會同時沸騰。因此，墨滴的排出方向會偏離噴嘴18的中心軸方向，并在偏轉方向上排出墨滴。進而，墨滴落在不同于在沒有任何偏轉情況下排出墨滴的停落位置的位置上。
圖4為示出了墨滴的排出方向偏轉的示意圖。參照圖4，如果垂直于墨滴i的排出平面排出墨滴i，則沒有偏轉地排出墨滴i。相反，如果墨滴i的排出方向偏轉且排出角度相對于垂直方向偏轉θ(圖4中的Z1或Z2方向)，則排出平面和打印紙平面P(墨滴的停落平面)之間的距離由H(H大致固定)表示時，則墨滴i的停落位置表示為
ΔL＝H×tanθ圖5A和5B為示出了發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片的墨泡產生時間差與墨滴排出角度之間的關系并表示出計算機模擬結果的圖表。在圖表中，X方向為噴嘴18的并置方向，而Y方向為垂直于X方向的方向(打印紙的饋送方向)。同時，圖5C示出了發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片之間墨泡產生時間差的實際測量值數據。在圖5C中，橫坐標軸表示為發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片之間電流量差值的一半的偏轉電流，而縱坐標表示墨滴停落位置的偏移量(通過將墨滴排出平面到打印紙上的停落位置之間的距離設定成大約2mm，實際測量該偏移量)。在圖5C中，通過將發(fā)熱電阻元件13的主電流設置成80mA同時以交迭的方式為發(fā)熱電阻元件13的一片施加偏轉電流，進而實行墨滴的偏轉噴射。
當在噴嘴18的并置方向上發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片的氣泡產生存在一個時間差時，墨滴的排出角度偏轉垂直方向，但噴嘴18并置方向上的墨滴排出角度θx隨氣泡產生時間差的增加而增加。
因此，在本實施例中，利用這種特點設置發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片并使得對發(fā)熱電阻元件13的每片施加的電流量彼此不同，進而控制發(fā)熱電阻元件13的兩片上的氣泡產生時間而使其彼此不同，從而偏轉墨滴的排出方向(排出方向偏轉裝置)。
例如，在發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片的電阻值由于生產問題等而彼此不相同時，在發(fā)熱電阻元件13的兩片之間存在氣泡產生時間差。因此，墨滴的排出角度偏離垂直方向，并且墨滴的停落位置偏離初始位置?？墒?，如果通過對發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片施加電流量而控制發(fā)熱電阻元件13的不同片上的氣泡產生時間，使得發(fā)熱電阻元件13的兩片的氣泡產生時間相同，則能控制墨滴相對于垂直方向的排出角度。
例如，通過根據初始方向偏轉行式頭10中一個、兩個或多個特定噴頭11里所有墨滴的排出方向，能夠校正由于生產問題等引起的噴頭在預定方向上沒有排出墨滴的偏轉方向。
此外，可以僅偏轉噴頭11中一個、兩個或多個特定排墨部分的墨滴的排出方向。例如，如果一個噴頭11中特定排墨部分的墨滴的排出方向與其他排墨部分的墨滴的排出方向不平行，則能夠偏轉特定排墨部分的墨滴的排出方向，進而使其與其他排墨部分的墨滴的排出方向平行。
此外，如果行式頭10具有不能排出墨滴或能夠排出墨滴但不充足的排墨部分，則由于沿對應排墨部分的像素列向(垂直于排墨部分的并置方向的方向)不排出墨滴或噴射很少的墨滴，所以出現垂直白條紋并使得打印質量下降?？墒牵斒褂帽緦嵤├龝r，能夠使用接近不能充分排出墨滴的排墨部分的另一排墨部分，以替換不能充分排出墨滴的排墨部分排出墨滴。
現在，更詳細地描述排出方向偏轉裝置。本實施例中的排出方向偏轉裝置包括電流鏡電路(以下稱作CM電路)。
圖6為使用本實施例的排出方向偏轉裝置的電路圖。首先，描述該電路中使用的組件和連接狀態(tài)。
參照圖6，電阻器Rh-A和Rh-B為發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片的電阻并被串聯連接。電源Vh為用于為電阻器Rh-A和Rh-B施加電壓的電源。
圖6中示出的電路包括晶體管M1至M21，在這些晶體管中M4、M6、M9、M11、M14、M16、M19和M21為PMOS晶體管，而其他晶體管為NMOS晶體管。在圖6的第三部分中，形成例如由晶體管M2、M3、M4、M5和M6構成的CM電路，并且在電路中共設置了4個CM電路。
在該電路中，晶體管M6的柵極與晶體管M4的柵極彼此相連。此外，晶體管M4和M3的漏極彼此相連，以及晶體管M6和M5的漏極彼此相連。類似地，這種設置也適用于其他CM電路。
此外，分別構成部分CM電路的晶體管M4、M9、M14和M19和晶體管M3、M8、M13和M18的漏極連接到電阻器Rh-A和Rh-B的中點上。
同時，每個晶體管M2、M7、M12和M17用作CM電路的恒定電流源，而這些晶體管的漏極與晶體管M3、M8、M13和M18的源極相連。
進一步，晶體管M1在其漏極處與電阻器Rh-A串聯，以便在噴射執(zhí)行輸入開關A值為1(打開)時，晶體管M1呈現打開狀態(tài)以允許電流流經電阻器Rh-A和Rh-B。
AND門X1至X9的輸出端分別與晶體管M1、M3、M5、M8、M10、M13、M15、M18和M20的柵極相連。應當注意到，盡管AND門X1至X7為2端輸入型，但AND門X8和X9為3端輸入型。每個AND門X1至X9的至少一個輸入端與噴射執(zhí)行輸入開關A相連。
此外，XNOR門X10、X12、X14和X16的一個輸入端與偏轉方向轉換開關C相連而另一端與偏轉控制開關J1至J3和排出角度校正開關S中的一個相連。
偏轉方向轉換開關C是用于將噴墨方向變換成噴嘴18并置方向中對邊的一個方向的開關。如果偏轉方向轉換開關C切換為1(打開)，則XNOR門X10的一個輸入端切換為1。
此外，每個偏轉控制開關J1至J3為用于在偏轉噴墨方向時確定偏移量的開關。如果輸入端J3切換為1(打開)，則XNOR門X10的一個輸入端切換為1。
XNOR門X10、X12、X14和X16的輸出端和AND門X2、X4、X6和X8的相應輸入端相連，且通過NOT門X11、X13、X15和X17分別和AND門X3、X5、X7和X9的相應輸入端相連。此外，每個AND門X8和X9的一個輸入端與排出角度校正開關K相連。
進一步，偏轉幅度控制終端B為用于確定一級偏轉幅度的終端，和確定用作各個CM電路恒定電流源的晶體管M2、M7、M12和M17的電流值的終端。偏轉幅度控制終端B與晶體管M2、M7、M12和M17的柵極相連。如果偏轉幅度控制終端B設置成0V，則電流源的電流變?yōu)?并沒有偏轉電流流過，進而將偏轉幅度控制為零。如果電壓逐漸上升，則電流值逐漸增加，并提供增加的偏轉電流，同樣也增加偏轉幅度。
換句話說，能夠利用對所述終端施加的電壓來控制適當的偏轉幅度。
此外，晶體管M1的源極與電阻器Rh-B相連，而用作每個CM電路恒定電流源的晶體管M2、M7、M12和M17的源極與地(GND)相連。
在上述結構中，對于每個晶體管M1至M21，在圓括號內添加的標記(XN)，其中N＝1、2、4或50，表示這些元件的并聯狀態(tài)，例如(X1)(M12-M21)表示晶體管具有一個標準裝置，而(X2)(M7-M11)表示晶體管具有一個等同于并聯的兩個標準裝置的裝置。在以下描述中(XN)表示晶體管具有一個等同于并聯的N個標準裝置的裝置。
因此，由于晶體管M2、M7、M12和M17分別為(X4)、(X2)、(X1)和(X1)，如果在晶體管的柵極和地之間施加適當的電壓，則晶體管的漏電流呈現4∶2∶1∶1的比例。
現在，描述該電路的操作。首先，給出僅關注包括晶體管M3、M4、M5和M6的CM電路的說明。
噴射執(zhí)行輸入開關A僅在墨液將被噴射時值為1(打開)。
例如，在A＝1，B＝施加的2.5V，C＝1以及J3＝1時，由于XNOR門X10的輸出為1，該輸出1和A＝1被輸入到AND門X2，并且AND門X2的輸出變?yōu)?。因此，晶體管M3打開。
此外，當XNOR門X10的輸出為1時，由于NOT門X11的輸出為0，該輸出0和A＝1被輸入至AND門X3。因此，AND門X3的輸出變?yōu)?，而晶體管M5關閉。
因此，由于晶體管M4和M3的漏極彼此相連且晶體管M6和M5的漏極彼此相連，所以如上所述在晶體管M3打開且晶體管M5關閉時，電流從晶體管M4流到晶體管M3，沒有電流從晶體管M6流到晶體管M5。進一步，根據CM電路的特點，在沒有電流流入晶體管M6時，也沒有電流流入晶體管M4。此外，由于對晶體管M2的柵極施加2.5V，所以在上述情況中，晶體管M3、M4、M5和M6中的相應電流僅從晶體管M3流入晶體管M2。
在此情況中，由于晶體管M5的柵極關閉，故沒有電流流入晶體管M6，并且也沒有電流流入用作晶體管M6鏡像的晶體管M4。盡管相同電流Ih應當初始流過電阻器Rh-A和Rh-B，但在晶體管M3的柵極關閉的情況中，由于的電流通過晶體管M3在電阻器Rh-A和Rh-B之間的中點獲得具有晶體管M2所確定的電流值，晶體管M2確定的電流值僅添加到流入電阻器Rh-A一側的電流中。
因此，IRh-A＞IRh-B。
雖然在前所述涉及C＝1的情況，但當C＝0時，即僅使偏轉方向轉換開口C的輸入不同(類似于上述情況，其他開關A、B和J3都被設置成1)時，按照以下進行操作。
當C＝0且J3＝1時，XNOR門X10的輸入為0。因此，由于AND門X2的輸入變?yōu)?0，1(A＝1))，則AND門X2的輸入為0。進而，晶體管M3關閉。
進一步，當XNOR門X10的輸出為0時，由于NOT門X11的輸出為1，則AND門X3的輸入變成(1，1(A＝1))，并且晶體管M5打開。
當晶體管M5打開時，電流流過晶體管M6?？墒?，根據這點和CM電路的特點，電流也流過晶體管M4。
因此，利用電源Vh，電流流過電阻器Rh-A、晶體管M4和晶體管M6。隨后，流過電阻器Rh-A的電流全都流過電阻器Rh-B(因為晶體管M3關閉，從電阻器Rh-A流出的電流沒有分流到晶體管M3一側。同時，因為晶體管M3關閉，使得流過晶體管M4的電流全都流入電阻器Rh-B一側。此外，流過晶體管M6的電流流入晶體管M5。
根據前述，盡管在C＝1時流過電阻器Rh-A的電流分流到并流出至電阻器Rh-B一側和晶體管M3一側，但在C＝0時，不僅流過電阻器Rh-A的電流流入電阻器Rh-B，而且流過晶體管M4的電流也流入電阻器Rh-B。因此，流過電阻器Rh-A和電阻器Rh-B的電流具有Rh-A＜Rh-B的關系。因此，在C＝1和C＝0時，上述比例呈現出對稱性。通過按照上述方式使得流過電阻器Rh-A和電阻器Rh-B的電流量彼此不同，能夠提供發(fā)熱電阻元件13的兩片上的氣泡產生時間差。進而偏轉墨滴的排出方向。
此外，在噴嘴18并置方向上的對稱位置之間，根據C＝1或C＝0改變墨滴的排出方向。
應當注意到，雖然上述說明涉及僅使偏轉控制開關J3打開/關閉的情況，但如果偏轉控制開關J2和J1也被切換打開/關閉，則能夠更精確地設定為電阻器Rh-A和電阻器Rh-B施加的電流量。
特別地，在通過偏轉控制開關J3能夠控制對晶體管M4、M6施加的電流時，也能通過偏轉控制開關J2控制對晶體管M9和M11施加的電流。此外，可通過偏轉控制開關J1控制對晶體管M14和M16施加的電流。
因此，根據以上所述，晶體管M4和M6∶晶體管M9和M11∶晶體管M14和M16的比例＝4∶2∶1的漏電流，按照以上所述提供給晶體管。因此，使用3位的偏轉控制開關J1至J3，將墨滴的排出方向變成8級，即(J1，J2，J3)＝(0，0，0)，(0，0，1)，(0，1，0)，(0，1，1)，(1，0，0)，(1，0，1)，(1，1，0)和(1，1，1)。
此外，由于如果在晶體管M2、M7、M12和M17的柵極和地之間施加電壓，能夠改變流過這些晶體管的電流量，所以在流過晶體管的漏電流的比例保持4∶2∶1時能夠改變每一級的偏移量。
此外，根據以上所述，利用偏轉方向轉換開關C，能夠在噴嘴18并置方向上的對稱位置之間轉換偏轉方向。
如圖2所示，在本實施例的行式頭10中，在打印紙的寬度方向上并列設置多個噴頭11并將其設置成Z字形圖案，使得相鄰的噴頭11彼此相反(每個噴頭11相對于其相鄰的噴頭11以旋轉180度的相位進行設置)。這樣，如果從偏轉控制開關J1至J3為彼此相鄰設置的兩個噴頭11發(fā)送公共信號，則兩個相鄰噴頭11的偏轉方向變得彼此相反。因此，在該實施例中，設置偏轉方向轉換開關C，以便對稱地轉換完整一個噴頭11的偏轉方向。
因此，在以Z字形圖案設置多個噴頭11進而形成行式頭的情況中，如果對于圖2中偶數位置上的噴頭11中的噴頭N，N+2，將C設定成C＝0，對于圖2中奇數位置上的噴頭11中的噴頭N-1，N+1，將C設定成C＝1，則行式頭10的噴頭11的偏轉方向可被設定成固定方向。
此外，盡管排出角度校正開關S和K與偏轉控制開關J1至J3在都是用于校正排墨角度的開關方面相類似，但其中所述偏轉控制開關是用于偏轉墨偏轉方向的開關。
首先，排出角度校正開關K為用于決定是否實行校正的開關，并被設定成在K＝1實行校正而在K＝0時不實行校正。
此外，排出角度校正開關S為用于在噴嘴18的并置方向上決定應當被校正的方向的開關。
例如，當K＝0時(不執(zhí)行校正時)，由于每個AND門X8和X9的三個輸入中的一個輸入為0，而AND門X8和X9的兩個輸出都為0。因此，由于晶體管M18和M20也為關閉，所以晶體管M19和M21也為關閉。因此，流過電阻器Rh-A和電阻器Rh-B的電流不呈現任何變化。
另一方面，例如在K＝1時，如果假定S＝0和C＝0，則XNOR門X16的輸出變?yōu)?。因此，由于為AND門X8輸入(1，1，1)，所以AND門X8的輸出變?yōu)?，并且晶體管M18打開。進一步，由于AND門X9中的一個輸入通過NOT門X17而變?yōu)?，則AND門X9的輸出為0且晶體管M20關閉。因此，由于晶體管M20關閉，而沒有電流流入晶體管M21。
此外，根據CM電路的特點，也沒有電流流入晶體管M19?？墒?，因為晶體管M18打開，從電阻器Rh-A和電阻器Rh-B之間的中點流出的電流流入開關M18。相對于電阻器Rh-A的電流量，能夠減少電阻器Rh-B的電流量。因此，能夠校正墨滴的排出角度，進而可根據噴嘴18并置方向上的預定量校正墨滴停落位置。
應當注意到，雖然在上述實施例中，實行運用排出角度校正開關S和K形成的2位校正，但如果增加開關的數量，能夠獲得更精確的校正。
在上述開關J1至J3、S和K用于偏轉墨滴的排出方向時，電流(噴射電流Idef)可表示為Idef＝J3×4×Is+J2×2×Is+J1×Is+S×K×Is＝(4×J3+2×J2+J1+S×K)×Is(表達式1)在表達式1中，為J1、J2和J3給出1、+1或-1，并為S給定+1或-1而為K給出+1或0。
從表達式1中可以認識到，根據J1、J2和J3的設置，可將偏轉電路設置成8級(stage)，并通過獨立于J1至J3設置的S和K實行校正。
此外，由于偏轉電流可被設成正4級和負4級，所以墨滴的偏轉方向能在噴嘴18的并置方向上被設成相反的方向。例如，在圖4中，能夠將墨滴的偏轉方向相對于垂直方向向左偏轉θ(圖4中的Z1方向)，以及將墨滴的偏轉方向向右偏轉θ(圖4中的Z2方向)。此外，能夠任意設定θ值，也就是偏移量。
進一步，通過控制對偏轉幅度控制終端B的施加電壓值，能夠改變墨滴的排出偏轉角度(例如，可使用D/A數字地控制施加電壓值)。
因此，由于晶體管M2、M7和M12具有上述的(X4)、(X2)和(X1)的比例，所以這些晶體管的漏電流呈現4∶2∶1的比例。因此，在對應為偏轉幅度控制終端B施加的電壓值的范圍內，可將電流量調成8級。應當注意到，如果晶體管的數量進一步增加，則能夠更精確地自然改變電流量。
如圖7所示，也能根據為偏轉振幅控制終端B施加的電壓值，將排出偏轉角度(在該實例中為最大偏移量)設成α，或者將排出偏轉角度設成β(≠α)，如圖10所示。
現在，說明幾個將上述構造用于改變打印分辨率的實例。
圖7為示出了以偏轉狀態(tài)從噴頭11的每個排墨部分N1至N3排出墨滴狀態(tài)的示意圖。在圖7中，假定使用上述三位偏轉控制開關J1至J3，能夠將每個排墨部分N1等的墨滴噴射偏轉方向變換成八個不同的方向。進一步，假定根據為偏轉幅度控制終端B施加的電壓值，能夠將排出偏轉角度(最大偏移量)設成α。
在此，在圖7中，在兩個相鄰的排墨部分，例如排墨部分N1和N2中，按照以下方式設置排出偏轉角度α。特別地，設定排出偏轉角度α而使得墨滴在從左側噴墨位置N1被噴射至最右側時墨滴的停落位置D1，與墨滴從右側排墨部分N2被噴射至最左側時墨滴的另一停落位置D2之間的停落點距離L1，和當從一個排墨部分N1等以八個方向上排出墨滴時相鄰墨滴之間的停落點距離L2，可以是5.3μm并且彼此相等。
此外，排墨部分N1等(噴嘴18)之間的距離被設定為42.3μm以便實現600dpi。
此時，沿著第四方向上排出墨滴(在圖7中，由粗線表示墨滴的排出方向)，在圖7的所有排墨部分N1等內沿著可噴墨的八個偏轉方向從最左側計算出上述第四方向，排墨部分N1等噴射的相鄰墨滴之間的停落點位置等于排墨部分N1等的并置距離，且為42.3μm以便實現600dpi。
相反，如圖8所示，從所有排墨部分N1等中沿全部可噴墨的八個偏轉方向噴射墨時(這樣，每個排墨部分N1等在一條線(該線沿著排墨部分N1等的并置方向)上排出墨滴8次)，墨滴之間的停落位置距離為5.3μm進而實現4800dpi。
同時，假定在圖9中，左側排墨部分N1沿著從左側數起的第四偏轉方向上排出墨滴，而中心排墨部分N2沿著從左側數起的第一和第六方向上排出墨滴，同時右側排墨部分N3沿著從左側數起的第三和第八方向上排出墨滴。換句話說，當排墨部分N1在一條線上噴射一次墨滴時，排墨部分N2和N3在一條線上噴射兩次墨滴。
在以這種方式控制排墨部分N1、N2和N3時，墨滴之間的停落點等于5.3的5倍，即26.5μm進而實現960dpi。
此外，圖10示出了噴墨偏轉角從α變至β的一個實例。如上所述，根據為偏轉振幅控制終端B施加的電壓值，噴墨偏轉角能夠從α變至β。
在此，假定排出偏轉角度為β，以八個方向從排墨部分N1等排出墨滴時，墨滴之間的停落點距離L2(對應圖7中的L2)被設定成7.06μm。
此外，設定排出偏轉角度β，使得在兩個相鄰的排墨部分中，例如在排墨部分N1和N2中，左側排墨部分N1在自左側數起的第七方向上排出墨滴時墨滴的停落位置D3，與右側排墨部分N2將墨滴噴射至最左側時墨滴的停落位置D3彼此大致重合。類似地，設定排出偏轉角度β，使得左側排墨部分N1將墨滴噴射至最左側時墨滴的停落位置D4，與右側排墨部分N2沿著自左數起的第二方向上排出墨滴時墨滴的停落位置D4彼此大致重合。
在圖10中，假定左側排墨部分N1在自左側數起的第四偏轉方向上排出墨滴，并且中間排墨部分N2在自左側數起的第三方向上排出墨滴，同時右側排墨部分N3在自左側數起的第二和第七方向上排出墨滴。換句話說，當排墨部分N1和N2在一條線上噴射一次墨滴時，排墨部分N3在一條線上噴射兩次墨滴。
當以這種方式控制排墨部分N1、N2和N3時，墨滴之間的停落點距離等于7.06μm的5倍，即等于35.3μm進而實現720dpi。
如上所述，在排墨部分N1等沿著八個方向偏轉并排出墨滴時，通過改變排墨部分N1等的排出方向，能夠使用多個分辨率進行打印。
此外，通過改變排出偏轉角度能夠使用更多不同的分辨率進行打印。
如圖7所示，雖然本發(fā)明打印機的初始打印分辨率為600dpi，但在稀疏化排墨部分N1等的墨滴噴射時，也能夠實現具有300dpi或150dpi的打印。此外，通過使用圖7密度的兩倍或四倍密度進行打印，除圖8中所示的具有4800dpi的打印外，還可以實現具有1200dpi或2400dpi的打印。
而且如圖9所示，能夠實現具有960dpi的打印，并且通過將本實例中的墨滴停落點距離稀疏至1/2或1/3，也能夠實現具有480dpi或320dpi的打印。
此外，通過將圖8中所示的墨滴停落點距離減小至1/3，能夠實現具有1600dpi的打印，并通過將墨滴停落點距離進一步減小至一半，能夠實現具有800dpi的打印。
在該實施例中，當打印數據輸入到打印機中時，根據輸入的打印數據確定打印分辨率。例如，當打印數據為300dpi時，盡管能夠將打印分辨率設定成等于打印數據的分辨率，但也可以改變打印分辨率。當改變打印分辨率時，盡管能夠通過用戶在計算機或打印機方面的操作改變打印分辨率，但也能根據打印機中預先設定的打印數據設置打印分辨率并自動執(zhí)行打印分辨率的這種改變。例如，在打印尺寸信息和輸入數據分辨率信息的基礎上，或在打印尺寸信息和像素數信息的基礎上，能夠將打印分辨率改變成分辨率下降很少的打印分辨率。
此外，在將要改變分辨率的情況中，當打印數據的分辨率為Mdip時，如果改變后的打印分辨率被設定為M×n(n為自然數)或M×1/n，則能夠順利地將分辨率的下降抑制得很低。
此外，當要確定打印分辨率時，可以這樣確定打印分辨率，給使所有打印數據具有相等的打印分辨率，或者也可以這樣確定，使部分的打印數據具有第一打印分辨率而其他打印數據具有不同于第一打印分辨率的第二打印分辨率。例如，在打印數據混合包括圖像和文檔時，可以這樣確定打印分辨率，即對于圖像將其設定為600dpi而對于文檔將其設定為300dpi。
在確定打印分辨率之后，在打印分辨率的基礎上選擇排出偏轉角度、排出墨滴的排墨部分N1等。例如，可以提供一種其中預先設置有打印機進行打印所適用的所有打印分辨率、對應這些分辨率的排出偏轉角度以及將被選定的排墨部分N1等的數據表格，該數據表格用于選擇排出偏轉角度并選定排出墨滴的排墨部分N1等。應當注意到，分辨率等于或高于600dpi時，在打印區(qū)域內選定所有的排墨部分N1等，但在分辨率低于600dpi時，由于存在其中減少墨滴噴射(不執(zhí)行墨滴的噴射)的排墨部分N1等，所以選擇所述排墨部分N1等。
隨后確定排出偏轉角度，通過控制將施加給偏轉幅度控制終端B的電壓控制偏轉幅度，以便獲得確定的排出偏轉角度。
此外，在打印時，運用其能夠指定墨滴的排出方向的噴射執(zhí)行信號，被傳送至每個所選定的排墨部分N1等。例如，噴射執(zhí)行信號利用按照左側開始次序的八個數字代碼表示排墨部分N1的八個排出方向，并用“1”表示應當排出墨滴的情況而用“0”表示不排出墨滴的情況。
在這種情況中，例如在圖9的實例中，為排墨部分N1傳送噴射執(zhí)行信號“00010000”，為排墨部分N2傳送噴射執(zhí)行信號“10000100”，并為排墨部分N3傳送另一噴射執(zhí)行信號“00100001”。
在接收噴射執(zhí)行信號時，排墨部分N1等根據接收到的信號控制墨滴的噴射。例如，如果排墨部分N2接收到上述的噴射執(zhí)行信號“10000100”，則排墨部分N2控制墨滴沿著在直線上從左側數起的第一和第六方向被噴射。
應當注意到，根據打印分辨率必須改變打印機方面的信息以及送紙方向上打印紙P的打印周期。例如，使用600dpi的打印分辨率進行打印時，必須執(zhí)行這樣的打印，即排墨部分N1等并置方向上墨滴之間的停落點距離為42.3μm。可是，同樣在打印紙P的送紙方向(垂直于排墨部分N1等的并置方向)上，墨滴之間的停落點距離必須為42.3m(參見圖7).
雖然以上描述了本發(fā)明的一個實施例，但本發(fā)明不限于上述的實施例，并可以各種方式，如按照以下的方式進行修改。
(1)雖然本實施例被構造成使得排出偏轉角度可改變?yōu)棣粱颚拢硗饪赏ㄟ^僅改變排墨部分N1等排出的墨滴的排出方向同時固定排出偏轉角度改變打印分辨率。可是，在排出偏轉角度改變時，打印裝置所具有的打印分辨率種類的數量將變得更大。
(2)雖然在本實施例中，將流過發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片的電流值形成得彼此不同，以便在發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片上墨滴沸騰所需的時間周期(氣泡產生時間)之間提供時間差，但提供這種時間差的方法并不限于此，并且可以彼此平行地設置具有相同電阻的發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片，以便在不同的時刻為發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片施加電流。例如，如果為發(fā)熱電阻元件13的兩片分別設置單獨的開關并在不同時刻打開，則在發(fā)熱電阻元件13的兩片上產生墨泡所需時間之間提供一個時間差。進一步，可以結合使用改變流入發(fā)熱電阻元件13的兩片的電流值以及在施加電流的時間之間提供時間差。
(3)此外，雖然本實施例指出了發(fā)熱電阻元件13的分開的兩片設置在一個墨液盒12中的實例，但這種可分開的片數并不限于此，可以使用并置在一個墨液盒12中的三片或多片發(fā)熱電阻元件13(能量產生裝置)。同樣，可由一個未分開的襯底形成發(fā)熱電阻元件，并在發(fā)熱電阻元件平面內，使導體(電極)與例如一定形狀的大致曲折部分(大致為U形等)的回折部分相連。此外，發(fā)熱電阻元件用于產生排出墨滴能量的主要部分被分成至少兩個部分，以便在至少一個分開的主要部分和至少另一分開的主要部分之間的能量產生中提供一個差值。因此，根據差值偏轉墨滴的排出方向。
(4)雖然在本實施例中，將發(fā)熱電阻元件13作為熱型能量產生裝置的一個實例，但也可以使用由不同于電阻器的元件所形成的發(fā)熱電阻元件。此外，不應限制于產熱元件，也可以使用任何其他類型的能量產生元件。例如，可以使用靜電放電型或壓電型能量產生裝置。
靜電放電型能量產生裝置例如包括膜片(diaphragm)和設置在膜片下側的兩個電極，在兩個電極之間插入由空氣層。在兩個電極之間施加電壓以便把膜片朝下側扭曲，進而將電壓變成0V以釋放靜電力。此時，在膜片恢復其初始狀態(tài)時產生的彈力用于排出墨滴。
在此情況中，為了在能量產生裝置之間提供能量產生差值，例如可在允許膜片恢復其初始狀態(tài)(電壓設成0V以釋放靜電力)時于兩個能量產生裝置之間提供時間差，或者為兩個能量產生裝置施加的電壓值彼此之間存在數值差。
同時，壓電型能量產生裝置例如包括具有位于其相對面上的電極和膜片的壓電元件的層置構件。如果在壓電元件相對面上的電極之間施加電壓，則由于壓電作用而在膜片上產生彎曲力矩，以及扭曲膜片并使其變形。該變形用于排出墨滴。
同樣在這種情況中，為了提供不同能量產生裝置之間能量產生的差值，可在壓電元件相對面上的電極之間施加電壓時于兩個壓電元件之間提供時間差，或者為兩個壓電元件施加的電壓彼此具有不同的數值。
工業(yè)實用性根據本發(fā)明，使用每個排墨部分的墨滴的排出方向可被偏轉至多個方向的噴頭，根據初始圖像的分辨率，以具有質量降低相對少的最適合分辨率打印圖像。
權利要求
1.一種包括噴頭的打印裝置，所述噴頭包括在其上并置的多個排墨部分并能夠將從每個所述排墨部分排出的墨滴的排出方向在所述排墨部分的并置方向上偏轉至多個方向，其中根據輸入的打印數據從多個打印分辨率之間或其中確定打印分辨率，所述打印裝置可運用上述多個打印分辨率進行打印并且由所述排墨部分的并置距離以及從所述排墨部分排出墨滴的多個方向來確定該分辨率；根據所確定的打印分辨率來選擇所述排墨部分中的要排出墨滴的那些排墨部分并確定每個所選定的排墨部分的墨滴的排出方向；將利用其能夠指定墨滴的排出方向的噴射執(zhí)行信號傳送至每個所選定的排墨部分，進而運用根據輸入的打印數據從多個打印分辨率之間或其中所確定的打印分辨率實行打印。
2.一種包括噴頭的打印裝置，所述噴頭包括在其上并置的多個排墨部分并能夠將從所述排墨部分的每一排墨部分排出的墨滴的排出方向在所述排墨部分的并置方向上偏轉至多個方向，并進一步能夠把從所述排墨部分排出的墨滴的排出偏轉角度設置成多個角度，其中根據輸入的打印數據從多個打印分辨率之間或其中確定打印分辨率，由所述排墨部分的并置距離、從所述排墨部分排出的墨滴的排出偏轉角度和可從所述排墨部分排出墨滴的多個方向確定所述多個打印分辨率；基于所確定的打印分辨率選擇所述排墨部分中的要排出墨滴的那些排墨部分和從所述排墨部分排出的墨滴的排出偏轉角度，并確定從所選定的排墨部分的每個排墨部分排出的墨滴的排出方向；將利用其能夠指定墨滴的排出方向的噴射執(zhí)行信號傳送至選定的排墨部分的每個排墨部分，進而運用根據輸入的打印數據從多個打印分辨率之間或其中所確定的打印分辨率實行打印。
3.根據權利要求1或2所述的打印裝置，其中，預先確定所述打印裝置的對應于輸入的打印數據的打印分辨率，并基于所述確定而根據輸入的打印數據來確定打印分辨率。
4.根據權利要求1或2所述的打印裝置，其中，當輸入的打印數據的分辨率為M時，如果所述打印裝置具有M×n(n為自然數)或M×1/n作為所述打印裝置能夠實行打印的打印分辨率，則打印分辨率被確定為M×n或M×1/n。
5.根據權利要求1或2所述的打印裝置，其中，所述輸入的數據包括分辨率或像素數信息以及打印尺寸的信息，基于所述打印尺寸和分辨率信息或打印尺寸與像素數的信息來確定打印分辨率。
6.根據權利要求1或2所述的打印裝置，其中，根據所述輸入的打印數據，部分的輸入的打印數據被確定為第一打印分辨率，并且其他部分的輸入的打印數據被確定為不同于所述第一分辨率的第二分辨率。
7.一種打印方法，其中使用包括在其上以并置關系設置的多個排墨部分的噴頭，其中可在所述排墨部分的并置方向上，將從所述排墨部分的每一排墨部分排出的墨滴的排出方向偏轉至多個方向；根據輸入的打印數據從多個打印分辨率之間或其中確定打印分辨率，所述打印裝置可運用上述多個打印分辨率進行打印并且根據所述排墨部分的并置距離以及可從所述排墨部分排出墨滴的多個方向來確定該分辨率；根據所確定的打印分辨率選擇所述排墨部分中的要排出墨滴的那些排墨部分并確定每個所選定的排墨部分的墨滴的排出方向；將利用其能夠指定墨滴的排出方向的噴射執(zhí)行信號傳送至每個所選定的排墨部分，進而運用根據來自多個打印分辨率之間或其中的輸入的打印數據所確定的打印分辨率實行打印。
8.一種打印方法，其中使用包括在其上以并置關系設置的多個排墨部分的噴頭，其中在所述排墨部分的并置方向上，可將從所述排墨部分的每一排墨部分排出墨滴的排出方向偏轉至多個方向，并且可將從所述排墨部分排出的墨滴的排出偏轉角度設置成多個角度；根據輸入的打印數據從多個打印分辨率之間或其中確定打印分辨率，所述多個打印分辨率由所述排墨部分的并置距離、從所述排墨部分排出的墨滴的排出偏轉角度和所述排墨部分排出的墨滴的多個方向所確定；基于所確定的打印分辨率來選擇所述排墨部分中的排出墨滴的這些排墨部分和從所述排墨部分排出的墨滴的排出偏轉角度，并確定每個所選定的排墨部分的墨滴的排出方向；將利用其能夠指定墨滴的排出方向的噴射執(zhí)行信號傳送至每個所選定的排墨部分，進而運用根據輸入的打印數據從多個打印分辨率之間或其中所確定的打印分辨率實行打印。
全文摘要
一種能夠使用噴頭內最適于打印數據的打印分辨率進行打印的打印裝置，所述噴頭能夠將每個排墨部分的墨滴偏轉至多個方向。打印裝置包括并置的多個排墨部分(N1)、(N2)、(N3)等，以及在排墨部分(N1)等的方向并置且將每個排墨部分(N1)等排出的墨滴方向偏轉至多個方向的噴頭(多個噴頭(11))，其中根據打印數據確定可打印的打印分辨率中的一個打印分辨率，基于該確定的打印分辨率選擇用于排出墨滴的排墨部分(N1)等，并確定已選定的排墨部分(N1)等的墨滴的排出方向，并向選定的排墨部分(N1)等發(fā)送能夠指定排出方向的噴射執(zhí)行信號以運用所確定的多個打印分辨率中的打印分辨率進行打印。
文檔編號B41J2/205GK1732090SQ200380107349
公開日2006年2月8日 申請日期2003年11月12日 優(yōu)先權日2002年11月13日
發(fā)明者桑原宗市, 牛濱五輪男, 池本雄一郎 申請人:索尼株式會社