打印机 本发明涉及一种打印头扫描式打印机如喷墨打印机。具体地说，本发明涉及一种能利用同一个打印头进行多种混合隔行扫描的、且能以各种不同分辨率进行打印的打印机。
一种喷墨打印机适用于根据控制信号而从喷嘴中喷射墨滴并将墨滴喷涂在待记录件如纸张或胶片上(以下简称为“记录纸”)。近年来，这样的打印机因其能降低成本且缩小尺寸而得以流行。
从喷嘴中喷射墨滴的方法通常被归为通过压电元件变形而对油墨施压的方法和通过发热元件加热喷嘴中油墨且利用所产生的气泡压力的气化方法。
与此同时，通常被称为“桌面出版”的电子文件准备工作在办公室内得到有力实施。人们越发要求不仅能够打印字符或图形，而且能够打印彩色的自然图像如照片。
在这样的应用中，还要求用一台打印机以各种不同分辨率进行打印。
换句话说，由待打印内容(字符、自然图像等)或打印目的(试打印或正规打印)或记录纸类型(普通纸张、再生纸、特定用纸、OHP纸等)来决定所需的分辨率。
顺便说一句，作为满足上述要求的方法，人们已提出了一种采用一种打印头并以比打印头喷嘴间距所确定的分辨率更高的分辨率进行打印的方法。
人们所知的第一种方法是进行包括分辨率单位间距的进给和实际进给单个打印头长度在内地两种副扫描进给。
人们知道的第二种方法是在副扫描方向上进行隔行控制。
第一种方法需要两种副扫描进给，这使行打印所需的进给控制和数据控制变得复杂。
另外，由于同一打印头在副扫描方向上跳过许多行地连续记录，所以各喷嘴间的喷射性能差异变得明显了，这容易导致所谓的“条纹”并对图像质量产生不理想的影响。
在第二种方法中，同一打印头通常进行大约两种隔行副扫描进给，分辨率被限定为两种左右，并且彼此独立地进行各分辨率所需的隔行扫描操作的专有进给控制和行打印所需的数据控制。
因而预定分辨率固定不变，所以缺点是不能改变分辨率。
本发明解决了上述问题。本发明的目的是提供一种能够用同一类打印头在副扫描方向上以多种分辨率进行打印的打印机。
为实现上述目的，根据本发明设计出一种打印机，在它沿基本彼此垂直的两个方向在待记录件和打印头支架之间进行主扫描和副扫描的同时，这种打印机根据图像信号形成记录图像，一组数目为N的喷嘴在副扫描方向上以分辨率单位间距K彼此间隔布置在打印头上，K/N在这里为简分数，其中K值是大于1的任意整数，取与K值有关的设定值为参数，通过根据设定值进行隔行扫描的信号处理方式进行隔行扫描操作。
在本发明中，用一个打印头就可以在副扫描方向上以多种分辨率进行打印，同时可以在最佳副扫描方向上以及普通打印中选择分辨率。仅仅通过确定一个表示记录纸在副扫描方向上的给进量的设定值就可以在同一隔行扫描处理过程中实现每次隔行扫描操作。
图1A和1B是用于说明一个本发明打印机的实施例的操作的视图，其中图1A表示打印头在第一打印实施例中的打印位置，图1B表示打印头在第二打印实施例中的打印位置；
图2表示具有切合实际的打印头结构的图1所示的打印机；
图3A和3B是表示打印头实施例的结构图；
图4A和4B是用于图3A和3B所示打印头操作的波形图；
图5是表示实施本发明打印机的系统结构的原理图；
图6是表示在与本发明有关的计算机中的信号处理过程的线路框图；
图7是表示在本发明的打印机中的信号处理过程的框图；
图8是表示打印头结构的透视图；
图9是表示打印机操作的流程图；
图10是表示打印机操作的流程图；
图11是表示打印机操作的流程图；
图12是表示打印机操作的流程图；
图13是表示记录纸给进处理过程的流程图。
以下将以优选实施例的方式参考附图来描述本发明。
图1A和1B是在本发明的打印机中所用的打印头的操作说明图，其中图1A表示当打印头在副扫描方向上以第一分辨率打印时的打印位置，图1B表示当打印头在副扫描方向以第二分辨率打印时的打印位置，在图1A和1B中使用了同一个打印头。
为便于理解，在图的右上方示出了喷嘴的喷射起始位置。
图1A和1B所用的打印头101具有许多喷嘴：N＝3，喷嘴间距约0.3387mm(相当于75dpi)。
在图1A所示的第一打印实施例中，在主扫描和副扫描方向上的点间距为150dpi的情况下进行打印。当喷嘴数N＝3而喷嘴间距K＝2(因而K/N＝2/3，即简分数)时且在使主扫描方向上的点间距为150dpi的驱动时刻，打印头101开始进行扫描1。
打印头101在扫描1中进行隔行(隔3行)扫描打印。
接着，根据K沿副扫描方向进行进纸，其中K为喷嘴(N)×K的单位量(3行)。
为便于理解图，扫描打印的起始位置由主扫描方向上的点1表示，但实际上此位置垂直移动了。
这样一来，根据标准隔行扫描操作而进行的送纸总是根据表示喷嘴数的值而隔行进行。
通过反复进行上述过程，可以以小于实际喷嘴间距的副扫描方向上的分辨率进行打印。
由于打印是由不同相邻行的喷嘴实施的，所以如果各喷嘴的打印点因各喷嘴的喷射性能差异而有所不同的话，则当隔许多行观察时，这种区别对改善图像质量的作用是不明显的。
在图1B所示的第二实施例中，在主扫描和副扫描方向上的点间距为300dpi的情况下进行打印，其中打印头101的喷嘴数N＝3且喷嘴间距K＝4(于是如上述那样产生一个简分数)，并且在使主扫描方向上的点间距＝300dpi的驱动时刻驱动打印头101。在喷嘴数＝3的情况下，在副扫描方向上根据单位量K将记录纸进给三行。
在图1A和1B所示的打印实施例中，由于控制了各喷嘴驱动方式而产生了最适应于点间距(150dpi或300dpi)的点径，所以不用担心墨量过多。另外，也可以在主扫描和副扫描方向上的点间距为600dpi的情况下进行打印(尽管未示出)，其中喷嘴数N＝3且喷嘴间距K＝8，即一个简分数K/N＝8/3。
尽管隔行打印操作是一种通过增大主扫描方向的打印密度且同时提高副扫描方向的分辨率的方法，但也可以同时提高主、副扫描方向的分辨率。
在图1A和1B所示的实施例中，用带三个喷嘴的打印头来描述上述隔行打印操作。图2示出了一个更切合实际的打印机打印头结构的实施例。
也就是说，在图2中示出了一个具有15个喷嘴的且分辨率为300dpi、600dpi的实施例。
为便于理解，在图2中还以每次沿主扫描方向的扫描过程中的一个点来表示各扫描起始位置，喷嘴N1的位置由实心点表示。
在此实施例中，用同一打印头在副扫描方向上以300dpi和600dpi进行隔行扫描操作。
即，K1/N＝4/15，K2/N＝8/15，它们各产生一个简分数。
记录纸在每次扫描时都被进给1 5行，其中K是单位量，扫描1中的各实心点和扫描2中的实心点在左手侧图中和右手侧图中都移动了15行。
参见图3和图4来描述将本发明用到双液混合型喷墨打印机(载体喷墨式)的实施例。
本发明人已经提出过一种(被称为载体喷墨系统)新型打印头，它采用混合液进行中间调打印，所述混合液是通过根据打印信息地量取一种稀释液(或油墨)且同时与定量油墨(或稀释液)混合而制备的(日本专利申请平7-254250，申请日为1995年9月29日)。
即，图3A和3B以及图4A和4B示出了用于这种新型打印头操作的波形图和结构图。
图3A是整体图，图3B是主体部的放大视图。
在这两张图中，喷嘴板301具有计量喷口302和喷射喷口303。
喷口302、303分别与输墨孔304和稀释液输入孔305相通。
另外，计量槽306和喷射槽307分别开设在输入孔304、305后方。
在与槽306、307相对的那一侧还设置了一块振荡板308。
振荡板308分别由计量用电致伸缩件309和喷射用电致伸缩件310驱动。
于是在这样的装置中，分别给计量用电致伸缩件309和喷射用电致伸缩件310施加如图4A和4B所示的驱动信号。
即，图4A表示施加给喷射用电致伸缩件310的驱动信号的例子。由于在时刻a使喷射用电致伸缩件310产生大变形，所以将稀释液输入孔305中的稀释液从喷射喷口303中喷出。
另外，在时刻b和时刻c，电致伸缩件310以与喷射状态相反的方式变形，稀释液被再次从喷射槽307中充入稀释液输入孔305中。
图4B示出了传给计量用电致伸缩件309的驱动信号的例子，其中在d-e期间内将油墨从计量喷口302中挤出去，被挤出的油墨311停留在喷射喷口303前方。接着，当从喷射喷口303中喷出稀释液时，根据油墨311浓度将稀释液滴312与油墨混合。
于是在此装置中，例如当喷射电致伸缩件310的电势从0伏变到20伏时，每隔1毫秒就进行喷射(a)。由于电致伸缩件310因电势变化而变形，所以喷出稀释液。
另一方面，例如在时刻d使电致伸缩件309的电势从0伏变为10伏。
于是，在电致伸缩件309的电势如此变化的情况下，不是喷射油墨，而是将油墨从喷口302的顶端中挤出去。
在此装置中，还根据时间d-e长短和电势变化范围来控制挤出的油墨量。这可以控制滞留在喷射口303前的油墨311浓度并有选择地控制喷射液滴312中的油墨密度。
即，可以根据象图中所示的150毫秒-10伏或50豪秒-10伏这样的打印信息且通过控制时间d-e长短和电势变化范围而进行有选择的中间调打印。
接着参见图5和图6来描述与本发明有关的计算机的信号处理过程。
图5示出了一台计算机90、附属于此计算机的高容量存储器80(硬盘、CD-ROM等)、一台打印机100和一个打印头101。
在图6中，计算机90对待输给打印机100的打印文件所包含的数据进行信号处理(以后将描述)并向打印机100输送作为打印机打印头每次扫描所需的数据组的打印数据，同时打印机100打印下由计算机90发出的、每次扫描的打印数据。
作为计算机90和打印机100之间的接口(I/F)，可以采用象IEEEStd1284(通常被称为双头Centronics)、SCSI-2这样的并行接口I/F或象RS-232C、RS-422A这样的串行接口I/F。
在此实施例中，由于存在许多传送数据，所以采用并行接口I/F。
在计算机90的数字信号处理过程中，由例如储存在硬盘或CD-ROM中的待打印图像文件产生的每位R，G，B的图像数据通过分色处理21被转换成青(C)、品红(M)和黄(Y)的YMC数据。
在底色去除22中(以下简称为UCR)，从Y、M、C数据中取出黑色元素(BK)以产生新的Y、M、C、BK数据。
在颜色修正/γ修正23中，根据打印机的打印性能的需要进行颜色修正/阶调修正。
在清晰度修正24中，根据需要进行象图像清晰度修正(大面积加重颜色、MTF修正、防褪色)或消除干扰(均色、底色消除)这样的修正。
在多值高频振动处理25中，根据载体喷墨打印机的最大内网点阶数对图像修正数据进行多阶调频振处理以产生不可再现的部分。
在条段(banding)处理26中，重排行单元并将其转换成在实际打印头扫描中用于进行打印机100的打印头扫描操作和隔行副扫描操作的顺序(以后将描述条段处理)。
在这种处理中，计算机90对打印头101的扫描单元产生打印机数据并在打印机100正在执行打印的同时将这些数据传给打印机100。
打印机100通过喷射控制28来控制打印数据并进行混液/喷射操作，从而打印机100将墨滴喷出打印头101。
在条段处理26中，重排行单元并将其转换成在实际打印头扫描中用于进行打印机100的打印头扫描操作和隔行副扫描操作的顺序。
在此实施例中，副扫描方向的打印分辨率早在打印前就由打印条件(所用记录纸类型、打印图像品级等)确定了。
具体地说，最佳分辨率和K值是在可能的打印机分辨率中选定的，如150dpi(K＝2)、300dpi(K＝4)、600dpi(K＝8)。
例如，用于在特定用纸上的高图像品级的分辨率和K值取为600dpi(K＝8)，或用于在普通纸张上的记录品级的分辨率和K值取为300dpi(K＝4)。
接着，当开始打印时，计算机90将表示如此确定的副扫描方向的分辨率的指令作为打印机控制指令或PDL(页描述语言)传给打印机。
在频带处理26中，根据由所确定的副扫描方向上的分辨率决定的隔行扫描操作将行重排成在实际打印头扫描中所采用的顺序。
图7是表示实施本发明的一台打印机实例结构的框图。
在图7中，主机(未示出)发出的打印数据或打印控制数据经过象双头Centronics(IEEE Std1284)、SCSI(并行)、RS-232C、RS-422A(串行)这样的数据输入接口(I/F)1被传递给内部CPU系统总线2。
CPU3、ROM4、RAM5以及进行下述打印所用的机械电路与CPU系统总线2相连。
在此装置中，系统总线2送来的打印信息信号被传给D/A转换部分6并被转换成随机模拟信号，将转换成的模拟信号传给驱动部分7。
在此驱动部分7中，通过调制如图4所示的时间d-e长短和电势变换范围而产生了调制信号，将调制信号输送给打印头调制部分8(图3所示的电致伸缩件309)。
另外，系统总线2送来的打印控制信号被输送给时间控制部分9。
接着，时间控制部分9发出的D/A转换触发信号被输送给D/A转换部分6，还产生了图4A所示的喷液驱动信号，喷液驱动信号也经过驱动部分10被输送给打印头喷射部分11(图3所示的电致伸缩件310)。
虽然附图只示出了用于一个打印头的一个喷嘴，但在驱动许多打印头的多个喷嘴的情况下，分别根据喷嘴数目设置D/A转换部分6-打印头转换部分8、驱动部分10和打印头喷射部分11。
时间控制部分9发出的电机驱动触发信号还被传给电机控制部分12。
另外，系统总线2送来的电机驱动控制信号被传给电机控制部分12。
由电机控制部分12发出的电机驱动信号经电机驱动部分13而被送给进纸和打印头进给电机14。
打印头位置传感器15发出的位置检测信号还被传给时间控制部分9。
由打印头喷嘴附近的温度传感器16(未示出)发出的感温信号经传感器接口17被传给系统总线2。
例如，传感器发出的信号对打印头进行往复机构中的纠偏调整或象以前文献(日本专利申请平7-254250)所述那样根据温度变化进行控制。
另外，图8是用于说明实施本发明的打印机结构的结构视图。
在图8中，记录纸210被缠绕在印版滚筒211的外周面上并受到传送，进纸电机212通过滑轮213、214和传送带215的方式旋转驱动印版滚筒211。
另外，通过打印头进给机构217将打印头216固定在平行于印版滚筒211的外周面的进给丝杠218上。
打印头通过打印头进给机构217平行于印版滚筒211外周面地移动。
另外，打印头进给机构217具有一个指形件201，安装在打印头进给机构217的移动路径中的位置传感器202探测所述指形件201以便检测出打印头216的扫描位置。
在此装置中，传送如由主机(未示出)发出的打印信息203以产生用于打印头驱动、打印头进给控制和进纸控制的控制信号204。
接着，各种信号被分别输送给打印头216、打印头进给机构217和进纸电机212以便根据打印信息进行打印、记录纸的传送和打印头的扫描。
随后将根据图9-图12所示的流程图来描述打印机的操作。
当通过打开电源开关ON而开始工作时，在步骤【111】中启动装置。
接着，在步骤【112】中判断机器是否收到了计算机发出的用于打印机处理的开始处理指令，如果没有收到此指令(N)，则返回步骤【112】而处于空闲状态。
当机器接收到了开始处理指令(Y)时，开始打印。在步骤【113】中，在打印机中根据由计算机发出的打印机控制指令中的各项设定命令而进行各种设定。
接着进行表示本发明副扫描方向的分辨率的指令处理。
接着在步骤【114】中进给记录纸(记录介质)并在步骤【115】中判断记录纸是否已被送至打印起始位置而完成了进纸操作。如果未完成(N)，则流程回到步骤【114】。如果完成了进纸，则流程进至步骤【116】。
在步骤【116】中，接收打印数据并将这些数据写入接收存储器中。
在步骤【117】中，将收到的打印数据从接收存储器中写入各打印头的扫描存储器。
在步骤【118】中判断在副扫描位置上是否收到了表示记录起始位置的指令。如果收到了(Y)，则流程进至步骤【119】，沿副扫描方向将记录纸送至记录起始位置。如果没有收到(N)，则流程进至步骤【120】。
在步骤【120】中判断是否收到扫描1所需的打印数据以及收到的数据是否被完全写入各打印头的扫描存储器。当完全写入(Y)时，流程进至步骤【121】。相反，如果没有完全写入(N)，则流程返回步骤【116】。
打印头在步骤【121】中打印下用于扫描1的扫描存储器的打印数据。
在步骤【122】中，使打印头进行复位操作并返回初始位置(在单侧扫描打印中)。
在步骤【123】中判断是否收到了表示连续隔行打印操作的指令。如果收到了(Y)，则流程进至步骤【124】。如果未收到，则流程跳至【125】。
在步骤【124】中，根据在预定副扫描方向上的分辨率将记录纸进给一段距离(隔行进给控制)。
在步骤【125】中判断是否收到了下一扫描所需的打印数据，如果收到了(Y)，则流程返回步骤【124】。如果未收到，则在步骤【126】中判断是否收到了表示记录纸在副扫描方向上起始位置的指令。如果收到了(Y)，则返回步骤【119】；如果没有收到(N)，则流程进至步骤【128】。
在步骤【128】中判断是否收到了与结束打印过程有关的操作指令。如果未收到(N)，则返回步骤【123】。如果收到了(Y)，则流程进至步骤【129】。
在步骤【129】中排出记录纸。在步骤【130】中判断记录纸的排出是否结束，如果排纸结束(Y)，则启动打印结束操作，流程返回空闲状态。如果未结束(N)，则流程返回步骤【129】。
随后，以图13所示的流程图的方式来描述打印机中的CPU对隔行副扫描进给的控制操作。
图13的流程图示出了每次隔行副扫描的进给操作。
在开始打印前，例如在RAM5中设定了下述的副扫描进给单位量和副扫描进给参数。
副扫描进给单位...... 600dpi
副扫描进给参数...1...K＝8
2...K＝4
4...K＝2
8...K＝1
喷嘴数目：15个喷嘴
接着，副扫描进给数是根据副扫描进给参数和喷嘴数目确定的。
副扫描进给数
(＝副扫描进给参数×喷嘴数)
15(＝1×15).....K＝8
30(＝2×15).....K＝4
60(＝4×15).....K＝2
120(＝8×15)....K＝1
在步骤【151】中，开始每次隔行副扫描进给，在步骤【152】中将副扫描进给数输入CPU的副扫描进给计数器中，在步骤【153】中开始记录纸的副扫描进给，在步骤【154】中副扫描进给计数器以每个扫描进给单位量递减。
在步骤【155】中判断副扫描进给计数器的值是否≤0。如果是(Y)，则在步骤【156】结束副扫描进给。如果不是，则流程返回步骤【154】。
以下将再次参见图6和7来描述将本发明用到按需型喷墨打印机的实施例。
当通过以压电元件为典型代表的电致伸缩件的变形而产生喷墨力时或在发热元件发热所产生的气泡喷射墨滴的情况下，按需型喷墨打印机的区别仅在于打印头和图7所示的打印头线路部分中的喷射驱动部分。由于除了打印头喷射出双组分墨滴外，其它操作完全相同，所以将省去以下的描述。
图6所示的计算机在本发明的整体信号处理流程中的区别仅在于：多值高频振动处理25中的多值高频振动处理被变为二值高频振动处理25’且二值高频振动处理25’后的处理变为1位数据/一个图像单元数据/单色数据而其它处理不变。
接着在按需型打印机中进行光学色彩处理。
对打印机的记录系统来说，本发明可用于各种喷墨打印机如在发热元件发热时使油墨气化并喷射出油墨这种类型的载体喷墨打印机、二值化喷墨打印机。除载体喷墨打印机外，本发明还可用于调制点径的喷墨打印机和调制密度的喷墨打印机。