專利名稱：一種噴墨頭校準的方法
技術領域：
本發明涉及一種噴墨頭校準的方法，特別是涉及一種通過對測試圖案取得重疊狀態，而獲得最佳對準條件的噴墨打印機的噴墨頭校準的方法。
背景技術：
一個具有打印功能的噴墨式打印機可以用來打印圖像及文件，如果要打印圖像數據，只要經過適當圖像及半色調處理后，再通過噴墨頭在媒體上往復運動，并且在媒體上所欲噴上墨滴的位置，驅動噴墨頭的噴孔噴射墨滴至該處，便完成圖像的打印。一般而言，噴墨頭是由許多平行排列的噴孔所形成，如圖1A～圖1D所示，分別代表黑色、青色、洋紅及黃色噴墨頭。為了達到相片質量(Photographic quality)的打印，在往復打印時必須先做噴墨頭的對準校正，例如噴嘴11來回雙向打印時的對準，或是噴嘴11與13在同一打印方向的對準以確保墨滴所打的位置是在正確的位置上。通常墨滴噴射是靠位置譯碼器，例如光學尺產生的信號當作噴射墨滴的同步信號，當噴墨頭去與回理論上到達同一個位置時，墨滴就要打在同一位置，但是，由于噴墨頭有一個橫向運動速率，使得墨水擊發后離開噴嘴時會橫向飛行一段時間才到達紙面，對于同一個光學尺信號，上述墨滴向左飛與向右飛的現象將造成墨滴打印位置的偏移，此外，有些打印機去回打印速度不同更是加大偏移的現象，如果沒有作校正將會降低打印質量。
為了解決上述問題，US Pat.No.5289208提供一種噴墨頭校準方法，如圖2A所示，首先利用打印機第一種顏色的噴墨頭沿著由左到右的方向打印出特定間隔的垂直線段10以作為參考線，再以第二種顏色的噴墨頭沿著由左到右的方向打印出另一組垂直線段12，此組垂直線段12存在特定偏移量并緊鄰上述第一組垂直線段10，以作為單向不同色噴墨頭的校正；或是如圖2B所示，針對同一個噴墨頭作雙向校正，首先沿著由左到右的方向打印出特定間隔的垂直線段14，再沿著由右到左的方向打印出不同偏移量的垂直線段16。最后利用光學掃描裝置掃描上述垂直線段10與12、14與16，以判定最佳對準條件。此法必須先用光學掃描裝置掃描上半部在掃描下半部，分別確定上下半部垂直線段所在位置，最后再決定最佳對準條件，速度上顯得較慢。
此外，如圖3所示，US Pat.No.6390587所用的方式是在媒體上打印一組測試圖案20，該測試圖案20包含第一種顏色的噴墨頭所打印的條塊(Bar)22及第二種顏色的噴墨頭所打印的條塊(Bar)24，而且上述兩組條塊22、24位于同一高度并彼此交錯重復排列，基本上這兩組條塊22、24所形成的周期性信號在相位上應該相差180°，最后通過光學掃描裝置偵測測試圖案20的反射率，以得到上述兩組條塊22、24的相位差，根據該相位差用以修正雙色單向打印的偏移量，可得到最佳的對準條件，同樣的方法也用于同色的雙向校正。此法必須計算出第一種的噴墨頭所打印的每個條塊的所在位置，再計算第二種顏色的噴墨頭所打印的每個條塊的所在位置，最后再計算出二者的相位差，計算時間長且過程復雜。
發明內容
鑒于以上的問題，本發明提供一種噴墨頭校準的方法，是使用一組特殊設計的測試圖案，再通過對此組測試圖案偵測其重疊狀態，以獲得最佳對準條件，而可達到自動校正噴墨頭時令其對準的目的，用以大體上解決現有技術所存在的問題。
因此，為達上述目的，本發明所提供的噴墨頭校準的方法，包含下列步驟首先，使用噴墨打印機去噴印數個第一條狀圖樣組，且各第一條狀圖樣組是由數個平行等間距的第一條狀圖樣所構成，然后，噴印數個第二圖樣，且各第二圖樣與各第一條狀圖樣組分別相互重疊，再依序偵測第一條狀圖樣組與第二圖樣的重疊狀態，最后，分析各個重疊狀態的信息，并提取其中一個重疊狀態，而找出最佳對準條件，以校準噴墨頭。
以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
圖1A～圖1D分別為現有技術黑色、青色、洋紅及黃色噴墨頭；
圖2A與圖2B為現有技術不同色噴墨頭的單向校正與同一色噴墨頭的雙向校正時的測試圖案的示意圖；圖3為另一現有技術噴墨頭校準方法的測試圖案的示意圖；圖4為本發明噴墨頭校準方法的流程圖；圖5A～圖5D為本發明第一實施例的使用單色噴墨頭的雙向校正時的測試圖案的示意圖；圖6A～圖6D分別為本發明第一實施例的使用光學掃描裝置讀取圖5A～圖5D的測試圖案的平均反射率的曲線圖；圖7A～圖7D為本發明第二實施例的使用雙色噴墨頭的單向校正時的測試圖案的示意圖；圖8為本發明第三實施例的測試圖案的示意圖；圖9為本發明第四實施例的測試圖案的示意圖；圖10為一種易造成判斷不易的測試圖案的示意圖；圖11A～圖11J為本發明使用感光組件掃描過測試圖案時反射信號的理論變化值；圖12為本發明根據圖11A～圖11J所測得的信號強度曲線圖；圖13A～圖13J為本發明在最佳對準條件下使用感光組件掃描過測試圖案時反射信號的理論變化值；及圖14為本發明根據圖13A～圖13J所測得的信號強度曲線圖，并與圖12的曲線斜率作比較。
其中，附圖標記10、12、14、16 垂直線段11、13 噴嘴20 測試圖案22、24 條塊30、50、80、90 第一條狀圖樣組32、52、70 第一條狀圖樣40、60、82、92 第二圖樣42、62、72、94 第二條狀圖樣99 感光組件
S、S1、Smax斜率δS斜率差距具體實施方式
圖4所示為本發明所提供的噴墨頭校準的方法的流程圖，其主要流程包含下列步驟步驟100，首先，噴印數個第一條狀圖樣組；步驟200，各第一條狀圖樣組包含有數個平行等間距的第一條狀圖樣；然后，噴印數個第二圖樣；步驟300，各第二圖樣與各第一條狀圖樣組分別相互重疊；再依序偵測第一條狀圖樣組與第二圖樣的重疊狀態；步驟400，最后，提取其中之一重疊狀態，而校準噴墨頭。
以下通過數個實施例進一步對本發明的實施步驟作詳細說明。本發明的實施例中，乃使用一臺具有打印功能的噴墨打印機，當打印機偵測到有新的噴墨頭被裝上或是接受到使用者所下的校正指令時，打印機會自行打印測試圖案。
圖5A～圖5D所示為本發明的第一實施例使用單色噴墨頭的雙向校正時的測試圖案的示意圖，包括如下步驟步驟100，乃是利用單色噴墨頭先沿著由右到左的方向噴印出由數條第一條狀圖樣32所組成的第一條狀圖樣組30；步驟200，再沿著由左到右的方向噴印由數條第二條狀圖樣42所組成的第二圖樣40；步驟300，每一個第一條狀圖樣32與第二條狀圖樣42都在垂直方向上呈現具有一定間距的水平線條，且上述第一條狀圖樣32與第二條狀圖樣42互相交錯排列，接著，以光學掃描裝置讀取于圖5A～圖5D中每個由第一條狀圖樣組30與第二圖樣40所構成的測試圖案的平均反射率，如圖6A～圖6D所示，來判斷第一條狀圖樣組30與第二圖樣40的重疊狀態；步驟400，如果信號正緣的斜率S達到最大值Smax，如圖6B所示，即代表第一條狀圖樣組30與第二圖樣40在垂直方向上(進紙方向)的重疊性最好，就如圖6B所示，且在該預設的偏移量條件下，有噴墨頭的最佳對準條件，采用該組偏移參數以確保有最佳打印質量。
圖7A～圖7D所示為本發明的第二實施例使用雙色噴墨頭的單向校正時的測試圖案的示意圖，包括步驟步驟100，與第一實施例不同處，在于本實施例是先利用第一種顏色的噴墨頭沿著由右到左的方向噴印出由數條第一條狀圖樣52所組成的第一條狀圖樣組50；步驟200，再利用第二種顏色的噴墨頭以同方向噴印由數條第二條狀圖樣62所組成的第二圖樣60；步驟300，隨后也以光學掃描裝置讀取于圖7A～圖7D中每個由第一條狀圖樣組50與第二圖樣60所構成的測試圖案的平均反射率，并判斷第一條狀圖樣組50與第二圖樣60的重疊狀態；步驟400，當信號正緣的斜率達到最大值，即代表第一條狀圖樣組50與第二圖樣60在垂直方向上(進紙方向)的重疊性最好，如圖7B所示，并提取該組偏移參數，就可獲得噴墨頭的最佳對準條件，以保有最佳打印質量。
上述實施例的噴墨頭校準的方法，其第一條狀圖樣的第一條狀圖樣與第二圖樣的第二條狀圖樣以相同寬度為例；實際上第一條狀圖樣與第二條狀圖樣的寬度可以不同，如圖8所示，本發明的第三實施例的測試圖案中，其第二條狀圖樣72的寬度較第一條狀圖樣70為寬。
或者，如圖9所示為本發明的第四實施例的測試圖案的示意圖，其第二圖樣82為塊狀圖案，并與第一條狀圖樣組80部分重疊，可以避免如圖10所示的狀況，圖中顯示呈水平線條的第一條狀圖樣組90與第二圖樣92的第二條狀圖樣94在水平方向上重疊，當利用讀取測試圖案的平均反射率來判斷第一條狀圖樣組90與第二圖樣92的重疊狀態時，所得到的反射信號會無法有明顯的差異，而造成判斷不易。
另外要補充的是，如圖11A～圖11J所示為本發明的使用感光組件99掃描過測試圖案時反射信號的理論變化值；當感光組件99通過測試圖案時，感光組件99會偵測到測試圖案的反射信號，而獲得多組反射信號組，假設在單位時間內測試圖案前進一個單位距離，此處為固定數目的像素(pixel)值，而且感光組件測到的信號強度與反射光強度成正比，則感光組件99感測到的每組反射信號組可以利用對應的格子點來計數，如圖11A～圖11J中，其對應的格子點個數分別為6、20、38、56、67、63、50、31、13、3個，則可以做出信號強度與測試圖案位置相關的信號強度曲線圖，如圖12所示。分析該曲線的斜率S1即可得知在最佳對準條件下必能找到一個斜率最大值Smax，如圖13A～圖13J所示，即為在最佳對準條件下使用感光組件99掃描過測試圖案時反射信號的理論變化值，且圖14所示為其信號強度與測試圖案位置相關的信號強度曲線圖，并顯示其斜率Smax與前述斜率S1相較之下的斜率差距δS；利用此原理，可以找出噴墨頭的最佳對準參數。當實際的量測是測量紙張背景的反射信號時，該反射信號波形會反過來，但是仍以最陡峭的部分代表最佳對準條件。
綜上所述，本發明所提供的噴墨頭校準的方法是通過特殊的測試圖案設計，可直接用于打印結果計算，計算過程十分簡易且迅速，尤其可利用對于測試圖案的反射信號的測試，并分析反射信號的正緣斜率，找出斜率最大者即可得到最佳對準條件，來達到噴墨頭校準的目的，從而提高打印質量。
當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種噴墨頭校準的方法，其特征在于，包含如下步驟噴印多個第一條狀圖樣組，各該第一條狀圖樣組包含有多個平行等間距的第一條狀圖樣；噴印多個第二圖樣，各該第二圖樣與各該第一條狀圖樣組分別相互重疊；依序偵測各該第一條狀圖樣組與各該第二圖樣的重疊狀態；以及提取其中之一該重疊狀態，并校準該噴墨頭。
2.根據權利要求1所述的噴墨頭校準的方法，其特征在于，該些第一條狀圖樣組與該些第二圖樣由同一噴墨頭以反向噴印所形成。
3.根據權利要求1所述的噴墨頭校準的方法，其特征在于，該些第一條狀圖樣組與該些第二圖樣由不同的噴墨頭依序噴印所形成。
4.根據權利要求1所述的噴墨頭校準的方法，其特征在于，各該第二圖樣包含有多個平行等間距的第二條狀圖樣，并交錯于該些第一條狀圖樣之間。
5.根據權利要求4所述的噴墨頭校準的方法，其特征在于，該些第二條狀圖樣與該些第一條狀圖樣具有相同的間距。
6.根據權利要求5所述的噴墨頭校準的方法，其特征在于，各該第些一條狀圖樣與各該第二條狀圖樣具有相同寬度。
7.根據權利要求1所述的噴墨頭校準的方法，其特征在于，各該第二圖樣為一塊狀圖樣，與各該第一條狀圖樣組部分重疊。
8.根據權利要求1所述的噴墨頭校準的方法，其特征在于，該依序偵測各該第一條狀圖樣組與各該第二圖樣的重疊狀態的步驟，通過偵測各該第一條狀圖樣組與各該第二圖樣的反射信號來獲得該重疊狀態。
9.根據權利要求8所述的噴墨頭校準的方法，其特征在于，該提取的重疊狀態為該反射信號的斜率為最大值的重疊狀態。
10.根據權利要求8所述的噴墨頭校準的方法，其特征在于，該偵測各該第一條狀圖樣組與各該第二圖樣的反射信號的步驟，包含有下列步驟依序偵測各該第一條狀圖樣組與各該第二圖樣，并獲得多個反射信號組；根據各該反射信號組形成多條信號強度曲線對應于各該重疊狀態；及計算各該信號強度曲線的斜率。
11.根據權利要求10所述的噴墨頭校準的方法，其特征在于，該提取的重疊狀態為最大斜率的信號強度曲線所對應的重疊狀態。
全文摘要
本發明公開了一種噴墨頭校準的方法，是利用噴印一組特殊設計的測試圖案，此測試圖案包含陸續噴印并相互重疊的數個第一條狀圖樣組與數個第二圖樣，依序偵測第一條狀圖樣組與第二圖樣的重疊狀態，并提取其中一個重疊狀態，如此便可找出最佳對準條件，用以可達到校準噴墨頭的目的，提高打印的質量。
文檔編號B41J2/135GK1788998SQ200410101308
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月16日 優先權日2004年12月16日
發明者許瑞倉, 樂孟芬, 韓孝羽 申請人:財團法人工業技術研究院