CN1666497A - 打印装置的改善 - Google Patents

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Abstract

一种打印装置接收与被打印图像有关的图像数据元素，并在所述打印装置控制下产生打印元件控制指令以与多个打印笔(比如喷墨笔)通信。所述的打印装置包括：一个半色调处理器，用于接收所述的图像数据元素并从中产生一种半色调数据组；以及多个与所述半色调处理器相连的打印元件控制器，每个打印元件控制器适用于从所述半色调数据组中产生打印元件控制指令以驱动不同的打印元件。

Description

打印装置的改善
技术领域
本发明涉及的是打印装置。本发明尤其应用于喷墨打印机。
背景技术
通常的喷墨打印机使用一个或多个安装在一个托架上的打印头，其中当打印介质步进地通过扫描轴时该托架越过扫描轴往复扫描。该打印头在打印介质每次前进中间在每次扫描期间喷下一行墨水。
在常规的高速打印机中，一个打印任务的每一页由一个专用的光栅图像处理器来进行光栅处理(从诸如页面描述语言Postscript(TM)或Portable Document Format(便携文档格式)的计算机输出格式转变为像素位图)。
所述的被光栅处理的页被缓冲，并然后由一个应用专用的集成电路(ASIC)来处理，该应用专用的集成电路把所述的位图转变为一种由“半色调像素”组成的半色调图像(其中该“半色调像素”不同于打印点)，并且在每个半色调像素中具有典型说明的一定数量的不同颜色的墨点，以在打印时显现出一个连续色调图像。最基本的彩色打印机会使用青、品红和黄(CMY)来产生不同的颜色，或者为了增加质量也可以采用纯黑墨水(CMYK)。为了获得高质量的图像，也可以采用两种额外的墨水、即淡青和淡红，来用诸如肤色的浅色调来提供更高的逼真度(CcMmYK打印)。
因为可能有典型的六种墨水来描述该半色调图像，并且每种墨水从一个打印头的一个单独的笔或者从一个单独的打印头上被打印，所以每个打印头具有它自己的控制器电路来分析该半色调图像并确定喷管喷射序列来使打印头在该页上的正确的点处喷下墨水，如此使得这些笔组合地重现了该半色调图像。
喷墨打印技术的一个不懈追求是提高打印速度，其中打印速度受多个因素制约，其中包括扫描过该页所用的时间，当采用多通路打印模式时(其中打印图像的每个区域由多个的行来覆盖以提高打印质量)，该时间可能成倍增加。
减少打印时间的一种方法是采用一种打印头页宽阵列(PWA)。在PWA打印机中，一个延伸到页宽的打印头阵列在打印期间保持一个静止位置且介质在PWA下前进，省去了扫描时间。然而随着打印头数量的增加，打印机的处理要求同样也增加。
本发明的描述
本发明提供了一种打印装置，用于接收与被打印图像有关的图像数据元素，并在所述打印装置控制下从中产生打印元件控制指令以与多个打印元件通信，其中所述的打印装置包括：
一个半色调处理器，用于接收所述的图像数据元素并从中产生一种半色调数据组；以及
多个与所述半色调处理器相连的打印元件控制器，每个打印元件控制器适用于从所述半色调数据组中产生打印元件控制指令以驱动不同的打印元件。
这里所用的术语“打印元件(print element)”指的是一个诸如喷墨打印头或笔的独立的打印生成装置。该术语还包括其他类型的诸如点距阵打印头的打印生成元件，实际还包括能够按阵列布置并由此使每个装置沿页打印图像的一部分的其他任何类型的装置。本发明的打印机可能适合容纳这种阵列打印元件，并从而这种打印元件不需要构成打印机的组成部分并且能够被更换。用于容纳该阵列的装置可以是一种简单的安装轴，所述的元件通过合适的连接装置被固定入位。
通过把两个或多个打印元件控制器与一个半色调处理器相连接，可能为图像的给定部分进行一次半色调处理。每个打印元件控制器可能存取该半色调数据并从同一组半色调数据中为受其控制的打印元件生成必要的打印元件控制指令。
所述的打印装置优选地还包括按照多笔阵列成组的多个墨水打印元件，如此使得给定笔阵列的所有喷嘴打印相同颜色的墨水。
尤其优选的是，所述的阵列被配置使用，使得在一个单独的打印通路期间有至少两个阵列打印重叠的相同颜色的墨水行，并且其中所述的至少两个阵列都受同一打印元件控制器的控制。
这种配置是尤其有利的，因为它允许一个单独的打印元件控制器实施墨水遮蔽并沿两个或多个阵列之间的行为该种颜色分开对墨滴的沉积(通过为这两个的阵列产生喷射指令，其中这两个阵列相结合来产生完全的遮蔽)。通过重复这种配置，能够保证打印图像同一部分的所有同颜色的笔受同一打印元件控制器控制。负责每一个这种笔阵列组的控制器比如可以从一个缓冲存取所述的半色调数据，并一次产生必要的遮蔽数据和喷射指令，把相应的控制指令输出给每个笔。
尤其优选的是，该阵列被配置使用，使得在图像的相同部分上打印相同墨水的所有阵列受同一打印元件控制器的控制。
在一个优选的实施例中，所述的打印装置还包括一个存储器来存储由所述半色调处理器产生的半色调数据，其中所述的存储器可以由每一个所述的打印元件控制器来存取以便取回每个打印元件控制器所需要的半色调数据。
在另一优选的实施例中，所述的装置包括多个存储器，每个存储器与所述打印元件控制器之一相连用于存储由所述半色调处理器产生的半色调数据，其中每个存储器可以由相连的打印元件控制器来存取以便取回该打印元件控制器所需的半色调数据。
在这种方法中，该数据的相关部分可以在每个打印元件控制器上进行本地存储以加速存取并加速从半色调数据到喷射信号的处理。当所述的打印元件控制器为多个独特分组的打印元件准备喷射指令时，该控制器优选地多次存取该数据，并且因此本地专用缓冲的使用使得数据处理速度增加。
所述的打印装置可能还包括一个通信链路，所述的半色调数据被发送给该链路，并且每个所述的打印元件控制器被连接到该链路上。
所述的链路优选地是一个总线，并且所述的打印元件控制器优选地通过所述总线被寻址。
所述的半色调处理器优选地对所述半色调数据打包，并把不同的半色调数据包发给不同的一个或多个打印元件控制器。
优选地每个打印元件控制器适合于从一个存储器中重复取回半色调数据，并且由此在重复取回时为不同的打印元件组生成打印元件控制指令。
本发明还提供了一种打印系统，该系统包括一个上文定义的打印装置，还包括一个用于使打印介质前进通过所述打印装置的打印介质前进机构。
另一方面，本发明提供了一种宽阵列打印系统，该系统包括多个上文定义的打印装置，每个打印装置用于从一组打印元件进行打印，其中这些组沿打印区域所确定的宽度按照阵列布置，并且其中每个打印装置负责半色调和打印所述打印区域的一部分。
每个所述打印装置优选地还包括多个打印元件，这些打印元件以多个笔来布置，其中所述的笔组合在一起延伸跨越打印区域的宽度。
另外所述的笔优选地包括一个笔组，该笔组包括被布置成沿打印区域宽度在同一点打印相同墨水的至少两个笔，其中所述的至少两个笔在垂直于所述跨越宽度的方向上相互分开，其中所述的笔两个都从同一打印元件控制器接收打印元件控制指令。
在本实施例中最优选的是，所述的笔包括多个所述的笔组，其中每个组受所述打印元件控制器中的单独一个单独控制。
应当注意的是，这种布置不排除有两个或多个组受同一打印元件控制器控制的可能。关于本发明的这种优选特征，重要的是任意一组的打印条由一个控制器相互控制，如此使得半色调数据的一个子集的遮蔽可以由该控制器来准备，以为该组的喷嘴完全地确定喷射指令。
在另一方面，本发明提供了一种扫描打印系统，该系统包括一个上文定义的打印装置，其中该打印装置包括多个打印元件组，每组受所述打印元件控制器之一的控制，其中所述的组被布置在一个托架上，用于在打印介质上打印时沿打印介质扫描。
优选地，每组打印元件专门地打印一种或多种墨水，使得用于打印每种墨水的打印元件控制令由单个的打印元件控制器产生。
应当理解的是，每个打印元件控制器可能为多个不同颜色墨水的喷嘴生成遮蔽和喷射指令(比如在喷墨系统中)，但是这种优选的特征表明：即使该青色打印遮蔽由两个笔共享，对于任意给定墨水(比如青色)，其全部打印遮蔽在一个控制器中被规定，如此使得这两个笔都将受同一控制器控制。
在扫描打印机的一个尤其优选的实施例中，每个打印元件控制器负责一组被划分为四个笔的喷嘴的控制。最优选的是，第一打印元件控制器负责控制一组笔打印三种原色和黑色墨水，第二打印元件控制器负责控制一组笔打印所述原色中的两种浅色调、黑素墨水和定色剂。
当该系统允许使用一系列模块元件时该系统是尤其有利的。比如，如果一个基本的打印机可能具有一个半色调处理器和一组打印头笔，该组打印头笔在一个打印元件控制器的控制下打印青、品红、黄和黑色墨水，则本发明可以在所述打印元件控制器中使用同样的元件和相关的软件，并增加一个具有一组打印头打印浅蓝、淡红、色素黑和定色剂的第二打印元件控制器。
在另一方面，本发明还提供一种从描述一副图像的一组图像数据元素中生成打印元件控制指令的方法，该方法包括以下步骤：
从所述的图像数据元素中准备半色调数据；
把所述的半色调数据提供给多个打印元件控制器；
借助每个所述的打印元件控制器，从所述的半色调数据组中准备打印元件控制指令，利用一种打印遮蔽有效地使一组打印元件在所述打印元件控制器的控制下打印所述的打印遮蔽。
本发明的方法还优选地包括用所述的打印元件打印所述的遮蔽的步骤。
优选地，所述图像的每个不同部分是图像在一个图像行中的一个或多个颜色平面的集合。
在另一方面，本发明还提供了一种计算机程序，该程序包括以机器可读的形式的指令，当在包括一个半色调处理器和连接到该处理器的多个打印元件控制器的一个打印系统中被执行时，该指令有效地使该系统实施上文所定义的方法。
本发明还提供了一种计算机程序载体，该载体包括如上文所定义的一种编码计算机程序。
所述的计算机程序载体比如可能是一种光或磁载体(比如软盘、致密盘或数字多用途盘)、一种电信号、一种电磁信号、或者一种编码程序逻辑的电子电路。
附图的简述
现在通过下述的实施例并仅结合附图对本发明进行描述。其中：
附图1示出了根据本发明实施例的第一打印系统的结构框图；
附图2示出了被发送给打印机打印的图像文件的描绘；
附图3示出了附图2所述图像的光栅版的描绘；
附图4示出了被发送给附图1的三个独立半色调处理器进行处理的附图3的光栅图像片段；
附图5示出了所述片段的放大图像，用以显示由所述三个处理器采用矩阵算法对光栅位图像素进行处理的顺序；
附图6示出了所述片段的放大图像，用以显示由所述三个处理器采用前向差错扩散算法对光栅位图像素进行处理的顺序；
附图7示出了所述片段的放大图像，用以显示由所述三个处理器采用第一蛇形前向差错扩散算法对光栅位图像素进行处理的顺序；
附图8示出了所述片段的放大图像，用以显示由所述三个处理器采用第二蛇形前向差错扩散算法对光栅位图像素进行处理的顺序；
附图9示出了附图1所述系统的打印元件控制器与受其控制的印刷杆之间的关系；
附图10示出了附图1所述系统的可伸缩性；
附图11示出了根据本发明的扫描打印系统的构造框图。
优选实施例的详述
附图1示出了根据本发明的一种实施例的一种打印机的主要元件，其中该打印机从通过一个并行口10直接连接到该打印机的计算机上接受打印任务。同样的这台打印机可用于打印来自局域网连接或者诸如互联网的广域网连接的任务。
打印任务以多种所支持格式的任意一种由该打印机接收，诸如以Postscript(TM)文件的格式(尽管本领域技术人员会清楚可以根据流行标准和所采用的打印机来变换作为打印任务而被接收的文件的性质)。
一种光栅成像处理器(RIP)12以已知的方式接收输入的打印任务并把它们转换为光栅位图。本实施例所述的RIP的输出是一种contone(连续色调)图像文件。该打印任务逐页进行处理，其中每一页被顺序形成光栅并通过一个桥接14传送给一个RAM缓冲16，其中该缓冲存储了多页以使打印任务迅速地发送给所述ASIC来进行以后的处理，并避免了由于图像的实时处理而可能导致的延迟。
所述的桥接在所述的RIP或RAM缓冲与连接到三个并行半色调ASIC18、20、22的通用I/O总线之间提供了连接。每个ASIC本质上是相同的，并且包括一个专用半色调处理器，其中该处理器被设计用于把contone位图输入变换为具有打印机中所提供墨水颜色特征的半色调输出。在所示实施例中，所述打印机是一种CMYK打印机，从而所述半色调图像将把半色调图像的每一像素描述为四种CMYK颜色的一种或多种颜色的点的组合。除了青、品红、黄和黑色墨水，还有打印头用于在墨水落下之前打印定色剂(F)并在墨水落下之后进行打印后期处理T。所述的定色剂和其他任何的打印前期或后期处理当然可以用其他颜色的墨水来代替。
每个ASIC18、20、22专用于处理所述图像的一个特定平行片段，其中该图像被划分为三个相等的条。条的边缘沿着纸前进的方向运动，如此使得对于打印头的PWA(下文描述)所打印的任一特定页来说，每个AsIC负责描述三分之一页中的打印点。
每个ASIC根据它所处理的图像条来输出半色调数据。所述的半色调数据组通过三十三个打印头控制器以三个组30、32、34布置的相应一组被变换为笔的喷射指令。由于对于所给定的条有相同的半色调数据可以由一组中全部十一个打印头控制器来使用，所以每一条的半色调数据被存储在缓冲36、38、40中。每个打印头控制器可以从所述缓冲中获得半色调数据并实施必要的遮蔽操作以便为受其控制的打印笔(一般在42处表示)产生喷射指令。所述的打印头控制器是ASIC，该ASIC在其控制下分析所述片段的半色调数据并把这些数据生成覆盖该片段的笔的一组喷射指令(也即把半色调数据变换为由相关打印头打印的墨滴)。这样，每个半色调ASIC可以驱动多个打印头控制器。
所以，在所示实施例中具有三个打印装置，第一个打印装置包括半色调ASI C18、缓冲36、打印头控制器30和片段1中所示的一组笔44。第二个打印装置包括半色调ASIC20、缓冲38、打印头控制器32和片段2中所示的一组笔46，而第三个打印装置包括半色调ASIC22、缓冲40、打印头控制器34和片段3中所示的一组笔48。
在本实施例的变型中，所述的通用缓冲36、38、40被省略，所述的打印头控制器以菊花链的配置而被连接到所述的半色调处理器上，也即，用一个通用总线来实施半色调输出并且每个打印头控制器从总线上获得打印头所需的数据。该打印头控制器可以被编址，并且半色调数据被打包，如此使得所述的与该打印头有关的半色调数据在任意给定的控制器的控制之下可以被发给该控制器。每个控制器具有它自己所用的专用缓冲，以把发给它的或它所需要的半色调数据进行存储。
在该变型中，所述的半色调数据包被沿所述的通用总线发送并被存储在需要获取该数据的控制器的缓冲中。然后每个打印头控制器可以重复获取数据，针对它所控制的每个打印头而向该数据轮流实施打印遮蔽，并向相应的打印头提供喷射指令。
这种选择布置对于信号处理和网络通信方面可能是有利的，原因在于数据被本地存储在每个控制器的缓冲中，并且由控制器本地获取而没有其他网络通信的干扰。这种布置在伸缩性上也具有优点，这将在下文中详细描述。
在详细描述笔的配置以及打印头控制器与笔之间的相互作用之前，将先描述打印过程的初始状态。
附图2示出了作为一个打印任务被发送给打印机的一个简单图像。该图像50由所述RIP12接收并被光栅处理以提供一个不同着色的像素54、56的像素图像52(附图3)。(附图2和3中所示的图像简化为黑白的，但是应当理解，为一个彩色图像将产生大量的不同颜色的像素)。所述的光栅图像然后选择性地被缓存并供给半色调处理器18、20、22，在那里它被划分为三个平行的片段58、60、62，这在附图4中示出。
实际上，当所述的半色调ASIC从所述的RAM缓冲中通过所述的I/O总线获得所述图像文件时就进行该划分。该半色调处理器被配置用来挑选处在分配给每个半色调ASIC的特定片段中的像素。这可能简单地通过读所述缓冲的适当的DRAM地址就实现了。尤其优选的是，每个ASIC将确定，对于给定宽度W(W为像素的数目)的一页，它负责每行的W/3像素。所述的第一ASIC读出每行中“编号”从1到W/3的像素。所述的第二ASIC读出每行中从(W/3+1)到2W/3的像素，而所述第三ASIC读出每行中从(2W/3+1)到W的像素。
通过这种方式，所述的光栅contone图像被划分为三份以进行另外的处理，而每个半色调ASIC18、20、22对它自己的像素组进行运算以生成该页那一片段的半色调数据组，比如通过使用常规的半色调算法。
附图5示出了用于处理所述contone位图的一种并行处理。在附图5的例子中，所述的半色调ASIC使用一种矩阵算法对像素进行运算，其中该算法不含有前向差错项扩散。从而，处理器18将对它的contone位图按照像素顺序1a、2a、3a、4a、...进行运算而不参考其他处理器。类似地处理器20运算像素1b、2b、3b、4b、...，而处理器22运算像素1c、2c、3c、4c、...等等。
当半色调图像被生成，它们被发送给打印头控制器30、32、34。该打印头控制器然后产生喷射指令。
在附图6中示出了一种更先进的基于contone位图中前向差错项扩散的半色调算法。采用的这种算法是一种线形算法，并对所述三个片段轮流运算。从而在第一处理器18运算了像素1a、2a、...、7a、8a之后，把差错项传送给处理器20，这时处理器18由于没有其他的依赖关系而可以开始处理下一行9a、10a、...。处理器10从像素8a转入所述的差错项以便在依次移交给处理器22之前进行像素1b、2b、...、7b、8b的运算。从而处理器18领先处理器20一行，而处理器20依次领先处理器22一行，从而这三个处理器按照流水线的形式工作。一旦该流水线被充满，这三个处理器就并行工作。移交差错项的机制可以通过同一IO总线或者处理器之间所提供的专用连接来实现。
附图7示出了这种算法的变型，其中不是线性的从左到右的处理顺序，而是对每一行以蛇形方式反转处理的方向。从而，当第一行按照上述附图6的顺序进行处理时，处理器22从附图7中25所示的像素开始对第二行进行处理。这种蛇形差错扩散算法可以获得较高质量的输出，但是它形成了两个方向上的依赖性。从而处理器18在其已经处理完像素8之后被停止，直到它从处理器20接收到像素41的差错项。同样处理器20和22被停止。从而这种蛇形差错扩散算法没有并行性，并且在任一点时间只有一个处理器工作而其他被停止。
附图8示出了一种尤其优选的实施例，该实施例通过对所述页的单个片段不是横向而是纵向地形成半色调而克服了所述的困难。从而，处理器18不是沿着像素行而是沿列上下以1a、2a、3a、...、等的顺序实施蛇形算法。一旦结束了这一片段，处理器18便传输一个整行的差错项给处理器20。这时处理器18可以对打印任务的下一页的左手边的片段进行处理，然后处理器20有时间以1b、2b、3b、4b、...、等的顺序处理它的片段。当处理器20结束了第一页中间的片段的处理后把该行差错项传送给处理器22。
这时处理器18将已经结束了第2页左手边的片段的处理，并把第2页的给定差错项传送给处理器20，处理器20然后就可以开始处理第2页的中间的片段(允许处理器18开始处理第3页)。处理器20同样把它的差错项行从第1页传送给处理器22，使处理器22开始处理第一页的右手边的片段。从而处理器18领先处理器20一页，而处理器20依次领先处理器22一页，这3个处理器按照流水线方式工作。一旦这种流水线已经被充满，这三个处理器并行工作。
下面的表格示出了n页打印任务的连续页中多个片段的处理顺序。在该表格中，一个时隙是处理器接收到与一个片段的像素有关的差错项，之后再对该条进行运算，最后把该条的差错项传送给下一处理器(在那里可适用的话)所需要的时间长度。从而，从时隙3之前，每个处理器与其他处理器并行处理一个片段，但是处理器18分别比处理器20和22领先1和2页。
    时隙号     处理器18(左手边的片段)     处理器20(中间的片段)     处理器22(右手边的片段)
    1     第1页     空闲     空闲
    2     第2页     第1页     空闲
    3     第3页     第2页     第1页
    4     第4页     第3页     第2页
    5     第5页     第4页     第3页
    ...     ...     ...     ...
    ...     ...     ...     ...
    n-1     第n-1页     第n-2页     第n-3页
    N     第n页     第n-1页     第n-2页
    n+1     空闲     第n页     第n-1页
    n+2     空闲     空闲     第n页
以这种方式利用了前向差错扩散算法的先进并同时每个处理器依赖其他处理器结果的程度被降低。
当半色调数据已经由相应的半色调处理器生成时，该半色调数据由负责为该片段中的笔(尤其是为该片段中笔的喷嘴)生成打印喷射指令的多个打印头控制器从所述缓冲中获取。在附图1中可以看出，提供了44个独立的笔来打印一个打印页的每一片段。在该实施例中，每个打印头控制器能够为四个独立的笔产生喷嘴喷射指令。(在本文中，一个笔是在一个管芯上所提供的一个喷嘴阵列)。一个打印头控制器当然可以负责为一个更小或更大数量的笔产生喷射指令。通过复制打印头控制器/打印头模块，这种配置是可伸缩的。这种伸缩可以用来增加速度、图像质量、打印头冗余等。打印头与控制器的比例可以变化，或者说一个控制器所负责的片段的宽度可以变化。
附图9示出了负责打印一个特殊片段的笔组，还示出了这些笔与打印头控制器之间的关系。虽然这些笔之间的物理关系当然是精确的，其中被打印的片段的宽度完全被一个包括四个笔的打印条所覆盖，并且其中具有11个不同的相互平行的打印条(这样在打印介质上的任意给定的点会依次经过每个打印条下方)，但是打印头控制器相对于所述的打印条的布置是不重要的，并且下文中仅详细讨论所述控制器与独立的笔之间的联系。
每个笔通过一个字母和一个数字来标识。该字母显示了被打印的墨水颜色，其依照以下代码：T＝印后处理(这可以是任何合适的类型)；Y＝黄；M＝品红；C＝青；K＝黑；F＝定色剂(注意定色剂在墨水之前喷射，用于打印该页的最后的打印条是印后处理T)。所述的数字示出了负责为笔的喷嘴产生喷射指令的所述打印头控制器。出于例证的目的，示出了打印头控制器第1、2、9和11号与受这些打印头控制器控制的笔之间的关系。其他的连接关系出于清晰的目的而被省略。
顶上的打印条70(见附图9)是唯一包含用于打印印后处理(标为“T”)的笔的打印条。这些笔的全部4个通通由打印头控制器1控制。然而，其他打印条72、74、76、78、80、82、84、86、88、90中的每一个都包括由至少两个独立的打印头控制器控制的笔。其原因在于这些其他的打印条(除打印条90)中的每一个都由与其他打印条中的笔相互形成冗余关系的笔组成。比如，打印条72最左边的被标为“Y2”的笔和打印条80最左边的笔(也为“Y2”)相互形成冗余，这样它们每一个都打印相同的墨水到经过打印条阵列下方的打印介质的同一点上。这些相互构成冗余关系的笔都由相同的打印头控制器控制。从而可以看出，打印头控制器2控制每个打印条72和80中的两个黄色笔Y2。完成这两个打印条的黄色笔Y3由一个独立的打印头控制器控制，也即打印头控制器3。打印头控制器2从而可以实施遮蔽并且可以为该片段的左半部分中的黄色墨水生成打印元件控制指令，而打印头控制器3为该片段的右半部分实施同样的任务。每个打印头控制器从而仅对它所负责的片段的部分而运算半色调数据。
如果每个打印头控制器把半色调数据存储在它自己的缓冲中，则可以重复存取该数据，以在给该数据施加不同的打印遮蔽时驱动不同的打印头。那么就不需要为半色调数据再要求一个普通的缓冲，这提高了打印流水线的带宽。由此，(当该页经过相应的打印元件时)把多个不同的打印元件在页的同一点上打印相同的墨水所共同需要的半色调数据存储在一个缓冲中，这是尤其有利的。实际上，通过为多个相同的颜色、相同位置的打印头采用一个共同的打印头控制器，并通过把这些打印头的半色调数据存储在唯一的仅仅由该存储器存取的缓冲中而有利地实现了这一目的。
在黑色打印条78、82、88的情况下需要四个单独的打印头控制器(第8、9、10和11)，其原因在于这三组相互成冗余的笔的每一组(比如标为“K9”的笔)应该优选地受一个单独的打印头控制器控制以从本发明获得最大的益处。既然每个打印头控制器可以控制四个笔，那么这些打印头控制器中的每一个还控制一个定色剂笔(F8、F9、F10、F11)  。
回想起附图9中所示的全部打印头控制器只需要单独一组半色调数据。所有的打印头控制器在一个缓冲中存取相同的数据，并根据与在其控制下的笔相对应的这部分数据来实施它们相应的任务。
附图10示出了这种方案是如何伸缩的。当一页被划分为N个片段时(N大于等于1)，在PCI总线91上抵达的contone数据在多个半色调处理器92、94、96之间分配(实际上，每个半色调处理器会选择与它的片段有关的数据，或者每个片段的数据将被发给有关的半色调处理器)。
每个半色调处理器产生一个半色调数据组并把该半色调数据包发给负责在该页宽度阵列的特定部分上打印一种特定颜色的打印头控制器。这些被发给的包从每个半色调处理器92、94、96沿一个连接的总线或通信线路93、95、97传输，其中在每个总线或通信线路上连接了多个打印头控制器98。
每个打印头控制器98具有一个内部缓冲(未示出)，打包的半色调数据被加载到该缓冲中以由遮蔽处理器(未示出)进行处理。从而，该页图像首先被划分为片段，并且每一片段被并行处理并沿总线一次被发出。每个打印头控制器98存储了它所需要用于受其控制的笔的数据。在所示实施例中，每个控制器98具有四个受其控制的笔100。连接在任意打印头控制器和它的每个笔之间的是笔供电单元102(可选)，该单元除供电之外还实施缺墨保护并提供一个与笔电路的接口。
为了为这四个笔中的每一个产生喷射信号，一个打印头控制器处理器存取所述的本地缓冲的半色调数据并实施第一打印遮蔽以为笔100中的第一个产生喷射信号。接着，该数据被再次从该缓冲中取得，并为第二个笔实施一个第二喷射遮蔽。该数据一次次地被获取和处理，直到必要的喷射信号已经被发送到所有的受打印头控制器控制的笔，接着该缓冲被清空。为了使所有的笔同步地喷射它们的墨滴，每个笔可能具有一个小的喷射信号缓冲，或者所述的打印头控制器可能具有一个输出缓冲来存储喷射信号，直到这些信号被发送给这些笔来喷射喷嘴。
从附图10可以看出，用于打印一个片段的笔的数量可以通过给每一片段增加打印头控制器而成比例地上升(假定每个打印头控制器有有限数目的笔)。把该页划分为更多的片段可以增加打印速度。
如果一个打印头控制器可以处理一定数量的数据，那么这可以没有任何冗余地控制一个宽的打印区域带，或者可以利用同样数量的数据来控制一个用较多冗余覆盖一个较窄带的打印头。
上述方案中的许多也可以应用于扫描打印机。尤其是附图9中所示的笔组和打印头控制器能够以垂直方向应用于扫描打印机中。通过把所述的笔安装在一个扫描托架上，当打印条阵列来回扫描过打印介质时一个四笔行可以在笔有多倍冗余的情况下被打印(在托架往返运动之间介质前进)。
即使没有多倍冗余的笔，本发明的方案也可以被应用于扫描打印机。附图11示出了这样一种打印机的构造。一个半色调处理器110提供一个半色调数据组给总线111，其中该总线由一对打印头控制器112、114来存取。每个打印头控制器具有前述的四个受其控制的笔。在本实施例中所示的是为每个打印头控制器所设置的单独的专用缓冲113、115。
打印头控制器112控制一个第一黑色笔116、一个青色笔118、一个品红色笔120、和一个黄色笔122。该打印头控制器和相连的笔组可以从一个更简单的四笔打印机中拿掉。打印头控制器114生成喷嘴喷射指令给一个第二黑色笔124(如果所述的第一墨水是染料基黑墨，那么它可能是一种诸如黑素的不同类型的墨水)、一个浅蓝色笔126、一个浅红色笔128、和一个定色剂笔130。
为了使笔喷射，每个控制器112、114如前所述地对它颜色的半色调数据进行缓冲，并随后在连续应用这四种颜色的打印遮蔽来输出四组打印元件控制指令(也即墨滴喷射指令)的过程中四次存取该数据，每次针对一个打印头。
作为关于这种墨水选择的变型方案，可以对具有一个三色墨笔和一个黑色笔的常规四色打印机加倍来提供两个三色笔和两个黑色笔，这样无论在有色模式或黑白模式打印，打印速度都加倍。
如同前面在页面宽度系统中所述的，附图11的扫描打印装置得益于在两个不同的打印元件控制器中重复使用单独一组半色调数据元素。
本发明不局限于本文所述的实施例，其中该实施例可能在不偏离本发明精神的情况下进行变化。

Claims (25)

1.一种打印装置，用于接收关于要打印的图像的图像数据元素以及用于从中生成打印元件控制指令，以与多个受所述打印装置控制的打印元件进行通信，所述的打印装置包括：
一个半色调处理器，用于接收所述的图像数据元素并从中产生一种半色调数据组；以及
多个与所述半色调处理器相连的打印元件控制器，每个打印元件控制器适用于从所述半色调数据组中产生打印元件控制指令以驱动不同的打印元件。
2.如权利要求1所述的一种打印装置，还包括按照多个笔阵列成组的多个墨水打印元件，如此使得给定笔阵列的所有喷嘴打印相同颜色的墨水。
3.如权利要求2所述的一种打印装置，其中所述的阵列被配置使用，使得在一个单独的打印通路期间有至少两个阵列打印重叠的、相同颜色的墨水行，并且其中所述的至少两个阵列都受同一打印元件控制器的控制。
4.如权利要求3所述的一种打印装置，其中所述的阵列被配置使用，使得在图像同一部分上打印相同墨水的所有阵列受同一打印元件控制器控制。
5.如任意前述权利要求所述的一种打印装置，还包括一个存储器来存储由所述半色调处理器产生的半色调数据，其中所述的存储器可以由每一个所述的打印元件控制器来存取以便取回每个打印元件控制器所需要的半色调数据。
6.如权利要求5所述的一种打印装置，其中所述的存储器是一种用于临时存储由所述半色调处理器产生的半色调数据的缓冲器。
7.如权利要求1-4任一所述的一种打印装置，还包括多个存储器，每个存储器与所述打印元件控制器之一相连用于存储由所述半色调处理器产生的半色调数据，其中每个存储器可以由相连的打印元件控制器来存取以便取回该打印元件控制器所需的半色调数据。
8.如权利要求1-4或7任一所述的一种打印装置，还包括一个通信链路，所述的半色调数据被发送给该链路，并且每个所述的打印元件控制器被连接到该链路上。
9.如权利要求8所述的一种打印装置，其中所述的链路是一个总线，并且所述的打印元件控制器通过所述总线可被寻址。
10.如权利要求9所述的一种打印装置，其中所述的半色调处理器对所述半色调数据打包，并把不同的半色调数据包发给不同的一个或多个打印元件控制器。
11.如前述权利要求任一所述的一种打印装置，其中每个打印元件控制器适合于从一个存储器中重复取回半色调数据，并且由此在重复取回时为不同的打印元件组生成打印元件控制指令。
12.包含如前述权利要求任一所述的一种打印装置的一种打印系统，还包括一个用于使打印介质前进通过所述打印装置的打印介质前进机构。
13.一种宽阵列打印系统，该系统包括多个如任一前述权利要求所述的打印装置，所述的打印装置跨越打印区域所确定的宽度而按照阵列布置，并且每个打印装置负责形成半色调和打印所述打印区域的一部分。
14.如权利要求13所述的一种宽阵列打印系统，其中每个所述的打印装置还包括多个打印元件，这些打印元件以多个笔来布置，其中所述的笔组合在一起延伸而跨越打印区域的宽度。
15.如权利要求14所述的一种宽阵列打印系统，其中所述的笔包括一个笔组，该笔组包括被布置成在跨越打印区域的宽度上在同一点打印相同墨水的至少两个笔，其中所述的至少两个笔在垂直于所述跨越宽度的方向上相互分开，其中所述的笔两个都从同一打印元件控制器取回打印元件控制指令。
16.如权利要求15所述的一种宽阵列打印系统，其中所述的笔包括多个所述的笔组，其中每个组受所述打印元件控制器中的单独一个单独控制。
17.包括一个如权利要求1所述的打印装置并且还包括多个打印元件组的一种扫描打印系统，其中每个打印元件组受所述打印元件控制器之一的控制，其中所述的组被布置在一个托架上，以便当在打印介质上打印时沿该打印介质扫描。
18.如权利要求17所述的一种扫描打印系统，其中每组打印元件单独地打印一种或多种墨水，如此使得用于打印每种墨水的打印元件控制指令由一个单独的打印元件控制器生成。
19.如权利要求17或18所述的一种扫描打印系统，其中每个打印元件控制器负责控制一组划分为四个笔的喷嘴。
20.如权利要求17所述的一种扫描打印系统，其中一个第一打印元件控制器负责控制一组笔打印三种原色墨水和黑色墨水，一个第二打印元件控制器负责控制一组笔打印所述原色中的两种浅色调、黑素墨水和定色剂。
21.一种从描述一副图像的一组图像数据元素中生成打印元件控制指令的方法，该方法包括以下步骤：
从所述的图像数据元素中准备半色调数据；
把所述的半色调数据提供给多个打印元件控制器；
借助所述的每个打印元件控制器，从所述的半色调数据组中准备打印元件控制指令，利用一种打印遮蔽有效地使一组打印元件在所述打印元件控制器的控制下打印所述的打印遮蔽。
22.如权利要求21所述的一种方法，还包括用所述的打印元件进行打印的步骤。
23.如权利要求22所述的一种方法，其中所述图像的每个不同部分是图像在一个图像行内的一个或多个颜色平面的集合。
24.一种计算机程序，该程序包括以机器可读的形式的指令，当在包括一个半色调处理器和连接到该处理器的多个打印元件控制器的一个打印系统中被执行时，该指令有效地使该系统实施权利要求21-23任一所述的方法。
25.一种计算机程序载体，该载体包括如权利要求24所述的一种编码计算机程序。
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