DE10059573A1 - System und Verfahren zum gesteuerten Aufbringen eines Fixiermittels in einem Tintenstrahldrucker - Google Patents

Abstract

Es wird ein System in einem Tintenstrahldrucker zum Bestimmen der Fixiermittelmenge, die auf ein Medium aufgebracht werden soll, offenbart. Das System umfaßt einen Fixiermittelerzeugungsschaltkreis (500), wobei der Fixiermittelerzeugungsschaltkreis eine Fixiermittelmenge bestimmt, die bei einer Punktposition auf ein Medium abhängig von einer Tintenmenge, welche bei der Punktposition aufgebracht wird, aufgebracht werden soll. Ein Ausbreitungs-Codierschaltkreis (590) ist ebenfalls beschrieben, um Fixiermittelmengen zu bestimmen, welche benachbart zu Punktpositionen, die Tinte enthalten, aufgebracht werden sollen.

Description

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen Tintenstrahldrucker und spezieller eine Technik zum gesteuerten Aufbringen von Fixiermittel oder Fixativ auf ein Medium.

Ein Tintenstrahldrucker erzeugt ein gedrucktes Bild, indem er eine Struktur oder ein Muster aus einzelnen Punkten auf ein Druckmedium druckt. Tintenstrahldrucker drucken Punkte durch Ausstoßen sehr kleiner Tintentropfen auf das Druckmedium, und sie umfassen übli­ cherweise einen beweglichen Wagen, der ein oder mehrere Druckköpfe trägt, die jeweils Tintenausstoßdüsen haben. Der Wagen überquert die Oberfläche des Druckmediums, und die Düsen stoßen zur geeigneten Zeiten, abhängig von Befehlen eines Mikrocomputers oder einer anderen Steuereinrichtung Tintentropfen aus.

Thermische Tintenstrahl-Farbdrucker verwenden im Allgemeinen mehrere Druckköpfe, z. B. vier, die in dem Wagen installiert sind, um verschieden Farben hervorzubringen. Jeder Druckkopf druckt Tinte einer anderen Primärfarbe, wobei die üblicherweise verwendeten Farben Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz sind. Sekundärfarben oder Mischfarben werden erzeugt, indem mehrere Tintentropfen verschiedener Primärfarben auf dieselbe Stelle (oder auf benachbarte Stellen) gedruckt werden, wobei die Überlagerung von zwei oder mehr Pri­ märfarben gemäß bekannten optischen Prinzipien Sekundärfarben erzeugt.

Die Druckköpfe umfassen eine Anordnung aus präzise geformten Düsen, die an einem Druckkopfsubstrat angebracht sind, welches eine Anordnung aus Abfeuerkammern umfaßt, die flüssige Tinte aus dem Tintenreservoir erhalten. In einer anderen Druckkopfart weist jede Kammer einen Dünnfilmwiderstand auf, welcher der Düse gegenüberliegt, so daß sich die Tinte zwischen diesem und der Düse ansammeln kann. Wenn elektrische Druckimpulse den Widerstand aufheizen, verdampft eine kleine Tintenmenge, so daß ein Tintentropfen aus der Kammer ausgestoßen wird. Die richtige Taktung der Abfeuerwiderstände bewirkt, daß Zei­ chen oder Bilder auf das Papier gedruckt werden, während sich der Druckkopf über das Pa­ pier bewegt.

Die Druckqualität ist einer der wichtigsten Faktoren auf dem Gebiet der Farbtintenstrahldruc­ ker. Da das ausgedruckte Bild eines Tintenstrahldruckers durch Tausende einzelner Tinten­ tropfen gebildet wird, ist die Qualität des Bildes letztendlich abhängig von der Qualität jedes Tintentropfens und der Anordnung der Tintentropfen auf dem Druckmedium.

Das gemeinsame Problem, welches die Qualität gedruckter Bilder beeinträchtigt, ist eine mangelnde Kantenschärfe. In einer idealen Umgebung würden Tintentropfen einen perfekten Kreis einheitlicher Größe bilden, wenn sie auf ein Medium aufgebracht werden. Üblicherwei­ se verlaufen Tinten in ihre Umgebung, wenn sie auf ein Medium aufgebracht werden. Wenn die Umgebung nicht tintenhaltig ist, weist das resultierende Bild keine präzise abgegrenzten Kanten auf. Wenn die Umgebung ein anderer Tintentropfen ist, vereinigen sich die Farben der beiden Tintentropfen und erzeugen eine andere, unerwünschte Farbe. In jedem Fall wird die Qualität des Bildes ernsthaft beeinträchtigt.

Es wurden verschiedene Verfahren eingesetzt, um diesem Problem zu begegnen. Das erste Verfahren besteht in der Verwendung spezieller Tinten, die entweder miteinander oder mit dem Medium reagieren, um die Genauigkeit der Kanten zu verbessern. Dieses Verfahren be­ schränkt jedoch erheblich die Tintenarten, die in Tintenstrahldrucksystemen verwendet wer­ den können. Das zweite Verfahren besteht in der Verwendung spezieller Medien. Auch dieses Verfahren hat starke Beschränkungen, weil spezielle Medien (z. B. speziell gekauftes Papier) zum Drucken verwendet werden müssen.

Ein weiteres allgemeines Problem, das die Qualität des gedruckten Bildes beeinträchtigt, er­ gibt sich aus dem langsamen Trocknen der Tinte. Nachdem das Drucken einer Seite beendet ist, muß der Drucker die Seite z. B. während einer vorgegebenen Zeit halten, damit die Tinte trocknen kann, bevor er die Seite in einem Ausgabetablett ablegt. Dies legt der Geschwindig­ keit, mit der aufeinanderfolgende Seiten gedruckt werden können, eine unerwünschte Grenze auf.

Ein drittes allgemeines Problem, das die Qualität des gedruckten Bildes beeinträchtigt, ist die schlechte Wasserfestigkeit. Nachdem die Tinte auf ihrem jeweiligen Medium getrocknet ist, sollte die Unversehrtheit des Bildes aufrechterhalten werden können, selbst wenn kleine Feuchtigkeitsmengen, wie Handschweiß, auf das Bild aufgebracht werden. Wenn das Bild nicht wasserfest ist, bewirkt die Feuchtigkeit, daß die Tinte ausläuft, wodurch das Bild erheb­ lich beeinträchtigt wird.

Diesem Problem wurde teilweise durch Verwendung von Fixiermitteln oder Fixativen begeg­ net. Fixiermittel können klare Lösungen oder sogar Tinte auf Farbstoffbasis sein, die unter eine Tinte auf Pigmentbasis gedruckt werden. Fixiermittel ermöglichen es, Tinten mit einem Medium zu verbinden, wodurch die Genauigkeit der Kanten verbessert wird. Fixiermittel unterstützen auch die Geschwindigkeit der Trocknung der Tinten und verbessern die Wasserfe­ stigkeit.

Das Aufbringen von Fixiermitteln auf ein Medium kann jedoch unerwünschte Effekte hervor­ rufen. Das Aufbringen von zu viel Fixiermittel auf jede Punktposition kann dazu führen, daß das Medium sich wellt oder verwirft. Die Verwendung von zuviel Fixiermittel erhöht auch die Kosten zum Drucken einer Seite, weil überschüssiges Fixiermittel verwendet wird. Die Ver­ wendung von zu wenig Fixiermittel kann jedoch ebenfalls unerwünschte Effekte hervorrufen. Zu wenig Fixiermittel kann dazu führen, daß die erwünschte Farbigkeit, Wasserfestigkeit, Durchschlagsfestigkeit und präzise Abgrenzung der Kanten nicht erreicht wird.

Es wird daher ein verbesserter Tintenstrahldrucker benötigt, der eine optimale Menge Fixier­ mittel bei jeder Punktposition aufbringt.

Die Erfindung schlägt ein System mit einem Tintenstrahldrucker zum Ermitteln der Fixier­ mittelmengen, die auf ein Medium aufgebracht werden soll, vor. Das System empfängt Bild­ daten, und eine Fixiermittelebenen-Erzeugungsschaltung ermittelt eine Fixiermittelmenge, die bei einer Punktposition auf einem Medium aufgebracht werden soll.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel eines Tintenstrahldruckers, der die vorliegende Erfindung enthält;

Fig. 2 zeigt ein Medium;

Fig. 3 zeigt Einzelheiten eines kleinen Abschnitts des Mediums;

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer Fixiermittelerzeugungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5a zeigt eine Fixiermittelebene vor der Ausbreitung (blooming)

Fig. 5b zeigt eine Fixiermittelebene nach der Ausbreitung (blooming)

Fig. 5c zeigt einen Zielpunkt, ein erstes Ausbreitungs-Niveau und ein zweites Ausbrei­ tungs-Niveau in einer Fixiermittelebene; und

Fig. 5d zeigt eine 50% leere Ausbreitungs-Maske und eine entsprechende Fixiermittele­ bene.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Tintenstrahldruckers 100, der die vorliegende Erfindung ent­ hält. Bei der Ausführung dieser Erfindung können auch zahlreiche andere Tintenstrahldruc­ kerkonstruktionen verwendet werden. Weitere Einzelheiten eines Tintenstrahldruckers sind in dem U.S.-Patent Nr. 5,852,459 beschrieben, das im Namen von Norman Pawlowski et al. erteilt wurde und auf das hier Bezug genommen wird.

Der Tintenstrahldrucker 100 umfaßt ein Eingangstablett 102, das Blätter Papier 104 enthält, die mit Hilfe von Walzen 108 durch eine Druckzone 106 transportiert wird, um darauf zu drucken. Das Papier 104 wird dann auf ein Ausgangstablett 112 weitergegeben. In einer Aus­ führungsform enthält ein beweglicher Wagen 114 Druckpatronen 116, 118, 120, 122, 124 und 126, die jeweils ein Fixiermittel, schwarze Tinte, Zyan-Tinte, Magenta-Tinte, gelbe Tinte und ein Fixiermittel enthalten. Die Fixiermittel-Druckpatronen 116 und 126 ermöglichen es, in beiden Richtungen Fixiermittel unter oder über die Tinte zu drucken. Die Druckpatronen in Fig. 1 erhalten Tinte über Schläuche jeweils von Tintenpatronen 128, die Druckpatronen können jedoch selbst einen Tintenvorrat enthalten.

Fixiermittel sind beschrieben in den U.S.-Patenten Nr. 4,694,302 und 4,746,818, auf die beide Bezug genommen wird, sowie in der Anmeldung mit dem Titel "Dynamic Adjustment of Un­ der and Overprinting Levels in a Printer" von Brooke Smith et al., Anmeldenummer 09/329,974, die am 10. Juni 1999 in den USA eingereicht wurde und auf die Anmelderin die­ ser Patentanmeldung übertragen wurde. Auf diese Anmeldung wird Bezug genommen.

Fig. 2 zeigt ein Medium 200, auf welches der Tintenstrahldrucker 100 ein Bild druckt. Das Medium 200 kann ein Blatt Papier sein, eine Transparenzfolie oder jedes andere Medium, das sich zum Drucken eignet. In Fig. 2 ist ein kleiner Abschnitt des Mediums 202 gezeigt.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des kleinen Abschnitts des Mediums 202. Punktposi­ tionen 300 sind die Positionen, bei denen Tinte und/oder Fixiermittel auf das Medium 202 aufgebracht werden darf. Bei einer Ausführungsform gibt es sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung des Mediums dreihundert (300) Punktpositionen pro Inch. Bei dieser Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen jeder Punktposition 300 1/300 Inch. Bei anderen Ausführungsformen kann es sechshundert (600) oder zwölfhundert (1200) Punktpositionen pro Inch geben. Der Abstand zwischen den Punktpositionen bei diesen Aus­ führungsformen ist 1/600 Inch bzw. 1/1200 Inch.

Abhängig von dem zu druckenden Bild können die Punktpositionen 300 Tintentropfen ent­ halten oder nicht. Eine Punktposition 300 kann einen oder mehrere Tropfen derselben Tinte und/oder Tintentropfen unterschiedlicher Farben enthalten, wodurch eine große Vielzahl von Farben und Farbabstufungen bei bestimmten Punktpositionen erzeugt werden kann.

Wie zuvor in bezug auf den Stand der Technik erläutert, kann das direkte Aufbringen von Tinte auf ein Medium die Qualität des gedruckten Bildes verschlechtern. Eine Art, wie diesem Problem begegnet wurde, ist das Aufbringen von Fixiermittel auf das Medium. Das Aufbrin­ gen von zuviel oder zuwenig Fixiermittel kann jedoch zu anderen Problemen führen, wie die Wellung des Papiers, das Auslaufen oder Verlaufen, ungleichmäßige Punktgrößen, wenig präzise Kanten und/oder eine schlechte Wasser- und Lichtfestigkeit. Es ist daher wichtig, die richtige Fixiermittelmenge bei jeder Punktposition aufzubringen.

Punktpositionen, welche Tinte aufweisen

Im Folgenden sind verschiedene Techniken beschrieben, welche die Menge des Fixiermittels steuern, die bei jeder Punktposition auf ein Medium aufgebracht wird. Der erste Abschnitt beschreibt Techniken, welche die Menge des Fixiermittels steuern, die auf Punktpositionen aufgebracht wird, welche wenigstens einen Tintentropfen aufweisen. Der zweite Abschnitt beschreibt Techniken, welche die Menge des Fixiermittels steuern, die auf Punktpositionen aufgebracht wird, welche keine Tintentropfen enthalten.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die folgende Formel verwendet, um die opti­ male Menge des Fixiermittels zu bestimmen, welche auf jede Punktposition aufgebracht wird. Diese Formel wird für Punktpositionen verwendet, die wenigstens einen Tintentropfen ent­ halten. Die unten gezeigte Formel setzt voraus, daß das Drucksystem schwarze, zyan-farbene, magenta-farbene und gelbe Tinte verwendet. Man sollte jedoch verstehen, daß die Formel modifiziert werden kann, um für Drucksysteme zu gelten, die mehr oder weniger Farben ver­ wenden.

Fixiermittelmenge = K_Tropfen (K_{Tropfen_Gewicht} . K_{Fixiermittel_Prozent}) + C_Tropfen (C_{Tropfen_Gewicht} . C_{Fixiermittel_Prozent}) + M_Tropfen (M_{Tropfen_Gewicht} . M_{Fixiermittel_Prozent}) + Y_Tropfen (Y_{Tropfen_Gewicht} . Y_{Fixiermittel_Prozent})

Die Fixiermittelmenge ist die Gesamtmenge des Fixiermittels, welches auf eine Punktposition aufgebracht werden sollte. Die Variabeln K_Tropfen, C_Tropfen, M_Tropfen und Y_Tropfen geben die je­ weilige Anzahl der Tropfen der schwarzen, zyan-farbenen, magenta-farbenen und gelben Tinte an, welche auf eine Punktposition aufgebracht werden sollen. Die Anzahl der Tropfen, welche auf eine Punktposition aufgebracht werden, ist abhängig von den ursprünglichen Bild­ daten. Bei einer Ausführungsform werden die ursprünglichen Bilddaten aus jedem Pixel ab­ geleitet, das von einem Computer erzeugt wird. Diese Daten werden üblicherweise von RGB- Daten in KCMY-Daten umgewandelt. Ein Beispiel dieses Prozesses ist in dem U.S.-Patent Nr. 5,748,176 beschrieben, das auf die vorliegende Anmelderin übertragen wurde und auf das Bezug genommen wird.

Die Variablen K_{Tropfen_Gewicht}, C_{Tropfen_Gewicht}, M_{Tropfen_Gewicht} und Y_{Tropfen_Gewicht} stellen das tat­ sächliche Tropfengewicht der schwarzen, zyan-farbenen, magenta-farbenen und gelben Tinte dar. Diese Tropfengewichte sind üblicherweise unveränderlich, wenn die jeweiligen Patronen definiert wurden, sie können jedoch aufgrund von Herstellungsschwankungen zwischen den Druckpatronen etwas variieren. Bei einer Ausführungsform liegt das Tropfengewicht der schwarzen Druckpatronen zwischen 27 und 38 Nanogramm, und das Tropfengewicht der farbigen Druckpatronen liegt im Bereich zwischen 5 und 11 Nanogramm. Die Gewichte der Tintentropfen sind im Stand der Technik bekannt. Man wird daher verstehen, daß erfindungs­ gemäß Druckpatronen mit unterschiedlichen Tropfengewichten eingesetzt werden können.

Die Variablen K_{Fixiermittel_Prozent}, C_{Fixiermittel_Prozent}, M_{Fixiermittel_Prozent} und Y_{Fixiermittel_Prozent} entspre­ chen dem Prozentsatz des Fixiermittels, welches pro Einheitsgewicht der schwarzen, zyan- farbenen, magenta-farbenen und gelben Tinte aufgebracht werden soll. Diese Prozentsätze sind üblicherweise unveränderlich, sobald die Tinten und Fixiermittel definiert sind. Bei einer Ausführungsform ist der Fixiermittelprozentsatz der schwarzen Tinte etwa 10%, und die Fi­ xiermittelprozentsätze für farbige Tinten liegt bei etwa 7 Gew.-%. Diese Variablen erlauben es, die Fixiermittelprozentsätze für verschiedene Tinteneigenschaften, Tropfengewichte der Tinte, Umgebungsbedingungen und Anforderungen der Medien zu variieren. Die Fixiermit­ telprozentsätze für jede Druckkartusche können ferner unabhängig von den anderen Druck­ kartuschen variiert werden.

Um zu zeigen, wie die Formel in der Praxis eingesetzt wird, sei angenommen, daß die ur­ sprünglichen Bilddaten für eine bestimmte Punktposition wie folgt sind: 0 Tropfen Schwarz, 2 Tropfen Zyan, 2 Tropfen Magenta und 1 Tropfen Gelb. Es sei ein Tropfengewicht von 27 Nanogramm für Schwarz und 7 Nanogramm für Zyan, Magenta und Gelb angenommen; so­ wie ein Fixiermittelprozentsatz von 10% für Schwarz und 7% für Zyan, Magenta und Gelb, woraus sich die gesamte Fixiermittelmenge für diese Punktpositionen wie folgt ergibt:

Fixiermittelmenge = 0 . (27 . 0,10) + 2 . (7 . 0,07) + 2 . (7 . 0,07) + 1 . (7 . 0,07) = 2,45 ng

Später wird noch erörtert, wie diese ideale Menge ungefähr reproduziert werden kann, indem Fixiermitteltröpfchen festen Gewichts aufgebracht werden.

Die oben gezeigte Formel erfordert acht Multiplikationen und drei Additionen für jede Positi­ on. Demzufolge könnte die Ermittlung der Fixiermittelmenge für jede Position auf einer ein­ zelne Papierseite sehr lange dauern, wenn sie in Software umgesetzt würde. Bei einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung wird die Formel für die Fixiermittelmenge daher in Firmware oder Hardware realisiert, wie in Fig. 4 gezeigt.

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer Fixiermittelberechnungsschaltung 500. Die Fixiermit­ telmengenformel wird in der Fixiermittelberechnungsschaltung 500 umgesetzt. Bei einer Aus­ führungsform umfaßt die Fixiermittelberechnungsschaltung 500 vier Nachschlagetabellen 520. Jede Nachschlagetabelle 520 entspricht einer Tintenfarbe. Eine Nachschlagetabelle 520 kann z. B. der schwarzen Tinte entsprechen, eine der zyan-farbenen, einer der magenta- farbenen und eine der gelben Tinte. Andere Ausführungsformen können mehr oder weniger Nachschlagetabellen verwenden, abhängig von der Anzahl der in dem Drucksystem verwen­ deten Tinten.

Die Nachschlagetabellen werden über Ursprungs-Bilddaten 510 (die von einem Computer stammen können, wie oben beschrieben) über eine n-Bit-Adresse 512 adressiert. Jede n-Bit- Adresse 512 adressiert eine der Nachschlagetabellen 520. Jede n-Bit-Adresse 512 gibt die Anzahl der Tropfen einer einzelnen Farbe wieder, die auf eine einzelne Punktposition aufge­ bracht werden sollen. Mit Bezug auf die obige Formel zum Bestimmen der Fixiermittelmenge entsprechen die vier n-Bit-Adressen 512 den Variablen K_Tropfen, C_Tropfen, M_Tropfen und Y_Tropfen. Bei einer Ausführungsform umfaßt die n-Bit-Adresse drei (3) Bit für jede Tabelle. Bei einer anderen Ausführungsform kann die n-Bit-Adresse mehr oder weniger als drei Bit für jede Tabelle umfassen, abhängig von den Anforderungen des jeweiligen Drucksystems.

Die Nachschlagetabellen 520 enthalten Werte, welche der Anzahl der Tropfen für eine be­ stimmte Farbe multipliziert mit dem Tropfengewicht für diese spezielle Farbe multipliziert mit dem Fixiermittelprozentsatz für diese spezielle Farbe entsprechen. Das Produkt entspricht der optimalen Menge des Fixiermittels für eine bestimmte Farbe bei einer bestimmten Punkt­ position. Für die schwarze Nachschlagetabelle stellt der Inhalt der Nachschlagetabelle z. B. den folgenden Ausdruck in der Formel für die Fixiermittelmenge dar:
K_Tropfen . (K_{Tropfen_Gewicht} . K_{Fixiermittel_Prozent})

Bei einer Ausführungsform sind die Nachschlagetabellen 520 programmierbare Einrichtun­ gen, wie Register oder Zufallszugriffsspeicher (RAM). Wenn also das Tropfengewicht der Tinte, die in dem Drucksystem verwendet wird, sich ändert, oder wenn der Prozentsatz des Fixiermittels sich ändert, können die Tabellen mit den richtigen Werten neu programmiert werden. Bei einer anderen Ausführungsform können die Nachschlagetabellen für die Fixier­ mittelmengen hart-codierte Einrichtungen sein, wie ein Nur-Lesespeicher (ROM). Dadurch können die Herstellungskosten des Schaltkreises, auf Kosten einer geringeren Flexibilität, reduziert werden.

Die Ausgänge der Nachschlagetabellen 520 sind mit einem Addiererschaltkreis 530 verbun­ den. Der Addiererschaltkreis 530 kann durch im Stand der Technik bekannte Techniken reali­ siert werden. Der Addiererschaltkreis 530 erzeugt die Summe der Ausgänge der Nachschla­ getabelle 520 für eine bestimmte Punktposition. Diese Summe entspricht der optimalen Men­ ge des Fixiermittels für eine bestimmte Punktposition.

Der Ausgang des Addiererschaltkreises 530 ist mit einem Schwellwerterfassungsschaltkreis 540 verbunden. Der Schwellwerterfassungsschaltkreis 540 quantisiert den Ausgang des Ad­ diererschaltkreises 530 auf ein oder mehrere vorgegebene Niveaus. Dies ist nötig, weil Drucksysteme üblicherweise keine präzisen Mengen Fixiermittel oder Tinte auf Punktpositio­ nen aufbringen können, sondern lediglich Tröpfchen mit festem Gewicht. Als eine Folge muß die tatsächliche Gesamtmenge des Fixiermittels auf oder abgerundet werden. Diese Run­ dungsfunktion wird von dem Schwellwerterfassungsschaltkreis 540 ausgeführt.

Es sei z. B. angenommen, daß ein Drucksystem Tropfen von acht Nanogramm (8 ng) verwen­ det. Wenn die optimale Menge des Fixiermittels, die für eine gewisse Punktposition erforder­ lich ist, (d. h. der Ausgang des Addiererschaltkreises 530) in Wirklichkeit 13,8 Nanogramm (ng) ist, muß die tatsächlich aufgebrachte Menge Fixiermittel auf oder abgerundet werden. Wenn der Schwellwerterfassungsschaltkreis 540 eine Größe abrundet, ist die Menge des auf­ gebrachten Fixiermittels acht Nanogramm (1 Tropfen). Wenn der Schwellwerterfassungsschaltkreis 540 alternativ die Menge aufrundet, beträgt die aufgebrachte Fixiermittelmenge 16 Nanogramm (2 Tropfen).

Wie im Folgenden erläutert ist, entspricht die mittlere Menge, welche von dem Schwellwert­ schaltkreis 540 bestimmt wird, der optimalen Menge des Fixiermittels für einen Bereich auf dem Medium. Die Differenz zwischen der Fixiermittelmenge, die von dem Schwellwert­ schaltkreis 540 für eine Punktposition ermittelt wird, und der optimalen Fixiermittelmenge, die von dem Addierer 530 ermittelt wird, wird als Fehlermenge definiert. In dem obigen Bei­ spiel betragen die Fehlermengen 5,8 Nanogramm (13,8 - 8) bzw. -2,2 Nanogramm (13,8 - 16). Die Fehlermenge wird von dem im Folgenden erläuterten Fehlerkorrekturschaltkreis 570 erzeugt.

Wie oben erwähnt, kann der Schwellwerterfassungsschaltkreis 540 ein oder mehrere vorgege­ bene Niveaus vorsehen, und die Niveaus selbst können beliebig voneinander entfernt sein. Der Schwellwerterfassungschaltkreis 540 kann z. B. sechs Niveaus haben, wie in Fig. 4 ge­ zeigt. Die Niveaus können ferner gleichen Abstand zueinander haben. Der Schwellwert 1 kann Mengen von 0 bis < 4 Nanogramm entsprechen. Der Schwellwert 2 kann Mengen von 4 bis < 12 Nanogramm entsprechen. Der Schwellwert 3 kann Mengen von 12 bis < 20 Nano­ gramm entsprechen. Der Schwellwert 4 kann Mengen von 20 bis < 28 Nanogramm entspre­ chen. Der Schwellwert 5 kann Mengen von 28 bis < 36 Nanogramm entsprechen. Und der Schwellwert 6 kann Mengen entsprechen, die größer oder gleich 36 Nanogramm sind. Alter­ nativ können die Schwellwerte andere, willkürliche Abstände haben. In allen Fällen quanti­ siert der Schwellwerterfassungsschaltkreis 540 jedoch das Ausgangssignal des Addierer­ schaltkreises 530.

Der Ausgang des Schwellwerterfassungsschaltkreises 540 ist mit einem Prioritätscodier­ schaltkreis 550 verbunden. Der Ausgang eines Tinte-vorhanden-Schaltkreises 580 (der unten erläutert ist) ist ebenfalls mit dem Prioritätscodierschaltkreis 550 verbunden. Der Prioritätsco­ dierschaltkreis 550 erzeugt ein codiertes Ausgangssignal, das abhängig von den Ausgangs­ signalen des Schwellwerterfassungsschaltkreises 540 und dem Tinte vorhanden-Schaltkreis 580 erzeugt wird. Das codierte Ausgangssignal des Prioritätsschaltkreises 550 umfaßt n-Bits und stellt die gesamte Fixiermittelmenge dar, welche auf eine bestimmte Punktposition auf­ gebracht werden soll.

Der Prioritätscodierer kann einen 3-Bit-Code oder einen 2-Bit-Code, abhängig von einem Steuersignal, wie folgt ausgeben:

3-Bit-Codierungen (nach Priorität)

Der Code 000 gibt an, daß bei der Punktposition keine Tinte ist. Der Code 001 gibt an, daß bei der Punktposition Tinte ist, jedoch kein Fixiermittel benötigt wird. Dies ist üblicherweise der Fall, wenn sehr wenige Tintentropfen bei der Punktposition abgesetzt werden. Die Codes 010, 011, 100, 101, 110 und 111 geben an, daß bei der Punktposition Tinte vorhanden ist und daß für die Punktposition Fixiermittel benötigt wird. Die sechs verschiedenen Codes entspre­ chen sechs verschiedenen Fixiermittelmengen, die auf die Punktposition aufgebracht werden, und diese sechs Niveaus können jeweils als eine vorgegebene Anzahl von Fixiermitteltropfen definiert werden.

2-Bit-Prioritätscodierungen

Der Code 00 gibt an, daß bei der Punktposition keine Tinte vorhanden ist. Der Code 01 gibt an, daß bei der Punktposition Tinte vorhanden ist, jedoch kein Fixiermittel benötigt wird. Dies ist üblicherweise der Fall, wenn nur sehr wenige Tintentropfen bei der Punktposition abge­ setzt werden. Der Code 10 gibt an, daß Tinte bei der Punktposition vorhanden ist und ein "niedriges Niveau" Fixiermittel benötigt wird. Der Code 11 gibt an, daß bei der Punktposition Tinte vorhanden ist und ein "hohes Niveau" Fixiermittel benötigt wird. Das hohe Niveau und das niedrige Niveau können als eine willkürliche, vorgegebene Anzahl von Fixiermitteltrop­ fen definiert werden.

Die oben erörterten codierten Ausgangssignale sind nur zwei Beispiele für Codes, die in dem Prioritätscodierschaltkreis 550 verwendet werden können. Man sollte verstehen, daß ver­ schiedene Codierverfahren eingesetzt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Der n-Bitcodierte Ausgang des Prioritätscodierschaltkreises 550 ist mit dem Lückenerfas­ sungsschaltkreis 560 verbunden. Der Zweck des Lückenerfassungsschaltkreises 560 besteht darin, in den Fällen, in denen Tinte, jedoch kein Fixiermittel benötigt wird, das Aufbringen einer vorgegebenen Fixiermittelmenge zu erzwingen. Dies ist üblicherweise der Fall, wenn die Anzahl der Tintentropfen, die auf eine Position aufgebracht werden sollen, sehr niedrig ist. Es kann jedoch wünschenswert sein, Fixiermittel aufzubringen, wenn der Codierschalt­ kreis 550 einen Code erzeugt, der Tinte, jedoch kein Fixiermittel verlangt. Hierzu erfaßt der Lückenerfassungsschaltkreis 560 die Ausgabe eines Codes, der Tinte, jedoch kein Fixiermittel angibt, durch den Codierschaltkreis 550. Der Lückenerfassungsschaltkreis 560 zählt dann die Anzahl aufeinanderfolgender Codes, welche Tinte, jedoch kein Fixiermittel verlangen, die von dem Codierschaltkreis 550 ausgegeben werden. Wenn der Zähler gleich einer vorgegebe­ nen Lückenanzahl ist, gibt der Lückenerfassungsschaltkreis einen Code aus, der sicherstellt, daß auf diese Punktposition Fixiermittel aufgebracht wird.

Die Lücke kann mittels einer Steuerleitung 562 auf jeden beliebigen Wert (z. B. 0, 1 oder 2) eingestellt werden. Wenn sie auf 0 eingestellt wird, wird der Lückenerfassungsschaltkreis jedes mal dann, wenn der Codierschaltkreis Tinte, jedoch kein Fixiermittel angibt, einen Code ausgeben, der sicherstellt, daß Fixiermittel (z. B. ein Tropfen) auf die Punktposition aufge­ bracht wird, und der Zähler zurückgesetzt wird. Wenn der Zähler auf 2 eingestellt ist und der Tintenerfassungsschaltkreis 560 drei aufeinanderfolgenden Codes, die Tinte jedoch kein Fi­ xiermittel angeben, von dem Codierschaltkreis 550 empfängt, gibt der Lückenerfassungs­ schaltkreis einen Code aus, der sicherstellt, daß Fixiermittel auf diese dritte Punktposition aufgebracht wird, und der Zähler zurückgesetzt wird. Der Lückenerfassungsschaltkreis wird auch jedes mal dann zurückgesetzt, wenn er einen Code, der Tinte und Fixiermittel angibt, und einen Code, der keine Tinte und kein Fixiermittel angibt, empfängt.

Das Ausgangssignal des Lückenerfassungsschaltkreises 560 ist eine codierte n-Bit- Darstellung der Anzahl der Fixiermitteltropfen, die schließlich auf eine Punktposition aufge­ bracht werden.

Zusätzlich wird das Ausgangssignal des Lückenerfassungsschaltkreises 560 als Eingangs­ signal für den Fehlerkorrekturschaltkreis 570 verwendet. Der Fehlerkorrekturschaltkreis 570 erfaßt eine Fehlerkorrektur-Nachschlagetabelle 572, einen Substrahierer-Schaltkreis 574 und ein Verzögerungselement 576. Der Zweck des Fehlerkorrekturschaltkreises 570 besteht darin, eine Rückführschleife vorzusehen, welche den Rundungsfehler ausgleicht, der durch den Schwellwerterfassungsschaltkreis 540 verursacht wird.

Die Fehlerkorrektur-Nachschlagetabelle 572 wandelt die codierte n-Bit-Darstellung der An­ zahl der Fixiermitteltropfen, die tatsächlich auf eine Punktposition aufgebracht werden, in einen Code um, der die tatsächliche Menge des aufgebrachten Fixiermittels darstellt. Der Ausgang der Tabelle 572, der die tatsächliche Menge des aufgebrachten Fixiermittels dar­ stellt, wird dann zusammen mit dem Ausgangssignal des Addierers 530 an den Subtrahierer­ schaltkreis 574 gegeben.

Der Ausgang des Subtrahierer-Schaltkreises 574 ist die Differenz zwischen der tatsächlich aufgebrachten Fixiermittelmenge und der optimalen Fixiermittelmenge für die Punktposition. Diese Differenz wird als die Fehlermenge definiert. Bei einer Ausführungsform weist der Subtrahiererschaltkreis 574 einen minimalen Schwellwert und einen maximalen Schwellwert auf, wobei jede Fehlermenge unter dem minimalen Schwellwert und über dem maximalen Schwellwert abgeschnitten wird.

Der Subtrahierer-Schaltkreis 574 ist mit dem Verzögerungsregister 576 verbunden. Das Ver­ zögerungsregister verzögert den Ausgang des Subtrahierer-Schaltkreises 574 um einen Punkt­ positionszyklus. Der verzögerte Ausgang des Subtrahierer-Schaltkreises 574 wird an den Ad­ dierer 530 angelegt, so daß der Ausgang des Addierers 530 die Ausgänge der Nachschlageta­ bellen 520 für die aktuelle Punktposition plus einen von der vorhergehenden Position mitge­ führten Fehler widerspiegelt.

Bei einer Ausführungsform ist das Verzögerungsregister 576 auch mit einem Feedback- Disable-Signal 578 gekoppelt. Das Feedback-Disable-Signal 578 enabled (aktiviert) oder dis­ abled (sperrt) den Fehlerkorrekturschaltkreis 570. Bei anderen Ausführungsformen kann der Fehlerkorrekturschaltkreis 570 mittels anderer Techniken disabled (gesperrt) werden.

Der Tinte vorhanden-Schaltkreis 580 umfaßt vier Eingänge, die mit entsprechenden n-Bit- Eingängen der Nachschlagetabellen 520 verbunden sind. Abhängig von den n-Bit-Eingängen erfaßt der Tinte vorhanden-Schaltkreis 580, ob Tinte auf eine bestimmte Punktposition aufge­ bracht wird. Wenn die Ursprungsbilddaten anzeigen, daß auf eine bestimmte Punkposition keine Tinte aufgebracht wird, zeigt der Ausgang des Tinte vorhanden-Schaltkreises 580 dem Prioritätscodierschaltkreis 550 an, daß die vorliegende Punktposition keine Tinte enthält.

Der Fixiermittelausgangscode wird an eine herkömmliche Druckeinrichtung 592 angelegt, welche auch herkömmliche Tintendrucksignale empfängt. Die Druckeinrichtung 592 erzeugt Zeitsteuersignale zum Anregen von Tinte/Fixiermittel-Ausstoßelementen für die verschiede­ nen Druckköpfe in den Druckpatronen 116 bis 126 in Fig. 1.

Punktpositionen, welche keine Tinte aufweisen

Die obige Beschreibung erläutert Techniken zum Ermitteln der Fixiermittelmenge, welche auf eine Punktposition aufzubringen ist, wenn diese spezielle Punktposition wenigstens einen Tintentropfen aufweist. Der folgende Abschnitt beschreibt Techniken, welche die Fixiermit­ telmenge steuern, die auf Punktpositionen aufgebracht wird, welche keine Tinte enthalten.

Um den Problemen des Standes der Technik, wie Kantenschärfe und schlechte Ausrichtung der Tropfen, zu begegnen, ist es vorteilhaft, Fixiermittel auf Punktpositionen aufzubringen, die benachbart oder in großer Nähe zu Punktpositionen sind, welche wenigstens einen Tin­ tentropfen aufweisen. Fixiermittelpunkte benachbart zu Tintenpunktpositionen werden als Ausbreitungspunkte (bloom dot) definiert, und der Prozeß des Hinzufügens von Ausbrei­ tungspunkten um einen gefärbten Bereich wird als "Ausbreiten" (blooming) definiert.

Fig. 5a zeigt eine Fixiermittelebene mit 256 Punktpositionen vor dem Ausbreiten. Die Punktpositionen, welche die Zahlen 1, 2 und 3 enthalten, enthalten wenigstens einen Tinten­ tropfen. Die Punktpositionen, die leer sind, enthalten keine Tintentropfen. Die Zahlen 1, 2 und 3 entsprechen der Anzahl der Fixiermitteltropfen, die bei diesen Punktpositionen aufgebracht werden. Die Zahl 1 kann beispielsweise angeben, daß bei dieser Punktposition Tinte, jedoch kein Fixiermittel aufgebracht werden soll. Die Zahl 2 kann angeben, daß bei dieser Punktpo­ sition Tinte und wenig Fixiermittel aufgebracht werden soll. Die Zahl 3 kann angeben, daß bei dieser Punktposition Tinte und viel Fixiermittel aufgebracht werden soll.

Fig. 5b zeigt die Fixiermittelebene der Fig. 5a nach dem Ausbreiten. Die Punktpositionen mit den großen As und den großen Bs stellen Ausbreitungspunkte dar. Der Punkt A stellt ein erstes Ausbreitungsniveau dar. Der Punkt B stellt ein zweites Ausbreitungsniveau dar. In den A-Bereichen sind mehr Fixiermitteltropfen aufgebracht. Es können mehr oder weniger Aus­ breitungsniveaus verwendet werden.

Eine Ausbreitungstechnik ist im Folgenden mit Bezug auf Fig. 5c erläutert. In dem erste Schritt wird ermittelt, ob ein Zielpunkt 620 wenigstens einen Tintentropfen enthält. Wenn der Zielpunkt 620 wenigstens einen Tintentropfen enthält, ermittelt der Schaltkreis der Fig. 4 einen Fixiermittelauftrag. Wenn der Zielpunkt 620 keinen Tintentropfen enthält und wenig­ stens eine der acht Punktpositionen in der unmittelbaren Nachbarschaft des Zielpunktes (Be­ reich 622 der Ebene A) Tinte erfordert, wird der Zielpunkt 620 als ein Ausbreitungspunkt des A-Typs definiert. Dieser Prozeß wird auf jede Punktposition in der Fixiermittelebene ange­ wendet. Wenn Fig. 5c z. B. die gesamte Fixiermittelebene darstellt, würde dieser Prozeß auf alle 256 Punktpositionen angewendet. Nach Beendigung des Prozesses ist die erste Ebene oder das erste Niveau der Ausbreitung definiert.

Gemäß der obigen Technik können weitere Ausbreitungsniveaus definiert werden. Wenn der Zielpunkt 620 und die Punkte 622 z. B. keine Tintentropfen enthalten und wenigstens eine der sechzehn (16) Punktpositionen (Bereich 624 des Niveaus B), welche den A-Bereich 622 um­ geben, Tinte benötigen, wird der Zielpunkt 620 als ein Ausbreitungspunkt des B-Typs defi­ niert. Diese Technik kann auf weitere Niveaus ausgedehnt werden, wie ein C-Typ (z. B. drei Punkte entfernt), einen D-Typ, etc.

Bei einer Ausführungsform wird das codierte Ausgangssignal des Lückenerfassungsschalt­ kreises 560 der Fig. 4 an den Ausbreitungscodierer 590 in Fig. 4 angelegt, welcher einen einfache Logik und Register enthält, um das Ausbreitungsverfahren durchzuführen und die Fixiermittelniveaus zu bestimmen, welche auf eine bestimmte Punktposition aufgebracht werden. Der Fachmann auf diesem Gebiet wird leicht die geeigneten Logikgatter wählen kön­ nen, um die einfache, in bezug auf Fig. 5c erörterte Logik zu realisieren.

Wie oben, in Verbindung mit der 2-Bit-Prioritätscodierung erörtert, gibt der Code 00 an, daß bei einer bestimmten Punktposition keine Tinte vorhanden ist. Die Codes 01, 10 und 11 geben an, daß Tinte bei einer bestimmten Punktposition vorhanden ist. Mit dem oben beschriebenen Prozeß wird es also keine Ausbreitung geben, wenn der Zielpunkt 620 einen Code 01, 10 oder 11 aufweist (d. h. wenigstens einen Tintentropfen). Wenn der Zielpunkt 620 einen Code 00 (d. h. keine Tinte) aufweist, und wenigstens eine der acht umgebenden Punktpositionen einen Code 01, 10 oder 11 aufweist (d. h. wenigstens einen Tintentropfen), ist der Zielpunkt 620 als ein Ausbreitungspunkt des A-Typs definiert.

In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Anzahl der Ausbreitungspunkte, welche durch den oben beschriebenen Prozeß definiert werden, zu verringern, um im Mittel die gewünschte Ausbreitungsmenge zu erreichen. Es sei z. B. angenommen, daß das Drucksystem Fixiermit­ teltropfen von vier Nanogramm (4 ng) verwendet. Da die Tropfen relativ klein sind, kann es vorteilhaft sein, ohne die Ausbreitung nicht zu verringern. Im Gegensatz dazu sein nun ange­ nommen, daß das Drucksystem Tropfen von acht Nanogramm (8 ng) verwendet. Da die Trop­ fen zweimal so groß wie im vorherigen Beispiel sind, kann es vorteilhaft sein, eine Verringe­ rung oder Verarmung von 50% einzusetzen, indem nur ein Fixiermitteltropfen für alle zwei A- oder B-Ausbreitungs-Punktpositionen aufgebracht wird. Die größeren Tropfen breiten sich über weitere Strecken auf dem Medium aus und erzeugen daher die gleiche Bedeckung mit Fixiermittel wie in dem System, das einen oder mehrere Tropfen von vier Nanogramm bei jeder Ausbreitungsposition aufbringt.

Fig. 5d zeigt eine 4 × 4-Ausbreitungsmaske 628 mit 50% Verringerung oder Verarmung, die sechzehn (16) Verarmungsbits 629 aufweist, und die entsprechende ausgebreitete Fixiermit­ telebene 630. Die Hälfte der Verringerungsbits sind auf "1" eingestellt, so daß die entspre­ chenden Ausbreitungspunkte verringert oder ausgelöscht werden. Die andere Hälfte der Ver­ ringerungsbits werden auf "0" eingestellt, was nicht dazu führt, daß die entsprechenden Aus­ breitungspunkte verringert werden. Die 4 × 4-Maske wird auf die Fixiermittelebene abgebildet, so daß das Muster der 4 × 4-Maske auf Ausbreitungspunktpositionen in der Fixiermittelebene angewendet wird. Die entsprechende ausgebreitete Fixiermittelebene 630 nach der Verringe­ rung oder Verarmung ist in der unteren Hälfte der Fig. 5d gezeigt. Jede Ausbreitungsmaske mit jeder anderen Anordnung von Nullen und Einsen kann hierfür eingesetzt werden.

Die Ausbreitungsmaske kann in den Ausbreitungscodierer 590 der Fig. 4 eingebracht wer­ den. Der Ausbreitungscodierer 590 kann programmierbar sein, um die Ausbreitungsmaske und die Ausbreitungsniveaus abhängig von der Art der Tinte, Fixiermittel oder des verwen­ deten Mediums oder abhängig von anderen Faktoren, wie Feuchtigkeit, zu verändern. Ferner können verschiedene Arten von Ausbreitungspunkten (z. B. A-Typ und B-Typ) unabhängige Ausführungsmasken verwenden oder verschiedene Anzahlen von Ausbreitungstropfen erzeu­ gen.

Die hier beschriebenen Ausführungsformen können in Software, Hardware oder einer Kom­ bination aus beidem realisiert werden.

Während bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und gezeigt wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß Änderungen und Modifikationen vorgenommen wer­ den können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Die folgenden Ansprüche enthal­ ten in ihrem Umfang all diese Änderungen und Modifikationen, welche in den tatsächlichen Bereich der Erfindung fallen.

Claims (10)

1. System zur Verwendung durch einen Tintenstrahldrucker, welches Tintendruckdaten empfängt, mit folgenden Merkmalen: ein Fixiermittelmenge-Erzeugungsschaltkreis (500), der diese Daten empfängt und ei­ ne variable Fixiermittelmenge berechnet, die auf eine Position auf einem Medium ab­ hängig von einer auf das Medium aufgebrachten Tintenmenge aufgebracht werden soll.

2. System nach Anspruch 1, wobei der Fixiermittelmengen-Erzeugungsschaltkreis (500) folgende Merkmale umfaßt:
eine oder mehrere Fixiermittelmengen-Nachschlagetabellen (520);
ein Addiererschaltkreis (530), dessen Eingänge mit der einen oder den mehreren Nachschlagetabellen verbunden sind; und
ein Schwellwerterfassungsschaltkreis (540), dessen Eingänge mit einem Ausgang des Addiererschaltkreises verbunden sind.

3. System nach Anspruch 2, wobei ein Ausgangssignal des Addiererschaltkreises (530) im wesentlichen einer optimalen Fixiermittelmenge entspricht, welche auf die Position auf dem Medium aufgebracht werden soll.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, mit einem Codierer (550), der mit dem Schwellwert­ erfassungsschaltkreis (540) verbunden ist, um einen binären Wert auszugeben, wel­ cher das auf die Position aufzubringende Fixiermittel identifiziert, wobei das Aus­ gangssignal des Codierers (550) die Fixiermittelmenge darstellt, welche bei einer be­ stimmten Position auf das Medium aufgebracht werden soll.

5. System nach Anspruch 4, mit einem Lückenerfassungsschaltkreis (560), der mit dem Codierer verbunden ist, wobei der Lückenerfassungsschaltkreis das Aufbringen von Fixiermittel nach einer bestimmten Anzahl von Positionen ohne Fixiermittel erzwingt.

6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Fehlerkorrekturschalt­ kreis (570), umfassend:
einen Subtrahiererschaltkreis (574) zum Subtrahieren eines Wertes, der einer aufge­ brachten Fixiermittelmenge entspricht, von einer im wesentlichen optimalen Fixier­ mittelmenge, um einen Fehlerwert zu erhalten; und
ein Verzögerungselement (576), das mit dem Subtrahiererschaltkreis verbunden ist, um den Fehlerwert für eine berechnete Fixiermittelmenge für eine nächste Position auf dem Medium vorzusehen.

7. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Ausbreitungs- Erzeugungsschaltkreis (590) zum Erzeugen einer Ausbreitung, wobei Ausbreitung de­ finiert ist, als Fixiermittel, welches auf Positionen auf dem Medium aufgebracht wird, auf welche keine Tinte aufgebracht werden soll.

8. System nach Anspruch 7, wobei die Ausbreitung in Positionen vorgesehen wird, die einen vorgegebenen Abstand zu Positionen auf dem Medium haben, bei dem Tinte aufgebracht wird, wobei der Ausbreitungs-Erzeugungsschaltkreis (590) einen Aus­ breitungs-Verarmungsmaske (628) zum Verringern der Ausbreitung bei vorgegebenen Positionen auf dem Medium umfaßt.

9. Verfahren zum Steuern des Aufbringens von Fixiermittel in einem Tintenstrahldruc­ ker, mit folgenden Verfahrensschritten:
Empfangen von Bilddaten;
Ermitteln einer im wesentlichen optimalen Menge von Fixiermittel abhängig von den Bilddaten; und
Aufbringen einer quantisierten Fixiermittelmenge auf eine Medium.

10. Verfahren nach Anspruch 9, mit folgenden Verfahrensschritten:
Erfassen einer bestimmten Anzahl aufeinanderfolgender Punktpositionen, auf die kein Fixiermittel aufgebracht wird; und
Aufbringen einer vorgegebenen Fixiermittelmenge, wenn eine bestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Punktpositionen, bei denen kein Fixiermittel aufgebracht wird, erfaßt wurde.