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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bilderzeugungsvorrichtung,
die mittels eines Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens ein Bild erzeugt.
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Hintergrund
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Üblicherweise
arbeitet eine derartige Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren,
bei dem Impulssignale an mehrere in einer mit Drucktinte gefüllten Düse angeordnete Heizelemente
angelegt werden, um diese zu erwärmen,
bis die Tinte kocht, um zu bewirken, dass der Blasendruck die Tinte
ausstößt. In einer
Bilderzeugungsvorrichtung nach diesem Verfahren sind mehrere solcher
Düsen so
angeordnet, dass sie einen Kopf bilden, und mehrere solcher Köpfe (die
jeweils z.B. eine farbige Drucktinte wie Cyan-, Magenta-, gelbe
oder schwarze Tinte ausstoßen)
sind zusammengefasst, um ein Farbbild zu erzeugen.
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Bei
einer solchen Bilderzeugungsvorrichtung ist die Steuerschaltung,
die jeden Kopf ansteuert, wie in 18 gezeigt
konfiguriert. Diese Abbildung zeigt die Konfiguration nur eines
Kopfes. Dabei bezeichnen die Bezugszeichen 1801 und 1802 Schieberegister,
die Bezugszeichen 1803 und 1804 Latch- oder Halteschaltungen,
das Bezugszeichen 1805 eine Decoderschaltung, das Bezugszeichen 1806 ein UND-Glied, das Bezugszeichen 1807 Transistoren und
das Bezugszeichen 1808 Heizelemente. Die Bilddaten VDO1
und VDO2, ausgesendet von einer externen Einheit in Form von seriellen
Binärdaten
in Synchronisation mit einem Übernahmetakt
CLK, werden mit Hilfe der Schieberegister 1801 und 1802 nacheinander
von seriellen Daten in parallele Daten umgewandelt. Acht Einheiten
der Bilddaten VDO1 und VDO2 werden übertragen und dann mit dem LAT-Signal
in die Latch- oder Halteschaltungen 1803 und 1804 geschrieben.
Ein aus mehreren Düsen
bestehender Kopf ist in n Blöcke
unterteilt (in diesem Beispiel ist ein Kopf mit 256 Düsen in 16
Blöcke
unterteilt). Ein Freigabesignal BE0 bis BE15 und ein Heizelement-Steuersignal
HE werden an einen Block angelegt, um die Transistoren der Düsen, in
denen Bilddaten gespeichert sind, in den aktiven Zustand zu schalten.
Diese Signale erwärmen
die Heizelemente der Düsen,
um Drucktinte auszustoßen.
In der Bilderzeugungsvorrichtung wird das Blockfreigabesignal BE
mit dem Decoder 1805 aus 4-Bit-Codedaten in 16-Bit-Daten umgewandelt.
Wenn das Blockfreigabesignal BE, die jeweils aus acht Dateneinheiten
bestehenden Bilddaten VDO1 und VDO2 und das Heizelement-Steuersignal
HE alle eingeschaltet sind, wird die Tinte ausgestoßen.
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Mit
dieser Steuerung wird eine Spalte Daten wie in 19 gezeigt gedruckt. Durch Wiederholen dieses
Vorgangs für
die Anzahl der Spalten in der Haupt-Scanrichtung wird ein Band von
Daten ausgedruckt. Das Blatt Papier wird um ein Band weitertransportiert,
um das zweite Datenband zu drucken. Dieser Vorgang wird sehr oft
wiederholt, um ein ganzes Bild zu erzeugen, das aus sehr vielen
Bändern besteht.
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Um
die Daten an präzisen
Positionen zu drucken, auch wenn sich die Geschwindigkeit des Wagens ändert, wird
im Allgemeinen wie in 20 gezeigt
parallel zur Bewegungsrichtung des Wagens eine lineare Skala 109 mit
Schlitzen jeweils für
einen oder mehrere Punkte angeordnet Ein nahe einem Kopf 101 angebrachter
Sensor 2003 liest diese Skala und gibt ein Signal aus,
um den Tintenausstoß so
zu synchronisieren, dass die Tinte an den richtigen Positionen ausgestoßen wird.
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Eine
Ungleichmäßigkeit
in der Form oder der Richtung der Ausstoßöffnungen verursacht jedoch eine
Ungleichmäßigkeit
bei den horizontalen und vertikalen Tintenausstoßpositionen auf dem Papier. Gleichzeitig
führen
die Größe der Heizelemente
und Verunreinigungen in der Nähe
der Düsen
da zu, dass von jeder Düse
eine unterschiedliche Menge Tinte ausgestoßen wird. Wird ein Bild mit
derselben Dichte mit einem Druckkopf gedruckt, der aus diesen Aufzeichnungselementen
besteht, ist das ausgedruckte Bild nicht gleichmäßig, sondern weist eine ungleichmäßige Dichte
auf. Wie in dem Beispiel in 21 gezeigt,
führt zum
Beispiel der Versuch, ein Muster mit 50% der Bilddichte zu drucken,
zu einem Druck mit je nach den Positionen der Düsen auf dem Druckkopf ungleichmäßiger Dichte.
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Zur
Korrektur dieser ungleichmäßigen Druckdichte
wird eine als "Head-Shading" (etwa Druckkopfabstufung)
bezeichnete Technologie vorgeschlagen. Diese Technologie sieht vor,
dass eine Kontrolle auf Dichteunterschiede in den von allen Aufzeichnungselementen
des Schreibkopfes bei gleicher Dichte aufgezeichneten Bilddaten
erfolgt und dass auf der Grundlage der Dichteunterschiede die Dichte
der von jeder Düse
ausgegebenen Bilddaten angepasst wird.
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An
Position A in der Kopf-Breitenrichtung, gezeigt in 21, wo die Dichte höher als die beabsichtigte Dichte
der Bilddaten ist, wird das Dichteniveau des mit der betreffenden
Düse auszugebenden Bildes
im Voraus verringert. Umgekehrt wird an Position B in der Abbildung,
wo die tatsächliche
Aufzeichnungsdichte geringer als die mit dem Bildsignal beabsichtigte
Dichte ist, das Dichteniveau des mit der betreffenden Düse auszugebenden
Bildes im Voraus erhöht.
Diese Einstellung bewirkt eine deutliche Verringerung der durch
den Schreibkopf verursachten Ungleichmäßigkeit der Druckdichte.
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Es
gibt zwei Möglichkeiten
zur Kontrolle und Korrektur der Druckdichte, das automatische Head-Shading
und das manuelle Head-Shading. Beim automatischen Head-Shading wird
ein aufgezeichnetes Bildmuster mit einem Scanner oder einer anderen
Vorrichtung in der Aufzeichnungseinheit erfasst, um die Dichteunterschiede
automatisch zu erfassen und zu korrigieren. Beim manuellen Head-Shading
führt der
Anwender eine Sichtprüfung eines
aufgezeichneten Bildmusters durch, um die Dichteunterschiede festzustellen
und Korrekturwerte festzulegen.
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Wenn
das automatische Head-Shading an der vorstehend beschriebenen Bilderzeugungsvorrichtung
erfolgt, wird entweder ein von der Vorrichtung getrennter Scanner
oder ein in die Vorrichtung eingebauter Sensor verwendet, um das
Druckergebnis eines vorbestimmten, mit der Vorrichtung gedruckten
Musters zu erfassen, um es auf ungleichmäßige Dichte zu kontrollieren.
Dazu muss bei dem Verfahren unter Verwendung eines Scanners das Blatt
Papier, auf welches das vorbestimmte Muster gedruckt worden ist,
aus dem Ausgabefach der Vorrichtung genommen und auf die Glasplatte
des Scanners gelegt werden. Das auf der Glasplatte liegende bedruckte
Blatt Papier wird durch den Deckel plan angedrückt, und das gedruckte Muster
wird mit einem hochauflösenden
CCD-Zeilensensor gelesen. Dieses Verfahren erfordert jedoch ein
Eingreifen des Anwenders ab dem Zeitpunkt, an dem das vorbestimmte
Muster gedruckt ist, bis zu dem Zeitpunkt, an dem das bedruckte
Blatt Papier auf die Glasplatte des Scanners gelegt wird, was das
Verfahren kompliziert macht. Bei der Realisierung dieses Verfahrens mit
einem Drucker ohne eingebauten Scanner treten zahlreiche Probleme
auf: So muss der Anwender zum Beispiel zusätzlich einen Scanner kaufen
und ein Software-Produkt installieren, das die Bilddaten von dem
Scanner erfasst, um eine ungleichmäßige Dichte in den Bilddaten
zu analysieren. Daher ist zur Implementierung der Vorrichtung nur
mit einem Drucker und zur Realisierung der automatischen Head-Shading-Funktion
vorzugsweise ein Sensor in den Drucker eingebaut, mit dem das Druckmuster
erfasst werden kann. Ein solcher Drucker ist in
US-A-5596353 beschrieben.
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Einer
der Sensoren, die in einem Drucker benutzt werden können, ist
ein CCD-Element. Ein solches CCD-Element weist jedoch die nachstehenden Probleme
auf.
- – Das
CCD-Element und die Licht emittierende Halogenlampe sind teuer.
- – Die
CCD-Treiberschaltung und die Signalverarbeitungsschaltung für die Ausgangssignale
sind kompliziert.
- – Der
Einsatz einer Halogenlampe erfordert zusätzliche Wärme isolierende Teile.
- – Die
vorstehend beschriebenen Probleme machen die Vorrichtung größer.
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Die
CCD-Einheit, wenn sie in der Vorrichtung nur zur Implementierung
der automatischen Head-Shading-Funktion benutzt wird, bringt daher viele
Probleme mit sich, zum Beispiel eine Vergrößerung der Vorrichtung, höhere Kosten,
kompliziertes Design usw. Um diese Probleme zu vermeiden, ist im Allgemeinen
ein preiswerter Reflexionssensor in der Nähe des Wagens vorgesehen, um
mit diesem Reflexionssensor ein Druckkopf-Abstufungsmuster zu erfassen.
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Bei
Verwendung eines Reflexionssensors zum Erfassen eines Musters auf
der bedruckten Oberfläche
wird ein Blatt Papier jedoch gegenüber der Druckplatte angehoben,
wenn das Papier zu steif ist. Ist das Papier jedoch zu weich, verliert
es im Gegensatz dazu an Ebenheit, weil sich nach dem Bedrucken manchmal
Wellen darin bilden können.
In diesem Zustand bewirkt das Lesen des Musters mit dem Reflexionssensor
je nach den Stellen auf der Papieroberfläche Änderungen im erfassten Signalpegel
gegenüber
dem Bezugspegel (GND), auch wenn das Dichteniveau konstant ist.
Selbst wenn die Korrekturdaten für
das automatische Head-Shading anhand dieses Ausgangssignals berechnet
werden, ist es daher schwierig, die ungleichmäßige Dichte korrekt zu bestimmen.
Die vorliegende Erfindung versucht, die mit dem bisherigen Stand
der Technik gemäß der vorstehenden
Beschreibung verbundenen Probleme zu lösen. Ein Ziel der vorliegenden
Erfindung ist die Bereitstellung einer Bilderzeugungsvorrichtung,
die das Dichteniveau des Druckmusters korrekt bestimmen kann, auch
wenn sich das Druckpapier von der Platte abhebt oder sich Wellen
darin bilden.
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Beschreibung
der Erfindung
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Um
die vorstehend genannten Ziele zu erreichen, handelt es sich bei
einer Bilderzeugungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
um eine Bilderzeugungsvorrichtung, die ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren
verwendet und unter Verwendung mehrerer Köpfe, die jeweils mehrere Tintenausstoßdüsen aufweisen,
ein Farbbild erzeugt, mit einer Einrichtung zum Drucken eines Druckmusters
mit einer vorbestimmten Dichte unter Verwendung der mehreren Tintenausstoßdüsen, jeweils
mit einem Kopf zur gleichen Zeit, auf ein Druckpapier, einem optischen
Reflexionssensor, der das Druckmuster in jeder Farbe liest, während er
das Druckmuster in einer Düsensäulenrichtung
scannt, und einer Dichteberechnungseinrichtung zum Berechnen einer
Dichte des Druckmusters in jeder Farbe auf der Grundlage eines Ausgangssignals
eines optischen Reflexionssensors, wobei der optische Reflexionssensor
ein Lichtemissionselement aufweist, das Licht mit allen Rot/Blau/Grün-Bereichen
auf einer optischen Wellenlänge
emittiert, und ferner mehrere Lichterfassungselemente aufweist,
die jeweils Licht in einem der Rot/Blau/Grün-Bereiche auf der optischen
Wellenlänge
erfassen, wobei auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Lichterfassungselements
für ein
komplementäres
Farblicht jedes Farbmusters und eines Ausgangssignals eines Lichterfassungselements
für ein
nicht komplementäres
Farblicht des Farbmusters die Dichteberechnungseinrichtung eine Differenz
zwischen den beiden Ausgangssignalen berechnet, um ein Dichteniveau
auf einer Düsenpositionsbasis
für das
mit jedem Kopf gedruckte Druckmuster zu erfassen.
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Auf
diese Weise wird die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen
berechnet, um das Dichteniveau auf der Grundlage des Ausgangssignals
des Lichterfassungselements für
das komplementäre
Farblicht jedes Farbmusters und des Ausgangssignals eines Lichterfassungselements
für ein nicht
komplementäres
Farblicht des Farbmusters zu erfassen. Dadurch werden, selbst wenn
das Papier sich abhebt oder wel lig wird, wenn das Druckmuster auf
ein Druckpapier gedruckt wird, die damit verbundenen Auswirkungen
auf das Ausgangssignal der Lichterfassungselemente aufgehoben. Daher
ist mit diesem Verfahren eine korrekte Berechnung des Musterdichteniveaus
möglich.
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Das
Druckmuster ist zum Beispiel ein Bandmuster, das durch alle Tintenausstoßdüsen jedes Kopfes
aufgezeichnet wurde und eine wenigstens einer Kopfbreite entsprechende
Breite aufweist, wobei die mehreren Lichterfassungselemente in einer Haupt-Scanrichtung
angeordnet sind, wobei der optische Reflexionssensor einen rechteckigen
Lichttransmissionsschlitz mit längeren
Seiten entlang der Haupt-Scanrichtung aufweist, so dass ein Bild
des Druckmusters in einer vorbestimmten Position auf Erfassungsflächen der
mehreren Lichterfassungselemente erzeugt wird, und wobei der optische
Reflexionssensor relativ in einer Sub-Scanrichtung bezogen auf das
Muster scannt bzw. bewegt wird.
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Die
Dichteberechnungseinrichtung berechnet das Dichteniveau vorzugsweise
auf einer Düsenbasis
für jeden
Kopf. Anhand des Ergebnisses kann die Druckdichte für jeden
Kopf auf einer Düsenbasis entsprechend
dem auf einer Düsenpositionsbasis
für jeden
Kopf berechneten Dichteniveau angepasst werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist ein Diagramm, das
eine Bilderzeugungsvorrichtung in einer Ausführungsform nach der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2 ist ein Diagramm, das
den Steuerblock der in 1 gezeigten
Ausführungsform
zeigt.
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3 ist ein Diagramm, das
den Block der Kopfsteuerung nach der in 1 gezeigten Ausführungsform zeigt.
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4 ist ein Diagramm, das
den Block eines AHS-Prozessors
(automatisches Head-Shading) nach der in 1 gezeigten Ausführungsform zeigt.
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5 ist ein Diagramm, das
die Datenkonfiguration in einer ROM-Tabelle in dem AHS-Prozessor
nach der in 1 gezeigten
Ausführungsform zeigt.
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6 ist ein Diagramm, das
die Datenkonfiguration in einem RAM, der die Tabellenauswahlsignale
generiert, in dem AHS-Prozessor nach der in 1 gezeigten Ausführungsform zeigt.
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7 ist ein Diagramm, das
einen Ablauf für die
Ausführung
des Lesevorgangs des AHS-Musters nach der in 1 gezeigten Ausführungsform zeigt.
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8 ist ein Diagramm, das
einen Ablauf für die
Ausführung
des Druckvorgangs nach der in 1 gezeigten
Ausführungsform
zeigt.
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9 ist ein Diagramm, das
die Konfiguration des AHS-Musters
nach der in 1 gezeigten Ausführungsform
zeigt.
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10(a) und 10(b) sind Diagramme, die den inneren
Aufbau eines Sensors nach der in 1 gezeigten
Ausführungsform
zeigen.
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11 ist ein Diagramm, das
im Detail eine Mustererkennungsschaltung nach der in 1 gezeigten Ausführungsform
zeigt.
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12(a) und 12(b) sind Diagramme, die das Verhalten
eines Blatts Druckpapier bei Auftreten eines Problems wie z.B. des
Abhebens des Papiers bei der in 1 gezeigten
Ausführungsform
zeigen.
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13 ist ein Diagramm, das
den Sensorsignalausgang bei Auftreten eines Problems wie z.B. des
Abhebens des Papiers bei der in 1 gezeigten
Ausführungsform
zeigt.
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14(a) und 14(b) sind Diagramme, die die Signalverarbeitung
in dem Musterdetektor nach der in 1 gezeigten
Ausführungsform
zeigen.
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15(a) und 15(b) sind Diagramme, die zeigen, wie
das Licht von einem Farbmuster reflektiert wird.
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16 ist ein Diagramm, das
im Detail den Musterdetektor nach der in 1 gezeigten Ausführungsform zeigt.
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17(a), 17(b) und 17(c) sind
Diagramme, die die Signalverarbeitung in dem Musterdetektor nach
der in 1 gezeigten Ausführungsform
zeigen.
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18 ist ein Diagramm, das
den inneren Schaltungsaufbau eines Druckkopfes zeigt.
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19 ist ein Diagramm, das
ein Beispiel für den
Druck eines Bandes zeigt.
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20 ist ein Diagramm, das
die Konfiguration einer linearen Skala und eine Druck-Taktsteuerung
zeigt.
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21 ist ein Diagramm, das
den Zusammenhang zwischen Kopfdüsenpositionen
und Dichte zeigt.
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22 ist ein Diagramm zur
Erklärung
eines Musters mit ungleichmäßiger Dichte.
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Beste
Ausführungsform
der Erfindung Eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der anliegenden
Zeichnungen ausführlich
beschrieben.
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1 ist ein Diagramm, das
die Übersicht
einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung in Form eines seriellen
Druckers nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Druckköpfe 101Bk, 101Y, 101M und 101C sind
auf einem Druckkopfwagen 106 angeordnet. Schwarze, gelbe,
Magenta- und Cyan-Tinte
wird den Druckköpfen
aus Tintenbehältern
(nicht gezeigt) über
Tintenschläuche
zugeführt.
Die den Druckköpfen 101Bk, 101Y, 101M und 101C zugeführte Tinte wird
durch Druckkopftreiber gesteuert, die dem Schreibsignal als Reaktion
auf Druckdaten von einer Hauptsteuerung (nicht gezeigt) entsprechen.
Tintentröpfchen
werden aus jedem der Druckköpfe 101 ausgestoßen, um
ein Druckpapier 102 zu bedrucken.
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Ein
Papiertransportmotor 103 (Sub-Scanmotor), bei dem es sich
um einen Treiber zum intermittierenden Transport des Druckpapiers 102 handelt, treibt
eine Papiertransportwalze 104 an. Ein Haupt-Scanmotor 105 ist
ein Treiber, der den Druckkopfwagen 106, auf dem der Kopf 101 befestigt
ist, mit Hilfe eines Haupt-Scanbands 107 in der durch den
Pfeil A oder B angegebenen Richtung transportiert. Wenn das Blatt
Druckpapier 102, zugeführt
mit dem Papierzufuhrsystem (nicht gezeigt) und transportiert von
der Papiertransportwalze 104, eine Druckposition erreicht,
wird der Papiertransportmotor 103 abgeschaltet, um den
Transport des Blatts Druckpapier 102 zu stoppen. Bevor
ein Bild auf das Blatt Druckpapier 102 gedruckt wird, wird
der Druckkopfwagen 106 zu der Position eines Ausgangsstellungssensors 108 verfahren.
Danach bewegt sich der Druckkopfwagen in der Richtung des Pfeils
A für das Scannen
in Vorwärtsrichtung.
Erreicht der Druckkopfwagen eine vorbestimmte Position, wird mit
dem Ausstoßen
von schwarzer, gelber, Magenta- und Cyan-Tinte aus den Druckköpfe 101Bk bis 101C begonnen,
um ein Bild zu drucken. Nachdem eine vorbestimmte Breite (Band)
des Bildausdrucks fertig ist, stoppt der Druckkopfwagen 106 und
fährt in
der Richtung des Pfeils B für
das Scannen in Rückwärtsrichtung
zurück,
bis der Druckkopfwagen 106 die Position des Ausgangsstellungssensors 108 erreicht.
Beim Rückwärtsscannen
transportiert der Papiertransportmotor 103 das Blatt Druckpapier 102 um
die mit den Druckköpfen 101Bk bis 101C bedruckte
Breite in der Richtung des Pfeils C weiter. Durch Wiederholen dieser
Kopfscan- und Papiertransportvorgänge wird ein ganzes Bild ausgedruckt.
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Wie
vorstehend beschrieben weist die lineare Skala 109 hochauflösende Schlitze
auf. Ein nahe dem Druckkopfwagen 106 angebrachter transparenter
optischer Sensor (nicht gezeigt) erfasst diese Schlitze, um zwei
um 90 Grad phasenverschobene Phasensignale auszugeben. Auf der Grundlage
dieser Signale wird die Position des Druckkopfwagens 106 gesteuert
und das Ausstoßen
der Drucktinte aus dem Druckkopf 101 synchronisiert.
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Bei
dieser Ausführungsform
werden ein Druckkopf mit einer Auflösung von 600 dpi (dots per inch – Punkte
pro Zoll) und eine lineare Skala mit einer Auflösung von 600 dpi ver wendet,
um ein Bild mit einer Auflösung
von 600 dpi zu drucken.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist nicht nur der Sensor für
die lineare Skala 109, sondern auch ein optischer Reflexionssensor 110 nahe
dem Druckkopfwagen 106 angeordnet. Dieser optische Reflexionssensor
ist zur Durchführung
des automatischen Head-Shading vorgesehen. Um eine ungleichmäßige Dichte
zu korrigieren, die durch Fertigungsabweichungen in der Form oder
im Winkel der Ausstoßöffnungen
des Kopfes 101 auf dem Druckkopfwagen 106 verursacht
ist, erfasst der Sensor ein vorbestimmtes Bildmuster (Druckmuster),
das von den Druckköpfen 101 gedruckt
worden ist, um automatisch eine Ungleichmäßigkeit der Dichte in der Vorrichtung
zu kontrollieren und zu korrigieren. Dieses Erfassen von Dichteunterschieden
als der offensichtlichste Vorteil der vorliegenden Erfindung wird
nachstehend beschrieben.
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2 ist ein Blockdiagramm,
das den Aufbau einer Bilderzeugungsvorrichtung nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in der Abbildung gezeigte
Bilderzeugungsvorrichtung weist eine externe Einheit 201,
eine Drucksteuerung 202 und die Köpfe 101 auf. An die
Drucksteuerung 202 angeschlossen sind die lineare Haupt-Scanskala 109,
der Sub-Scan-Encoder 208, der Haupt-Scanmotor 105,
der Sub-Scanmotor 103, der Sensor 110 und das
Bedienfeld 210. Die externe Einheit 201, bei der
es sich um eine Host-Einheit handelt, die aufzuzeichnende Bilddaten
und verschiedene Befehle an die Bilderzeugungsvorrichtung liefert,
ist eine Einheit wie z.B. ein Computer oder ein Bildleser. Auf der Grundlage
der von der externen Einheit 201 gesendeten Bilddaten VDI
steuert die Drucksteuerung 202 die Erzeugung eines gedruckten
Bildes auf einem Aufzeichnungspapier mit den Köpfen 101. Die Drucksteuerung 202 besteht
aus einer Zentraleinheit (CPU) 203, einer Kopfsteuerung 204,
einem Sub-Scanzähler 205,
einem Musterdetektor 206, einem Speicher 207 und
einer Druckkopfwagen-/Transportservosteuerung 209. Von
diesen Komponenten dient die CPU 203 als eine Schnittstelle
zu der externen Einheit 201, von der die Bilddaten VDI gesendet
werden, und steuert gleichzeitig den gesamten Betrieb der Drucksteuerung 202 einschließlich der
Speicher und E/A-Einheiten. Bei Empfang der Bilddaten VDI von der
externen Einheit 201 speichert die Kopfsteuerung 204 als
Reaktion auf eine Anweisung von der CPU 203 vorübergehend
mehrere Bänder
von Bilddaten VDI im Bildspeicher. Die Bildverarbeitung erfolgt
an den gespeicherten Bilddaten VDI. Das Verarbeitungsergebnis wird
als Bilddaten VDO in Synchronisation mit dem Scannen des Kopfes 101 ausgegeben.
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Bei
dieser Ausführungsform
sind die lineare Haupt-Scanskala 109 und der Sub-Scan-Encoder 208 wie
in der Abbildung gezeigt angeordnet. Die lineare Haupt-Scanskala 109 gibt
zwei Phasensignale aus, wenn der Haupt-Scanmotor 105 den
Druckkopfwagen 106 verfährt,
und der Sub-Scan-Encoder 208 gibt zwei Phasensignale aus,
wenn der Sub-Scanmotor 103 das Papier weitertransportiert.
Diese Phasensignale sind jeweils durch absolute Positionen entsprechend
dem Betrag der Bewegung repräsentiert.
Der Ausgang der linearen Haupt-Scanskala 109 wird
auch als Synchronisationssignale zur Steuerung der Ausgabedaten
wie z.B. der Bilddaten VDO benutzt.
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Die
Kopfsteuerung 204 erzeugt auch die nötigen Signale zum Ausstoßen der
Tinte, zum Beispiel das Blockfreigabesignal BE zum Aktivieren jedes
einzelnen Blocks des Kopfes, das Heizelement-Steuerimpulssignal
HE usw. Die Bilddaten VDO, das Blockfreigabesignal BE, das Heizelementsteuersignal
HE usw., die von der Kopfsteuerung 204 ausgegeben werden,
werden an den Kopf 101 gesendet. In der Steuerschaltung
des Kopfes 101 werden die Heizelemente nur der Düsen eingeschaltet,
für die
Bilddaten VDO und Freigabesignale (BE, HE) aktiviert sind. Dies
bewirkt, dass Tinte ausgestoßen
wird, um eine Spalte des Bildes auf dem Aufzeichnungspapier zu erzeugen.
Durch Ausführen
dieser Steuerung, wäh rend
sich der Kopf 101 in der Haupt-Scanrichtung bewegt, wird
ein Band des Bildes erzeugt.
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Als
Reaktion auf die Ausgangssignale der linearen Haupt-Scanskala 109 und
des Sub-Scan-Encoders 208 steuert die Druckkopfwagen-/Transportservosteuerung 209 in
rückgekoppelter
Regelung die Geschwindigkeit, das Starten und Stoppen sowie die Position
des Antriebs auf der Grundlage des Bewegungsbetrags des Haupt-Scanmotors 105 und
des Sub-Scanmotors 103.
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Das
Bedienfeld 210 wird vom Anwender benutzt, um Anweisungen
für den
Betrieb der Bilderzeugungsvorrichtung zu erteilen, zum Beispiel
Anweisungen für
den Druckmodus, den Demo-Druck, die Druckkopfwiederherstellung usw.
Eine Anweisung für eine
auszuführende
Funktion bei Feststellung einer ungleichmäßigen Dichte wird ebenfalls
vom Bedienfeld 210 aus gegeben.
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Als
Nächstes
werden der innere Aufbau der Kopfsteuerung 204, die die
nötigen
Signale zur Steuerung des Kopfes 101 erzeugt, und deren
Funktion anhand von 3 kurz
beschrieben. Die Kopfsteuerung 204 weist hauptsächlich einen
AHS-Prozessor (automatisches Head-Shading) 301, einen Binärprozessor 302,
einen Bildspeicher 304, eine Bildspeichersteuerung 305 und
einen Heizelement-Treibersignalgenerator 306 auf. Der AHS-Prozessor 301 verwendet
die durch die automatisches Head-Shading-Erkennung erhaltenen Korrekturdaten,
um eine Dichteumwandlung über
eine Speichertabelle für
mehrwertige Bilddaten VDI vorzunehmen (bei dieser Ausführungsform
werden Bilddaten mit 256 Abstufungen über einen 8-Bit-Bus für jedes
Pixel eingegeben), die von der externen Einheit 201 gesendet
worden sind. Der Binärprozessor 302 wandelt mehrwertige
Daten, die vom AHS-Prozessor 301 bezogen auf die Dichte
konvertiert worden sind, in Binardaten um, die angeben, ob die Daten
gedruckt werden sollen oder nicht. Bei dieser Verarbeitung werden
das Dither-Verfahren,
das Fehlerdiffusionsverfahren usw. angewendet, um die Daten in Binärdaten umzuwandeln.
Die von dem Binär prozessor 302 in
das Binärformat
umgewandelten Bilddaten werden von der Bildspeichersteuerung 305 vorübergehend
im Bildspeicher 304 gespeichert. Wie vorstehend beschrieben
führt die
Bildspeichersteuerung 305 zwei Arten der Speichersteuerung
durch: die eine besteht in der vorübergehenden Speicherung von
mehreren Bändern
mit Bilddaten VDI, die von der externen Einheit 201 gesendet
wurden, in den Bildspeicher 304 und die andere in der Ausgabe
der gespeicherten Bilddaten an den Kopf 101 als die Bilddaten
VDO entsprechend der Scanbewegung des Kopfes 101. Wenn
die Bilddaten VDI in den Bildspeicher 304 eingegeben werden,
wird das Signal, das eine Adresse im Bildspeicher 304 angibt,
in Synchronisation mit der Taktsteuerung generiert, nach der die
Daten von der externen Einheit 201 gesendet werden, um
die Bilddaten VDI sequenziell speichern zu können. Wenn Daten entsprechen
der Scanbewegung des Kopfes 101 aus dem Bildspeicher 304 ausgegeben
werden, wird das Speicheradressensignal in Synchronisation mit dem
Ausgang der linearen Haupt-Scanskala 109 generiert, um
die Bilddaten VDO aus dem Bildspeicher 304 ausgeben zu
können.
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Darüber hinaus
erzeugt der Heizelement-Treibersignalgenerator 306 das
Signal (Blockfreigabesignal BE0–3)
zum Auswählen
eines Blocks des Kopfes, der angesteuert werden soll, und das Heizelementsteuer-Impulssignal
HE in Synchronisation mit dem Ausgangssignal der linearen Haupt-Scanskala 109.
Wie vorstehend beschrieben wird Tinte nur aus den Düsen des
Kopfes 101 ausgestoßen,
für die
das Blockfreigabesignal BE0–3,
das Heizelement-Steuersignal HE und die Bilddaten VDO anliegen.
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4 ist ein Blockdiagramm,
das im Detail den Aufbau des AHS-Prozessors 301 zeigt.
In 4 bezeichnet das
Bezugszeichen 401 einen Tabellen-ROM. Das eingegebene Bilddatensignal
VDI wird entsprechend dem Inhalt des Tabellen-ROM 401 umgewandelt.
Das Bildsignal von der externen Einheit 201 wird in die
niederwertige Adresse des Tabellen-ROM 401 eingegeben,
und über
die Suchtabelle im Tabellen-ROM 401 wird der entsprechende
Wert ausgegeben. Der Tabellen-ROM 401 weist mehrere Tabellen
auf, die jeweils eine solche Datengruppe enthalten. Eine der Tabellen
wird entsprechend dem Tabellenauswahlsignal ausgewählt, das
mit der höherwertigen
Adresse des Tabellen-ROM 401 verbunden ist. Bei dieser
Ausführungsform
reicht das Dichteniveau des Bildsignals von 0 bis 255, und die Anzahl
der Tabellen im Tabellen-ROM 401 beträgt 64. Daher enthalten die
niederwertigen 8 Bits des Tabellen-ROM 401 das Bildsignal,
während
die höherwertigen
6 Bits das Tabellenauswahlsignal enthalten.
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5 ist ein Diagramm, das
den Aufbau der Tabellendaten in jeder Tabelle im Tabellen-ROM 401 zeigt.
Wie vorstehend beschrieben weist der Tabellen-ROM 401 insgesamt
64 Tabellen auf, denen jeweils eine Nummer von 0 bis 63 zugewiesen
ist. Die Nummer 31 entspricht zum Beispiel einer Datendurchschalttabelle;
wenn diese Tabelle gewählt
wird, beträgt
das Verhältnis
der Größenordnung
der eingegebenen Daten zu der der ausgegebenen Daten 1 zu 1.
Wird eine Tabelle mit einer niedrigeren Nummer als 31 gewählt, zum
Beispiel Tabelle 30, 29 usw., ist der Pegel des von dem Tabellen-ROM 401 ausgegebenen
Bildsignals niedriger als der Eingangs-Bildsignalpegel. Wird hingegen eine
Tabelle mit einer höheren
Nummer als 31 gewählt,
zum Beispiel Tabelle 32, 33 usw., so ist der Pegel des von dem Tabellen-ROM 401 ausgegebenen
Bildsignals höher
als der Eingangs-Bildsignalpegel. Obwohl in der Abbildung nicht
gezeigt, ist die Tabelle mit dem niedrigsten Bildsignalpegel die
Tabelle 0 und die Tabelle mit dem höchsten Bildsignalpegel die
Tabelle 63.
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In 4 bezeichnet das Bezugszeichen 402 einen
RAM, von dem das Tabellenauswahlsignal erzeugt wird. Der RAM 402 enthält ein Auswahlsignal für jede einzelne
Düse. Dies
wird anhand von 6 beschrieben.
Der RAM 402 enthält
Daten in den Adressen 0 bis 255, die jeweils der Nummer einer Düse an dem
in 1 gezeigten Kopf 101 entsprechen.
Beispielsweise sind in dem in 6 gezeigten Beispiel
Daten zur Auswahl von Tabelle 31 in Adresse 0 und Daten zur Auswahl von
Tabelle 33 in Adresse 1 gespeichert. Um Daten in den RAM 402 zu schreiben,
werden die Daten von der CPU 203 in 2 über
ein in 4 gezeigtes Gatter 404 eingegeben.
Beim Schreiben von Daten in den RAM 402 als Reaktion auf
das Auswahlsignal von der CPU 203 wird das Auswahlglied 403 auf
den CPU-Adressbus geschaltet. Beim Drucken von Daten wählt das
Auswahlglied 403 die Adressdaten aus einem Adressgenerator 405,
um eine Adresse im RAM 402 für die jeder einzelnen Düse entsprechenden
Bilddaten auswählen
zu können.
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Obwohl
in der vorstehenden Beschreibung nur eine Farbe für die Köpfe 101 beschrieben
wurde, besitzt die Vorrichtung vier Druckköpfe, jeweils einen für C (Cyan),
M (Magenta), Y (Gelb) und K (Schwarz). Daher hat der AHS-Prozessor 301 vier Systeme,
eines für
jedes Farbe. Weil jedoch die Verarbeitung für alle Farben gleich ist, wird
im Folgenden der Einfachheit halber nur das Aufzeichnen von Daten
in einer Farbe beschrieben.
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Als
Nächstes
wird die Verarbeitung für
das "Head-Shading" bzw. die Druckkopfabstufung
anhand des Ablaufdiagramms in 7 beschrieben. Durch
Drücken
einer Taste für
die Funktion "Head-Shading" (nicht gezeigt)
auf dem Bedienfeld 210 in Schritt S1 wird das Head-Shading
deaktiviert. Genau genommen wird der Wert "31" in
alle Adressen in dem RAM 402 in 4 geschrieben, damit alle Düsen die
Durchgangstabelle "31" im Tabellen-ROM 401 wählen. Danach
wird die Steuerung an Schritt S2 übergeben. Wie in 9 gezeigt, werden drei Bänder oder
Streifen mit Bildmustern gedruckt, die jeweils eine gleichmäßige Dichte
von 50% aufweisen. Das jeweils mittlere der drei Bänder wird
für die
Dichtekorrektur erfasst. Ein zusätzliches
Band wird vor und nach dem Band gedruckt, das zur Korrektur verwendet
wird, um eine ungleichmäßige Dichte
unter Berücksichtigung
eines Verbindungsabschnitts zwischen den Bändern zu korrigieren.
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Genau
genommen werden die in 9 gezeigten
Kopfabstufungsmuster für
die vier Farben C, M, Y und K mit einer Dichte von jeweils 50% gedruckt.
Diese Muster werden in drei parallelen Streifen oder Bändern mit
den 256 Düsen
eines Kopfes für
jeden Scan gedruckt. In der Abbildung ist das Druckergebnis für nur drei
Farben, C, M und Y, gezeigt.
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Als
Nächstes
wird die Steuerung an Schritt S3 in 7 übergeben.
Der Druckkopfwagen 106 wird verfahren, um den Sensor 110 über das
in Schritt S2 gedruckte Bild zu bringen, und das Druckpapier wird
in Sub-Scanrichtung transportiert, damit das Bildmuster in dem vorbestimmten
Bereich des Musters für
jede Farbe gelesen wird. Die erfassten Daten werden in dem Speicher 207 gespeichert. Nach
dem Lesen des Bildes in Schritt S3 wird die Steuerung an Schritt
S4 übergeben,
um die Abstufungsdaten zu erzeugen. Als Erstes werden Kopfabstufungsdaten
für das
Muster der Farbe C erzeugt, und danach werden nacheinander die Kopfabstufungsdaten
für die
Muster in den anderen Farben erzeugt. Die erzeugten Daten werden
in einem vorbestimmten Bereich im Speicher 207 gespeichert.
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8 ist ein Ablaufdiagramm,
das die Abläufe
beim eigentlichen Druckvorgang zeigt. Zuerst werden in Schritt S5
die entsprechenden Daten aus dem Speicher 207 gelesen und
im RAM 402 eingestellt. Der Druckvorgang wird in Schritt
S6 gestartet.
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10(a) und 10(b) zeigen den inneren Aufbau des Sensors 110 in
der Bilderzeugungsvorrichtung, wobei (a) eine
Seitenansicht und (b) eine Vorderansicht
zeigt. In 10(a) und 10(b) bezeichnet das Bezugszeichen 1001 ein
Lichterfassungselement, das aus einem Fototransistor oder einer
Fotodiode besteht, zum Erfassen des Lichtbands mit der Frequenz
(oder Wellenlänge)
von R, G bzw. B mit Hilfe eines Filters oder dergleichen. Das Bezugszeichen 1002 bezeichnet
ein Lichtemissionselement, zum Beispiel eine Wolframlampe, die Licht
in allen optischen Bereichen, d.h. R, G und B, aussenden kann. Das
Bezugszeichen 1003 bezeichnet eine optische Linse. Das
von dem Lichtemissionselement 1002 emittierte Licht fällt auf
ein Dichteunterschied-Erken nungsmuster P. Das reflektierte Licht
wird mit der optischen Linse 1003 auf das Lichterfassungselement 1001 fokussiert,
um das Dichteniveau des Musters auf einer Düsenpositionsbasis zu erfassen.
Das Lichterfassungselement 1001 ist in der Reihenfolge
R, G und B in der Haupt-Scanrichtung angeordnet, wobei die Lichterfassungsfläche für jede Farbe
eine Größe von 1
mm × 1
mm hat. Mit einer optischen Linse mit zweifacher Vergrößerung kann
die durchschnittliche Dichte einer 0,5 mm großen Fläche in der Haupt-Scanrichtung
erfasst werden. In der Sub-Scanrichtung ist ein Lichttransmissionsschlitz 1005 mit
einer Öffnung
von 0,33 mm über
der Lichterfassungsfläche des
Lichterfassungselements 1001 angeordnet, um die durchschnittliche
Dichte einer 0,168 mm großen Fläche zu erfassen.
Weil der Druckkopf 101 eine Düsenauflösung von 600 dpi aufweist,
wird mit dieser Konfiguration die durchschnittliche Dichte von ca.
4 Druckpunkten oder dots erfasst. Zu beachten ist, dass die Größe der Erfassungsfläche nicht
auf diese Größe begrenzt.
Die Größe wird
vielmehr dadurch bestimmt, dass das Sensorausgangssignal bei einer geringeren
als der vorstehend angegebenen Größe zu klein wird und dass eine
größere als
die vorstehend angegebene Größe es schwierig
macht, eine Änderung
in der Düsenbasisdichte
korrekt zu erkennen. Auch wenn die durchschnittliche Dichte mehrerer
Düsen erfasst
werden muss, erlaubt die Musterabtastung einer Düsenpositionseinheit oder einer kleineren
Einheit das Erfassen des Dichteniveaus bezogen auf eine Düsenpositionseinheit.
Auch wenn die Musterabtastung für
mehrere Düsen
erfolgen muss, kann darüber
hinaus das Dichteniveau an einer Düsenposition durch Interpolieren
des Ausgangssignals erfasst werden.
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Auf
der Grundlage des Ausgangssignals des Sensors 110 erkennt
der Musterdetektor 206 in der Drucksteuerung 202 das
Dichteniveau des Musters auf einer Düsenpositionsbasis. 11 zeigt die Einzelheiten
des Musterdetektors 206. In der Abbildung bezeichnet das
Bezugszeichen 1101 eine Konstantstromschaltung zur Ansteuerung
des Lichtemissionsele ments, das Bezugszeichen 1102 einen
I-E-Verstärker,
der einen elektrischen Strom in eine elektrische Spannung umwandelt
und dabei den von dem Lichterfassungselement erzeugten Strom verstärkt, und
das Bezugszeichen 1103 einen summierenden Verstärker, der
das Ausgangssignal des I-E-Verstärkers 1102 weiter
verstärkt
und gleichzeitig die Offset-Spannung
des Lichterfassungselementausgangs mit Hilfe der CPU 203 einstellt.
Das Bezugszeichen 1104 bezeichnet eine Subtraktionsschaltung,
die die Differenz zwischen zwei von drei Ausgangssignalen des summierenden
Verstärkers 1103 berechnet,
das Bezugszeichen 1105 einen analogen Schalter, der ein
Signal auswählt,
das von dem Ausgang der Subtraktionsschaltung 1104 in einen
A/D-Konverter 1106 (Analog-Digital-Konverter) eingegeben wird,
und das Bezugszeichen 1107 einen D/A-Konverter, der in
der CPU 203 einen Einstellwert einstellt, der benutzt wird,
um den Lichtemissionsbetrag des Lichtemissionselements in dem Sensor 110 und
den Offset-Betrag des Sensors 110 einzustellen. Der analoge Schalter 1105 wählt nicht
nur den Ausgang der Subtraktionsschaltung 1104, sondern
auch den Ausgang des summierenden Verstärkers 1103. Der Schalter veranlasst
die CPU 203, das A/D-Umsetzungs-Auswahlsignal zu erzeugen,
um auszuwählen,
für welches
dieser beiden Ausgangssignale die A/D-Umsetzung ausgeführt werden
soll. Dadurch kann die CPU 203 den Lichtemissionsbetrag
des Lichtemissionselements des Sensors 110 und den Ausgangs-Offset des
Lichterfassungselements des Sensors 110 so einstellen,
dass der Sensorausgang konstant wird, bevor das Dichteunterschied-Erkennungsmuster
erfasst wird.
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Nach
Abschluss der Einstellung wird ein Dichteunterschied-Erkennungsmuster
zur Mustererkennung gelesen. Zum Lesen des Musters wird der Druckkopfwagen 106 in
der Haupt-Scanrichtung
verfahren, um den Sensor 110 wie vorstehend beschrieben über dem
Muster zu positionieren. Das A/D-Umsetzungs-Taktsignal
wird von der CPU 203 in Synchronisation mit dem Ausgang
des Sub-Scanzählers 205 erzeugt,
wäh rend
das Druckpapier in der Haupt-Scanrichtung transportiert wird, und
das Ausgangssignal des A/D-Konverters 1106 wird sequenziell
im Speicher 207 gespeichert. Beim Lesen eines mit dem Cyan-Kopf
gedruckten Musters ist der analoge Schalter 1105 eingeschaltet,
so dass die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Lichterfassungselements
zum Erfassen von rotem Licht und dem Ausgangssignal des Lichterfassungselements zum
Erfassen von blauem Licht als Eingangssignal an den A/D-Konverter 1106 gegeben
wird.
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Auch
beim Lesen eines mit dem Magenta-Kopf gedruckten Musters ist der
analoge Schalter 1105 eingeschaltet, so dass die Differenz
zwischen dem Ausgangssignal des Lichterfassungselements zum Erfassen
von grünem
Licht und dem Ausgangssignal des Lichterfassungselements zum Erfassen von
blauem Licht als Eingangssignal an den A/D-Konverter 1106 gegeben
wird. Außerdem
ist beim Lesen eines mit dem gelben Kopf gedruckten Musters der
analoge Schalter 1105 eingeschaltet, so dass die Differenz
zwischen dem Ausgangssignal des Lichterfassungselements zum Erfassen
von blauem Licht und dem Ausgangssignal des Lichterfassungselements
zum Erfassen von rotem Licht als Eingangssignal an den A/D-Konverter 1106 gegeben wird.
Wie in 12(a) gezeigt,
wird das mit der Papiertransportwalze 104 zugeführte Blatt
Druckpapier 102 mit einer Papierauswurfwalze 1201 und
einer Papierhalteplatte 1203 auf dem Druckpapier gehalten, über das
sich der Kopf 101 vorwärts
und rückwärts in der
Haupt-Scanrichtung
bewegt. Wenn in diesem Fall das Blatt Druckpapier 102 zu
hart gegen eine Platte 1202 stößt, neigt das Papier dazu,
sich von dieser abzuheben. Ist das Papier jedoch zu weich, können sich
infolge des Drucks wie in 12(b) gezeigt
Wellen in der Haupt-Scanrichtung bilden. In diesem Fall variiert
wie in 13 gezeigt der
Abstand zwischen dem Lichterfassungselement des Sensors 110 und
dem Druckpapier von Position zu Position. Gleichzeitig variiert
die Intensität,
mit der das Licht von dem Lichtemissionselement auf das Druckpapier
fällt,
von Position zu Positi on. Selbst wenn die Musterdichte gleichmäßig ist,
variiert daher das Niveau, an dem das Lichterfassungselement des Sensors 110 sein
Ausgangssignal erzeugt, wodurch eine korrekte Messung der Dichte
des Ausgangssignals des Lichterfassungselements des Sensors 110 verhindert
wird.
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Daher
wird beim Lesen eines mit dem Cyan-Kopf in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gedruckten Musters die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des
Lichterfassungselements zum Erfassen von rotem Licht und dem Ausgangssignal
des Lichterfassungselements zum Erfassung von blauem Licht wie vorstehend
beschrieben als Eingangssignal an den A/D-Konverter 1106 gegeben. Hierzu
muss das Licht aus dem Lichtemissionselement einschließlich aller
Bereiche, R, G und B, zum Beispiel das Licht einer Wolframlampe,
auf das zu messende Farbmuster fallen, und das Subtraktionsergebnis wird
mit Hilfe des Lichterfassungselements (z.B. dem für rotes
Licht), das das Licht des Farbmusters absorbiert, und des Lichterfassungselements
(z.B. dem für blaues
Licht), das das Licht des Farbmusters reflektiert, gelesen. Daher
ermöglicht
dieses Verfahren selbst dann, wenn der Zustand des Druckpapiers
wie in 14(a) gezeigt
nicht stabil ist, die Erzielung eines stabilen Ergebnisse, zum Beispiel
des in 14(b) gezeigten
Subtraktionsergebnisses. Dies liegt daran, dass sich das Ausgangssignal
jedes Lichterfassungselements entsprechend dem Bezugspegel ändert.
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Die
ergänzende
Beschreibung der Gründe hierfür nimmt
Bezug auf 15(a) und 15(b). Das Diagramm in 15(a) zeigt den Brechungsfaktor
der Tinte für
jede Farbe (Y, M und C) im Verhältnis
zur Änderung
der Wellenlänge
des Lichts, während 15(b) die Intensität jedes
Lichtanteils (R, G, B) im Verhältnis
zur Änderung
der Wellenlänge
zeigt. Wenn Licht aus einem Lichtemissionselement, das Licht mit
allen Bereichen R, G und B emittiert, auf ein Muster fällt, so
zeigen 15(a) und 15(b), dass gelbe Tinte Licht
im blauen Bereich mit einer kurzen Wellenlänge, Magenta-Tinte Licht im
grünen
Bereich mit einer mittleren Wellenlänge und Cyan-Tinte Licht im
roten Bereich mit einer langen Wellenlänge absorbiert. Fällt daher
Licht auf ein Cyan-Muster, wird das Licht im roten Bereich absorbiert
und daher von dem roten Lichterfassungselement in dieser Musterfläche kein
Ausgangssignal erzeugt (AUS-Zustand). Weil das Licht außerhalb
der Musterfläche
reflektiert wird, wird von dem roten Lichterfassungselement ein
Ausgangssignal erzeugt (EIN-Zustand). Dies bedeutet, dass das Vorhandensein
eines Cyan-Musters auf dem Papierhintergrund mit einem roten Lichterfassungselement
bestimmt werden kann.
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Fällt andererseits
Licht auf ein Cyan-Muster, wird das Licht in den blauen und grünen Bereichen reflektiert.
Daher erzeugen die blauen und grünen Lichterfassungselemente,
unabhängig
davon, ob das Licht auf das Cyan-Muster oder außerhalb desselben auf das Papier
fällt,
ein Ausgangssignal (EIN-Zustand). Daher kann man sagen, dass ein
Ausgangssignal in der Fläche
eines Lichterfassungselementmusters zum Erfassen einer nicht komplementären Farbe
des Musters weitgehend von dem Hochstehen oder der Welligkeit des
Papiers abhängig
ist. Beim Erfassen eines Cyan-Musters hebt zum Beispiel das Berechnen
der Differenz zwischen dem Licht (rot) im komplementären Farbbereich
und dem Licht (blau oder grün)
in dem nicht komplementären
Farbbereich unter Nutzung der Eigenschaften der vorstehend beschriebenen
Lichterfassungselemente die Änderung des
Ausgangssignalpegels gegenüber
dem Bezugspegel im Subtraktionsergebnis auf, auch wenn die Pegeländerung
durch das Hochstehen oder die Welligkeit des Papiers verursacht
ist. Dies liegt daran, dass die durch ein Hochstehen des Papiers
usw. verursachte Änderung
des Ausgangssignalpegels der beiden Lichterfassungselemente gleich
ist. Aus diesem Grund kann die Musterdichte korrekt gemessen werden.
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In
gleicher Weise kann die Dichte des Magenta-Musters korrekt gemessen
werden, indem die Differenz zwischen dem grünen Licht (komplementärer Lichtbereich)
und dem roten oder blauen Licht (nicht komplementärer Lichtbereich)
be rechnet wird, und die Dichte des gelben Muster kann korrekt gemessen
werden, indem die Differenz zwischen dem blauen Licht (komplementärer Lichtbereich)
und dem roten oder grünen
Licht (nicht komplementärer
Lichtbereich) berechnet wird.
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Vorstehend
wurde beschrieben, dass beim Lesen eines Farbmusters mit Licht im
komplementären
Farbbereich von dem Lichterfassungselement kein Ausgangssignal erzeugt
wird (AUS-Zustand). Weil das Muster jedoch nicht mit 100% Dichte,
sondern mit einer Dichte von ca. 50% gedruckt wird, wird tatsächlich in
einigen Teilen der Musterfläche
Tinte ausgestoßen
und der Papierhintergrund liegt in den anderen Teilen innerhalb
des Musters frei, wie in 22 gezeigt.
(Das in 22 schematisch
dargestellte Druckmuster entspricht nicht immer dem tatsächlichen
Druckmuster. Es ist zu beachten, dass bei einer Dichte von 50% die
Tinte nicht von allen Düsen eines
Kopfes gleichzeitig ausgestoßen
wird, sondern dass alle Düsen
des Kopfes verteilt benutzt werden.) Die Mischung von Teilen mit
Tintenausstoß und
von Hintergrundteilen ohne Tintenausstoß in einer Musterfläche verursacht
den folgenden Effekt. In einem Teil, wo der gedruckte Punkt groß ist (die
ausgestoßene
Tintenmenge ist groß),
wird eine große
Menge des komplementären
Lichtbereichs absorbiert und eine geringe Menge Licht wird von dem
Papierhintergrund reflektiert, weshalb das Sensorausgangssignal klein
ist. Im Gegensatz dazu wird in einem Teil, wo der gedruckte Punkt
klein ist (die ausgestoßene
Tintenmenge ist klein), eine geringe Menge des komplementären Lichtbereichs
absorbiert und eine große Menge
Licht von dem Papierhintergrund reflektiert, weshalb das Sensorausgangssignal
groß ist.
Basierend auf einer derartigen Änderung
des Sensorausgangssignalpegels ist es möglich, eine Dichteänderung
(Dichteunterschiede) in Düsensäulenrichtung des
Druckmusters wie oben beschrieben festzustellen.
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Durch
Subtrahieren des Ausgangssignals eines Lichterfassungselements von
dem Ausgangssignal des anderen Licht erfassungselements wie oben beschrieben
kann die Musterdichte mit einer minimalen Abhängigkeit vom Status des Druckpapiers
gemessen werden. Streng genommen besteht jedoch eine Möglichkeit,
dass die Intensität
des reflektierten Lichts entsprechend dem Status des Papiers variiert, wodurch
die Pegeländerung
im Sensorausgangssignal nicht vollständig aufgehoben werden kann.
Die nachstehend beschriebenen Maßnahmen können zur Lösung dieses Problems ergriffen
werden. Ein Beispiel für
das Erfassen eines Cyan-Musters
wird beschrieben. Wie in 16 gezeigt,
ist eine Schaltung 1601 zum Subtrahieren des Ausgangssignals des
Lichterfassungselements für
das blaue Licht, das nicht die Komplementärfarbe ist, von einem Bezugspegel
Vref zusätzlich
zu der Subtraktionsschaltung 1104 zum Berechnen der Differenz
zwischen dem Ausgangssignal des Lichterfassungselements für das rote
Licht, das die Komplementärfarbe
ist, und dem Ausgangssignal des Lichterfassungselements für das blaue
Licht, das nicht das komplementäre Licht
ist, vorgesehen. Das Ausgangssignal der Subtraktionsschaltung 1104 wird
mit einem Ausgangssignal 1602 der zusätzlichen Schaltung als das
Steuersignal (Verstärkungsfaktor)
eines Verstärkungsregelungsverstärkers 1630 verstärkt. Das
verstärkte
Ergebnis wird über
den analogen Schalter 1105 einer A/D-Umsetzung unterzogen, um die durch eine Änderung
der optischen Intensität
verursachte Lichtpegeländerung
zu korrigieren.
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17(a), 17(b) und 17(c) zeigen
den Status dieser Pegeländerungskorrektur. 17(a) zeigt den Ausgangszustand
der Lichterfassungselemente für das
blaue und rote Licht und den Bezugspegel Vref, der zum Subtrahieren
des blauen Lichts von dem Bezugspegel Vref benutzt wird. Das Diagramm
zeigt, dass der Ausgangspegel des Sensors im rechten Teil abnimmt,
wenn die Lichtintensität
aufgrund des Papierzustands abnimmt. Dabei wird der Bezugspegel Vref
auf den negativen Pegel bezogen auf den Ausgangspegel des Lichterfassungselements
für das blaue
Licht eingestellt. 17(b) zeigt
das Ergebnis der Subtraktionsschaltungen 1104 und 1601.
Der Ausgang der Subtraktionsschaltung 1104 ist stabil auf
dem Massepegel GND an der Position, wo kein Muster vorhanden ist
(am rechten und linken Ende im Diagramm), aber im rechten Teil des
Musters ist der Ausgangspegel niedriger. Das Diagramm zeigt auch, dass
der Ausgang der Subtraktionsschaltung 1601 im rechten Teil
hoch ist. 17(c) zeigt
das Ergebnis, das durch Verstärken
des Ausgangssignals der Subtraktionsschaltung 1104 mit
dem Ausgangssignal 1602 der Subtraktionsschaltung 1601 als
das Steuersignal erhalten wird. Weil das Verstärkungsverhältnis des rechten Teils des
Musters hoch ist, sind die Pegel im rechten Teil und im linken Teil
gleich.
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Obwohl
in 16 zur Vereinfachung
der Darstellung nur eine Schaltung gezeigt ist, gibt es drei solche
Schaltungen, eine für
jedes Farbmuster.
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Der
vorstehend beschriebene Vorgang wird ausgeführt, um ein automatisches Head-Shading-Muster
zu erfassen, um eine Änderung
des Dichteniveaus in der Düsensäulenrichtung eines
mit jedem Kopf geschriebenen Musters korrekt zu erfassen, wenn sich
das Papier hebt oder sich Wellen darin bilden.
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Während die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden sind, gilt als vereinbart, dass Änderungen
und Variationen möglich
sind.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung kann für
die Auslegung und Herstellung einer Bildaufzeichnungsvorrichtung
wie zum Beispiel einem Tintenstrahldrucker, Tintenstrahl-Plotter
oder Tintenstrahl-Faxgerät
verwendet werden. Nach der vorliegenden Erfindung erfassen die Lichterfassungselemente,
die jeweils rotes, grünes
bzw. blaues Licht erfassen, ein vorbestimmtes Druckmuster, das von
jedem einzelnen Kopf gedruckt worden ist. Die Vorrichtung verwendet das
Lichterfassungselement für
die Komplementärfarbe
eines Musters und das Lichterfassungselement für eine Nichtkomplementärfarbe und berechnet
die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen, um die Größe der Dichteänderung
zu erfassen. Mit diesem Verfahren kann die Vorrichtung das Dichteniveau
des Musters auch dann korrekt erfassen, wenn sich das Druckpapier
hebt oder sich Wellen darin bilden.