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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Modi des Druckens
mit Bandtypdrucksystemen. Sie bezieht sich insbesondere auf Druckmodi zum
Verbessern der Druckqualität
einer Ausgabe, die durch einen Mehrfachdurchlaufbanddrucker erzeugt
wird.
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Hintergrund
der Erfindung
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Tintenstrahldrucker
und insbesondere thermische Tintenstrahldrucker sind mittlerweile
aufgrund ihrer geringen Kosten, hohen Druckqualität und Farbdruckfähigkeit
in Firmen und Privathaushalten weit verbreitet. Der Betrieb solcher
Drucker ist relativ einfach. Diesbezüglich werden Tropfen farbiger Tinte
auf das Druckmedium, wie z. B. Papier oder Transparentfilm, während einer
Druckoperation ausgestoßen,
ansprechend auf Befehle, die elektronisch zu dem Druckkopf übertragen
werden. Diese Tintentropfen kombinieren sich auf dem Druckmedium,
um den Text und die Bilder zu bilden, die durch das menschliche
Auge wahrgenommen werden. Tintenstrahldrucker können eine Anzahl unterschiedlicher Tintenfarben
verwenden. Ein oder mehrere Druckköpfe können in einer Druckkassette
enthalten sein, die entweder den Tintenvorrat für jeden Druckkopf enthalten
können
oder mit einem Tintenvorrat verbunden sein können, der außerhalb
der Kassette angeordnet ist. Ein Tintenstrahldrucker kann häufig zwei
bis vier Druckkassetten aufnehmen. Die Kassetten sind typischerweise
Seite an Seite in einem Wagen befestigt, der die Kassetten während des
Druckens innerhalb des Druckers in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung über das
Medium vor und zurück bewegt,
so dass sich die Kassetten nacheinander über bestimmte Positionen bewegen,
die als Pixel bezeichnet werden, die in einem Zeilen- und Spalten format
auf dem Medium angeordnet sind, das gedruckt werden soll. Jede Druckkassette
weist typischerweise eine Anordnung von Druckkopfdüsen auf,
durch die die Tinte steuerbar auf das Druckmedium ausgestoßen wird,
und somit kann eine bestimmte Breite der Medien, die dem Layout
der Düsen
auf der Druckkassette entspricht, während jeder Bewegung gedruckt
werden und ein gedrucktes Band bilden. Der Drucker weist auch einen
Druckmediumvorschubmechanismus auf, der das Medium relativ zu den
Druckköpfen
in einer Richtung allgemein senkrecht zu der Bewegung des Wagens
bewegt, so dass durch Kombinieren der Bewegungen der Druckkassetten
vor und zurück über das
Medium mit dem Vorschub des Mediums relativ zu den Druckköpfen Tinte auf
die gesamte druckbare Fläche
des Mediums aufgebracht werden kann.
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Die
Qualität
der gedruckten Ausgabe ist ein sehr wichtiges Merkmal für Käufer von
Tintenstrahldruckern, und daher legen Hersteller von Tintenstrahldruckern
sehr viel Aufmerksamkeit auf das Bereitstellen eines hohen Druckqualitätsniveaus
in ihren Druckern. Abweichungen in den Druckkopfdüsen können die
Druckqualität
unerwünscht
reduzieren; solche Abweichungen umfassen beispielsweise: es wird überhaupt
keine Tinte ausgestoßen,
Ausstoßen einer
falschen Menge an Tinte in einem Tropfen, Erzeugen unregelmäßig geformter
Tropfen mit Artefakten, wie z. B. Schwänzen, oder Erzeugen eines Sprühnebels
von fremden Tröpfchen
zusätzlich
zu den gewünschten
Tropfen. Ein weiterer üblicher
Düsenabweichungstyp
ist ein Richtwirkungsfehler, der auch als Punktplatzierungsfehler
bekannt ist, bei dem die Tintentropfen nicht genau in den beabsichtigten
Positionen auf dem Druckmedium gedruckt werden. Unterschiedliche
Druckkopftypen können unterschiedliche
Punktplatzierungsfehlertypen aufweisen; diese Fehler liegen typischerweise
bei einem Entwurf des Druckkopfs und können für Druckköpfe dieses bestimmten Typs
charakterisiert werden. Bei einigen Druckkopftypen ist es üblich, dass
die Düsen, die
an dem oberen und unteren Ende des Druckkopfs angeordnet sind, in
der Richtung entlang der Medienvorschubachse wesentliche Punktplatzierungsfehler aufweisen,
was zu Fehlern bei der Bandhöhe
führt, während Düsen, die
in der Mitte des Druckkopfs angeordnet sind, weniger Punktplatzierungsfehler
aufweisen. Weil die fehleranfälligen
Düsen den
oberen und unteren Rand des gedruckten Bands in der falschen Position
drucken, ergibt sich ein visuell beachtlicher Druckqualitätsdefekt,
der als Bandbildung bekannt ist. Bandbildung führt zu streifenförmigen Nichteinheitlichkeiten,
die überall
in dem gedruckten Bild sichtbar sind.
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Bandbildung
ist unerwünschter
in Bereichen des Bildes, die Mitteltöne enthalten anstatt hervorgehobene
(helle) oder gesättigte
(dunkle) Bereiche. Punktplatzierungsfehler sind schwierig zu sehen
in einem Bereich von Hervorhebungen, weil es typischerweise so viel
weißen
Raum (ungedruckte Bereiche des Druckmediums) zwischen den Tintentropfen gibt,
dass die Platzierungsfehler nicht ohne weiteres durch das menschliche
Auge wahrgenommen werden. Gesättigte
Bereiche weisen nicht viel Bandbildung auf, weil dieselben sehr
wenig weißen
Raum enthalten, und die großen
Tintenmengen, die in diese Fläche
platziert werden, verstecken die meisten Platzierungsfehler. Aber
in Mitteltonbereichen, die moderate Mengen von sowohl weißem Raum
als auch Tinte aufweisen, können
kleine Punktplatzierungsfehler eine große Auswirkung darauf haben,
wie viel weißen Raum
eine Person wahrnimmt.
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Um
Bandbildung aufgrund von Punktplatzierungsfehlern zu minimieren
(und um gleichzeitig auch die Auswirkung von Druckdefekten zu reduzieren,
die sich daraus ergeben, dass zu einem Zeitpunkt zu viel Tinte auf
dem Druckmedium ist, wie z. B. Auslaufen von einer Farbfläche in eine
andere und Verwerfen oder Faltenbildung des Druckmediums), drucken
die meisten Drucker nicht alle erforderlichen Tropfen aller Tintenfarben
in allen Pixelpositionen in dem Band in einer einzigen Bewegung
oder einem einzigen „Durchlauf" der Druckköpfe über dem
Medium. Statt dessen werden mehrere Bewegungen verwendet, um die
volle Tintenmenge auf das Medium aufzubringen, wobei das Medium
nach jedem Durchlauf um nur einen Teil der Höhe des gedruckten Bandes vorbewegt
wird. Auf diese Weise können
Bereiche des Mediums in mehr als einem Durchlauf gedruckt werden.
In einem Drucker, der einen solchen „Mehrfachdurchlauf"-Druckmodus verwendet,
wird nur ein Bruchteil der Gesamttintentropfen, die benötigt werden,
um jeden Abschnitt des Bildes vollständig zu drucken, in jeder Zeile
des gedruckten Mediums durch jeden einzelnen Durchlauf aufgebracht; Bereiche,
die ungedruckt belassen werden, werden durch einen oder mehrere
spätere
Durchläufe
ausgefüllt.
Wenn das Drucken einer Seite abgeschlossen ist, wurde jeder Bereich
des Druckmediums typischerweise durch die gleiche mehrere Anzahl
von Durchläufen
bedruckt. Weil jeder Durchlauf eine andere Düse zum Drucken einer bestimmten
Zeile des Bildes verwendet, kann Mehrfachdurchlaufdrucken Düsendefekte
ausgleichen. Um darzustellen, wie diese Kompensation funktioniert,
betrachte man den Defekt, wo eine bestimmte Düse in einem Einzeldurchlaufdruckmodus überhaupt
nicht funktioniert, was verursacht, dass eine ungedruckte Zeile
(oder ein ungedrucktes Band) von ungedruckten Pixelpositionen in
dem gedruckten Bild erscheint. Falls jedoch ein Vierdurchlaufdruckmodus
anstatt einem Einzeldurchlauf verwendet wird, druckt die defekte
Düse nur
in einem von vier Tropfen in dieser Zeile, was die Auswirkung der
defekten Düse
weniger störend macht.
Während
das obige Beispiel zu Darstellungszwecken eine defekte Düse verwendete,
gilt das gleiche Prinzip für
Düsen mit
Richtwirkungsfehlern, die Tinte an falschen Positionen drucken.
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Ein
Mehrfachdurchlaufdruckmodus, bei dem alle Düsen die gleiche Anzahl von
Tintentropfen aufweisen können,
ist jedoch häufig
nicht ausreichend, um die Druckqualität auf ein annehmbares Niveau
zu verbessern, insbesondere wenn spezifische Gruppen von Düsen schlimmere
Fehler aufweisen als andere Gruppen, wie in dem Fall des Bandhöhenfehlers,
wie er oben beschrieben ist. Daher haben einige andere Lösungsansätze zum
Verbessern der Druckqualität
den Druckmodus modifiziert, so dass nicht mehr alle Düsen die
glei che Anzahl von Tintentropfen drucken. Beispielsweise führt ein
Druckmodus, der nur mit den mittleren Düsen eines Druckkopfs druckt, der
Bandhöhenfehler
aufweist, zu einer verbesserten Druckqualität. Ein solcher Lösungsansatz
hat jedoch den Nachteil des beträchtlichen
Erhöhens
der Zeitdauer, die benötigt
wird, um eine Seite zu drucken, weil in jedem Durchlauf ein kleineres
Band gedruckt wird.
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Ein
weiterer Druckmodus druckt mit allen Düsen, druckt aber weniger Tropfen
von den Enddüsen als
von den Mitteldüsen.
Beispiele dieses Druckmodus sind beschrieben in der mitanhängigen und
gemeinschaftlich übertragenen
europäischen
Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 99301151.9 (EP-A-1029688), von Vinals,
eingereicht am 17. Februar 1999, mit dem Titel „Printing Apparatus and Method" (Anwaltsaktenzeichen
Nr. 60980088). Um in allen Bereichen des gedruckten Bildes die gleiche Druckdichte
zu erzeugen, müssen
jedoch die Ränder jedes
Bands mit den Rändern
des nächsten
Bands überlappen,
und somit den Abstand reduzieren, um den das Medium zwischen Durchläufen vorbewegt werden
kann, im Vergleich zu einem Druckmodus, bei dem alle Düsen die
gleiche Anzahl von Tropfen aufbringen können. Als Folge des reduzierten
Medienvorschubabstands ist die Zeitdauer, die erforderlich ist,
um die Seite vollständig
zu drucken, erhöht. Falls
diese Technik beispielsweise auf einen Vierdurchlaufdruckmodus angewendet
würde,
wird die Mehrzahl der Pixelpositionen auf der Seite in vier Durchläufen gedruckt,
aber es gibt Streifen von Pixeln, die fünf Durchläufe zum Drucken erfordern (was als „Vier-Fünf"-Geteilt-Durchlaufdruckmodus
bekannt ist).
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Die
EP761453 offenbart ein Verfahren
zum Betreiben eines Tintenstrahldruckers mit einer gebogenen Auflageplatte.
Das Abfeuern der Tintendüsen des
Druckkopfs wird auf spezifische Weise gesteuert, um die Auswirkungen
der Fehlplatzierung von Tintenpunkten auf dem Druckmedium zu vermeiden,
aufgrund der Krümmung
der Auflageplatte und anderer Effekte. Das Drucken von Markierungen
auf dem Druckmedium wird in mehreren Durchläufen des Druckkopfs durchgeführt, wodurch
das Medium zwischen Durchläufen
vorbewegt wird. Während
eines Durchlaufs werden zentrale Düsen häufiger abgefeuert als Düsen am Umfang
des Druckkopfs, weil die Genauigkeit für periphere Düsen schlechter
ist als für zentrale
Düsen.
Das Drucken während
eines einzelnen Durchlaufs wird somit in Bändern durchgeführt, wobei
die Tintenmenge, die in zentralen Bändern platziert wird, höher ist
als in peripheren Bändern.
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Für einen
Tintenstrahldruckerkäufer
ist die Zeitdauer, die benötigt
wird, um eine Seite zu drucken, oder die Anzahl von Seiten, die
pro Zeiteinheit gedruckt werden können, wie z. B. Seiten pro
Minute, genau so wichtig wie die Druckqualität. Folglich gibt es nach wie
vor einen Bedarf an einem Tintenstrahldrucker, der Druckqualitätsdefekte
eliminiert aufgrund von Düsenabweichungen,
aber ohne den Druckerdurchsatz wesentlich zu reduzieren.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Mehrfachdurchlaufbanddrucker geschaffen, wie
er in Anspruch 1 definiert ist.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verbessert
das Mehrfachdurchlaufbanddrucksystem die Qualität der gedruckten Ausgabe durch
Verringern der Gesamtzahl von Malen, die fehlerhafte Düsen während des
Druckens auf dem Druckmedium verwendet werden. Wenn dies mit einem
entsprechenden Anstieg bei der Gesamtzahl von Malen, die andere
Düsen mit
höherer
Qualität
verwendet werden, um das Bild zu drucken, kombiniert wird, liefert ein
solches Drucksystem die verbesserte Qualität ohne eine wesentliche Reduktion
beim Druckdurchsatz.
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Die
Düsenanordnung
verläuft
vorzugsweise während
eines ersten Druckdurchlaufs über
ein erstes Band von Zeilen, und während eines zweiten Druckdurchlaufs über ein
zweites Band von zumindest einigen unterschiedlichen Zeilen, wobei
das zweite Band das erste Band teilweise überlappt, um ein Teilband zu
bilden; jedes Band kann P Teilbänder umfassen,
wobei genau P Druckdurchläufe
erforderlich sind, um jedes der P Teilbänder vollständig zu drucken.
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Mehr
als ein Druckkopf kann in dem Banddrucksystem enthalten sein. Bei
einigen Ausführungsbeispielen
sind alle Druckköpfe
relativ zueinander ausgerichtet, so dass jeder Druckkopf die Tinte im
Wesentlichen in einem identischen Band in einem einzigen Durchlauf
aufbringt. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Druckköpfe relativ
zueinander versetzt, so dass jeder Druckkopf die Tinten im Wesentlichen
in einem anderen Band in einem einzelnen Durchlauf aufbringt. Bei
noch einem weiteren Ausführungsbeispiel
sind die Druckköpfe
teilweise relativ zueinander ausgerichtet, so dass zwei benachbarte
Druckköpfe
die Tinten in einem überlappenden
Band in einem einzigen Druckdurchlauf aufbringen. Jeder Druckkopf
kann in einer einzelnen Kassette befestigt sein, oder mehrere Druckköpfe können in
der gleichen Kassette befestigt sein, wie z. B. eine Dreifarbkassette,
die drei Druckköpfe
enthält.
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Die
drei Druckköpfe
können
relativ zueinander ausgerichtet sein, so dass die Druckköpfe die
Tinten im Wesentlichen in einem einzigen Druckdurchlauf in einem
identischen Band aufbringen, oder können relativ zueinander versetzt
sein, so dass die Druckköpfe
die Tinten in einem einzigen Druckdurchlauf in unterschiedlichen
Bändern
aufbringen.
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Düsen, die
eine Tendenz für
höhere
Punktplatzierungsfehler zwischen den gewünschten Zielpixelpositionen
und den tatsächlichen
Tintenaufbringungspositionen aufweisen, werden aktiviert, um an weniger
Positionen drucken. Andere Düsen,
die dazu neigen, weniger Punktplatzierungsfehler zu erzeugen, können bei
einigen Ausführungsbeispielen
aktiviert werden, um an mehr Positionen zu drucken.
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Die
Maskenstruktur hat vorzugsweise für jede Düse eine unterschiedliche Strukturposition.
Bei einigen Ausführungsbeispielen,
bei denen die Düsen in
einem logisch linearen Düsenarray
angeordnet sind, weist die Maskenstruktur eine obere Maskenteilstruktur
auf, die einen Satz von Düsen
nahe dem oberen Ende des Druckkopfs regelt, und eine untere Maskenteilstruktur,
die einen Satz von unteren Düsen
nahe dem unteren Ende des Druckkopfs regelt. Die obere Maskenteilstruktur
aktiviert obere Düsen am
nächsten
zu dem oberen Ende, Tinte in jedem Druckdurchlauf in weniger Pixelpositionen
auf den Zeilen aufzubringen, während
andere der oberen Düsen
am weitesten entfernt von dem oberen Ende aktiviert werden, um Tinte
in jedem Druckdurchlauf in mehr Pixelpositionen auf den Zeilen aufzubringen. Gleichartig
dazu aktiviert die untere Maskenteilstruktur einige der unteren
Düsen am
nächsten
zu dem unteren Ende, um Tinte in jedem Druckdurchlauf in weniger
Pixelpositionen auf den Zeilen aufzubringen, während andere der unteren Düsen am weitesten entfernt
von dem unteren Ende aktiviert werden, um Tinte in jedem Druckdurchlauf
in mehr Pixelpositionen auf den Zeilen aufzubringen. Die Maskenstruktur kann
auch zumindest eine mittlere Maskenteilstruktur aufweisen, die einen
Satz von mittleren Düsen
zwischen dem oberen und unteren Ende des Druckkopfs regelt. Jede
mittlere Maskenteilstruktur aktiviert einige der mittleren Düsen am nächsten zu
dem oberen und unteren Ende, um Tinte in jedem Druckdurchlauf in
mehr Pixelpositionen auf den Zeilen aufzubringen. Die obere und
untere Maskenteilstruktur können
abgestuft sein, um die Anzahl von Tropfen allmählich zu verringern, die von
den Düsen
zu dem oberen und unteren Ende der Düsenanordnung aktiviert werden, wobei
die Düsen
am nächsten
zu dem oberen und unteren Ende des linearen Arrays die geringste
Anzahl von Tropfen aktivieren.
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Noch
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Banddruckers schafft eine Einrichtung zum teilweisen Drucken
von Zeilen von Pixelpositionen auf einem Druckmedium mit einer unterschiedlichen
Düse in
einem Druckkopf während
jedem von P Druckdurchläufen,
wobei jede Pixelposition während
nur einem der P Druckdurchläufe
für das
Drucken aktiviert ist. Ein solcher Drucker weist auch eine Einrichtung
auf, um für
einige Zeilen das Drucken in einem einzigen Druckdurchlauf von mehr
möglichen
Pixelpositionen mit einigen der Düsen als mit anderen der Düsen zu ermöglichen.
Drucken ist in zumindest einigen möglichen Pixelpositionen durch
jede Düse
während
jedes einzelnen Druckdurchlaufs erlaubt, und exakt P Druckdurchläufe sind
erforderlich, um jede Zeile vollständig zu drucken.
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Andere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden
detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
offensichtlich, die die Prinzipien der Erfindung beispielhaft darstellen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldruckers, der die
vorliegende Erfindung umfasst.
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2 ist
ein Blockdiagramm der Hauptschreibsystemabschnitte des Tintenstrahldruckers von 1.
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3 ist
ein schematisches Diagramm, das den Punktplatzierungsfehler darstellt,
der in einem Druckkopftyp auftritt, der mit dem Drucker von 1 verwendet
werden kann.
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4A bis 4B sind
schematische Diagramme, die die Bandbildung darstellen, die sich
vom Drucken mit dem Druckkopf von 3 ergeben kann.
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5 ist
ein schematisches Diagramm der Düsenanordnung
eines Druckkopfs, der mit dem Drucker von 1 verwendet
werden kann.
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6 ist
ein schematisches Diagramm, das unterschiedliche vertikale Positionierungen
der Düsenanordnung
des Druckkopfs von 5 während des Druckens von Bändern auf
einem Druckmedium darstellt.
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7 ist
ein schematisches Diagramm, das darstellt, welche der vertikalen
Positionierungen verwendet werden, um die Regionen über und
unter einer Bandgrenze von 6 unter
Verwendung einer 16-Zellen-Druckmaske
zu drucken.
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8A bis 8B sind
Zweidurchlauf- bzw. Vierdurchlauf-Druck masken gemäß der vorliegenden
Erfindung, die mit dem Druckkopf von 5 verwendet
werden können.
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9A bis 9B sind
Maskenstrukturen für
Abschnitte der Vier durchlauf-Druckmaske von 8B, die
das Druckmuster von 7 implementieren.
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10 ist
ein Diagramm für
eine 64-Zellen-Maskenstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung, die die Anzahl von Malen darstellt, die jede der 128
Düsen aktiviert
wird, um auf einer Zeile des Druckmediums zu drucken.
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11A bis 11C sind
schematische Ansichten von alternativen re lativen Ausrichtungen mehrerer
Druckköpfe
in einem Drucker gemäß 1.
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12 ist eine perspektivische Ansicht von alternativen
Druckkassetten- und Tintenverteilungssystemen, die mit dem Drucker
von 1 verwendet werden können.
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13 ist
ein Flussdiagramm eines Druckverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung,
das den Punktplatzierungsfehler minimiert.
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Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Bezug
nehmend auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 und 2 ist
ein Drucker 10 dargestellt, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut
ist, der visuell wahrnehmbare Bandbildung reduziert, die aufgrund
von Düsenabweichungen
auftritt, und dies ohne Reduzieren des Druckerdurchsatzes erreicht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des
Druckers 10 umfasst einen Rahmen, der allgemein bei 11 angezeigt
ist, auf dem ein Wagen 20 beweglich befestigt ist. Der
Wagen 20 weist Kammern zum Halten von zumindest einem Druckkopf 21 (1 stellt
beispielhaft vier Druckköpfe 21 dar)
auf, und zum Befördern
derselben in einer Druckausrichtung benachbart zu der Oberfläche eines
Druckmediums 18 mit einer Mehrzahl von Pixelpositionen,
wie z. B. Pixelposition 19, die in einem rechteckigen Array von
Zeilen und Spalten angeordnet sind. Der Wagen 20 ist in
dem Rahmen 11 befestigt, für eine relative Bewegung bezüglich des
Druckmediums 18 in einem Druckdurchlauf. Jeder Druckkopf 21 weist
eine Mehrzahl von Düsen 24 auf,
durch die Tintentropfen 26a–b auf das Druckmedium 18 ausgestoßen werden,
um ein Bild zu bilden, das jede Kombination von Text, Graphik oder
Photographien enthalten kann. Wie es hierin nachfolgend näher erörtert wird,
ist die Mehrzahl von Düsen 24 logisch
angeordnet als ein lineares Array von Düsen, die im Wesentlichen orthogonal zu
einer Bewegungsachse 4 sind. Typischerweise enthält jeder
Druckkopf eine andere Tintenfarbe. Der Wagen 20 ist entlang
der Wagenachse 4 durch einen Wagenvorschubmechanismus beweglich,
der allgemein bei 12 angezeigt ist, der in dem Rahmen 11 befestigt
ist. Der Drucker 10 weist auch einen Druckmedienvorschubmechanismus
auf, der allgemein bei 17 angezeigt ist, der in dem Rahmen 11 befestigt
ist, der das Druckmedium 18 entlang einer Medienvorschubachse 8 vorbewegt
(der Wagenvorschubmechanismus 12 und der Druckmedienvorschubmechanismus 17 sind
für Fachleute
auf diesem Gebiet gut bekannt und werden hierin nachfolgend nicht
näher erörtert). Eine
Drucksteuerung 58 steuert die Bewegungen des Wagens 20 und
des Mediums 18 und aktiviert die Düsen für Tintentropfenaufbringung.
Durch Kombinieren der relativen Bewegung des Wagens 20 entlang
der Bewegungsachse 4 mit der relativen Bewegung des Druckmediums 18 entlang
der Medienvorschubachse 8 kann jeder Druckkopf 21 ein
oder mehrere Tintentropfen 26 an jeder einzelnen der Pixelpositionen 19 auf
dem Druckmedium 18 aufbringen. Wie es nachfolgend näher erörtert wird,
wird eine Druckmaske 62 durch die Drucksteuerung 58 verwendet,
um die Aufbringung von Tintentropfen von dem Druckkopf 21 zu
regeln. Für
jede Pixelposition 19 in einer Zeile während eines einzelnen Druckdurchlaufs
weist die Druckmaske 62 eine Maskenstruktur auf, die wie
ein „Tor" wirkt, um die Düse, die benachbart
zu der Zeile ist, zum Drucken zu aktivieren, oder die Düse vom Drucken
auf dieser Pixelposition 19 abzuhalten; ob das Pixel tatsächlich durch die
Düse gedruckt
wird oder nicht, hängt
selbstverständlich
davon ab, ob die Bilddaten 54, die zu drucken sind, ein
Pixel dieser Tintenfarbe in dieser Pixelposition erfordert. Die
Druckmaske 62 ist typischerweise in Firmware in dem Drucker 10 implementiert, obwohl
dieselbe alternativ in einem Softwaretreiber in einem Rechenprozessor
(nicht gezeigt) außerhalb des
Druckers implementiert sein kann. Um gemäß der vorliegenden Erfindung
die Druckqualität
zu verbessern, ist die Maskenstruktur aufgebaut, so dass Düsen von
geringerer Qualität
weniger häufig
verwendet werden als Düsen
von höherer
Qualität.
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Bevor
die Struktur und der Betrieb der Druckmaske 62 näher erörtert werden,
ist es vorteilhaft, zu Darstellungszwecken einen bestimmten Druckqualitätsdefekttyp
zu betrachten, der durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung
verringert werden kann. Wie es mit Bezugnahme auf 3 am
besten zu sehen ist, stößt eine
Spalte von Düsen 24 in
dem Druckkopf 21 Tinte auf das Druckmedium aus. Einige der
Düsen können eventuell
Tintentropfen nicht genau in den beabsichtigten Positionen aufbringen, sondern
platzieren dieselben statt dessen in einer tatsächlichen Position, die sich
von der beabsichtigten Position um einen gewissen Betrag eines Richtwirkungsfehlers
unterscheidet. Dieser Richtwirkungs- oder Punktplatzierungsfehler kann eine
Komponente in der Richtung der Bewegungsachse 4 aufweisen (die
als Bewegungsachsen-Richtwirkungs- oder SAD-Fehler bekannt ist),
und eine Komponente in der Richtung der Medien- oder Papiervorschubachse 8 (bekannt
als Papierachsenrichtwirkungs- oder PAD-Fehler). Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
die Druckqualität
verbessern, die von Druckköpfen
erzeugt wird, die entweder SAD, PAD oder sowohl SAD als auch PAD
aufweisen. Zu Darstellungszwecken wird die Erörterung hierin jedoch mit Bezugnahme
auf einen Druckkopf 21 fortgesetzt, bei dem diese Düsen benachbart
zu den Enden der Spalte der Düsen 24 eine
größere Tendenz
für PAD-Fehler
haben, bei dem die Tintentropfen 26a, die von Enddüsen ausgestoßen werden,
nicht genau in den beabsichtigten Positionen auf dem Druckmedium
gedruckt werden, während
Tintentropfen 26b, die von mittleren Düsen ausgestoßen werden,
weniger Tendenz für
PAD-Fehler haben und es somit wahrscheinlicher ist, dass dieselben
nahe zu den beabsichtigten Positionen gedruckt werden. Drucken mit
einem solchen Druckkopf 21 erzeugt ein gedrucktes Band
der Höhe
E anstatt ein Band der Höhe
H, wie es gewünscht
ist, wobei die Differenz zwischen E und H den Bandhöhenfehler
definiert. Wie es mit Bezugnahme auf 3a–3b erklärt
ist, kann die Richtung des Punktplatzierungs-PAD-Fehlers entweder außerhalb 31 von
der Düsenspalte
sein, oder innerhalb 35 zu der Mitte der Düsenspalte 24.
Obwohl sich die vorliegende Erfindung auf Mehrfachdurchlaufdruckmodi
bezieht, stellen 4a–4b für ein leichteres
Verständnis
einen Druckkopf dar, der in einem Einzeldurchlauf-Druckmodus arbeitet.
In einem ersten Durchlauf druckt der Druckkopf 21 das Band 27,
bewegt sich dann um einen Abstand in der Medienvorschubachse 8 um
die volle Höhe
des Druckkopfs 21 vor, und schließlich druckt der Druckkopf 21' auf einem zweiten
Band 27' in
einem zweiten Durchlauf. Wo die Richtung des Bandhöhenfehlers
nach außen
ist 31, wie in 4a, wird
ein überlappendes Bands 29 gebildet
durch die Tinte, die von den falsch ausgerichteten Düsen aufgebracht
wird. Wo die Richtung des Bandhöhenfehlers
nach innen ist 35, wie in 4b, bleibt
ein unbedrucktes Band 37, nachdem die Tinte von den falsch
ausgerichteten Düsen
ausgestoßen
wurde.
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Wie
es für
Fachleute auf diesem Gebiet gut bekannt ist, sind Druckköpfe typischerweise
auf Siliziumsubstraten gebildet. Einer oder mehrere Druckköpfe, jeder
für eine
andere Tinte, können
auf einem einzigen Substrat gebildet sein. Wenn nun die Mehrzahl
von Düsen 24 näher betrachtet
wird mit Bezugnahme auf 5, hat ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Druckkopfs 21 zwei vertikale Spalten 70a–b von Düsen, die,
wenn der Druckkopf 21 in dem Drucker 10 installiert
ist, senkrecht zu der Bewegungsachse 4 sind. Die säulenförmige vertikale
Beabstandung 74 zwischen benachbarten Düsen in einer Spalte ist bei
aktuellen Druckköpfen
typischerweise 1/300stel Zoll. Durch Verwenden von zwei Spalten
statt einer, und durch logisches Behandeln der Düsen als eine einzige Spalte
ist jedoch die effektive vertikale Beabstandung 72 zwischen
logischen Düsen
auf 1/600stel Zoll reduziert werden, wodurch eine verbesserte Druckauflösung in
der Richtung der Medienvorschubachse 8 erreicht wird. Als
ein Beispiel würde
die Drucksteuerung 58 eine vertikale Spalte von 1/600stel
Zoll Pixelpositionen auf dem Druckmedium 18 drucken, durch
Aufbringen von Tinte von der Spalte 70a, dann den Druckkopf 21 in
der Bewegungsachsenrichtung 4 um den Zwischenspaltenabstand 76 bewegen,
bevor Tinte von der Spalte 70b aufgebracht wird. Die falsch
ausgerichteten Düsen,
die zu Bandhöhenfehler
beitragen, sind häufig
in Abschnitten 78 angeordnet, benachbart zu dem oberen
und unteren Ende des Druckkopfs 21. Obwohl nicht jede Düse in dem
Abschnitt 78 Tinte falsch ausrichtet, haben diese Düsen eine
höhere
Wahrscheinlichkeit, dies zu tun. Umgekehrt, obwohl nicht jede Düse außerhalb
dieser Abschnitte im Wesentlichen in der gewünschten Richtung druckt, tun
dies die meisten derselben; sie haben eine geringere Wahrscheinlichkeit,
unerwünschte
Richtwirkungsfehler aufzuweisen.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf die Druckmaske 62 unter Berücksichtigung
der vorhergehenden Erörterungen,
definiert die Druckmaske 62 die Struktur, die durch die
Drucksteuerung 58 verwendet wird, um während jedes Durchlaufs teilweise
ein Band des Bildes zu drucken. In einem gegebenen Durchlauf des
Wagens 20 über
dem Druckmedium 18 in einem Mehrfachdurchlaufdrucker 10 werden nur
die Pixelpositionen 19 gedruckt, die durch die Druckmaske 62 aktiviert
sind. Die Druckmaskenstruktur ist derart, dass die anderen Pixelpositionen in
dem Band während
anderen Durchläufen
gefüllt werden.
Der allgemeine Betrieb von Druckmasken ist in der Technik gut bekannt,
wie es durch das oben angeführte
gemeinschaftlich übertragene
U.S.-Patent 5,555,006 gezeigt wird, das an Cleveland u. a. erteilt
wurde. Herkömmliche
Druckmasken verteilen allgemein das Drucken in einzelne Pixelpositionen auf
dem Druckmedium 18 gleichmäßig zwischen allen Düsen und
zwischen allen Durchläufen.
Falls beispielsweise ein Druckkopf 100 Düsen aufweist, würde die
Druckmaske jede Düse
aktivieren, um in etwa 1% von allen Pixelpositionen zu drucken.
Außerdem aktiviert
ein herkömmlicher
Vierdurchlauf-Druckmodus mit einem gleichmäßigen Medienvorschub zwischen
jedem Druckdurchlauf typischerweise das Drucken von etwa 25% aller
Pixelpositionen während jedes
Durchlaufs.
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Eine
Druckmaske gemäß der vorliegenden Erfindung
weist andererseits eine Maskenstruktur auf, die in einem Druckdurchlauf
die gesamte Anzahl von möglichen
Malen verringert, die Düsen
von geringerer Qualität,
wie z. B. Düsen
benachbart zu den Enden der Spalte 24, aktiviert werden,
um Tinte auf das Medium 18 aufzubringen. Als Folge sind
weniger mögliche
Pixelpositionen aktiviert zum Drucken mit Düsen geringerer Qualität als aktiviert
wären,
falls alle Düsen
aktiviert sind, um im Wesentlichen die gleiche Anzahl von Malen
zu drucken. Die Maskenstruktur erhöht auch in einem Druckdurchlauf
die Gesamtzahl von möglichen
Malen, die bestimmte Düsen
höherer
Qualität,
wie z. B. Düsen
benachbart zu der Mitte der Spalte 24, aktiviert werden,
um Tinte auf das Medium 18 aufzubringen. Um die Reduktion
bei möglichen
Druckpositionen von Düsen
geringerer Qualität
auszugleichen, werden mehr mögliche
Pixelpositionen aktiviert für
Drucken mit Düsen
mit höherer
Qualität
als zum Drucken aktiviert wären,
falls alle Düsen
aktiviert würden,
um im Wesentlichen die gleiche Anzahl von Malen zu drucken. Als
Folge aktiviert die Maskenstruktur der vorliegenden Erfindung mehr mögliche Pixelpositionen,
die mit Düsen
höherer Qualität bedruckt
werden können,
ohne den Druckmedienvorschubabstand zu verringern oder auf einen
Geteilt-Durchlauf-Druckmodus
zurückzugreifen, und
somit ohne den Durchsatz zu reduzieren; die gleiche Anzahl von Druckdurchläufen ist
erforderlich, um alle Zeilen des Mediums 18 zu bedrucken.
Für das
oben verwendete 100-Düsen-Beispiel
würden Düsen geringerer
Qualität
aktiviert, um in weniger als 1% der gesamten Pixelpositionen zu
drucken, und Düsen
höherer
Qualität
würden
aktiviert, um in mehr als 1% der gesamten Pixelpositionen zu drucken.
Außerdem
ermöglicht
die neuartige Druckmaske für
einen Vier-Durchlauf-Druckmodus
das Drucken von weniger als 25% der gesamten Pixelpositionen in
einigen Durchläufen,
und mehr als 25% der gesamten Pixelpositionen in einigen Durchläufen, und
mehr als 25% der gesamten Pixelpositionen in anderen Durchläufen.
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Zusätzlich zum
Betrachten der Maskenstruktur von der Düsenperspektive kann dieselbe
auch von der Perspektive einer bestimmten Gruppe von Teilen auf
dem Druckmedium 18 betrachtet werden, wo eine andere Gruppe
von Düsen
während
jedes einzelnen Druckdurchlaufs des Wagens 20 entlang der
Bewegungsachse 4 auf der Gruppe von Zeilen druckt. Von
dieser Perspektive regelt eine andere Maskenteilstruktur das Drucken
auf den Zeilen für
jeden Durchlauf. Wenn Düsen
geringerer Qualität über die
Gruppe von Zeilen verlaufen, verringert die Maskenteilstruktur die
Gesamtzahl von möglichen
Malen, die die Düsen
für diese
Zeilen aktiviert werden können.
Wenn Düsen
höherer
Qualität über die
Gruppe von Zeilen verlaufen, erhöht
die Maskenteilstruktur die Gesamtzahl von möglichen Malen, die diese Düsen für die Zeilen
aktiviert werden können.
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Der
Begriff „Druckdurchlauf", wie er hierin verwendet
wird, bezieht sich auf die Durchläufe, bei denen der Druckkopf
zum Drucken aktiviert ist, während
sich die Düsenanordnung
relativ zu dem Medium 18 in der Bewegungsachsenrichtung 4 bewegt;
in einem bidirektionalen Drucker kann jeder Vorwärts- und Rückwärtsdurchlauf entlang der Bewegungsachse 4 ein
Druckdurchlauf sein, während
in einem unidirektionalen Drucker Druckdurchläufe während jedes Druckdurchlaufs
in nur einer der Bewegungsrichtungen auftreten können. Die Düsenanordnung 24 ist in
Abschnitte unterteilt, die Anzahl von Abschnitten ist gleich der
Anzahl von Druckdurchläufen,
die erforderlich sind, um jedes Teilband vollständig mit Tinte einzufärben, und
die Höhe
des Abschnitts entspricht dem Abstand in der Medienvorschubrichtung 8,
die das Medium 18 nach dem entsprechenden Druckdurchlauf
vorbewegt wird.
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Um
beispielhaft die Struktur und den Betrieb einer Druckmaske 62 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung näher
darzustellen, stellt 6 eine Reihe von fünf vertikalen
Positionierungen 24a–e
der Düsenanordnung 24 über dem Druckmedium 18 dar,
während
aufeinanderfolgenden Druckdurchläufen
eines Vierdurchlauf-Druckmodus unter Verwendung eines Druckkopfs 21,
der einen Bandhöhenfehler
aufweist. Die Düsenanordnung ist
in vier Abschnitte unterteilt, die mit A–D bezeichnet sind, und zwischen
jedem Druckdurchlauf wird das Medium 18 um einen Abstand
in der Medienvorschubrichtung 8 vorbewegt, der gleich einem
Viertel der Höhe
H 40 der Düsen
ist, und jeder Abschnitt enthält
ein Viertel der insgesamt 128 Düsen (32 Düsen), die nummeriert
sind, wie es bei 41 angezeigt ist. Beim Betrieb druckt
der Düsenabschnitt
D ein Teilband 46, das während des Durchlaufs 1 genau über der
Teilbandgrenze 43 angeordnet ist, dann wird das Medium 18 um
die Höhe 40 des
Düsenabschnitts vorbewegt,
so dass der Düsenabschnitt
C das Teilband 46 während
des Durchlaufs 2 druckt. Dies wird in den Durchläufen 3 und 4 wiederholt,
wo die Abschnitte B und A jeweils das Teilband 46 drucken, und
danach ist das Teilband 46 des Mediums 18 vollständig bedruckt.
Der Bandhöhenfehler
bei diesem beispielhaften Druckkopf 21 ergibt sich von
Richtwirkungsfehlern in den oberen 42a und unteren 42b acht
Düsen,
wobei sich der Fehler erhöht,
je weiter die Düse
zu einem Ende des Druckkopfs angeordnet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung,
und wie es vorher angezeigt wurde, werden die Düsen 42a–b weniger
mögliche
Male während
des Druckens der Zeilen des Mediums 18 verwendet, über das
dieselbe verlaufen. Daher werden in dem Durchlauf 1 die
Düsen 42b aktiviert,
um weniger als 25% der gesamten Pixelpositionen in den acht Zeilen
genau oberhalb der Bandgrenze 43 zu drucken. Als Folge,
falls die Düsen 44a, 45a und 47a,
die über
diese acht Zeilen verlaufen, jeweils aktiviert sind um nur 25% der
gesamten Pixelpositionen zu drucken, werden einige der Pixelpositionen
in diesen acht Zeilen nicht zum Drucken aktiviert, und erfordern
somit, dass der Abstand des Medienvorschubs um diese acht Zeilen
reduziert wird, und ermöglicht
es, dass dieselben durch einen fünften
Durchlauf gefüllt
werden. Die Anzahl von möglichen
Malen, die die Düsen 44a, 45a und 47a aktiviert
werden, ist jedoch erhöht,
um die Verringerung bei der Anzahl von möglichen Malen auszugleichen,
die die Düsen 42b aktiviert
werden können. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
summieren sich die vier Durchläufe
auf eine Gesamtzahl von 100% der Pixelpositionen, und somit wird
kein partieller fünfter Durchlauf
benötigt.
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Nachfolgend
wird der Effekt der Reduktion und des Anstiegs beim Drucken von
bestimmten Düsen
gemäß der vorliegenden
Erfindung näher
betrachtet, und mit Bezugnahme auf 7 ist ein
schematisches Diagramm dargestellt, das eine detaillierte Ansicht
eines 16-Pixel-breiten Abschnitts von jeder der 16 Zeilen von Pixelpositionen
unmittelbar über und
unter der Teilbandgrenze 43 darstellt. Die Inhalte jeder
Pixelposition, wie z. B. der Pixelposition 19, zeigen den
entsprechenden Durchlauf in 6 an, bei dem
der Druckkopf 21 aktiviert ist, um die Pixelposition zu
drucken. Die acht Zeilen unmittelbar über 81a und unter 81b der
Teilbandgrenze 43 entsprechen den Zeilen in dem dargestellten
Abschnitt des Mediums, über
dem sich die acht unteren 42b und oberen 42a Düsen – d. h.
die Düsen,
die einen Punktplatzierungsfehler aufweist – in den Druckdurchläufen 1 bzw.
5 bewegen. Als Folge ist die Anzahl von möglichen Malen (von sechzehn),
die die Enddüsen
zum Drucken in dem dargestellten Zeilensegment aktiviert sind, wie
es bei 83 angezeigt ist, auf zwischen ein und drei Mal
reduziert; weil sich die Düsenqualität verschlechtert,
je näher
eine Düse
zu dem Ende angeordnet ist, drucken die Düsen am nächsten zu dem Ende die wenigste
Anzahl von möglichen
Malen. Um die Reduktion beim Drucken von den Enddüsen auszugleichen,
werden bestimmte mittlere Düsen,
die über
diese sechzehn Zeilen 81a–81b in den Druckdurchläufen 2,
3 und 4 verlaufen, aktiviert, um eine erhöhte Anzahl von Malen (zwischen
dreizehn und fünfzehn)
zu drucken; die Position dieser Düsen wird nachfolgend erörtert. Alle
Zeilen werden in vier Durchläufen
(Durchläufe
1–4 über der
Teilbandgrenze 43, und Durchläufe 2–5 unter der Teilbandgrenze 43)
vollständig
gedruckt. Umgekehrt werden die sechzehn Zeilen 82a–82b weiter
entfernt von der Teilbandgrenze 43 nie gedruckt mit den
oberen 42a oder unteren 42b Enddüsen. Daher
gibt es keinen Bedarf, dass diese Zeilen von herkömmlichen
Druckmaskentechniken abweichen, und daher werden 25% (vier von sechzehn)
der möglichen
Pixelpositionen zum Drucken in jedem der vier Durchläufe aktiviert.
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Wenn
nun die Struktur der Druckmaske 62 mit Bezugnahme auf 8A–8B näher betrachtet
wird, ist eine Druckmaske 62 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt, für einen Zweidurchlauf-Druckmodus
bzw. einen Vierdurchlauf-Druckmodus. Die Maskenstruktur jeder Druckmaske 62 weist
eine Breite von W Zellen auf, die das Drucken in W entsprechenden
Pixelpositionen 19 in einer Zeile des Druckmediums 18 regelt. Falls
es mehr als W Pixelpositionen 19 in einer Zeile gibt, wird
die Maskenstruktur nach Bedarf wiederholt, um die Zeile vollständig zu
drucken. Die Maskenstruktur weist eine Höhe von H Zellen auf, die das Drucken
für H entsprechende
Düsen in
dem Druckkopf 21 regeln. Der Druckkopf 21 druckt
teilweise ein Band von H Zeilen in einem einzigen Druckdurchlauf. Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Maskenstrukturhöhe
H abgemessen, um mit der Gesamtzahl von Düsen in dem Druckkopf 21 übereinzustimmen.
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Bei
den bevorzugten gleichmäßigen Vorschubdruckmodi
ist die Maskenstruktur in P Teilstrukturen von im Wesentlichen gleicher
Höhe H/P
unterteilt, wobei P die Anzahl von Durchläufen in dem Druckmodus ist.
Genau P Druckdurchläufe
sind erforderlich, um jedes der P Teilbänder des Bands vollständig zu
drucken, wie z. B. das Teilband 46, wie es in 6 gezeigt
ist. Die Höhe
H/P von jeder der P Teilstrukturen entspricht der Höhe eines
Teilbands. Wie es in 8A–8B am
besten dargestellt ist, weist jede Druckmaske 62 eine obere
Maskenteilstruktur 86 auf, die die Düsen in dem Abschnitt A regelt,
benachbart zu dem oberen Ende des Druckkopfs 21, wobei
die obere Maskenteilstruktur 86 einen Abschnitt 42a' aufweist, der
die Düsen 42a benachbart
zu dem oberen Ende aktiviert, um die Tintentropfen in weniger Pixelpositionen
der entsprechenden Zeilen in jedem Druckdurchlauf aufzubringen,
und ein Abschnitt 47a' aktiviert
die Düsen 47a entfernt
von dem oberen Ende, um die Tintentropfen in mehr Pixelpositionen
der entsprechenden Zeilen in jedem Druckdurchlauf aufzubringen.
Jede Druckmaske 62 weist auch eine untere Maskenteilstruktur 87 auf,
die die Düsen
in dem Abschnitt D benachbart zu dem unteren Ende des Druckkopfs 21 regelt,
wobei die untere Maskenteilstruktur 87 einen Abschnitt 42b' aufweist, der
die Düsen 42b benachbart
zu dem unteren Ende aktiviert, um die Tintentropfen in weniger Pixelpositionen
der entsprechenden Zeilen in jedem Druckdurchlauf aufzubringen,
und einen Abschnitt 44b',
der die Düsen 44b entfernt
zu dem unteren Ende aktiviert, um die Tintentropfen in mehr Pixelpositionen
der entsprechenden Zeilen in jedem Druckdurchlauf aufzubringen.
Für Druckmodi
mit drei oder mehr Durchläufen
weist jede Druckmaske 82 auch zumindest eine mittlere Maskenteilstruktur 88 auf,
die die Düsen
in den Abschnitten B und C regelt, die zwischen dem oberen und unteren
Ende des Druckkopfs 21 angeordnet sind, wobei die mittlere Maskenteilstruktur 88 Abschnitte 44a', 45b', 45a' und 47b' aufweist, die
die entsprechenden Düsen 44a, 45b, 45a, 47b aktivieren,
um Tintentropfen in mehr Pixelpositionen der entsprechenden Zeilen
in jedem Druckdurchlauf aufzubringen.
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Wie
es mit Bezugnahme auf 9A und 9B am
besten ersichtlich ist, aktiviert oder deaktiviert jede Zelle der
Druckmaske 62, wie z. B. die Zelle 52 das Drucken
eines entsprechenden Pixels in der Zeile des Druckmediums 18,
das der aktuellen Position des Druckkopfs 21 zugeordnet
ist. Falls die Bilddaten 54, die zu drucken sind, die Tintenfarbe
erfordert, die in dem Druckkopf 21 für dieses Pixel enthalten ist,
wird Tinte in diesem Pixel während
dieses Druckdurchlaufs nur aufgebracht, falls die Druckmaskenzelle
dasselbe aktiviert. Falls eine bestimmte Pixelposition nicht zum
Drucken während
eines Durchlaufs aktiviert ist, sind die Maskenstrukturen für die verschiedenen
Teilabschnitte aufgebaut, so dass dieselben durch einen anderen
Durchlauf aktiviert wird, so dass schließlich jede Pixelposition auf
dem Medium zum Drucken durch einen der Durchläufe aktiviert wird. Zellen,
die zum Drucken aktiviert sind, sind in 9A–9B schwarz
gefärbt,
während
Zellen, die zum Drucken deaktiviert sind, weiß gefärbt sind. 9A stellt
eine beispielhafte, 16-Zellen-breite Maskenteilstruktur D dar, die
für den
Enddüsenabschnitt
D verwendet wird, während 9B eine
komplementäre
16 Zellen breite Maskenteilstruktur C darstellt, die für den mittleren
Düsenabschnitt
C verwendet wird. (Weil die Maskenteilstruktur B analog ist zu der
Teilstruktur C, und die Maskenteilstruktur A analog ist zu der Teilstruktur
D, werden die Teilstrukturen A und B hierin nicht näher erörtert).
Das Drucken von Düsen,
die durch den Maskenteilstrukturabschnitt 42b geregelt
werden, wird weniger häufig
aktiviert, wobei die Anzahl von Malen allmählich reduziert wird, je näher zu dem
unteren Ende des Düsenarrays
die bestimmte Düse
angeordnet ist. Der Maskenteilstrukturabschnitt 49' aktiviert die
entsprechenden Düsen, um
die durchschnittliche Anzahl von Malen zu drucken. Das Drucken von
einigen der Düsen,
das durch Maskenteilstrukturabschnitte 44b', 45b' und 44a' geregelt wird, wird häufiger als
die durchschnittliche Anzahl von Malen aktiviert.
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Obwohl
die darstellenden Beispiele der Erfindung in 7, 9A und 9B eine
16-Zellen-breite Druckmaske 62 verwenden, verwendet das
bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine Druckmaske 62, die für einen Vier-Durchlauf-Druckmodus 64 Zellen
breit ist. Die Verwendung einer breiteren Druckmaske liefert eine
größere Auswahl
von Werten für
die Anzahl von Malen, die eine Düse
zum Drucken aktiviert werden kann, und liefert eine verbesserte
Druckqualität,
wie es in 10 dargestellt ist, die zeigt,
wie viele Male jede der 128 Düsen, wie es durch die Maskenstrukturabschnitte
A, B, C und D geregelt wird, aktiviert ist, um in jedem Satz von
64 Pixeln in einer Zeile zu drucken. In den Düsenregionen 44a-b, 45a-b
und 47a-b drucken die Düsen
häufiger
als die durchschnittliche Anzahl von Malen, um das reduzierte Drucken
von den Düsen
in den Regionen 42a und 42b auszugleichen, die
an den Enden des Druckkopfs 21 angeordnet sind, die weniger
häufig
als durchschnittlich drucken. In den Düsenregionen 49 sind
die Düsen
aktiviert, um die durchschnittliche Anzahl von Malen zu drucken,
die 16 beträgt
(25% der 64 Zellen). Eine 64-Zellen-Maskenstruktur wird im Vergleich zu
einer 16-Zellen-Druckmaske
bevorzugt, weil es dieselbe ermöglicht,
dass die Düsen
für das
Drucken 16-, 17-, 18-, 19- oder 20-mal in jedem Satz von 64 Pixeln
in einer Zeile aktiviert werden; im Gegensatz dazu können in einer
16-Zellen-Druckmaske die Düsen
aktiviert werden, um entweder nur 16- oder 20-mal in 64 Pixeln zu drucken,
eine gröbere
Auflösung.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung zu Darstellungszwecken mit Bezugnahme
auf einen einzigen Druckkopf 21 beschrieben wurde, kann
ein Drucker 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung zusätzliche
Druckköpfe 21 enthalten,
wie es am besten in 11A–11C dargestellt
ist. Die Druckköpfe 21 können in
dem Drucker 10 in unterschiedlichen Positionen relativ
zueinander ausgerichtet sein. Bei einem Ausführungsbeispiel, wie es in 11A dargestellt ist, sind vier Druckköpfe 21 ausgerichtet,
so dass jeder Druckkopf 21 die Tinte im Wesentlichen in einem
identischen Band 27a in einem einzigen Durchlauf entlang
der Bewegungsachse 4 aufbringt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,
wie es in 11B dargestellt ist, sind die
Druckköpfe 21 voneinander
versetzt, so dass jeder Druckkopf die Tinte in einem einzigen Durchlauf
in unterschiedlichen Bändern 27b aufbringt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,
wie es in 11C dargestellt ist, sind alle
Druckköpfe 21 teilweise
ausgerichtet und teilweise versetzt, so dass zwei benachbarte Druckköpfe 21 die
Tinte in einem einzigen Druckdurchlauf in im Wesentlichen überlappenden
Bändern 27c aufbringen. Außerdem können alternative
Anordnungen zum Befestigen der Druckköpfe 21 in dem Wagen 20 und zum
Liefern von Tinte an die Druckköpfe
mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wie es schematisch
in 12A–12D dargestellt ist. Jeder Druckkopf 21 ist
in einer Kassette 132a–132d untergebracht.
Eine Kassette 132a–132d kann
nur einen Druckkopf 21 für eine Tintenfarbe enthalten,
oder sie kann mehrere Druckköpfe
für mehrere
Farben enthalten, wie z. B. eine Dreifarbkassette, die drei Druckköpfe für Cyan,
Magenta bzw. Gelb enthält.
Die mehreren Druckköpfe
können
auf einem einzigen Substrat oder auf unterschiedlichen Substraten
aufgebaut sein. Die Tinte kann auf unterschiedliche Weise an den
Druckkopf 21 geliefert werden. In 12A ist
ein Tintenreservoir 138a zusammen mit dem Druckkopf in
der Druckkassette 132a untergebracht. In 12B kann ein Tintenreservoir 138b von
der Druckkassette 132b entfernt werden, aber das Reservoir 138b ist
in der Druckkassette 132b befestigt, wenn dieselben in
den Wagen 20 eingebaut sind. In 12C enthält die Druckkassette 132c kein
Tintenreservoir; Tinte wird statt dessen von einem außerhalb
der Rutsche gelegenen Tintenreservoir 138c über eine
Röhre 139c an
die Kassette 132c geliefert. In 12D ist
das Haupttintenreservoir 138d auf ähnliche Weise außerhalb
der Rutsche angeordnet und über
ein Rohr 139d mit der Druckkassette 132d verbunden,
aber die Druckkassette 132d enthält auch ein Hilfsreservoir 138e.
Die vorliegende Erfindung kann mit jeder dieser Kassettenkonfigurationen und
Tintenliefersystemen verwendet werden, und mit anderen Entwurfsalternativen,
bei denen der Druckkopf 21 und das Druckmedium 18 in
relativer Bewegung zueinander sind.
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Ein
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie es mit Bezugnahme auf 13 am
besten verständlich
ist, liefert einen Druckkopf 21 mit Tinte und Düsen zum
Aufbringen der Tinte auf das Druckmedium 18, wobei jeder
Düse eine
Druckqualitätscharakteristik
zugeordnet ist. Bei Schritt 141 wird der Druckkopf 21 relativ
zu dem Druckmedium 18 entlang einer Bewegungsachse 4 bewegt,
in einem Druckdurchlauf über
die Zeilen von Pixelpositionen 19, wobei jede Düse einer
Zeile des Mediums 18 zugeordnet ist. Bei Schritt 142 druckt
der Drucker 10 teilweise ein Tintenband der Höhe H des
Druckkopfs 21 durch Aufbringen einer Tintenstruktur für die entsprechenden
Bilddaten 54 von den Düsen,
wie es durch eine Druckmaske 62 geregelt wird, die Düsen geringerer
Qualität
aktiviert, wie z. B. die Düsen 42a–b von 6,
um die entsprechenden Zeilen eine relativ geringere Anzahl von Malen
zu drucken und Düsen
hoher Qualität,
wie z. B. die Düsen 44a–b, 45a–b und 47a–b, um auf
den entsprechenden Zeilen eine relativ größere Anzahl von Malen zu drucken. Nachdem
das Tintenband teilweise gedruckt ist, wird das Druckmedium 18 relativ
zu dem Druckkopf 21 entlang einer Medienvorschubachse 8 im
Wesentlichen orthogonal zu der Bewegungsachse 4, um einen
Abstand vorbewegt, der einem Abschnitt der Höhe H des Druckkopfs 21 entspricht,
so dass ein nachfolgend gedrucktes Band das vorher gedruckte Band überlappt,
um ein Teilband zu bilden, wie z. B. das Teilband 46. Falls
das Bild vollständig
gedruckt wurde, wie es in Schritt 144 dargestellt ist,
ist das Verfahren abgeschlossen. Falls einige Bilddaten 54 zu
drucken übrig
sind, fährt
das Verfahren bei Schritt 142 für die Bilddaten 54 fort,
die der neuen Position des Druckkopfs 21 relativ zu dem
Druckmedium 18 entsprechen.
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Von
dem Vorhergehenden ist klar, dass der Drucker und das Verfahren,
die durch die vorliegende Erfindung geschaffen werden, einen wesentlichen Fortschritt
in der Technik darstellen. Ein Drucker kann gemäß der vorliegenden Erfindung
aufgebaut werden, um visuell unerwünschte Bandbildung zu reduzieren,
die aufgrund von Düsenabweichungen
auftritt, ohne den Druckerdurchsatz zu reduzieren. Obwohl mehrere
spezifische Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, ist die Erfindung
nicht auf die spezifischen Verfahren, Formen oder Anordnungen von
Teilen beschränkt,
die so beschrieben und dargestellt sind. Insbesondere kann die Erfindung
mit bidirektionalem Drucken verwendet werden, wo Druckdurchläufe in beiden
Bewegungsrichtungen entlang der Bewegungsachse 4 auftreten, oder
unidirektionalem Drucken, wo Druckdurchläufe nur in einer Richtung entlang
der Bewegungsachse 4 auftreten; mit gleichmäßigen Vorschubdruckmodi,
wo das Medium 18 zwischen Durchläufen um den gleichen Abstand
vorgeschoben wird, mit ungleichmäßigen Vorschubdruckmodi,
bei denen das Medium 18 zwischen Durchläufen um unterschiedliche Abstände vorbewegt
wird; mit Mehrfachdurchlaufdruckern, die erfordern, dass jede Anzahl
von Durchläufen
ein Teilband vollständig
druckt; mit allen Typen von Banddruckern, einschließlich Bahndruckern
und Trommeldruckern; mit allen Typen von Tintenstrahldruckern, einschließlich thermische
und Piezo- Drucktechnologien;
und mit Drucksystemen, bei denen es sein kann, dass nicht alle Komponenten
des Druckers in der gleichen physikalischen Umhüllung angeordnet sind. Außerdem kann
die Erfindung mit anderen Typen von Druckköpfen verwendet werden, die
Düsen geringerer
und höherer
Qualität
aufweisen, unabhängig
davon, wo auf dem Druckkopf diese Düsen angeordnet sind, und wie
viele Düsen
von geringerer Qualität
sind. Die Erfindung kann auch verwendet werden mit unterschiedlichen
Zuweisungen und Abstufungen der Anzahl von Malen, die Düsen geringerer
und höherer
Qualität
zum Drucken aktiviert werden. Die Erfindung ist nur durch die Ansprüche begrenzt.