-
Gebiet der
Erfindung
-
Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf Maschinen und Verfahren zum
Drucken von Text oder Graphik auf Druckmedien, wie z. B. Papier, Transparentmaterial
oder andere glänzende
Medien; und insbesondere auf eine abtastende thermische Tintenstrahlmaschine
und ein solches Verfahren, die Text oder Bilder aus einzelnen Tintenpunkten,
die auf einem Druckmedium erzeugt werden, in einem zweidimensionalen
Pixelarray erstellen. Die Erfindung verwendet Druckmodustechniken
zum Optimieren der Bildqualität.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
- (a) Raumfrequenzeffekte bei Bandbildung – Ein ständiges Problem
bei inkrementalem Drucken ist eine deutlich sichtbare Bandbildung
oder Musterbildung, die aus einer großen Vielzahl von Gründen entsteht.
Allgemein hängen
diese Gründe
mit wiederholt auftretenden Phänomenen
zusammen, die der bahnbasierten Natur solchen Druckens inhärent sind.
- Joan Manel Garcia adressiert in den veröffentlichten europäischen Patentanmeldungen
Nr. 0990516, 0990528 und 0998117 insbesondere Probleme der Musterbildung
in der lateralen oder transversalen Richtung, d. h. parallel zu
der Bewegungsachse. Er weist darauf hin, dass eine solche Musterbildung
besonders unerwünscht
ist, wenn sie in räumlichen
Periodizitäten
auftritt, gegenüber
denen das menschliche Auge besonders empfindlich ist.
- Garcia zeigt, dass eine solche Bandbildung bei normalen Leseabständen sehr
unauffällig
aufbereitet werden kann, durch Bewegen der Periodizität auf grob
3 cm (1 Zoll), oder vorzugsweise ein Bit länger. Dies kann erreicht werden
durch Feldeinteilung von Druckmasken dieser Breiten.
- Leider ist diese Technik derzeit nicht ohne weiteres anwendbar
auf die longitudinale Abmessung – d. h. auf die Richtung parallel
zu der Druckmediumvorschubachse. Der Grund ist, dass allgemein die
größten aktuellen
Druckköpfe
in dieser Richtung nur etwa 2 1/2 cm (1 Zoll) lang sind.
- Innerhalb des entsprechenden verfügbaren Bereichs von Raumfrequenzen
ist Bandbildung in den unteren drei Vierteln dieses Bereichs (der
bei Einzel-Durchlauf- bis
Vier-Durchlauf-Druckmodi verwendet wird) ziemlich sichtbar. Leider
spricht der aktuelle Trend zum Reduzieren der Anzahl von Durchläufen, die
zum Drucken jedes Bildsegments verwendet wird – um den Gesamtdruckdurchsatz
zu verbessern – gegen
die Verwendung genau dieses Teils des Bereichs.
- (b) Bahngrenzflächeneffekte – Ein Teil
der Bandbildung entlang der Druckmediumvorschubachse ergibt sich
an den Grenzflächen
zwischen Bahnen – aufgrund
der Vorschubfehler und „PAD"-Fehler, die oben
erwähnt
werden, und aufgrund von Tintenmedieninteraktionen, wie z. B. Zusammenfließen oder
Druckmediumausdehnung. Frühere
Dokumente, wie z. B. von Doval, haben darauf hingewiesen, dass diese
wiederholten kleinen Ausfälle
der Angrenzung selbst Bandbildung erzeugen (wenn auch äußerst winzige
Ungenauigkeiten oder Schwankungen bei der Angrenzung hilfreich sein
können).
- Bahnangrenzungsumregelmäßigkeiten
können die
einzige sichtbarste Form oder Typ von Bandbildungseffekt darstellen.
Wenn ein Bahnrand eng an den anderen an grenzt, ist die Angrenzung
beinahe immer ungenau – was
entweder zu einem schmalen Zwischenraum zwischen Bändern oder einem
schmalen Überdrucken
führt,
wo dieselben überlappen.
- Außerdem
sind die beiden Bahnen allgemein nicht genau gleich in der Dunkelheit
oder Farbsättigung,
was ein weiteres Kontrastelement entlang der Grenzfläche hinzufügt. Solche
Probleme werden verstärkt
durch einen hohen oder abrupten Feuchtigkeitsgradienten entlang
des Rands einer gerade aufgebrachten Bahn, wenn eine angrenzende
Bahn kurz danach gebildet wird.
- (c) Interne Effekte – Nicht
alle Bandbildungsprobleme treten jedoch an Bahngrenzen auf. Einige ergeben
sich einfach aus Düsen-PAD-Problemen und
diese können
vollständig
innerhalb der Bahn sein.
- Interne Muster können
durch wiederholtes Auftreten von Düsenunregelmäßigkeiten gebildet werden.
Herkömmliche
systematische Verfahren platzierten bestimmte unregelmäßig funktionierende Paare
(oder andere Gruppen) von Druckkopfelementen in Verbindung – bezüglich des
Druckmediums – immer
und immer wieder.
- Als ein Beispiel verwendet das Druckerprodukt der Hewlett Packard
Company, das als Modell 2000C bekannt ist, Zwei-Durchlauf-Bidirektional-Druckmodi – wobei
jede Pixelzeile durch zwei getrennte Düsen gedruckt wird. Bei 24 Zeilen
pro Millimeter (600 Punkte pro Zoll, dpi), hat ein 12,7 mm (1/2
Zoll) Stift 300 Düsen.
- Normalerweise tragen die Düsen
Nr. 1 und 151 Tropfen auf die gleiche Bildzeile auf – unter
Verwendung eines 6 1/3 mm (Viertel-Zoll) Vorschubs und erneut eines
Zwei-Durchlauf-, 300-Düsen-Druckmodus.
Alle 6 1/3 mm werden diese gleichen zwei Düsen gepaart (siehe 7 und
die Tabelle).
- Falls die Düsen
1 und 151, wenn sie kombiniert verwendet werden, einen wahrnehmbaren
Bandeffekt bilden, ist dieser Effekt für den Benutzer äußerst sichtbar – weil derselbe
in einer sich wiederholenden Struktur vorliegt, grob alle 6 mm oder viertel
Zoll. Falls beispielsweise beide Düsen ziemlich entfernt von ihrer
Nominalzielpixelzeile gerichtet sind, erscheint diese Pixelzeile
ungedruckt (zumindest in der bestimmten Farbe, in der der fragliche
Kopf druckt), anstatt normalerweise doppelt bedruckt.
- Eine weitere Art von Bandeffekt kann bewirkt werden durch eine
Interaktion von Düsen,
die benachbart oder nahegelegen sind. Man nehme beispielsweise an,
dass die Düse
Nr. 5 „niedrig" gerichtet ist (zu
der Nominalzielzeile für
die Düse
6). Falls die Düse
6 genau gerichtet ist, wird ihre Zielzeile doppelt gedruckt.
- Falls außerdem
die Düse
156 ebenfalls genau gerichtet ist, aber die Düse 157 „hoch" gerichtet ist (d. h. beide zu der Zielzeile
für die
Düse 156), dann
wird bei dem gedruckten Bild die gemeinsame Pixelzeile für die Düsen 6 und
156 vierfach gedruckt – während die
benachbarten Zeilen darüber
und darunter jeweils einfach gedruckt anstatt normal (doppelt gedruckt).
- Kurz gesagt, Bandbildung innerhalb von Bahnen ergibt sich von
wiederholendem Zusammentreffen zwischen unregelmäßig druckenden Elementen innerhalb
jeder Kombination. Musterbildung ergibt sich durch einen wiederholten
systematischen Betrieb.
- Unerwünschte
Musterbildung ist quantitativen Effekten unterworfen. Somit lösen einige
Druckmaskierungslösungsansätze bei
Musterbildung in der Tat einfach nur die Wiederholung in einer Umgebung
mit einer größeren Anzahl
von alternativen Zuständen
auf.
- (d) Mehrfachdurchlaufdruckmoduslösungen – Bisher war es eine übliche Strategie
zum Handhaben aller dieser Probleme, die Anzahl von Durchläufen zu
erhöhen,
die verwendet werden, um jedes Bildsegment zu drucken. Diese Strategie
verschlechtert jedoch den Druckdurchsatz.
- Dieselbe ist daher bei dem derzeitigen Markt nachteilig, der
zunehmend höhere
Anforderungen stellt. Dieser Marktplatz ist gekennzeichnet durch ständig steigende
Verbraucherwahrnehmung dessen, was eine annehmbare Gesamtbilddruckzeit
darstellt.
- (e) PAD-Faktor – Eine
weitere Art von Bandeffekt ergibt sich insbesondere mit bestimmten
Stiften, die Automatische-Folienbandtechnologie- („TAB"-) Düsenarrays
verwenden, in Bildbereichen, wo benachbarte Bahnen normalerweise
aneinandergrenzen. Diese Effekte treten auf, weil einige moderne
Stifte einer Konzentration von Zielfehlern am Ende des Stifts unterworfen
sind – klassischer
Weise nach außen
gerichtete Düsen 91 (8)
im Unterschied zu der großen
Mehrzahl von eher zentral angeordneten Düsen 90.
- Diese höhere
Fehlerdichte mit systematischem nach außen gerichteten Ziel ergibt
sich von der größeren Schwierigkeit,
TAB-Streifendüsenarrays planar
zu halten im Vergleich zu den früher
verwendeten Metalldüsenplatten.
Bei einigen Köpfen,
insbesondere am Ende des Arrays, wird der Streifen typischerweise
um die benachbarten Enden des Druckkopfs gewickelt – was bewirkt,
dass sich der Streifen sehr leicht kräuselt.
- Das Außenziel
bei Stiften dieses Typs erhöht 93 die
Gesamtabmessung der Pixelbahn in der Druckmedienvorschubachse über die
nominale Breite 92 hinaus. Typischerweise war diese Gesamterhöhung in
der Größenordnung
von zwei oder drei Zeilen.
- Wenn benachbarte Bahnen 94, 96, die eng angrenzen
sollten, mit einem nominalen Vorschub des Druckmedienvorschubmechanismus
gedruckt werden (9 linke Ansicht „A"), werden diese Bahnen
als Folge statt dessen leicht überlappen.
Dies tritt auf, weil eine Fehlerregion 93 (9, „A"-Ansicht) in einer
der Bahnen 94 in die Region 92' vorsteht, die durch die andere
Bahn 96 belegt sein sollte.
- Währenddessen
steht eine ähnliche
Fehlerregion 93',
die sich von dieser anderen Bahn 96 erstreckt, in die Region
vor, die durch die erste Bahn 94 belegt sein sollte. Wie
die Darstellung vermuten lässt,
sind diese Ausdehnungen nicht auf den beispielhaften zusammengesetzten
Ausdruck 98 von nur diesen drei Bahnen 94–96 beschränkt; statt
dessen breitet sich das Phänomen
wie bei 93'' auf weitere
Bahnen darüber
und darunter aus.
- Wenn diese Bahnen somit mit einem nominalen Vorschub des Druckmedienvorschubmechanismus
gedruckt werden, erzeugen diese Effekte innerhalb des zusammengesetzten
Ausdrucks 98 ein dunkles Band in jedem Überlappungsbereich. Die dunklere
Einfärbung
dort ist normalerweise auf Kosten einer leichten Erhellung innerhalb
einiger Pixelzeilen nach innen von (d. h. über und unter) dem nominalen
Bahnrand. Die Gesamtkonsequenz ist eine Bildung unerwünschter
Streifungen in dem zusammengesetzten Ausdruck 98.
- Um diesen Artefakttyp aufgrund von Außen-PAD-Fehler zu verringern,
liefern einige Drucker eine eingebaute algorithmisch betriebene
automatische Messung des effek tiven Anstiegs der Pixelbahnabmessung.
Dem folgt eine automatische Einstellung des Druckmedienvorschubs,
der typischerweise den Vorschubhub um etwa die Hälfte der Ausdehnung der Bahnabmessung
erweitert.
- Somit sind die gleichen Bahnen 94'–96' (rechte „B"-Ansicht, 9)
in der longitudinalen Richtung etwas weiter entfernt abgestuft,
so dass die gleichen Fehlerregionen 93, 93' – der abwechselnden Bahnen 94' bzw. 96' entweder nur
leicht angrenzen oder überlappen.
Das Ergebnis ist ein verlängerter
zusammengesetzter Ausdruck 98', bei dem zumindest die Auffälligkeit
der Streifungen wesentlicher unterdrückt ist.
- Die Messung wird manchmal ausgedrückt bezüglich des Findens eines sogenannten „PRD-Faktors", dem Verhältnis der
tatsächlichen
zur nominalen Bandabmessung – in
früheren
Systemen immer eine Zahl, die etwas größer ist als 1. Diese Technik
behebt weder PAD-Düsenfehler
noch Bahnabmessungsausdehnungen, sondern nimmt diese Effekte auf,
um die Auffälligkeit
der Überlappung
zu reduzieren.
- In jüngster
Zeit, mit den fortlaufenden Bemühungen,
PAD-Fehler zu steuern, ist ein solcher Fehler nicht mehr nur außerhalb
gelegen und die Bahnabmessungsänderung
ist nicht mehr immer nur eine Ausdehnung, sondern manchmal auch
eine Verkleinerung. Durch die eben erörterten automatischen Unterbringungen
liegt der PAD-Faktor manchmal
knapp unter 1 anstatt knapp darüber – und der
Druckmedienvorschubhub ist verkürzt
anstatt verlängert.
- Schließlich
ist in den aktuellsten Produkten der PAD-Fehler nicht mehr systematisch an den
Enden des Düsenarrays
konzentriert, sondern statt dessen etwas zufällig entlang der Arraylänge verteilt.
Mit diesen jüngsten
Entwicklungen unterscheidet sich der PAD-Faktor nur noch unwesentlich
von Eins und der automatische Steueralgorithmus hat, obwohl er werksmontiert
ist und bei einigen Einheiten tatsächlich am Einsatzort arbeitet,
normalerweise nur wenig Zweck.
- Zu dem Ausmaß,
dass ein Punktplatzierungsfehler zufällig entlang dem Druckkopf
platziert ist, erzeugt der Algorithmus nicht die beabsichtigten
Ergebnisse. Ferner bleibt der Ausdruck anfällig für die anderen Bandbildungsprobleme,
die in den vorhergehenden Unterabschnitten (a) bis (d) eingeführt wurden.
- Da es eine sehr reale Möglichkeit
gibt, dass zukünftige
Produktionslaufschwankungen den Wunsch nach automatischer Überwachung
und Hubeinstellung wieder einführen,
wird diese algorithmische Überwachung
und Steuerung der effektiven Arraylänge in Druckerprodukten am
besten beibehalten. Es wurde bisher jedoch nicht vorgeschlagen,
dass dieses Einbaumerkmal zusätzlichen
Nutzen haben kann – bisher
nicht beachtet – zum
Adressieren der anderen Arten von Bandbildungsphänomenen, die in den obigen
Unterabschnitten (a) bis (d) erörtert
wurden.
- (f) Der nächstliegende
Stand der Technik, US 5805183 ,
offenbart ein Verfahren zum Drucken eines Bilds gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
13.
- (g) Zusammenfassung – Somit
hat die Unfähigkeit,
Probleme der Bandbildung in Druckmodi, die eine geringe Anzahl von
Durchläufen
verwenden, effektiv zu adressieren, bisher das Erreichen von einheitlichem
hervorragenden Tintenstrahldrucken – bei einem hohen Durchsatz – behindert. Somit
bleiben wichtige Aspekte der Technolo gie, die auf dem Gebiet der
Erfindung verwendet werden, zugänglich
für sinnvolle
Verfeinerung.
-
Zusammenfassung
der Offenbarung
-
Die
vorliegende Erfindung führt
eine solche Verfeinerung ein. Bevor mit einer relativ gründlichen Einführung der
Erfindung fortgefahren wird, stellt dieser Abschnitt zunächst einen
informellen Überblick über einige
Erkenntnisse dar, die in einem gewissen Sinne zum Bilden der Erfindung
beigetragen haben.
-
Um
Bandbildungseffekte weniger auffällig
zu machen, kann die Raumfrequenz oder Wellenzahl der Bandbildung
erhöht
werden (d. h. die Periode wird verkürzt, verringert). Bandbildung
bei höherer Raumfrequenz
ist weniger sichtbar für
das menschliche Auge als Bandbildung bei einer niedrigen Frequenz.
-
Garcias
vorher erwähnte
Technik funktioniert, weil die visuellen Antwortcharakteristika
eine Spitze bilden – so
dass auch niedrige Frequenzen weniger sichtbar sind. Für die Bereiche,
die derzeit mit Druckköpfen
von 2 1/2 cm Länge
und weniger erhältlich
sind, ist es jedoch am effektivsten, auf die höheren Frequenzen zurückzugreifen.
-
Wie
es oben angemerkt wurde, werden einige Muster durch wiederholtes
Zusammentreffen von Düsenunregelmäßigkeiten
gebildet. Solche unerwünschten
Zusammentreffen können
nur fortlaufend auftreten, falls wiederholt gemeinsame Schrittabstände verwendet
werden.
-
Die
wiederholte Verwendung von Schrittabständen hat den Effekt des Platzierens
bestimmter unregelmäßig funktionierender
Paare oder anderer Gruppen von Druckkopfelementen in Verbindung
mit dem Druckmedium – immer
wieder. Diese Zusammentreffen selbst liegen immer vor, zumindest
in einem latenten oder virtuellen Sinn, weil die Paare oder Gruppen
von unregelmäßig funktionierenden
Elementen immer in dem Druckkopf vorliegen – aber dieselben werden nur
sichtbar und dadurch unerwünscht,
wenn dieselben durch regelmäßige Wiederholung
des Schrittabstands auf dem Druckmedium entwickelt werden.
-
Bezüglich den
vorher erwähnten
Problemen im Zusammenhang mit angrenzenden Bahnen können diese
sehr stark verringert werden durch Vermeiden jeglicher Bildung von
angrenzenden Bahnen. Vorteilhafterweise wird dies mit großer Sorgfalt durchgeführt, weil
frühere
Arbeiten, wie z. B. Doval's, aufgezeigt
haben, dass wiederholte kleine Ausfälle von Angrenzungen selbst
Banderscheinung einführen.
Das Platzieren von Bahnrändern
entfernt voneinander – oder
vorzugsweise gut entfernt voneinander und vorzugsweise in einer
zeitlich abwechselnden Weise – reduziert
jedoch die angrenzungsbezogenen Bandbildungsbestandteile wesentlich.
-
Im
Allgemeinen erreichen die in diesem Dokument eingeführten Innovationen
eine wertvolle Reduktion bei der Bandbildung, ohne auf eine große Anzahl
von Durchläufen
zurückzugreifen.
Auf diese Weise entwickelt die Erfindung das Gebiet des inkrementalen
Druckens weiter durch Ermöglichen
einer hohen Bildqualität
ohne eine Verschlechterung des Druckdurchsatzes.
-
Unter
Berücksichtigung
der obigen vorläufigen
Beobachtungen bewegt sich diese Zusammenfassung nun zu einer etwas
genaueren Erörterung der
Erfindung.
-
Bei
bevorzugten Ausführungsbeispielen
dieser ersten unabhängigen
Hauptfacette oder dieses Hauptaspekts ist die Erfindung ein Verfahren
zum Drucken eines Bildes gemäß Anspruch
1. In diesem gesamten Dokument ist klar, dass ein „Bild" im Wesentlichen
jede Art von Bild sein kann – einschließlich, aber
nicht beschränkt
auf Text, computerunterstützte
Entwurfs- (CAD-) Zeichnungen und photographieartige Bilder. Das
Verfahren umfasst das Ausführen
mehrerer Durchläufe
eines Druckkopfs über
ein Druckmedium, wobei jeder Durchlauf eine Bahn von Markierungen
auf dem Medium bildet.
-
Außerdem ist – zwischen
dem Drucken von Durchläufen
des Druckkopfs – schrittweises
Vorbewegen des Druckmediums enthalten, um einen Nicht-Null-Schrittabstand,
der zwischen den Schritten variiert. Das Vorhergehende kann eine
Beschreibung oder Definition des ersten Aspekts oder der ersten
Facette der Erfindung in ihrer breitesten oder allgemeinsten Form
darstellen. Selbst wenn sie in diesen breiten Begriffen ausgedrückt ist,
ist jedoch ersichtlich, dass diese Facette der Erfindung die Technik
auf wichtige Weise weiterentwickelt.
-
Insbesondere
neigt das Variieren des Schrittabstands dazu, Muster aufzubrechen,
die ansonsten durch wiederholtes Zusammentreffen von Druckelement-
(z. B. Düsen-)
unregelmäßigkeiten
gebildet werden. Solche unerwünschten
Zusammentreffen können
nur fortlaufend auftreten, falls gemeinsame Schrittabstände wiederholt
verwendet werden.
-
Die
wiederholte Verwendung von Schrittabständen hat den Effekt des Platzierens
bestimmter unregelmäßig funktionierender
Paare oder anderer Gruppen von Druckkopfelementen in Verbindung
mit dem Druckmedium – immer
und immer wieder. Diese Zusammentreffen selbst liegen immer vor,
zumindest in einem latenten oder virtuellen Sinn, weil die Paare oder
Gruppen von unregelmäßig funktionierenden Elementen
immer in dem Druckkopf vorliegen – aber dieselben werden nur
sichtbar und dadurch unerwünscht,
wenn dieselben durch regelmäßige Wiederholung
des Schrittabstands auf dem Druckmedium entwickelt werden.
-
Obwohl
der erste Hauptaspekt der Erfindung somit die Technik wesentlich
verbessert, wird die Erfindung zum Optimieren des Genusses der Vorteile derselben
trotzdem vorzugsweise in Verbindung mit bestimmten zusätzlichen
Merkmalen oder Charakteristika praktiziert. Insbesondere variiert
vorzugsweise der Schrittabstand bei beinahe jedem Schritt.
-
Bei
einer zufriedenstellenden Betriebsweise, die aufgrund ihrer Einfachheit
bevorzugt wird, wechselt der Schrittabstand im Wesentlichen zwischen zwei
bestimmten Werten. Bei dieser Situation ist die Anzahl von Durchläufen vorzugsweise
Drei; und die beiden einzelnen Werte sind ein Sechstel und eine Hälfte einer
Höhe der
Bahn.
-
Eine
weitere Präferenz
ist, dass die Anzahl N von
Durchläufen
ungerade ist und der Schrittabstand zwischen Werten variiert, die
eine Form (2n – 1)/2N aufweisen, wobei n eine Ganzzahl ist, die von 1 bis N reicht. Der Punkt hierbei
ist, dass die Verwendung der Erfindung, um Musterbildung zu unterbrechen, einen
quantitativen Charakter hat.
-
Beispielsweise
ist ein Wechsel zwischen zwei einzelnen Werten besser als überhaupt
keine Änderung;
aber nicht so gut wie beispielsweise eine Rotation zwischen fünf einzelnen
Werten oder sieben. Somit ist die Musterbildung einer Art Verdünnungseffekt
unterworfen, bei dem die Auffälligkeit
effektiver unterdrückt
werden kann, indem die Musterbildung gezwungen wird, zunehmend komplizierter zu
werden.
-
Eine
weitere Präferenz
ist, dass Bandbildungseffekte, die durch das Verfahren erzeugt werden,
im Wesentlichen die doppelte Raumfrequenz von Bandbildungseffekten
haben, die unter Verwendung der gleichen Anzahl von Durchläufen, aber
mit einem nicht-variierenden Schrittabstand erzeugt werden. Techniken
zum Erhalten dieses bevorzugten Zustands werden nachfolgend beschrieben.
Diese Präferenz
stellt eine andere und komplexere Art von quantitativer Strategie
dar: anstatt eine numerische Abschwächung einfach mit roher Gewalt
durchzusetzen, bewirkt diese Präferenz
etwas, was als „schlaue Abschwächung" bezeichnet werden
kann, die spezifisch darauf abzielt, eine Art von Musterbildung
zu erzeugen, auf die das menschliche Auge weniger anspricht.
-
Eine
weitere Art von Präferenz
ist, dass das schrittweise Positionieren einen Schrittabstand umfasst,
der im Wesentlichen zufällig
oder randomisiert ist.
-
Einige
Drucker, bei denen die Erfindung verwendet werden kann, haben einen
installierten Algorithmus zum Aufnehmen von Druckmediumvorschubachsenfehler – wie es
beispielsweise in dem oben erwähnten
ersten Doval-Dokument beschrieben ist. Falls das Verfahren der Erfindung
in einem solchen Drucker praktiziert wird, umfasst das schrittweise
Positionieren vorzugsweise das Verwenden einer Anpassung des Fehleraufnahmealgorithmus.
-
In
ihrem zweiten Aspekt ist die Erfindung eine Vorrichtung zum Drucken
eines Bilds auf einem Druckmedium gemäß Anspruch 13. Die Vorrichtung umfasst
einen Druckkopf.
-
Dieselbe
umfasst auch eine Einrichtung zum mehrmaligen Leiten des Druckkopfs über das
Medium. Zu Zwecken der Verallgemeinerung und Breite bei der Erörterung
der Erfindung wird diese Einrichtung einfach als „Leitungseinrichtung" bezeichnet. Jeder
Durchlauf bildet eine Bahn von Markierungen auf dem Medium.
-
Die
Vorrichtung umfasst ferner eine Einrichtung zum Beabstanden von
Rändern
jeder Bahn entfernt von Rändern
von im Wesentlichen jeder anderen Bahn, so dass im Wesentlichen
keine zwei Bahnränder
auf einem solchen Medium zusammentreffen. Erneut wird aus Gründen der
Breite und Verallgemeinerung diese Einrichtung als „Beabstandungseinrichtung" bezeichnet.
-
Der
Begriff „im
Wesentlichen" ist
hier zwei Mal enthalten, um zu verdeutlichen, dass diese zweite
Facette der Erfindung eine Vorrichtung mit gelegentlichen oder unwichtigen
Abweichungen von den angegebenen Bedingungen umfasst. Beispielsweise versucht
ein Wettbewerber, den Durchlauf der vorliegenden Erfindung zu umgehen,
indem er die Ränder jeder
Bahn nicht von Rändern
aller anderen Bahnen beabstandet.
-
Genauer
gesagt, eine solche Strategie könnte
es umfassen, zu erlauben, dass Bahnränder gelegentlich zusammentreffen.
Der Begriff „im
Wesentlichen" macht
klar, dass solche Variationen innerhalb des Schutzbereichs bestimmter
angehängter
Ansprüche
liegen und keine Ausflucht von dem Status eines Patentverletzers
bieten.
-
Das
Vorhergehende kann eine Beschreibung oder Definition des zweiten
Aspekts oder der zweiten Facette der Erfindung in ihrer breitesten
oder allgemeinsten Form darstellen. Selbst wenn sie in diesen breiten
Begriffen beschrieben ist, ist jedoch klar, dass diese Facette der
Erfindung die Technik auf wichtige Weise verbessert.
-
Insbesondere
reduziert das Vermeiden der Überlagerung
von unterschiedlichen Bahnrändern die
einzigste auffälligste
Form oder Art von Bandbildungseffekt sehr stark. Wenn ein Bahnrand
sehr nahe an einen anderen angrenzt, ist die Angrenzung beinahe
immer ungenau – was
zu einem schmalen Zwischenraum zwischen Bahnen führt oder einem schmalen Überdrucken,
wo dieselben überlappen.
-
Außerdem sind
die beiden Bahnen im Allgemeinen nicht genau gleich bezüglich Dunkelheit
oder Farbsättigung,
was ein weiteres Kontrastelement entlang der Grenzfläche hinzufügt. Auffälligkeit
wird daher einfach reduziert durch Beabstanden der Ränder entlang
der Vorschubrichtung.
-
Obwohl
der zweite Hauptaspekt der Erfindung somit die Technik wesentlich
verbessert, wird die Erfindung vorzugsweise zum Optimieren des Genusses
der Vorteile derselben trotzdem in Verbindung mit bestimmten zusätzlichen
Merkmalen oder Charakteristika praktiziert. Insbesondere umfasst
die Beabstandungseinrichtung vorzugsweise eine Einrichtung zum Modifizieren
einer Raumfrequenz von Bandbildungseffekten, die durch die Vorrichtung
erzeugt werden.
-
Eine
weitere Präferenz
ist, dass die Beabstandungseinrichtung eine Einrichtung umfasst
zum Beabstanden der Bahnränder
voneinander um einen Abstand, der im Wesentlichen zufällig oder
randomisiert ist. Noch eine weitere Präferenz wird in diesem Fall
erhalten, in dem die Druckvorrichtung einen eingebauten Algorithmus
zum Aufnehmen von Druckmedienvorschubachsenfehler umfasst; in diesem Fall
umfasst die Beabstandungseinrichtung eine Einrichtung zum Anpassen
des Fehleraufnahmealgorithmus, um die Bandränder gut entfernt voneinander
zu beabstanden.
-
Aus
dem Vorhergehenden ist klar, dass der Abstand, um den die Bahnränder beabstandet
sind, groß oder
klein sein kann. Vorzugsweise beabstandet die Beabstandungseinrichtung
die Bahnränder jedoch
gut entfernt voneinander – nämlich zumindest ein
Zwanzigstel der Bahnabmessung in einer Richtung des Druckmedienvorschubs.
-
Das
heißt
die betrachtete Bahnabmessung ist hier die Abmessung entlang der
Druckmedienvorschubrichtung; und es ist diese Abmessung, die mit der
Beabstandung von Bahnrändern
verglichen wird. Noch bevorzugter ist diese Bahnrandbeabstandung zumindest
ein Zehntel der Bahnabmessung.
-
Bei
bevorzugten Ausführungsbeispielen
ist die Erfindung eine Vorrichtung zum inkrementalen Drucken eines
Bildes auf einem Druckmedium. Die Vorrichtung umfasst einen Wagen
für eine
Hin- und Herbewegung über
das Medium.
-
Außerdem ist
auf dem Wagen ein Druckkopf enthalten, um im Wesentlichen bei jedem
bestimmten Mehrfachen von halben Hin- und Herbewegungen des Wagens
eine vollständig
eingefärbte
Bahn von Markierungen auf dem Medium zu bilden. (Was beispielsweise
beschrieben ist, kann ein N-Durchlauf-Druckmodus sein,
wobei das „bestimmte
Mehrfache" N für bidirektionales Drucken oder
2N für unidirektionales Drucken
sein kann).
-
Der
Begriff „vollständig eingefärbt" bedeutet nicht,
dass Tinte tatsächlich
auf jedes Pixel aufgetragen wird, da ein bestimmtes Bild typischerweise
nicht bei jedem Pixel einen Tintentropfenpunkt erfordert. Für die Zwecke
dieser Form der Erfindung bedeutet „vollständig eingefärbt" einfach, dass alle Pixel in dem Umfang
eingefärbt
wurden, wie sie für
das betreffende Bild eingefärbt
werden sollen.
-
Eine
weitere Möglichkeit,
dies zu beschreiben, ist zu sagen, dass die Bahn vollständig adressiert
wurde. Auf der Basis dieser Erörterung
wird davon ausgegangen, dass Fachleute auf diesem Gebiet verstehen,
was beabsichtigt ist. Jede Bahn weist zumindest eine Region auf.
-
Der
Druckkopf umfasst mehrere einzelne Druckelemente. Eine Anzahl von
Kombinationen von Gruppen der Elemente werden zum Drucken jeder Region
jeder Bahn verwendet.
-
Die
Vorrichtung umfasst auch eine Einrichtung zum Erhöhen der
Anzahl von Kombinationen, die zum Drucken jeder Region verwendet
werden. Aus oben angegebenen Gründen
wird diese Einrichtung als „anzahlerhöhende Einrichtung" bezeichnet.
-
Das
Vorhergehende kann eine Beschreibung oder Definition dieser bevorzugten
Ausführungsbeispiele
der Erfindung in ihrer breitesten oder allgemeinsten Form darstellen.
Selbst wenn sie in diesen breiten Begriffen beschrieben werden,
ist jedoch klar, dass diese Facette der Erfindung die Technik auf wichtige
Weise verbessert.
-
Insbesondere
vermindert das Erhöhen
der Anzahl von Kombinationen die Auswirkung von sich wiederholenden
Zusammentreffen zwischen unregelmäßig druckenden Elementen innerhalb
jeder Kombination beträchtlich.
Dies wird oben erörtert bezüglich der
dritten Präferenz
für den
ersten Hauptaspekt der Erfindung.
-
Obwohl
diese bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung somit die Technik wesentlich verbessern, wird die
Erfindung zum Optimieren des Genusses der Vorteile derselben vorzugsweise
trotzdem in Verbindung mit bestimmten zusätzlichen Merkmalen oder Charakteristika
praktiziert. Insbesondere ist vorzugsweise das bestimmte Mehrfache einer
halben Hin- und
Herbewegung eine halbe Hin- und Herbewegung; andere bevorzugte Werte
sind eine volle Hin- und Herbewegung und zwei volle Hin- und Herbewegungen.
-
Eine
weitere Präferenz
ist, dass die Vorrichtung ferner einen Vorschubmechanismus zum Liefern
einer relativen Bewegung zwischen dem Wagen und dem Medium umfasst,
in einer Richtung im Wesentlichen orthogonal zu der Hin- und Herbewegung. Mit
dem Vorschubmechanismus ist in diesem Fall zumindest ein Prozessor
verbunden, zum automatischen schrittweisen Positionieren des Vorschubmechanismus,
wobei derselbe allgemein einmal für jede halbe Hin- und Herbewegung
schrittweise positioniert wird.
-
Ferner
umfasst bei diesem Fall die anzahlerhöhende Einrichtung eine Einrichtung
zum Betreiben der Schrittweises-Positionieren-Einrichtung
durch einen Schrittabstand, der wie zwischen den Schritten variiert.
Noch eine weitere Präferenz
in diesem gleichen Fall ist, dass die Einrichtung zum Betreiben
der Schrittweises-Positionieren-Einrichtung zumindest einen Teil
des zumindest einen Prozessors umfasst.
-
Es
wird auch bevorzugt, dass im Wesentlichen keine zwei Bahnränder zusammenfallen,
und dass der Schrittabstand im Wesentlichen bei jedem Schritt variiert
(vorzugsweise zumindest abwechselnd zwischen zwei einzelnen Werten).
Eine weitere Präferenz
ist, dass Bandbildungseffekte, die durch die Vorrichtung erzeugt
werden, im Wesentlichen zwei Mal die Raumfrequenz von Bandbildungseffekten
haben, die erzeugt werden unter Verwendung des bestimmten Mehrfachen
einer halben Hin- und Herbewegung aber mit einem nicht-variierenden Schrittabstand.
-
Eine
noch weitere Präferenz
ist, dass das bestimmte Mehrfache einer halben Hin- und Herbewegung
des Wagens über
im Wesentlichen jeden Teil eines solchen Mediums Drei ist; und falls
dies der Fall ist, dass die beiden einzelnen Werte ein Sechstel
und ein Halb einer Höhe
der Bahn sind. Eine letzte Präferenz,
die hier zu erwähnen
ist, dass das bestimmte Mehrfache N einer
halben Hin- und Herbewegung ungerade ist; und dass der Schrittabstand
zwischen Werten variiert, die – wie
vorher – die
Form (2n – 1)/2N haben, wobei n eine
Ganzzahl ist, die von 1 bis N reicht.
-
Bei
anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen
ist die Erfindung ein Verfahren zum Drucken eines Bildes auf einem
Druckmedium. Das Verfahren umfasst das Ausführen mehrerer Durchläufe eines Druckkopfs über einem
Druckmedium.
-
Jeder
Durchlauf bildet eine Bahn von Markierungen auf dem Medium. Das
Verfahren umfasst außerdem – zwischen
Druckdurchläufen
des Kopfes – schrittweises
Positionieren des Druckmediums um einen Schrittabstand, der im Wesentlichen
zufällig oder
randomisiert ist.
-
Das
Vorhergehende kann eine Beschreibung oder Definition dieser Ausführungsbeispiele
der Erfindung in ihrer breitesten oder allgemeinsten Form darstellen.
Selbst wenn sie in diesen breiten Begriffen beschrieben ist, ist
jedoch ersichtlich, dass diese Facette der Erfindung die Technik
auf wichtige Weise verbessert.
-
Insbesondere
trägt der
Zufallseinfluss dazu bei, unerwünschte
Musterbildung weiter zu unterbrechen, die sich aus dem wiederholten
systematischen Betrieb ergibt. Wie es vorher angemerkt wurde, ist eine
unerwünschte
Musterbildung quantitativen Effekten unterworfen und eine reine
numerische Abschwächung
ist hilfreich. Eine solche Abschwächung wird jedoch stark verbessert,
wenn die mehreren unterschiedlichen Schrittabstände zufällig auftreten – oder zumindest
in einer im Wesentlichen zufälligen oder
randomisierten Weise – anstatt
gemäß einem systematischen
zeitlichen oder räumlichen
Muster.
-
Diese
Aufgaben sind jedoch nicht die einzigen Ziele im Zusammenhang mit
diesen erörterten Ausführungsbeispielen
der Erfindung. Es liegt auch innerhalb des Schutzbereichs dieses
Aspekts der Erfindung, einfach beispielsweise ein gewisses „Rauschen" in dem Betrieb des
Systems zu initiieren.
-
Es
gibt verschiedene Gründe
für eine
solche Strategie. Lediglich beispielhaft haben die vorher erwähnten Patentdokumente
von Garcia angezeigt, dass ein Gleichgewicht zwischen Rauschen/Körnigkeit
und Determinismus/Regelmäßigkeit
in einem Bild eines der allgemeinen Werkzeuge des Drucksystementwicklers
ist.
-
Obwohl
diese Ausführungsbeispiele
der Erfindung somit die Technik wesentlich verbessern, wird die
Erfindung trotzdem, um den Genuss der Vorteile derselben zu optimieren,
vorzugsweise in Verbindung mit bestimmten zusätzlichen Merkmalen oder Charakteristika
praktiziert. Allgemein sind solche Präferenzen die gleichen oder
analog zu denjenigen, die oben für
die ersten drei Hauptfacetten der Erfindung erwähnt wurden.
-
Falls
somit insbesondere das Verfahren in einem System praktiziert wird,
das einem Druckmedienachsenrichtungsfehler unterworfen ist – und insbesondere,
falls zumindest ein Teil dieses Richtungsfehlers nicht systematisch
verteilt ist – dann
umfasst das schrittweise Positionieren vorzugsweise das Anpassen
eines Richtungsfehleraufnahmealgorithmus. Der Algorithmus liefert
den im Wesentlichen zufälligen oder
randomisierten Schrittabstand zum Verringern der Menge an Richtungsfehlern,
die nicht systematisch verteilt sind.
-
Alle
vorhergehenden Funktionsprinzipien und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden bei der Betrachtung der folgenden detaillierten
Beschreibung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser
verständlich.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine perspektivische oder isometrische Ansicht eines Druckers/Plotters,
der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist und umfasst – obwohl
die Erfindung gleichermaßen
bezüglich
kleinerer Schreibtischtyp-Druckern des Verbrauchermarktes anwendbar
ist;
-
2 ist
eine ähnliche
Ansicht aber vergrößert, von
Abschnitten einer solchen Druckmaschine – die insbesondere den Druckmedienvorschubmechanismus
umfasst – innerhalb
des Druckers/Plotters von 1;
-
3 ist
eine ähnliche
Ansicht aber etwas weniger vergrößert, von
einem größeren Abschnitt der
Druckmaschine;
-
4 ist
ein äußerst schematisches
Diagramm des Druckelement- (z. B. Düsen-) Arrays eines repräsentativen
Druckkopfs, wie es effektiv unterteilt würde für einen herkömmlichen
Drei-Durchlauf-Druckmodus – und auch
entsprechend der unterteilten Struktur einer einzelnen resultierenden
gedruckten Bahn auf einem Druckmedium mit den Höhen des einheitlichen Pixelvorschubs
und des festen Druckmedienvorschubs;
-
5 ist
ein analoges Diagramm von sechs gedruckten Bahnen, wie sie unter
Verwendung des herkömmlichen
Dreidurchlaufmodus von 4 gebildet werden;
-
6 ist
ein ähnliches
Diagramm wie 5, aber für einen Drei-Durchlauf-Modus
gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, der abwechselnd zwei systematisch ausgewählte unterschiedliche
Vorschubabstände
verwendet – diese aufeinanderfolgenden
Durchläufe
sind in dieser Zeichnung leicht versetzt gezeigt von links nach rechts,
nur zu Klarheitszwecken, da sie in einer allgemein vertikalen Ausrichtung
angeordnet sind, wenn sie tatsächlich
gedruckt werden;
-
7 ist
ein allgemein ähnliches
Diagramm wie die entgegengesetzten Ansichten von 5 bzw. 6 (obwohl
sie eine etwas andere graphische Konvention verwendet), zeigt aber
in der „A"-Ansicht auf der
linken Seite sechs Durchläufe
in einem Drei-Durchlauf-Druckmodus mit herkömmlichem einheitlichen Vorschub,
und in der „B"-Ansicht auf der rechten
Seite einen nicht-einheitlichen Vorschub gemäß einem zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Verwendung mehrerer unterschiedlicher,
leicht abweichender Vorschubabstände
in rotierender oder anderer Reihenfolge;
-
8 ist
ein Aufriss, der ein Düsenarray
mit einem systematischen nach außen zielenden PAD-Fehler in
der „A"-Ansicht zeigt, und
mit einem aktuell repräsentativeren
Zufalls-PAD-Fehler in der „B"-Ansicht;
-
9 ist
ein Paar von Draufsichten von gedruckten Bahnen, wie sie beabstandet
sind, und mit Muster bildung, die sich aus dem systematischen nach
außen
zielenden PAD-Fehler von 8 ergibt – wobei in der „A"-Ansicht die Verwendung
eines nominalen Vorschubhubs angenommen wird und in der „B"-Ansicht der Betrieb
eines PAD-Fehler-Aufnahmesystems;
-
10 ist
ein analoges Paar von Draufsichten, die Bahnen zeigen, wie sie mit
dem Zufalls-PAD-Fehler von 8B gedruckt
werden und in der „A"-Ansicht mit nominalem Hub; aber in der „B"-Ansicht mit zufällig variierendem Hub gemäß noch einem
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
-
11 ist
ein schematisches Blockdiagramm, das sich auf die Funktionsblöcke innerhalb der
programmdurchführenden
Schaltungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels
konzentriert; und
-
12 ist
ein Programmflussdiagramm, das den Betrieb bevorzugter Ausführungsbeispiele
für einige
Verfahrensaspekte der Erfindung darstellt.
-
Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
1. Der Druckermechanismus
-
Die
Erfindung kann in einer großen
Vielzahl von Produkten implementiert werden. Dieselbe kann in einem
Drucker/Plotter enthalten sein, der ein Hauptgehäuse 1 (1)
mit einem Fenster 2 umfasst, und in einer linken Hülle 3,
die ein Ende des Chassis umhüllt.
Innerhalb dieser Umhüllung
befinden sich Wagentrage- und -antriebs-Mechanik und ein Ende des
Druckmedienvorschubmechanismus und auch eine Stiftnachfüllstation
mit zusätzlichen Tintenkassetten.
-
Der
Drucker/Plotter umfasst auch eine Druckmedienrollenabdeckung 4 und
einen Aufnahmebehälter 5 für Längen oder
Lagen von Druckmedien, auf denen Bilder gebildet wurden und die
von der Maschine ausgestoßen
werden. Eine untere Verstrebungs- und Speicherablagerung 6 umspannt
die Schenkel, die die beiden Enden des Gehäuses 1 tragen.
-
Unmittelbar über der
Druckmedienabdeckung 4 befindet sich ein Eintrittsschlitz 7 für die Aufnahme
von fortlaufenden Längen
eines Druckmediums 4. Außerdem ist ein Hebel 8 enthalten,
für die Steuerung
des Greifens des Druckmediums durch die Maschine.
-
Eine
Frontbedienfeldanzeige 11 und Steuerungen 12 sind
in der Haut der rechten Hülle 13 befestigt.
Diese Hülle
umschließt
das rechte Ende der Wagenmechanik und des Mediumvorschubmechanismus
und auch eine Druckkopfreinigungsstation. Nahe der Unterseite der
rechten Hülle
für schnellsten Zugriff
befindet sich ein Standby-Schalter 14.
-
In
dem Gehäuse 1 und
den Hüllen 3, 13 dreht
sich eine zylindrische Platte 41 (2) – angetrieben
durch einen Motor 42, eine Schnecke 43 und ein
Schneckengetriebe 44 unter Steuerung von Signalen von einem
digitalen elektronischen Prozessor –, um die Lagen oder Längen des
Druckmediums 4A in einer Medienvorschubrichtung zu treiben.
Das Druckmedium 4A wird dadurch aus der Druckmediumrollenabdeckung 4 gezogen.
-
Währenddessen
trägt eine
Stifthaltewagenanordnung 20 Stifte vor und zurück über das
Druckmedium entlang einer Bewegungsspur – senkrecht zu der Medienvorschubrichtung – während die
Stifte Tinte ausstoßen.
Das Medium 4A empfängt
somit Tintentropfen für
die Bildung eines gewünschten
Bildes und wird in den Druckmedienbehälter 5 ausgestoßen.
-
Wie
es in der Zeichnung angezeigt ist, kann das Bild ein Testmuster
zahlreicher Farbfelder oder -bahnen 56 sein, zum Lesen
durch einen optischen Sensor, um Kalibrierungsdaten zu erzeugen.
Für aktuelle
Zwecke sind solche Testmuster für
die Verwendung beim Erfassen von Positionierungsfehlern.
-
Ein
kleiner automatischer optoelektronischer Sensor 51 reitet
mit den Stiften auf dem Wagen und ist nach unten gerichtet, um Daten über den
Stiftzustand (Düsenabfeuerungsvolumen
und -richtung und Zwischenstiftausrichtung) zu erhalten. Der Sensor 51 kann
ohne weiteres optische Messungen 65, 81, 82 durchführen (11);
die geeignete algorithmische Steuerung 82 liegt innerhalb
der Fähigkeiten
eines Durchschnittsfachmanns auf diesem Gebiet und kann durch die
Erörterungen
in dem vorliegenden Dokument gelenkt werden.
-
Ein
sehr fein abgestufter Codiererstreifen 36 erstreckt sich
straff entlang dem Bewegungsweg der Wagenanordnung 20 und
wird durch einen anderen sehr kleinen automatischen optoelektronischen
Sensor 37 gelesen, um Positions- und Geschwindigkeitsinformationen 37B für den Mikroprozessor
zu liefern. Eine vorteilhafte Position für den Codiererstreifen 36 ist
unmittelbar hinter den Stiften.
-
Eine
derzeit bevorzugte Position für
den Codiererstreifen 33 (3) befindet
sich jedoch nahe der Rückseite
der Stiftwagenablage – entfernt
von dem Raum, in den die Hände
eines Benutzers zum Warten der Stiftnachfüllkassetten eingefügt werden. Für jede Position
ist der Sensor 37 so angeordnet, dass sein optischer Strahl
durch Öffnungen
oder transparente Abschnitte einer Skala verläuft, die in dem Streifen gebildet
ist.
-
Die
Stiftwagenanordnung 20 wird durch einen Motor 31 hin- und herbewegt; entlang
dualen Trage- und Führungsschienen 32, 34 – durch
die Übertragung
eines Antriebsriemens 35.
-
Der
Motor 31 wird durch Signale von dem digitalen Prozessor
gesteuert.
-
Natürlicherweise
umfasst die Stiftwagenanordnung eine Vorwärts-Fach-Struktur 42 für Stifte – vorzugsweise
zumindest vier Stifte 23–26, die jeweils Tinte
von vier unterschiedlichen Farben halten. Typischerweise sind die
Tinten in dem am weitesten links liegenden Stift Gelb 23,
dann Cyan 24, Magenta 25 und Schwarz 26.
-
Ein
weiteres zunehmend übliches
System weist jedoch in den mehreren Stiften Tinten unterschiedlicher
Farbe auf, die tatsächlich
unterschiedliche Verdünnungen
für eine
oder mehrere übliche chromatische
Farben sind. Somit können
sich unterschiedliche Verdünnungen
von Schwarz in den mehreren Stiften 23–26 befinden. Praktischerweise
können
sowohl mehrere chromatische Farb- und mehrere Schwarz-Stifte in
einem einzigen Drucker sein, entweder in einem gemeinsamen Wagen
oder mehreren Wagen.
-
Außerdem ist
in der Stiftwagenanordnung 20 eine hintere Ablage 21 enthalten,
die verschiedene Elektronik trägt.
Der Kolorimeterwagen hat ebenfalls eine hintere Ablage oder Erweiterung 53 (3),
mit einer Stufe 54, um die Antriebskabel 35 freizulegen.
-
1 bis 3 stellen
insbesondere ein System dar, wie z. B. das Hewlett-Packard Drucker/Plotter-Modell „DesignJet
2000CP", das die
vorliegende Erfindung nicht umfasst. Diese Zeichnungen stellen jedoch
auch bestimmte Ausführungsbeispiele
der Erfindung dar und – mit
bestimmten nachfolgend erwähnten
detaillierten Unterschieden – einen
Drucker/Plotter, der bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
umfasst.
-
2. Erhöhen der Raumfrequenz; Versetzen
von Bahngrenzen
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung variieren den Abstand, um den das Druckmedium
vorgeschoben wird, in Mehrfach-Durchlauf-Druckmodi. Der Vorschub
wird am besten regelmäßig geändert – in der
Tat wird er am häufigsten
zwischen jedem Paar von aufeinanderfolgenden Durchläufen geändert.
-
Der
Zweck ist es, eine größere Anzahl
unterschiedlicher Positionen für
die Ränder
der Bahnen zu erzeugen. Diese Strategie erfordert das Entwickeln eines
Druckmodus auf solche Weise, dass alle Pixelpositionen auf dem Druckmedium
mit variierenden Vorschüben
adressiert werden können.
-
Zusätzlich zum
Variieren der Vorschübe
des Druckmediums müssen
entsprechend variierende Vorschübe
in den Daten durchgeführt
werden, um die Bildposition auf dem Druckmedium ausgerichtet zu derjenigen
in den Daten zu halten. Auf der Basis der Beschreibungen hier sind
erfahrene Programmierer auf diesem Gebiet in der Lage, den notwendigen Code
vorzubereiten, um die Erfindung zu implementieren.
-
Es
folgt ein Beispiel für
einen Drei-Durchlauf-Druckmodus, obwohl die Erfindung für jeden
einer großen
Anzahl unterschiedlicher Durchläufe praktiziert
werden kann. Die erste beschriebene Operation ist ein herkömmlicher
Dreidurchlaufmodus.
-
Beim
Betrachten eines solchen Modus ist es hilfreich, sich die Abmessung h (4) der gedruckten
Bahn in der Druckmediumvorschubachse so vorzustellen (die grob gleich
ist wie die Druckkopfhöhe), dass
dieselbe in drei gleiche Segmente A, B und C unterteilt ist. Die drei jeweiligen gleichen
Höhen dieser
gedruckten Bahnsegmente sind der Druckmedien- und der Datenvorschub.
-
Der
Anfang b und das Ende e der Bahn werden durch die
beiden Enden des Gesamtdruckkopfs gebildet. Während aufeinanderfolgende Durchläufe auftreten,
wird die Einfärbung
für jedes
Bahnsegment fortlaufend abgeschlossen.
-
Beispielsweise
werden die Segmente A, B und C jeweils teilweise während einem ersten Durchlauf
(5) des vorliegenden Beispiels eingefärbt. Vorhergehendes
Einfärben
in den oberen beiden Segmenten A und B tritt in früheren Durchläufen auf, und
das Beispiel hier fängt
mit einem darstellenden Segment C an.
-
Der
erste Durchlauf, der in 5 gezeigt ist, ist auch der
erste Durchlauf, in dem das Segment C Tinte
empfängt.
In einem zweiten Durchlauf werden die Bahnsegmente B, C und D jeweils teilweise eingefärbt; und
in einem dritten Durchlauf werden die Bahnsegmente C, D und E jeweils teilweise eingefärbt.
-
In
dem nächsten „ersten
Durchlauf" – d. h.
in dem ersten Durchlauf des zweiten Zyklus, der in 5 gezeigt
ist – werden
die Segmente D, E und F jeweils
teilweise eingefärbt.
Somit empfängt
das Segment C in diesem Durchlauf überhaupt
keine Tinte; anders ausgedrückt,
nach dem dritten Durchlauf ist das Einfärben des Segments C abgeschlossen.
-
Daher
ist klar, dass das Segment C in
drei Durchläufen – nämlich dem
ersten, zweiten und dritten Durchlauf des ersten Zyklus vollständig von
Anfang bis Ende eingefärbt
wird. Jeder dieser Durchläufe
liefert ein Drittel der Gesamteinfärbung für das Segment C.
-
Jedes
der anderen Segmente D, E, F, G und H (und auch A und B)
wird auf gleiche Weise in drei Durchläufen eingefärbt – wobei zyklisch zwischen den
nummerierten Durchläufen
in der Zeichnung gewechselt wird, somit: 123, dann 231, 312 und
dann erneut beginnend mit 123. Ferner wird jeder Durchlauf durch
die gleichen Gruppen von Druckelementen (Düsen) eingefärbt. Jeder Durchlauf liefert
ein Drittel des Gesamtfarbstoffs, der auf das Druckmedium platziert
wird.
-
Die
Grenzflächen
(gestrichelte horizontale Linien i1-2, i2-3, i3-1)
zwischen Durchläufen
erscheinen bei einer räumlichen
Periodizität
eines Drittels der Bahnhöhe.
Die räumliche
Periodizität
kann auch in reziproken Begriffen ausgedrückt werden, d. h. bezüglich der
Raumfrequenz oder Wellenzahl. Wenn dieselbe so ausgedrückt wird,
ist der Wert (gemessen in „Pro-Bahnhöhe"-Einheiten) der Kehrwert
der Periode – nämlich Drei.
-
An
jeder dieser Grenzflächen
trifft das Ende einer Bahn mit dem Anfang einer anderen zusammen.
Beispielsweise endet an der Grenzfläche i3-1 die oberste volle Bahn A-B-C, und die Bahn D-E-F beginnt. Bandbildungseffekte,
die sich auf Bahngrenzen beziehen, haben entsprechend eine Wellenzahl 3
pro Bahnhöhe
(dies kann als 3/Bahnhöhe
oder 3 Bahnhöhe–1 geschrieben
werden).
-
Nachfolgend
wird zum Vergleich mit diesem herkömmlichen Drei-Durchlauf-Modus
mit festem Vorschub ein variabler Vorschub verwendet, um die Raumfrequenz
der Bandbildung zu verdoppeln. Sowohl die darunter liegende Dreidurchlaufoperation als
auch die Verdopplung der Frequenz sind nur Beispiele, andere Frequenzmehrfache
und auch andere Anzahlen von Durchläufen sind möglich.
-
Das
Bahnsegment A wird nun als
zwei schmalere Segmente J und K identifiziert (6). Verbleibende
Segmente werden ebenfalls unterteilt, aufgrund der Effekte der dargestellten
Druckkopfpositionen – was
die Segmente N bis X ergibt – oder vorheriger Druckpositionen,
die nicht gezeigt sind, um die Segmente L und M zu erzeugen.
-
Um
diese Frequenzverdoppelung in einem Drei-Durchlauf-Modus zu erreichen,
unterscheidet sich der Vorschub zwischen jedem aufeinanderfolgenden
Paar von Durchläufen.
Bei dem Beispiel wechselt der Hub zwischen Vorschieben um 1/6 einer Bahn
(wie von dem ersten Durchlauf zu dem zweiten) und 3/6 = 1/2 einer
Bahn (wie von dem zweiten Durchlauf zu dem dritten).
-
Auf
diese Weise treffen die Bahnenden e1, e2, e3 und Anfänge b3, b4, b1, b2 niemals zusammen. Statt dessen steht
jedes Bahnende oder jeder Bahnanfang immer allein, so dass diese
Merkmale bei einer Ein-Sechstel-Raumperiodizität auftreffen – oder anders
ausgedrückt,
mit der Wellenzahl 6/Bahnhöhe.
-
Außerdem gibt
es nun Regionen der Bahn, die durch zwei oder drei oder vier Durchläufe abgeschlossen
werden: Beispiele zwei für
das Segment O; drei für N, P, R und T; vier für Q und S. Anders ausgedrückt, für den dargestellten
Druckmodus werden die Regionen des Bilds gefüllt durch zyklisches Wechseln
zwischen den Durchläufen,
somit: 12, 123, 1234, 234, 34, 3412, 12, 123 .... Die Anzahl möglicher
Kombinationen von Düsengruppierungen,
die eine Region der Bahn drucken, ist größer (sieben anstatt nur drei).
-
Um
in diesem Fall einen Pseudo-Drei-Durchlauf-Druckmodus zu definieren,
ist es notwendig, einen zusätzlichen
vierten Durchlauf zu definieren; aber in der Realität benötigt es
zum Drucken eines Bildes nur eine zusätzliche Bahn im Vergleich zu
herkömmlichen
Druckmodi. Diese Hinzufügung
ist vernachlässigbar
bezüglich
der Auswirkung auf den Durchsatz, und beide Druckmodi benötigen die
gleiche Zeit zum Drucken.
-
Das
hier beschriebene Schema erzeugt nicht nur Verdopplung der Raumfrequenz,
sondern auch die Eliminierung des Zusammentreffens von Bahnanfang
und – enden – für einen
Druckmodus mit jeder ungeraden Anzahl von Durchläufen. Für eine gerade Anzahl von Durchläufen wird
der Frequenzverdopplungseffekt nach wie vor erhalten, aber nicht
bei der Eliminierung von zusammentreffenden Bahngrenzen.
-
Die
Variation des Vorschubs kann nicht nur Verdopplung sondern auch
andere Raumfrequenzmultiplikationen erzeugen. Druckmasken müssen unter
Berücksichtigung
dieser Überlegung
entworfen werden.
-
Bestimmte
aktuelle Druckmaskenerzeugungswerkzeuge akzeptieren nur konstante
Vorschubwerte als Eingaben. Daher können dieselben die hier beschriebenen
Maskentypen nicht automatisch erzeugen.
-
Die
Maskenbildung für
den sehr einfachen Drei-Durchlauf-Frequenzverdopplungsdruckmodus, der
oben erörtert
ist, wurde entsprechend manuell entworfen, als eine Durchführbarkeitskontrolle.
Das Verdoppeln der Bandbildungsraumfrequenz wurde in der Tat erhalten,
und die Verbesserungen im Vergleich zu einem herkömmlichen
Drei-Durchlauf-Modus sind sehr bemerkenswert. Die Modifikation von Druckmaskenerzeugungswerkzeugen
war einfach – und
sollte es für
einen Programmierer sein, der auf diesem Feld Fähigkeiten hat – und wurde
in Druckmodus-Großmasken-Erzeugungswerkzeugen
implementiert.
-
Die
bisher beschriebenen Verfahren liefern drei Vorteile und einen möglichen
Nachteil. Zunächst können sie
die Raumfrequenz des Erscheinens von Bandbildung erhöhen – und dadurch
die Wahrnehmung reduzieren.
-
Zweitens
ermöglichen
diese Verfahren das Versetzen von Bahngrenzen, so dass Bahnenden und – anfänge nie
zusammentreffen – nie
zusammen an einer gemeinsamen Stelle liegen. Dies trägt dazu bei,
das Auftreten von Zusammenfließen
und den Medienausdehnungseffekt an den Bahngrenzflächen und
Zwischengrenzen zu reduzieren.
-
Außerdem neigt
dies dazu, den Effekt von PAD-Fehler zu reduzieren, insbesondere
zu dem Ausmaß,
dass solche Probleme erneut nahe den Enden der Druckköpfe konzentriert
werden können.
Da es außerdem
nur eine Bahngrenze an jeder Stelle gibt, anstatt zwei, ist die
Empfindlichkeit gegenüber Fehlern
bei einem Druckmedienvorschubhub reduziert.
-
Ein
dritter Vorteil ist das Erhöhen
der Anzahl von Kombinationen von Düsengruppen, die jede Region
jeder Bahn drucken. Mit einem herkömmlichen einheitlichen Vorschub
ist die Anzahl von Düsenkombinationen,
die jede Region drucken, gleich wie die Anzahl von Durchläufen: in
einem Drei-Durchlauf-Modus
wird jede Pixelzeile mit drei Düsen
gedruckt – und
diese gleichen drei Düsen
drucken eine Zeile in jeder Bahn.
-
Das
Variieren des Hubs ermöglicht
es, dass mehrere Düsengruppen
jede Region drucken; und die Periodizität, mit der Zeilen durch gemeinsame Düsengruppierungen
gedruckt werden, ist größer als eine
einzige Bahn. Dies ist ein Vorteil, denn je unregelmäßiger die
Düsenverwendung,
umso weniger anfällig
ist die Bildqualität
für PAD-Fehler.
-
Schließlich ergibt
sich der potentielle Nachteil von der Tatsache, dass unterschiedliche
Regionen durch unterschiedliche Anzahlen von Durchläufen abgeschlossen
werden. Falls einige Durchläufe in n-Durchläufen vollständig eingefärbt werden, werden andere in n + 1 eingefärbt und
noch andere in n – 1; dies
wurde oben für
das erweiterte Drei-Durchlauf-Beispiel
beschrieben, bei dem bestimmte Segmente in nur zwei der Durchläufe abgeschlossen werden,
während
andere drei und andere vier erfordern.
-
Für geringe
Anzahlen von Durchläufen
könnte
dieser Effekt zu einer Begrenzung werden. Da Druckmedien Tinte bei
finiten Raten absorbieren, sind einige Regionen anfälliger für Zusammenfließen als
andere; und in einigen Fällen
können
die unterschiedlichen Einfärbungszusammenfließgrade auffallend
sein.
-
Falls
er wahrnehmbar ist, kann dieser Effekt eine neue und unerwünschte Form
von Bandbildung erzeugen. Solche Konsequenzen müssen beim Entwickeln der zugeordneten
Druckmodi sorgfältig
untersucht werden.
-
Falls
notwendig, kann dieser Effekt reduziert oder vermieden werden. In
dem Fall des oben näher dargestellten
Drei-Durchlauf-Modus,
kann der Druckmodus als ein Beispiel für die Regionen, die in vier Durchläufen gedruckt
werden, entworfen werden, um die Einfärbung in drei Durchläufen oder
in dreieinhalb abzuschließen.
-
Dies
kann erreicht werden durch Reduzieren oder Eliminieren der Tintenmenge,
die tatsächlich
in dem vierten Durchlauf aufgebracht wird. Auf diese Weise kann
die Zusammenfließvariation über einen typischen
oder mittleren Wert bei einem annehmbaren Pegel gehalten werden.
-
3. Stärkere Variation
von Druckelementkombinationen
-
Die
Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die in dem vorhergehenden Abschnitt beschrieben wurden,
zielen hauptsächlich
darauf ab, die Bandbildung weniger auffällig zu machen, mit einer zusätzlichen Unterbrechung
der Bandbildung selbst. Diejenigen des aktuellen Abschnitts zielen
darauf ab, die Bandbildung vollständig zu unterbrechen, jedoch
nach wie vor, ohne irgendwelche Druckkopf-PAD-Defekte zu eliminieren,
die zu der Bandbildung beitragen.
-
Bänder sind
sichtbarer, falls eine defekte Düse
oder ein anderes Druckelement mit einer anderen defekten Düse gepaart
wird, als wenn dieselbe mit einer nicht-defekten Düse gepaart
wird. Das Gleiche gilt für
Gruppen von drei oder mehr Düsen:
Bänder
sind sichtbarer, falls zwei defekte Düsen mit einer nicht-defekten
Düse gruppiert
werden, als wenn dieselben in zwei Gruppen getrennt werden, jede
mit mehreren nicht-defekten Düsen.
Bänder
sind ebenfalls sicht barer, falls drei oder mehr defekte Düsen zusammen
gruppiert werden, als wenn dieselben getrennt sind.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung brechen Strukturen auf, indem sie es unterlassen,
immer die gleichen zwei Düsen
zu paaren, um eine Punktzeile zu bilden. Wenn eine schlecht funktionierende
Düse mit
einer gut funktionierenden Düse (oder
einer Region solcher Düsen)
gepaart wird, ist die Bandbildung unauffällig und kann schwer zu sehen
sein, selbst wenn ein Beobachter danach sucht.
-
Das
Variieren der Paarung von Düsen
unterbricht das sich wiederholende (z. B. 6 mm oder Viertel-Zoll)
Muster. Wie es bereits angemerkt wurde, reduziert dieser Lösungsansatz
nicht die Gesamtzahl von Defekten – sondern macht die Defekte
weniger sichtbar durch Aufbrechen wiederholter Muster.
-
In
einem Zwei-Durchlauf-Druckmodus mit einem 300-Düsen-Stift, ist beispielsweise ein herkömmlicher
Einheits-Vorschub-Druckmodus
(7, linke „A"-Ansicht) aus den
oben erwähnten
Gründen einer
auffälligen
Bandbildung unterworfen. Die einheitliche Paarung erscheint in den
linken vier Spalten der begleitenden Tabelle.
-
Das
Variieren des Vorschubs von 141 bis 150 Pixelzeilen macht zehn unterschiedliche
Düsenpaarungen
verfügbar,
anstatt nur einer einzigen Paarung für den Einheits-Vorschub-Modus. Diese
variierten Paarungen erscheinen in den rechten drei Spalten (zusammen
mit der Durchlaufzahl in der linken Spalte) der Tabelle. Beispielsweise
ist die Düse
Nr. 201 (7, rechte „B"-Ansicht) wie zwischen dem ersten und
dem zweiten Durchlauf mit einem vollen 150-Zeilen-Vorschub gepaart mit der Düse 51 – was der
ersten Zeile der Tabelle entspricht, wie sie für den Durchlauf 1 aufgelistet
ist. Wie zwischen dem zweiten und dritten Durchlauf, mit einem Vorschub
von nur 144 Zeilen, wird statt dessen die gleiche Referenzdüse 201 mit
der Düse
57 gepaart – was
der zweiten Zeile der Tabelle entspricht, wie sie für den Durchlauf
2 aufgelistet ist.
-
Es
ist anzumerken, dass die nicht-einheitlichen Vorschubwerte, die
gegenüber
der Durchlaufnummer tabellarisch angeordnet sind, keinem einfachen
monotonen oder anderen einfachen arithmetischen Verlauf folgen.
Folglich folgen die Anfangsdüsen
(vorletzte Spalte) und die gepaarten Düsen (am weitesten rechts gelegene
Spalte) unregelmäßigen Mustern.
-
Diese
Unregelmäßigkeit
zielt darauf ab, eine wesentliche, wenn auch nicht notwendigerweise
maximale Differenz zwischen dem tatsächlichen und nominalen Vorschub
zu liefern – und
auch zwischen den tatsächlichen
Vorschüben,
die nacheinander verwendet werden. Wie die Durchläufe 7 bis
9 zeigen, kann dieses Ziel allgemein nicht beständig erhalten werden. Eine
bestimmte zufriedenstellende Implementierung ist die Einstellung
des Vorschubs durch Mehrfache von zwei Düsenzeilen. Wo ein herkömmlicher Vorschub
beispielsweise 96 Düsen
ist, wechselt diese Strategie beliebig zwischen 92, 94, 96, 98 und 100.
-
Dieser
Lösungsansatz
wurde auch in einer Prüfumgebung
erfolgreich getestet, die Vorschübe von
132, 140 und 148 Pixelzeilen verwendet. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
dieser Form der Erfindung sind nicht auf Zwei-Durchlauf-Druckmodi begrenzt,
sondern sind statt dessen auch anwendbar auf Druckmodi, die mehr
Durchläufe
verwenden.
-
4. Zufallsvariation
-
Die
Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die in den vorhergehenden zwei Abschnitten beschrieben
wurden, zielen hauptsächlich
darauf ab, die Bandbildung weniger auffällig zu machen oder die Bandbildung
selbst zu unterbrechen, oder beides, aber dies auf systematische
Weise zu tun. Diejenigen dieses vorliegenden Abschnitts erweitern
die Strategien, um nicht-systematische Techniken zu umfassen – nach wie
vor ohne einen der Druckelementdefekte zu eliminieren, die die Bandbildung
erzeugen.
-
Zufälliges Variieren
des Vorschubhubs trägt dazu
bei, PAD-Fehler
zu verstecken, indem dieselben davon abgehalten werden, wiederholt
in die gleichen relativen Positionen entlang dem zusammengesetzten
gedruckten Bild zu fallen. Es folgt die Vorstellung, wie dies funktioniert,
im gleichen Kontext, der vorher mit Bezugnahme auf 9 erörtert wurde.
-
Wenn
mit einem nominalen Vorschub Bereiche mit PAD-Fehlern (helleres
Grau, 10 linke „A"-Ansicht) in bestimmten Durchlaufkombinationen ausgerichtet
fallen, müssen
dieselben immer so ausgerichtet fallen. Das heißt, dieselben sind jedes Mal ausgerichtet,
wenn die gleichen Kombinationen von Durchläufen und Bahnen 94–96 auftreten – wodurch Bereiche
in dem zusammengesetzten Ausdruck 98 erzeugt werden, die
durchwegs heller sind.
-
(Die
Darstellung hier ist nicht unter Verwendung der gleichen Annahmen
und Notation wie 9 vorbereitet, die, zu r Erinnerung,
Endeffekte adressiert. Hier wird stillschweigend eine viel höhere Gesamtanzahl
von Durchläufen
angenommen, einfach zu Darstellungszwecken, so dass die aufeinanderfolgenden
gezeigten Bahnen nur um einen kleinen Bruchteil der Bahnabmessung
longitudinal versetzt sind. Die dargestellten Bahnen 94–96 in 10A und 94'–97' in 10B sind
ebenfalls darstellend und kein vollständiger Satz für die Länge des
zusammengesetzten Bildes 98 oder 98'. 10 kann
ebenfalls als schematischer als 9 angesehen
werden.)
-
Mit
randomisiertem Vorschub (rechte „B"-Ansicht) werden statt dessen Bereiche
mit PAD-Fehlern manchmal mit Berei chen, die frei von PAD-Fehlern sind,
gepaart oder kombiniert – und
manchmal nicht, selbst wenn die gleichen Kombinationen von Durchläufen und
Bahnen 94'–97' wieder auftreten.
Der Grund ist, dass das Wiederauftreten von Durchlaufkombinationen
nicht wie vorher von wiederauftretenden Ausrichtungen begleitet
wird; diese werden durch die zufälligen
Schwankungen des Vorschubhubs unterbrochen.
-
Wie
es oben angemerkt wurde, haben einige Tintenstrahldrucker bereits
einen installierten Algorithmus zum Bereitstellen eines Multiplizierers
für den nominalen
oder theoretischen Druckmediumvorschub, um die früheren systematischen
PAD-Fehlerbahnausdehnungen aufzunehmen. Dieser Multiplizierer wird
wiederum als der PAD-Faktor bezeichnet.
-
Bei
einer typischen Anwendung berechnet der Drucker den optimalen PAD-Faktor
für jeden Kopf,
PF1, PF2, ... Er
mittelt dann die PAD-Faktoren, gewichtet dieselben durch ihre jeweiligen
Verwendungen U1, U2,
... in dem nächsten
(oder vorhergehenden) Durchlauf: PF = (PF1·U1 + PF2·U2 + ...)/(U1 + U2 + ...) [1
-
Der
Drucker legt dann den resultierenden gewichteten mittleren PAD-Faktor – der sehr
nahe zu Eins ist – an
den nominalen Papiervorschub an, der für den nächsten Durchlauf erforderlich
ist: LETZTER VORSCHUB
= NOMINAL·PF [2
-
Ein
neuer Algorithmus gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann auf eine der beiden folgenden Weisen
funktionieren:
- • tatsächliche Algorithmen nutzen,
um um den optimalen Wert herum zu randomisieren, oder
- • einfach
randomisieren.
-
Die
erste Möglichkeit
nimmt einfach das Ergebnis der Gleichung „[1" und verwendet dasselbe als mittleres μ, um eine
zufällige
Zahl um dasselbe herum zu extrahieren. Falls eine normale Verteilung N(μ,σ) gewünscht ist,
ist alles, was erforderlich ist, das Definieren eines Werts der
Standardabweichung σ.
Dann PFR = X, [3wobei X = eine Zufallszahl ist,
die von der Verteilung N(PF,σ)
kommt. Die Gleichung „[2" wird dann zu LETZTER VORSCHUB = NOMINAL·PFR. [4
-
Selbst
wenn PF genau konstant bleibt (was unwahrscheinlich ist), variiert
PFR um denselben, abhängig von σ.
-
Die
zweite Möglichkeit
ist eine Vereinfachung der ersten, einfach Einstellen des mittleren μ ≅ 1. Erneut
muss für
ein Normalverteilungsbeispiel eine Standardabweichung definiert
werden und der randomisierte PAD-Faktor ist dann PFR = X, [5wobei X nun ≅ eine Zufallszahl, die von
der Verteilung N(1.0,σ)
kommt.
-
Das
oben beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel wurde in einem
beispielhaften Drucker der Modell-„DesignJet-105×"-Reihe von Hewlett-Packard
getestet. Dieser Großformattintenstrahldrucker
umfasst bereits den oben erläuterten PAD-Faktor-Algorithmus,
so dass die Bildung eines Prototyps der Erfindung sehr leicht war.
Normale Verteilung wurde verwendet, und die Schritte waren:
- 1. Definiere σ.
- 2. Berechne PF wie oben (der Drucker führt dies durch).
- 3. Erhalte zwei Zufallsnummern x 1 und x 2 von einer einheitlichen Verteilung (in
jeder modernen Programmiersprache üblich).
- 4 . Berechne y = (–2
ln (x 1))1/2·cos
(2πx 2),
eine Zufallszahl-verteilte N(0,1).
- 5. Verallgemeinere dieselbe auf eine andere Mittelwert- und Standardabweichung:
PFR = PF + y·σ – oder,
falls der zweite oben beschriebene Lösungsansatz bevorzugt wird,
d. h. Randomisieren um den nominalen Vorschub, ersetze statt dessen PF
= 1.
- 6. Lege die vorher präsentierte
Gleichung „[4" an:
LETZTER VORSCHUB = NOMINAL·PFR. [4
-
Die
Ergebnisse dieser Prozedur sind eng analog zu dem Mehrfachdüsenkombinationslösungsansatz,
der in dem vorhergehenden Abschnitt 4 beschrieben wurde, können aber
im Allgemeinen eine leicht verbesserte Bildqualität liefern.
-
Die
systematische Variation des Vorschubabstands, die in diesem Text
beschrieben wurde, und in der beiliegenden Tabelle gezeigt ist,
wird einfach ersetzt durch eine zufällige oder randomisierte Variation.
Der Effekt ist es, Musterbildung aufgrund unerwünschter Wiederholungen von
Düsenkombinationszusammentreffen
weiter zu unterbrechen.
-
5. Hardware-
und Programmimplementierungen der Erfindung
-
Bevor
Einzelheiten in dem Blockdiagramm von 11 erörtert werden,
wird zunächst
ein allgemeiner Überblick
dieser Zeichnung geliefert. In 11 sind
die meisten Abschnitte 70, 73, 75–78 über die
Mitte, einschließlich
der Druck stufe 4A–51 ganz
rechts, im Allgemeinen herkömmlich
und stellen den Kontext der Erfindung in einem Tintenstrahldrucker/Plotter
dar.
-
Der
obere Abschnitt 63–72, 81–85 und
bestimmte Teile 85, 61 der zentralen Abschnitte
der Zeichnung stellen einen Großteil
der vorher erwähnten
Doval-Erfindung dar, die sich auf PAD-Fehlerunterbringung bezieht.
Dieses Material ist hier im Wesentlichen kopiert, weil es ebenfalls
einen Teil (wenn auch einen optionalen Teil) der Umgebung der vorliegenden
Erfindung bildet.
-
Der
Grund ist, dass das PAD-aufnehmende System – das bereits in bestimmten
Tintenstrahldruckern, insbesondere Großformatmaschinen, installiert
ist – angepasst
werden kann, um bestimmte Funktionen der vorliegenden Erfindung
durchzuführen.
Diese Teile der Zeichnung sind in dem Doval-Dokument näher erörtert und werden als selbsterklärend angesehen
und werden somit hierin nicht näher erörtert.
-
Die
verbleibenden zentralen Abschnitte 170 und unteren Abschnitte 171–188 von 11 beziehen
sich insbesondere auf die vorliegende Erfindung. In diesem unteren
Abschnitt sind die drei Hauptblöcke 171, 176, 181 überlappend
gezeichnet, um den konzeptionell überlappenden Charakter der
Funktionen in diesen Blöcken
zu symbolisieren: die Bahnrandbeabstandungseinrichtung 171,
die Wellenzahl- (1/λ)
variierende Einrichtung 176 und die Düsenkombinationsvariierende
oder -erhöhende
Einrichtung 181 sind bevorzugterweise miteinander integriert,
so dass die entsprechenden Hauptaspekte der Erfindung in Kombination
miteinander ausgeführt
werden.
-
Nachfolgend
wird auf die Einzelheiten Bezug genommen, und die Stiftwagenanordnung
ist getrennt bei 20 dargestellt (11), wenn
dieselbe nach links 16 verläuft, während sie Tinte 18 ausstößt, und
bei 20',
wenn dieselbe nach rechts 17 verläuft, während sie Tinte 19 ausstößt. Es ist klar,
dass sowohl 20 als auch 20' den gleichen Stiftwagen darstellen.
-
Der
vorher erwähnte
digitale Prozessor 71 liefert Steuersignale 20B,
um die Stifte mit korrekter Zeitgebung abzufeuern, koordiniert mit
Auflageantriebs-Steuersignalen 42A an den Auflagemotor 42, und
Wagenantriebssteuersignälen 31A an
den Wagenantriebsmotor 31. Der Prozessor 71 entwickelt diese
Wagenantriebssignale 31A teilweise basierend auf Informationen über die
Wagengeschwindigkeit und -position, die von den Codierersignalen 37B abgeleitet
ist, die durch den Codierer 37 geliefert werden.
-
(In
dem Blockdiagramm fließen
alle dargestellten Signale von links nach rechts, außer den
Informationen 37B, die zurück von dem Sensor zugeführt werden – wie es
durch den zugeordneten Pfeil nach links angezeigt ist). Der Codestreifen 33 ermöglicht somit
die Bildung von Farbtintentropfen bei ultrahoher Präzision während dem
Bewegen der Wagenanordnung 20 in jeder Richtung – d. h.
entweder von links nach rechts (vorwärts 20') oder von rechts nach links (zurück 20).
-
Neue
Bilddaten 70 werden in einer Bildverarbeitungsstufe 73 empfangen 191,
die herkömmlicherweise
ein Kontrast- und Farbeinstellungs- oder Korrekturmodul 76,
und ein Aufbereitungs-, Skalierungs- usw. Modul 77 umfassen
kann.
-
Informationen 193,
die von den Bildverarbeitungsmodulen verlaufen, treten als Nächstes in
ein Druckmaskierungsmodul 74 ein. Dieses kann eine Stufe 61 für spezifische
Durchlauf- und Düsenzuweisungen
enthalten. Die letztere Stufe 61 führt allgemein herkömmliche
Funktionen aus, ist aber gemäß bestimmten
Aspekten der vorliegenden Erfindung vorzugsweise auf Druckmodi beschränkt, die
sehr kleine Anzahlen von Durchläufen
verwenden – beispielsweise
Ein-Durchlauf- oder Zwei-Durchlauf-Modi.
-
Trotzdem
ist die Erfindung auch zugänglich für die Verwendung
größerer Anzahlen
von Durchläufen,
wie es durch die Notation „oder
1- bis n-Durchlauf" in
Block 61 angedeutet wird. Außerdem befindet sich in diesem
Block eine zusätzliche
Beschränkung 170 zum
Drucken einer vollständig
eingefärbten
Bahn bei jedem bestimmten Mehrfachen einer halben Hin- und Herbewegung
des Wagens 20, 20' – nicht
notwendigerweise eine Präferenz,
aber statt dessen einfach eine Bedingung, mit der bestimmte bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung, die nachfolgend erörtert werden, verbunden sind 189.
-
Der
Begriff „halbe
Hin- und Herbewegung" bedeutet
einen einzigen in eine Richtung verlaufenden Durchlauf des Druckkopfwagens – wie beispielsweise
nur von links nach rechts oder nur von rechts nach links. Notierte
Werte des „bestimmten
Mehrfachen" umfassen
Eins, Zwei und Drei; ungerade Werte sind jedoch äußerst bevorzugt für Bahnrandtrennung
und für
Wellenzahlerhöhung
und für
diese Zwecke kann Drei ideal sein.
-
Eine
andere Auswahl kann bevorzugter sein für Formen der Erfindung, die
Rotation oder Zufallsvariation zwischen einer relativ großen Anzahl
von Schrittabstandwerten verwenden. In diesen Fällen kann ein „bestimmtes
Mehrfaches" von
Eins oder Zwei ideal sein, da diese den höchstmöglichen Durchsatz liefern.
-
Mit
diesen Gedanken bezüglich
Beschränkungen
der Durchlauf- und
Düsenzuweisungsfunktion 61 wendet
sich die Erörterung
nun Merkmalen zu, die für
die vorliegende Erfindung spezieller sind. Bestimmte Merkmale 172 sind
besonders gut geeignet, für
die Steuerung 178 oder „Anpassung" des vorinstallierten PAD-Fehleraufnahmealgorithmus 72, 81–85.
-
Diese
Merkmale umfassen die in dem obigen Abschnitt 2 erörterte Bahnrandbeabstandungseinrichtung 172.
Diesen Einrichtungen ist die Beabstandungsabstandsrandomisierung seinrichtung 173 zugeordnet,
die insbesondere der Algorithmusanpassungseinrichtung 174 und
ihrer Verbindung zu dem Algorithmusblock 85 zugeordnet
ist.
-
Der
letztere Block 85 ist verbunden 187, 196, um
die letzte Ausgabestufe 178 zu steuern, insbesondere bezüglich ihrer
Erzeugung der Druckmedienvorschubsignale 42A. Alle anderen
Merkmale 175–188 können jedoch
auch auf diese gleiche Weise implementiert werden – selbst
wenn dieselben nicht so dargestellt sind.
-
Falls
es bevorzugt wird, das PAD-Fehleraufnahmesystem 72, 81–85 nicht
zu verwenden, um die Steuerung durch die Beabstandungseinrichtung 172 zu
bewirken, dann kann statt dessen eine alternative Anordnung verwendet
werden. Ein alternativer Weg 178 führt die benötigten Informationen in den
Ausgabestufensteuerbus 196 nachgeschaltet zu dem PAD-Algorithmusblock 85 ein,
wie es gezeigt ist. Die anderen Druckmedienvorschubstrategien der
Erfindung, falls sie nicht durch den Algorithmusblock 85 geleitet
werden, wie es in dem vorhergehenden Absatz erwähnt ist, können gleichermaßen auf
direktere Weise implementiert werden 179, 188.
-
Eine
bevorzugte Form der Randbeabstandungseinrichtung 172 umfasst
eine Einrichtung 175 zum Beabstanden der Ränder deutlich
entfernt voneinander. Bevorzugte Werte einer solchen Beabstandung
umfassen zumindest ein Zwanzigstel der PAD-Abmessung der Bahn – d. h.
der Abmessung der Bahn in der Druckmediumvorschubrichtung. Das Beabstanden
der Ränder
entfernt voneinander um ein Zehntel der Bahn-PAD-Abmessung ist in
der Praxis noch bevorzugter, da dasselbe einem Druckmodus entspricht,
der eine kleinere Anzahl von Durchläufen verwendet.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung umfassen auch eine Einrichtung 176 zum Erhöhen der
Raumfrequenz oder „Wellenzahl" der Bandbildung
in gedruckten Bildern. Da die Zeichnung voll ausgefüllt ist,
wurde die übliche
Wellen zahlnotation „1/λ" verwendet, um die
Raumfrequenz darzustellen, „Δ", um Variation darzustellen,
und „2×", um Verdopplung
darzustellen. Folglich erscheint die Raumfrequenzvariierungseinrichtung 176 als Δ(1/λ) und die
bevorzugte Raumfrequenzverdopplungseinrichtung 177 als
2 × (1/λ) gekennzeichnet.
-
Die
verbleibende Einrichtung 181 ist zum Variieren der Anzahl
von Düsenkombinationen,
die verwendet werden, um ein Bild zu drucken. Allgemein gesagt hat
eine solche Variation vorzugsweise die Form einer Erhöhung.
-
Diese
Einrichtung 181 umfasst vorzugsweise wiederum eine Einrichtung 185 zum
Variieren der Länge
des Schritts oder Hubs zwischen den Bahnen. Diese letztere Einrichtung 185 wiederum
umfasst eine Einrichtung 184 zum Liefern einer solchen
Variation bei jedem Schritt.
-
Bei
einer bevorzugten Form dieser schrittweisen Variierungseinrichtung 184 umfasst
dieselbe eine Einrichtung 183 zum Abwechseln zwischen zwei einzelnen
Werten. Wie die Zeichnung nahelegen soll, ist diese Einrichtung 183 zumindest
konzeptionell mit der Verwendung eines Dreidurchlaufmodus verbunden 189,
der, wie es durch das frühere
Beispiel gezeigt ist, eine bevorzugte Möglichkeit zum Betreiben des
Durchlauf/Zuweisungsblocks 61 ist.
-
Mit
weiterer Bezugnahme auf diese gleiche Operation ist die Abwechslungseinrichtung 183 besonders
gut implementiert 183' mit
einem Ein-Sechstel und einem Ein-Halb-Bahn-PAD-Abmessungsschritt. Eine weitere bevorzugte
Form der schrittweisen Variierungseinrichtung 184 hat die
Form einer Einrichtung zum Variieren gemäß der Funktion (2n – 1)/2N, wie es vorher erwähnt wurde,
wobei n von 1 bis N reicht, und der Wert N (die Anzahl von Durchläufen) vorzugsweise
ungerade ist, wie die Zeichnung darstellen soll.
-
Die
Einrichtung, die durch die mehreren Blöcke 171, 176, 181 dargestellt
ist, wie sie gezeigt sind, sind in integrierten Schaltungen 71 implementiert.
Mit den Funktionsangaben und Bahndiagrammen, die in diesem Dokument
präsentiert
sind, kann ein erfahrener Programmierer mit durchschnittlichen Fähigkeiten
auf diesem Gebiet geeignete Programme für den Betrieb der Schaltungen
vorbereiten.
-
Wie
es gut bekannt ist, können
die integrierten Schaltungen 71 Teil des Druckers selbst
sein, wie z. B. eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung
(ASIC), oder können
Programmdaten in einem Nur-Lese-Speicher (ROM) sein – oder können während dem
Betrieb Teile einer programmierten Konfiguration von Betriebsmodulen
in der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) eines Universalcomputers sein,
der Befehle von einer Festplatte liest.
-
Üblicherweise
werden die Schaltungen von zwei oder mehr dieser Art von Vorrichtungen
gemeinschaftlich verwendet. Im modernsten Fall ist eine weitere
Alternative ein getrenntes unabhängiges
Produkt, wie z. B. ein sogenannter „Rasterbildprozessor" (RIP), der verwendet
wird, um zu vermeiden, dass der Computer oder der Drucker übermäßig beansprucht
werden.
-
Beim
Betrieb gewinnt das System sein Betriebsprogramm auf geeignete Weise
wieder 101 (12) – d. h. durch Lesen von Befehlen
von dem Speicher im Fall einer Firmware- oder Software-Implementierung,
oder einfach durch Betreiben zweckgebundener Hardware im Fall einer
ASIC oder ähnlichen
Implementierung. Sobald es auf diese Weise vorbereitet ist, schreitet
das Verfahren fort, die Betriebsschritte 102–117, 122–124 zu
wiederholen 118. In Anbetracht der obigen Ausführungen
wird davon ausgegangen, dass ein Fachmann auf diesem Gebiet die
Einzelheiten von 12 selbsterklärend findet.
-
Die
obige Offenbarung ist lediglich beispielhaft und soll den Schutzbereich
der Erfindung nicht begrenzen – der
durch Bezugnahme auf die angehängten
Ansprüche
bestimmt wird.