DE602004010062T2

DE602004010062T2 - Thermisches Druckverfahren

Info

Publication number: DE602004010062T2
Application number: DE200460010062
Authority: DE
Inventors: Bruno Van Uffel
Original assignee: Agfa HealthCare NV
Current assignee: Agfa HealthCare NV
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2024-04-03
Also published as: EP1582362B1; DE602004010062D1; JP2005289060A; EP1582362A1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Thermodruckverfahren, insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes mit verbesserter Bildschärfe mittels eines Thermodruckers.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
In einem Thermodrucker mit einem mit mehreren Heizelementen versehenen Thermokopf und einem Transportmechanismus, der eine auf den Thermokopf bezogene relative Bewegung eines wärmeempfindlichen Materials sichert, ist der Druckprozess in der Regel in Druckzyklen aufgeteilt, wobei in jedem Druckzyklus die Heizelemente mit unterschiedlichen Energiemengen beaufschlagt werden, die so gewählt werden, dass auf dem während des jeweiligen Druckzyklus mit dem Thermokopf in Berührung stehenden Teil des Druckmediums die erwünschten Dichten erhalten werden.
Das wärmeempfindliche Material kann entweder aus einem Donorbogen und einem Akzeptorbogen zusammengesetzt sein, wie es im Diffusionsübertragungsverfahren der Fall ist, oder aber ein Papierfilm oder Papierbogen, der an sich wärmeempfindlich ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Druckverfahren zur Anwendung in einem Thermodrucker für Anwendungen, die eine hohe Bildqualität erfordern, wie bei für medizinische Bilddiagnostik verwendeten Druckern.
In solchem Drucker werden Bilder durch einen Wirtsrechner geliefert. Solche Bilder werden im Folgenden als „Wirtsbilder" bezeichnet und haben Digitalwerte, die direkt oder indirekt der erwünschten Dichte eines vorgegebenen Bereichs auf dem Druckmedium entsprechen. Dieser Bereich wird im Nachstehenden als "Wirtspixel" bezeichnet. Bei einem Farbdrucker entspricht jeder Wert direkt oder indirekt der Dichte eines einzigen spezifischen Farbmittels des Farbbildes. Jedem "Wirtspixel" und jeder gedruckten Farbe wird jeweils ein einzelner Wert zugeordnet.
Das Wirtsbild ist in der Regel aus Zeilen und Spalten aufgebaut, wobei in einem spezifischen Fall jeder Spalte ein Heizelement des Thermokopfes zugeordnet ist und jede Zeile einem Druckzyklus des Druckprozesses entspricht. In allen anderen Fällen ist das Quellenbild in ein neues Bild mit einer unterschiedlichen Anzahl von Werten umzuwandeln, so dass jeder Wert einem Heizelement in einem spezifischen Druckzyklus entspricht. Diese Umwandlung ist als "Interpolierung" bekannt.
Entsprechen die so erhaltenen Pixel des Druckerbildes nicht direkt den auf dem Druckmedium erwünschten Dichten, sorgt üblicherweise ein Umrechnungsmechanismus dafür, dass der vom „Benutzer" geforderte Wert in einen dem auf dem Druckmedium erwünschten Dichteeffekt entsprechenden Wert umgerechnet wird (vgl. 1).
Dadurch, dass das Druckergebnis auf dem Medium nur über die Temperatur der Heizelemente beeinflussbar ist, sind die Dichtewerte in einen Temperaturwert für die Heizelemente umzurechnen. Dazu werden die sensitometrischen Daten des Mediums hinzugezogen. Diese sensitometrische Information wird in der Regel erfasst, indem vor Verwendung eines solchen Druckers eine Kalibrierung des Mediums erfolgt. Die Mehrzahl der Drucker verfügen über eine automatische Komponente, die bei der Eingabe neuer Medientypen in den Drucker eine Mediumkalibrierung ausführen.
In dieser Phase liegt das Bild als "erwünschte Temperatur" vor, mit der jedes Heizelement während jedes Heizzyklus zu beaufschlagen ist.
Der einzige Steuerparameter, der dem Drucker zur Verfügung steht, ist die Leistung, mit der er jedes Heizelement während jedes Heizzyklus zu beaufschlagen vermag.
Die Leistungsmenge, die ein Drucker zu entwickeln braucht, um die zum Drucken einer vorgegebenen Dichte erwünschte Temperatur zu erreichen, ist in hohem Maß abhängig vom im System verfügbaren Temperaturbereich. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Druckern wird aus diesem Grund bei jedem Druckzyklus eine Linie des erwünschten Temperaturbildes zusammen mit gemessenen Temperaturen und einer Zustandsvariable in ein „thermisches Modell" eingespeist, um eine Linie von Leistungswerten zu berechnen, mit denen dann die Heizelemente gesteuert werden. Die Zustandsvariable ist ein Satz von Werten, die das thermische Modell darin unterstützen, dass sie den Temperaturanstieg im Thermokopf und die seitliche Wärmeverteilung ausgleichen (vgl. 2). Ein Beispiel für ein solches thermisches Modell findet sich in der europäischen Patentanmeldung 671 276 .
Dieses thermische Modell muss in Echtzeit laufen und soll daher nicht kompliziert sein, insbesondere bei Verwendung auf einem Rechner, der eine Vielzahl sonstiger Aufgaben zu erledigen hat.
Ohne dieses thermische Modell würden Thermodrucker eine nur schwache Bildqualität mit instabiler Dichtewiedergabe ergeben. Dank des thermischen Modells sind aus dem Stand der Technik bekannte Drucker in der Lage, für medizinische Anwendungen akzeptable Bilder zu drucken.
Die Mehrzahl der aus dem Stand der Technik bekannten Drucker verfügen über eine zusätzliche Leistungskorrekturfunktion, über die das zueinander unterschiedliche Verhalten der einzelnen Heizelemente korrigiert wird (3). Diese zusätzliche Korrektur verhindert eine über den Thermokopf hinweg ungleichmäßige Leistung infolge Abweichungen in den Eigenschaften der Heizelemente, wie in den Widerstandswerten der Heizwiderstände.
Zwar ist die Qualität von Thermodruckern akzeptabel, doch mit aus dem Stand der Technik bekannten Nasslaserdruckern sind Bilder erhältlich, die mit besserer Lesbarkeit aufwarten.
Die Ursache dieses Effekts wird anhand eines in 4 veranschaulichten und im Folgenden beschriebenen Versuchs erklärt.
Ein Dichteprofil, das einer Sprungfunktion entspricht, wird sowohl auf einem aus dem Stand der Technik bekannten Thermodrucker als auf einem Laserdrucker gedruckt, wonach das Druckergebnis durch Abtastung mittels eines Mikrodensitometers gemessen wird.
In 4 zeigt Kurve A die erwünschte Dichte in einem Übergangsbereich von niedriger zu hoher Dichte, bezogen auf die Förderrichtung, ist Kurve B die mittels eines typischen Nasslaserdruckers erhaltene Dichtekurve und Kurve C die mittels eines typischen, aus dem Stand der Technik bekannten Thermodruckers erhaltene Dichtekurve. Kurve C ist das Ergebnis des Druckverhaltens in Kombination mit der sensitometrischen Transformationskennlinie des Aufzeichnungsmaterials.
Kurve B des Laserdruckers hat eine typische Form, die auf die Gauß'sche Strahlenverteilung des zum Schreiben des Bildes benutzten Laserstrahls zurückzuführen ist. Schon bei einem Abstand vom Bildrand gleich ein paar Mal der Laserstrahlbreite hat das Dichteprofil seinen Endwert erreicht.
Kurve C des Thermodruckers zeigt deutlich, dass das thermische Modell auf den ersten 2 mm nach Erhöhung der erwünschten Dichte nicht in der Lage ist, eine korrekte Aussage über die benötigte Leistungsmenge zu machen.
5 bezieht sich auf die parallel zum Thermokopf verlaufende Richtung. Kurve A zeigt die erwünschte Dichte in einem Übergangsbereich von niedriger zu hoher Dichte in eine parallel zum Thermokopf verlaufende Richtung. Kurve B ist die bei Verwendung eines typischen Nasslaserdruckers aufgezeichnete Dichtekurve. Letztere Kurve ist der in die Förderrichtung aufgezeichneten Laserkurve wesentlich gleich. Kurve C ist die bei Verwendung eines typischen, aus dem Stand der Technik bekannten Thermodruckers aufgezeichnete Dichtekurve.
Aus Kurve C des Thermodruckers ist deutlich zu ersehen, dass das thermische Modell auf dem ersten 1 mm ab dem Rand des Übergangsbereichs von niedriger zu hoher Dichte nicht in der Lage ist, eine korrekte Aussage über die benötigte Leistungsmenge zu machen.
Aus diesen Messungen lässt sich folgern, dass gewissermaßen an Bildschärfe eingebüsst ist und zwar weil die Dynamik der Wärmelagerung im Thermokopf sowie die seitliche Wärmeverteilung am Thermokopf entlang nicht genau im thermischen Modell modelliert sind.
Eine mögliche Lösung für dieses Problem besteht darin, die Wärmeverteilung im Thermokopf anhand eines Finite-Elemente-Modells zu simulieren. Dieses FEM-Modell ist in der Lage, eine sehr präzise Aussage über die Temperaturen in der Nähe der Heizelemente zu machen und demgemäß sodann ein Rechnersystem mit beliebiger Genauigkeit die Leistung berechnen zu lassen, die benötigt wird, um die Heizelemente auf einen erwünschten Wert zu erwärmen.
Obgleich ein FEM-Modell diese Aufgabe zu erledigen vermag, würde man einen sehr kostspieligen Rechner benötigen, um das FEM- Modell bei zureichender Geschwindigkeit als Teil des thermischen Modells im Rechner laufen lassen zu können.
KURZE DARSTELLUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Gelöst werden die oberbeschriebenen Aufgaben durch ein in Anspruch 1 und den Unteransprüchen definiertes Verfahren.
Weitere Einzelheiten werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt die Umsetzung eines „Druckerbildes" in ein „erwünschtes Temperaturbild",
2 zeigt das Konzept des „thermischen Modells",
3 zeigt die Korrektur von Leistungswerten zum Ausgleichen des unterschiedlichen Verhaltens der einzelnen Heizelemente,
4 zeigt das Ergebnis der Anwendung eines Profils, das einen Übergang von niedriger zu hoher Dichte in die Förderrichtung des Aufzeichnungsmaterials darstellt,
5 zeigt das Ergebnis beim Drucken eines Übergangsbereichs von niedriger zu hoher Dichte in die Richtung des Thermokopfes,
6 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform und
7 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, in der mehr als eine Funktion benutzt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Modul entwickelt, das zwischen dem "erwünschten Temperaturbild" und dem "thermischen Modell" des in 2 gezeigten Druckers aus dem Stand der Technik eingefügt werden kann und die Bildschärfe ohne kostspielige Erweiterung der Drucker-Hardware verbessert.
Dieses Modul wird im Nachstehenden als TML (Temperaturmodifikationsschicht) bezeichnet.
Das "erwünschte Temperaturbild" kann als Matrix von Mtw-Digitalwerten geschrieben werden, wobei jede Ktw-Zeile der Matrix die „erwünschten Temperaturwerte" für einen vorgegebenen Druckzyklus umfasst und die Ttw-Spalten der Matrix die „erwünschten Temperaturwerte" für ein vorgegebenes Heizelement des Thermokopfes für alle Druckzyklen des zu druckenden Bildes umfassen.
Ein Druckzyklus ist ein Zeitraum, der einem Bereich auf dem Aufzeichnungsmedium entspricht, über den hinweg erwünschte Dichten am Thermokopf entlang einen vorgegebenen Wert aufweisen.
Erste Ausführungsform
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Funktion F(Ktw, b, c, ...) definiert, die eine Anzahl fester Parameter b, c, ... und eine Matrix von Ktw-Werten, die die erwünschten Temperaturen für einen Zyklus des Druckprozesses darstellen, annimmt.
Die Funktion F(Ktw, b, c, ...) ergibt einen Vektor Ft der gleichen Große wie Ktw.
Die Funktion F kann eine beliebige Funktion sein, ist jedoch vorzugsweise eine einfache Funktion.
Parameter 'b' steuert das dynamische Verhalten der Funktion und Parameter 'c' steuert die Ausgangsamplitude der Funktion.
Es können noch zusätzliche, das Funktionsverhalten weiter steuernde Parameter benutzt werden.
Ein Beispiel für eine solche Funktion ist eine Funktion, die aus Ktw einen neuen Vektor ergibt, wobei jedes Element des neuen Vektors die Summe aus b Elementen von Ktw, multipliziert mit c/b, ist (vgl. Formel 1). Die ersten und letzten b/2 Elemente von Ft werden anhand einer angepassten Formel berechnet, wobei die fehlenden Elemente von Ktw durch 0 ersetzt werden:
Haben mehr als b aufeinander folgende Elemente von Ktw den gleichen Wert V, so werden die entsprechenden Elemente von Ft den Wert 'c·V' aufweisen und zwar nach einem Übergangsbereich, der 'b' Elemente groß ist.
Es können viele andere einfache Funktionen definiert werden, die sich zu einem konstanten Wert 'c·V' entwickeln und einen Parameter 'b' haben, der die Anzahl von Elementen, die diese Entwicklung ermöglichen, steuert.
Wir definieren ebenfalls eine 'Vergleichsfunktion': Fm() = a·Ktw + F(Ktw, b, c, ...), wobei a = 1 – c.
Diese 'Vergleichsfunktion' hat als wichtige Eigenschaft, dass sie die Beharrungswerte von Ktw nicht ändert und ihre Form bei Anwendung eines Vektors Ktw während eines Druckzyklus das Verhalten des Druckers gewissermaßen simuliert.
In einem nächsten Schritt des Verfahrens werden die Parameter b, c, ... der Funktion F() so eingestellt, dass Fm() in Kombination mit der Sensitometrie des Aufzeichnungsmaterials in optimaler Weise das (thermische) Verhalten des Druckers simuliert.
Folgendes Verfahren kann zum Einstellen dieser Parameter benutzt werden. Allerdings bestehen noch andere Verfahren, wie die im Nachstehenden definierte TML-Stufe mit verschiedenen Parametereinstellungen und visueller Auswahl des optimalen Ergebnisses.
Zunächst wird für jeden Druckzyklus anhand eines Vektor-KTW-Tests (der ein Testmuster darstellt) ein Testmuster gedruckt, zum Beispiel wird ein Bild, das einer sich in Richtung des Thermokopfes entwickelnden Sprungfunktion (d. h. einem stufenweisen Übergang von einem niedrigen Wert zu einem hohen Wert) entspricht, auf dem Drucker mit ausgeschalteter TML-Funktion gedruckt. Die Sprungfunktion ist so einzustellen, dass sowohl der niedrige Wert als der hohe Wert eine messbare Dichte auf dem Medium erzeugen.
Der bedruckte Filmbogen wird sodann präzise gemessen, wobei die Antwort (d. h. das Ansprechen) der Sprungfunktion in Dichtegraden erhalten wird.
Diese Antwort der Sprungfunktion in Dichtegraden wird dann anhand der sensitometrischen Information des benutzten Aufzeichnungsmaterials in Werte, die den erwünschten Heizelementtemperaturen proportional sind, umgerechnet. Der Vektor dieser Werte wird mit dem Symbol Ktm bezeichnet.
Anhand des Ktw-Tests berechnen wir den Ktp-Wert über folgende Vergleichsfunktion: Ktp = a·Ktw-Test + F(Ktw-Test, b, c, ...)
Nun führen wir einen Optimierungsprozess durch, in dem die Parameter b, c, ... für F() so geändert werden, dass eine optimale Übereinstimmung zwischen Ktp und Ktm erhalten wird. Für einen solchen Optimierungsprozess können MathCad-Arbeitsblätter (MathCad ist ein Warenzeichen von Mathsoft Engineering & Education Inc.) oder dergleichen verwendet werden.
Gelegentlich kann auch Parameter 'a' während dieses Optimierungsprozesses bestimmt werden.
Nach Einstellung der Parameter ergibt die Vergleichsfunktion eine Aussage bezüglich des Verhaltens des Druckers.
Anschließend werden mittels der TML-Funktion die Zeilen Ktw der Matrix Mtw über Formel 2 geändert: Ktwc = 1/aopt·(Ktw-F(Ktw, bopt, copt, ...)) (Formel 2)
Für große Bereiche mit dem gleichen Wert für jedes Element Ktw_i von Ktw gilt – wie schon oben angegeben – Ft_i = c·Ktw_i.
In diesen Bereichen des Vektors Ktw gilt: Ktwci = Ktwi, weil a = 1 – c.
Dies bedeutet, dass Formel (2) die Gesamtdichten nicht ändert und das Modul ohne Einfluss auf die Dichtestabilität des Systems eingefügt werden kann. Da das Verhalten der Änderungsfunktion auf das gemessene Verhalten des Druckers abgestimmt wird, wird ferner der Vektor der geänderten Temperatur Ktwc ein genauer gedrucktes Dichtemuster und also ein schärferes Bild ergeben.
Den Ergebnissen des obenbeschriebenen TML-Verfahrens entsprechend wird dann das thermische Modell des Druckers eingeführt und werden angepasste Steuerleistungswerte der Heizelemente des Thermokopfs erzeugt.
Zweite Ausführungsform
In einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Funktion F(Ttw, b, c, ...) definiert, die eine Anzahl fester Parameter b, c, ... und einen Vektor von Ttw-Werten, die die erwünschten Temperaturen für ein vorgegebenes Heizelement für alle Druckzyklen des Druckprozesses darstellen, annimmt.
Die Funktion F() ergibt einen Vektor Ft der gleichen Große wie Ttw. Die Funktion F() kann eine beliebige Funktion sein, ist jedoch vorzugsweise eine einfache Funktion. Parameter 'b' steuert das dynamische Verhalten der Funktion und Parameter 'c' steuert die Ausgangsamplitude der Funktion. Es können noch zusätzliche, das Funktionsverhalten weiter steuernde Parameter vorhanden sein.
Ein Beispiel für eine solche Funktion ist eine Funktion, die aus Ttw einen neuen Vektor ergibt, wobei jedes Element des neuen Vektors die Summe aus Elementen b von Ttw, multipliziert mit c/b, ist (vgl. Formel 3).
Die ersten b Elemente von Ft werden anhand einer angepassten Formel berechnet, wobei die fehlenden Elemente von Ttw durch 0 ersetzt werden:
Haben mehr als b aufeinander folgende Elemente von Ttw den gleichen Wert V, so werden die entsprechenden Elemente von Ft den Wert 'c·V' aufweisen und zwar nach einem Übergangsbereich, der 'b' Elemente groß ist.
Es können viele andere einfache Funktionen definiert werden, die sich zu einem konstanten Wert 'c·V' entwickeln und einen Parameter 'b' haben, der die Anzahl von Elementen, die diese Entwicklung ermöglichen, steuert.
Wir definieren ebenfalls folgende 'Vergleichsfunktion': Fm() = a·Ttw + F(Ttw, b, c, ...), wobei a = 1 – c.
Die nächsten Schritte sind ähnlich der Ausführungsform, in der eine verbesserte Temperatur in die Thermokopfrichtung erhalten wurde.
Dritte Ausführungsform
In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Funktion F(Mtw, b, c, d, ...) definiert, die eine Anzahl fester Parameter b, c, d, ... und eine Matrix von Mtw-Werten, die die erwünschten Temperaturen für alle Heizelemente und alle Druckzyklen des Druckprozesses darstellen, annimmt und als Ausgabeergebnis eine neue Matrix Ft erzeugt.
In dieser Ausführungsform beeinflusst die Funktion F() sowohl Details in die Thermokopfrichtung als Details in die Förderrichtung, wobei das Verhalten in die Thermokopfrichtung hauptsächlich durch einen Subsatz von Parametern der Parameter b, c, d, ... und das Verhalten in die Förderrichtung hauptsächlich durch einen (weiteren) Subsatz von Parametern der Parameter b, c, d, ... bestimmt wird.
Die Funktion F() kann eine beliebige Funktion sein, ist jedoch vorzugsweise eine sehr einfache Funktion.
Ein Beispiel für eine solche zweidimensionale Funktion ist eine Funktion, die die Summe aus b·d Elementen der Matrix Mtw ergibt (vgl. Formel 4). In den Randbereichen werden die fehlenden Elemente von Mtw durch 0 ersetzt.
Weisen bedeutend mehr als b·d Elemente von Mtw eines rechteckigen Bereichs einen gleichen Wert V auf, so werden die entsprechenden Elemente von Ft einen Wert 'c·V' aufweisen und zwar nach einem Übergangsbereich, der 'b' Elemente groß ist in die Förderrichtung und 'd' Elemente in die Thermokopfrichtung.
Es können viele andere einfache Funktionen definiert werden, die sich zu einem konstanten Wert 'c·V' entwickeln und die Parameter 'b' und 'd' haben, die die Anzahl von Elementen, die diese Entwicklung ermöglichen, steuern.
Wir definieren ebenfalls eine 'Vergleichsfunktion': Fm() = a·Mtw + F(b, c, d ..., Mtw), wobei a = 1 – c.
Die nächsten Schritte sind ähnlich den Ausführungsformen, in denen die Korrektur in die Thermokopfrichtung und die Förderrichtung gesondert erfolgte.
Im Besonderen werden zunächst die Parameter der Funktion F() bestimmt, z. B. anhand der nächsten Schritte.
Es wird ein Bild gedruckt, das einem Testmuster, wie einem sich stufenweisen entwickelnden Muster, entspricht. Die dabei erzeugten Dichten werden gemessen und anhand der sensitometrischen Information des benutzten Aufzeichnungsmaterials wird eine Bezugsmatrix Mtm von Werten bestimmt, die den erwünschten Heiztemperaturen proportional sind.
Dann werden die gleichen Testmusterwerte in die Vergleichsfunktion eingeführt und wird eine Matrix Mtp erhalten.
Nun führen wir einen Optimierungsprozess durch, in dem die Parameter b, c, d, ... so geändert werden, dass eine optimale Übereinstimmung zwischen Mtp und Mtm erhalten wird. Die Parameter der Funktion F() werden auf die nach dem Optimierungsprozess erhaltenen Werte bogt, copt, dopt, ... abgestimmt.
Schließlich wird das im Drucker integrierte Modul des thermischen Modells mit den folgenden Eingangswerten beaufschlagt: Mtwc = 1/aopt(Mtw – F(Mtw, bopt, copt, dopt, ...).
Vierte Ausführungsform
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die Funktion F() einen internen Zustand St.
St kann ein einzelner Wert sein, eine Matrix von Werten, eine zweidimensionale Matrix von Werten oder eine beliebige Kombination davon.
In dieser Ausführungsform ist der Zustand der Funktion St vor Beginn der Berechnung initialisiert. Nach Beginn der Berechnung erlaubt der Zustand St es der Funktion, auf Basis des Zustands St, der Zeile von Mtw-Werten, die einem laufenden Druckzyklus entsprechen, und der Parameter b, c, d, ... die Mtwc-Werte eines Druckzyklus zu berechnen.
Im Nachstehenden folgt ein Beispiel für eine solche Funktion, die eine Zustandsvariable nutzt. Formel 4 wird in diesem Beispiel als Funktion mit Zustandsvariable verwendet.
Der Zustand St dieser Funktion besteht aus einem Vektor S und einer Matrix B und einem Zeiger p.
Vektor S hat ebenso viel Elemente als Mtw Spalten hat. Matrix B hat ebenso viel Spalten als Mtw b Zeilen hat. Zu jedem Zeitpunkt können die Werte in S wie folgt geschrieben werden:
Zunächst werden alle Elemente von S und B und Zeiger p auf 0 gesetzt.
Nun wird die Funktion von Formel 4 für Zeile i wie folgt berechnet (wobei schon alle Reihen < i berechnet sind).
Die Verfahrensweise für Zeile i = 0 ist offensichtlich korrekt.
Für jede folgende Zeile wird die Matrix von Summen jeweils aktualisiert, indem das Element, dass außerhalb des Bereichs fällt, über den die Summe zu berücksichtigen ist, subtrahiert und dieses Element sowohl im Puffer B als in der Summe S durch das passende Element von Mtw ersetzt wird. Demgemäß wird S immer korrekt sein und ist die Formel korrekt für alle i-Werte.
Zwar wird die gleiche Funktion erhalten, doch statt der Addierungen von 'b' werden pro Heizelement eine Subtraktion, eine Addierung und zwei Speichervorgänge vorgenommen. Der Zeiger ist nur einmal pro Zeile einzustellen.
Bei großem Parameterwert 'b' wird dieser „zustandsbezogene" Ansatz eine wesentlich schnellere Berechnung erlauben.
Im Allgemeinen wird im „zustandsbezogenen" Ansatz Funktion F(), die sowohl als Teil der Vergleichsfunktion Fm() als in der TML-Stufe benutzt wird, aus einer Funktion Fk(Ktw, St, b, c, d, ...) und einer Funktion Fs(Ktw, St, b, c, d, ...) zusammengesetzt sein.
Für die TML-Stufe verläuft die Berechnung gemäß folgendem Schema:

St: = zu Beginn des Druckzyklus initialisierter Zustand der Berechnung,
Fk(): = Funktion, die eine Reihe von Ft aus einer Zeile von Mtw und St und Parametern berechnet, und
Fs(): = Funktion, die den neuen Zustand aus einer Zeile von Mtw und St und Parametern berechnet.

Für jeden Druckzyklus i nehmen wir eine Zeile von Mtw, die anhand von Fk und Fs bearbeitet worden ist. Zunächst werden die geänderten Temperaturen für diese Zeile berechnet, wonach der Zustand St aktualisiert wird:
Fünfte Ausführungsform
In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt die Funktion Fs() die geänderten Temperaturen zur Berechnung des Zustands.
In dieser Ausführungsform sind die sich auf die TML-Stufe beziehenden Formeln folgende:
6 zeigt die beste Aussage 'A' für die Formel 1 nutzende Ausführungsform in Bezug auf das Verhalten von Drucker 'B' sowie die entsprechend korrigierte Mtwc-Zeile 'C'.
Obgleich diese sehr einfache Funktion und das Verfahren zur Kalibrierung dieser Funktion eine Verbesserung der Druckersteuerwerte in punkto Bildschärfe ergeben, ist klar, dass eine einfache Funktion F() es im Allgemeinen nicht erlaubt, das Verhalten sowohl nahe am Rand als weiter vom Rand entfernt korrekt zu modellieren.
Sechste Ausführungsform
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Satz identischer Funktionen F() definiert, wobei jeder der in den vorigen Ausführungsformen beschriebenen Typen, mit oder ohne Zustandsvariable, in solchen Satz einbezogen werden kann, alle Funktionen den gleichen Satz von Parametern a, b, c, d, ..., jedoch mit unterschiedlichen Werten, annehmen und jede Funktion bei Verwendung einer Zustandsvariable auch Mtw oder eine Zeile von Mtw annimmt.
Jede Funktion erzeugt neue Matrices F1, F2, F3, wobei, wenn Mtw einen konstanten Wert V hat, die Funktionswerte von F1, F2 und F3 c1·V, c2·V bzw. c3·V betragen.
Nun wird eine Vergleichsfunktion definiert, so dass: a = 1 – (c1 + c2 + c3 + ...) und Mtp = a·Mtw + F1(Mtw, b1, c1, ...) + F2(Mtw, b2, c2, ...) + F3(Mtw, b3, c3, ...) + ...
Zur Einstellung der Parameter a, b1, c1, ... usw. kann auf einem bekannten Eingangsmuster Mtw eine Messung vorgenommen werden, die ein messbares Dichtemuster ergibt. Messwerte können in ein äquivalentes Temperaturmuster Mtm umgesetzt werden.
Dann kann ein Kurvenanpassungsprozess vorgenommen werden, um Mtp an Mtm anzupassen und so einen optimalen Satz von Parametern zu definieren.
Nach Einstellung der Parameter werden die Funktionen F1(), F2(), F3() ... wie folgt in der TML-Stufe benutzt: Mtwc = 1/a·(Mtw – F1(Mtw, b1, c1, ...) – F2(Mtw, b2, c2, ...) – F3(Mtw, b3, c3, ...) – ...)
Die Funktionen F1(), F2(), F3(), ... können jede der in den obigen Ausführungsformen dargelegten Formen aufweisen.
Durch Verwendung von mehr als einer Funktion kann das Druckerverhalten genauer modelliert werden, wie sich aus 7 ersehen lässt.
Da die Funktionen identisch sind, kann ihre Wertberechnung gleichzeitig durch einen Vektorrechner, der in modernen Zentraleinheiten integriert ist, wie ALTIVEC (ALTIVEC ist ein Warenzeichen von Motorola), vorgenommen werden. Die Rechengeschwindigkeit kann dadurch gesteigert werden, indem die Funktionen F sehr einfach gehalten werden, und die Genauigkeit lässt sich durch Einbau der benötigten Anzahl von Komponenten verbessern.

Claims

Ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes mit verbesserter Bildschärfe auf einem Druckmaterial in einem Thermodrucker, der mit einem Modul mit integriertem thermischem Modell versehen ist, das Eingangswerte in Leistungswerte für jedes Element eines Thermokopfes und für jeden Druckzyklus umrechnet, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Definieren einer Funktion F(Mtw, b, c, d, ...), in der Mtw eine Matrix erwünschter Temperaturwerte für jedes Heizelement eines Thermokopfes und für alle Druckzyklen bedeutet, wobei zumindest ein Subsatz von Parametern b, c, d, ... das Verhalten der Funktion in die Thermokopfrichtung beeinflusst und ein Subsatz der Parameter b, c, d das Verhalten der Funktion in eine Richtung, in die das Druckmaterial am Thermokopf vorbeigefördert wird, beeinflusst, – Definieren einer Vergleichsfunktion Fm = aMtw + F(Mtw, b, c, d, ...), wobei a = 1 – c, – Bestimmung optimaler Werte aopt, bogt, copt und dopt, ... für die Parameter a, b, c, d, ..., so dass Fm(aopt, bogt, copt, dopt, ...) das Druckerverhalten simuliert, und – Einbeziehung der Mtwc-Werte in das integrierte thermische Modell, wobei die Mtwc-Werte gleich 1/aopt·(Mtw – F(Mtw, bogt, copt, dopt, ...)) sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass optimale Werte aopt, bogt, copt und dopt für die Parameter a, b, c und d wie folgt bestimmt werden: – Beaufschlagung des Moduls des thermischen Modells mit einem Testmuster zur Erzeugung eines Dichtemusters, – Messung der Dichten auf dem erzeugten Dichtemuster, – Berechnung einer Bezugsmatrix Mtm von Werten, die den erwünschten Heizelementtemperaturen proportional sind, unter Einbeziehung der sensitometrischen Daten des Druckmaterials, – Berechnung einer Matrix Mtp, indem das Testmuster in die Vergleichsfunktion eingeführt wird, – Durchführen eines Optimierungsprozesses zum Erhalten einer optimalen Übereinstimmung zwischen Mtp und Mtm, wobei die Parameter a, b, c, d, ... so geändert werden, dass Werte aopt, bogt, copt, dopt, ... erhalten werden, und – Einstellen der Parameter der Funktion F() auf die gleichen Werte wie die Werte aopt, bogt, copt, dopt, ... .
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 'a' gleich '1 – c' ist und c den Beharrungswert der Funktion F ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Testmuster ein Stufenmuster ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mtw eine eindimensionale Matrix ist, deren Ktw-Werte erwünschte Temperaturwerte für einen einzelnen Druckzyklus des Druckprozesses des Bildes mit verbesserter Bildschärfe bedeuten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mtw eine eindimensionale Matrix ist, deren Ttw-Werte erwünschte Temperaturwerte für ein Element des Druckkopfes des Thermodruckers bedeuten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass