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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Tintenstrahldruckervorrichtung
und Verfahren und insbesondere Tintenstrahldrucker, die variable
Tintentropfenvolumina an unterschiedlichen Pixelorten bereitzustellen
vermögen.
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Ein
Tintenstrahldrucker erzeugt Bilder auf einem Empfangsmaterial, indem
er bildweise Tintentröpfchen
auf das Empfangsmaterial ausstößt. Die
Vorteile der berührungslosen,
leisen und energiesparenden Verwendung und des kostengünstigen
Betriebs neben der Fähigkeit
des Druckers, Normalpapier und verschiedene beschichtete Papiere
zu bedrucken, begründen
weitgehend die große
Marktakzeptanz von Tintenstrahldruckern.
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Diesbezüglich verwenden „kontinuierliche" Tintenstrahldrucker
eine selektive Aufbringung von Tropfen durch Kontrolle der Ablenkung
der Tropfen aus der Druckerdüse.
Eine Rinne ist verwendbar, um Tropfen abzufangen, die nicht dazu
vorgesehen sind, den Empfangsbogen zu erreichen, und zwar gemäß der auf
Bilddaten beruhenden Feststellung, ob ein Tintentropfen abgelenkt
oder nicht abgelenkt werden soll.
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Eine
weitere Klasse von Tintenstrahldruckern wird als Drop-on-Demand-Tintenstrahldrucker
bezeichnet, die an jeder Düsenöffnung ein
Druckelement bereitstellen, das dazu dient, die Tintenstrahltropfen
zu erzeugen. Die in Drop-on-Demand-Tintenstrahldruckern verwendeten
Elemente umfassen normalerweise Heizelemente oder piezoelektrische
Elemente. Im Falle von Heizelementen heizt eine Heizung, die an
einer geeigneten Stelle in der Düse
oder an der Düsenöffnung angeordnet
ist, die Tinte in ausgewählten
Düsen und
bewirkt, dass ein Tropfen auf das Aufzeichnungsmedium in denjenigen
Düsen ausgestoßen wird,
die gemäß den Bilddaten
ausgewählt
wurden. Im Falle von piezoelektrischen Elementen wird ein piezoelektrisches
Material verwendet, wobei dieses piezoelektrische Material die Eigenschaft
besitzt, dass dann, wenn an das Material ein elektrisches Feld angelegt
wird, eine mechanische Spannung darin induziert wird, die das Düsenvolumen verringert
und bewirkt, dass ein Tropfen selektiv aus der gewählten Düse ausgestoßen wird.
An den Druckkopf angelegte Bilddaten bestimmen, welche der Düsen zwecks
Ausstoßens
eines entsprechenden Tröpfchens
aus jeder Düse
an einem bestimmten Pixelort auf einem Empfangsbogen ausgewählt wird.
Einige in der Patentliteratur beschriebene Drop-on-Demand-Tintenstrahldrucker
verwenden sowohl piezoelektrische als auch Heizelemente.
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Da
die Entwicklung von Tintenstrahldruckern bis zu dem Punkt fortgeschritten
ist, an dem es möglich ist,
unterschiedliche Tintentropfenvolumina an unterschiedlichen Pixelorten
zu platzieren, ist es wünschenswert,
Verfahren zu verwenden, die die zu verwendenden Tropfenvolumina
und die Tropfenvolumenanordnung optimieren, um die Bildqualität von Hardcopy-Bildern zu optimieren.
EP-A-0 970 815 beschreibt
eine Tintenstrahldruckervorrichtung, in der das an jedem Pixelort
aufgebrachte Tintenvolumen eine Funktion des Typs des Empfangsmediums
ist. Die Druckervorrichtung steuert das Volumen der aufgebrachten
Tinte nicht als eine Funktion der Tintenarten. Auch wird keine Tabelle
von erzeugten Tropfenvolumina als eine Funktion unterschiedlicher
Kombinationen aus Empfangsmedientypen, Tintentypen und Druckerauflösungen erzeugt.
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Unter
der Voraussetzung, dass Tintenstrahldrucker in der Lage sind, Bilder
auf verschiedenen Medien zu erzeugen (die aus verschiedenen Empfangsschichten
zusammengesetzt sind), liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
Tropfenvolumina und Tropfenanordnung für jeden einzelnen unterschiedlichen
Medientyp, der von dem Drucker verwendet wird, zu optimieren.
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Der
Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Optimierung
von Tropfenvolumina und der Tropfenanordnung über tabellengesteuerte Algorithmen
zu erzielen, die effizient und ausbaufähig sind.
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Die
genannten und weitere Aufgaben, die nach Lesen der vorliegenden
Beschreibung deutlich werden, werden gemäß dem in den unabhängigen,
anliegenden Ansprüchen
beschriebenen Erfindungsgegenstand gelöst.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1A eine
schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Druckers;
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1B eine
perspektivische Ansicht eines Tintenstrahl-Druckkopfmoduls, das
als einer der Druckköpfe
in dem Drucker aus 1A verwendet wird;
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1C eine
Ansicht der Düsenplatten
mit Düsenöffnungen
für das
Druckkopfmodul als 1B;
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2 eine
schematische Darstellung der in 1C gezeigten
Düsenplatte
zur Darstellung eines Beispiels eines zueinander versetzten Arrays
aus Düsenöffnungen;
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3 ein
Beispiel einer Punktgröße, die
zur vollen Deckung erforderlich ist, wenn eine 2 × 2 große Gruppe
aus vier Punkten gedruckt wird;
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4 eine
Darstellung eines Referenzrastergitters (dunkleren Linien) und eines
Schieberastergitters (hellere Linien);
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5A eine
Darstellung einer alternativen Düsenplatte,
die anhand nicht zueinander versetzter Düsenöffnungen verwendbar ist und
eine Vielzahl von Düsenreihen
darstellt, wobei darauf hingewiesen sei, dass eine weitere verwendbare
Düsenkonstruktion
lediglich eine einzelne Reihe aus Düsen umfasst;
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5B eine
schematische Darstellung eines Steuersystems für den Drucker aus 1;
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6 eine
Darstellung für
das Drucken auf ein Referenzraster und ein Schieberaster zur Veranschaulichung
des Konzepts des zusätzlichen
Punktes auf dem Schieberaster und des Bereitstellens der vollständigen Tintendeckung,
ohne dass sich irgendwelche weißen
Punkte des Hintergrunds zeigen, obwohl die verwendete maximale Punktgröße vorteilhafterweise
kleiner ist als diejenige, die eine vollständige Deckung zu erzielen vermag,
um somit den Tintenverbrauch zu reduzieren und die Trocknungszeit
zu verbessern;
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7 eine
schematische Ansicht in Form eines Blockdiagramms einer mit der
Erfindung verwendbaren Bildverarbeitungsarchitektur;
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8 eine
schematische Darstellung von Transformationstabellen, die zur Reduzierung
des Speicherbedarfs in der Bildverarbeitungsarchitektur dienen;
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9 eine
schematische Darstellung eines Beispiels einer Bildkettenarchitektur,
die mit verschiedenen Tabelleneingaben und -ausgaben verwendbar
ist;
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10(a)–(e)
Beispiele von Tabellenwertsätzen,
die von dem Transformationstabellen-Hauptwähler aus 8 abhängig von
einer Auftragsanforderung bereitgestellt werden, die vorbestimmte
Parameter für
den Auftrag anfordert;
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11 eine
Darstellung einer Eingabeanforderung von einem RIP, der verschiedene
Punktdichten an ausgewählten
Pixelorten anfordert, und die Art und Weise, wie diese Anforderungen
während
jedes Durchgangs anhand von Tintentropfenaufträgen von gewählten Punktvolumina mithilfe
des Druckers erfüllt
werden; und
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12(a)–(e)
und 13(a)–(e) weitere Beispiele für Sätze von
Tabellenwerten, die von dem Transformationstabellen-Hauptwähler gemäß jeweils
unterschiedlicher Auftragsparameteranforderungen bereitgestellt
werden.
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Die
vorliegende Beschreibung betrifft insbesondere Elemente, die einen
Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bilden oder direkt damit zusammen wirken. Es sei darauf hingewiesen,
dass nicht ausdrücklich
gezeigte oder beschriebene Elemente verschiedene Formen annehmen
können,
die einschlägigen
Fachleuten bekannt sind.
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Es
wird Bezug genommen auf 1A, die
ein Ausführungsbeispiel
eines Druckers 10 zeigt, welcher die Erfindung beinhaltet.
Bezugsziffer 11 bezeichnet einen Schlitten. Ein Tinten strahldruckkopf 31 ist
auf das Aufzeichnungselement ausgerichtet und auf dem Druckkopfmodul 25 (1B)
angeordnet, welches wiederum auf dem Schlitten 11 angeordnet
ist. Der Schlitten 11, der über einen Steuerriemen 13 mit
einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor gekoppelt ist, ist reproduzierbar über die
Breite des Aufzeichnungselements 12 bewegbar (in Richtung
der Pfeile A-B), während
er von einem Führungselement 15 geführt wird.
Der Tintenstrahldruckkopf 31 empfängt Tinte aus dem Tintentank 16 über eine
Tintenspeiseleitung 17. Eine Transportrolle 18, die
von einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor angetrieben wird, transportiert
das Aufzeichnungselement 12 rechtwinklig (in Richtung von
Pfeil C) zur Bewegungsrichtung des Schlittens 11.
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Ein
Rasterbildprozessor steuert die Bildmanipulation, und die resultierende
Bilddatei wird über
einen entfernt angeordneten Computer über einen Kommunikationsanschluss
bereitgestellt. Auf dem leiterplatteneigenen Speicher wird die Bilddatei
gespeichert, während
der Drucker in Betrieb ist.
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1B und 1C zeigen
ein Ausführungsbeispiel
einer piezoelektrischen Druckkopfvorrichtung 25. Die Bezugsziffer 36 bezeichnet
eine Düsenplatte
mit darin ausgebildeten Düsenöffnungen 37.
Zu einer Tintenspeiseöffnung 38 fließt Tinte
aus einem Tintentank 16 durch eine Tintenspeiseleitung 17.
Die Ausstoßfrequenz des
Tintenstrahldruckkopfes 31 ist zwischen 7,5 kHz und 15
kHz umschaltbar, je nach Wahl der Bildauflösung und Druckqualität. Die Schlittengeschwindigkeit
ist in dem beschriebenen Drucker in sämtlichen Druckbetriebsarten
festgelegt, obwohl dies erfindungsgemäß nicht erforderlich ist. Zwar
wird eine Darstellung eines piezoelektrischen Druckkopfes bereitgestellt,
aber die Erfindung ist auch mit anderen Druckköpfen ausführbar, wie beispielsweise thermischen
und kontinuierlichen Tintenstrahldruckköpfen.
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Es
wird Bezug genommen auf 2, wobei in diesem Ausführungsbeispiel
der Tintenstrahldruckkopf 31 für jede zu druckende Tintenfarbe
zwei Druckkopfsegmente 39A und 39B umfasst. Jedes
Druckkopfsegment beinhaltet zwei versetzte Düsenreihen, und jede Düsenreihe
hat einen Abstand von 1/150 Zoll (0,17 mm) zwischen benachbarten
Düsen in
der Reihe. Aufgrund des Versatzes ergibt sich allerdings ein Nenndüsenabstand
auf jedem Druckkopfsegment von 1/300 Zoll (0,085 mm), wie in der
Fig. gezeigt. Die Düsen
auf dem zweiten Segment sind denen auf dem ersten Segment ähnlich,
und die Segmente sind so angeordnet, dass sie den Nenndüsenabstand
für den
Druckkopf von 1/300 Zoll zwischen den Düsen fortsetzen, wobei dieser Nenndüsenabstand
im Allgemeinen als „p" bezeichnet werden
kann, wenn nachfolgend die Rastergitterabstände besprochen werden. Es sei
darauf hingewiesen, dass für
einen Drucker 10 mit sechs verschiedenfarbigen Tinten sechs ähnliche
Druckköpfe
vorhanden sind, die dem für
den Tintenstrahldruckkopf 31 beschriebenen ähnlich sind.
Die sechs verschiedenen Farbdruckköpfe sind auf dem Schlitten 11 angeordnet,
und während
der Schlitten über
das Aufzeichnungselement 12 für einen Druckdurchgang verfahren
wird, werden die Düsen
in jedem der sechs Farbdruckköpfe
betätigt,
um mit Tinte in den jeweiligen Farben gemäß den vom RIP empfangenen Bildanweisungen
zu drucken, wobei diese Anweisungen erfindungsgemäß modifiziert
werden. Normalerweise ist die in Druckern dieses Typs bereitgestellte
Zahl von Düsen
nicht ausreichend, um ein vollständiges
Bild während
eines Druckdurchgangs zu drucken, so dass mehrere Druckdurchgänge erforderlich sind,
um ein Bild zu drucken, wobei der Empfangsbogen in der Richtung
des Pfeils C nach jedem Durchgang schrittweise weiterbewegt wird.
Somit kann gesagt werden, dass die Bilder jeweils Bahn für Bahn gedruckt werden.
Eine Änderung
gilt allerdings für
diese letzte Aussage in dem Fall, in dem eine als „Druckmaskierung" bekannte Technik
verwendet wird, welche nachfolgend erläutert wird. Wenn Druckmaskierung
verwendet wird, erfolgt normalerweise keine schrittweise Bewegung
des Empfangsbogens, solange das bahnweise zu druckende Bild anhand
mehrerer Durchgänge
des Druckkopfes gedruckt wird, und zwar aus den nachfolgend beschriebenen
Gründen.
In der folgenden Beschreibung sei darauf hingewiesen, dass ein Druckdurchgang
auch während
einer Rückwärtsbewegung
der Düsen
an ihre Ausgangspositionen erfolgen kann. Ein weiterer Faktor, der
in dieser Beschreibung für
das bahnweise Drucken von Bildern eingeführt wird, ist das Drucken auf
einem „Schieberaster".
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Die
hier verwendeten Tintenstrahldruckerkonfigurationen umfassen somit
einen Tintenstrahldruckkopf mit einem Düsen-Array. Jede Düse kann
Tropfen unabhängig
ausstoßen,
und jede Düse
kann mindestens drei unterschiedliche Tintenvolumina ausstoßen, einschließlich eines
Tropfens mit Nullvolumen, wobei im Wesentlichen der Hintergrund
gedruckt wird. Der Druckkopf kann eine Drop-on-Demand- oder eine
kontinuierliche Tintenstrahldruckvorrichtung sein. Ein Tintenstrahldruckkopf-Antriebsmechanismus
bewegt den Druckkopf in eine Richtung, die allgemein rechtwinklig
zum Düsen-Array
verläuft.
Diese Richtung wird als schnelle Abtastrichtung bezeichnet. Mechanismen,
um den Druckkopf in diese Richtung zu bewegen, sind bekannt und
umfassen normalerweise die Bereitstellung des Druckkopfträgers oder
Schlittens auf Schienen, was eine Schiene umfassen kann, die mit
einem Schneckengewinde versehen ist, und das Vorschieben des Druckkopfes
entlang der Schienen, etwa durch Drehen der Schiene mit dem Schneckengewinde,
oder das Vorschieben des Druckkopfes entlang der Schienen, etwa
anhand eines Steuerriemens oder Steuerschlittens. Derartige Mechanismen
sehen normalerweise eine Rückwärts- und
Vorwärtsbewegung
des Druckkopfes vor. Informationen für den Druckkopf, einschließlich Daten-
und Steuersignale, können über ein
biegsames Flachkabel oder eine elektrooptische Verbindung geliefert
werden. Während
der Druckkopf in der schnellen Abtastrichtung transportiert wird,
stoßen
die Düsen
wahlweise Tropfen in Intervallen gemäß Aktivierungssignalen aus
einer Steuerung aus, die auf Bilddateneingaben an den Drucker anspricht.
Die Intervalle in Kombination mit dem Düsenabstand stellen ein adressierbares,
geradliniges Gitter oder Raster dar, auf dem Tropfen angeordnet
werden. Ein Kopfdurchgang, während
dessen Tropfen ausgestoßen
werden, wird als Druckdurchgang bezeichnet. Die während eines
Druckdurchgangs ausgestoßenen
Tropfen landen auf einem Tintenstrahlmedium. Nach einem oder mehreren
Druckdurchgängen
wird das Tintenstrahldruckmedium von einem Druckmedienantrieb bewegt,
d.h. ein Empfangsbogen, wie Papier, beschichtetes Papier oder Kunststoff
oder eine Platte, von der Drucke angefertigt werden können, wird
hinter dem Druckkopf in einer langsamen Abtastrichtung orthogonal
oder quer zur schnellen Abtastrichtung bewegt. Nachdem das Druckmedium
oder das Empfangselement vorgeschoben worden ist, führt der
Druckkopf einen weiteren Satz aus einem oder mehreren Druckdurchgängen aus.
Das Drucken während
eines nächsten
Durchgangs kann erfolgen, während
sich der Druckkopf in umgekehrter Richtung zu der Richtung bewegt,
in der er sich während
des vorherigen Durchgangs bewegte. Das Empfangselement kann ein
einzelner Bogen sein, der von einer Rolle oder einer anderen bekannten
Antriebsvorrichtung angetrieben wird, oder ein Empfangsbogen kann
ein Endlosbogen sein, der normalerweise intermittierend von einem
Antrieb zu einer Aufnahmewalze oder zu einem Einzugsrollenantrieb
geführt
wird.
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Es
sind auch Druckköpfe
mit einer oder zwei parallelen Düsenreihen
bekannt, die nicht versetzt sind, so dass zumindest bestimmte Pixel
gedruckt werden können,
indem Tropfen verwendet werden, die von zwei Düsen in Reihe ausgegeben werden
(siehe 5A).
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Vor
einem Druckdurchgang wird das Druckmedium mit dem Düsen-Array
derart ausgerichtet, dass die Düsen
Tropfen während
eines Druckdurchgangs auf das Raster ausstoßen, das als das Referenzraster
bezeichnet wird. Während
eines nachfolgenden Druckdurchgangs kann das Druckmedium mit dem
Düsen-Array derart
ausgerichtet werden, dass die Düsen
Tropfen während
eines Druckdurchgangs auf das als Schieberaster bezeichnete Raster
ausstoßen,
in welchem die Ausrichtung derart abgestimmt wird, dass das Schieberaster
um ein halbes Pixel in langsamer Abtastrichtung verschoben wird,
wobei dieser Abstand die Hälfte
des Nennabstands zwischen Düsen
auf dem Druckkopf darstellt. Es sei darauf hingewiesen, dass zwar
nur wenige Düsen
mit einem Nenndüsenabstand
p zwischen den Düsenmittelpunkten
dargestellt werden, dass aber Hunderte und sogar Tausende von Düsen auf
einem Druckkopf mit einem bestimmten Nenndüsenabstand von beispielsweise
1/300 Zoll oder 1/600 Zoll (0,042 mm) zwischen den Düsenmittelpunkten
vorhanden sein können. Während des
Druckdurchgangs für
das Schieberaster wird die Intervallsteuerung so abgestimmt, dass
das Schieberaster ebenfalls um ein halbes Pixel in der schnellen
Abtastrichtung zu dem des Referenzrasters verschoben wird.
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Ein
typischer Tintenstrahldrucker reproduziert ein Bild durch Ausstoßen kleiner
Tintentropfen aus einem Druckkopf, der ein Array aus beabstandeten
Düsen umfasst,
oder die Tintentropfen landen auf einem Empfangsmedium (typischerweise
Papier), um runde Tintenpunkte zu bilden. In einigen Druckern sind
alle Tropfen gleich groß,
so dass alle Punkte gleich groß sind.
Normalerweise werden diese Tropfen so aufgebracht, dass deren jeweilige
Punktmittelpunkte auf einem geradlinigen Gitter liegen und in horizontaler
und vertikaler Richtung mit dem Abstand p gleich beabstandet sind
(siehe 3). Um eine vollständige Tintendeckung zu erzielen,
ist es daher notwendig, dass die Punkte 10 mindestens einen Durchmesser
p* Quadratwurzel(2) aufweisen.
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Moderne
Tintenstrahldrucker können
zudem die Fähigkeit
aufweisen, die Menge der Tinte, die an einer gegebenen Stelle der
Seite aufgebracht wird (über
einen bestimmten Bereich) zu variieren. Tintenstrahldrucker mit
dieser Fähigkeit
werden als „Multiton-" oder „graustufenfähige" oder „mehrtropfenfähige" Tintenstrahldrucker
bezeichnet, weil sie mehrere Dichtetöne an jedem Pixelort auf der
Seite erzeugen können.
Einige Multiton-Tintenstrahldrucker erreichen dies, indem sie das
Volumen des von der Düse
erzeugten Tintentropfens ändern,
indem sie die elektrischen Signale ändern, die an die Düse gesendet
werden, so dass sich der Düsendurchmesser ändert. Siehe
beispielsweise
US-A-4,746,935 .
Andere Multiton-Tintenstrahldrucker erzeugen eine variable Zahl
kleinerer, gleichgroßer
Tröpfchen,
die von der Düse ausgestoßen werden
(oder von mehreren Düsen
während
unterschiedlicher Durchgänge
des Düsen-Arrays),
welche alle dazu vorgesehen sind, zu verschmelzen und an demselben
Pixelort auf der Seite zu landen. Siehe beispielsweise
US-A-5,416,612 . Diese Techniken
ermöglichen
es dem Drucker, die Größe oder
optische Dichte eines gegebenen Tintenpunktes zu variieren, wodurch
ein Bereich an Dichtestufen an jedem Punktort erzeugt wird, was
die Bildqualität
verbessert. Druckverfahren, die mehrere Tropfengrößen benötigen, hängen somit
normalerweise von der Weise ab, in der die Tropfen von dem Druckkopf
erzeugt werden. Wie bereits erwähnt,
weisen einige Druckköpfe
Düsen mit
mehreren Durchmessergrößen auf,
andere weisen Schaltungen auf, in denen die einzelnen Tintenkammern
veränderliche
elektrische Signale aufnehmen, um jede Kammer anzuweisen, wie viel
Tinte sie ausstoßen soll.
Andere Druckköpfe
weisen Düsen
auf, die eine variable Zahl kleiner Tröpfchen von fester Größe ausstoßen, die
dazu vorgesehen sind, zu verschmelzen und dann an einem gegebenen
Bildpixelort zu landen. Druckverfahren, die einen oder mehrere Tropfen
an dem Pixelort aufbringen, werden normalerweise über mehrere Druckdurchgänge ausgeführt, wobei
der Druckkopf eine Pixelreihe mehrmals druckt, und wobei sich die
Bilddaten für
den Druckkopf entsprechend jedem Durchgang ändern, so dass die richtige
Gesamtzahl von Tröpfchen,
die an jedem Pixelort aufgebracht werden, proportional zu der Dichte
ist, die von den verarbeiteten Bilddaten verlangt wird.
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Die
genaue Beziehung zwischen der Tropfengröße und der Punktgröße hängt von
vielen Faktoren ab. Während
das Tropfenvolumen zunimmt, nimmt das Verhältnis der Punktgröße zum Tropfenvolumen
ab, was im Allgemeinen bedeutet, dass ein zunehmendes Tropfenvolumen
eine sinkende Punktgrößeneffizienz
bewirkt. Um mit einem Multiton-Tintenstrahldrucker eine vollständige Deckung
zu erzielen, ist es weiterhin notwendig, dass der größte Punkt
mindestens einen Durchmesser von p*Quadratwurzel(2) aufweist, wie
in 3 gezeigt, und dass dieser größte Tropfen an jedem adressierbaren
Ort auf dem Raster aufgebracht wird.
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Die
Zeit, die ein Tintenstrahldruck zum Trocknen benötigt, kann direkt mit dem Volumen
der auf dem Medium aufgebrachten Tinten in Beziehung gesetzt werden.
Das Maximalvolumen der Tinte wird von der Punktgröße bestimmt,
die zur Erzielung einer vollständigen
Deckung benötigt
wird. In dem Fall, dass ein binärer
oder Multiton-Drucker ein Raster beschreibt, muss die Punktgröße je Pixel,
die zur vollständigen
Deckung nötig
ist, ein Punkt mit dem Durchmesser p*Quadratwurzel(2) sein, wie
in 3 gezeigt.
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Es
ist auf dem Gebiet des Tintenstrahldruckens zudem bekannt, dass
für den
Fall, dass Tintentropfen, die an benachbarten Orten auf der Seite
angeordnet sind, gleichzeitig gedruckt werden, die Tintentropfen
dazu neigen, auf der Oberfläche
der Seite zusammenzulaufen, bevor sie in die Seite einsickern. Dies
kann dem reproduzierten Bild ein unerwünscht körniges oder verrauschtes Aussehen
verleihen, was oft als „Koaleszenz" bezeichnet wird.
Es ist bekannt, dass das Maß der
in dem gedruckten Bild vorhandenen Koaleszenz in Beziehung zu der
Zeit steht, die zwischen dem Drucken benachbarter Punkte vergeht.
Mit zunehmender Zeitverzögerung
zwischen dem Drucken benachbarter Punkte nimmt die Koaleszenz ab,
wodurch sich die Bildqualität verbessert.
In der Technik werden viele Verfahren zur Vergrößerung der Zeitverzögerung zwischen
dem Drucken benachbarter Punkte anhand von Verfahren beschrieben,
die als „Interlacing", „Druckmaskierung" oder „Drucken
in mehreren Durchgängen" (Multipass-Drucken)
bezeichnet werden. Es gibt zudem Techniken zur Reduzierung eindimensionaler
periodischer Artefakte oder „Streifen". Dies wird dadurch
erreicht, indem man das Papier um einen Betrag weitertransportiert,
der kleiner als die Breite des Druckkopfes ist, so dass aufeinander
folgende Durchgänge
oder Bahnen des Druckkopfes einander überlagern. Die Techniken zur
Druckmaskierung und zur Bahnüberlagerung
werden üblicherweise
miteinander kombiniert. Siehe beispielsweise
US-A-4, 967,203 und
5,992,962 . Der Begriff „Druckmaskierung" meint im Allgemeinen
das Drucken von Untermengen der Bildpixel und in mehreren Durchgängen des
Druckkopfes in Bezug zu einem Empfangsmedium, wie nachfolgend beschrieben
wird.
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Wie
nachfolgend beschrieben, beruht ein Merkmal der Erfindung auf der
Fähigkeit,
in mehreren Tönen auf
dem Schieberaster zu drucken. Zwar ist die Erfindung nicht auf Drucker
beschränkt,
die auf dem Schieberaster drucken, aber es werden mit Druckern,
die über
diese Fähigkeit
verfügen,
diverse Vorteile erzielt. Das Drucken auf dem Schieberaster sowie
das Referenzraster kann eine vollständige Deckung anhand kleinerer Maximaltropfen
erzeugen und somit die Trockenzeit der gedruckten Punkte verbessern,
die Koaleszenz verringern und Tinte sparen. Ein zusätzlicher
Vorteil, wie nachfolgend gezeigt, besteht darin, dass mit einem
Drucker, der lediglich eine relativ geringe Anzahl unterschiedlicher
Tintentropfenvolumina zu drucken vermag, mehr Multiton-Druckstufen
erzielbar sind.
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4 zeigt
ein Referenzraster (als dunkles Gitter dargestellt) und ein Schieberaster
(als helleres Gitter dargestellt). Das Schieberaster kann um p/2
in horizontaler und vertikaler Richtung von jedem Pixelort in dem primären Raster
verschoben werden. Wie in 4 gezeigt,
wird das Referenzraster 20 mit dem Abstand p und das Schieberaster 30 um
p/2 in beiden Richtungen verschoben. Abhängig von einem Bildpixelwert
kann der Drucker einen Tropfen auf einem Empfangsbogen aufbringen,
wobei der Tropfen entweder auf dem Referenzraster oder dem Schieberaster
oder auf beiden aufgebracht wird. Es sei darauf hingewiesen, dass
Raster nicht auf dem Empfangsbogen gedruckt werden, sondern ein
Gittermuster aus potenziellen Pixelorten darstellen.
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Zwar
ist das hier beschriebene Düsenteilungsmaß das gleiche
wie das Referenzrastergitter-Teilungsmaß, d.h.
die Beabstandung der Mittelpunkte benachbarter Pixel auf dem Referenzraster,
aber die Düsenteilung,
ist ggf. nicht identisch, und der Nennabstand könnte größer als der Abstand zwischen
den Referenzraster-Gitterlinien sein, und eine entsprechende Berücksichtigung
könnte
in dem Druckbetrieb erfolgen, indem die Signale des Druckkopfes
in der schnellen Abtastrichtung derart gesteuert werden, dass in
entsprechenden, vorbestimmten Intervallen gedruckt wird, um einen
gewünschten
Teilungsabstand für
das Gitter in der schnellen Abtastrichtung zu erzielen, und indem
die Bewegung des Mediums in der langsamen Abtastrichtung derart gesteuert
wird, dass der gewünschte
Teilungsabstand des Gitters in der langsamen Abtastrichtung erzielt
wird. Es sei zudem darauf hingewiesen, dass der Teilungsabstand
des Referenzrastergitters in der schnellen Abtastrichtung nicht
gleich dem in der langsamen Abtastrichtung sein muss. Das Schieberaster
kann ähnliche
Eigenschaften aufweisen, wie zuvor für das Referenzraster beschrieben.
Vorzugsweise ist der Teilungsabstand zwischen Pixelmittelpunkten
auf dem Schieberaster gleich dem des Referenzrasters mit einem Versatz
von einem halben Nennteilungsabstand in zwei Dimensionen, wie in
der Abbildung dargestellt.
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5B zeigt
ein Tintenstrahldruckersystem, in dem eine Steuerung 130 einen
Druckkopf 140, eine Druckkopfsteuerung und einen Treiber 150 und
eine Druckmediensteuerung und einen Treiber 160 steuert.
Die Steuerung 130, die einen oder mehrere, geeignet programmierte
Mikrocomputer umfassen kann, erzeugt Signale für Druckkopfsteuerung und Treiber 160,
die den Druckkopftreiber anweisen, den Druckkopf in der schnellen
Abtastrichtung zu bewegen. Während
der Druckkopf in der schnellen Abtastrichtung bewegt wird, weist
die Steuerung den Druckkopf an, Tintentropfen auf das Druckmedium
an geeigneten Pixelorten für
das Referenzraster auszustoßen,
wenn Pixel auf dem Referenzraster gedruckt werden. In einem nachfolgenden Druckgang
weist die Steuerung den Druckkopf während dessen Bewegung in der
schnellen Abtastrichtung an, Tintentropfen auf das Druckmedium an
geeigneten Pixelorten des Schieberasters auszustoßen, wenn
Pixel auf dem Schieberaster gedruckt werden. Während eines einzelnen Durchgangs
wird nur auf eines der Raster gedruckt, also Referenz- oder Schieberaster,
aber nicht auf beide. Es werden dem Druckkopf von der Druckkopfsteuerung
geeignete Signale bereitgestellt, um die Bilddaten an den geeigneten
Pixelorten auf dem Empfangsbogen zu drucken. Nach einem Druckdurchgang
weist die Druckmediensteuerung den Druckmedientreiber 170 an,
das Druckmedium in der langsamen Abtastrichtung zu bewegen. Signalausgaben
der Druckkopfsteuerung sind abhängig
von einem diesbezüglichen
Datensignaleingang aus einer geeigneten elektronischen Datenquelle,
die eine Datendatei eines zu druckenden Bildes bereitstellt.
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Um
eine volle Deckung zu erreichen, weist die Druckkopfsteuerung 150 den
Druckkopf an, eine Anordnung von Tropfen auszustoßen. In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
besteht diese Anordnung aus einem großen Tropfen, der auf das Referenzraster
ausgestoßen
wird, und einem kleinen Tropfen, der auf das Schieberaster ausgestoßen wird.
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6 zeigt
eine Anordnung von Tropfen, die ein Merkmal der Erfindung darstellen.
Für die
Gruppe besteht die Anordnung aus drei mal zwei großen Tropfen
(Tropfen 1–6),
die auf dem Referenzraster angeordnet sind, und einem kleinen Tropfen
(Tropfen „a"), der auf dem Schieberaster
angeordnet ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die großen Tropfen
nicht groß genug,
um eine vollständige
Deckung zu erzielen, und es verbleibt in der Mitte der Gruppe eine
Lücke.
Allerdings ist ein einzelner kleiner Tropfen groß genug, um die Lücke zu bedecken.
Diese Anordnung von Tropfen erzielt nicht nur eine vollständige Deckung, sondern
erreicht dies auch mit einem kleineren Tintenvolumen je Pixeleinheit.
Die Position des kleinen Tropfens „b" dient dazu, die Position des Schieberasters
relativ zu dem Referenzraster darzustellen.
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7 zeigt
eine vereinfachte Bildverarbeitungsfolge für einen monochromen Tintenstrahldrucker
mit detaillierterer Darstellung als in 6. Ein Hostcomputer 180 sendet
digitale Signale an einen Rasterbildprozessor 181 zur Umwandlung
der Signale in ein Bildsignal i. Das Bildsignal i ist ein zweidimensionaler
Array aus einzelnen Bildelementen oder Pixeln mit einer Anzahl von
Reihen w und einer Anzahl von Spalten h. Für Farbdrucker wird ein zwei dimensionaler
Array für
jeden Farbkanal erzeugt, welcher wiederum einer Tinte entspricht.
Für Farbdrucker
ist das Bildsignal i die gesammelte Menge aus zweidimensionalen
Arrays. Der Rasterbildprozessor kann übliche Bildverarbeitungsfunktionen
durchführen,
wie Schärfung,
Größenanpassung, Farbumkehr
und Multitoning, um ein Multiton-Bildsignal zu erzeugen.
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Für einen
binären
Druckkopf vermag das Bildsignal i für einen monochromen Drucker
nur eine Tropfengröße und nur
einen Tropfen je Pixel zu drucken. Der Ort jedes Pixels wird durch
die Koordinaten (x,y) beschrieben, wobei x die Reihe und y die Spalte
bezeichnet. Jedes Pixel enthält
einen numerischen Codewert, der der Tintenmenge entspricht, die
an dem entsprechenden Bildsignal angeordnet werden soll. Somit definiert der
Bereich der Pixelcodewerte die Zahl der unterschiedlichen Dichtestufen,
die gedruckt werden können.
In dem binären
Beispiel sind die Codewerte entweder 0 oder 1, was anzeigt, dass
zwei Dichtestufen gedruckt werden können. Es ist wichtig, darauf
hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung von jedem Druckertyp
verwendbar ist, vorzugsweise von Multiton-Druckern.
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Es
wird Bezug genommen auf 7, in der das Bildsignal i von
dem Bahnauszugsprozessor 182 und einem Referenzdruckkopfsignal
in ein Druckkopfbildsignal o umgewandelt wird. Die Durchgangstabelle 183 ist eine
zweidimensionale Transformationstabelle, die Werte eines Referenzdruckkopfsignals
als eine Funktion der dichtenivellierenden Durchgangsnummer enthält. Die
in der Durchgangstabelle 183 enthaltenen Datenwerte können in
einer Vielzahl unterschiedlicher Formate vorliegen, wie nachfolgend
erläutert
wird. Beispielsweise kann die elektronische Schaltung, die den Druckkopf
aktiviert, darauf ausgelegt sein, Tintentropfenvolumina in Picoliter
entgegenzunehmen. Die elektronische Schaltung, die den Druckkopf
aktiviert, würde
also das Druckkopfbildsignal o, welches die gewünschten Tintentropfenvolumina
enthielte, in elektrische Signale umwandeln, die den Druckkopf anweisen,
die gewünschten
Volumina zu erzeugen, um Punkte einer gewünschten Größe oder optischen Dichte zu
erzeugen. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Format der Datenwerte
in der Durchgangstabelle 183 für die Erfindung nicht von grundlegender
Bedeutung ist, und dass die Erfindung anwendbar ist, um ein Druckerbildsignal
o von jedem Druckkopf zu erzeugen, indem die entsprechenden Datenwerte
in den Durchgangstabellen 183 verwendet werden.
-
Beim
Anlegen von Signalen an den Druckkopf wird von dem Bahnauszugsprozessor 182 eine
Bahn von Daten ermittelt. Ein Datenbahn ist als eine Untermenge
des Multiton-Bildsignals i definiert, die während einer Bewegung des Druckkopfes über die
Seite benötigt
wird. Wie nachfolgend erwähnt,
sind dem Bahnauszugsprozessor 182 Maskierungstabellen zugeordnet,
um Koaleszenz von benachbarten Tintentropfen anhand der Druckmaskierung
zu reduzieren. Die hier beschriebenen diversen Tabellen können als
ein Plattenspeichermedium in einem Computer gespeichert werden,
der den Bahnauszugsprozessor implementiert. Alternativ hierzu kann
der Bahnauszugsprozessor in einem eingebetteten Computer in dem
Tintenstrahldrucker implementiert werden, und die diversen Tabellen
können
in einem programmierbaren Speicher in dem Drucker gespeichert werden.
Fachleute werden erkennen, dass es viele verschiedene Hardwarekonfigurationen
für den Bahnauszugsprozessor
gibt, und dass es viele verschiedene Speicheroptionen für die verschiedenen
hier beschriebenen Tabellen gibt, die erstellt werden können, und
dass die vorliegende Erfindung auf jede der verschiedenen Konfigurationen
anwendbar ist.
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Die
folgenden Begriffsbestimmungen dienen dem Verständnis der hier beschriebenen
Beispiele.
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| Begriff |
Begriffsbestimmung |
| Druckkopf |
Eine
Sammlung von Düsen,
die eine Tintenfarbe drucken und aus einer oder mehreren integrierten Unterbaugruppen
bestehen. |
| Druckdurchgang |
Ein
Durchgang des Druckkopfes, während
dessen Tinte auf das Empfangsmedium ausgestoßen wird. |
| Bahn |
Ein
rechtwinkliger Bereich des Empfangsmediums, dessen Breite gleich
der Breite des Bildes ist, und dessen Höhe gleich der Höhe des Druckkopfes
ist. |
| Punktteilung |
Die
horizontale und vertikale Beabstandung zwischen Pixeln, die beispielsweise
1/300, 1/600 oder 1/1200 Zoll betragen kann. |
| Referenzraster |
Ein
2D-Gitter aus adressierbaren Orten, wobei jeder Ort einem Pixel
zugeordnet ist, wobei der Abstand zwischen Gitterpunkten durch die
Punktteilung angegeben wird. |
| Schieberaster |
Ein
2D-Gitter aus adressierbaren Orten, das in Bezug zum Referenzraster
um beispielsweise 1/2 Punktteilung in jeder Richtung verschoben
wird. Die Punktteilungen des Schieberasters betragen beispielsweise
1/300 und 1/600 Zoll. Ein Schieberaster ist für Drucken mit 1200 DPI ggf.
nicht erforderlich. |
| Raster
mit niedriger Auflösung
(DruckkopfAuflösungsraster) |
Ein
2D-Gitter aus adressierbaren Orten, das eine Untermenge des Referenzrasters
sein kann. Diese wird durch die eigene Auflösung des Druckkopfes bestimmt
(Druckkopf mit 300 DPI). Für
das Drucken mit 300 DPI sind Referenzraster und Raster mit niedriger
Auflösung
gleich, da beide eine Punktteilung von 300 DPI aufweisen. Für das Drucken
mit 600 DPI ist das Referenzraster 600 × 600 DPI und entspricht der
Vereinigung von zwei verzahnten (interleaved) Raster mit 300 × 600 DPI).
Für das
Drucken mit 1200 DPI ist das Referenzraster 1200 × 1200 DPI
und entspricht der Vereinigung von vier verzahnten (interleaved)
Rastern mit 300 × 1200 DPI). |
| Schieberaster
mit niedriger Auflösung
(Schieberaster mit Druckkopfauflösung) |
Ein
2D-Gitter aus adressierbaren Orten, das eine Untermenge des Schieberasters
sein kann, das dem Raster mit niedriger Auflösung entspricht. Für das Drucken
mit 300 DPI sind das Schieberaster und das Schieberaster mit niedriger
Auflösung
gleich; beide haben Punktteilungen von 300 DPI. Für das Drucken
mit 600 DPI arbeitet das Schieberaster mit 600 × 600 DPI und entspricht der
Vereinigung aus zwei verzahnten Schieberastern niedriger Auflösung von
300 × 600
DPI Für
das Drucken mit 1200 DPI ist ein Schieberaster ggf. nicht erforderlich. |
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| Begriff |
Begriffsbestimmung |
| Akkumulatorregister
mit niedriger Auflösung
(ALR) |
Die
während
des Druckens kumulierte Zählung,
wie oft der Druckkopf zum Drucken auf das Raster mit niedriger Auflösung positioniert
wurde, welches eine Kombination aus Referenzraster und Schieberaster ist.
Eines dieser Raster wird während
des Druckens mit 300 DPI verwendet, beide werden während des Druckens
mit 600 DPI verwendet. Diese Akkumulatorregister werden während des
Druckens mit 1200 DPI nicht verwendet. |
| Referenzraster-Akkumulatorregister
(ARR) |
Die
während
des Druckens kumulierte Zählung,
wie oft der Druckkopf zum Drucken auf das Referenzraster positioniert
wurde. Eines dieser Raster wird während des Druckens mit 300
DPI verwendet, beide werden während
des Druckens mit 600 DPI verwendet. Diese Akkumulatorregister werden
während des
Druckens mit 1200 DPI nicht verwendet. |
| Schieberaster-Akkumulatorregister
(ASR) |
Die
während
des Druckens kumulierte Zählung,
wie oft der Druckkopf zum Drucken auf das Schieberaster positioniert
wurde. Eines dieser Raster wird während des Druckens mit 300
DPI verwendet, beide werden während
des Druckens mit 600 DPI verwendet. Diese Akkumulatorregister werden
während
des Druckens mit 1200 DPI nicht verwendet. |
| Auflösungsdurchgänge (NR) |
Die
Mindestzahl der Druckdurchgänge,
die erforderlich ist, um die gewünschte
Punktteilung zu erzielen. Für
das Drucken mit 300 DPI NR = 1, für das Drucken mit
600 DPI NR = 2 und für das Drucken mit 1200 DPI NR = 4. |
| Bahndurchgänge (NB) |
Zusätzliche
Druckdurchgänge,
die erforderlich sind, um die Tintentröpfchen sowohl räumlich als
auch zeitlich zu isolieren. Zulässige
Werte sind beispielsweise {2,4,8}. Ein Wert 2 impliziert beispielweise, dass
die Tropfen über
2 Druckdurchgänge
verteilt sind. |
| Schiebedurchgänge (NS) |
Zusätzliche
Druckdurchgänge,
die erforderlich sind, um auf das Schieberaster zu drucken. Zulässige Werte
sind 1 oder 2. |
| Gesamtdurchgänge (NT) |
Die
Gesamtzahl der Druckdurchgänge,
die erforderlich sind, um alle Tropfen in einer Bahn zu drucken, wobei
NT=NR•NB•NS. |
| Durchgänge mit
niedriger Auflösung(NLR) |
Die
Anzahl der Druckdurchgänge,
die erforderlich sind, um alle Tropfen in einer Bahn aus einem der Raster
mit niedriger Auflösung
und dem entsprechenden Schieberaster mit niedriger Auflösung zu drucken,
wobei NLR = NB • NS. |
-
Entsprechende
Beispiele sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
| Beispiel-Nr. | Betriebsart,
DPI, Bits/Pix., Bahndurchgänge) | Tintenvolumina (p1) | NR | NB | N s | N
r | NLR |
| 1 | 300/1/2 | 0,64 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 |
| 2 | 300/1/2 | 0,72 | 1 | 2 | 2 | 4 | 4 |
| 3 | 300/2/2 | 0,16,48,64 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 |
| 4 | 300/2/2 | 0,16,48,72 | 1 | 2 | 2 | 4 | 4 |
| 5 | 300/4/2 | 0,8,16,32,48,64,72 | 1 | 2 | 2 | 4 | 4 |
| 6 | 300/4/2 | 0,16,24,32,40,48,56,64,72 | 1 | 2 | 2 | 4 | 4 |
| 7 | 300/4/2 | 0,8,16,24,32,40,48,56,64,72 | 1 | 2 | 2 | 4 | 4 |
| 8 | 600/2/2 | 0,16,32 | 2 | 2 | 1 | 4 | 2 |
| 9 | 600/2/2 | 0,8,16,24 | 2 | 2 | 2 | 8 | 4 |
| 10 | 1200/1/4 | 0,8 | 4 | 4 | 1 | 16 | 4 |
-
Die
Spalte "Tintenvolumina" listet mögliche Tintenvolumina
(in Picolitern) auf, die den Rastercodewerten in dieser Betriebsart
zugewiesen sein könnten.
In Beispiel 1 gibt ein Rasterbildprozessor (RIP) Bilddaten an den
Druckkopf mit einer Nennauflösung
von 300 DPI aus. Die von dem RIP vorgesehene Druckauflösung ist
für binäres Drucken,
d.h. es wird mit einer Bittiefe von einem Bit je Pixel gedruckt.
Um Koaleszenz der Tintentropfen zu verringern, wenn zwei benachbarte
Tintentropfen im Wesentlichen gleichzeitig aufgebracht werden, wird
nach dem Stand der Technik eine Technik als wünschenswert beschrieben, die
als Druckmaskierung bezeichnet wird, und zwei oder mehr Durchgänge des
Druckkopfes über
dem Bild nutzt, wobei während
des ersten Durchgangs in jedem Gitter aus jeweils 2 × 2 Pixeln
die Pixel entlang einer ersten Diagonalen des gedruckten Gitters
angeordnet sein können,
und wobei während
des zweiten Durchgangs Pixel, die entlang einer zweiten Diagonalen
des Gitters angeordnet sind, gedruckt werden können. Üblicherweise werden Druckmaskierungs-Logiktabellen für das Drucken
während
des ersten und während
des zweiten Durchgangs bereitgestellt. In den nachfolgend beschriebenen
Durchgangstabellen der Logiktabelle bezeichnet ein Wert von "1" in diesem Beispiel den Pixelort, der
während
des Durchgangs gedruckt werden kann, wenn die Bilddaten angeben,
dass ein Punkt an diesem Pixelort gedruckt werden soll. Ein Wert
von "0" bezeichnet, dass
während
eines Durchgangs und an diesem Pixelort kein Punkt gedruckt werden
soll, obwohl gemäß der Daten
an diesem Ort ein Punkt gedruckt werden soll. Die Logiktabelle für den zweiten
Durchgang ergänzt
die für
den ersten Durchgang in der Weise, dass Daten, die dafür vorgesehen
sind, an den entsprechenden Pixelorten gedruckt zu werden, während eines
der beiden Durchgänge
gedruckt werden. In dem dargestellten Beispiel der Druckmaskierungstechnik
wird deutlich, dass während
eines Durchgangs verfügbare
Pixelpositionen zur Anordnung von Tropfen auf eine Diagonale beschränkt sind.
Andere bekannte Druckmaskierungstechniken verwenden andere Tropfenanordnungsalgorithmen.
In einem Gitter aus 2 × 2
Pixeln wählen
beispielsweise einige Algorithmen nur eine der vier zum Drucken
verfügbaren
Positionen während
eines Durchgangs aus, und somit sind vier Durchgänge erforderlich, um eine Bildbahn
auf einem Referenzraster zu drucken. Das Beispiel Nr. 1 ist somit
vollständig
erläutert.
-
Bei
der Betrachtung des nächsten
Beispiels, also von Beispiel 2, wird vorausgesetzt, dass die maximale
Tropfenvolumenausgabe einer Düse
an einem Pixelort zu jeder Zeit 64 Picoliter beträgt. In Beispiel
2 gibt der Rasterbildprozessor Bilddaten mit einer Nennauflösung von
300 DPI und einer Bittiefe von einem Bit pro Pixel aus, die, wie
für Beispiel
1 erwähnt,
in zwei Bahndurchgängen
gedruckt werden, um die Druckmaskierung zu nutzen und ein Zusammenlaufen
(Koaleszenz) von benachbarten Tropfen zu vermeiden. Die Anzahl der Bahndurchgänge wird
von dem RIP als Teil seines Programms angegeben. Wie zuvor erwähnt, kann
die Anzahl der Bahndurchgänge
in diesem Beispiel 1, 2, 4 oder 8 sein. Beim Vergleichen von Beispiel
1 mit Beispiel 2 lässt
sich feststellen, dass die binäre
Bilddatei, die aus dem RIP kommt, zwar mit Beispiel 1 identisch
ist, aber dass der RIP verlangt, mit einer Tropfengröße von 72
Picolitern zu drucken. In Reaktion auf diesen Befehl des RIP druckt
der Drucker einen Tropfen von 64 Picolitern an dem identifizierten
Pixelort auf dem Referenzraster und einen zusätzlichen Tropfen von 8 Picolitern
an einer benachbarten Stelle auf dem Schieberastergitter. Das Konzept
des Druckens auf dem Schieberaster wird in 6 verdeutlicht,
wo Pixel 1–6
Pixel mit maximaler Größe sind,
die auf dem Referenzrastergitter gedruckt werden können und
die bezeichnete Auflösung
von 1/300 Zoll aufweisen. Ein zweites Gitter mit ebenfalls 1/300
Zoll Auflösung,
aber zum Hauptgitter um 1/600 Zoll in Durchgangsrichtung und Medientransportrichtung
getrennt (Pfeil C), wird ebenfalls bereitgestellt, wobei darauf hingewiesen
sei, dass die Gitterlinien nicht auf dem Medium gedruckt werden,
sondern lediglich mögliche
Pixeldruckorte darstellen. Der Druckkopf druckt während eines
Durchgangs über
dem Medium, wie anhand des Pfeils in 6 für die Durchgangsrichtung
dargestellt, entweder, um Tintentropfen an Pixelorten auf dem Referenzraster
oder auf dem Schieberaster anzuordnen, jedoch nicht auf beiden Raster
während
eines Durchgangs. Dies erklärt
die Unterschiede zwischen der Gesamtzahl der Durchgänge, also
für Beispiel
24 Durchgänge,
während
für Beispiel
12 Durchgänge
verwendet werden; in Beispiel 2 werden also zwei zusätzliche Durchgänge vorgenommen,
um die zusätzlichen
Pixel auf dem Schieberaster zu drucken und so die vom RIP geforderte
größere Tropfengröße zu ermöglichen.
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Es
wird Bezug genommen auf Beispiel 3 und 4, in denen der RIP die Anweisung
gibt, Pixel mit einer Druckauflösung
von 300 DPI mit einer Bittiefe von zwei Bits pro Pixel und in zwei
Bahndurchgangen (mit Druckmaskierung) zu drucken. In Beispiel 3
liegen sämtliche
vom RIP angeforderten Tintentropfengrößen innerhalb der Fähigkeit
des Druckkopfes bei dieser Druckauflösung, so dass ein Drucken auf
dem Schieberaster nicht notwendig ist. Die Gesamtzahl der Durchgänge in Beispiel
3 beträgt
somit zwei. In Beispiel 4 bedeutet die Notwendigkeit, mit einer
Tropfengröße von 72
Picolitern zu drucken, dass auf dem Schieberaster gedruckt werden muss,
um die zusätzliche
Tropfengröße zu ermöglichen,
wobei insgesamt zwei zusätzliche
Durchgänge
erforderlich sind.
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In
Beispiel 5, 6 und 7 weist der RIP an, mit einer Druckauflösung von
300 DPI zu drucken und mit einer Bittiefe von vier Bit je Pixel
in zwei Bahndurchgangen. In allen diesen Beispielen wird allerdings
eine Tropfengröße von 72
Picolitern verlangt. In Beispiel 5, 6 und 7 muss daher auf dem Schieberaster
gedruckt werden, und in jedem Beispiel ist eine Gesamtzahl von 4
Durchgangen erforderlich, weil die Verwendung der Druckmaskierung
zwei Bahndurchgänge
auf dem Referenzraster und zwei Bahndurchgänge auf dem Schieberaster verlangt,
um ein Zusammenlaufen (Koaleszenz) der Tintentropfen zu vermeiden.
-
Anhand
der bisherigen Beschreibung könnte
man meinen, dass das Drucken auf dem Schieberaster nur dazu dient,
zusätzliche
Tropfen aufzubringen, um ein Tropfenvolumen zu erreichen, das über das
Vermögen
der Druckerdüse
hinausgeht, aber das Drucken auf dem Schieberaster ermöglicht es
auch, Tropfengrößen zu drucken,
die dem Druckkopf während
eines bestimmten Druckbetriebs nicht zur Verfügung stehen. Beispielsweise
sei angenommen, dass der Druckkopf fähig ist, bei 300 DPI Auflösung Tropfenvolumina
von 0, 8, 16, 32, 48 und 64 Picolitern aus jeder Düse zu drucken,
während
der Druckkopf über
das Druckmedium ver fahrt. Da das Konzept des Schieberasters verwendet
wird, um der Anweisung des RIP nachzukommen, Tintentropfen von 72
Picolitern Volumen zu drucken, können
auch andere Tropfengrößen berücksichtigt
werden, wie nachstehend beschrieben wird. Eine Anweisung zum Drucken
einer Tropfengröße mit einem
Tropfenvolumen von 24 Picolitern lässt sich durch Drucken eines
Tropfens von 16 Picolitern auf dem Hauptraster und eines zusätzlichen
Tropfens von 8 Picolitern auf dem Schieberaster neben dem Tropfen
von 16 Picolitern ausführen. Andere
dazwischenliegende Tropfenvolumina lassen sich erzielen, wobei der
RIP über
die Form der Implementierung in keiner Weise informiert ist, da
die Implementierung des Schieberasterkonzepts von dem Drucker ausgeführt wird;
der Rasterbildprozessor ist über
die Tatsache, dass der Druckkopf lediglich fünf Tropfengrößen zu drucken
vermag, wie zuvor erwähnt,
nicht informiert, sondern kann durchaus Tropfengrößen anfordern, die über die
eigentliche Fähigkeit
des Druckers hinausgehen. Das Konzept des Schieberasters lässt sich
zudem erweitern, indem nicht nur Tropfengrößen mit den gleichen zusätzlichen
8 Picolitern Volumen auf dem Schieberastergitter gedruckt werden.
Bei einer Anforderung, eine Tropfengröße von 80 Picolitern zu drucken, kann
der Druckkopf beispielsweise diese Anforderung erfüllen, indem
er einen Tropfen von 64 Picolitern auf dem Referenzraster und einen
Tropfen von 16 Picolitern auf dem Schieberaster druckt. Das Konzept
des Schieberasters erweitert somit die Belichtungsraumfähigkeit
des Druckers oder die effektive Zahl der Punktgrößen oder optischen Dichten,
die der Drucker zu drucken vermag. Eine Person, die einen Druckauftrag
an einem Hostcomputer eingibt, kann beispielsweise angeben, dass
der Druckvorgang mit 9 oder 10 Pixelgrößen bei einer Druckauflösung von
300 DPI erfolgen soll. Obwohl die Druckerdüsen nur Tropfenvolumina von
z.B. fünf
verschiedenen Größen erzeugen
können,
lässt sich
der Auftrag dennoch von dem Drucker ausführen, wobei der RIP davon ausgeht,
dass der Drucker in der Lage ist, die geforderten 9 oder 10 Tropfenvolumengrößen zu drucken.
Wie nachstehend beschrieben wird, ist der Drucker darauf ausgelegt,
diese Anforderungen zu erfüllen,
indem er erkennen kann, welche Pixel über das Drucken zusätzlicher
Tropfen auf dem Schieberaster berücksichtigt werden müssen. Es
sei darauf hingewiesen, dass nachdem das Drucken auf dem Schieberaster erfolgt
ist, um beispielsweise eine Anweisung auszuführen, ein Pixel von 72 Picolitern
zu drucken, indem der zusätzliche
Tropfen von 8 Picolitern auf das Schieberaster gedruckt wird, eine
Anweisung für
ein Tropfenvolumen von 80 Picolitern ebenfalls während derselben Bahndurchgänge für das Drucken
auf dem Schieberaster erfüllt
werden kann, ebenso wie andere zusätzliche Tropfen, die zur Berücksichtigung
dazwischenliegender Tropfengrößen erforderlich
sind, die dem Druckkopf beim Drucken auf das Referenzraster nicht
zur Verfügung stehen.
Abgesehen von der Tatsache, dass das Schieberasterkonzept eine Erhöhung der
Bahndurchgänge
ermöglicht,
ist die zusätzliche
Flexibilität
aufgrund des Druckens mit einer größeren Bittiefe ein weiterer
Vorteil. Ein weiterer Vorteil des Druckens auf das Schieberaster
besteht, wie in 6 gezeigt, darin, dass eine
vollständige
Deckung einer Fläche
ermöglicht
werden kann, ohne hierzu übermäßig große Tropfen
aufzutragen, wodurch die Drucke schneller trocknen können. Das
Merkmal des Schieberasters wird in der eingangs im Querverweis genannten
Patentanmeldung ausführlicher
dargestellt, die im Namen von Rodney Miller et al. eingereicht wurde
und deren Nennung als hierin aufgenommen betrachtet wird. Die Patentanmeldung
von Miller et al. beschreibt, dass der zwischen einer Gruppe aus
beispielsweise vier Pixeln auf dem Referenzraster in einer 2 × 2 Konfiguration
zusätzlich
aufgebrachte Tropfen einen weißen
Raum füllen
kann, wenn die größte gedruckte
Tropfengröße keine
ausreichende Überlagerung
ermöglicht,
um den weißen
Punkt zwischen der Gruppe aus vier Punkten zu beseitigen. In der
Patentanmeldung zeigen Miller et al. deutlich auf, dass es zur Verbesserung
der Trocknung günstiger
ist, mit kleineren Tropfen in Verbindung mit dem Schieberaster zu
drucken und einen Fülltropfen
der Tinte von gleicher Farbe zu verwenden, um eine vollständige Deckung
zu erzielen, als vier große
Tropfengrößen zu benutzen,
die eine wesentliche Überlagerung
aufweisen.
-
Beispiele
8 und 9 der vorstehenden Tabelle zeigen die Verwendung des Schieberasters
in der Betriebsart mit 600 DPI sowie die zusätzliche Platzierung von Tropfen
von 8 Picolitern auf dem Schieberaster.
-
Beispiel
10 zeigt das Drucken einer Anforderung mit 1200 DPI Auflösung, wobei
die Bittiefe eins oder binär
ist. Wegen der Nähe
der auf dem Referenzraster platzierten Punkte werden von dem RIP
zur Druckmaskierung vier Bahndurchgänge angefordert. In diesem
Beispiel erfolgt kein Drucken auf dem Schieberaster.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass nach jedem Satz von Bahndurchgängen, um
eine Bahn beispielsweise auf das Referenzraster zu drucken, der
Empfangsbogen um einen kleinen Betrag gemäß der Druckbetriebsart weitertransportiert
wird. Für
beispielsweise die ersten sieben vorausgehenden Beispiele beträgt die Druckauflösung auf
dem Referenzraster 300 DPI; nach den beiden Bahndurchgängen, mit
denen auf das Referenzraster gedruckt wird, wird der Emp fangsbogen
um 1/600 Zoll weitertransportiert, um auf das Schieberaster zu drucken,
sofern dies in dieser Betriebsart erforderlich ist. Der Druckkopf
wird derart gesteuert, dass der Empfangsbogen mit 300 DPI auf dem
Schieberaster bedruckt wird, wobei jedoch die Orte für die Pixel
auf dem Schieberastergitter um 1/600 Zoll zu denjenigen Orten auf
dem Referenzraster verschoben sind. Um mit einer Auflösung von
300 DPI zu drucken, bewegt sich der Druckkopf in 1/300 Inkrementen,
gleichgültig,
ob die Tropfen auf dem Referenzraster oder auf dem Schieberaster
platziert werden.
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Der
Schieberasteransatz lässt
sich auf 600 DPI erweitern. In dieser Betriebsart würde das
Raster 1/1200 Zoll in jeder Richtung verschoben. Der Schieberasteransatz
lässt sich
in Verbindung mit bidirektionalem oder unidirektionalem Drucken
verwenden, ebenso wie mit einer beliebigen Anzahl von Bahndurchgängen.
-
Die
Schieberasterbetriebsart und die Verwendung von 8-Picoliter-Tropfen
zur Erfüllung
der zuvor genannten Bedingung wird vorzugsweise über Transformationstabellen
im Drucker gesteuert, wie nachfolgend beschrieben wird.
-
Erfindungsgemäß wird für den Drucker
eine Bildkettenarchitektur bereitgestellt, die die einzelnen Tropfenvolumina
anhand diverser Medienempfangselemente optimiert. Sechs Faktoren
bestimmen die wählbaren Bebilderungskettenoperationen
in der Druckmaschine, welche optimierte Tropfenvolumina je nach
einer gegebenen Kombination von Faktoren erzeugt.
-
Jeder
dieser Faktoren wird von dem RIP für jeden an den Drucker gesendeten
Druckauftrag angefordert. Diese Faktoren sind:
- a)
Auflösung
(DPI);
- b) Bittiefe oder Bits pro Pixel (BPP);
- c) Anzahl der Bahndurchgänge
(zur Berücksichtigung
bei Druckmaskierung);
- d) Druckrichtung, Drucken nur in Vorwärtsrichtung (unidirektional)
und Drucken auch während
der Rückwärtsbewegung
(bidirektional);
- e) Tinte;
- f) Medium
-
Beispiele
für die
Kombinationen von DPI, BPP und Bahndurchgänge, die einen Druckbetriebsart
umfassen:
| DPI | Bits
pro Pixel | Bahndurchgänge |
| 1200 | 1 | 2 |
| 1200 | 1 | 4 |
| 600 | 2 | 2 |
| 600 | 2 | 4 |
| 300 | 1 | 2 |
| 300 | 2 | 4 |
| 300 | 4 | 2 |
| 300 | 4 | 4 |
| 300 | 4 | 8 |
-
Da
jede dieser Kombinationen unidirektional oder bidirektional gedruckt
werden kann, gibt es in diesem Beispiel insgesamt 18 Druckbetriebsarten,
die mit jeder Kombination aus Tinte und Medien wählbar sind. Selbstverständlich handelt
es sich bei dem zuvor Genannten lediglich um Beispiele, die in keiner
Weise einschränkend
zu verstehen sind.
-
Es
wird Bezug genommen auf 8, wo der RIP die Faktoren DPI,
Tintentyp und Medientyp angibt. Dies ergibt eine erhebliche Zahl
von Tropfenvolumenmöglichkeiten,
mit denen der Drucker für
jedes einzelne Medium umgehen kann. Die Deckungsfaktor-Transformationstabelle
(LUT) 210 reduziert die verfügbare Zahl von Optionen. Diese
Transformationstabelle definiert für jede mögliche Kombination aus DPI,
Tinten- und Medientyp, welcher Faktor zu verwenden ist.
-
Der
Deckungsfaktor ist ein druckerinterner Faktor und nur dem Drucker
bekannt. Der RIP hat auf diesen Parameter keinen Zugriff, wodurch
sich die Komplexität
der Host-Softwareprogramme, die mit dem Drucker kommunizieren, erheblich
reduziert. Der Deckungsfaktor wird experimentell durch Ausprobieren
aller unterschiedlicher Kombinationen aus DPI, Tinte und Medium
und Anfertigen zahlreicher verschiedener Probedrucke ermittelt.
In dem vorliegenden Beispiel gibt es drei zulässige Druckauflösungen (DPI).
Es wird angenommen, dass zwei Tintentypen verwendet werden (dies
kann optional sein, da einige Drucker möglicherweise davon ausgehen,
dass nur ein Tintentyp verwendet wird, d.h. Farbstoff- oder Pigmenttinte).
Es wird angenommen, dass zwölf
unterschiedliche Medientypen verwendet werden, die Medien mit unterschiedlichen
Oberflächen
darstellen, die zur Verwendung mit dem Drucker gemäß dem Druckauftrag
geeignet sind. Wie nachstehend gezeigt, stellen diese 72 Kombinationen
eine recht große
Zahl dar. Indem man jedoch alle verschiedenen Kombinationen der
angefertigten Drucke analysiert, lassen sich mögliche Überlagerungen oder Äquivalenzen bezüglich der
Tintendeckung ermitteln. Diese 72 Kombinationen können beispielsweise
auf sechs unterschiedliche Deckungsfaktoren reduziert werden, wobei
diese Zahl nicht wichtig ist, aber dennoch deutlich macht, dass
dies eine wesentliche Reduzierung im Vergleich zu 72 Bruttokombinationen
darstellt. Die Deckungsfaktor-Transformationstabelle kann eine 3 × 2 × 12 Tabelle
sein, die die Faktoren DPI, Tinte und Medium einem Deckungsfaktor
zuordnet.
-
In
Reaktion auf die von dem RIP eingegebene Kombination aus bestimmter
Auflösung
(DPI), Tinte und Medium wird ein Code an einen Haupt-Transformationstabellen-Wähler 220 (LUT)
ausgegeben, der den für diese
Kombination ermittelten Deckungsfaktor darstellt. In die Transformationstabelle
werden zudem weitere Faktoren eingegeben. Der RIP gibt zudem die
genaue Auflösung
(DPI), Bittiefe (BPP), Anzahl der Bahndurchgänge und Richtung (Drucken in
einer oder beiden Richtungen) an. Dem Drucker sind Tinte und Medium
bekannt. DPI, Tinte und Medium bestimmen den Deckungsfaktor über die
Deckungsfaktor-Transformationstabelle.
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DPI,
BPP, Richtung und Bahndurchgänge
werden mit dem Deckungsfaktor von dem Haupt-Transformationstabellen-Wähler kombiniert,
um Zeiger zu erzeugen, die dazu dienen, die Tabellen auszuwählen, die für die Bebilderungskette
verwendet werden sollen.
-
Es
sei beispielsweise angenommen, dass der Drucker mit Farbstofftinte
und glänzendem
Papier bestückt
ist. Der RIP erstellt ein Bild für
einen Druck mit 300 DPI. Die Kombination aus Tinte und Medium bei
300 DPI kann an jedem Pixel 72 Picoliter erforderlich machen, um
auf diesem Medium die vollständige
Deckung zu erzielen, weswegen der Deckungsfaktor eine Druckbetriebsart
bezeichnen würde,
die bei dem maximalen Codewert 72 Picoliter liefert. Der RIP würde dem
Drucker zudem die Parameter BPP, Bahndurchgangszahl und Druckrichtung
angeben. Diese Information in Verbindung mit DPI würde eine
von 18 unter stützten
Druckbetriebsarten identifizieren. Die identifizierte Druckbetriebsart
in Kombination mit dem Deckungsfaktor würde eine von 108 Sätzen aus
Bebilderungskettentabellen identifizieren. Jeder Satz aus Bebilderungskettentabellen umfasst
sämtliche
Tabellen, Transformationstabellen (LUT) und Matrizen, die zur Definition
der Bebilderungskette für
jede Farbe benötigt
werden. Tropfengrößenzuordnung,
Druckmaskierung und Schieberasterdrucken erfolgen über eine
Durchgangstabelle, Druckmaske, Schieberaster-Transformationstabelle
und Tropfenvolumen-Transformationstabelle. Diese Operationen werden
auf die von dem Host empfangenen Multiton-Bilddaten angewandt, wie
schematisch in 9 dargestellt.
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Durchgangstabellen
setzen Multiton-Daten vom Host in Tintenvolumenindizes um, die auf
das Medium zu druckende Tintentropfenvolumina darstellen. Es gibt
zwei Durchgangstabellen 230, eine davon wird zum Drucken
auf das Referenzraster benutzt, die andere zum Drucken auf das Schieberaster.
Eine Durchgangstabelle beinhaltet eine Zeile für jede Multiton-Stufe sowie
eine Spalte. Die Dateneinträge
in die Durchgangstabelle sind Tropfenvolumenindizes. In dem vorliegenden
Beispiel gibt es 5 Tropfenvolumengrößen, die jede Düse bereitzustellen
vermag. Die Tropfenvolumenindizes werden als Zahlen aus 3 Bit gespeichert.
Die Tropfenvolumenindizes werden über die Tropfenvolumen-Transformationstabelle
umgesetzt, um das tatsächlich auf
der Seite zu platzierende Tintenvolumen anzugeben. In 10(a) und 10(b) werden
zwei Muster-Durchgangstabellen gezeigt, in denen die Tropfenvolumenindizes
zur Verdeutlichung anhand von Buchstaben bezeichnet sind. In dem
Beispiel aus 10(a) bis 10(e) fordert
der RIP einen Druckvorgang mit 300 DPI, 2 Bit pro Pixel Bittiefe
mit 2 Bahndurchgängen
zur Druckmaskierung an.
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Diese
Durchgangstabellen arbeiten in Verbindung mit der in 10(e) gezeigten Tropfenvolumen-Transformationstabelle 260.
In diesen Durchgangstabellen bewirkt eine Multiton-Stufe von null, dass
keine Tinte auf der Seite platziert wird. Eine Multiton-Stufe von
eins bewirkt, dass ein einzelner Tropfen von 16 Picolitern auf das
Referenzraster gedruckt wird. Eine Multiton-Stufe von zwei bewirkt,
dass ein einzelner Tropfen von 48 Picolitern auf das Referenzraster
gedruckt wird. Eine Multiton-Stufe von drei bewirkt, dass ein einzelner
Tropfen von 64 Picolitern auf das Referenzraster und ein Tropfen
von 8 Picolitern auf das Schieberaster gedruckt wird.
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Die
Schieberaster-Transformationstabelle 240 gibt an, wann
der Druckvorgang auf dem Schieberaster erfolgen soll. Eine Schieberaster-Transformationstabelle
wird auf ein Raster mit niedriger Auflösung und dessen entsprechendes
Schieberaster mit niedriger Auflösung
angewandt. Daher gibt es eine Reihe für jeden Druckdurchgang in dem
kombinierten Raster mit niedriger Auflösung und dem entsprechenden
Schieberaster mit niedriger Auflösung.
Die Einträge
lauten entweder "wahr" (T/true) oder "falsch" (F/false), wobei "wahr" bedeutet, dass auf
dem Schieberaster gedruckt werden soll. 10(c) zeigt
eine Schieberaster-Transformationstabelle.
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Diese
Schieberaster-Transformationstabelle zeigt an, dass der Drucker
bei allen ungeraden Druckdurchgängen
auf das Schieberaster drucken soll. Die Einträge werden aus der Schieberaster-Transformationstabelle
folgendermaßen
gelesen Schiebeindikator = Schieberaster – LUT[ALR%NLR], wobei % für den Mod-Operator und ALR für
das Akkumulatorregister mit niedriger Auflösung steht. Wie bereits erwähnt, werden für das Drucken
mit 300 DPI ein Akkumulatorregister und für das Drucken mit 600 DPI zwei
Akkumulatorregister benötigt.
Der Grund ist, dass für
das Drucken mit 600 DPI zwei verzahnte Raster mit niedriger Auflösung verwendet
werden.
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Zugunsten
der Produktivität
kann festgelegt werden, dass das Schieberaster ständig in
der bidirektionalen Druckbetriebsart ausgeführt wird, auch wenn der RIP
unidirektionales Drucken angefordert hat. Der Drucker muss daher
erkennen, dass die Druckbetriebsart die Verwendung des Schieberasters
erfordert und die Anweisung des RIP nötigenfalls außer Kraft
setzt. Die Einträge
in den Schieberaster-Transformationstabellen wechseln vorzugsweise
zwischen T, F, T, F usw. Das Referenzraster wird daher bei bidirektionalem
Druckbetrieb stets in einer Richtung und das Schieberaster in der
anderen Richtung gedruckt.
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Es
ist möglich,
die Architektur der Bebilderungskette so auszulegen, dass das Schieberaster
nur in den Druckbetriebsarten verwendet wird, die von dem RIP als
unidirektional angegeben werden, und niemals in den Druckbetriebsarten,
die von dem RIP als bidirektional angegeben werden. Wenn eine unidirektionale
Druckbetriebsart nämlich
so definiert ist, dass das Schieberaster verwendet wird, dann wäre es wünschenswert, dass
die entsprechende bidirektionale Druckbetriebsart so definiert ist,
dass sie das Schieberaster NICHT verwendet. Andernfalls würde ein
Benutzer des Druckers zwischen beiden Betriebsarten keinen Unterschied
in der Produktivität
erkennen können.
Unabhängig
von dieser Entscheidung kann es wünschenswert sein, auch eine
unidirektionale Druckbetriebsart so zu definieren, dass sie das
Schieberaster nicht verwendet, und eine entsprechende bidirektionale
Druckbetriebsart so zu definieren, dass sie das Schieberaster ebenfalls
NICHT verwendet. Andernfalls würde
auch hier ein Benutzer des Druckers zwischen diesen beiden Betriebsarten
keinen Unterschied in der Produktivität erkennen können.
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Die
zuvor erwähnte
Druckmaskierung verteilt die Tropfen räumlich und zeitlich über die
verfügbaren Druckdurchgänge. Die
Druckmaskentabelle 250, für die ein Beispiel in 10(d) gezeigt wird, wird benutzt, um das eingegebene
Bild auf jedem Raster mit niedriger Auflösung und auf jedem Schieberaster
mit niedriger Auflösung
in (nicht gezeigte) Datenpuffer logisch aufzuteilen. Die folgenden
Druckmaskengleichungen sind zur Kombination von Druckmaske und Durchgangstabellen
verwendbar. Gleichung (1) wird ausgewählt, wenn die Schieberaster-Transformationstabelle
angibt, dass der nächste
Druckdurchgang auf dem Referenzraster erfolgen soll, und Gleichung
(2) wird ausgewählt,
wenn die Schieberaster-Transformationstabelle angibt, dass der nächste Druckdurchgang
auf dem Schieberaster erfolgen soll. Daten
[i][j] = RRDurchgangstabelle[Eingabe [i][j]]&((Maske[i%mx][j%my])= (ARR%NB)) (1) Daten[i][j] = SRDurchgangstabelle[Eingabe[i][j]]&((Maske[i%mx][j%mr]) = (ASR%NB)) (2)
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In
diesen Gleichungen steht Eingabe[i][j] für die Multiton-Stufe an Pixel
(i,j) in dem Multiton-Eingangsbild, ARR und
ASR sind die Referenzraster- und Schieberaster-Akkumulatorregister,
Maske steht für
die Druckmaske, (mx, my)
steht für
die Breite und Höhe
der Druckmaske, RRDurchgangstabelle steht für die Referenzraster-Durchgangstabelle,
SRDurchgangstabelle steht für
die Schieberaster-Durchgangstabelle, NB steht
für die
Zahl der Bahndurchgänge,
Daten steht für
die Bilddaten, die an die übrige
Bebilderungskette übergeben werden,
und das Prozentzeichen % steht für
die Mod-Operation.
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Gemäß der Gleichung
wird das entsprechende Akkumulatorregister anhand der Anzahl der
Bahndurchgänge
einer Mod-Operation unterzogen. Das Ergebnis dieser Operation wird
mit einem Wert aus der Druckmaske verglichen, die sich in beiden
Richtungen über
das Bild erstreckt. Wenn der Vergleich wahr ist, wird ein Wert aus
der entsprechenden Durchgangstabelle an den Datenpuffer übergeben.
Wenn der Vergleich falsch ist, wird ein Nullwert (kein Tropfen)
an den Datenpuffer übergeben.
Die Werte in der Druckmaske liegen im Bereich 0 bis NB-1.
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Die
Tropfenvolumen-Transformationstabelle übernimmt die Umsetzung aus
dem Tropfenindex in das Tintentropfenvolumen. Die Tropfenvolumen-Transformationstabelle 260 kann
festgelegt sein und bedarf keiner Änderung.
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Um
die Verwendung der Tabellen aus 10(a)–(e) zu
veranschaulichen, sei unter Bezug auf 11 angenommen,
dass der Drucker von dem Host einen 4 × 6 großen Teil eines Multiton-Bildes entgegen nimmt. Die
Druckbetriebsart ist 300 DPI, 2 Bit/Pixel, 2 Bahndurchgänge und,
da das Schieberaster verwendet wird, NT =
4. Das Bild wird an einen Drucker gesendet, der die in 10 gezeigte Durchgangstabelle, Schieberaster-Transformationstabelle,
Druckmaske und Tropfenvolumen-Transformationstabelle verwendet.
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Für jeden
Durchgang ist das Tintentropfenvolumen in Picolitern angegeben,
das auf der Seite an jedem Rasterort platziert werden sollte. Wie
in der Figur für
dieses Beispiel gezeigt, hat das Pixel in der oberen linken Ecke
die Ortskoordinate (0,0). Das von dem Host entgegengenommene 2-Bit-Pixel
an diesem Ort hat einen Wert von 0.
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Im
ersten Druckdurchgang beträgt
der Wert von ALR null, daher gibt die Schieberaster-Transformationstabelle
an, dass der erste Druckdurchgang auf dem Referenzraster erfolgen
soll. Bezugnehmend auf die Druckmaskengleichung (1) soll der Wert
von ARR verwendet werden. Da es sich um
den ersten Druckdurchgang handelt, ist der Wert ARR ebenfalls
null, weshalb die Mod-Operation mit NB null
ist. Der Wert in der Druckmaske, der der ersten Zeile und dem ersten
Pixel entspricht, ist ebenfalls null, weshalb ein Tropfenvolumenindex
aus der Referenzraster-Durchgangstabelle ausgewählt wird. Reihe null der Referenzraster-Durchgangstabelle
wird gewählt,
weil der Pixelwert 0 ist. Dieses Pixel wird daher im ersten Durchgang
des Ref erenzrasters mit einem Tropfenindex A erzeugt. In der Tropfenvolumen-Transformationstabelle
in Abschnitt 0 entspricht dies einem Tropfen von 0 Picolitern.
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Das
nächste
Pixel in der Zeile, d.h. an Ort (0,1) hat einen Wert 1. Der Wert
von ALR und ARR ist
weiter null, da noch keine Druckdurchgänge vollständig ausgeführt worden sind. Der Wert in
der Druckmaske, der dieser Zeile und diesem Pixelort entspricht,
ist allerdings eins. Da der Wert ungleich null ist, wird kein Tropfenvolumenindex
aus der Referenzraster-Durchgangstabelle ausgewählt. Daran ist zu sehen, dass
dieses Pixel ebenfalls in dem ersten Durchgang des Referenzrasters
mit einem Tropfenindex A erzeugt wird. In der Tropfenvolumen-Transformationstabelle 260 entspricht
dies einem Tropfen von 0 Picolitern.
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Das
nächste
Pixel in der Zeile an Ort (0,2) hat einen Wert von 1. Da sich die
Druckmaske in beiden Richtungen über
das Bild erstreckt, ist der Wert in der Druckmaske, der dieser Zeile
und diesem Pixelort entspricht, null. Daher wird der Tropfenvolumenindex
aus der Referenzraster-Durchgangstabelle ausgewählt. Reihe eins der Referenzraster-Durchgangstabelle
wird gewählt,
weil der Pixelwert 1 ist. Dieses Pixel wird daher im ersten Durchgang
des Referenzrasters mit einem Tropfenindex C erzeugt. In der Tropfenvolumen-Transformationstabelle
entspricht dies einem Tropfen von 16 Picolitern.
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Der
Rest des Durchgangspuffers wird auf die gleiche Weise aufgebaut,
und die Tropfen werden auf der Seite aufgebracht. Nach dem ersten
Druckdurchgang werden die Werte von ALR und
ARR inkrementiert. Für den nächsten Druckdurchgang beträgt der Wert
von ALR eins, daher gibt die Schieberaster-Transformationstabelle
an, dass der nächste
Druckdurchgang auf dem Schieberaster erfolgen soll. Das Papier sollte
so positioniert sein, dass die Düsen
auf das Schieberaster ausgerichtet sind.
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Es
wird erneut Bezug genommen auf das Pixel in der oberen linken Ecke
an Ort (0,0), wobei das an diesem Ort von dem Host entgegengenommene
2-Bit-Pixel einen Wert 0 aufweist. Bezugnehmend auf die Druckmaskengleichung
(2) soll der Wert von ASR verwendet werden.
Da dies der erste Druckdurchgang über dem Schieberaster ist,
beträgt
der Wert ASR null. Der Wert in der Druckmaske,
der der ersten Zeile und diesem Pixelort entspricht, ist allerdings
null. Daher wird der Tropfenvolumenindex aus der Schieberaster-Durchgangstabelle
ausgewählt.
Reihe null der Schieberaster-Durchgangstabelle wird gewählt, weil
der Pixelwert 0 ist.
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Dieses
Pixel wird daher im ersten Durchgang des Referenzrasters mit einem
Tropfenindex A erzeugt. In der Tropfenvolumen-Transformationstabelle
entspricht dies einem Tropfen von 0 Picolitern.
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Während der
Durchgangspuffer für
einen Druckdurchgang über
dem Schieberaster weiter gefüllt
wird, sei angenommen, dass das letzte Pixel in der zweiten Zeile
an Ort (1,5) einen Wert 3 aufweist. Da sich die Druckmaske in beiden
Richtungen über
das Bild erstreckt, ist der Wert in der Druckmaske, der dieser Zeile
und diesem Pixelort entspricht, null. Da der Wert von ASR ungleich
null ist, wird der Tropfenvolumenindex aus der Schieberaster-Durchgangstabelle
ausgewählt.
Reihe drei der Schieberaster-Durchgangstabelle wird gewählt, weil
der Pixelwert 3 ist. Dieses Pixel wird daher im ersten Durchgang
des Schieberasters mit einem Tropfenindex B erzeugt. In der Tropfenvolumen-Transformationstabelle
entspricht dies einem Tropfen von 8 Picolitern.
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Der
Rest des Durchgangspuffers wird auf die gleiche Weise aufgebaut,
und die Tropfen werden auf der Seite auf dem Schieberaster aufgebracht.
Nach dem Druckdurchgang werden die Werte von ALR und
ASR inkrementiert. Für den nächsten Druckdurchgang beträgt der Wert
von ALR zwei, daher gibt die Schieberaster-Transformationstabelle
an, dass der nächste
Druckdurchgang auf dem Referenzraster erfolgen soll, und das Papier
sollte so positioniert sein, dass die Düsen auf das Referenzraster
ausgerichtet sind.
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Es
wird Bezug genommen auf 12(a)–(e), in
denen ein Beispiel des Druckbetriebs gezeigt wird, worin der RIP
einen Druckvorgang mit 300 DPI, 4 Bit pro Pixel Bittiefe mit vier
Bahndurchgängen
zur Druckmaskierung anfordert. Die vom RIP angeforderten 4 Bit pro
Pixel verlangen nach elf Tintenvolumina (null, 8, 16, 24, 32, 40,
48, 56, 64, 72, 80). Wie bereits erwähnt und aus der Tropfenvolumen-Transformationstabelle ersichtlich,
ist jede Düse
nur in der Lage, sechs Tropfenvolumina zu drucken, einschließlich eines
Volumens von null. Mithilfe des Schieberasters kann jedoch ein Tropfenvolumen
von 24 Picolitern erzeugt werden, indem ein Tropfen von 16 Picolitern
auf dem Referenzraster und ein Tropfen von 8 Picolitern auf dem
Schieberaster gedruckt wird. In ähnlicher
Weise kann ein Tropfen von 24 Picolitern erzeugt werden, indem ein
Tropfen von 16 Picolitern auf dem Referenzraster und ein Tropfen
von 8 Picolitern auf dem Referenzraster gedruckt wird. Dies gilt
auch für
einen Tropfen von 40 Picolitern, der mit einem Tropfen von 32 Picolitern
auf dem Referenzraster und einem Tropfen von 8 Picolitern auf dem
Schieberaster simuliert wird, und für einen Tropfen von 56 Picolitern,
der mit einem Tropfen von 48 Picolitern auf dem Referenzraster und
einem Tropfen von 8 Picolitern auf dem Schieberaster simuliert wird.
Die Produktion eines Tropfens von 72 Picolitern, indem ein Tropfen
von 64 Picolitern auf dem Referenzraster und ein Tropfen von 8 Picolitern
auf dem Schieberaster gedruckt wird, wurde bereits erörtert. Wie
ebenfalls zuvor erwähnt,
kann das Schieberaster auch benutzt werden, um größere Tropfen
als die in den vorherigen Beispielen erwähnten Tropfen von 8 Picolitern
zu erzeugen. Ein Tropfen von 80 Picolitern wird während des
Druckens auf dem Schieberaster erzeugt, indem ein Tropfen von 16
Picolitern auf dem Schieberaster und ein Tropfen von 64 Picolitern
auf dem Referenzraster an einem dazu benachbarten Ort gedruckt wird.
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Unter
Bezug auf 13(a)–(e) wird ein weiteres Beispiel
eines Druckbetriebs gezeigt. In diesem Beispiel weist der RIP an,
mit einer Druckauflösung
von 300 DPI, 4 Bit pro Pixel Bittiefe und zwei Bahndurchgangen zur
Druckmaskierung zu drucken. Für
diesen Druckbetrieb sei angenommen, dass nur sieben Punktgrößen zu verwenden
sind (0, 8, 16, 32, 48, 64, 72). In diesem Beispiel können alle
Punktgrößen von
dem Druckkopf bewältigt
werden, ausgenommen der Größe 72,
für welche
das Schieberaster verwendet wird, wie aus der vorausgehenden Beschreibung
offensichtlich ist.
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Aus
den hier erläuterten
Beispielen wird ersichtlich, dass während eines Durchgangs, der
aufeinanderfolgende Bewegungen des Druckkopfes über den gleichen Bereich der
Seite umfasst, beispielsweise um auf dem Referenzraster zu drucken,
der Empfangsbogen erst dann bewegt wird, wenn sämtliche Durchgänge abgeschlossen
worden sind. Es sind allerdings Interlacing-Techniken (Verzahnungs-
oder Verschachtelungstechniken) bekannt, oder die Seite kann beispielsweise
nach jedem Durchgang um 1/4 der Druckkopfhöhe weiter transportiert werden.
Die Erfindung gilt ebenso für
diese Formen der Druckmaskierung oder des Druckens mit verschachtelten
oder verzahnten Bahnen (Interlacing).
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Die
in der vorliegenden Erfindung verwendeten Bildaufzeichnungsmedien
oder Bildempfangsmedien sind in der Technik bekannt. Beispiele der
Bildaufzeichnungsmedien umfassen beispielsweise, aber nicht abschließend, Bankpostpapier,
gestrichene Papiere, Vinylpapiere, Textilien, matt beschichtete
Papiere und Papiere in fotografischer Qualität mit seidenmatter, halbglänzender
oder glänzender
Oberfläche.
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Die
hier gezeigten verschiedenen Implementierungen sind nur exemplarisch
zu verstehen und können,
wie bereits erwähnt,
in verschiedenen Ausprägungen
mithilfe eines Computers oder diskreter Komponenten zur Durchführung der
beschriebenen Logikoperationen verwirklicht werden.