DE60307186T2

DE60307186T2 - Druckvorrichtung und Steuerungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE60307186T2
Application number: DE60307186T
Authority: DE
Inventors: Henry Faken
Original assignee: Oce Technologies BV
Current assignee: Canon Production Printing Netherlands BV
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: ATE334828T1; DE60307186D1; JP4271502B2; JP2004034695A; US7347521B2; US20040090477A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckvorrichtung wie beispielsweise ein Druck- oder Kopiersystem, welche Druckköpfe verwendet, die Ausstoßelemente, z.B. Düsen, zum bildweisen Bilden von Punkten einer Markierungssubstanz auf einem Bildempfangselement enthalten, wobei die Markierungssubstanz, wenn sie ausgestoßen wird, in flüssiger Form vorliegt. Beispiele solcher Druckvorrichtungen sind Tintenstrahldrucker und Tonerstrahldrucker. Im folgenden wird auf Tintenstrahldrucker Bezug genommen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In Tintenstrahldruckern und Ähnlichem verwendete Druckköpfe enthalten gewöhnlich jeder eine Vielzahl von Düsen, welche in (einer) linearen Reihe(n) parallel zu der Ausbreitungsrichtung des Bildempfangselements oder, mit anderen Worten, der Unterabtastrichtung angeordnet sind. Die Düsen sind gewöhnlich im wesentlichen äquidistant angeordnet. Der Abstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Düsen definiert den Düsenabstand. Im Betrieb werden die Düsen so gesteuert, daß sie bildweise Tintentröpfchen auf ein Bildempfangselement ausstoßen, so daß Spalten von Bildtintenpunkten in Beziehung zu den linearen Reihen gebildet werden, so daß der Punktdruckabstand gleich dem Düsenabstand ist. In abtastenden Tintenstrahldruckern wird eine Matrix von Bildtintenpunkten entsprechend einem Teil eines Bildes aufeinanderfolgend gebildet, indem die Druckköpfe quer über das Bildempfangselement bewegt werden, d.h., in der Richtung senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung des Bildempfangselements oder, mit anderen Worten, in der Hauptabtastrichtung. Nachdem eine erste Matrix vervollständigt wurde, wird das Bildempfangselement verschoben, so daß das Bilden der nächsten Matrix ermöglicht wird. Dieser Prozeß kann wiederholt werden, bis das vollständige Bild gebildet wurde. Ein Vorteil des wie hier beschriebenen Bildens eines Bildes von Bildtintenpunkten auf einem Bildempfangselement ist die hohe Produktivität, da nur eine einzige Druckstufe (printing stage) verwendet wird. Die Bildqualität kann jedoch verbessert werden, indem Druckvorrichtungen verwendet werden, die die Verwendung mehrerer Druckstufen ermöglichen. Im Stand der Technik können zwei Hauptkategorien solcher Druckvorrichtungen unterschieden werden, d.h., so genannte "Interlace-Systeme" und "Mehrfachdurchgangs-(multi-pass)systeme".
In einem Interlace-System, wie es z.B. in US 4,198,642 offenbart ist, enthält der Druckkopf N Düsen, welche in (einer) linearen Reihe(n) angeordnet sind, so daß der Düsenabstand ein ganzzahliges Vielfaches des Punktdruckabstandes ist. Mehrere Druckstufen oder sogenannte interlace-Druckschritte werden zum Erzeugen eines vollständigen Bildes benötigt. Gemäß dieser Offenbarung werden der Druckkopf und das Bildempfangselement so gesteuert, daß in I Druckschritten, wobei I hier definiert ist als der Düsenabstand dividiert durch den Punktdruckabstand, ein vollständiger Teil des Bildes auf dem Bildempfangselement gebildet wird. Nach jedem Druckschritt wird das Bildempfangselement um eine Strecke von N-mal dem Punktdruckabstand verschoben. Ein solches System ist von besonderem Interesse, weil es erlaubt, eine höhere Druckauflösung mit einer begrenzten Düsenauflösung zu erreichen.
In einem "Mehrfachdurchgangssystem" enthält der Druckkopf N Düsen, die in (einer) linearen Reihe(n) angeordnet sind. Im Betrieb wird der Druckkopf so gesteuert, daß nur diejenigen Düsen bildweise aktiviert werden, die ausgewählten Pixeln des zu reproduzierenden Bildes entsprechen. Als Folge davon wird in einer einzelnen Druckstufe, d.h., einem horizontalen Abtastdurchgang in einer Richtung quer über das Bildempfangselement, eine unvollständige Matrix von Bildpunkten gebildet. Es werden mehrere Durchgänge benötigt, um die Matrix der Bildpunkte zu vervollständigen. Zwischen zwei Durchgängen kann das Bildempfangselement in der Unterabtastrichtung verschoben werden.
Sowohl "Interlace-Systeme" und "Mehrfachdurchgangssysteme" als auch Kombinationen derselben haben den Vorteil einer verbesserten Bildqualität und den inhärenten Nachteil einer niedrigeren Produktivität gemeinsam. Es ist bekannt, daß solche Systeme insbesondere von Interesse sind, um die Sichtbarkeit einiger Streifenbildungsartefakte, insbesondere lokal begrenzter Streifenbildungsartefakte, zu beseitigen oder wenigstens zu verringern. Lokal begrenzte Streifenbildungsartefakte werden durch Unregelmäßigkeiten verursacht, die einzelnen Düsen oder kleinen, lokal begrenzten Gruppen von Düsen innerhalb der Reihe(n) zugeschrieben werden können. Solche Unregelmäßigkeiten können zu lokalen Abweichungen der Punktgröße oder Punktpositionierung führen. Beispiele solcher Unregelmäßigkeiten sind Unterschiede in der Düsenform oder -größe, oder Unterschiede in der Form oder der Größe der Kanäle, welche die Tintenreservoire mit den jeweiligen Düsen verbinden. Diese Unterschiede können während des Herstellens auftreten oder können während des Gebrauchs auftreten, z.B. verursacht durch Verunreinigung der Tinte. Die sogenannte Druckmaske enthält die Informationen über die Anzahl und die Reihenfolge der Druckstufen und definiert, welche Düsen aktiviert werden müssen, oder, mit anderen Worten, enthält die Informationen, die für jede Druckstufe definieren, welche Pixel von welchen Düsen wiedergegeben werden werden, so daß nach dem Vervollständigen aller Druckstufen alle Pixel wiedergegeben wurden. Druckmasken nach dem Stand der Technik sind für gewöhnlich so konfiguriert, daß der Einfluß zufälliger lokaler Abweichungen der Punktgröße und -positionierung minimiert wird. Eine Druckmaske ist einem Druckmodus zugeordnet. Das Auswählen eines Druckmodus ermöglicht es dem Benutzer, abhängig von seinen Erfordernissen Bildqualität gegen Produktivität und umgekehrt einzutauschen. Indem ein Druckmodus ausgewählt wird, werden auch die Düsen auf dem Druckkopf festgelegt, die tatsächlich verwendet werden, sowie der Verschiebungsschritt in der Unterabtastrichtung nach jeder Druckstufe.
Außer den Streifenbildungsartefakten, die durch die oben beschriebenen lokalen Abweichungen der Punktgröße oder -positionierung verursacht werden, können jedoch auch sehr störende Streifenbildungsartefakte in "Interlace-Systemen" und "Mehrfachdurchgangssystemen" sowie Kombinationen derselben auftreten, die durch sogenannte systematische Abweichungen der Punktgröße verursacht werden. Systematische Punktgrößenabweichungen werden durch Unterschiede in der Größe von Punkten, die von verschiedenen Gruppen von Düsen gebildet werden, verursacht. Zum Beispiel kann in einem Druckkopf mit zwei linearen Düsenreihen für dieselbe Farbe die erste Düsengruppe die erste Düsenreihe darstellen, während die zweite Düsengruppe die zweite Düsenreihe darstellt. Wenn wegen einer kleinen Veränderung im Herstellungsprozeß alle Düsen der ersten Reihe eine Größe erhalten, die sich geringfügig von der Größe der Düsen der zweiten Reihe unterscheidet, können systematische Abweichungen der Punktgröße zwischen Tröpfchen auftreten, die von Düsen der besagten ersten und zweiten Gruppe stammen. Ein weiteres Beispiel ist ein Druckkopf mit einer einzigen linearen Düsenreihe für eine bestimmte Farbe, bei dem die Düsen so gesteuert werden, daß zunächst die geradzahligen Düsen innerhalb der Reihe, d.h., die erste Düsengruppe, entladen werden und anschließend die ungeradzahligen Düsen innerhalb der Reihe. Dies kann wiederum zu einer systematischen Abweichung der Punktgröße führen, welche im Falle eines thermischen oder thermisch unterstützten Tintenstrahldruckers z.B. durch eine kleine Temperaturabweichung verursacht werden kann oder im Falle eines piezoelektrischen Tintenstrahldruckers z.B. durch mechanisch hervorgerufenes Übersprechen verursacht werden kann. Ein weiteres Beispiel ist ein Tintenstrahldrucker mit mehreren Druckköpfen für eine bestimmte Farbe, bei dem die jeweiligen Gruppen durch die jeweiligen Reihen der jeweiligen Druckköpfe dargestellt werden. Bei einem solchen Aufbau können wiederum z.B. kleine Unterschiede der Düsengrößen von Düsengruppen, die jeweils einem unterschiedlichen Druckkopf zugeordnet sind, zu systematischen Abweichungen der Punktgröße führen.
ZIELE DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der Erfindung, die Druckköpfe von "Interlace-Systemen" und "Mehrfachdurchgangssystemen" sowie Kombinationen derselben so zu steuern, daß die Sichtbarkeit systematischer Abweichungen der Bildpunktgröße beseitigt oder wenigstens verringert wird, während der Einfluß auf die Produktivität begrenzt ist.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, den Druckkopf und die Verschiebemittel für das Bildempfangselement so zu steuern, daß im Betrieb für eine gegebene Druckmaske eine optimale Anzahl von Düsen tatsächlich bildweise aktiviert wird und eine optimale Verschiebungsstrecke in der Unterabtastrichtung bestimmt wird, was die Sichtbarkeit von Streifenbildungsartefakten begrenzt, während es die Produktivität maximiert.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Druckvorrichtung, wie sie in Patentansprüchen 1 bis 6 beansprucht wird, offenbart.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren, wie es in Patentanspruch 7 beansprucht wird, offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt ein Beispiel eines Tintenstrahldruckers dar.
2a stellt ein Beispiel einer Druckmaske dar.
2b stellt die Bildpunkte dar, die gebildet werden, wenn die Düsen eines Druckkopfes mit einer einzigen linearen Reihe von 15 Düsen einmal aktiviert werden.
2c stellt einen Teil einer Matrix von Tintenpunkten dar, die in Beziehung zu einem Muster von Bildpixeln unter Verwendung desselben Druckkopfes, wie in 2b verwendet, und der Druckmaske aus 2a gebildet werden.
3a stellt die Bildpunkte dar, die gebildet werden, wenn die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgewählten Düsen desselben Druckkopfes, wie in 2b verwendet, einmal aktiviert werden.
3b stellt einen Teil einer Matrix von Tintenpunkten dar, die in Beziehung zu einem Muster von Bildpixeln unter Verwendung der Druckmaske aus 2a, der Düsenauswahl wie in 2b angegeben und einer Verschiebungsstrecke in der Hauptabtastrichtung, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt wird, gebildet werden.
4 stellt die Bildpunkte dar, die gebildet werden, wenn die Düsen eines Druckkopfes mit 99, in zwei linearen Reihen angeordneten Düsen einmal aktiviert werden.
5 stellt die Bildpunkte dar, die gebildet werden, wenn die Düsen eines Druckkopfes mit 99, in zwei linearen Reihen angeordneten Düsen einmal aktiviert werden.
6a stellt ein Beispiel einer Druckmaske dar.
6b zeigt schematisch Teile einer Matrix von Tintenpunkten, die in Beziehung zu einem Muster von Bildpixeln unter Verwendung der Druckmaske aus 6a gebildet wurden.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird die vorliegende Erfindung im folgenden eingehend beschrieben. Mehrere Ausführungsformen werden offenbart. Es ist jedoch ersichtlich, daß ein Fachmann sich mehrere andere äquivalente Ausführungsformen oder andere Wege vorstellen kann, die vorliegende Erfindung auszuführen, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt wird.
Die Druckvorrichtung aus 1 ist ein Tintenstrahldrucker mit einer Walze (1) zum Abstützen eines Bildempfangselements (2) und Bewegen desselben an vier Druckköpfen (3) entlang, jeder von einer anderen Prozeßfarbe. Die Walze ist um ihre Achse drehbar, wie durch den Pfeil A angezeigt. Ein abtastender Druckwagen (4) trägt die vier Druckköpfe und kann in Hin- und Herbewegung in der Hauptabtastrichtung, d.h., der durch den Doppelpfeil B angezeigten Richtung parallel zu der Walze (1) bewegt werden, so daß ein Abtasten des Bildempfangselements in der Hauptabtastrichtung ermöglicht wird. Das Bildempfangselement kann ein Medium in Form einer Bahn oder eines Blattes sein und kann beispielsweise aus Papier, Karton, Etikettenmaterial, Kunststoff oder einem Gewebe aufgebaut sein. Alternativ kann das Bildempfangselement auch ein endloses oder nichtendloses Zwischenglied sein. Beispiele endloser Zwischenglieder, die zyklisch bewegt werden können, sind ein Riemen oder eine Trommel. Der Wagen (4) ist auf Stangen (5) (6) geführt und wird durch geeignete Mittel (nicht gezeigt) angetrieben. Jeder Druckkopf weist eine Anzahl von Ausstoßelementen (7) auf, die in einer einzigen linearen Reihe parallel zu der Unterabtastrichtung angeordnet sind. In der Figur sind vier Ausstoßelemente pro Druckkopf dargestellt, jedoch sind offensichtlich in einer praktischen Ausführungsform typischerweise mehrere Hunderte von Ausstoßelementen pro Druckkopf vorgesehen. Jedes Ausstoßelement ist über einen Tintenkanal mit einem Tintenreservoir der entsprechenden Farbe verbunden. Jeder Tintenkanal ist mit Mitteln zum Aktivieren des Tintenkanals und einem zugeordneten elektrischen Antriebskreis versehen. Der Tintenkanal kann beispielsweise thermisch und/ oder piezoelektrisch aktiviert werden. Wenn der Tintenkanal aktiviert wird, wird ein Tintentropfen von dem Ausstoßelement in Richtung der Walze (1) ausgestoßen und bildet einen Tintenpunkt auf dem Bildempfangselement.
Um das Drucken zu ermöglichen, muß zunächst ein digitales Bild gebildet werden. Es gibt zahlreiche Wege, um ein digitales Bild zu erzeugen. Beispielsweise kann ein digitales Bild durch Abtasten eines Originals unter Verwendung eines Scanners erzeugt werden. Digitale unbewegte Bilder können auch von einer Kamera oder einer Videokamera erzeugt werden. Außer digitalen Bildern, die von einem Scanner oder einer Kamera erzeugt wurden und die gewöhnlich in einem Bitmap-Format oder einem komprimierten Bitmap-Format vorliegen, können auch künstlich, z.B. von einem Computerprogramm erzeugte digitale Bilder oder Dokumente der Druckvorrichtung angeboten werden. Letztere Bilder können in einem Vektorformat vorliegen. Letztere Bilder können auch in einem strukturierten Format vorliegen, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, einem Format einer Seitenbeschreibungssprache (page description language, PDL) und einem Format einer erweiterbaren Auszeichnungssprache (extensible markup language, XML). Beispiele für ein PDL-Format sind PDF (Adobe), PostScript (Adobe) und PCL (Hewlett-Packard). Das Bildverarbeitungssystem konvertiert typischerweise ein digitales Bild mittels bekannter Techniken in eine Serie von Bitmaps in den Prozeßfarben der Druckvorrichtung. Jede Bitmap ist eine Rasterdarstellung eines Farbauszugbildes einer Prozeßfarbe, die für jedes Pixel ("picture element") einen Bildddichtewert für die besagte Prozeßfarbe angibt. Der Bilddichtewert ist typischerweise ein 8-Bit-Wert, was die Verwendung von 256 Graustufen pro Prozeßfarbe ermöglicht. Diese Bitmaps werden mittels einer Rastertechnik in ein druckbares Format konvertiert. Im Falle eines binären Rasterns werden diese 8-Bit-Werte in einen Einzelbitwert konvertiert, der für jedes Pixel angibt, ob ein Bildtintenpunkt der zugeordneten Prozeßfarbe gebildet werden soll oder nicht. Das Bildverarbeitungssystem kann in einem Computer aufgenommen sein, welcher mittels eines Netzwerkes oder jeder anderen Schnittstelle mit einer oder mehreren Druckvorrichtungen gekoppelt werden kann. Das Bildverarbeitungssystem kann auch ein Teil der Druckvorrichtung sein.
Indem die Tintenkanäle in Beziehung zu den/dem Muster(n) der Bildpixel bildweise aktiviert werden, kann ein aus Tintenpunkten zusammengesetztes Bild auf dem Bildempfangselement gebildet werden.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Druckvorrichtung wie in 1 dargestellt wird verwendet, um ein digitales Bild wiederzugeben. Anstatt die wie im Bild jeder mit vier Ausstoßelementen versehenen Druckköpfe zu verwenden, ist jeder Druckkopf mit 15 Ausstoßelementen, d.h. Düsen, versehen, die in einer einzigen linearen Reihe angeordnet sind. Die Düsen sind äquidistant bei einer Auflösung von 150 npi (nozzles per inch, Düsen pro Zoll) angeordnet. Dies bedeutet, daß der Düsenabstand oder Elementabstand, welches der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Düsen ist, etwa 169,3 μm beträgt.
Es sei angenommen, daß der Anwender einen bestimmten Druckmodus auswählt, der es ermöglicht, ein digitales Bild bei einer Druckauflösung von 600 dpi (dots per inch, Punkte pro Zoll) in beiden Richtungen wiederzugeben, oder, mit anderen Worten, der Punktdruckabstand, d.h., der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier nebeneinanderliegender Tintenpunkte ist sowohl in der Hauptabtastrichtung als auch in der Unterabtastrichtung etwa 42,3 μm. Der Druckmodus ist dergestalt, daß alle verfügbaren Düsen ausgewählt werden. Um das Wiedergeben eines Bildes mit einer Auflösung, die höher als die Düsenauflösung ist, zu ermöglichen, definiert die dem ausgewählten Druckmodus zugeordnete Druckmaske wie in 2a ein Interlace-System. Die Druckmaske definiert eine Folge von vier Druckstufen, die benötigt werden, um das Raster der Bildpixel vollständig wiederzugeben. Die Folge ist dergestalt, daß während der ersten Druckstufe, welche in 2a mit 1 gekennzeichnet ist, jede ausgewählte Düse eines Druckkopfes alle zugeordneten Pixel in der Hauptabtastrichtung wiedergibt. Mit anderen Worten bildet jede ausgewählte Düse bildweise eine vollständige Zeile von Bildtintenpunkten in der Hauptabtastrichtung. In der Unterabtastrichtung wird während der ersten Druckstufe nur jedes vierte Pixel wiedergegeben. Nach der ersten Druckstufe wird das Bildempfangselement um eine Strecke M verschoben, die ein ganzzahliges Vielfaches des Punktdruckabstandes ist, welcher etwa 42,3 μm ist, so daß in der zweiten, in 2a mit 2 gekennzeichneten Druckstufe Pixelreihen wiedergegeben werden, die in Bezug auf die in der ersten Druckstufe wiedergegebenen Pixelreihen um ein Pixel versetzt sind. Mit anderen Worten, M = [(4 × m) ± 1] × Punktdruckabstand, wobei m eine Ganzzahl ist. In der zweiten Druckstufe bildet wieder jede ausgewählte Düse bildweise eine vollständige Zeile von Bildtintenpunkten in der Hauptabtastrichtung, während in der Unterabtastrichtung nur jedes vierte Pixel wiedergegeben wird und um ein Pixel versetzt ist, verglichen mit der ersten Druckstufe. Nach der zweiten Druckstufe wird das Bildempfangselement wieder um die Strecke M verschoben, so daß in der dritten, in 2a mit 3 gekennzeichneten Druckstufe Pixelreihen wiedergegeben werden, die in Bezug auf die in der ersten Druckstufe wiedergegebenen Pixelreihen um zwei Pixel versetzt sind. In der dritten Druckstufe bildet jede ausgewählte Düse bildweise eine vollständige Zeile von Bildtintenpunkten in der Hauptabtastrichtung, während in der Unterabtastrichtung nur jedes vierte Pixel wiedergegeben wird und verglichen mit der ersten Druckstufe um zwei Pixel versetzt ist. Nach der dritten Druckstufe wird das Bildempfangselement wieder um die Strecke M verschoben, so daß in der vierten, in 2a mit 4 gekennzeichneten Druckstufe Pixelreihen wiedergegeben werden, die in Bezug auf die in der ersten Druckstufe wiedergegebenen Pixelreihen um drei Pixel versetzt sind. In der vierten Druckstufe bildet jede ausgewählte Düse bildweise eine vollständige Zeile von Bildtintenpunkten in der Hauptabtastrichtung, während in der Unterabtastrichtung nur jedes vierte Pixel wiedergegeben wird und verglichen mit der ersten Druckstufe um drei Pixel versetzt ist. Nach dem Vervollständigen dieser vierten Druckstufe ist wenigstens ein Teil des Bildpixelrasters vollständig wiedergegeben worden. Indem der Druckkopf wieder um eine Strecke M verschoben wird und die Folge von Druckstufen, wie sie oben beschrieben wurde, wiederholt wird, kann das vollständige Bildpixelraster wiedergegeben werden.
Weiter stellt gemäß diesem Vergleichsbeispiel 2c einen Teil einer Matrix von Tintenpunkten dar, die in Beziehung zu einem Muster von Bildpixeln unter Verwendung der Druckvorrichtung dieses Vergleichsbeispiels und der Druckmaske aus 2a gebildet wurden. Zu Erläuterungszwecken sind nur die von einem einzigen Druckkopf erzeugten Punkte dargestellt, und ein volldeckendes Bild wird angenommen. In der Praxis ist es jedoch klar, daß in derselben Weise Mehrfarbbilder gebildet werden können, indem sowohl der Antrieb der jeweiligen Druckköpfe als auch die bildweise Aktivierung der zugeordneten Düsen in geeigneter Weise zeitlich gesteuert wird. Der Düsenabstand von etwa 169,3 μm ist durch den Pfeil D2 angedeutet. Der Punktdruckabstand in der Hauptabtastrichtung von 42,3 μm ist durch den Pfeil D3 angedeutet, während der Punktdruckabstand in der Unterabtastrichtung von 42,3 μm durch den Pfeil D1 angedeutet ist. Die Strecke M, um die der Druckkopf nach jeder Druckstufe verschoben wird, ist durch den Pfeil D4 angedeutet. M ist gleich dem 15-fachen des Punktdruckabstands D1 und ist so gewählt, daß lokale Streifenbildungsartefakte minimiert werden. Der in 2c dargestellte Teil der Matrix enthält eine willkürliche Teilmenge von Reihen und Spalten von Bildpunkten, die von einem einzelnen Druckkopf einer bestimmten Farbe in Beziehung zu dem zugeordneten Teil des Rasters von Bildpixeln der besagten Farbe gebildet wurden. In der linken Spalte der Matrix ist die Nummer der Düse angegeben, die verwendet wird, um die Bildpunkte der zugeordneten Reihe zu bilden. Wie auch in 2a gekennzeichnet ist, werden die während der ersten Druckstufe gebildeten Punkte durch einen leeren Kreis dargestellt, während für jede der anderen Druckstufen eine Darstellung mit einem spezifischen Füllmuster gewählt wurde. Wie in 2b dargestellt ist, bilden die 15 Düsen des Druckkopfes Bildtintenpunkte unterschiedlicher Größe auf dem Bildempfangselement. Die von der zweiten Düsengruppe, d.h., den geradzahligen Düsen gebildeten Bildpunkte sind kleiner als die von der ersten Düsengruppe, d.h., den ungeradzahligen Düsen gebildeten Bildpunkte. Als Folge dieser gruppenweisen Abweichung ist in 2c ein systematisches Streifenbildungsartefakt in der Unterabtastrichtung deutlich sichtbar. Das Streifenbildungsartefakt hat eine Größe, die dem Vierfachen des Punktdruckabstands entspricht.
Beispiel 1
Wenn ein systematisches Streifenbildungsartefakt auf dem Bildempfangselement beobachtet wird, das durch Punktgrößenabweichung auf einer Gruppenebene verursacht wird, wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben wurde, werden gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Basis der Punktgrößenunterschiede für einen gegebenen Druckmodus und eine zugeordnete Druckmaske eine wirksame Anzahl von Ausstoßelementen N_eff, N_eff ≤ N, und eine optimale Verschiebungsstrecke, M, in der Unterabtastrichtung bestimmt. Insbesondere sollten, angesichts dessen, daß die Druckmaske wie in 2a dargestellt, vier Druckstufen, S, definiert und daß das Verhältnis, p, zwischen dem Elementabstand und dem Punktdruckabstand gleich vier ist, die folgenden Bedingungen eingehalten werden, um den sichtbaren Effekt eines durch systematische Punktgrößenabweichung verursachten Streifenbildungsartefakts wenigstens zu verringern: p × Neff = S × [((n × q) + 1) × (p × d) + f], und S × M = Neff × p × P,wobei n eine Ganzzahl größer oder gleich 1 ist,
f = ±1,
q die Anzahl von Düsengruppen ist, welche Bildpunkte mit unterschiedlichen Größen ergeben; gemäß diesem Beispiel ist q gleich 2, da es zwei Gruppen gibt, die Bildpunkte verschiedener Größe bilden: die geradzahligen Düsen und die ungeradzahligen Düsen,
d, die Fehleranzahl (defect number), gemäß diesem Beispiel gleich 1 ist, da aufeinanderfolgende gedruckte Punkte in der Unterabtastrichtung, die in einem einzelnen Durchgang in der Hauptabtastrichtung gedruckt werden, abwechselnd von einer geradzahligen und einer ungeradzahligen Düse gebildet werden.
Folglich: N_eff = (8 × n) + 4 ± 1 und M = N_eff × P.
Wenn man weiß, daß der Druckmodus und der Druckkopf dergestalt sind, daß maximal 15 Düsen ausgewählt werden können, ergibt der produktivste Modus N_eff = 13, M = 13-mal der Punktdruckabstand. Daher wird im Betrieb der Druckkopf so gesteuert, daß nur 13 Düsen bildweise aktiviert werden können. Wie in 3a dargestellt, bilden diese 13 Düsen des Druckkopfes Bildtintenpunkte unterschiedlicher Größe auf dem Bildempfangselement. In dem Druckmodus gemäß diesem Beispiel können die Düsen 1 und 15 nicht mehr aktiviert werden.
3b stellt einen Teil einer Matrix von Tintenpunkten dar, die in Beziehung zu demselben Muster von Bildpixeln gebildet wurden, wie es in dem Vergleichsbeispiel 1 beschrieben wurde. Dieselbe Druckvorrichtung dieses Vergleichsbeispiels und die Druckmaske aus 2a werden verwendet, aber der Druckkopf wird so gesteuert, daß nur dreizehn Düsen, d.h., die Düsen 2 bis 14, bildweise aktiviert werden können. Wie in der Figur zu erkennen ist, wird nach jeder der vier Druckstufen das Bildempfangselement um eine Strecke gleich dem 13-fachen des Punktdruckabstandes verschoben. Das systematische Streifenbildungsartefakt mit einer Größe des Vierfachen des Punktdruckabstandes, wie in 2c, ist wegen der höheren räumlichen Frequenz des Artefakts weniger sichtbar für das menschliche Auge. Die Bildqualität ist eindeutig verbessert mit nur einer begrenzten Wirkung auf die Produktivität unter Verwendung derselben Druckmaske.
Beispiel 2
Eine Druckvorrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist, wird verwendet, um ein digitales Bild wiederzugeben. Anstelle die Druckköpfe zu verwenden, die wie in der Figur jeder mit vier Ausstoßelementen versehen sind, ist jeder Druckkopf mit 99 Ausstoßelementen, d.h., Düsen versehen, die in zwei gestaffelten linearen Reihen angeordnet sind. Die Düsen sind äquidistant bei einer Auflösung von 150 npi (nozzles per inch, Düsen pro Zoll) angeordnet. Dies bedeutet, daß der Düsenabstand oder Elementabstand, welcher der Abstand D2 aus 4 zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Düsen ist, etwa 169,3 μm beträgt. Analog zum Beispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 1 wählt der Anwender einen bestimmten Druckmodus aus, der es ermöglicht, ein digitales Bild bei einer Druckauflösung von 600 dpi (dots per inch, Punkte pro Zoll) in beiden Richtungen unter Verwendung derselben Druckmaske, wie sie in 2a dargestellt ist und oben beschrieben wurde, wiederzugeben. Die Druckmaske, wie sie in 2a dargestellt ist, definiert vier Druckstufen, S, und das Verhältnis, p, zwischen dem Elementabstand und dem Punktdruckabstand ist gleich vier. Wenn alle Düsen des Druckkopfes einmal aktiviert werden, wird ein Bildpunktmuster wie in 4 gezeigt auf dem Bildempfangselement gebildet. Die Punktgröße der Bildpunkte, die von den Düsen der linken Reihe erzeugt werden, unterscheidet sich von der Punktgröße der Bildpunkte, die von den Düsen der rechten Reihe erzeugt werden. Da dieser Punktgrößenunterschied zu einem systematischen Streifenbildungsartefakt führen kann, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine optimale wirksame Anzahl von Düsen, N_eff, sowie eine optimale Verschiebungsstrecke, M, für das Bildempfangselement bestimmt, so daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind: p × Neff = S × [((n × q) + 1) × (p × d) + f], und S × M = Neff × p × P,wobei n eine Ganzzahl größer oder gleich 1 ist,
f = ±1,
q die Anzahl der Düsengruppen ist, die Bildpunkte mit unterschiedlichen Größen ergeben; gemäß diesem Beispiel ist q gleich 2, da es zwei Gruppen von Düsen gibt, die Bildpunkte unterschiedlicher Größe bilden: die Düsen der linken Reihe und die Düsen der rechten Reihe,
d, die Fehlerzahl, gemäß diesem Beispiel gleich 1 ist, da aufeinanderfolgende gedruckte Punkte in der Unterabtastrichtung, die in einem einzelnen Abtastdurchgang in der Hauptabtastrichtung gedruckt werden, abwechselnd von einer Düse der linken Reihe und einer Düse der rechten Reihe gebildet werden.
Folglich: N_eff = (8 × n) + 4 ± 1 und M = N_eff × P.
Wenn man weiß, daß der Druckmodus und der Druckkopf dergestalt sind, daß maximal 99 Düsen ausgewählt werden können, ergibt der produktivste Modus, der den sichtbaren Effekt des von der beschriebenen systematischen Punktgrößenabweichung verursachten Streifenbildungsartefakts verringert, N_eff = 99, M = 99-mal der Punktdruckabstand.
Beispiel 3
Es wird dieselbe Konfiguration wie in Beispiel 2 verwendet, mit der Ausnahme, daß, wenn alle Düsen eines Druckkopfes einmal aktiviert werden, ein Bildpunktmuster wie in 5 angegeben auf dem Bildempfangselement gebildet wird. Die Punktgröße der Bildpunkte, die von den geradzahligen Düsen innerhalb einer Reihe erzeugt werden, unterscheidet sich von der Punktgröße der Bildpunkte, die von den ungeradzahligen Düsen innerhalb einer Reihe erzeugt werden. Da diese Punktgrößendifferenz zu einem systematischen Streifenbildungsartefakt führen kann, werden gemäß der vorliegenden Erfindung eine optimale wirksame Anzahl von Düsen, N_eff, sowie eine optimale Verschiebungsdistanz, M, für das Bildempfangselement so bestimmt, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind: p × Neff = S × [((n × q) + 1) × (p × d) + f], und S × M = Neff × p × P,wobei n eine Ganzzahl größer oder gleich 1 ist,
f = ±1,
q die Anzahl von Düsengruppen ist, die Bildpunkte mit unterschiedlichen Größen ergeben; gemäß diesem Beispiel ist q gleich 2, da es zwei Düsengruppen gibt, die Punkte unterschiedlicher Größe bilden: die geradzahligen Düsen der jeweiligen Reihen und die ungeradzahligen Düsen der jeweiligen Reihen,
d, die Fehlerzahl, gemäß diesem Beispiel gleich 2 ist, weil aufeinanderfolgende gedruckte Punkte in der Unterabtastrichtung, die in einem einzelnen Abtastdurchgang in der Hauptabtastrichtung gedruckt werden, abwechselnd von geradzahligen Düsen der jeweiligen Reihen und ungeradzahligen Düsen der jeweiligen Reihen gebildet werden.
Folglich: N_eff = (16 × n) + 8 ± 1 und M = N_eff × P.
Wenn man weiß, daß der Druckmodus und der Druckkopf dergestalt sind, daß maximal 99 Düsen selektiert werden können, ergibt der produktivste Modus, der den sichtbaren Effekt des Streifenbildungsartefakts reduziert, welches von der beschriebenen systematischen Punktgrößenabweichung verursacht wird, N_eff = 89, M = 89-mal der Punktdruckabstand.
Beispiel 4
Eine Druckvorrichtung wie in 1 dargestellt wird verwendet, um ein digitales Bild wiederzugeben. Anstatt die Druckköpfe zu verwenden, die jeder wie in der Figur mit vier Ausstoßelementen versehen sind, ist jeder Druckkopf mit 99 Ausstoßelementen, d.h., Düsen, versehen, die in einer einzigen linearen Reihe angeordnet sind. Die Düsen sind äquidistant bei einer Auflösung von 600 npi (nozzles per inch, Düsen pro Zoll) angeordnet. Ein bestimmter Druckmodus wird vom Anwender ausgewählt, der es ermöglicht, ein digitales Bild bei einer Druckauflösung von 600 dpi (dots per inch, Punkte pro Zoll) in beiden Richtungen unter Verwendung der Druckmaske, wie sie in 6a dargestellt ist, wiederzugeben. Die Druckmaske, wie sie in 6a dargestellt ist, definiert ein "Mehrfachdurchgangs"-System ("multi-pass") mit zwei Druckstufen, S, wie es in 6b dargestellt ist. Da der Elementabstand gleich dem Punktdruckabstand ist, gilt p = 1. Es sei angenommen, daß die Punktgröße der Bildpunkte, die von den geradzahligen Düsen der Reihe gebildet werden, sich von der Punktgröße der Bildpunkte unterscheidet, die von den ungeradzahligen Düsen der Reihe gebildet werden. Dann wird gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung, um den sichtbaren Effekt des entsprechenden systematischen Streifenbildungsartefakts zu vermeiden oder wenigstens zu begrenzen, eine wirksame Anzahl von Düsen bestimmt und so gesteuert, daß nur diese Düsen auswählbar sind und bildweise aktiviert werden können. Insbesondere werden N_eff und M so gewählt, daß sie die folgenden Bedingungen erfüllen: Neff = S × [(n × q) + 1] × d, und S × M = Neff × p × Pwobei n eine Ganzzahl größer oder gleich 1 ist,
q die Anzahl der Düsengruppen ist, die Bildpunkte mit unterschiedlichen Größen ergeben; gemäß diesem Beispiel ist q gleich 2, da es zwei Düsengruppen gibt, die Bildpunkte unterschiedlicher Größe bilden: die geradzahligen Düsen der Reihe und die ungeradzahligen Düsen der Reihe,
d die Fehlerzahl, gemäß diesem Beispiel gleich 1 ist, da aufeinanderfolgende gedruckte Punkte in der Unterabtastrichtung nach zwei Abtastdurchgängen in der Hauptabtastrichtung abwechselnd von einer geradzahligen und einer ungeradzahligen Düse gebildet werden.
Folglich: N_eff = (4 × n) + 2 und M = N_eff × P/2.
Wenn man weiß, daß der Druckmodus und der Druckkopf dergestalt sind, daß maximal 99 Düsen ausgewählt werden können, ergibt der produktivste Modus, der den sichtbaren Effekt des Streifenbildungsartefakts reduziert, welches von der beschriebenen systematischen Punktgrößenabweichung verursacht wird, N_eff = 98, M = 49-mal der Punktdruckabstand.

Claims

Druckvorrichtung, aufweisend: wenigstens einen Druckkopf (3) zum bildweisen Bilden von Punkten einer Markierungssubstanz bei einer Punktdruckauflösung, P, auf einem Bildempfangselement (2) in Beziehung zu einem Muster von Bildpixeln, wobei der besagte Druckkopf eine Mehrzahl von N Ausstoßelementen (7) aufweist, welche in wenigstens einer linearen Reihe angeordnet sind, mit einem vorbestimmten Elementabstand beabstandet sind und aus wenigstens einer ersten Gruppe von Ausstoßelementen, die im Betrieb bildweise Punkte einer Markierungssubstanz einer ersten Größe bilden, und einer zweiten Gruppe von Ausstoßelementen, die im Betrieb bildweise Punkte einer Markierungssubstanz einer zweiten, sich von der ersten Größe unterscheidenden Größe auf dem besagten Bildempfangselement (2) bilden, bestehen, Verschiebemittel (1) zum Verschieben des besagten Bildempfangselements (2) in der Unterabtastrichtung; Auswahlmittel zum Auswählen einer Druckmaske, die eine Anzahl von S Druckstufen definiert, welche benötigt werden, um das besagte Muster von Bildpixeln vollständig wiederzugeben, wobei S eine ganze Zahl und mindestens 2 ist; Steuermittel zum Steuern der besagten Verschiebemittel (1) und zum Steuern der besagten Mehrzahl von N Ausstoßelementen (7); dadurch gekennzeichnet, daß im Betrieb das besagte Steuermittel, um die Sichtbarkeit von systematischen Streifenbildungsartefakten in der Unterabtastrichtung zu begrenzen, das besagte Verschiebemittel (1) so steuert, daß das besagte Bildempfangselement (2) um eine Strecke M verschoben wird, und eine wirksame Anzahl von Ausstoßelementen, N_eff, der besagten Mehrzahl von N Ausstoßelementen (7) zur bildweisen Aktivierung auswählt, wobei N_eff und M die folgenden Bedingungen erfüllen: Neff ≤ N, p × Neff = S × [((n × q)+ 1) × (p × d) + f], und S × M = Neff × p × P,wobei n eine Ganzzahl größer oder gleich 1 ist, q die Anzahl der besagten Gruppen von Ausstoßelementen ist, p das Verhältnis zwischen dem Elementabstand und dem Punktdruckabstand ist und eine Ganzzahl und wenigstens 1 ist, f gleich Null ist, falls p = 1, und sonst f eine Ganzzahl ungleich Null ist, welche als der minimale Versatz, ausgedrückt in der Anzahl der Positionen in der Druckmaske, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Druckstufen, definiert ist, d die Fehlerzahl, definiert ist als die Anzahl der aufeinanderfolgenden gedruckten Bildpunkte in der Unterabtastrichtung, welche von derselben Gruppe von Ausstoßelementen stammen, wenn alle Durchgänge ausgeführt werden, die benötigt werden, um alle Pixel in der Hauptabtastrichtung wiederzugeben.
Druckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der besagte Druckkopf eine Breite hat, die größer oder gleich der Breite des Bildempfangselements ist.
Druckvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, wobei der besagte Druckkopf eine Mehrzahl von N Ausstoßelementen aufweist, die in wenigstens einer ersten und einer zweiten linearen Reihe angeordnet sind.
Druckvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die besagte erste lineare Reihe aus der besagten ersten Gruppe von Ausstoßelementen besteht, und die besagte zweite lineare Reihe aus der besagten zweiten Gruppe von Ausstoßelementen besteht.
Druckvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, mit wenigstens einem ersten Druckkopf einer Farbe und wenigstens einem zweiten Druckkopf der besagten Farbe, die zusammen eine Mehrzahl von N Ausstoßelementen aufweisen, welche in wenigstens einer linearen Reihe an dem besagten ersten Druckkopf und wenigstens einer linearen Reihe an dem besagten zweiten Druckkopf angeordnet sind.
Druckvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Ausstoßelemente des besagten ersten Druckkopfes die besagte erste Gruppe bilden und die Ausstoßelemente des besagten zweiten Druckkopfes die besagte zweite Gruppe bilden.
Verfahren zum bildweisen Bilden von Punkten einer Markierungssubstanz bei einer Punktdruckauflösung, P, auf einem Bildempfangselement (2) in Beziehung zu einem Muster von Bildpixeln mit einer Druckvorrichtung, die wenigstens einen Druckkopf (3) aufweist, wobei der besagte Druckkopf eine Mehrzahl von N Ausstoßelementen (7) aufweist, die in wenigstens einer linearen Reihe angeordnet sind, mit einem vorbestimmten Elementabstand beabstandet sind und aus wenigstens einer ersten Gruppe von Ausstoßelementen, die im Betrieb bildweise Punkte einer Markierungssubstanz einer ersten Größe bilden, und einer zweiten Gruppe von Ausstoßelementen, die im Betrieb bildweise Punkte einer Markierungssubstanz einer zweiten, sich von der besagten ersten Größe unterscheidenden Größe auf dem besagten Bildempfangselement (2) bilden, bestehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Auswählen einer Druckmaske, die eine Anzahl, S, und eine Reihenfolge von Druckstufen definiert, welche benötigt werden, um das besagte Muster von Bildpixeln vollständig wiederzugeben, wobei S eine Ganzzahl und mindestens 2 ist; bildweises Aktivieren, auf der Basis der besagten Druckmaske, von wenigstens einem Teil einer wirksamen Anzahl von Ausstoßelementen, N_eff, N_eff ≤ N; und diskontinuierliches Verschieben, auf der Basis der besagten Druckmaske, des besagten Bildempfangselements (2) in der Unterabtastrichtung um eine Strecke, M; dadurch gekennzeichnet, daß, um die Sichtbarkeit von systematischen Streifenbildungsartefakten in der Unterabtastrichtung zu begrenzen, die besagte Strecke, M, bestimmt wird und die besagte wirksame Anzahl von Ausstoßelementen, N_eff, aus der besagten Mehrzahl von N Ausstoßelementen (7) ausgewählt wird [auf der Basis des Unterschiedes zwischen der besagten ersten Größe und der besagten zweiten Größe, um die Sichtbarkeit von systematischen Streifenbildungsartefakten in der Unterabtastrichtung zu begrenzen], so daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind: p × Neff = S × [((n × q) + 1) × (p × d) + f], und S × M = Neff × p × P,wobei n eine Ganzzahl größer oder gleich 1 ist, q die Anzahl der besagten Gruppen von Ausstoßelementen ist, p das Verhältnis zwischen dem Elementabstand und dem Punktdruckabstand ist und eine Ganzzahl und mindestens 1 ist, f gleich Null ist, falls p = 1, und sonst feine Ganzzahl ungleich Null ist, welche als der minimale Versatz, ausgedrückt in der Anzahl der Positionen in der Druckmaske, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Druckstufen definiert ist, d, die Fehlerzahl, definiert ist als die Anzahl der aufeinanderfolgenden gedruckten Bildpunkte in der Unterabtastrichtung, die von derselben Gruppe von Ausstoßelementen stammen, wenn alle Durchgänge ausgeführt werden, die benötigt werden, um alle Pixel in der Hauptabtastrichtung wiederzugeben.