DE69029359T2

DE69029359T2 - Verfahren und Gerät zur Umformattierung von Druckdaten

Info

Publication number: DE69029359T2
Application number: DE69029359T
Authority: DE
Inventors: Howard V Goetz; Richard A Springer
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1989-10-10
Filing date: 1990-10-10
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: EP0422924A3; EP0422925A3; DE69028470D1; EP0422926B1; EP0422926A2; EP0422924B1; EP0422924A2; EP0422925B1; DE69024589D1; DE69029359D1; DE69028470T2; EP0422926A3; EP0422925A2; DE69024589T2

Description

Die Erfindung betrifft das Drucken und insbesondere das Umformatieren von Buddaten bzw. Informationen zum Drucken durch einen Druckkopf mit einer Vielzahl von Druckdüsen.
Die Erfindung hängt mit der Erfindung zusammen, die in der US- Patentanmeldung Nr. 07/419,367 und in unseren ebenfalls anhängigen europäischen Patentanmeldungen Nr. 90 311 119.3 (EP-A- 0 422 925) und 90 311 120.1 (EP-A-0 422 926) offenbart sind.
Die bevorzugte Vorrichtung und das bevorzugte Verfahren zur Durchführung der vorliegenden Erfindung ist mit einem Tintenstrahldrucker verbunden, bei dem der Druckkopf ein Druckmedium, typischster Weise ein Blatt Papier, scannt bzw. abtastet, indem er über das Blatt Papier schnell hin- und hergefahren wird oder indem er sich kontinuierlich entlang dem Blatt Papier bewegt, das gegen eine Rotationstrommel gedrückt ist. Bilder werden durch selektives Abscheiden von Tinteablagerungen oder Bildelementen bzw. Pixeln erzeugt, welche in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch gleichfalls auf jedes Druckverfahren anwendbar, bei dem ein Druckkopf entlang parallelen Zeilen bezüglich zu einem Druckmedium fährt, um ein gewünschtes Endbild zu erzeugen, ob es sich nun um ein graphisches oder ein Textbild handelt.
Die ersten Abtastdruckköpfe beinhalten eine einzige Düse pro Druckfarbe. Diese Düse ist angrenzend bzw. benachbart zu einem Blatt Papier angeordnet. Ein Druckkopfwagen bewegt sich dann Zeile für Zeile relativ zu dem Papier, wobei Tintepixel an ausgewählten Pixelstellen abgelagert werden, bis der gesamte Bildbereich abgetastet ist.
Die Länge der Zeit, die es dauert, das Bild auf dem Papier herzustellen, hängt von der Fahrgeschwindigkeit des Kopfes relativ zum Papier und der Dichte der Pixel und daher der Zeilen, welche im Endbild gewünscht sind, ab. Bei vielen kommerziellen Anwendungen wird es gewünscht, die Pixel klein und dicht genug zu machen, so daß das menschliche Auge während einer normalen, nicht durch Hilfsmittel unterstützten Betrachtung unfähig ist, zwischen den Pixeln zu unterscheiden, wobei der Eindruck gewonnen wird, daß das Bild aus kontinuierlichen Zeilen gebildet ist. Eine Pixeldichte von 11,81 x 10³ Punkten pro Meter (300 Punkte (dots) pro Inch (DPI)] ist üblich. Das bedeutet, daß um ein Inch Bild über eine Seite zu drucken, 300 Zeilen erforderlich sind. Daher sind für eine Seite von 2,794 x 10&supmin;¹ Meter (eine 11 Inch Seite) 3300 Zeilen erforderlich. Wenn der Druckkopf 10 Durchgänge über das Papier in einer Sekunde durchführen kann, würde es 5,5 Minuten dauern, die Seite Zeile für Zeile zu drucken. Diese Zeit kann vermindert werden, indem ein Blatt Papier mit dem US-Standard 2,159 x 10&supmin;¹ Meter x 2,794 x 10 Meter (8,5 Inch x 11 Inch Blatt) der Länge nach gedruckt wird. Das würde die Druckdauer auf 4,25 Minuten reduzieren.
Ein Ansatz, welcher verwendet wurde, um die Druckzeit noch weiter zu vermindern, ist, viele Druckdüsen an einem einzigen Druckkopf anzuordnen, so daß eine Vielzahl von Zeilen gleichzeitig gedruckt wird. Ein Beispiel eines thermischen Drucker-Plotter-Systems, das thermische Resistorelemente aufweist, welche jeweils Pixel erzeugen und welche in einer regelmäßigen Anordnung bzw. Gruppierung von benachbarten Elementen vorgesehen sind, ist in dem US-Patent Nr. Re 30,743 (ursprünglich Patent Nr. 4,070,680) beschrieben, das am 15. September 1981 für Shelley et al. erneut erteilt wurde. Die vorliegende Erfindung ist auch bei dieser Art von System verwendbar.
Man könnte annehmen, daß die Druckdauer auf jede Zahl reduziert werden kann, wenigstens gedanklich, indem Köpfe mit einer gewünschten Anzahl von Düsen hergestellt werden. Das ist gedanklich mit thermisch angetriebenen Strahlen möglich, obwohl die Struktur sehr komplex wird. Es ist jedoch sehr schwierig, piezoelektrisch angetriebene Strahlen am selben Kopf zu montieren bzw. anzuordnen, so daß sie in der gleichen Spalte auf benachbarten Zeilen drucken. Eine mit einem Tintenreservoir bzw. -vorratsbehälter verbundene Leitung und Kontrollen bzw. Steuerungen müssen mit jeder Düse verbunden werden. Wenn drei Farben zuzüglich Schwarz verwendet werden, sind vier Strahlen pro Zeile erforderlich. Indem die Anzahl von Strahlen erhöht wird, werden die physischen bzw. körperlichen Erfordernisse der Kopfkonstruktion sehr einschränkend.
Um die Einschränkungen einer Anbringung von Düsen an Einzelzeilenabständen zu überwinden, wurde das Konzept des Zwischenzeilendruckens bzw. des überlappenden bzw. verschachtelten Druckens entwickelt. Repräsentativ für herkömmliches Zwischenzeilendrucken sind die US-PS 4,069,485, erteilt für Martin für "Biderectional Ink Jet Printer With Moving Record Receiver", 4,112,469, erteilt für Paranjpe et al. für "Jet Drop Copying Apparatus", 4,131,898, erteilt für Gamblin für "Interlacing Recorder", 4,272,771, erteilt für Furukawa für "Ink Jet Printer with Multiple Nozzle Print Head and Interlacing or Dither Means", 4,593,295, erteilt für Matsufuji et al., und 4,630,076, erteilt für Yoshimura für "Ink-On-Demand Color Ink Jet System Printer".
Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Ausführung eines beispielhaften Druckkopfes 20 mit einer Vielzahl (fünf) von Düsen 22, welche zum gleichzeitigen Drucken einer Vielzahl von beabstandeten Zeilen beabstandet sind. Der Kopf 20 ist angrenzend an eine Trommel 24 mit einem Druckmedium, wie einem Blatt Papier, das darauf befestigt ist, angeordnet. Indem die Trommel und das Blatt rotieren, wird der Kopf bei einer konstanten Geschwindigkeit entlang der Trommel bewegt, so daß alle Zeilen gedruckt werden. Bei jeder vollen Umdrehung rückt der Kopf um fünf Zeilenabstände vor. Daher werden bei jeder nachfolgenden Umdrehung die oberen Zeilen zwischen bei der vorhergehenden Umdrehung gedruckten Zeilen zusätzlich zu neu beabstandeten Zeilen, wie gezeigt, gedruckt. Diese Ausführungsform eines Kopfes ist auch in Fig. 3 zum Drucken durch Vorwärts- /Rückwärtsabtastung über ein ebenes Druckmedium gezeigt.
Bei diesen Figuren ist ein Zeilenabstand zwischen den Zentren von benachbarten Zeilen die Inverse der Punkt-pro-Inch-Dichte, oder 1/DPI, zwei Zeilenabstände betragen 2/DPI, etc. In Fig. 2 ist Kopf 20 in gestrichelten Linien in der Stellung an der Kante des Blattes nach Vervollständigung einer Reihe von Zeilen gezeigt. Der Kopf ist auch in durchgezogenen Linien, in der gleichen Stellung an Trommel 24 gezeigt, bereit zum Beginn des nächsten Satzes von Zeilen. Durch die zwei Pfeile kann gesehen werden, daß zwei Zeilen des nächsten Satzes von Zeilen mit dem vorhergehenden Satz von Zeilen verschachtelt sind bzw. überlappen. Alle der vorhergehenden Zeilen sind gedruckt. Eine fortgesetzte Trommeirotation resultiert darin, daß alle Zeilen auf Blatt 26 gedruckt werden.
Ein Drucksystem, das zu dem der Fig. 1 und 2 äquivalent ist, ist in Fig. 3 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform druckt ein Kopf 30 mit Düsen 32 alternierende Zeilen auf Blatt 34. Jedoch wird Blatt 34 sowohl in Längsrichtung als auch lateral bzw. quer bezüglich zum Kopf 30 bewegt, anstelle sich auf einer Trommel zu befinden und rotiert zu werden. Normalerweise bewegt sich der Kopf über die Oberfläche des Blattes während des Vorrückens des Blattes hin und her. Nachdem jeder Satz von Zeilen gedruckt ist, wird der Kopf 30 um einen durch Pfeile 36 und 38 gezeigten Betrag am Blatt nach unten versetzt, welcher in der Länge gleich der Weite von fünf Druckzeilen ist. Daher wird der Kopf 30 typischerweise am Ende eines jeden Abtastdurchganges gestoppt, das Blatt wird versetzt, und der Kopf wird in einer umgekehrten Richtung über das Blatt gefahren.
Es ist ersichtlich, daß die Ausführungsform von Fig. 3 tatsächlich den gleichen Druckvorgang oder das gleiche Druckverfahren wie das von Fig. 1 und 2 liefert. Die Buchstaben an der Spitze der jeweiligen Kopfpositionen stellen die Durchläufe in alphabetischer Sequenz dar. Entsprechende Buchstaben werden für den Beginn von bei jedem Durchlauf gedruckten Zeilen verwendet.
Bei solchen Systemen kommt Pixelinformation normalerweise zu einem Drucker aus einer Steuer- oder Datenquelle in einem strengen Raster-Scan (Abtast)-Format, bei dem das obere linke Pixel das erste im Datenstrom ist, das nächste rechts nachfolgend ankommt usw., bis zum Ende der Zeile. Das nächste Pixel im Datenstrom ist dann das erste in der zweiten Zeile des Bildes und der Zyklus wiederholt sich, bis das Ende des Bildes erreicht ist. Im Falle von Druckköpfen, welche gleichzeitig auf mehr als einer Zeile drucken, ist es erforderlich, diese Daten umzuordnen, bevor sie zum Druckkopf geleitet werden, so daß das resultierende Drucken das gewünschte Bild korrekt kopiert. Das Resequenzierungsschema muß geeignet sein, die Datenelemente für jede Kopfdüse bei jeder Kopfstellung zu erzeugen.
Damit die Datenumformatierungseinheit funktionieren kann, müssen als ein Minimum, alle Daten zum Drucken eines Satzes von Pixeln für eine gegebene Kopfposition in einem Speicher vorhanden sein. In geeigneter Weise wird ein Speicher ausgewählt, der zum Speichern des gesamten Satzes von Datenelementen geeignet ist, welche die Pixel für ein gesamtes Bild definieren. Auf diesem Wege liegt eine Eins-zu-eins- Übereinstimmung zwischen einer Pixelstelle auf dem Druckmedium und den Adreßstellen in dem Speicher vor. Die Auswahl von Datenelementen für jede Kopfstellung basiert dann einfach auf einer Abbildung der Druckelementpositionen auf dem Speicher. Solche Speicher sind jedoch sehr groß und weisen entsprechend hohe Kosten auf. Es ist wünschenswert, ein Drucken in einer Weise vorzusehen, das eine reduzierte Speichergröße erfordert, während eine Übereinstimmung zwischen den Speicherstellen und Druckkopfelementen für jede Kopfposition während des Druckens aufrechterhalten wird.
Das für Martin erteilte US-Patent 4,069,485 zeigt ein alternatives System, worin Zeilen auf einem Dokument abgetastet werden, in einen Speicher eingegeben werden und an einen Druckkopf zum Drucken in der gleichen Reihenfolge pro Zeile wie das Dokument abgetastet worden ist, ausgelesen werden. Ein noch weiteres System ist in dem US-Patent 4,112,469 von Paranjpe et al. gezeigt, bei dem die Pixel gedruckt werden, sobald sie abgetastet sind. Diese Systeme erforderten eine Synchronisation des Abtastens und Druckens.
Die US-A-4 069 485 offenbart einen Tintenstrahldrucker, welcher eine Datenspeichereinrichtung umfaßt, und der mit vielen Strahlen in einem verschachtelten Muster auf einem auf einer Rotationstrommel getragenen Papier druckt. Der Drucker ist mit einem bidirektionalen bzw. zweiseitig gerichteten Tintenstrahltransport zur axialen Bewegung entlang der Trommel versehen. Das stattfindende Drucken ist zweiseitig gerichtet, in dem Sinne, daß auf alternierenden Dokumenten sich der Druckkopf in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Ein Drucken eines Dokumentes beinhaltet eine Druckkopfbewegung nur in eine Richtung. Druckdaten werden von einem Scanner in einem sequenziellen Zeile-für-Zeile-Strom von Pixeln erhalten, muß aber in einer unterschiedlichen Reihenfolge zum Steuern der Tintenstrahle während des Druckens zugängig sein. Die US-A-4 069 486 offenbart, daß die Gruppierung von Druckdüsen in einer ähnlichen Anordnung nicht notwendigerweise axial zu einer gemeinsamen Umfangszeile ausgerichtet sein muß.
Es folgt eine Zusammenfassung der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Umformatieren von Pixelinformationen vor, welche auf einfache und wirksame Weise erhalten werden, das flexibel genug ist, um viele denkbare Druckelementmuster zu handhaben.
Das wird hauptsächlich durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Drucken eines aus Pixeln bzw. Bildpunkten, die an Bildpunktstellen über einen vorbestimmten Bereich eines Druckmediums selektiv gedruckt wird, gebildeten Bildes vorgesehen, wobei die Bildpunktstellen entlang von Zeilen mit durch einen vorbestimmten Zwischenzeilenabstand beabstandeten Zentren verteilt sind. Dieser Aspekt der Erfindung ist mit einem Generator zum Erzeugen eines sequenziellen Zeile-für- Zeile-Stromes von Datenelementen verwendbar, welche das Bild definieren, das aus selektiv an Bildpunktstellen gedruckten Bildpunkten gebildet ist. Die Vorrichtung umfaßt einen Speicher zum Speichern der das Bild definierenden Datenelemente in der Reihenfolge, in welcher sie von dem Datenerzeuger bzw. - generator empfangen werden. Ein Druckkopf mit einer Vielzahl von Elementen zum Drucken von Pixeln ist in einer vorbestimmten Anordnung vorgesehen, um selektiv eine entsprechende Vielzahl von Pixeln gleichzeitig zu drucken. Der Druckkopf wird bewegt, um die Pixel-Druckelemente mit entsprechenden Pixelstellen relativ zu einem Druckmedium zum Drucken der Vielzahl von Zeilen, welche das Bild erzeugen, auszurichten. Die Pixelstelle, welche einem der ausgewählten Pixel-Druckelemente entspricht, wird für die laufende Druckkopfposition bestimmt. Die Adressen im Speicher aller Datenelemente, welche den Pixelstellen entsprechen, die mit den Pixel-Druckelementen für die laufende Druckkopfposition verbunden sind, werden berechnet. Die im Speicher gespeicherten Daten werden dann in den Druckkopf in einer Sequenz eingelesen, welche den Pixelstellen, die mit den Pixel-Druckelementen verbunden sind, entsprechen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform dieses Aspektes der vorliegenden Erfindung weist der Druckkopf zwei Sätze oder Teilköpfe von Pixel-Druckelementen auf. Die Elemente innerhalb jedes Satzes sind durch eine erste vorbestimmte Anzahl von Pixelstellen versetzt. Die Sätze sind eine zweite vorbestimmte Anzahl von Pixelstellen voneinander versetzt, wobei die ersten und zweiten vorbestimmten Anzahlen nicht gleich sind. Diese zwei Versätze bzw. Offsets werden gespeichert. Eine arithmetische Logik wird verwendet, um jede nachfolgende Pixelstelle zu berechnen. Die Adresse eines ersten Elementes des zweiten Satzes wird bestimmt, indem der Wert einer Adresse eines Pixel-Druckelementes des ersten Satzes um einen Betrag, einschließlich der Versetzung zwischen den Sätzen, zu ändern.
Die Größe des Speichers zum Speichern der Pixel-Datenelemente ist wesentlich geringer als diejenige, die zum Speichern der Daten für ein gesamtes Bild erforderlich ist. Dies kann als ein Teilseitenspeicher bezeichnet werden. Dieser Speicher greift vom Ende zurück zum Anfang, wobei eine Adressenauswahlkontrolle durch die Verwendung von dynamischen Lese- und Schreibpointern aufrechterhalten wird.
Insbesondere liefert die vorliegende Erfindung eine Umformatiervorrichtung für Bilddaten, die mit einem Druckkopf mit einer Vielzahl von Pixel-Druckelementen zum Drucken eines Bildes verwendbar ist, das durch selektives Drucken von Bildelementen in einer Gruppierung von Pixelstellen innerhalb eines vorbestimmten Bereiches eines Druckmediums gebildet ist. Sie ist auch mit einer Quelle verwendbar, welche bilddefinierende Datenelemente in einer vorbestimmten Sequenz liefert, wobei der Druckkopf ausgebildet ist, um Datenelemente in einer Folge anzufordern, die verschieden von der vorbestimmten Sequenz ist. Die Vorrichtung umfaßt einen adressierbaren Speicher zum Speichern einer vorbestimmten Anzahl von Bilddatenelementen in der vorbestimmten Sequenz. Ein Schreibadresse-Pointerregister oder ähnliches ist mit dem Speicher gekoppelt, um sequenzielle Adressen zum Speichern der Pixelelemente in der vorbestimmten Sequenz zuzuweisen. Die Adressen werden wiederholt, nachdem eine Anzahl von Datenelementen, welche gleich der vorbestimmten Anzahl von Datenelementen ist, gespeichert worden ist. Ein Leseadresse- Pointerregister oder dergleichen ist ebenfalls mit dem Speicher gekoppelt, um Datenelemente aus dem Speicher in einer Sequenz zu lesen, welche den Bildelementstellen entspricht, welche mit den Pixel-Druckelementen für jede Kopfstellung verbunden ist.
Der Speicher weist bevorzugt eine zum Lesen der gespeicherten Datenelemente aus dem Speicher ausreichende Größe auf, bevor sie durch Datenelemente ersetzt werden, welche in dieselbe Adresse geschrieben sind. Das stellt sicher, daß nicht gelesene Daten nicht durch neue Daten für weitere Pixelstellen ersetzt werden. Es ist bekannt, daß Gleitlese- und Gleitschreibpointer verwendet wurden, um Audiozeitverzögerungen und weitere spezielle Audioeffekte zu erzeugen. Die Information wird jedoch nicht resequenziert. Ihre Verwendung bei einem Videopixeldatenelement-Umformatierungsverfahren wie bei der vorliegenden Erfindung ist neu.
Die Erfindung umfaßt insbesondere ein Verfahren zum zweiseitig gerichteten Drucken eines Bildes, das aus Pixeln, die selektiv an Pixelstellen, welche über ein Druckmedium oder einen vorbestimmten Bereich davon verteilt sind, gebildet ist, wobei die Pixel entlang von Zeilen verteilt sind, deren Zentren voneinander durch einen vorbestimmten Zwischenzeilenabstand beabstandet sind, wobei das Verfahren ein Erzeugen eines sequenziellen Zeile-für-Zeile-Datenstroms, umfassend Datenelemente, welche zusammen das Bild definieren, ein Speichern der bilddefinierenden Datenelemente in einem Speichermittel in der Reihenfolge, in welcher sie durch das Speichermittel empfangen werden, und ein Lesen der gespeicherten Daten in einen Druckkopf mit einer Vielzahl von Pixel druckenden Elementen, angeordnet in einer Zeile, die bezüglich einer Richtung der Druckkopfbewegung geneigt ist, umfaßt, wobei die gespeicherten Daten in den Druckkopf in einer Folge eingelesen werden, welche der Folge der mit den Pixel druckenden Elementen verbundenen Pixelstellen für jede Folge von Positionen des Kopfes bezüglich des Druckmediums entspricht, und die relativen Positionen des Kopfes und des Druckmediums durch die vorhergenannte Folge von Positionen vorgerückt werden, um schrittweise die entsprechenden Pixelstellen und die Pixel druckenden Elemente des Kopfes zum Drucken des Bildes auszurichten, wobei die Leseadressen im Speichermittel für alle die Datenelemente, welche den mit den Pixel druckenden Elementen verbundenen Pixelstellen entsprechen, für jede relative Position des Kopfes und des Druckmediums berechnet werden, um das Speichermittel zur Leseausgabe an den Druckkopf vorzubereiten, und wobei die Verschiebung des Druckkopfes in Form einer Hin- und Herbewegung stattfindet.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur beispielhaft beschrieben, wobei auf die anliegenden Zeichnungen bezuggenommen wird, worin:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines herkömmlichen Trommeldruckers ist,
Fig. 2 eine Draufsicht des Kopfes und Druckmediums von Fig. 1 ist,
Fig. 3 eine ähnliche Ansicht zu der von Fig. 2 ist, die eine alternative herkömmliche Ausführungsform zeigt,
Fig. 4 eine ähnliche Ansicht zu der von Fig. 3 ist, welche im allgemeinen eine Kopfausgestaltung einer gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Vorrichtung zeigt,
Fig. 5 eine zu Fig. 4 ähnliche Ansicht ist, welche eine Kopfausgestaltung zum überlappenden Drucken von Zeilen innerhalb von Bändern zeigt,
Fig. 6 ein allgemeines Blockdiagramm ist, das eine gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Vorrichtung zum Drucken wie sie in den vorhergehenden Figuren gezeigt ist, veranschaulicht,
Fig. 7 ein genaueres Blockdiagramm der in Fig. 6 gezeigten Bilddatenstatusvorrichtung ist,
Fig. 8 schematisch den Adreßerzeuger und die Ablaufsteuerung von Fig. 7 zeigt,
Fig. 9A und 9B einen Schaltplan entsprechend der Vorrichtung von Fig. 8 bilden,
Fig. 10 ein weiteres Diagramm einer spezifischen Tintenstrahlkopfgruppierung ist, die mit der Vorrichtung von Fig. 6 verwendbar ist,
Fig. 11 ein Fließdiagramm ist, das die Datenumformatierung der Vorrichtung von Fig. 6 veranschaulicht,
Fig. 12 ein Diagramm ist, das die Struktur eines Positionscodierers, der von der Vorrichtung von Fig. 6 umfaßt ist, veranschaulicht.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht ein überlappendes bzw. verschachteltes Satzdrucken (Zwischenzeilendrucken), wie es in Fig. 4 gezeigt ist, vor.
Ein Kopf so ist aus Teilköpfen 51, 52 und 53 (in der Figur als 1, 2 und 3 angegeben) gebildet. Jeder Teilkopf druckt einen Satz von angrenzenden Zeilen, welche durch die eingeklammerten Bereiche auf Blatt 54 eines Druckmediums dargestellt sind. Wieder bezeichnen die Buchstaben die alphabetische Sequenz von Abtastungen durch Kopf 50 über das Blatt 54. Die fettgedruckten Pfeile auf dem Blatt geben die Richtung der Abtastung für den entsprechenden Bereich an.
Die den Kopf 50 bildenden Teilköpfe sind durch den gleichen Abstand wie der durch den Teilkopf abgetastete Bereich beabstandet. Der Bereich von Blatt 54, der durch Teilkopf 52 während der Abtastung B gedruckt wird, grenzt an Bereiche an, welche durch Teilkopf 51 während der Abtastung A und durch Teilkopf 53 während der Abtastung 0 gedruckt werden, um den Gesamtbereich vollständig auszufüllen. Der Kopf wird um das Aquivalent von drei Teilkopfbereichen zwischen den Abtastungen vorgerückt.
Eine zweite Ausführungsform der Teilkopfstruktur ist durch Kopf 55 veranschaulicht, welcher in gestrichelten Linien gezeigt ist, und Teilköpfe 56, 57 und 58 umfaßt. Die Teilköpfe drucken die gleiche Bereichsbreite wie die Teilköpfe von Kopf 50. Diese Teilköpfe sind jedoch um das Äquivalent von vier Teilkopfbreiten beabstandet. Die entsprechenden Abtastungen sind durch die alphabetischen Markierungen mit einem Strich, wie A', dargestellt, und die Abtastungen sind durch Pfeile veranschaulicht, welche innerhalb jedes Abtastbereiches mit gestrichelten Linien gebildet sind. Obwohl die Teilköpfe weiter voneinander beabstandet sind&sub1; rückt der Kopf denselben Inkrementalabstand relativ zum Papier zwischen Abtastungen voran.
Ein Drucken, das ein Zwischenzeilendrucken im verflochtenen Band oder Satzdrucken von Fig. 4 beinhaltet, ist in Fig. 5 gezeigt. Ein aus Teilköpfen 61, 62 und 63 gebildeter Kopf wird über ein Blatt 64 des Druckmediums gescannt. Jeder Teilkopf weist eine Serie von drei Düsen 65, 66 und 67 auf, welche um das Äquivalent von zwei Zeilen beabstandet sind. Die Teilköpfe sind um das Äquivalent von sieben Zeilen beabstandet. Der Kopf wird um das Äquivalent von 9 Zeilen zwischen Abtastungen vorangerückt, dem gleichen Abstand wie die Anzahl von Düsen in dem Kopf.
Ein noch weiteres nicht dargestelltes Beispiel ist ein Kopf mit zwölf Teilköpfen mit dem Abstand von neun Zeilen zwischen Düsen in jedem Teilkopf und dem Abstand von 101 Zeilen zwischen Teilköpfen. Jede Düse druckt alternierende 100 Zeilen. Die Kopfbeabstandung ist ausreichend, um eine Düsenstellung beim gewünschten Abstand zu erleichtern.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm eines Druckers 70, der dazu geeignet ist, das unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 beschriebene Drucken durchzuführen. Der Drucker 70 empfängt Daten aus einer Datenquelle 72 bei einer Kontroll- bzw. Regel- bzw. Steuereinheit 74. Diese Steuereinheit wirkt als Kommunikationsschnittstelle mit der Datenquelle.
Aus der Steuereinheit 74 wird die Information in eine Bilddaten-Statusmaschine 78 eingegeben, welche die Daten durch sequenzielle Adresse in einen Blockpuffer (RAM) 80 einliest, der auch als Teilseitenspeicher bezeichnet wird. Die Eingangsinformation befindet sich im allgemeinen in einem Raster-Scan-Format. Sie wird aus dem Puffer 80 zum Drucken durch einen Druckkopf 82 in einer Sequenz bzw. Reihenfolge ausgelesen, welche der physischen bzw. körperlichen Konfiguration der Druckkopfgruppierung entspricht.
Ein Systemprozessor 76 liefert eine Gesamtsteuerung des Druckers 70. Er beinhaltet typischerweise ein Betriebsprogramm, das in einem ROM 84 gespeichert ist, und speichert ersetzbar bzw. wiedergewinnbar Informationen, die in einem RAM 86 verarbeitet werden. Der Systemprozessor empfängt dynamische Informationen aus den mechanischen Systemen 88, thermischen Systemen 90 und Frontplattensteuerungen 92 des Druckers. Die Statusmaschine 78 tauscht auch Informationen mit einem Servowagen 94 des Druckkopfes aus, um das Datenablesen mit der Druckkopfdosition relativ zu einem Druckmedium zu koordinieren.
Fig. 7 zeigt in weiteren Einzelheiten die Struktur der Statusmaschine 78, welche ein Schreiben und Lesen von Bildelement- bzw. Pixeldaten steuert. Die Information wird in einem Befehlsseparator 96 von Steuereinheit 74 empfangen. Der Befehlsseparator identifiziert die Informationen entweder als Daten- oder Systembefehle. Die Befehle werden zu Systemprozessor 76 geleitet. Die Daten werden in und aus dem Blockpuffer 80 bei Adressen gegeben, welche durch einen Adreßgenerator bzw. -erzeuger 98 bestimmt sind. Die Daten werden in einen Verschachtelungs- bzw. Zeilensprung-ROM 99 ausgelesen, welcher unter Verwendung einer Nachschlagtabelle dahingehend wirkt, daß geeignete Bit aus jedem gespeicherten 8- Bit-Datenwort auszuwählen, das zu verwenden ist, um zu steuern, ob jeder Strahl bzw. jede Düse drucken wird. Unter bestimmten Umständen kann der Verschachtelungs- bzw. Zeilensprung-ROM durch eine Kombinationslogik ersetzt werden, welche die gleichen Eingänge und Ausgänge verwendet.
Die acht Bit von Daten, welche aus dem Blockpuffer kommen, enthalten zwei 4-Bit-Pixel, wovon jedes 1 Bit für jede der Primärfarben Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb besitzt. Die acht Bit von Eingabe an ROM 99 bestehen aus sieben Bit Düsenzahl, einem Bit Leseadresse und einer Modusauswahl. Die sieben Bit Düsenzahl wählen aus, welche der vier Farbenbits zum Ein-Bit- Serienausgang geleitet werden.
Eine Druckerdüsen-Druckunterdrückung, welche ein Drucken nur auf dem Bildbereich eines Druckmediums vorsieht, wird durch eine Randsequenz-Logikschaltung 100 gesteuert, welche Positions- und Richtungssignale (vorwärts/rückwärts) von einer Positionszählerschaltung 102 empfängt. Diese Schaltung sendet Steuerinformationen zu der Servowagenschaltung und empfängt Positionsinformationen von einem an dem Wagen angebrachten Codierer.
Dieser 1-Bit-Datenweg setzt sich durch die Randsequenzlogik zu einem Serienkopfpuffer 104 fort. Dieser Puffer wirkt als temporärer Speicher des 98-Bit-Seriendatenstroms, der aus der Logikschaltung 100 kommt, bevor er zum Kopf gesendet wird.
Eine Ablaufsteuerung 106, welche auch als ein Takt- und Steuersignalgenerator bezeichnet wird, antwortet auf Überwachungsbefehle aus dem Systemprozessor unter Anweisung eines in einem ROM gespeicherten Mikrocodes. Die Ablaufsteuerung steuert die Erzeugung von Lese- und Schreibadressen im Adreßerzeuger 98, um die Datenumformatierung zu liefern, welche notwendig ist, um die entsprechenden Pixeldaten zum Druckkopf zu senden. Das wird mit der Druckkopfwagenposition koordiniert, welche durch eine Wagenbewegungslogik- und eine Positionszählerschaltung 102 geliefert wird.
Fig. 8 zeigt in weiterer Einzelheit die Struktur des Adreßgenerators 98 mit einem Teil des spezifischen Schaltschemas, das in den Fig. 9A und 9B gezeigt ist. Diese Ausführungsform ist ausgestaltet, um das Drucken einer Kopfdüsengruppierung 110, die in Fig. 10 gezeigt ist, zu steuern. Die Gruppierung 110 umfaßt einen ersten Satz 112 von Düsen 114, worin jede Düse innerhalb des Satzes von jeder angrenzenden Düse einen horizontalen Abstand A und einen vertikalen Abstand von der Breite einer Zeile versetzt ist. Ein zweiter Satz 116 besitzt die gleiche Anzahl von Düsen 114 und eine gleiche relative Positionierung von Düsen innerhalb des Satzes. Jedoch ist die obere Düse des zweiten Satzes von der unteren Düse des ersten Satzes durch einen horizontalen Abstand B (in Pixelabständen oder -adressen) und einen vertikalen Abstand von einer Zeile versetzt. Der Adresse-Versatz der oberen Düse des zweiten Satzes ist daher gleich zu der Gesamtzahl von Pixelstellen in einer Zeile plus B von der letzten Düse des ersten Satzes.
Bei der tatsächlichen Ausführungsform ist der Abstand A gleich der Breite von 10 Pixeln (oder Pixelstellen). Wenn eine Zeile 3000 Pixel enthält, dann befindet sich jede Düse 2990 Pixelstellen sequenziell von der nächsten vorhergehenden Pixelstelle innerhalb des Satzes. Der bevorzugte Kopf druckt auch mit alternierenden Düsen, wenn der Kopf eine Richtung abtastet und mit den verbleibenden Düsen, wenn der Kopf die andere Richtung abtastet. Daher ist es nur erforderlich, den tatsächlichen Kopf relativ zum Druckblatt bei alternierenden Abtastungen zu bewegen. Die Adressierung von Druckköpfen gleicht jedoch dann diese Zunahme des effektiven Abstandes der Köpfe bei jeder Abtastrichtung aus. Das in den Fig. 4 und 5 veranschaulichte Satz-Zwischenzeilendrucken wird vorgesehen, indem der Abstand zwischen den Sätzen 112 und 114 vergrößert wird. Bei der tatsächlichen Ausführungsform enthält jeder Satz auch 48 Düsen, und die zwei Sätze sind horizontal anstelle von vertikal voneinander beabstandet. Diese Ausführungsform ist dienlich, um die Fähigkeit zu liefern, sowohl schwarz (ein Teilkopf) als auch farbig (die anderen Teilköpfe) zu drucken. Innerhalb des Farbenteilkopfes können drei Basisfarben, wie die drei subtraktiven Druckfarben Cyan, Magenta und Gelb durch vielfache Sätze von drei aufeinanderfolgenden Düsen in dem Teilkopf oder durch drei Blöcke von Düsen in dem Teilkopf vorgesehen sein. Das ist dann eine Form des Zwischenzeilendruckens.
Der Drucker 70 kann sich jeder Ausgestaltung anpassen. Mit kleinen Modifikationen wird gesehen werden, daß andere Ausgestaltungen ebenfalls angenommen werden können. Beispielsweise sind die Ausgestaltungen der Fig. 4 und 5 durch Einstellen sowohl des Inkrementwertes in einem Teilkopf als auch des Versatzes zwischen Teilköpfen angeglichen.
Eintreffende Raster-Scan-Formatinformation wird in den Blockpuffer 80 geschrieben. Die Adressen, welche die Speicherstellen bestimmen, in welche die ankommenden Daten geschrieben werden, werden durch einen einfachen Schreibadresse-Vorwärtszähler 118 erzeugt, welcher jedes Mal, wenn ein Datenbyte in den Speicher geschrieben ist, inkrementiert wird. Daher wird die Pixelinformation in den Speicher beginnend bei Stellung 0 in der gleichen Weise geschrieben, in welcher sie von der Steuereinheit oder Datenquelle kommt. Der Systemprozessor kann zu jeder Zeit den laufenden Wert des Adreßzählers lesen, um zu bestimmen, wieviel Information in dem Speicher gespeichert ist.
Wenn der Blockpuffer-Speicher genügend Daten enthält, um einen Druckbeginn zu erlauben, beginnt das Datenumformatierungsverfahren. Von da an befindet sich das Umformatierverfahren und der Speicherzugriff bzw. -zugang unter Steuerung der Sequenz- und Steuerlogik der Ablaufsteuerung 106. Diese Steuerung wird durch ein im ROM 108 gespeichertes Mikroprogramm vorgesehen.
Ein Umformatieren der Pixelinformation ist durch Berechnen der Adressen, von welchen die Pixelinformation in einer besonderen Folge zu lesen sind, erreicht, welche verschieden von der sequenziellen Folge ist, in welcher die Information geschrieben wurde. Diese Adreßberechnung wird durch einen binären Volladdierer 120 durchgeführt, indem Zahlen aus einem Spaltennummerregister 120, einem Inkrementregister 124, einem Hinweisadressenregister bzw. Pointer PO-Register 126, einem Pointer P1-Register 128 in Verbindung mit den vorher berechneten Adressen, welche in einem Adressenspeicher 130 gespeichert sind, verwendet werden. Ein Adressenselektor 132 wählt zwischen der Adresse im Schreibadreßzähler 118 und Adressenspeicher 130 aus, abhängig davon, ob Information in den Blockpuffer 80 geschrieben oder daraus abgelesen wird.
Das Spaltenzahlregister speichert eine Zahl, welche durch Logikschaltung 102 geliefert wird, welche die Druckkopfposition steuert und als die Zahl bzw. Nummer der Pixelstelle (Spalte) einwärts vom linken Rand des Bildes, das unter der am weitesten rechts befindlichen Düse des ersten Satzes von Düsen des Druckkopfes liegt, definiert ist. Die Zahlen bzw. Nummern in den drei anderen Registern werden durch den Systemprozessor berechnet und gespeichert. Die Zahl bzw. Nummer im Inkrementregister bleibt für das gesamte Bild konstant und hängt mit der Bildbreite und der Druckkopfausgestaltung zusammen. Für den besonderen vorher erwähnten Druckkopf ist sie gleich der Bildbreite (in Pixelstellungen) - A. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform beträgt sie 3000 Pixelstellen - 10 oder 2990. Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform, wo A gleich der Breite einer Pixelstelle ist, beträgt der Inkrementwert 2999, wenn alle Düsen verwendet werden.
Die Zahlen bzw. Nummern im Hinweisadressen- bzw. Pointerregister werden verwendet, um die laufende Leseadresse mit der Adresse in Beziehung zu bringen, bei welcher die Information ursprünglich geschrieben wurde. Wenn die erste Druckposition des Druckkopfes für den laufenden Durchgang bei einem Bilddruckbetrieb errichtet ist, ist die Nummer im Pointerregister P0 die Speicheradresse der ersten Bildelementstelle in der oberen Zeile des Teiles des zu druckenden Bildes. Für eine gesplittete Kopfgruppierung, wie sie tatsächlich bei dieser Ausführungsform verwendet wird, mit vertikal beabstandeten Düsensätzen, entspricht der Wert des Pointerregisters P1 dem Wert im P0-Register minus dem horizontalen Versatz B, welcher der Versatz zwischen zwei Reihen von Strahlen bzw. Düsen im Druckkopf ist. Für die in Fig. 10 gezeigte Kopfgruppierung entspricht der Wert im Pointerregister P1 der Zeilenlänge in Pixelstellen plus dem Versatz B.
Fig. 11 ist ein Fließdiagramm, welches die verschiedenen Schritte beim Drucken eines Bildes zeigt. Ankommende Datenelemente werden bei Block 140 geschrieben. Der Schreibadressenzähler wird bei Block 142 inkrementiert, und bei Entscheidungsblock 144 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob genügend Information geschrieben ist, um das Drucken zu beginnen. Wenn nicht, werden weitere einkommende Datenelemente bei der zuletzt inkrementierten Adresse geschrieben.
Wenn der anfängliche Satz an Information in den Speicher geschrieben ist, wird das Inkrement A berechnet und in das Inkrementregister bei Block 146 geschrieben. Die Werte für die Pointer P0 und P1 werden berechnet und die entsprechenden Register bei Block 148 eingegeben. Die Druckkopfposition, als Spaltennummer, wird in das Spaltennummerregister eingegeben. Eine anfängliche Leseadresse wird in den Adreßspeicher 130 eingegeben, welche gleich der Summe der Spaltennummer und den Pointerregistern P0 bei Block 150 ist. Das Speicherelement mit dieser Adresse wird bei Block 152 aus dem Speicher gelesen.
Wenn der erste Satz von Datenelementen, bestimmt bei Entscheidungsblock 154, nicht gelesen worden ist, dann wird die neue Leseadresse im Adreßspeicher 130 zur vorhergehenden Adresse plus dem Inkrementwert bei Block 156 gleichgesetzt. Gleichzeitig mit diesem Verfahren wird ein weiteres Datenelement, wenn verfügbar, in den Speicher geschrieben und der Schreibadressenzähler bei den Blöcken 158 und 160 inkrementiert. Das neu adressierte Speicherdatenelement wird dann bei Block 152 gelesen, und eine Bestimmung wird wieder durchgeführt, ob der erste Satz von Pixel-Datenelementen gelesen worden ist.
Ist das der Fall, wird eine Bestimmung bei Entscheidungsblock 162 durchgeführt, ob dieses nächste zu lesende Datenelement das erste Datenelement des zweiten Satzes ist. Wenn dem so ist, dann wird die Adresse im Adreßspeicher 130 mit der Spaltennummer plus dein Wert von Pointerregister P1 gleichgesetzt, wobei die tatsächliche Ausführungsform des Kopfes zwei vertikal beabstandete Düsensätze aufweist. Für die Ausführungsform von Fig. 10 wird der Adreßspeicher mit dem vorherigen Wert plus dem Versatz von Pointer P1 gleichgesetzt. Das Datenelement bei dieser Speicherstelle wird dann gelesen, und die Adreßwerte werden inkrementiert und wie beim ersten Satz von Datenelementen gelesen, bis das Ende des zweiten Satzes erreicht ist. Diese Bestimmung wird bei Entscheidungsblock 166 durchgeführt.
Sobald das Ende des zweiten Satzes von Düsenpositionen erreicht ist, wird bei Block 168 eine Bestimmung durchgeführt, ob der laufende Durchlauf des Druckkopfes vollständig ist. Wenn das der Fall ist und das Bild nicht vollendet ist, wie das bei Block 170 bestimmt wird, dann wird der Druckkopf zu einer neuen Spalte für den laufenden Durchlauf bei Block 172 bewegt. Die neue Spaltenzahl wird in das Register 122 bei Block 149 geschrieben, und das Verfahren fortgesetzt, bis der Kopfdurchlauf vollständig ist.
Am Ende jedes Kopfdurchlaufes wird bei Block 170 eine Bestimmung durchgeführt, um festzustellen, ob das Bild vollständig ist. Wenn nicht, wird der Kopf in Stellung für einen neuen Satz von Zeilen und einen neuen Durchgang bei Block 174 bewegt. Die vorher dargestellten Schritte, welche mit dem Einstellen der P0- und P1-Pointer bei Block 148 beginnen, wird fortgesetzt, bis das Bild vollständig ist, an welchem Punkt das Druckverfahren beendet ist.
Die Ausgestaltung der Speichergruppierung, welche als Blockpuffer 80 bezeichnet wird und mit der obigen Pixel-Umformatierlogik verwendet wird, bringt einige spezielle Herausforderungen mit sich. Es wurde nicht für wünschenswert gehalten, die Speichergruppierung groß genug zu machen, um ein gesamtes Bild gleichzeitig zu speichern, infolge der sehr großen Größe und der folglich hohen Kosten eines solchen Speichers. Es war daher notwendig, einen Weg zu finden, um einen kleineren und Teilseitenspeicher zur temporären Speicherung während des Pixel-Umformatierverfahrens zu verwenden. Das Umformatieren muß durchgeführt werden, ohne die Beziehung zwischen den Schreib- und Leseadressen zu verlieren und ohne den Algorithinus zu komplizieren, welcher zur Handhabung der Pixel-Umformatierung verwendet wird.
Speicher 80 besitzt eine Größe, die geringer als ausreichend ist, um eine gesamte Seite oder ein gesamtes Bild zu drucken. Wenn ausreichend Information eingegeben wurde, um den Speicher zu füllen, springt er vom Ende zurück zum Anfang, zusammen mit dynamischen Lese- und Schreibpointern. Das Merkmal des Umgreifens des Speichers wird erreicht, indem die Schreibadressen mit einem einfachen Vorwärtszähler erzeugt werden, der in der Länge der Speicherlänge angepaßt ist. Beispielsweise ist, wenn der Speicher als 256 K von 8-Bit- Worten ausgebildet ist, der damit verbundene Schreibzähler ausgebildet, um bei einer Zählung von 256 K (262144) überzulaufen. Wenn daher das letzte Speicherbyte geschreiben ist, wird sich das nächste zu schreibende Byte bei der Adresse 0 befinden.
Um einen solchen Speicher zu verwenden, ist es notwendig, die Pointer genau im Auge zu behalten. Speicheradressen haben eine Bedeutung nur bezüglich dieser Pointer. Mit anderen Worten wird Information wird bei Stellen beginnend mit oder relativ zu einem Schreibpointer geschrieben und Information bei Stellen gelesen, welche bezogen sind auf oder beginnen mit einem Pointer. Einhalten der genauen Beziehung zwischen den Lese- und Schreibdaten vermindert so das Problem, die zwei Pointer die genaue Anzahl von Adreßstellen getrennt im Speicher zu halten. Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform wird das durch den Systemprozessor erreicht. Der Lesepomter startet bei Stellung 0. Eine externe Logik erlaubt es, daß Information in den Speicher geschrieben wird und der Schreibpointerzähler 118, wie unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben, inkrementiert wird, bis der Schreibpointer eine vorgegebene Anzahl von Pixel- Datenelementen hinter dem Lesepeinter ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist diese gesetzte Zahl bzw. Nummer 50 Zeilen mal der Zahl von Pixelstellen, die das Bild breit ist, wie 3000 Pixelstellen. Da der Druckkcpf auf 60 aufeinanderfolgenden Zeilen druckt, stellt das genügend Datenelemente für einen vollständigen Durchgang sicher. Das ist der Wert des anfänglichen Satzes von Datenelementen, die wie im Fließdiagramm von Fig. 11 beschrieben in den Speicher gelesen werden.
Während des Lese- und Druckzyklus werden genug neue Datenbytes in den Speicher geschreiben, um den nächsten Kopfdurchgang erfolgen zu lassen. Am Ende des laufenden Durchganges prüft der Systemprozessor den Wert des Schreibpointers, wobei, wenn erforderlich, zusätzliche Daten eingegeben werden, so daß er sich wieder wenigstens denselben vorgegebenen Abstand vor dem Lesepointer befindet. Daher werden Pixeldaten immer hinsichtlich des Lesepointers bzw. der Lesehinweisadresse decodiert, welche im Pointerregister P0 126 gespeichert ist, und die Pixeldaten-Umformatierlogik muß nicht mit absoluten Speicheradressen befaßt sein.
Unter Verwendung dieses Konzeptes eines Teilseitenspeichers ist die Minimalgröße für einen Speicher stark reduziert, im Vergleich für eine volle Seite. Die Minimalgröße für den Speicher wird etwa zweimal die Anzahl von Adressen zwischen dem Lese- und Schreibpointer. Da zwei Pixel-Datenelemente bei jeder 8-Bit-Adreßstelle gespeichert werden können, ist das äquivalent zu 300 K von Speicherelementen oder 150 K Speicher. Daher kann der 256 K Speicher dieses Verfahren durchführen.
Ein Schlüsselerfordernis für den genauen Betrieb des beschriebenen Speichers ist, daß jegliche Logikeinrichtungen oder Softwareoperationen, welche die Speicheradresse beeinflussen können, so angeordnet sein müssen, daß alle beim gleichen Wert überlaufen. Wenn der Speicher daher aus 256 K Wörtern besteht, müssen der Speicheradreßzähler, der binäre Volladdierer 120 und der Softwarealgorithmus, welche die Lesepomter berechnen, alle so ausgestaltet sein, daß sie auf 0 überfließen, wenn die Zählung 256 K erreicht.
Fig. 12 veranschaulicht die Struktur eines Codierers 180, der gemäß der Erfindung hergestellt ist. Der Codierer umfaßt ein lineares, relatives Positionsband 182 mit einer Vielzahl von inkremental beabstandeten Markern 184, die entlang davon angeordnet sind. Band 182 ist lang genug, um die maximale Breite, die ein Druckmedienbild haben wird, mehr als zu bedecken. Band 182 ist an einem Rahmen angeordnet, welcher relativ zum Druckmedium fixiert ist.
Ein Indexmarker 186 oder Merker ist bevorzugt mittig des Bandes angeordnet, um diese fixierte Stellung auf dem Band zu identifizieren. Der Indexmarker wird verwendet, um das Wagenposition-Abtastsystem, das in der Zusammenfassung der Erfindung beschrieben ist, zu kalibrieren, um jegliche Fehler bei der Positionsabtastung infolge mechanischer Vibration oder elektronischem Rauschen zu korrigieren und sicherzustellen, daß sich diese Abweichungen nicht kumulieren.
Eine Positionsmarker-Abtasteinheit 188 ist relativ zum Druckkopf auf dem Druckerwagen befestigt und fährt entlang des Bandes 182, so daß Marker 184 und 186 abgetastet werden. Umfaßt ist eine Licht emittierende Diode 190 und entsprechende Photodioden 191, 192 und 193. Die Dioden 191 und 193 sind positioniert, um die Inkrementmarker 184 in einer Weise abzutasten, daß sie Signale erzeugen, die 90º außer Phase sind. Die Diode 191 erzeugt ein Sinuswellensignal relativ zum Cosinuswellensignal der Diode 193. Die Diode 192 tastet das Auftreten von Indexmarker 186 in einer Weise ab, welche synchron mit dem Sinuswellensignal ist, das durch Diode 191 erzeugt wird.
Die Photodiodensignale treten durch geeignete Verstärker 194. Die Sinuswellen- und Indexsignale treten durch ein NAND-Gatter 196 und das resultierende Signal wird in den Ladeeingang eines 16-Bit-Zählers 198 eingegeben. Der Zähler weist die 16 Bit von Eingabe voreingestellt auf einen Positionswert auf, welcher die Position von Indexmarker 186 darstellt. Die zwei Cosinus- und Sinuswellensignale treten auch durch eine Quadraturcodierer- Logikschaltung 200, um ein Signal zu erhalten, das das Auftauchen der Marker 184 identifiziert, das in den Takteingang von Zähler 198 eingegeben wird. Ein zweites Signal, das die Richtung des Wagens angibt, wird in den Vorwärts- /Rückwärtszähler-Steuereingang des Zählers eingegeben, so daß sich die Zählung in dem Zähler in einer Weise ändert, welche mit der Richtung der Bewegung des Wagens übereinstimmt.
Im Betrieb wird, wenn die Markerabtasteinheit sich über den Indesmarker bewegt, ein "hohes" Signal am "Index"-Ausgang erzeugt. Da die Breite der Indexmarke gleich der Breite des Inkrementmarkerabstandes ist, überlappt es zwei benachbarte Ausgangstaktübergänge. Unter Einschluß des NAND-Gatters, wie gezeigt, wird nur einer dieser Takte ausgewählt und wird zum Zähler geschickt. Aufgrund der Natur des 16-Bit-Zählers werden die bei den "voreingestellten" Eingängen des Zählers befindlichen Daten in den Zähler voreingegeben und werden bei seinem Ausgang auf der nächsten sich erhebenden Kante des Taktes, nachdem der Ladeeingang runterfährt, erscheinen. Die bei den voreingestellten Eingängen des Zählers vorliegenden Zahlen bzw. Nummern können so ausgewählt werden, daß jede mögliche Position des Wagens einer positiven Zählposition entspricht, die größer als 0 ist. Das vereinfacht sehr wesentlich das Positionssteuersystem.
Sobald der Wagen den Indexmarker unter Herbeiführung, daß der Zähler voreingestellt wird, gefahren ist, kann er wie gewünscht vorwärts und rückwärts bewegt werden, und die Ausgänge des Zählers zählen dementsprechend vorwärts und zurück. In Abwesenheit von Rauschen, Interferenz etc. gleicht das nächste Mal, wenn der Zähler über den Indexmarker fährt, der Wert in den Zählerausgaben dem Wert, der durch den Marker voreingestellt wird, was in keiner Nettowirkung resultiert, welche durch die Anwesenheit des Markers hervorgerufen wird. Wenn jedoch der Zähler irgendwelche Nettopositionsfehler aus irgendeinem Grund akkumuliert bzw. gespeichert hat, werden diese Fehler beseitigt und der Zähler erneut auf den richtigen Wert beim Überstreichen des Indexmarkers voreingestellt.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, befindet sich der Indexmarker 186 bevorzugt in der Mitte des Bandes 182, was die Mitte der Bewegung des Wagens zwischen den Seiten von zu druckenden Bildern darstellt. Daher wird, ungeachtet dessen, wie eng ein Bild gedruckt wird, solange es wenigstens im Zentrum der Seite des Druckmediums gedruckt wird, der Indexmarker bei jeder Abtastung des Wagens abgetastet werden. Gewiß würden andere Positionen das gleiche Ergebnis erzeugen, abhängig von der minimalen gedruckten Bildbreite.
Eine alternative Ausführungsform der Erzeugung des "Lade"signals für den Zähler ist in gestrichelten Linien in Fig. 12 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist ein AND-Gatter 202 zwischen dem NAND (Nicht-UND)-Gatter 196 und dem Ladeeingang des Zählers angeordnet. Das AND (UND)-Gatter empfängt den Ausgang von Gatter 196 sowie das Richtungssignal vom Quadraturcodierer 200. Das ermöglicht, daß die Voreinstellung des Zählers nur während des umgekehrten Richtungsdurchlaufes des Wagens erfolgt und sie während des Vorwärtsdurchlaufes verhindert, was unter bestimmten Umständen wünschenswert sein kann.
Es ist ersichtlich, daß dieser Codierer eine Inkrementalzählung mit einer absoluten Positionsreferenz liefert, welche jedes Mal neu überprüft wird, wenn der Codierer das Zentrum (oder jeden anderen äquivalenten Punkt) der Bewegung überstreicht, und daß nur positive Positionswerte für jede Position im Bereich des Wagens erzeugt werden. Ein solches Schema zur Positionsbezugnahme eliminiert das Erfordernis für den Zähler, jemals einen Wert von Null zu erreichen.
Den vorhergehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß die Erfindung eine Vorrichtung zum Drucken eines aus Pixeln gebildeten Bildes liefert, die an Pixelstellen über einen vorbestimmten Bereich eines Druckmediums selektiv gedruckt sind, wobei die Pixelstellen entlang von Zeilen mit in einem vorbestimmten Zwischenzeilenabstand beabstandeten Zentren verteilt sind und mit Mitteln zum Erzeugen eines sequenziellen Zeile-für-Zeile-Stromes von Datenelementen, welche das Bild definieren, das aus selektiv an Pixelstellen gedruckten Pixeln gebildet ist, verwendbar ist, umfassend
Speichermittel zum Speichern der das Bild definierenden Datenelemente in der Reihenfolge, in welcher sie von Daten erzeugenden Mitteln empfangen werden,
einen Druckkopf mit einer Vielzahl von Pixel druckenden Elementen, die in einer vorbestimmten Anordnung angeordnet sind, zum selektiven gleichzeitigen Drucken einer entsprechenden Vielzahl von Pixeln,
Mittel zum Positionieren des Druckkopfes, um die Pixel druckenden Elemente mit entsprechenden Pixelstellen relativ zu einem Druckmedium zum Drucken der Vielzahl von Zielen, welche das Bild bilden, auszurichten, und
Mittel zum Berechnen der Adressen in einem Speichermittel aller Datenelemente, welche Pixelstellen, die mit den Pixel druckenden Elementen verbunden sind, entsprechen, für jede Druckkopfposition und zum Einlesen der in dem Speicher gespeicherten Daten in den Druckkopf, in einer Folge, die den Pixelstellen entspricht, die mit den Pixel druckenden Elementen verbunden sind, für jede Druckkopfposition.
Es ist bevorzugt, daß die Vorrichtung eine ist, bei welcher die Pixel druckenden Elemente auf dem Druckkopf so beabstandet sind, daß jedes Pixel druckende Element mit einer vorbestimmten Anzahl von sequenziellen Pixelstellen aus einem angrenzenden Pixel druckenden Element verbunden ist, wobei der Rechner arithmetisch die jedem Pixel druckenden Element entsprechenden Adressen aus der Pixelstelle, die durch die Bestimmungseinheit und den Abstand von Pixel druckenden Elementen auf dem Druckkopf definiert, berechnet.

Claims

1. Vorrichtung (70) zum zweiseitig gerichteten Drucken eines aus Bildelementen, die an Bildelementstellen über einen vorbestimmten Bereich eines Druckmediums (54, 64) selektiv gedruckt sind, gebildeten Bildes, wobei die Bildelementstellen entlang von Zeilen mit in einem vorbestimmten Zwischenzeilenabstand beabstandeten Zentren verteilt sind und die Vorrichtung mit Mitteln (72) zum Erzeugen eines sequenziellen Zeile-für-Zeile- Strom von Datenelementen, welche das Bild definieren, das aus selektiv an Bildelementstellen gedruckten Bildelementen gebildet ist, verwendbar ist, und die Vorrichtung

Speichermittel (80) zum Speichern der das Bild definierenden Datenelemente in der Reihenfolge, in welcher sie von Daten erzeugenden Mitteln empfangen werden,

einen Druckkopf (82) mit einer Vielzahl von Bildelement druckenden Elementen (114), die in einer zu einer Richtung der Druckkopfbewegung geneigten Linie angeordnet sind, zum gleichzeitigen selektiven Drucken einer entsprechenden Vielzahl von Bildelementen,

Mittel (94) zum Positionieren des Druckkopfes (82) mit einer Hin- und Herbewegung, um die Bildelement druckenden Elemente (114) mit jeweiligen Bildelementstellen relativ zu einem Druckmedium zum zweiseitig gerichteten Drucken der Vielzahl von das Bild erzeugenden Zeilen auszurichten, und

Mittel (98) zum Berechnen der Adressen in den Speichermitteln von allen Datenelementen entsprechend den Bildelementstellen, welche mit den Bildelement druckenden Elementen (114) verbunden sind, für jede Druckkopfposition bezüglich des Druckmediums und zum Einlesen der im Speicher gespeicherten Daten in den Druckkopf (82) in einer Folge entsprechend den Bildelementstellen, welche mit den Bildelement druckenden Elementen (114) verbunden sind, für jede Position des Druckkopfes (82), umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Bildelement druckenden Elemente (114) auf dem Druckkopf beabstandet sind, so daß jedes Bildelement druckende Element mit einer Bildelementstelle bei einer vorbestimmten Anzahl von sequenziellen Bildelementstellen aus einem benachbarten Bildelement druckenden Element verbunden ist, und worin das Rechenmittel (98) arithmetisch die Adressen entsprechend den Bildelementstellen, welche mit jedem Bildelement druckenden Element aus einer Bildelementstelle verbunden sind, für welche entsprechende Datenelemente im Speichermittel (80) gespeichert sind, und die Beabstandung der Bildelement druckenden Elemente auf dem Druckkopf berechnet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin wenigstens eine Untermenge (112) der Bildelement druckenden Elemente (114) mit Bildelementstellen eine erste vorbestimmte Anzahl sequenzieller Bildelementstellen entfernt verbunden ist und das Rechenmittel (98) Mittel (122) zum Speichern der mit dem einen Bildelement druckenden Element verbundenen Bildelementstelle, Mittel (124) zum Speichern der vorbestimmten Anzahl von Bildelementstellen zwischen den Bildelement druckenden Elementen der Untermenge und arithmetisch logische Mittel (120) zum Ändern einer vorher berechneten Leseadresse durch die erste vorbestimmte Anzahl von Bildelementstellen, um eine weitere Leseadresse zu bestimmen, beinhaltet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin der Druckkopf (82) zwei untermengen (112, 116) von Bildelement druckenden Elementen (114) aufweist, wobei jede Untermenge mit Bildelementstellen, die von einander in einer ersten vorbestimmten Anzahl von Bildelementstellen beabstandet sind, verbunden ist und wobei die untermengen voneinander durch eine Versetzung, die durch eine zweite vorbestimmte Anzahl von Bildelementstellen definiert ist, beabstandet sind und wobei die ersten und zweiten vorbestimmten Anzahlen von Bildelementstellen nicht gleich sind, worin das Rechenmittel (98) Mittel (128) zum Speichern der Versetzung beinhaltet und worin das arithmetisch logische Mittel (120) eine Adresse eines Bildelement druckenden Elementes einer Untermenge um einen Betrag ändert, der die gespeicherte Versetzung beinhaltet, um eine Adresse einer Bildelementstelle, die mit einem Bildelement druckenden Element einer anderen Untermenge verbunden ist, zu bestimmen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, worin das Rechenmittel (98) Daten erzeugt, welche den Bereich des Druckmediums, auf welches ein Bild gedruckt werden soll, definiert und die erste vorbestimmte Anzahl für jedes Bild rückberechnet.

6. Vorrichtung nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Speichermittel (80) eine vorbestimmte Datenelementkapazität und verbundene erste und letzte Speicheradressen aufweist und das Rechenmittel eine Leseadresse berechnet, welche die erste Speicheradresse ist, wenn die nächste Adresse nach der letzten Speicheradresse berechnet wird.

7. Vorrichtung nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Rechenmittel (98) die Speicheradresse einer Basis-Bildelementstelle auf einer Zeile speichert, welche durch eines der Bildelement druckenden Elemente für eine vorbestimmte Position des Druckkopfes (82) relativ zum Druckmedium (54, 64) während eines laufenden Durchganges des Druckkopfes (82) gedruckt wird, und das Rechenmittel die Adresse der Bildelementstelle für jede Position des Druckkopfes (82) während des laufenden Durchganges, basierend auf der Position des Druckkopfes (82), an jeder Position bezüglich der Position des Druckkopfes (82) zum Drucken an der Basis-Bildelementstelle, berechnet.

8. Verfahren zum zweiseitig gerichteten Drucken eines Bildes, das aus einer Reihe von Zeilen und Spalten von Bildelementstellen gebildet ist, welche selektiv mit Bildelementen über einen vorbestimmten Bereich eines Druckmediums (54, 64) gedruckt sind, wobei die Zeilen in einem vorbestimmten Zwischenzeilenabstand beabstandete Zentren aufweisen, unter Verwendung eines Druckkopfes (82) mit einer Vielzahl von Bildelement druckenden Elementen (114) in einer vorbestimmten Konfiguration (110), die in einer Richtung der Druckkopfbewegung geneigt ist, und als verbundene Positionen von Bildelementstellen auf einem zu druckenden Bild definierbar ist, wobei das Verfahren ein Speichern in einem adressierbaren Speicher (80) von Datenelementen entsprechend Bildelementstellen eines zu druckenden Bildes, ein Positionieren des Druckkopf es (82) mit einer Hin- und Herbewegung und relativ zum Druckmedium (54, 64), so daß wenigstens ein Bildelement druckendes Element (114) so positioniert ist, daß ein Bildelement auf einer Bildelementstelle des Bildes, für welches entsprechende Datenelemente in dem Speicher gespeichert sind, positioniert wird, ein Bestimmen der Speicheradresse, welche der Bildelementstelle des einen Bildelement druckenden Elements (114) entspricht, ein Berechnen aus der Speicheradresse, welche der mit dem einen Bildelement druckenden Element (114) verbundenen Bildelementstelle entspricht, der Speicheradresse, welche der mit jedem der anderen Bildelement druckenden Elemente (114) verbundenen Bildelementstelle entspricht, unter Verwendung der definierten Konfiguration von Bildelement druckenden Elementen (114), ein Lesen der Datenelemente, welche den Speicheradressen für jedes der Bildelement druckenden Elemente (114) entsprechen, ein übertragen der gelesenen Datenelemente an die verbundenen Bildelement druckenden Elemente (114) und ein Drucken mit jedem der Bildelement druckenden Elemente (114), wie durch die übertragenen Datenelemente definiert, umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin der Schritt des Speicherns ein Speichern von weniger Datenelementen im Speicher beinhaltet als sie zum Drucken des gesamten Bildes erforderlich sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin der Schritt des Speicherns ein Speichern von Datenelementen in dem Speichermittel (80) bei Adressen beinhaltet, von denen Datenelemente vorher gespeichert und während des Druckens des gleichen Bildes gelesen wurden.

11. Verfahren zum zweiseitig gerichteten Drucken eines Bildes, das aus Bildelementen, die selektiv an Bildelementstellen, welche über ein Druckmedium (54, 64) oder einen vorbestimmten Bereich davon verteilt sind, gebildet ist, wobei die Bildelemente entlang von Zeilen verteilt sind, deren Zentren voneinander durch einen vorbestimmten Zwischenzeilenabstand beabstandet sind, wobei das Verfahren ein Erzeugen eines seguenziellen Zeile-für-Zeile-Datenstroms, umfassend Datenelemente, welche zusammen das Bild definieren, ein Speichern der Bild definierenden Datenelemente in einem Speichermittel (80) in der Folge, in welcher sie durch das Speichermittel (80) empfangen werden, und ein Lesen der gespeicherten Daten in einen Druckkopf (82) mit einer Vielzahl von Bildelement druckenden Elementen (114), angeordnet in einer Reihe, die bezüglich einer Richtung der Druckkopfbewegung geneigt ist, umfaßt, wobei die gespeicherten Daten in den Druckkopf in einer Folge eingelesen werden, welche der Folge der mit den Bildelement druckenden Elementen (114) verbundenen Bildelementstellen für jede Folge von Positionen des Kopfes (82) bezüglich des Druckmediums entspricht, und die relativen Positionen des Kopfes (82) und des Druckmediums (54, 64) durch die vorher genannte Folge von Positionen vorgezogen sind, um schrittweise die entsprechenden Bildelementstellen und die Bildelement druckenden Elemente (114) des Kopfes (82) zum Drukken des Bildes auszurichten, wobei die Leseadressen im Speichermittel (80) für alle die Datenelemente entsprechend den mit den Bildelement druckenden Elementen (114) verbundenen Bildelementstellen für jede relative Position des Kopfes (82) und des Druckmediums (54, 64) berechnet werden, um das Speichermittel (80) zur Leseausgabe an den Druckkopf (82) vorzubereiten, und wobei die Verschiebung des Druckkopfes (82) in Form einer Hin- und Herbewegung stattfindet.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin die Bildelement druckenden Elemente (114) auf dem Druckkopf beabstandet sind, so daß jedes Bildelement druckende Element mit einer Bildelementstelle bei einer vorbestimmten Anzahl von sequenziellen Bildelementstellen von einem benachbarten Bildelement druckenden Element verbunden ist, worin ein Rechenmittel (98) arithmetisch die Adressen berechnet, welche jedem Bildelement druckenden Element von der Bildelementstelle, definiert durch die Bild definierenden Datenelemente und der Beabstandung von Bildelement druckenden Elementen auf dem Druckkopf, entspricht.