DE69827469T2

DE69827469T2 - Programmierbarer Druckkopf und mehrstufiges Kodieren von Druckdaten

Info

Publication number: DE69827469T2
Application number: DE69827469T
Authority: DE
Inventors: Richard I. Klaus; Mark S. Vancouver Hickman
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2018-08-12
Also published as: EP0950523A2; EP0950523B1; JPH11320866A; DE69827469D1; EP0950523A3; ES2230642T3; US6056455A

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Drucker und insbesondere programmierbare Druckköpfe und Verfahren zur Kodierung von Druckkopfdaten für die programmierbaren Druckköpfe.
Hintergrund
Drucker werden forwährend zur Durchführung von immer mehr lokalen Aufgaben, zur Lieferung einer höheren Druckqualität und zu einem Betrieb bei höheren Druckgeschwindigkeiten weiterentwickelt. Gegenüber früheren Drucker weisen heutige eine weitaus höhere Druckkopfabtastgeschwindigkeit auf und stoßen innerhalb jedes Abtastvorgangs weit mehr Punkte aus. Diese Erfordernisse erhöhen die Anzahl der Daten, die im Drucker innerhalb eines immer geringeren Zeitrahmens verarbeitet werden müssen. Gemäß dem Fortschritt bei der Druckkopftechnologie ist es nicht ungewöhnlich, daß ein einzelner Druckkopf 1200 Düsen aufweist, die eine höhere Auflösung und Druckqualität ermöglichen.
Herkömmlicherweise ist zum Ausstoß durch jede entsprechende Düse 1 Bit an Druckdaten erforderlich. Dementsprechend sind für einen Druckkopf mit 1200 Düsen 1200 Datenbits zum Ausstoß (oder Nicht-Ausstoß) durch alle 1200 Düsen erforderlich. Unter der Annahme, daß der Stift mit 100 kHz betrieben wird, muß der Drucker bei dieser Geschwindigkeit alle 10 μs 1200 Datenbits senden. Das ergibt eine immense Datenrate von 120 Mb/Sek. Weist der Drucker mehr als einen Stift auf, wie beispielsweise in einem gängigen 4-Stift-System, erhält man eine Datenrate von 480 Mb/Sek. Nachteiliger Weise ist jedoch die Datenbandbreite nicht unendlich und sind derartig hohe Datenraten zum momentanen Zeitpunkt praktisch nicht verfügbar.
Bei der momentan gängigen Druckkopftechnologie wird die Ausstoßlogik in den Druckkopf integriert. Die Ausstoßlogik wird in einem Siliciumwafer hergestellt, der die Düsen und die erwärmten Ausstoßelemente bildet. Dadurch wird die Anzahl der Verbindungen mit dem Stift verringert und können die Daten vom Druckkopf zumindest teilweise fliegend („on the fly") dekodiert werden. Die Ausstoßlogik erfordert jedoch immer noch das Verhältnis von einem Datenbit pro Düse. Im Ergebnis wird das Datenratenproblem bei der herkömmlichen Stifttechnologie verschärft.
Dementsprechend besteht ein Bedarf für einen neuen Ansatz zum Betrieb von Stiften hoher Qualität ohne eine Überschreitung praktischer Datenraten.
Ein entgegenstehendes Problem ist der fortwährend bestehende Druck zur Kostenreduzierung der Drucker. Die Preise für Drucker auf den Märkten sind kontinuierlich rückläufig und daher muß jede Lösung des Problems des Datendurchsatzes kostensensibel sein.
Abriß
Die Erfindung betrifft eine Mehrpegelkodiertechnik, die effektiv eine Kontrolle mehrerer Ausstöße mit Hilfe einer geringeren Zahl von Datenbits zuläßt, wodurch das herkömmliche Verhältnis von einem Bit pro Düse durchbrochen wird. Bei einer Implementierung umfaßt der Drucker einen Druckkopf mit mehreren Düsen und einen Kodierer zu Kodierung von Druckkopfdaten in Ausstoßbits, die zur Festlegung der verschiedenen Ausstoßmuster der Druckkopfdüsen verwendet werden. In den Druckkopf ist ein Kodierer zur Dekodierung der Ausstoßbits in Ausstoßpulse integriert, die zum Ausstoß aus ausgewählten Druckkopfdüsen verwendet werden.
Mit Hilfe des Kodierers werden die Druckkopfdaten so kodiert, daß weniger Ausstoßbits als mögliche mit Hilfe der Ausstoßbits gesteuerte Ausstöße vorhanden sind. Beispielsweise kodiert der Kodierer die Druckkopfdaten so, daß durch „n" Ausstoßbits 2ⁿ verschiedene mögliche Ausstoßpegel definiert werden (wobei „n" eine ganze Zahl ist), wobei jeder Ausstoßpegel eine unterschiedliche Anzahl von Ausstößen definiert. Bei der Mehrfachpegelkodierung ist der Kodierer in der Lage, mit n Ausstoßbits mehr als n mögliche Ausstöße zu steuern.
Beispielsweise werde angenommen, daß der Kodierer zwei Ausstoßbits kodiert, um vier Ausstoßpegel festzulegen. Für die beiden Ausstoßbits entspricht jeder Ausstoßpegel einer anderen Zahl von Ausstößen. Die unterschiedlichen Ausstoßpegel können so konfiguriert werden, daß mehrere Male ein Ausstoß aus einer oder mehreren Düsen erfolgt. Beispielsweise könnte durch die vier Ausstoßpegel bestimmt sein, daß ein Ausstoß aus einem Pixel 0mal, einmal, zweimal oder viermal erfolgt. In einem anderen Fall könnte durch die vier Ausstoßpegel bestimmt sein, daß durch die zwei Pixel 0 Punkte, ein Punkt, drei Punkte oder acht Punkte abgegeben werden.
Der Druckkopf umfaßt mehrere programmierbare Register, die entsprechende Düsenausstoßmuster definieren. Der Druckkopfdekoder dekodiert die Ausstoßbits vom Dekoder, um eines der programmierbaren Register auszuwählen. Der Wert zum Drucken des entsprechenden Druckmusters wird dann aus dem gewählten Register ausgegeben. Die registrierten Werte können je nach Wunsch geändert werden (wie beispielsweise bei jedem Druckdurchgang), um das resultierende Ausstoßmuster zu ändern.
Zusätzlich zur Verbesserung des Datendurchsatzes kann die Mehrfachpegelkodierung zur Erzielung vieler vorteilhafter Ergebnisse erweitert werden. Beispielsweise kann das System zur Verbesserung der Druckqualität und zur Maskierung von durch nicht betriebsbereite Düsen oder Düsen mit einer Fehlfunktion hervorgerufenen Abbildungsproblemen verwendet werden. Eine andere Erweiterung besteht darin, eine Düse mit Fehlfunktion durch Neudefinieren der Ausstoßmuster zu ersetzen, so daß eine Verwendung der Düse mit Fehlfunktion vermieden werden kann. Diese und weitere Vorteile sind in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung angegeben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm von Komponenten in einem Drucker.
2(a)–2(d) veranschaulichen eine mit Hilfe des Druckers umgesetzte Mehrfachpegelkodierungstechnik für ein 4x1 Superpixel.
3(a)–3(d) veranschaulichen eine mit Hilfe des Druckers implementierte Mehrfachpegelkodiertechnik für ein 4x2 Superpixel.
4 zeigt ein Blockdiagramm eines programmierbaren Druckkopfes.
5(a)–5(d) veranschaulichen eine Mehrfachpegelkodiertechnik, bei der wechselnde Kodierwerte für wechselnde Superpixel verwendet werden.
6(a)–6(d) veranschaulichen eine Mehrfachpegelkodiertechnik, bei der Zweifachdurchgänge mit unterschiedlichen Ausstoßmustern in jedem Durchgang verwendet werden.
7(a)–7(b) veranschaulichen eine Mehrfachpegelkodiertechnik zur Kompensation von Düsen mit Fehlfunktion.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt einen in Form eines Tintenstrahldruckers verkörperten Drucker 20. Der Drucker 20 ist stellvertretend für die von der Hewlett-Packard Company unter der Marke „Deskjet" hergestellte Tintenstrahldruckerreihe.
Die dargestellten Komponenten des Druckers 20 umfassen eine Hostschnittstelle 22, einen Druckerkontroller 24 und ein Druckkopf 26. Andere Komponenten, wie beispielsweise ein Datenträgerhandhabungsmechanismus, Druckkopfschlitten, Motor, eine Stromversorgung usw. sind nicht dargestellt, da sie im Stand der Technik bekannt sind.
Die Hostschnittstelle 22 empfängt Dateidaten von einem Hostrechner (nicht gezeigt). Die Hostschnittstelle 22 gibt die Dateidaten zur Druckersteuerungseinheit 24 weiter, wo sie in Druckkopfdaten verarbeitet und zum Druckkopf 26 zum Drucken weitergegeben werden. Zusätzlich zum Antrieb des Druckkopfes steuert die Druckersteuerungseinheit 24 verschiedene andere Druckerarbeitsschritte, wie beispielsweise die Datenträgerhandhabung und die Bewegung des Schlittens zur linearen Positionierung des Druckkopfes 26 über einem Aufzeichnungsmedium (z.B. Papier, Folie, etc.).
Der Druckkopf 26 umfaßt mehrere Düsen 28, aus welchen zur Abscheidung von Tintentropfen auf dem Aufzeichnungsmedium entsprechend den Daten von der Druckersteuerungseinheit einzelne Ausstöße erfolgen. Der Druckkopf kann beispielsweise 1200 Düsen aufweisen.
Die Druckersteuerungseinheit 24 umfaßt einen Druckkopfkontroller 30 zur Verarbeitung hereinkommender, an der Hostschnittstelle 22 empfangener Dateidaten und Umwandlung der Dateidaten in Druckdaten. Der Druckkopfkontroller 30 umfaßt einen Datenkodierer 32 zur Kodierung der Dateidaten in Ausstoßbits, die Ausstöße der Druckkopfdüsen 28 bestimmen. Ein „Ausstoß" umfaßt den Arbeitsschritt eines Anlegens eines Ausstoßpulses an eine individuelle Düse, so daß die Düse einen Tintentropfen abgibt. Der Druckkopfkontroller 30 umfaßt auch einen Düsendetektor 34, der detektiert, ob die Ausstöße aus einer oder mehreren Düsen nicht korrekt erfolgen, wodurch bestimmte Punkte auf dem Aufzeichnungsmedium ausgelassen werden.
Der Druckkopf 26 umfaßt einen darauf montierten Dekoder 36 zur Dekodierung der Ausstoßbits in mehrere Ausstoßpulse, die zum Ausstoß aus ausgewählten Druckkopfdüsen verwendet werden. Vorzugsweise ist der Dekoder 36 in die Druckkopfausstoßlogik integriert. Der Dekoder 36 umfaßt mehrere Register 38, die verschiedene Ausstoßmuster definieren, die durch Logikwerte der Ausstoßbits ausgewählt werden.
Gemäß einem Gesichtspunkt dieser Erfindung kodiert der Kodierer 32 die Druckkopfdaten so, daß weniger Ausstoßbits als mögliche mit den Ausstoßbits gesteuerte Ausstöße vorhanden sind. Insbesondere kodiert der Kodierer 32 die Druckkopfdaten so, daß „n" Ausstoßbits 2ⁿ unterschiedliche Ausstoßpegel definieren (wobei „n" eine ganze Zahl ist), wobei jeder Ausstoßpegel eine unterschiedliche Anzahl von Ausstößen definiert. Mit Hilfe der Mehrpegelkodierung ist der Kodierer 32 in der Lage, mit jeweils n Ausstoßbits mehr als 2ⁿ mögliche Ausstöße zu kodieren.
Beispielsweise werde angenommen, daß der Kodierer 32 zwei Ausstoßbits kodiert (d.h. n = 2), um vier verschiedene mögliche Ausstoßpegel (d.h. 2ⁿ = 4) zu definieren. Jeder Ausstoßpegel entspricht einer unterschiedlichen Anzahl bzw. einem unterschiedlichem Muster von Ausstößen der beiden Ausstoßbits. Die unterschiedlichen Ausstoßpegel können so konfiguriert werden, daß sie eine Zuordnung zu einem mehrfachen Ausstoß aus unterschiedlichen aus einer oder mehreren Düsen bestehenden Gruppen darstellen. Beispielsweise sei angenommen, daß die vier Ausstoßpegel so konfiguriert sind, daß sie festlegen, daß aus einem Pixel 0mal, einmal, zweimal oder viermal ausgestoßen wird. Dieser Fall ist in den 2(a)–2(d) gezeigt.
2(a)–2(d) veranschaulichen die Mehrpegelkodiertechnik, bei der vier Ausstoßpegel 0–3 (die durch zwei Ausstoßbits gesteuert werden) einem 4x1 Feld zugeordnet werden, um bis zu vier mögliche Ausstöße zu steuern. Das 4x1 Feld besteht aus einer Reihe von vier Pixelorten, wobei jeder Pixelort als ein Rechteck dargestellt ist und im allgemeinen mit den Bezugszeichen 50 bezeichnet ist.
2(a) zeigt einen Pegel 0, der durch eine erste logische Kombination von Ausstoßbits (z.B. „00") gewählt wird. Beim Pegel 0 ist jeder Pixelort leer, wie durch das Nicht-Vorhandensein eines Kreises in einem Rechteck dargestellt ist.
2(b) veranschaulicht einen Pegel 1, der durch eine zweite logische Kombination von Ausstoßbits (z.B. „01") gewählt wird. Beim Pegel 1 wird ein Tintenpunkt am ersten Pixelort abgeschieden, wie durch den Kreis 52 im Rechteck ganz links wiedergegeben ist.
2(c) veranschaulicht einen Pegel 2, der mit einer dritten logischen Kombination von Ausstoßbits (z.B. „10") gewählt wird. Beim Pegel 2 werden zwei Tintentropfen am ersten und dritten Pixelort abgeschieden.
2(d) veranschaulicht einen Pegel 3, der durch eine vierte logische Kombination von Ausstoßbits (z.B. „11") ausgewählt wird. Beim Pegel 3 werden Tintentropfen an allen vier Pixelorten abgeschieden.
Aufgrund des Mehrpegelkodierschemas geht ein Teil der Positionsinformation verloren. Bei der Implementierung gemäß der 2(a)–2(d) erfolgt mit dem Pegel 1 (bzw. „01") eine Abbildung auf einen bzw. Zuordnung zu einem Tintenpunkt am ersten Pixelort. Jedoch kann mit dem Pegel 1 ohne Reprogrammierung keine Abbildung auf einen Tintenpunkt beispielsweise am vierten Pixelort erfolgen. Der Vorteil der Steuerung von mehr möglichen Ausstößen mit einer geringeren Zahl von Bits überwiegt jedoch jegliche Beeinträchtigung, die aufgrund eines Verlustes einer präzisen Steuerung der Position entsteht.
In den 3(a)–3(b) wird die Mehrpegelkodiertechnik für den Fall gezeigt, in dem einem 4x2 Feld vier Ausstoßpegel zur Steuerung von bis zu acht möglichen Ausstößen zugeordnet sind. 3(a) veranschaulicht einen Pegel 0, der mit einer ersten logischen Kombination von Ausstoßbits (z.B. „00") gewählt wird. Beim Pegel 0 bleibt jeder Pixelort im 4x2 Feld leer. In 3(b) wird ein Pegel 1 gezeigt, der mit einer zweiten logischen Kombination von Ausstoßbits (z.B. „01") gewählt wird. Beim Pegel 1 wird ein Tintenpunkt am Pixelort oben links abgeschieden.
In 3(c) wird ein Pegel 2 veranschaulicht, der mit einer dritten logischen Kombination von Ausstoßbits (z.B. „10") gewählt wird. Beim Pegel 2 werden drei Tintenpunkte am ersten und dritten Pixelort oben und am ersten Pixelort unten abgeschieden. 3(d) zeigt einen Pegel 3, der mit einer vierten logischen Kombination von Ausstoßbits (z.B. „11") gewählt wird. Beim Pegel 3 werden Tintenpunkte an allen acht Pixelorten abgeschieden. Die Ausstoßmuster sind lediglich zur Veranschaulichung angegeben und es können andere Ausstoßmuster für das gegebene Feld verwendet werden.
Abhängig von der gewünschten Zuordnung programmiert der Druckkopfkontroller 30 den Druckkopf so, daß die wenigen Ausstoßbits (in diesem Fall zwei Ausstoßbits) in verschiedene, viele Ausstöße (bis zu acht Ausstöße im Fall von 3) umfassende Ausstoßmuster umgewandelt werden. 4 zeigt, wie der Druckkopf 26 programmiert wird. Der Druckkopfkontroller 30 sendet von Zeit zu Zeit eine Gruppe von Registerwerten zum Druckkopf 26, die in den Druckkopfregistern 38 gespeichert werden. Bei diesem Beispiel existieren vier Register 38(1)–38(4) und somit sendet der Druckkopfkontroller 30 bei jedem Programmierzyklus vier Registerwerte. Die Registerwerte werden zwischen Druckschwaden zum Druckkopf gesendet, so daß der Druckkopf für jeden Durchgang neu programmiert werden kann.
Die speziellen Registerwerte definieren die gewünschten Ausstoßmuster. Im Fall von 2(a)–2(d) sendet der Druckkopfkontroller 30 einstellige Hexadezimalwerte 0,8, A und F, womit die in den 2(a), 2(b), 2(c) bzw. 2(d) gezeigten Ausstoßmuster erzeugt werden.
Der Decoder 36 weist eine Decoderlogik 40 zur Auswahl der geeigneten Register 38(1)–38(4) basierend auf den beiden Ausstoßbits auf. Wenn der Druckkopfkontroller beispielsweise die Ausstoßbits „00" ausgibt, wählt die Decoderlogik 40 das erste Register 38(1), das einen Ausstoßwert von 0 H ausgibt. Die vorliegende Druckkopfdüsenlogik 42 übersetzt den Wert 0 H in dem Sinne, daß alle vier Pixelorte leer bleiben, wie in 2(a) gezeigt ist. Tabelle 1 zeigt die Umwandlung der beiden Ausstoßbits in die Ausstoßmuster aus 2(a)–2(d).
Tabelle 1
Im Fall der 3(a)–3(d) sendet der Druckkopfkontroller 30 zweistellige Hexadezimalwerte 00, 80, A8 und FF, die die in den 3(a), 3(b), 3(c) bzw. 3(d) gezeigten Ausstoßmuster bewirken. Durch eine Stelle wird das Bedrucken der oberen Pixelorte mit einer ersten Düse und durch die zweite Stelle das Bedrucken der unteren Pixelorte mit einer zweiten Düse gesteuert. Diese Werte sind auch in den Registern 38(1)–38(4) gespeichert. Tabelle 2 zeigt die Umwandlung der beiden Ausstoßbits in die Ausstoßmuster der 3(a)–3(d).
Tabelle 2
Wie in den 2–4 gezeigt ist, definieren die Ausstoßbits effektiv ein „Superpixel", in dem eine oder mehrere Düsen pro Ausstoßbit mehrere Male zum Ausstoß gebracht werden können. Die Mehrpegelkodiertechnik läßt sich im Fall von zwei Ausstoßbits allgemein als das Steuern von bis zu Z Ausstößen (bzw. Tintentropfen) ausdrücken, wie mit Tabelle 3 gezeigt wird.
Tabelle 3
Man beachte, daß die beiden Ausstoßbits in Verbindung mit anderen Feldern zur Erzeugung anderer Ausstoßmuster verwendet werden können. Beispielsweise könnten die beiden Ausstoßbits in einem 4x3 Feld oder einem 4x4 Feld verwendet werden. Des weiteren ist zu beachten, daß bei der Mehrpegelkodiertechnik auch mehr oder weniger als zwei Ausstoßbits ver wendet werden können, obwohl bei den oben angegebenen Beispielen zwei Ausstoßbits verwendet werden. Mit mehr Ausstoßbits sind mehr Pegel möglich. Beispielsweise können vom Kodierer bei drei Ausstoßbits acht Pegel definiert werden, wodurch die Steuerung von mehr als acht möglichen Ausstößen für jeden 3 Bit-Eingang möglich ist. Bei einem einzigen Bit wird lediglich ein Pegel kodiert, wobei jedoch bei Verwendung der Mehrpegelkodiertechnik dieser Pegel dennoch mit jeder gewünschten Anzahl bzw. mit jedem Muster von Tropfenausstößen programmiert werden kann.
Das Mehrpegelkodierschema läßt eine Ausgabe von weniger Bits pro Sekunde durch den Druckkopfkontroller 30 ohne Reduzierung des Druckdurchsatzes oder Verschlechterung der Druckqualität zu.
Ein weiterer Gesichtspunkt dieser Erfindung betrifft eine Erweiterung der Mehrpegelkodiertechnik zur Verbesserung der Druckqualität und zur Maskierung von Bildproblemen, die aus Düsen mit Fehlfunktion oder nicht funktionierenden Düsen resultieren. Bei dieser Ausführungsform werden vom Druckkopfdecoder 36 zwei oder mehr Gruppen von Registern verwendet und beide Registergruppen werden vom Druckkopf automatisch für jede Gruppe von Ausstoßbits verwendet.
5(a)–5(d) zeigen eine Erweiterung des oben mit Bezug zu 3 beschriebenen Druckschemas. Bei diesem Beispiel umfaßt der Druckkopfdecoder 36 zwei Gruppen von vier Registern zur Steuerung von zwei unterschiedlichen 4x2 Superpixeln 60(1) und 60(2). Eine erste Gruppe von Registern definiert die Ausstoßmuster des Superpixels 60(1) und eine zweite Gruppe von Registern definiert die Ausstoßmuster des Superpixels 60(2). Die erste Gruppe von Registern wird mit zweistelligen Registerwerten definiert, die die Ausstoßmuster im ersten Superpixel 60(1) definieren, wie beispielsweise die Werte 00, 80, A8 und FF. Die zweite Gruppe von Registern wird mit zweistelligen Registerwerten programmiert, die die Ausstoßmuster im zweiten Superpixel 60(2) definieren, wie beispielsweise die Werte 00, 08, 8A und FF. Die Superpixel werden dann während eines Druckdurchgangs gewechselt.
Als ein mögliches Verfahren kodiert der Kodierer 32 nur zwei Ausstoßbits und werden die Ausstoßbits zwischen den beiden Gruppen von Registern von der Decoderlogik 40 gewechselt, so daß wechselnde Registerwerte an die Düsenlogik 42 ausgegeben werden. Auf diese Weise werden bis zu sechzehn Ausstöße mit zwei Ausstoßbits gesteuert.
In 5(a) ist ein Pegel 0 gezeigt, der mit einem Ausstoßbitwert von „00" gewählt wird. Beim Pegel 0 bleibt jeder Pixelort in beiden 4x2 Superpixeln leer. Das Ausstoßbit „00" wählt dabei ein Register aus jeder Gruppe, wobei der Registerwert für beide Register 00H ist. In 5(b) ist ein Pegel 1 gezeigt, der mit einem Ausstoßbitwert von „01" gewählt wird. Beim Pegel 1 wird ein Tintenpunkt am Pixelort links oben im Superpixel 60(1) abgegeben und ein Tintenpunkt am Pixelort links unten im Superpixel 60(2). Das Ausstoßbit „01" wählt somit ein Register aus einer ersten Gruppe mit einem Registerwert 80H und ein Register aus der zweiten Gruppe mit einem Registerwert 08H.
5(c) zeigt einen Pegel 2, der mit einem Ausstoßbitwert von „10" ausgewählt wird. Beim Pegel 2 werden drei Tintenpunkte am ersten und dritten oberen Pixelort und am ersten unteren Pixelort des Superpixels 60(1) abgeschieden. Zusätzlich werden drei Tintenpunkte am ersten oberen Pixelort und am ersten und dritten unteren Pixelort des Superpixels 60(2) abgeschieden. Somit wird mit dem Ausstoßbit „01" ein Register aus der ersten Gruppe, das einen Registerwert A8H aufweist, und ein Register aus der zweiten Gruppe gewählt, das einen Registerwert 8AH aufweist. In 5(d) ist ein Pegel 3 gezeigt, der mit einem Ausstoßbitwert von „11" gewählt wird. Beim Pegel 3 werden Tintenpunkte an allen acht Pixelorten für beide Superpixel 60(1) und 60(2) abgeschieden. Somit wird mit dem Ausstoßbit „11" ein Register aus jeder Gruppe gewählt, wobei der Registerwert für beide Register FFH ist. Das Kodierschema ist in Tabelle 4 zusammengefaßt.
Tabelle 4
Dieses Mehrpegelkodierschema verbessert die Druckqualität, da jedes Superpixel aus mehreren Düsen gebildet wird. Zwei Düsen produzieren wechselnde in den 5(a)–5(d) gezeigte Ausstoßmuster. Im normalen Betrieb wird dieselbe Anzahl von Punkten in beiden Düsenreihen abgeschieden. Falls während des Betriebs bei einer Düse eine Fehlfunktion auftreten sollte, wird durch die andere Düse zumindest etwas Tinte auf dem Aufzeichnungsmedium abgeschieden, was vom betrachtenden Auge für alle Töne als vorteilhaft empfunden wird.
Bei den obigen Beispielen sind die Druckkopfregister insofern universell, als sie Ausstoßmuster für alle Superpixel liefern. Eine Abwandlung besteht darin, mehr Register zur Definition von Abschnitten von Superpixeln zu verwenden, wobei mit jeder Gruppe von Registern ein Abschnitt von Superpixeln gesteuert wird.
Ein weiterer Gesichtspunkt dieser Erfindung betrifft das Erweitern der Mehrpegelkodiertechnik zur Vereinfachung des Druckens mit mehreren Durchgängen. Dieser Gesichtspunkt läßt eine passive Redundanz und eine aktive Ersetzung von Düsen beim Drucker zu. Bei dieser Ausführungsform werden die Register vom Druckkopfkontroller 30 zwischen jedem Durchgang mit neuen Werten programmiert. Beim ersten Durchgang definieren die Werte ein erstes Ausstoßmuster. Beim nächsten Muster definieren die neuen Werte ein zweites Ausstoßmuster, das sich vom ersten Ausstoßmuster unterscheidet.
In den 6(a)–6(d) wird ein Mehrpegelkodierschema zum Drucken mit mehreren Durchgängen veranschaulicht. 6(a) zeigt ein 4x2 Superpixel mit einem Ausstoßmuster 70 mit 4 Punkten, wobei zwei sich Punkte am ersten und dritten oberen Pixelort und zwei Punkte am zweiten und vierten unteren Pixelort befinden. Dieses Ausstoßmuster wird beim ersten Durchgang unter Verwendung einer Pegel-3-Kodierung gewählt (z.B. ein Ausstoßbitwert von „11"). 6(b) zeigt das 4x2 Superpixel mit einem 4-Punkt-Ausstoßmuster 72 mit zwei Punkten am zweiten und vierten oberen Pixelort und zwei Punkten am ersten und dritten unteren Pixelort. Dieses Ausstoßmuster wird beim zweiten Durchgang unter Verwendung der Pegel-3-Kodierung ausgewählt (z.B. ein Ausstoßbitwert von „11"). Die Tropfen beim Ausstoß muster 72 sind durch Kreise mit einem „X" dargestellt, um sie von den Punkten beim ersten Durchgang zu unterscheiden.
Beim einem ersten Durchgang sendet der Druckkopfkontroller 30 eine erste Gruppe von Werten an die Register zur Erzeugung des ersten Ausstoßmusters 70. Die durch die Kreise ohne „X" wiedergegebenen Punkte werden auf das Aufzeichnungsmedium gedruckt. Nach dem ersten Durchgang sendet der Druckkopfkontroller 30 eine zweite Gruppe von Werten an die Register zur Erzeugung des zweiten Ausstoßmusters 72. Dann werden die mit dem Kreis mit dem „X" dargestellten Punkte gedruckt.
6(c) zeigt das erhaltene Muster nach zwei Durchgängen bei einem normalen Drucken. Die beiden Ausstoßmuster 70 und 72 verschachteln sich zur Bildung eines Superpixels mit acht Punkten. Die zwei Durchgänge ergeben zwei Superpixelreihen 80 und 82.
Im folgenden sei angenommen, daß eine Düse im Superpixel defekt ist. 6(d) zeigt zwei Superpixelreihen 80 und 82. Hier ist das obere Pixel, das zur Erzeugung des ersten Ausstoßmusters 70 in der zweiten Reihe von Superpixeln verwendet wird, nicht funktionsfähig, wie durch das Weglassen aller Kreise in der oberen Zeile der zweiten Reihe 82 gezeigt wird. Ein Vorteil dieses Mehrpegelkodierschemas besteht darin, daß auch wenn eine Düse fehlt, nur 25% eines Superpixels verloren gehen. Das bedeutet, daß lediglich zwei Punkte von acht ausgelassen werden. Obwohl das Bild eine etwas geringere Qualität aufweist, ist das erhaltene Bild deutlich besser als in dem Fall, in dem eine ganze Reihe von Punkten wegfällt.
Der Drucker kann auch so konfiguriert werden, daß die Düse mit Fehlfunktion erfaßt und durch Ändern des Kodierschemas ersetzt wird. Wie in 1 gezeigt wird, ist der Drucker mit einem Düsendetektor 34 ausgestattet, um zu erfassen, ob eine Düse nicht richtig arbeitet. Bei einer Erfassung schaltet der Drucker auf einen neuen Kodierpegel zur Kompensation der ausgefallenen Düse um.
7(a) und 7(b) zeigen diesen Gesichtspunkt eines Fassens und Ersetzens der Düse mit Fehlfunktion. Der Druckkopfkontroller 30 gibt zwei Datenbits für jedes Superpixel aus. Unter normalen Bedingungen vor einer Betriebsstörung eines Pixels gibt der Druckkopfkontroller den Pegel 0 (d.h. Ausstoßbits „00") für eine Hälfte der Superpixel und den Pegel 3 (d.h. Ausstoßbits „11") für die andere Hälfte der Pixel aus. Man beachte, daß bei dieser Version die Programmierwerte für die Superpixel aus 3(a)–3(d) verwendet werden und nicht die entsprechend der Version in den 6(a)–6(d). Der Druckerkontroller ändert die Pegel zwischen den beiden Durchgängen. Das Ergebnis ist ein Schachbrettmuster, bei dem die Quadrate mit „X" (in Bezugnahme auf die mit den Kreisen mit X versehenen Superpixel) bei einem Durchgang und die „Quadrate ohne X" (in Bezugnahme auf die lediglich mit Kreisen versehenen Superpixel) beim anderen Durchgang gedruckt werden.
7(a) zeigt die beiden Reihen 90 und 92, die mit diesen Mehrfachdurchgangsschema erzeugt werden. Im folgenden werde angenommen, daß eine Düse in der Reihe 92 als fehlerhaft erfaßt wird. Der Druckkopf weist allen Superpixeln in dieser Reihe beim ersten Durchgang einen Pegel 0 zu und setzt dann beim zweiten Durchgang alle Superpixel in der Reihe auf den Pegel 3 (d.h. Ausstoßbits „11"). Das Ergebnis ist in 7(b) gezeigt. Das Druckschema kompensiert ein ansonsten ausfallendes Pixel durch Verwenden eines anderen Superpixels zum Drucken dieser Reihe.

Claims

Drucker, umfassend: einen Druckkopf (26) mit mehreren Düsen (28); einen Codierer (32) zur Codierung von Druckkopfdaten in Ausstoßbits, die zur Festlegung der Ausstöße der Druckkopfdüsen verwendet werden, wobei der Codierer (32) die Druckkopfdaten derart codiert, daß weniger Ausstoßbits als durch die Ausstoßbits gesteuerte Ausstöße vorliegen; und einen in den Druckkopf integrierten Decoder (36) zur Decodierung der Ausstoßbits in Ausstoßpulse, welche durch ausgewählte Druckkopfdüsen zum Ausstoß verwendet werden.
Drucker nach Anspruch 1, wobei der Codierer (32) die Druckkopfdaten so codiert, daß mit n Ausstoßbits 2ⁿ Ausstoßpegel definiert werden, wobei jeder Ausstoßpegel eine unterschiedliche Anzahl von Ausstößen umfaßt.
Drucker nach Anspruch 2, wobei der Codierer (32) die Druckkopfdaten derart codiert, daß mit den n Ausstoßbits mehr als n mögliche Ausstöße gesteuert werden.
Drucker nach Anspruch 2, wobei der Druckkopf (26) eines oder mehrere programmierbare Register (38) umfaßt, die für jeden Ausstoßpegel ein entsprechendes Ausstoßmuster definieren, und der Codierer (32) Steuerungsdaten zur Programmierung der programmierbaren Register zum Druckkopf sendet.
Drucker nach Anspruch 4, der des weiteren einen Düsendetektor (34) zur Detektion einer Fehlfunktion einer Düse umfaßt, wobei der Codierer (32) die programmierbaren Register zur Erzeugung anderer Ausstoßmuster umprogrammiert, mit welchen die Düse mit Fehlfunktion kompensiert wird.
Drucker nach Anspruch 1, wobei der Codierer die Druckkopfdaten für einen Multidurchgangsdruckvorgang codiert, bei dem der Druckkopf mehrere Male längs eines Sprühweges bewegt wird, wobei der Codierer die Druckkopfdaten derart codiert, daß die Ausstoßbits ein Ausstoßmuster in einer ersten Transveralrichtung des Druckkopfes über die bedruckte Sprühbreite und ein zweites Ausstoßmuster in einer zweiten Transversalrichtung des Druckkopfes über die bedruckte Sprühweite definieren.
Programmierbarer Druckkopf, umfassend: mehrere programmierbare Register (38) zur Speicherung von Werten, die entsprechende Muster von Düsenausstößen definieren; und einen Decoder (36) zur Decodierung hereinkommender Datenbits und zur Auswahl eines der programmierbaren Register, wobei das gewählte Register einen Wert ausgibt, der bewirkt, daß der Druckkopf das entsprechende Ausstoßmuster druckt.
Verfahren in einem Drucker mit einem Druckkopf mit mehreren Düsen, umfassend die folgenden Schritte: Codieren von Druckkopfdaten in zur Festlegung eines Musters von Ausstößen der Druckkopfdüsen verwendeten Ausstoßbits in der Weise, daß eine Anzahl möglicher Ausstöße im Muster größer ist als eine Anzahl der Ausstoßbits; und Decodieren der Ausstoßbits am Druckkopf, um einen Ausstoß ausgewählter Druckkopfdüsen zur Herstellung des Musters zu bewirken.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Druckkopf eines oder mehrere programmierbare Register umfaßt, die ein entsprechendes Ausstoßmuster definierende Werte enthalten, und das des weiteren den Schritt eines Programmierens des Registers zum Definieren unterschiedlicher Ausstoßmuster umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 9, das des weiteren die folgenden Schritte umfaßt: Detektieren einer Fehlfunktion einer Düse; Umprogrammieren der Register zur Herstellung anderer Ausstoßmuster, mit welchen die Düse mit Fehlfunktion kompensiert wird.