KR100707603B1 - 양방향 잉크젯 프린터에서의 인쇄 방법 - Google Patents

양방향 잉크젯 프린터에서의 인쇄 방법 Download PDF

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Abstract

상이한 컬러 잉크 방울의 증착 순서가 다름으로 인한 색조 변화를 감소시키기 위한 인쇄 장치 및 방법을 개시한다. 상이한 증착 순서는 전방(2) 또는 후방(4)으로 단일 스캔시에 오버랩된 방울을 증착시키는 프린트헤드(21)를 가진 양방향 잉크젯 프린터(10)에서 발생된다. 각 컬러 잉크를 위한 상이한 프린트마스크(62, 64)는 소정 위치(19)에 증착된 방울의 수 및/또는 증착 순서를 변경하기 위하여 상이한 스캔 방향(2, 4)으로 방울 증착을 제어하는 데 사용된다. 상이한 마스크 패턴(110, 112)을 인쇄 전진 높이에 대응하는 노즐의 상부 집합(76) 및 하부 집합(78)에 적용한다. 이 기법은 전방(2)에 이은 후방(4)으로 인쇄된 혼합 컬러의 영역(80a)과, 후방(4)에 이은 전방(2)으로 인쇄된 동일한 혼합 컬러의 영역(80b) 사이의 컬러 명암에서 인지되는 차이를 감소시킨다. 본 발명에 따라서 구성된 잉크젯 프린터(10)는 여전히 다중패스 양방향 인쇄의 이점을 유지하면서 처리량을 감소시킬 필요가 없거나 혹은, 프린터(10)의 제조 비용 또는 복잡도를 증가시킬 필요없이 색조 변화를 감소시킨다.

Description

양방향 잉크젯 프린터에서의 인쇄 방법{APPARATUS AND METHOD FOR HUE SHIFT COMPENSATION IN A BIDIRECTIONAL PRINTER}
도 1은 본 발명의 잉크젯 프린터의 사시도,
도 2a-2d는 도 1의 프린터와 함께 사용가능한 프린트헤드 및 잉크 저장 용기 구성을 나타내는 개략도.
도 3은 화상 픽셀을 나타내기 위해 인쇄 매체 상에 인쇄된 화상 픽셀 및 도트 간의 관계를 도시하고, 도트상-도트 및 도트옆 도트 인쇄 모드를 도시하는 개략적인 도면,
도 4는 도 1의 프린터에서 화상을 인쇄하기 위해 화상 처리 단계를 도시하는 블럭도,
도 5는 인쇄 매체로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 1의 프린터의 프린트헤드의 노즐 부분의 개략적인 저면도,
도 6a-6b는 도 1의 프린터와 함께 사용가능한 다수의 프린트헤드의 상대적인 배치를 나타내는 개략적인 도면,
도 7은 도 1의 프린터에 의해 인쇄된 서브스와스의 개략적인 도면,
도 8a-8c는 본 발명에 따라서, 심홍색, 청록색 및 황색 잉크의 각 어두운 및 라이트 농도를 위해 사용되는 전방 및 후방 프린트마스크를 도시하는 개략적인 도면,
도 9는 본 발명에 따르는 도 1의 프린터를 위한 인쇄 모드 발생의 흐름도,
도 10은 도 1의 프린터에 의해 수행되는 연속된 전방 및 후방 캐리지 스캔 동안에 각 서브스와스에서 상부 및 하부 노즐 그룹으로부터 인쇄된 방울 양을 나타내는 개략적인 도면,
도 11a-11c는 혼합 컬러인 청색, 녹색 및 적색을 각각 형성하기 위한 인쇄 매체 상의 서브픽셀내에서의 상이한 두 컬러인 감 컬러 잉크 방울의 배치 및 순서를 나타내는 개략적인 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 양방향 잉크젯 프린터
18: 인쇄 매체
19: 픽셀 위치
20: 캐리지
21: 프린트헤드
관련 출원에 대한 상호참조
본 출원은 본 발명의 양수인에게 양도되어 본 명세서에 참조되는 다음의 공동 계류중인 출원: 마제트(Majette)등에 의한 출원 번호 08/682,864인 명칭 "Minimizing Color Shift Due to Varying Deposition Order in a Printer with Bidirectionally Scanning In-Line Pens"(대리인 서류 번호 10950030-1), 1997년 3월 4일에 출원된 세라(Serra)에 의한 출원 번호 08/810,747인 명칭 "Bidirectional Color Printmodes with Semistaggered Swaths to minimizes Hue Shift and Other Artifacts"(대리인 서류 번호 60960029-1), 1999년 4월 30일에 출원된 스케니(Skene)등에 의한 출원 번호 09/302,860인 명칭 "Method and Apparatus for Minimizing Color Hue Shift in Bi-Directional Inkjet Printing"(대리인 서류 번호 10980796-1), 1999년 4월 30일에 출원된 로스(Ross)에 의한 출원 번호 09/303,249인 명칭 "Method of Minimizing Color Hue Shifts in a Single-Pass, Bidirectional Inkjet Printer Using Direction Dependent Color Maps"(대리인 서류 번호 10990240-1)에 개시된 발명과 관련 있다.
본 발명은 잉크젯 프린터를 사용하여 인쇄 매체 상에 컬러 텍스트 및 그래픽을 인쇄하는 것과 관련 있으며, 특히 양방향 스와스 잉크젯 인쇄(bidirectional swath inkjet printing) 시에 개선된 인쇄 품질에 관한 것이다.
잉크젯 프린터 및, 특히 열 잉크젯 프린터는 그들의 저비용, 고 인쇄 품질 및 컬러 인쇄 능력으로 인하여 기업과 가정에서 널리 사용되게 되었다. 이러한 프린터의 동작은 비교적 간단하다. 이런 점에서, 컬러 잉크의 방울이 인쇄 동작 동안에 종이 또는 투명한 필름과 같은 인쇄 매체 상에 분사된다. 이들 잉크 방울은 인쇄 매체 상에서 결합하여 인간의 눈에 의해 인지될 수 있는 텍스트 및 화상을 형성한다. 이들 잉크 방울의 증착을 위한 프린터의 주요 구성 요소는 프린트헤드로서 잉크 공급원과 연결되고, 노즐 장치 및, 각 개별 노즐로부터 잉크 방울을 제어가능하게 분사할 수 있게 하는 메카니즘을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 프린트헤드는 프린트 카트리지 내에 포함될 수 있고, 프린트 카트리지는 각 프린트헤드를 위한 잉크 공급원을 포함하거나 혹은, 오프-카트리지로 위치하는 잉크 공급원에 연결 될 수 있다. 잉크젯 프린터는 다수의 상이한 잉크 컬러를 사용할 수 있다. 잉크 프린터는 주로 둘 내지 네 가지의 프린트 카트리지를 수용할 수 있다. 카트리지는 전형적으로 인쇄 동안에 매체 상에서 전방 및 후방으로 프린터 내 카트리지를 앞뒤로 스캔하는 캐리지에 나란히 장착되어, 카트리지는 인쇄할 매체 상에서 픽셀로 불리는 소정 위치 위에서 연속적으로 이동한다 각 프린트 카트리지는 전형적으로 잉크젯을 인쇄 매체 상에 제어가능하게 분사시키는 프린트헤드 노즐 장치를 가지며, 프린트 카트리지 상의 노즐의 배치에 대응하는 매체의 소정 폭을 각 스캔 동안에 스캔할 수 있어 인쇄된 스와스(a printed swath)를 형성한다. 또한, 프린터는 프린트헤드에 대해 매체를 상대적으로 이동시키는 인쇄 매체 전진 메카니즘을 가지며, 프린트 카트리지를 매체를 가로질러 전후로 스캔하는 것과 프린트헤드에 대해서 상대적으로 매체를 전진시키는 것을 결합함으로써, 매체의 전체 인쇄가능한 영역을 인쇄할 수 있다.
한 컬러 영역이 또 다른 컬러 영역으로 흘러들어가거나 혹은, 인쇄되지 않은 컬러의 밴드 및 인쇄 매체가 뒤틀어지거나 주름지는 것과 같은 인쇄 품질에 좋지 않은 영향을 주는 인쇄 결함을 피하기 위하여, 대부분의 프린터는 하나의 단일 전방 또는 후방 스캔시에 다룰 수 있는 모든 픽셀 위치에 모든 잉크 컬러의 모든 방울을 인쇄하지는 않으며, 노즐 장치의 높이만큼 매체를 전진시킨다. 오히려, 노즐 장치의 높이의 일부만큼 각 스캔 후에 매체를 전진시켜 임의 주어진 픽셀 위치에 충분히 잉크를 묻히기 위하여 다수의 스캔을 사용한다. 화상의 각 섹션에 필요한 총 잉크의 일부만이 단일 스캔으로 배치된다. 인쇄되지 않고 남은 영역은 한번 또는 그 이상의 차후의 패스(passes)에 의해 채워진다. 각 스캔시에, 특정한 프린트헤드를 위한 노즐 섹션을 인쇄시에 사용되는 프린트마스크 그룹 또는 패턴은 각 픽셀 위치에 증착시킬 잉크 방울을 결정한다. 프린트마스크는 이러한 방식으로 상이한 스캔시에 사용되는 노즐을 혼합하여 임의 주어진 시간에 페이지에 있는 액상 잉크의 위치 및 양을 제어함으로써 원치 않는 시각적인 인쇄 결함을 감소시킨다. 환언하면, 이전의 표현 단계가 이미(인쇄할 화상에 대한 디지털 데이터로부터) 각 픽셀 위치에 대해 필요한 컬러 및 농도를 결정한 후에, 프린트마스크는 픽셀 위치마다 패스를 결정하는 인쇄 공정의 마지막 단계를 좌우한다.
소정의 프린터는 예를 들어, 후방이 아닌 전방인 한 방향으로 스캔하면서 단지 잉크를 증착시키는 모드를 가질 수 있다. 이 인쇄 모드는 단방향성 인쇄로서 알려져 있다. 반대로, 소정의 프린터는 양방향 인쇄로서 알려진 바와 같이 양방향으로 스캔하면서 잉크를 증착시키는 모드를 가진다. 양방향 인쇄는 단방향 인쇄시에 필요한 인쇄가 필요없이 후방으로 카트리지를 이동시키는 소모적인 움직임을 피할 수 있으므로 인쇄 시간이 감소된다는 이점이 있다. 그러나, 양방향 인쇄는 후술하는 바와 같은 컬러 색조 변화(color hue shift)로 알려진 인쇄 품질의 결함을 가져올 수 있다.
각 프린트헤드는 매체 상에 상이한 컬러의 잉크를 증착시킨다. 일반적으로 사용되는 일 배치에서, 잉크는 주 감 컬러(subtractive colors)인 심홍색(magenta), 청록색(cyan) 및 황색(yellow)이다. 이 대신에, 프린터는 보다 밝거나 혹은 보다 어두운 소정 컬러 명암을 가지며 세 컬러 잉크 이상을 사용할 수 있다. 소정 실시예에서, 컬러의 보다 어두운 명암을 형성하기 위해 컬러 인쇄 동안에 검정색 잉크 방울을 사용할 수 있다. 컬러 잉크 방울들은 동일한 픽셀에서 조합되어 인간의 눈에 인식되는 컬러 범위를 형성한다. 예를 들면, 동일한 픽셀 위치에서 심홍색 및 청록색 방울을 포개어 청색 혼합 컬러 픽셀을 만들어 낸다. 잉크와 매체 사이에 상호작용이 없는 경우, 심홍색 및 청록색 잉크 방울이 인쇄 매체 상에 증착되는 순서는 관계없다. 그러나, 잉크와 매체가 상호작용하면, 관찰자에 의해 인식되는 컬러 명암 또는 색조는 상이한 컬러 잉크 방울이 매체 상에 증착되는 순서에 의존한다.
캐리지에서 프린트 카트리지의 배치는 방울 증착의 순서를 상이하게 하여 양방향 인쇄시에 동일한 컬러여야 하는 상이한 영역 간에 색조 변화를 생성한다. 예를 들면, 전형적인 잉크젯 프린터에서, 청록색, 검정색, 심홍색 및 황색 프린트헤드는 카트리지에서 나란히 배열된다. 카트리지가 전방으로 미끄러져 갈 때, 황색 프린트헤드가 먼저 인쇄 매체 상에서 특정한 픽셀 위치 위를 통과하고 그 다음에, 심홍색, 검정색, 마지막으로 심홍색 프린트헤드가 통과한다. 픽셀 위치에 청색을 인쇄하려고 하는 경우, 심홍색 방울을 청록색에 앞서 증착시킨다. 반대로, 카트리지가 후방으로 미끄러져 갈 때, 청록색 프린트헤드가 먼저 인쇄 매체 상의 특정한 픽셀 위를 통과할 것이며, 그 다음에, 검정색, 심홍색, 황색 프린트헤드가 통과한다. 픽셀 위치에 청색을 인쇄하려고 하는 경우, 청록색 방울을 심홍색에 앞서 증착시킨다.
색조 변화 문제는 매체 위에서 카트리지의 한번 이상의 스캔이 미치는 연속된 픽셀 영역이 동일한 혼합 컬러, 특히, 청색 또는 녹색과 같은 두 가지 주된 색상의 깊은 명암(녹색은 청록색과 황색 방울이 혼합되어 생성된다)으로서 인쇄될 때에 가장 두드러진다. 인쇄 동작은 전방 다음에 후방으로 인쇄시에 생성되는 밴드와 후방 다음에 전방으로 인쇄시에 생성되는 밴드들 사이의 인지할 수 있는 컬러 명암의 상이한 밴드를 생성한다.
양방향 컬러 잉크젯 인쇄시에 색조 변화 문제를 감소시키거나 혹은 제거하는 일반적인 두가지 접근 방안이 있다. 이들 접근 방안은 인쇄 품질을 개선하는 데 주로 처리량의 감소 또는, 프린터 비용이나 복잡도의 증가가 뒤따른다. 일반적인 제 1 방안은 인쇄 매체 상에 모든 픽셀 위치에 컬러 잉크 방울을 동일한 순서로 증착시킴으로써 색조 변화를 제거하는 것이다. 이러한 해결 방안을 구현하는 일 종래 기술에서, 프린트헤드는 인라인이 아니라 노즐 배열의 전체 높이 만큼 매체 전진 방향으로 서로 오프셋되게 하여, 한 컬러의 방울만이 카트리지의 단일 전방 또는 후방의 소정 픽셀 위치에 증착될 수 있게 한다. 그러나, 이 구현의 결과로 종이 플랫을 유지시키기 위한 부가적인 비용 및 복잡도를 필요로 하며, 상대적인 움직임이 없는 넓은 인쇄 지대가 생긴다. 다른 구현에서는 청록색-심홍색-황색 순서뿐만 아니라 황색-심홍색-청록색 순서로 카트리지에 배열된 인라인 프린트헤드를 사용하는 데, 방울 증착의 일관된 순서를 보장하기 위하여 전방 스캔시에 제 1 그룹을 사용하고 후방 스캔시에 제 2 그룹을 사용한다. 그러나, 이 해결 방안은 또한 잉크 공급원의 배관에 혹은 프린트 카트리지에 비용 및 복잡도를 추가시킨다. 전술한 마제트 출원의 종래 기술인 제 3 구현은 단순히 전진시키는 대신에 역이 될 수 있는 복잡한 매체 전진 메카니즘을 필요로 하며, 스캔 간의 매체 움직임은 항상 동일한 순서로 상이한 컬러 잉크 방울을 배치하기 위한 것이다. 이 구현의 변형은 또한 마제트 출원에 개시되어 있는 데, 복잡한 매체 전진 메커니즘 없이 동일한 효과를 얻기 위하여 전방 스캔시에 각 프린트헤드의 노즐의 상부 그룹 및, 후방 스캔시에 노즐의 하부 그룹의 마스크를 오프시키는 데, 스캔 경로의 감소된 유효 폭으로 인하여 페이지 상에 모든 픽셀 위치에 충분히 잉크를 묻히기 위해 더 많은 스캔을 필요로 하므로 처리량이 감소된다. 노즐 높이의 일부를 전진시키기 전에 전방 및 후방으로 스캐닝함으로써 색조 변화를 제거하는 종래 기술에서도 유사한 처리량 감소가 일어난다.
양방향 컬러 잉크젯 인쇄시에 색조 변화를 해결하기 위한 일반적 제 2 종래기술 해결 방안은 인간의 눈에 덜 인지가능하도록 색조 변화를 감소시키는 것이다. 색조 변화는 밴드들 사이에서 가장 눈에 띄므로, 전술한 마제트 출원에 개시된 일 구현에서는 불규칙한 부분으로, 예를 들면, 전방으로 노즐 배치의 폭의 보다 큰 부분만큼 및, 후방으로 보다 작은 부분만큼 매체를 전진시킨다. 이 결과로 일 색조를 가지는 보다 넓은 일 밴드와, 다른 색조를 가지는 보다 좁은 일 밴드가 생김으로써, 변화의 인질역을 감소시킨다. 그러나, 각 밴드의 색조는 이전과 마찬가지로 여전히 동일하며, 인쇄 품질의 개선은 얼마나 많은 밴드가 좁을 수 있는가에 의해 제한되고, 너무 많이 좁게 되거나 혹은 프린트헤드 결합이 노즐 영역에 영향을 미치는 경우에는 인쇄되지 않은 컬러의 밴드와 같은 매체-전진 결함이 나타날 것이다. 각 컬러의 다수의 잉크 방울을 사용하여 혼합 컬러를 생성하는 대체 구현에서는 컬러가 인쇄되는 순서를 평준화함으로써 양방향 컬러 변화를 줄인다. 예를 들면, 각 컬러의 두 방울을 사용하여 혼합 컬러를 형성하는 경우, 후방 이전에 전방으로 인쇄된 밴드는 방울의 하부-상부 순서가 심홍색, 청록색, 청록색 및 심홍색의 순서인 픽셀을 가질 것이다. 반대로, 전방 이전에 후방으로 인쇄된 밴드에서, 순서는 청록색, 심홍색, 심홍색 및 청록색일 것이다. 그러나, 다수의 경우에, 이것은 잉크/매체 상호작용의 색조 변화 효과를 적절히 감소시키기에는 불충분하다.
따라서, 처리량을 절충하지 않고, 그리고 인쇄 메카니즘에 부가적인 비용 또는 복잡도를 더함이 없이 색조 변화의 문제를 상당히 감소시킬 수 있는 인쇄 모드를 가지는 컬러 잉크젯 프린터가 필요하다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은 상이한 컬러 잉크를 위한 프린트마스크를 사용하여 방울 증착의 순서 및 증착되는 각 상이한 컬러의 양을 조정하여 색조 변화를 감소시키는 신규의 잉크젯 프린터로서 구현된다. 본 발명은 프린터의 복잡도 또는 제조 비용을 증가시키지 않고 혹은, 처리량을 감소시킬 필요없이 다중패스 양방향 인쇄의 모든 이점을 유지하면서 인쇄 품질을 개선한다. 프린터는 인쇄 매체 위에서 스캔 방향으로 이동하는 캐리지상에 소정 위치에 장착된 상이한 컬러 잉크의 다수의 프린트헤드를 가지므로, 전방 또는 후방으로 카트리지의 단일 스캔시에, 두 컬러 잉크가 적어도 동일한 위치의 일부에 증착되어 혼합 컬러를 형성할 수 있다. 인쇄 제어기는 스캔, 스캔 후의 인쇄 매체의 전진 및, 매체 상에 잉크 방울을 증착시키는 것을 제어한다. 바람직한 실시예에서, 프린트헤드는 화상을 충분히 인쇄하기 위하여 전방 및 후방 모두로 매체의 각 인쇄가능한 영역 위를 지나간다. 프린터는 각 구현되는 농도 레벨에 대해 전방 및 후방으로 잉크 방울 증착을 조절하는 데 개별 프린트마스크를 사용한다. 프린트마스크는 후방 이전에 전방으로 인쇄된 영역인지 혹은 그의 역의 경우인 지에 관계없이 유사하게 나타나는 혼합 컬러로써 인쇄된 영역을 만들기 위하여 방울 증착의 순서를 조정하기 위해 협력하는 마스크 패턴을 가진다. 마스크 패턴은 전형적으로 상이한 잉크 컬러에 대해, 전방 및 후방 스캔의 경우, 프린트헤드 노즐의 상부 및 하부 그룹에 대해 상이하다. 인쇄 제어기는 스캔 축을 따라 프린트헤드의 위치 및 프린트마스크에 따라서 각 노즐로부터의 잉크 분사를 개별적으로 제어할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 모든 프린트헤드의 노즐은 서로 인라인으로 장착됨으로써 단일 스캔 동안에 매체의 동일한 영역을 인쇄하고, 다른 실시예에서, 단일 스캔시에 인쇄된 영역을 단지 부분적으로 오버랩하도록 오프셋된다. 상이한 컬러 잉크 방울은 혼합 컬러를 형성하도록 매체 상에 부분적으로 혹은 완전히 오버랩될 수 있다. 바람직한 실시예에서 사용되는 잉크 컬러는 주된 감 컬러인 청록색, 심홍색 및 황색이며, 반면에, 다른 실시예에서 상이한 휘도 또는 채도, 혹은 다른 컬러를 가진 잉크를 사용한다. 잉크는 인쇄 헤드를 하우징하는 동일한 프린트 카트리지에 포함되거나 혹은, 오프-캐리지인 저장 용기로부터 프린트헤드에 공급될 수 있다.
방울 증착의 순서를 변경하는 것에 덧붙여, 소정 실시예에서, 마스크 패턴은 협력하여 매체 상의 상이한 위치에 증착된 상이한 컬러 잉크 방울의 수를 변경한다. 각 매체는 소정 실시예에서 적어도 2개의 부위치로 분할될 수 있는 데, 이때, 각 부위치에 증착된 방울의 수 및 순서는 상이하다.
본 발명의 다른 실시예는 전방 스캔시에 일 순서로 및, 후방 스캔시에 상이한 순서로 매체의 영역 상에 인쇄하기 위한 상이한 컬러 잉크를 가진 둘 또는 그 이상의 프린트헤드를 가지는 양방향 프린터로써 인쇄 매체 상에 인쇄하기 위한 방법이다. 이 방법은 전방 후에 후방으로 스캔함으로써 매체의 일 영역에 혼합 컬러를 인쇄하고, 후방 후에 전방으로 스캐닝함으로써 또 다른 영역에 혼합 컬러를 형성한다. 전방 스캔으로 인쇄하는 동안, 전방 프린트마스크가 각 프린트헤드에 사용되고, 반면에, 후방으로 인쇄시에, 후방 프린트헤드가 사용된다. 마스크 패턴은 협력하여 방울 증착 순서 및/또는 두 영역 내의 상이한 픽셀 또는 서브픽셀에서 상이한 컬러 방울의 수를 변경하여 두 영역 간에 색조 변화를 감소시킨다. 프린트헤드 노즐은 둘 또는 그 이상의 그룹으로 분할되는 데, 상이한 마스크 패턴이 각 그룹에 적용된다. 대부분의 실시예에서, 마스크 패턴은 스캔 방향의 매체 상에 픽셀의 수 및 노즐의 수보다 작으므로, 마스크는 각 그룹의 모든 노즐을 커버할 필요가 있도록 복제되고, 매체 상에 모든 픽셀을 커버하기 위하여 인쇄 동안에 반복된다. 따라서, 이 방법은 전방 프린트마스크를 사용하여 전방으로 제 1 스캔을 수행하고, 후방 프린트마스크를 사용하여 후방으로 제 2 스캔을 수행하고, 제 1 스캔과 유사하게 제 3 스캔이 이어진다. 매체가 각 스캔시에 인쇄된 잉크 스와스의 폭의 일부인 스캔 거리 사이를 전진하므로, 이 방법의 결과는 전방에 이어 후방으로 인쇄된 제 1 오버랩된 서브스와스(subswath)와, 후방에 이어서 전방으로 인쇄된 제 2 오버랩된 서브스와스가 생긴다. 제 1 및 제 2 서브스와스에서 동일한 혼합 컬러의 영역은 패턴 및 프린트마스크 사용으로 인하여 유사한 색조를 가진다.
본 발명은 스와스를 충분히 묻히기 위하여 두 번 또는 그 이상 패스를 사용하여 양방향 스와스 프린터로써 사용가능하다. 본 발명의 다른 양상 및 장점들은 본 발명의 원리를 예로써 설명하기 위한 첨부 도면과 함께 후술되는 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명에 따라서 구성된 프린터(10)가 도시되어 있다. 프린터(10)는 캐리지(20)가 착탈가능하게 장착된 프레임(11)을 포함한다. 캐리지(20)는 적어도 2개의 프린트헤드(21)를 보유하기 위하여, 그리고, 픽셀 위치(19)와 같은 다수의 픽셀 위치를 가지는 인쇄 매체(18)의 표면에 인접한 인쇄 시작점에 이들을 운송하기 위한 스톨(stall)을 가진다(도 1은 예로서 4 프린트헤드(21)를 도시한다). 캐리지(20)는 전방(2) 및 후방(4)으로 스캔 축을 따라서 이동할 수 있다. 각 프린트헤드(21)는 하나 또는 그 이상의 상이한 컬러 잉크 방울을 매체(18) 상에 증착시키는 것을 제어한다. 또한, 프린터(10)는 매체 전진 축(8)을 따라서 인쇄 매체(18)를 전진시키는 프레임(11)에 장착된 인쇄 매체 전진 메카니즘(17)을 가진다(당업자라면 인쇄 매체 전진 메카니즘(17)을 잘 알고 있으므로 이는 더 이상 후술하지 않을 것이다). 스캔 축을 따르는 캐리지(20)의 이동과 매체 전진 축(8)을 따르는 인쇄 매체 전진 메카니즘(17)에 의한 인쇄 매체의 이동을 결합함으로써, 캐리지가 전방 스캔(2) 및 후방 스캔(4)으로 이동시에 프린트헤드(21)는 인쇄 매체(18) 상의 각 개별 한 픽셀 위치에 잉크 방울을 증착시킬 수 있다.
더욱이, 프린트헤드(21)는 전방(2) 또는 후방(4)으로 캐리지의 단일 스캔 동안에 화상 스와스를 정의하는 선택된 픽셀 위치 집합에 각 상이한 컬러 잉크의 적어도 소정 방울을 연속적으로 증착시킬 수 있는 데, 이 방울은 도 3에 잘 도시된 바와 같이 혼합 컬러를 형성하기 위해 적어도 부분적으로 오버랩한다. 픽셀 위치(19)는 사실상 정방형이지만, 각 증착된 잉크 방울은 매체(18)의 사실상 원형 위치를 커버한다. 정방형 픽셀의 코너에 인쇄되지 않은 영역(46)이 없도록, 프린트헤드(21)는 대응하는 픽셀의 경계부를 충분히 덮고 연장될 수 있도록 상당히 큰 방울을 증착시킨다. 따라서, 혼합 컬러는 도트상 도트 인쇄(dot-on-dot printing)의 결과로 적어도 2개의 상이한 컬러 잉크의 각각은 위치(40)에 증착되거나, 혹은, 도트옆 도트 인쇄(dot-next-to-dot printing)로써 한 컬러 잉크가 위치(42)에 증착되고 상이한 컬러가 위치(44)에 증착되어 오버랩 영역(48)이 혼합 컬러를 포함함으로써 혼합 컬러를 만든다.
도 4에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 프린터(10)는 캐리지의 이동, 이 인쇄 매체 전진 메카니즘(17)의 동작 및 상이한 컬러 잉크의 인쇄 매체(18) 상의 증착을 제어하는 인쇄 제어기(58)를 포함한다. 인쇄 제어기(58)는 캐리지가 제각기 전방(2) 및 후방(4)으로 이동시에 마스크의 크기에 대응하는 픽셀 위치 영역에 상이한 컬러 잉크의 증착을 제어하기 위해 각 프린트헤드(21)를 위한 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)를 사용한다. 보다 상세히 후술하는 바와 같이, 프린트마스크(62-64)는 잉크 방울 증착의 순서 및 각 마스크 위치에 대해 증착되는 방울의 수를 조정하기 위해 함께 작동하는 마스크 패턴을 가짐으로써, 프린트마스크(62-64)를 사용하여 혼합 컬러로써 인쇄된 픽셀 위치 영역은 전방 및 후방으로 이동하는 캐리지로써 먼저 인쇄된 영역인지의 여부에 관계없이 유사한 컬러 명암을 가진다. 따라서, 잉크 방울 증착의 순서로 인한 두 영역 간의 색조 변화가 상당히 감소되고, 이는 본 발명의 중요한 양상이다.
이제 도 1 및 도 5를 참조하여 보다 상세히 프린트헤드(21)를 살펴보면, 각 프린트헤드(21)는 캐리지(20)가 전방 또는 후방 스캔 동안에 매체(18) 위에 프린트헤드(21)를 이동시킴에 따라 잉크 방울을 인쇄 매체(18) 상에 증착시키기 위해 제어가능하게 이 잉크 방울을 분사시키는 잉크 노즐(70) 장치를 가진다. 당업자들이 잘 아는 바와 같이, 프린트헤드는 전형적으로 실리콘 기판상에 형성된다. 각 상이한 잉크를 위해 하나 또는 그 이상의 헤드가 단일 기판상에 형성될 수 있다. 캐리지(20) 및 인쇄 헤드(21)의 위치는 그들이 매체(18)를 가로질러 앞뒤로 횡단하므로 인코더 스트립(38)으로부터 결정된다. 당업자들에게 알려진 바와 같이, 프린트헤드(21)가 인쇄할 화상에 대응하는 컬러 및 농도를 형성하기 위해 특정 픽셀 위치(19)에 인접하게 위치할 때, 잉크 노즐과 관련된 가열 소자는 캐리지 스캔 동안에 인쇄 제어기(58)에 의해 동작하여 적절한 때에 각 프린트헤드(21)상에 각종 잉크 노즐을 선택적으로 가열한다(fire). 후술하는 바와 같이, 인쇄 제어기(58)는 노즐(70)을 선택적으로 가열하기 위해 프린트마스크(62-64)를 활용한다.
이제 도 5를 보다 상세히 참조하여 잉크 노즐(70)의 전형적인 장치를 고려하면, 노즐(70)은 논리적으로는 단지 일 열로 각 프린트헤드(21)를 따라 배치되지만, 노즐(70)은 물리적으로는 열 축을 따라 매우 근접한 간격이 가능하도록 수평적으로 엇갈리게 배치된다. 따라서, 본 명세서에 기술된 패턴을 얻기 위하여, 페이지를 가로지르는 스캐닝 움직임뿐만 아니라 프린트헤드(21)를 가로질러 엇갈리게 배치된 노즐을 고려하면서, 인쇄 매체(18)를 가로지르는 프린트헤드(21)의 스캐닝과 조심스레 동기화하도록 각종 노즐(70)을 선택적으로 및 신속히 다수 번 가열한다. 매체 전진 방향(8)으로 인치당 600 도트를 인쇄할 수 있는 프린터를 도 5에 구현시에, 각 컬러를 위한 프린트헤드는 300 노즐을 가진다. 물리적 열(74)에서 노즐 간의 간격이 1/300th 인치이지만, 엇갈리게 배치된 노즐(72) 간의 간격은 1/600th 인치이다. 따라서, 노즐은 1/2 인치의 매체 전진 방향(8)으로 최대 높이를 가지는 매체(18) 상에 스와스를 증착시킬 수 있다. 연속된 288개의 노즐 지대를 남겨둔 채, 서로에 대해 프린트헤드(21)의 정렬을 위해 프린트헤드의 상부 및 하부에서 6개의 노즐(노즐 #1 내지 #6 및 #295 내지 #300)을 예약한다. 정렬을 위하여, 이 사용가능한 지대는 당업자들에게 알려진 바와 같이 상향 또는 하향으로 선택될 수 있고, 따라서, 이러한 정렬은 본 명세서에 도시를 위하여 288 인쇄 노즐로서 노즐 #7 내지 #294로 표기하였는데 더 이상 이 정렬을 설명하지 않을 것이다. 본 발명은 본 명세서에 기술된 노즐 장치 또는 수로 제한되지 않는다.
프린터(10)를 보다 상세히 기술하기 전에, 제한된 수의 컬러 잉크를 어떻게 조합하여 인쇄 컬러의 범위를 형성하는 지를 간략히 설명하는 것이 본 발명을 이해하는 데 도움이 된다. 본 발명에 따라서 프린터는 주로 세 가지 상이한 컬러 잉크를 사용하며, 이 컬러는 주 감 컬러인 심홍색, 청록색 및 황색이다. 이들 컬러가 조합하여 혼합 컬러, 예를 들면, 주가 컬러(additive primary colors)를 형성할 수 있는 데, 심홍색 및 황색은 적색을, 심홍색 및 청록색은 청색을, 청록색 및 황색은 녹색을 형성할 수 있다. 당업자들에게 알려진 바와 같이, 각 컬러의 방울의 수를 변경함으로써 상이한 컬러 범위를 인쇄할 수 있다. 본 발명은 주된 세 가지 감 컬러를 사용하는 프린터로 제한되지 않는 데, 컬러의 소정 집합 및 컬러의 수를 조합하여 적절한 인쇄 화상을 형성할 수 있다. 예를 들면, 소정 프린터는 주된 감 컬러 및 검정색보다는 컬러 화상을 인쇄하기 위하여 적어도 2개의 상이한 컬러 잉크의 다수의 상이한 명암 또는 휘도(채도)를 사용한다. 그러나, 설명을 위하여, 본 발명은 이후로부터 주된 세 감 컬러만을 참조하여 설명할 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도트상 도트 인쇄시에, 적어도 2개의 상이한 컬러의 각각의 적어도 한 방울이 매체(18) 상의 동일한 물리적 위치(40)에 증착된다. 이들 컬러는 위치(40)에서 혼합되어 혼합 컬러를 형성한다. 반대로, 도트옆 도트 인쇄시에, 컬러 잉크는 매체(18) 상에 인접한 위치에 증착되고, 인간의 눈은 일정 거리로부터 볼 때 이들 컬러를 혼합하여 인지한다. 그러나, 도트옆 도트 인쇄시에조차, 소정의 실제 컬러의 오버레이가 발생하고, 그렇지 않은 경우, 픽셀의 코너에 남아있는 인쇄되지 않은 화이트 공간으로 인하여 인쇄 품질이 떨어질 것이다. 도트옆 도트 인쇄시에 컬러의 오버레이를 설명하기 위하여, 한 컬러 잉크를 위치(42)에 증착시키고, 상이한 컬러를 위치(44)에 증착시키면, 두 잉크가 혼합된 오버랩 영역(48)이 혼합 컬러를 포함한다. 잉크와 매체 사이의 상호작용이 없는 경우, 상이한 컬러 잉크 방울이 매체(18) 상에 증착되는 순서는 문제가 되지 않는다. 그러나, 잉크/매체 상호작용으로 인하여, 두 상이한 컬러 잉크가 조합하여 위치(40, 48)에 형성된 혼합 컬러는 각 컬러 방울의 증착 순서에 따라서 상이한 컬러 명암 또는 색조를 가진다. 매체 상의 비교적 큰 두 영역이 동일한 혼합 컬러로써 인쇄되지만 각 영역이 상이한 방울 증착 순서, 색조 변화 또는 컬러 차를 가질 때, 두 영역들 사이는 특히 혼합 컬러의 보다 어두운 명암을 가지므로 상당히 눈에 띈다.
본 발명에 따르는 프린터의 캐리지(20)에서 프린트헤드(21)의 구성을 본 발명에서 개시하지는 않았지만 양방향 인쇄시에 전술한 색조 변화가 발생된다. 색조 변화의 이유는 전방(2) 또는 후방(4) 스캔시에 적어도 2개의 프린트헤드(21)의 노즐(70)이 프린터(10)로 하여금 캐리지(20)가 전방(2) 또는 후방(4)으로 인쇄할 매체(18) 영역 위를 이동하는 지의 여부에 따라 상이한 순서로 혼합 컬러의 잉크 방울을 증착시킬 수 있게 한다는 데 있다. 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면, 프린터(10)는 바람직하게 4가지 프린트헤드를 가지는 데, 청록색(21a), 심홍색(21b) 및 황색(21c)인 주된 감 컬러를 위한 각 프린트헤드와 검정 잉크를 포함하는 제 4 프린트헤드(21d)를 가진다. 당업자들이 잘 아는 바와 같이, 검정 잉크는 종종 심홍색, 청록색 및 황색을 조합하여 고질의 검정색을 만들어 내는 일이 어려움으로 인하여 검정색 영역을 인쇄하는 데 사용되며, 이 검정색은 또한 다른 컬러와 결합하여 컬러의 보다 깊은 명암을 인쇄시에 사용될 수 있다. 그러나, 예시를 간단히 하기 위하여, 검정색은 주로 후속된 설명에서 생략할 것이다. 도 6a의 바람직한 실시예에서 프린트헤드(21a-21d)의 노즐(70)은 영역(27a)에서 인라인으로 및 완전히 오버랩한다. 도 6b의 다른 구성에서, 프린트헤드(21a-21d)의 노즐(70)은 부분적으로 하나씩 오프셋되므로, 따라서 영역(27b)에서만 오버랩되므로, 영역(27b) 외부 영역은 각 전방(2) 또는 후방(4) 스캔시에 단지 하나의 프린트헤드의 노즐에 의해서만 통과된다. 영역(27a, 27b)에서, 프린트헤드(21a-21d)를 운송하는 캐리지(20)가 매체(18)의 에지로부터 전방 스캔(2)으로 이동함에 따라, 황색 프린트헤드(21c)는 심홍색 프린트헤드(21b) 전에 선택된 위치(19)에 대한 인쇄 위치로 이동될 것이며, 그 다음에, 청록색 프린트헤드(21a) 전에 위치로 이동된다. 따라서, 예를 들면, 선택된 픽셀(19)이 혼합 컬러인 청색으로써 인쇄되는 경우, 청록색 잉크가 심홍색 잉크 이전에 픽셀(19) 상에 증착될 것이다. 후방 스캔(4)시에, 프린트헤드가 선택된 픽셀(19)을 만나는 순서가 역이 되고, 청록색 잉크는 심홍색 잉크 전에 증착될 것이다. 그러나, 후속하여 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 본 발명에서 인쇄 제어기(58)는 각 잉크 컬러를 위한 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)를 위해 사용되는 마스크 패턴을 통해 색조 변화를 최소화한다.
이제 바람직한 실시예의 인쇄 매체 전진 메카니즘(17)을 보다 상세히 설명하면, 인쇄 매체 전진 메카니즘(17)은 전방(2) 또는 후방(4)으로의 각 단일 스캔 후에 인쇄 매체(18)를 전진시킨다. 화상 스와스를 충분히 인쇄하는 데 필요한 모든 방울보다 적은 방울을 단일 전방 또는 후방 스캔으로 증착하면, 당업자들이 아는 바와 같은 번짐(bleeding), 밴당(banding) 및 종이 구겨짐(paper cockling) 등을 피할 수 있다. 따라서, 매체(18)는 인쇄된 스와스의 1/2 높이 만큼 매체 전진 축(8)을 따라서 전진하며, 다음 스캔은 반대 방향으로 진행된다. 처리량을 최적화하기 위하여, 픽셀 화상 위의 제 2 패스는 이를 충분히 인쇄하는 데 필요한 나머지 잉크 방울을 증착시킬 것이다. 인쇄 매체를 전진시키기 위한 전자기계적 메카니즘은 당업자들이 잘 아는 바이므로 더 이상 설명하지 않을 것이다. 도 7을 참조하여 설명하는 바와 같이, 매체 상에 인쇄된 제 1 및 마지막 서브스와스의 특별한 경우를 무시하면, 매체 전진 메카니즘(17)의 동작의 결과로 매체(18) 상에 일련의 교번하는 서브스와스(80a-80b)가 찍혀지고, 각 서브스와스(80a-80b)의 높이(82)는 사실상 영역(27a)의 1/2 높이와 동일하다. 각 서브스와스(80a)에서 잉크 방울은 전방 스캔(2) 후에 후방 스캔(4)으로 배치되고, 반면에, 각 서브스와스(80b)에서 잉크 방울은 후방 스캔(4) 후에 전방 스캔(2)으로 배치된다. 각 잉크 컬러를 위한 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)를 위해 사용되는 마스크 패턴은 서브스와스(80a, 80b) 사이에 발생되는 색조 변화를 최소화시킨다. 바람직한 실시예가 스캔 간에 1/2 높이 매체 전진으로써 서브스와스를 충분히 잉크를 묻히기 위하여 두 스캔을 사용하는 반면에, 본 발명에 따르는 다른 실시예는 서브스와스에 충분히 잉크를 묻히기 위하여 둘 이상의 스캔을 사용할 수 있다. 또한, 다른 실시예는 스캔 간의 다른 거리만큼 매체를 진행시킬 수 있지만, 소정 스캔 후에는 매체를 전혀 전진시키지 않는다.
도 4를 참조하여 인쇄 제어기(58)를 보다 상세히 기술하면, 이는 화상을 인쇄하는 데 매체(18) 상에 상이한 컬러 잉크 방울을 증착시키는 공정으로 전형적으로 발생되는 화상 데이터의 다양한 변형을 설명하는 데 유용하다. 화상 데이터는 화상 발생 시스템(52)에 의해 발생되며, 컴퓨터 시스템상에 사용자에 의해 생성되는 텍스트 및/또는 그래픽, 그리고/또는 스캐너 또는 디지털 카메라와 같은 또 다른 소스로부터 도출되는 화상을 포함할 수 있다. 화상 데이터는 처음에, 이 각종 데이터 포맷 중에 소정 포맷 또는, 주로 특정한 인쇄 장치의 특성에 독립적인 컴퓨터 그래픽 언어로써 저장될 수 있지만, 인쇄에 앞서 컬러 변환기(53)에 의해 청록색, 심홍색 및 황색(CMY)(그리고 검정색)을 위한 개별 픽셀 평면으로 변환된다. 각 픽셀 집합(평면당 하나)은 프린터의 인치당 도트 인쇄 해상도에 대응하는 화상의 일부를 나타내며, 각 픽셀은 다수의 비트, 전형적으로 8 내지 36 비트를 사용하여 각 컬러 평면에 농도를 표시한다. 현재 잉크젯 프린터는 전형적으로 단지 각 컬러를 위해 픽셀 당 2 내지 16 레벨의 농도를 재생할 수 있으므로, 렌더러(renderer)(54)는 프린터의 능력과 매칭하도록 화상 데이터를 감소시키기 위하여 화상 데이터 중간톤이 되게 한다. 바람직한 실시예에서, 프린터(10)는 각 픽셀 위치에서 세 가지 상이한 농도, 다크(dark)(픽셀 당 컬러당 최대 4방울), 라이트(light)(픽셀 당 컬러당 한 방울), 및 화이트(white)(방울이 인쇄 안 됨) 중의 하나를 인쇄할 수 있다. 따라서, 각 픽셀을 위한 농도는 컬러당 2비트로 감소되어야 한다. 가변 농도의 픽셀을 신중히 배치함으로써, 하프토닝 알고리즘(halftoning algorithm)은 인간의 눈에 의해 인지되는 농도(컬러 깊이)의 범위를 상당히 증가시킬 수 있으며, 인쇄된 포토그래프와 같은 복잡한 화상이 사실적으로 인쇄될 수 있게 한다. 하프토닝의 각종 알고리즘은 당업자들에게 잘 알려져 있으므로, 이후로부터 이 처리를 더 이상 설명하지 않을 것이다.
일단 렌더링이 완료되고 각 픽셀이 프린터(10)의 능력과 매칭되는 포맷으로 변환되면, 인쇄 제어기(58)는 각 프린트헤드(21)를 위한 각 농도에 대해 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)에 의해 명시된 마스킹 패턴을 사용하여 프린트헤드(21)의 각 스캔으로 잉크 방울이 인쇄되게 제어한다. 각 서브스와스가 화상을 완전히 형성하도록 다수의 패스로써 인쇄됨에 따라, 각 패스의 부분적 잉크 패턴이 결합한다. 각 스캔시에 각 프린트헤드의 각 농도 레벨에 사용되는 특정한 부분적 잉크 패턴의 결합 및, 하나의 충분히 잉크가 묻혀진 화상으로 이들 패턴을 합하는 방식은 "인쇄 모드"로서 알려져 있으며, 인쇄 제어기(58)에 의해 수행되는 동작열은 "인쇄 모드 발생"으로서 참조된다.
인쇄 모드 발생 처리를 거론하기에 앞서, 먼저 프린터(10)의 인쇄 해상도라는 점에서 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)를 보다 상세히 기술하는 것이 도움이 될 것이다. 이러한 점에서, 바람직한 실시예에 따르는 프린터(10)는 인치당 600 ×600 도트(dpi) 화상으로서 처리하며, 매체 전진 (수직) 방향(8)으로 인치당 600 도트, 전방 스캔(2) 및 후방 스캔(4)(수평)으로 인치당 1200 도트인 해상도를 가지도록 이들 화상을 인쇄한다. 따라서, 프린터는 인쇄 매체(18) 상의 600 ×600 dpi 픽셀 위치(19) 내에 전방 스캔(2)으로 각 프린트헤드(21)로부터 두 잉크 방울까지 증착시킬 수 있고, 후방 스캔(4)으로 각 프린트헤드(21)로부터 두 방울까지 증착시킬 수 있다. 프린터는 600 ×600 dpi 픽셀 위치(19)를 포함한 두 1200 ×600 dpi 서브픽셀중의 상이한 서브픽셀에 각 두 방울을 증착시킬 수 있다. 바람직한 실시예에서, 전방 스캔(2) 및 후방 스캔(4)으로 각 픽셀 위치(19)를 횡단하므로, 특정한 컬러 잉크의 최대 총 4 방울이 픽셀 위치(19)에 인쇄될 수 있다. 라이트 농도 픽셀을 인쇄시에 각 잉크 컬러의 단지 한 방울이 각 600 ×600 dpi 픽셀 위치(19)에 매체(18) 상에 증착될 수 있는 반면에, 다크 농도 픽셀을 인쇄시에는 다수의 방울을 증착시킬 수 있다. 종래기술에서와 같이 각 위치(19)에서 두 상이한 컬러 잉크의 각각의 4 방울을 일정하게 인쇄함으로써 혼합 컬러를 형성하는 경우, 전술한 바와 같이 혼합 컬러로써 인쇄되는 교번하는 서브스와스(80a, 80b) 사이에 색조 변화가 발생된다.
대조적으로, 본 발명은 컬러당 고정된 수(예를 들면, 4)의 방울 보다는 컬러당 가변적인 수(2 내지 3)인 방울로써 각 600 ×600 dpi 픽셀 위치(19)의 다크 농도 컬러를 인쇄하는 각 상이한 컬러를 위한 프린트마스크 패턴을 사용한다. 또한, 각 컬러 잉크의 방울은 각 픽셀 위치(19) 내에서 두 1200 ×600 dpi 서브픽셀의 각각들 사이에 유리하게 배정되어 색조 변화를 감소시킨다. 더욱이, 1200 dpi 서브픽셀들간에 방울의 배치 및 방울의 수는 프린트마스크의 상이한 셀들간에 다양하며, 전방 스캔 및 후방 스캔시에 상이하다. 또한, 프린트마스크는 상이한 컬러 잉크를 위한 상이한 마스크 패턴을 가진다. 프린터(10)의 이들 모든 양상이 결합하여 본 발명에 따라서 프린터로써 인쇄되는 서브스와스(80a, 80b) 사이에 인지되는 색조 변화를 최소화시킨다. 본 발명에 따라서, 종래기술에서와 같이 반대되는 패스 상에 노즐의 상부 및 하부 그룹을 마스크를 제거하여 발생되는 바와 같은 색조 변화 문제를 해결하기 위해 처리량을 타협할 필요가 없다.
도 8a-8c를 참조하면 각 컬러 잉크를 위한 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)를 보다 잘 이해할 수 있을 것이다. 각 프린트마스크(62, 64)는 2차원 배열의 프린트마스크 셀로 구성되며, 각 프린트마스크 셀(대표적인 하나를 참조번호(102)로 표시)은 캐리지 스캔 동안에 600 ×600 dpi 픽셀의 인쇄를 제어한다. 각 프린트마스크 셀(102) 내에는 두 마스크 값(104)이 있으며, 각 마스크 값은 각 대응하는 600 ×600 dpi 화상 픽셀을 위해 전방 스캔(2) 및 후방 스캔(4)으로 매체(18) 상에 인쇄가능한 두 1200 ×600 dpi 서브픽셀중의 하나를 제어한다. 도 8a-8c에 사용되는 용어에서, "X"가 마스크 값(104)을 나타내는 경우에, 잉크 방울은 화상 픽셀이 이 컬러를 위한 다크 농도를 가지는 경우에 위치(19)의 적절한 서브픽셀에서 매체(18) 상에 증착될 것이다. 반대로, "X"가 표시되지 않은 경우, 방울은 인쇄되지 않을 것이다.
각 프린트마스크(62, 64)의 집합은 함께 각 컬러 잉크의 다크 농도를 위한 전방 마스크 패턴(106) 및 후방 마스크 패턴(107)과 같은 프린트마스크를 위한 마스크 패턴을 정의한다. 전방 마스크 패턴(106)은 전방 스캔(2) 동안에 인쇄를 제어하는 데 사용되고, 후방 마스크 패턴(107)은 후방 스캔(4) 동안에 인쇄를 제어하는 데 사용된다. 상이한 마스크 패턴(108, 109)은 각 컬러 잉크의 라이트 농도 레벨을 위해 사용된다(화이트 농도 레벨은 잉크 방울이 인쇄되지 않은 특별한 경우이다). 전방 마스크 패턴(106) 및 후방 마스크 패턴(107)의 각각은 노즐(76)의 상부 부분을 위한 마스크 부패턴(110) 및, 노즐(78)의 하부 부분을 위한 마스크 부패턴(112)으로 더 분할된다.
바람직한 실시예에서, 상부 부분(76)은 144개의 노즐 #7 내지 #150로 구성되고, 하부 부분(78)은 144개의 노즐 #151 내지 #294로 구성된다. 상부 부분(76) 및 하부 부분(78)의 모두에서 동일한 수의 노즐을 가지므로 144개의 노즐의 매체 전진 방향(8)으로의 높이에 대응하는 거리의 전방 스캔(2) 및 후방 스캔(4) 후에 규칙적인 인쇄 전진을 위해 동일 크기의 서브스와스를 생성한다. 따라서, 바람직한 실시예에서, 마스크 부패턴(110, 112)은 매체 전진 방향으로 단지 4 픽셀의 높이를 가지며, 마스크 부패턴(110, 112)은 노즐(76, 78)의 모든 대응하는 부분을 제어하기 위해 36번 복제된다. 유사하게, 바람직한 실시예에서 마스크 부패턴(110, 112)은 단지 스캔 방향으로 4 픽셀의 폭을 가지지만 인쇄 매체는 스캔 방향(2, 4)으로 인치당 600 픽셀을 가지므로, 캐리지(20)가 매체(18) 상에 다양한 픽셀 위치(19) 위에 프린트헤드(21)를 운송함에 따라 부패턴(110, 112)은 스캔 동안에 필요한 만큼 반복된다.
또한, 본 발명은 상부 부분(76) 및 하부 부분(78)에 배치된 노즐의 수 및 매체가 전방 스캔(2) 및 후방 스캔(4) 후에 전진하는 거리가 동일하지 않은 불규칙 인쇄 전진 모드를 가지는 프린터에 사용될 수 있다. 이러한 상황에서, 마스크 부패턴(110, 112)은 각 그룹에서 노즐의 총 수를 포함하는 데 필요한 만큼 복제된다. 바람직한 실시예에서, 노즐의 상부 부분(76) 및 하부 부분(78)을 위한 각 마스크 부패턴(110, 112)은 4 ×4 행렬이지만, 본 발명은 이 크기의 행렬로 제한되지 않으며 또한 스캔(2, 4)시에 치수 및 매체 전진 방향(8)이 동일한 행렬로 제한되지 않는다.
이제, 도 9를 참조하여 인쇄 모드 발생 처리를 보다 잘 이해할 수 있도록 설명하면, 본 발명의 따르는 인쇄 모드 발생은 프린트헤드(21)의 각각에 포함된 컬러 잉크를 위한 전방 프린트마스크(62)를 인에이블링함으로써(단계 91) 시작된다. 다음, 캐리지(20)는 전방 스캔(2)으로 스캔을 시작한다(단계 92). 캐리지(20)가 전방으로 스캔함에 따라, 인쇄 제어기(58)는 각 프린트헤드(21)의 스캔 방향의 위치를 추적한다. 스캔이 전방으로 진행됨에 따라, 인쇄 제어기(58)는 각 프린트헤드(21)의 노즐이 현재 인쇄 위치에 있는 동안에 픽셀 위치(19)를 검출하고, 렌더링된 화상 데이터로부터 각 이러한 픽셀 위치(19)를 위한 대응하는 컬러 잉크의 농도 레벨을 결정한다(단계 93). 농도가 다크 또는 라이트인 경우, 그리고, 프린트마스크(62)에서 대응하는 프린트마스크 셀(102)의 마스크 값(104)이 이 픽셀 위치(19)에서 인쇄를 가능하게 하는 경우, 제어기(58)는 이 위치(19)상에 잉크를 증착시키기 위해 대응하는 노즐을 가열시킨다.
전방 스캔이 완료되면, 인쇄 매체(18)는 후방(4)으로 인쇄하기 전에 단지 잉크 노즐 배열에 대응하는 스와스의 높이만큼 전진한다(단계 94). 바람직한 실시예에서, 매체는 1/2 스와스 높이 만큼 전진하고, 이는 144 노즐의 높이에 대응한다. 그러나, 다른 실시예에서, 스와스는 완전한 스와스 높이 간의 양만큼 전진할 수 있거나 전혀 전진하지 않을 수 있다.
후방 스캔(4)시에 동작은 전방 스캔(2)에서의 동작과 유사하다. 후방 프린트마스크(64)를 인에이블하고(단계 95), 캐리지(20)가 후방 스캔(4)으로 스캔하기 시작하고(단계 96), 인쇄 제어기(58)는 후방 프린트마스크(64)에 의해 좌우되는 바와 같이 렌더링된 화상에 대응하는 잉크 방울을 증착시키기 위해 스캔 동안에 잉크 노즐을 가열시키고(단계 97), 인쇄 매체(18)를 전진시킨다(단계 98). 스와스가 단계(98)에서 전진되는 양은 인쇄 전진이 규칙적인지 혹은 불규칙적인지에 따라 동일하거나 혹은 상이할 수 있다.
화상 데이터가 완전히 인쇄된 경우에(단계 99), 인쇄 모드 발생은 종료된다. 그렇지 않으면, 또다른 전방 스캔이 단계(91)에서 시작할 것이다. 매체상에 인쇄되는 제 1 및 마지막 스와스인 경우, 종이 전진 및 노즐 가열은 인쇄의 개시 및 중지를 보상하기 위해 조정될 것이다(도시되지 않음). 이 보상 방법은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 더이상 설명하지 않을 것이다.
도 10은 4 스캔을 인쇄하기 위해 도 9에서 기술된 인쇄 모드 발생 처리를 수행한 결과를 개략적으로 도시한다. 전방 스캔(2)시에 스캔 #1 및 #3이 발생되고, 후방 스캔(4)시에 스캔 #2 및 #4가 발생된다. 5개의 인쇄된 서브스와스(A 내지 E)가 도시되어 있다. 청록색 프린트헤드(21a), 심홍색 프린트헤드(21b) 및 황색 프린트헤드(21c)가 도 10에 도시된 순서대로 프린터에 배열되고, 예를 간단히 하기 위하여 상부 노즐 그룹(76a) 및 하부 노즐 그룹(78a)의 각각이 4개의 노즐만을 가진다고 가정시에, 각 프린트헤드는 다음 프린트헤드가 도달하기 전에 서브스와스에서 모든 32 인쇄가능한 위치위를 완전히 지나간다. 도 10에 도시된 잉크 방울의 수는 각 패스시에 각 컬러의 노즐 그룹으로서 인쇄될 수 있는 최대 방울의 수를 표시하고, 각 픽셀에 실제로 인쇄되는 각 컬러의 방울 수는 인쇄할 화상 데이터의 컬러 및 농도에 의존한다.
서브스와스 B(120)는 전방 스캔(2)에 이어 후방 스캔(4)으로 인쇄된다. 전방(2) 스캔 #1시에, 최대 22 방울의 황색, 그 뒤 20방울의 심홍색, 마지막으로 32 방울의 청록색이 하부 노즐(78a)로부터 전방 스캔시에 "X"로 표시된 위치인 32 위치로 증착될 수 있고, 하부 노즐 프린트마스크는 각 컬러를 위한 것이다. 후방(4) 스캔 #2시에, 최대 10 방울의 청록색, 그 뒤에 20 방울의 심홍색, 마지막으로 22 방울의 황색이 상부 노즐(76a)로부터 후방 스캔에서 "X"로 표시된 32 위치로 증착될 수 있고, 상부 노즐 그룹 프린트마스크는 각 컬러를 위한 것이다.
비교하면, 서브스와스 C(122)는 후방 스캔(4) 후에 전방 스캔(2)으로 인쇄된다. 후방 스캔은 서브스와스 B의 후방 스캔과 동시에 발생된다. 후방(4) 스캔 #2시에, 최대 20 방울의 청록색, 그뒤에 10 방울의 심홍색, 마지막으로 12 방울의 황색이 하부 노즐(78a)로부터 후방 스캔으로 "X"로 표시된 32 위치로 증착될 수 있고, 하부 노즐 그룹 프린트마스크는 각 컬러를 위한 것이다. 전방(2) 스캔 #3시에, 최대 32 방울의 황색, 그 뒤에 32 방울의 심홍색, 마지막으로 12 방울의 청록색이 상부 노즐(76a)로부터 전방 스캔으로 "X"로 표시된 위치인 32 위치로 증착될 수 있고, 상부 노즐 프린트마스크는 각 컬러를 위한 것이다. 각 컬러의 상이한 수의 잉크 방울 및, 32 가능한 위치 내에 이들 방울을 위치시키는 것은 각 컬러 잉크 방울의 증착의 상이한 순서를 기반으로 발생되는 색조 변화를 보상한다.
이제, 도 11a-11c를 참조하여 색조 변화를 최소화하기 위해 프린트마스크 간에 협력을 상세히 설명할 것인데, 인쇄할 렌더링된 600 ×600 dpi 화상 데이터는 다크 농도 청색의 풀 페이지로 구성된다고 가정한다. 다크 농도 혼합 컬러는 가장 심각한 색조 변화를 보여주는 경향이 있으며, 청색은 전형적으로 녹색 또는 적색 보다 심각한 색조 변화를 가진다. 다크 농도 청색은 다크 농도 청록색 및 다크 농도 심홍색을 조합함으로써 생성된다(소정 실시예에서 설명을 위하여 검정색 잉크 방울을 포함하는 것을 무시할 것이다). 도 11a는 서브스와스 B(120) 및 서브스와스 C(122)에 인쇄되는 다크 농도 청색을 개략적으로 도시한다. 각 인쇄된 화상 픽셀(124) 내에는 두 마스크 값(104)의 위치에 대응하는 두 칼럼(126)이 있다. 방울 증착 순서는 각 칼럼 내에 표시되며, 방울은 하부에 가장 먼저 증착되고, 상부에 가장 마지막으로 증착된다. M은 잠재적 심홍색 방울을 표시하고, C는 잠재적 청록색 방울을 표시하고, Y는 가능한 황색 방울을 표시한다. 실제로 증착된 방울은 둘러싸인다.
각종 프린트마스크 부패턴은 본 발명의 프린트마스크가 없을 시에 발생되는 색조 변화를 교정하기 위하여 실험적으로 결정되었다. 교정없이, 서브스와스 B는 심홍색 경향을 보여주며, 서브스와스 C는 청록색 경향을 보여준다. 그러나, 본 발명은 서브스와스 B에 단지 청록색 방울(128a)만을 포함하는 소정 인쇄 위치를 제공하거나 혹은, 청록색 방울이 심홍색 방울(130a) 위에 인쇄되게 하여 심홍색 경향을 감소시킨다. 유사하게, 서브스와스 C에 단지 심홍색 방울(128b)만을 포함하는 소정 인쇄 위치를 제공하거나 혹은, 심홍색 방울이 청록색 방울(130b) 위에 인쇄되게 하여 청록색 경향을 감소시킨다. 인쇄 위치(128a, 128b, 130a, 130b)의 협동 효과는 인접한 서브스와스의 혼합 컬러인 청색에 인지되는 색조 변화를 감소시키는 데 있으므로, 화상 내의 밴딩을 덜 인식하도록 만든다. 도 11b 및 도 11c는 도 11a에 관해 설명한 바와 동일한 원리를 사용하여 녹색 및 적색의 각각에서 인지되는 색조 변화를 감소시킨다. 도 11a-11c를 설명하기 위하여 2 패스 인쇄 모드로 본 발명의 원리를 설명하였지만, 본 발명은 서브스와스를 충분히 묻히기 위해 둘 이상의 패스를 사용하는 다중패스 인쇄 모드에도 적용될 수 있다.
당업자들에게 알려진 비색계 측정은 본 발명의 결과로 색조 변화가 감소되는 양을 명시한다. 예를 들면, 본 발명의 도 8a-8c의 마스크 패턴을 사용하여 다크 농도 혼합 컬러인 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 페이지를 인쇄하고 이를 본 발명의 이점없이 인쇄된 페이지와 비교시에, 상당히 개선되었음을 알 수 있다. 예를 들면, 컬러 정확성이 (청색 또는 녹색 보다는 종래의 마스크 패턴을 사용하여 덜 색조 변화를 보이는 경향이 있는) 적색인 경우에 대략 1.4의 비율만큼 개선될 수 있고, 청색의 경우에는 대략 3.6의 비율만큼 개선될 수 있다. 델타 H 및 색조 각에서도 유사하게 개선되었음을 분명히 알 수 있다.
도 2a 내지 도 2d에 개략적으로 도시된 바와 같이, 본 발명에서 잉크를 프린트헤드로 전달하기 위해 다수의 다른 장치를 사용할 수 있다. 각 프린트헤드(21)는 카트리지(32a-32d)에 수용된다. 카트리지(32a-32d)는 일 잉크 컬러를 위해 단지 하나의 프린트헤드(21)만을 포함할 수 있거나 혹은, 심홍색, 청록색 및 황색의 각각 위한 세 가지 프린트헤드를 포함하는 삼색 카트리지와 같이 다수의 컬러를 위해 다수의 프린트헤드를 포함할 수 있다. 다수의 프린트헤드는 단일 기판상에 혹은 상이한 기판상에 구성될 수 있다. 잉크는 상이한 방식으로 프린트헤드(21)에 공급될 수 있다. 도 2a에서, 잉크 저장 용기(38a)는 프린트헤드와 함께 프린트 카트리지(32a)내에 수용된다. 도 2b에서, 잉크 저장 용기(38b)는 프린트 카트리지(32b)로부터 착탈가능하지만 저장 용기(38b)는 캐리지(20)에 설치시에 프린트 카트리지(32b)에 부착된다. 도 2c에서, 프린트 카트리지(32c)는 잉크 저장 용기에 포함되지 않으며, 잉크는 튜브(39c)를 통하여 오프슈트(off-shute) 잉크 저장 용기(38c)로부터 대신 카트리지(32c)로 공급된다. 도 2d에서, 주 잉크 저장 용기(38d)는 유사하게 오프슈트되게 위치되며, 튜브(39d)를 통해 프린트 카트리지(32d)에 연결되지만, 프린트 카트리지(32d)는 또한 보조 저장 용기(38e)를 포함한다. 본 발명은 소정의 이들 카트리지 구성 및 잉크 전달 시스템과 함께 사용될 수 있으며, 프린트헤드(21)와 인쇄 매체(18)가 서로 상대적으로 움직이는 다른 설계 사항과 함께 사용될 수 있다.
전술한 내용으로 볼 때, 본 발명에 의해 제공되는 프린터는 본 기술분야에 상당한 진전을 나타내는 것을 알 수 있다. 잉크젯 프린터는 본 발명에 따라서 여전히 다중패스 양방향 인쇄의 모든 이점을 유지하면서 처리량을 감소시킬 필요없이 혹은 프린터의 제조 비용 또는 복잡도를 증가시킬 필요없이 구성될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 본 발명을 정적인 프린트마스크를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 다중패스 프린터의 소정 패스시에 소정 픽셀을 다루는 노즐을 제어하는 알고리즘 또는 동적으로 발생된 마스크에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 설명을 위하여 동일한 혼합 컬러의 인쇄 스와스를 참조하여 기술하였지만, 본 발명은 모든 종류의 화상 및 그래픽의 인쇄 품질을 개선시키는 것에도 널리 적용될 수 있다. 본 발명의 몇몇 특정한 실시예를 기술 및 예시하였지만, 본 발명은 기술 및 예시한 특정한 방법, 형태 및 장치로 제한되지 않는다. 본 발명은 특허청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (10)

  1. 양방향 잉크젯 프린터(10)를 이용하여 인쇄 매체(18) 상에 인쇄하기 위한 방법에 있어서,
    상기 프린터(10)에 있어서, 각각이 상이한 컬러 잉크를 가진 적어도 2개의 프린트헤드(21)를, 상기 프린트헤드(21)가 상기 인쇄 매체(18)를 횡단할 때 상기 적어도 2개의 프린트헤드(21)의 각각의 적어도 일부가 상기 인쇄 매체(18)의 동일 영역에 인접하게 순차적으로 위치되도록, 방향 설정하는 단계 - 상기 적어도 2개의 프린트헤드(21)가 전방 스캔 방향(2)으로 동일 영역에 인접하여 위치되는 순서는 후방 스캔 방향(4)에서의 순서의 역이 됨 - 와,
    상기 프린트헤드(21)를 상기 전방 스캔 방향(2) 후에 상기 후방 스캔 방향(4)으로 횡단시킴으로써 상기 인쇄 매체(18)의 제 1 영역(80a)에 혼합 컬러를 인쇄하는 단계와,
    상기 프린트헤드(21)를 상기 후방 스캔 방향(4) 후에 상기 전방 스캔 방향(2)으로 횡단시킴으로써 상기 인쇄 매체(18)의 제 2 영역(80b)에 상기 혼합 컬러를 인쇄하는 단계와,
    상기 프린트헤드(21)가 상기 전방 스캔 방향(2)으로 상기 인쇄 매체(18)를 횡단할 때(단계 92), 상이한 컬러 잉크를 증착시키는 순서를 관리하기 위하여 상기 적어도 2개의 프린트헤드(21)의 각각에 전방 프린트마스크(62)를 적용하는 단계(단계 91)와,
    상기 프린트헤드(21)가 상기 후방 스캔 방향(4)으로 상기 인쇄 매체(18)를 횡단할 때(단계 96), 상이한 컬러 잉크를 증착시키는 순서를 관리하기 위하여 상기 적어도 2개의 프린트헤드(21)의 각각에 후방 프린트마스크(64)를 적용하는 단계(단계 95)
    를 포함하고,
    상기 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)는 상기 혼합 컬러가 상기 제 1 영역(80a) 및 상기 제 2 영역(80b)에서 유사하게 나타나도록 증착 순서를 조절하는 협동 마스크 패턴을 가지는
    인쇄 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 매체(18)의 상기 제 1 영역(80a) 및 상기 제 2 영역(80b)은 다수의 픽셀 위치(19)를 더 포함하는 인쇄 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전방 프린트마스크(62) 및 상기 후방 프린트마스크(64)를 적용하는 상기 단계는,
    상기 제 1 영역(80a) 및 제 2 영역(80b)의 동일한 영역 내에 상기 다수의 픽셀 위치(19) 중의 상이한 위치에 증착되는 각 상이한 컬러 잉크의 양을 변경하는 단계를 더 포함하는 인쇄 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)를 적용하는 상기 단계는,
    상기 제 1 영역(80a) 및 제 2 영역(80b)의 동일한 영역 내에 상기 픽셀 위치(19)중의 상이한 위치에 상이한 컬러 잉크를 증착하는 순서를 변경하는 단계를 더 포함하는 인쇄 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 픽셀 위치(19)중에 선택된 위치는 적어도 2개의 서브픽셀(104)을 더 포함하고,
    상기 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)를 적용하는 상기 단계는,
    상기 적어도 2개의 서브픽셀(104)에 잉크를 증착하는 순서를 변경하기 위하여 상기 다수의 픽셀 위치(19)중에 선택된 각 위치의 적어도 2개의 서브픽셀(104) 간에 상이한 컬러 잉크 방울을 배정하는 단계를 더 포함하는 인쇄 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 프린트헤드(21)의 각각은 상기 전방 스캔 방향(2) 및 후방 스캔 방향(4)에 직교하는 인쇄가능한 스와스 폭(a printable swath width)을 정의하는 다수의 노즐을 가지며,
    상기 인쇄 매체(18)가 상기 스캔 방향(2, 4)으로 각각 횡단한 후에, 상기 스와스 폭의 일부와 동일한 거리만큼 매체 전진 방향(8)으로 상기 인쇄 매체(18)를 전진시키는 단계(단계 98)를 더 포함하는 인쇄 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 노즐을 적어도 2개의 노즐 그룹(76, 78)으로 분할하는 단계로서, 각 그룹은 상기 스와스 폭의 일부와 동일한 폭을 가지는 상기 단계와,
    상기 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)의 각각에 대하여, 상기 적어도 2개의 노즐 그룹(76, 78)의 각각에 상이한 마스크 패턴(110, 112)을 적용하는 단계
    를 더 포함하는 인쇄 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 픽셀 위치(19)의 각각에 증착되는 각 상이한 컬러 잉크의 양은 상기 제 1 영역(80a) 및 제 2 영역(80b) 중의 적어도 한 영역에서 상기 픽셀 위치(19)의 적어도 일부 간에 상이한 인쇄 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)를 적용하는 상기 단계는,
    각 상이한 컬러 잉크 프린트헤드(21)에 대해서, 상기 후방 스캔 방향(4)보다는 상기 전방 스캔 방향(2)으로 상이한 양의 잉크를 증착시키는 것을 인에이블(enable)하는 단계를 더 포함하는 인쇄 방법.
  10. 제 2 항에 있어서,
    각 프린트헤드(21)는 상부 노즐 그룹(76) 및 하부 노즐 그룹(78)으로 분할되는 다수의 잉크-분사 노즐을 더 구비하며,
    상기 전방 프린트마스크(62) 및 후방 프린트마스크(64)를 적용하는 상기 단계는,
    상기 하부 노즐 그룹(78)보다는 상기 상부 노즐 그룹(76)으로부터 상이한 양의 잉크를 증착시키는 것을 인에이블하는 단계를 더 포함하는 인쇄 방법.
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