KR100738367B1 - 고부피 페이지폭 인쇄를 위한 이미지 처리 - Google Patents

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Abstract

프린터(10)용 이미지 처리장치는 이미지 저장 포맷의 이미지 데이터를 받도록 배치된 프린트 엔진 컨트롤러(48)를 포함한다. 상기 프린트 엔진 컨트롤러는 상기 이미지 데이터를 적어도 초당 10억 픽셀의 속도로 처리하여 상기 데이터를 인쇄 데이터로 변환시키도록 배치된 데이터 처리 회로를 포함한다. 상기 프린트 엔진 컨트롤러는, 상기 데이터 처리 회로에 연결되어 작동하고 상기 인쇄 데이터를 프린트헤드(41)에 통신하도록 배치된 데이터 통신 회로(176)을 포함한다.
고부피, 페이지폭, 인쇄, 이미지, 처리

Description

고부피 페이지폭 인쇄를 위한 이미지 처리{PROCESSING OF IMAGES FOR HIGH VOLUME PAGEWIDTH PRINTING}
본 발명은 고부피 페이지폭 인쇄를 위한 이미지 처리에 관한 것이다. 보다 특정적으로는, 본 발명은 인쇄용 이미지의 처리방법, 이미지 처리장치 및 잉크젯 프린터에 관한 것이다.
고부피, 고해상도 인쇄는 한동안 와이드 포맷 프린터(wide format printer)의 제조업자들이 추구해온 목표였다. 와이드 포맷 프린터는 오랫동안 대중에게 유용하였다. 인기있는 와이드 포맷 프린터의 예들로는 휴렛 펙커드(HP) 1000/5000, HP 3000/3500, 엡손(Epson) 7000/10 000 및 그 밖의 다수가 있다.
이들 프린터들은 모두, 매체 상에 잉크를 침적(deposit)시키는 동안 인쇄 매체를 가로질러 가는 횡단형(traversing) 프린트헤드를 가진다. 본 출원인은, 이들 프린터들이, 특히 고해상도에서 더 빠른 인쇄속도를 얻기 위하여 그러한 프린터들의 디자인을 실용화하고자 시도될 때, 고유의 문제점에 시달린다고 믿고 있다.
높은 인쇄속도를 얻기에 있어서의 문제점의 중심은, 적절한 속도로 필요한 수의 잉크 도트(dot)들을 생성해낼 수 있는 프린트헤드를 얻는 능력이다. 또한, 정확한 인쇄를 위해서는, 가능한한 최소한의 인쇄 사이클 안에, 바람직하게는 하나의 인쇄 사이클 안에, 이미지의 열(row) 또는 띠(band)가 생성되는 것이 바람직하다. 따라서, 높은 인쇄속도를 얻기 위한 시도에 있어서 횡단형 프린트헤드가 사용되는 것은 바람직하지 않으며, 적절한 수의 잉크젯 노즐들이 도입되어 있는 단일 프린트헤드가 요구된다.
버블젯 프린트헤드라고도 일컬어지는 열형(thermal) 프린트헤드 및 압전형(piezoelectric) 프린트헤드가 한동안 유용하였다. 이것들은 지나친 열 축적(build up) 및 에너지 소비에 시달려 왔으며, 따라서, 페이지폭 구성(configuration)에 사용되기에는 적합하지 않다는 것을 본 출원인은 알아내었다. 그러한 프린트헤드들과 관련된 다수의 불리한 점들은 미국 출원 제09/526,504호에 개시되어 있다.
본 출원인은 1600dpi의 높은 해상도를 갖는 이미지를 생성할 수 있는 프린트헤드 칩을 개발해 왔다. 이들 칩들은 집적 회로 제작 기술(integrated circuit fabrication technique)들을 사용하여 제조된다. 이 칩들의 세부사항은 상기 참조된 출원들 및 특허들에서 제공된다. 본 출원인은 이들 프린트헤드 칩들이 와이드 포맷 프린터에 사용되기에 지극히 적합하다고 믿고 있다. 그 이유는, 그러한 칩들은 지극히 빠른 속도로 작동하기 때문인데, 이는 단일 칩에 요구되는 많은 수의 노즐 배열(nozzle arrangement) 및 그러한 칩들이 지극히 높은 사이클(cyclical) 속도로 구동될 수 있기 때문이다.
와이드 포맷 프린터에 있어서 그러한 프린트헤드 칩들의 효율적인 사용을 얻기 위해, 본 출원인은 많은 난관에 직면해 왔다. 본 출원인에 의해 규명된 하나의 특정적인 난관은, 정확한 인쇄를 얻기 위하여 그러한 프린트헤드 칩들 다수를 효율 적으로 제어하는 것이다. 이 제어는, 다수의 상기 프린트헤드 칩들에 의해 달성되는 인쇄의 물리적 속도에 상응하는 속도로 저장된 이미지를 처리할 수 있는 효율적인 이미지 처리 수단의 사용을 구비하여야만 한다.
본 발명의 첫번째 측면에 따르면,
이미지 저장 포맷의 이미지 데이터를 받는 단계;
상기 이미지 데이터를, 적어도 초당 10억 픽셀의 속도로 인쇄 데이터로 변환시키는 단계; 및
상기 인쇄 데이터를 프린트헤드에 통신하는 단계를 포함하여 이루어지는, 인쇄용 이미지 처리방법이 제공된다.
본 발명의 두번째 측면에 따르면,
이미지 저장 포맷의 이미지 데이터를 받도록 배치된 데이터 입력 수단;
상기 데이터 입력 수단과 연결되어 작동하며, 상기 이미지 데이터를 적어도 초당 10억 픽셀의 속도로 처리하여 인쇄 데이터로 변환시키도록 배치된 데이터 처리 수단; 및
상기 데이터 처리 수단과 연결되어 작동하며, 상기 인쇄 데이터를 프린트헤드에 통신하도록 배치된 데이터 통신 수단을 포함하여 이루어지는, 프린터용 이미지 처리장치가 제공된다.
본 발명의 세번째 측면에 따르면,
지지 구조체;
상기 지지 구조체에 위치한 플레이튼(platen);
연장 캐리어(elongate carrier); 및 상기 캐리어 상에 위치하고 프린트헤드를 함께 규정하는 다수의 프린트헤드 칩들을 포함하여 이루어지고, 상기 플레이튼과 프린트 어셈블리 사이의 인쇄 영역을 규정하도록 상기 플레이튼에 대해 상대적으로 위치하여 작동하는 프린트 어셈블리;
이미지 저장 포맷의 이미지 데이터를 받도록 배치된 데이터 입력 수단; 상기 이미지 데이터를 적어도 초당 10억 픽셀의 속도로 처리하여 인쇄 데이터로 변환시키도록 배치된 데이터 처리 수단; 및 상기 인쇄 데이터를 상기 프린트헤드에 통신하도록 배치된 데이터 통신 수단을 포함하여 이루어지고, 상기 프린트 어셈블리에 대해 상대적으로 배열되어 작동하는 이미지 처리장치; 및
상기 인쇄 영역을 통해 인쇄 매체를 공급하기 위하여 상기 지지 구조체 상에 위치한 공급 메커니즘을 포함하여 이루어지는 잉크젯 프린터가 제공된다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참고하여 실시예에 의해 본 발명이 설명될 것이다. 이하의 설명은, 상기 요약된 발명의 넓은 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명에 따른 프린터의, 역시 본 발명에 따른 이미지 처리장치를 도입한, 프린트 어셈블리의 인쇄 메커니즘의 일부의 개략적, 삼차원 도면이고;
도 2는, 도 1의 인쇄 메커니즘의 정면도(front view)이고;
도 3은, 도 1의 인쇄 메커니즘의 이면도(rear view)이고;
도 4는, 상기 프린터의 삼차원적, 외부도(external view)이고;
도 5는, 상기 프린터의 작동부(operative part)들의 개략적, 삼차원 도면이고;
도 6은, 상기 프린터의 개략적, 분해도이고;
도 7은, 상기 프린트 어셈블리를 도입한 상기 프린터의 일부분의 개략적, 측단면도이고;
도 8은, 상기 인쇄 메커니즘의 작동부분(operative portion)의 분해도이고;
도 9는, 상기 인쇄 메커니즘의 작동부분의 횡단면도이고;
도 10은, 상기 이미지 처리장치의 고수준(high-level) 블록 다이어그램이고;
도 11은, 상기 이미지 처리장치의 페이지 확장 유닛의 확장된 블록 다이어그램이고;
도 12는, 상기 페이지 확장 유닛을 도입한 상기 이미지 처리장치의 블록 다이어그램이고;
도 13은, 프린트헤드 칩의 노즐 배열의 하나를 보여주는, 상기 프린터의 상기 프린트 어셈블리의 프린트헤드 칩의 일부의 개략적, 삼차원 도면이고; 그리고
도 14는, 프린트헤드 칩을 도입한 프린트헤드 모듈의 개략적, 삼차원 도면이다.
도 4에 있어서, 참조번호 10은 일반적으로 본 발명에 따른 프린터를 지시한다.
프린터(10)는 프린트 어셈블리(14)를 기재 위에 지지하는 지지 구조체(12)를 가진다. 지지 구조체(12)는 이격된 발(spaced feet)(16) 한 쌍과 각각의 발(16)로부터 뻗어나온 다리(leg)(18)를 포함한다. 프린트 어셈블리(14)는 다리(18)들 상에 탑재되어 다리(18)들에 걸쳐진다.
매체 트레이(20)는 다리(18)들 사이에 위치한다. 매체 트레이(20)는, 종이(22)와 같은 적절한 인쇄 매체를 저장하도록 배치된다.
종이(22)는 매체 롤(166) 형태의 매체 공급 메커니즘으로부터, 프린트 어셈블리(14)를 통과하여, 테이크업 스풀(take up spool)(24) 상으로 공급된다. 이하에서 설명될 다양한 전자부품을 둘러싸기 위하여, 전자부 인클로저(electronics enclosure)(26)가 또한 다리(18)들 사이에 위치한다.
프린트 어셈블리(14)는, 손잡이(30)를 가진 리드(lid)(28) 및 전면 덮개(front cover)(32)를 포함한다. 리드(28) 및 전면 덮개(32)는 한 쌍의 말단 몰딩(34)들 사이에 위치한다.
프린트 어셈블리(14)는, 터치 스크린 네비게이션을 갖는 컬러 TFT LCD(36)를 또한 포함한다. 사용자가 프린트 어셈블리(14)의 작동을 정지시킬 수 있도록, 정지버튼(38)이 또한 제공된다.
프린트 어셈블리(14) 및 그 다양한 부품들은 나머지 도면들에 보다 상세히 나타나 있다.
도 1 내지 3에 있어서, 참조번호 40은 일반적으로 프린트 어셈블리(14)의 인쇄 메커니즘을 지시한다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 인쇄 메커니즘(40)은 구 분(segment)되어 있다. 특히, 인쇄 메커니즘(40)은, 대응하는 커넥터 블록(44)에 각각 연결된 9개의 인쇄회로기판(PCB)들을 포함하는, 본 발명에 따른 이미지 처리장치를 포함한다.
인쇄 메커니즘(40)은, 72개의 프린트헤드 모듈(46)을 갖는 프린트헤드(41)를 또한 포함한다. PCB(42) 각각이 8개의 프린트헤드 모듈(46)을 제어하도록 배치된다. 따라서, 9개의 PCB(42)가 제공된다. 프린트헤드 모듈(46)은 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다.
PCB(42) 각각은 프린트 엔진 콘트롤러(PEC)(48)를 포함한다. PEC(48)들 또한 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다.
PCB(42) 각각은, 메모리 칩 형태의, 보다 특정적으로는 64Mbit 외부 DRAM 칩(50) 형태의 메모리 저장장치를 또한 포함한다. DRAM 칩(50)은 이하에 기술된 방식으로 PEC(48)과 함께 작동한다.
또한, PCB(42) 각각은 품질인증(QA) 칩(52)을 포함한다. 적절한 QA 칩의 세부사항은 상기에서 참고한 미국 특허출원 제09/113,053호에 개시되어 있으며, 따라서 본 명세서에서는 개시되지 않는다. QA 칩(52)은 잉크의 무허가 재충전을 09/113,053에 기재된 방식으로 방지하며, 또한 프린터(10)과 함께 사용되는 인쇄 매체의 품질을 보증하는 것과 같은 그 밖의 기능을 수행한다.
맨 끝의 PCB(42)는, 직렬(serial) 데이터 케이블(56)이 PCB(42)들에 연결되도록 하는 직렬(serial) 커넥터(54)를 포함한다.
PCB(42) 각각은, 그것이 통합된 프린트헤드 모듈(46)에 연성 PCB(58)로 연결 된다.
인쇄 메커니즘(40)은, 말단 몰딩(34)에 위치한 한 쌍의 측면 몰딩(61) 사이에 뻗어있는 금속 섀시(60)를 포함한다. PCB(42)들은 섀시(60) 상에 탑재된다. 섀시(60)는 일반적으로 U자 모양의 단면을 가진다. 인바(Invar) 합금의 채널(62)은 섀시(60) 상에 위치한다.
플라스틱 물질의 섀시 몰딩(64)은 섀시(60) 및 채널(62)의 바깥면 상에 위치한다. PCB(42) 각각은 섀시 몰딩(64) 상에 탑재된다.
섀시 몰딩(64)은, 섀시 몰딩(64)의 바깥쪽 측면 상에 한 쌍의 홈(recess)(66)들을 규정한다. 홈(66)들은 섀시 몰딩(64)의 길이만큼 뻗어 있다. 버스바(busbar)(68)는 각각의 홈(66) 내에 위치한다. 버스바(68)들은 전력을 PCB(42)들에 공급하도록 배치된다.
잉크 저장 어셈블리(70)는 인바(Invar) 채널(62) 내에 위치한다. 잉크 저장 어셈블리(70)는 잉크 분배 배열(ink distribution arrangement)(72)을 포함한다. 프린트헤드 모듈(46) 각각은 개별 잉크 분배 배열(72) 상에 위치한다. 특히, 프린트헤드 모듈(46) 각각은, 필요한 경우 제거 및 대체가 가능하도록, 그 잉크 분배 배열(72) 상에 제거가능하게 탑재된다.
잉크 저장 어셈블리(70)는 복수의 잉크 저장 몰딩(76)들을 포함한다. 잉크 저장 몰딩(76) 각각은, 관련된 프린트헤드 모듈(46)에 대응된다. 잉크 저장 몰딩(76)들은 인바(Invar) 채널(62)의 끝에서 끝을 따라 그 안에 위치한다. 잉크 저장 몰딩(76) 각각은, 각각 다른 색의 잉크를 공급하는 복수의 연장(elongate) 잉크 채 널(74)들을 규정한다. 따라서, 유효한 연장 잉크 채널들은 인바(Invar) 채널(62)의 길이로 뻗어 있다.
말단 캡 몰딩(78)은 맨 끝의 잉크 저장 몰딩(76) 상에 위치한다. 말단 캡 몰딩(78)은 그 위에 규정된 복수의 커넥터(80)들을 가지며, 이들은, 말단 캡 몰딩(78)이 상기 맨 끝의 잉크 저장 몰딩(76) 상에 위치할 때, 개별 잉크 채널(74)들과 정렬한다. 커넥터(80)들은 잉크 호스 커넥터(82)와 연결가능하다. 잉크 호스 커넥터(82)는, 다시, 복수의 잉크 호스(84) 각각에 연결된다. 따라서, 호스(84) 각각은 개별 잉크 채널(74)과 유체연결되어 있다. 호스(84) 각각은 특정 컬러의 잉크를 잉크 저장 어셈블리(70)에 공급한다. 예를 들면, 호스(84)는, 각각 청록색(Cyan)(C), 자홍색(Magenta)(M), 노란색(Yellow)(Y) 및 검정색(K) 잉크를 이송할 수 있다. 이 경우, 4개의 호스(84)들이 제공된다. 또한, 저장 몰딩(76) 각각은 4개의 잉크 채널(74)들을 규정한다. 또한, 호스(84)는, 각각 청록색(Cyan)(C), 자홍색(Magenta)(M), 노란색(Yellow)(Y), 붉은색(Red)(R), 녹색(Green)(G) 및 파란색(Blue)(B) 잉크를 이송할 수 있다. 이 경우, 6개의 호스(84)들이 제공된다. 그러면, 또한 저장 몰딩(76) 각각은 6개의 잉크 채널(74)들을 규정한다. 6개의 다른 색의 잉크들 대신에, 6개의 호스(84)들은 CMYK와, 적외선(IR) 잉크 및 잉크들이 빨리 마를 수 있도록 고속인쇄용 고정제(fixative)(F)를 이송할 수 있다.
각 호스(84)가 잉크 용기(86)와 특정 잉크 채널(74) 사이에 연결되도록, 호스(84) 각각이 개별 잉크 용기(86)(도 5)에 연결된다. 호스(84)들은, 도 1에 나타낸 T자형 커넥터(94)로 그 개별 용기(84)에 연결된다.
프린트 어셈블리(14)는 개별 프린트헤드 모듈(46)에 대응하는 복수의 캡핑(capping) 장치(88)들을 포함한다. 캡핑 장치(88) 각각은, 잉크의 건조를 막기 위하여, 그 개별 프린트헤드 모듈(46)을 캡핑하는 기능을 하는 작동위치(operative position)와 잉크가 프린트헤드 모듈(46)로부터 배출될 수 있는 대기위치(inoperative position) 사이에서 위치를 바꿀 수 있다. 캠축(camshaft)(90)은 섀시(60) 안에 위치한다. 캠축(90)의 회전운동의 결과로 인해 캡핑 장치(88)가 작동위치와 대기위치 사이에서 상호운동할 수 있도록, 중계 부재(translating member)(92)가 캠축(90)과 캡핑 장치(88)를 상호연결한다.
캠축(90)은, 일반적으로 도 5의 96에서 지시된 적절한 모터로 구동된다.
프린트 어셈블리(14)의 보다 세부적인 사항은 도 7에 나타나 있다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 전면 덮개(32), 리드(28) 및 이면 덮개(98) 모두가 프린트 어셈블리(14)용 하우징(100)을 규정한다.
복수의 잉크 카트리지(102)가 리드(28)의 아래쪽에 위치한다. 잉크 카트리지(102) 각각은 상기 언급된 잉크들 중 하나를 저장한다. 잉크 카트리지(102) 각각은, 필요한 때에 대체될 수 있드록 한 쌍의 클립(104) 사이에 위치한다. 잉크 카트리지(102)가 클립(104) 사이에 끼워지면, 각각의 잉크 카트리지(102)와 개별 잉크 저장조(86)는 서로 유체연결된다.
상부 플레이튼(platen)(106)과 하부 플레이튼(108) 형태의 플레이튼 한 쌍은 하우징(100) 내에 위치한다. 프린트 어셈블리(14)를 통해 종이(22)를 옮기기 위하여, 상부 기본(primary) 롤러(110)와 하부 기본 롤러(112) 형태의 이격된 기본 롤 러 한 쌍이 제공된다. 상부 롤러(110)는 플레이튼들(106, 108)의 상부 말단에 위치하고, 반면에 하부 롤러(112)는 플레이튼들(106, 108) 사이에 위치한다. 롤러들(110, 112)은, 종이 한장(22)을 하부 플레이튼(108)의 안쪽 표면 및 상부 플레이튼(106)의 바깥쪽 표면 위로 연속하여 몰아가도록 배치된다. 따라서, 종이(22)는 상부 롤러(110) 위를 통과하며, 반면에 하부 롤러(112)는 종이(22)의 상향 및 하향 이동 부분 사이에 위치한다.
브러쉬(114)는 하우징(110)에 대해 피봇형식(pivotally)으로 116에 탑재된다. 브러쉬(114)는 상부 기본 롤러(110)에 대응하는 아치형 횡단 프로파일을 갖는다. 브러쉬(114)는, 종이(22)가 브러쉬(114)와 하우징(100) 사이를 통과할 수 있도록 하우징(100) 내에 위치한다.
핀치 롤러(118)는, 상부 기본 롤러(110)에 대해 지탱할 수 있도록 브러쉬(114)의 하류(downstream)에 위치한다. 따라서, 종이(22)가 브러쉬(114)와 상부 기본 롤러(110) 사이로부터 옮겨질 때, 핀치 롤러(118)는 측면운동에 대하여 종이를 유지한다.
상부 플레이튼(106)은 상부 인쇄 영역(120) 및 하부 절단 영역(122)을 규정한다. 갭(gap)(124)은 상부 및 하부 인쇄 영역(120, 122)들 사이에 규정된다. 복수의 스파이크 휠(spiked wheel)(126)은, 종이(22)와 하부 기본 롤러(112)가 맞물리도록, 갭(124)을 통해 부분적으로 수용된다. 스파이크 휠(126)을 제 위치에 유지시키기 위해, 크로스바(crossbar)(128)는 스파이크 휠(126)에 대하여 작동하도록 위치한다. 종이(22)가 상부 플레이튼(106)의 인쇄 영역(120)을 통과할 때, 적절한 인 장력이 종이(22)에 가해지도록 스파이크 휠(126) 및 핀치 롤러(118)가 배치된다.
섀시(60)와 채널(62)은 상부 플레이튼(106)의 인쇄 영역(120) 위에 위치한다. 필요할 때 섀시(60)와 채널(62)이 인쇄 영역(120)으로부터 이동될 수 있도록, 섀시(60)와 채널(62)은 이동(displacement) 메커니즘(129)에 연결된다. 특히, 섀시(60)와 채널(62)은, 프린트헤드 모듈(46)이 인쇄 영역(120)으로부터 인쇄에 적합한 거리만큼 떨어져 있는 작동 위치와, 종이(22)가 인쇄 영역(120)으로부터 배출될 수 있는 대기 위치 사이를 이동가능하다.
섀시(60)와 채널(62)은 적절한 금속부품(metalwork)(130)으로 핀치 롤러(118)에 연결된다. 또한, 섀시(60)와 채널(62)은 크로스바(128)에 연결된다. 따라서, 이동 메커니즘(129)이 작동하면, 핀치 롤러(118)와 스파이크 휠(126)은 섀시(60) 및 채널(62)과 함께 상부 플레이튼(106)으로부터 이동된다.
이동 메커니즘(129)은 캠축(132)과 배출기(pusher)(134)를 포함한다. 배출기(134)는, 캠축(132)이 회전할 때 섀시(60) 및 채널(62)이 앞쪽으로, 그리고 상부 플레이튼(106)의 인쇄 영역으로부터 멀리 이동되도록, 섀시(60) 및 채널(62)과 연결된다.
상부 유동(idler) 롤러(136)는, 종이(22)가 상부 플레이튼(106)과 상부 유동 롤러(136) 사이에 수용되도록, 상부 플레이튼(106) 위에 회전가능하게 탑재된다.
하부의, 용수철형(sprung) 유동 롤러(138)는, 하부 플레이튼(108) 내에 규정되어 있는 갭(140)을 통해 부분적으로 수용되도록 하부 플레이튼(108) 상에 탑재된다. 용수철형 유동 롤러(138)는 하부 기본 롤러(112)에 대해 지탱할 수 있도록 배 치되어 위치한다. 따라서, 종이(22)의 상향 이동 부분이 잡히고, 하부 기본 롤러(112)와 용수철형 유동 롤러(138) 사이를 통과한다.
프린트 어셈블리(14)는, 상부 플레이튼(106)의 절단 영역(122) 위의 하우징(100) 내에 탑재되는 절단 메커니즘(142)을 포함한다. 절단 메커니즘(142)은 종이(22)를 절단하기 위해 종이(22)를 횡단하는 절단기(146)를 포함한다. 절단 메커니즘(142)은, 절단기(146)가 절단 스트로크의 끝에 다다르면 멈출 수 있도록, 광학 센서(144)를 포함한다. 절단 영역(122)은, 절단기(146)와 함께 작동하여 종이(22)의 절단을 실행하는 절단 포메이션(148)을 규정한다.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 프린트 어셈블리(14)는 공기 임펠러(air impeller)(150) 및 공기 임펠러(150)를 구동하기 위한 모터(152)를 포함한다. 공기 임펠러(150)는 냉각 목적을 위해 하우징(100) 내에서 공기의 흐름을 발생시키는 역할을 한다. 하우징(100)을 통과하는 공기를 여과하기 위하여, 하우징(100) 내에는 공기 필터(153)가 또한 위치한다. 공기 임펠러(150)는 또한, 프린트헤드 모듈(46) 상의 먼지의 축적을 최소화하기에 충분한 정도의 공기 흐름을 발생시키는 역할을 한다.
도 6에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 기본 롤러(110, 112)들은 브라켓(156) 상에 탑재된 기어박스(154)에 연결된다. 기어박스(154) 및 브라켓(156)은 다리(18) 중 하나의 위에 위치하며, 말단 몰딩(34) 중 하나로 덮인다. 따라서, 기본 롤러(110, 112)들은 프린트 어셈블리(14)를 통하여 종이(22)를 몰고 가는 역할을 한다.
프린트헤드 브라켓(157)은 하우징(100) 내에 위치하며, 다리(18)들 사이로 뻗어 있다. 프린트헤드 브라켓(157)은 섀시(60) 및 채널(62)을 위한 지지 구조체를 제공한다. 프린트헤드 브라켓(157)은 또한, 상부 유동 롤러(136)를 위한 지지 구조체를 제공한다.
하우징(100)은, 종이(22)의 프린트 어셈블리(14) 내로의 투입 및 그로부터의 배출을 위한 개구부(opening)(158)를 규정하는 모양으로 되어 있다.공급(feed) 롤러(162)는, 다리(18)들 사이로 뻗어 있는 연결바(tie bar)(160) 상에 회전가능하도록 탑재된다. 공급 롤러(162)는, 종이가 프린트 어셈블리(14) 내로 공급될 때 종이(22)가 공급 롤러(162)를 거쳐 지나가도록 위치한다. 연결바(160)는 또한, 프린터(10)에 구조적 견고함을 제공하는 구조적 목적의 역할을 한다.
배출(discharge) 롤러(164)는 상부 플레이튼(106) 상에 회전가능하도록 탑재된다. 배출 롤러(164)는, 종이가 프린트 어셈블리(14)로부터 나올 때 종이(22)가 배출 롤러(164)를 거쳐 지나가도록 위치한다.
매체 롤(166) 및 테이크업 스풀(24) 양자 모두는, 각각 매체 롤 구동모터(168) 및 테이크업 스풀 구동모터(170)로 구동된다(도 5).
프린터(10)는, 전자부 인클로저(26) 내에 위치하는 전력공급 유닛(172)을 포함한다. 전력공급 유닛(172)은 110V 또는 220V 전원을 공급받도록 배치된다. 또한, 전력공급 유닛(172)은, 90Amps까지는 전력공급 유닛(172)으로부터 끌어올 수 있도록 배치된다. 전력공급 유닛(172)은, 부품들에게 필요한 작동 에너지를 공급하기 위한 각종 구동 모터와 같은 프린터(10)의 다양한 부품들과 전선(173)으로 연결된다.
프린터(10)는, 전자부 인클로저(26) 내에 또한 위치하는 ATX 모체기판(motherboard)(174)을 포함한다. 프린트헤드 인터페이스 카드(176)는 모체기판(174) 상에 탑재된다. 프린트헤드 인터페이스 카드(176)는 적절한 데이터 케이블(178)로 9개의 PCB(42)들에 연결된다. 따라서, 모체기판(174)으로부터 인터페이스 카드(176)로 공급되는 통상의 인쇄 데이터는 다양한 PCB(42)들에 의해 판독에 적합한 형태로 변환될 수 있다.
프린터(10)는 하드 드라이브 유닛(180)을 포함한다. 편리하게는, 하드 드라이브 유닛(180)은 40기가바이트의 용량을 가질 수 있다. 이는 인쇄될 이미지 전체의 저장을 가능하게 한다. 하드 드라이브 유닛(180)은 통상의 방식으로 모체기판(174)에 연결된다. 하드 드라이브 유닛(180)은 통상적인 하드 드라이브 유닛이며, 따라서 잘 알려진 JPEG 포맷과 같은 포맷으로 얼마든지 이미지들을 저장할 수 있다. 이미지 데이터가 하드 드라이브 유닛(180)으로부터 판독되는 방식 또한 통상적이다. 이하에서 개시하는 바와 같이, 본 발명에서 이용된 프린트헤드 기술의 결과로서, 이미지의 인쇄는 디지털 방식으로 제어된다. 따라서, 특별한 데이터 변환의 필요없이도, 특히, 디지털에서 아날로그 신호로 전환할 필요없이도, 하드 드라이브 유닛(180)으로부터 프린트헤드 인터페이스 카드(176)를 경유하는 PCB(42)로의 이미지 데이터의 전달이 일어날 수 있다.
인터페이스 카드(176)는 또한, 다양한 구동 모터들과 TFT LCD의 작동을 제어하기 위하여 모터 및 LCD 컨트롤러 PCB(182)와 연결된다. 그러한 제어의 세부사항은 상기에서 참고로 한 출원들에 개시되어 있으며, 따라서 본 명세서에서는 제공되 지 않는다. 모터 및 LCD 컨트롤러 PCB(182)는 차단(cut-off) 스위치(184)에 연결되고, 이것은 다시 정지 버튼(38)과 연결되어 프린터(10)를 멈출 수 있도록 한다.
도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 프린트헤드 모듈(46) 각각은 프린트헤드 칩(186)을 포함한다. 프린트헤드 칩(186)은 상기에서 참고로 한 출원/특허들에 기술된 프린트헤드 칩의 어떤 형태라도 띨 수 있다. 프린트헤드 모듈(46) 각각은, 그 내부에 프린트헤드 칩(186)이 위치한 캐리어(187)를 포함한다. 캐리어(187)는 프린트헤드 칩(186)과 관련된 연성 PCB(58)를 위한 적절한 연결 영역을 규정한다. 도 13은, 프린터(10)에서 사용하기에 적합한 프린트헤드 칩(186)의 일부에 대한 개락적인 다이어그램을 보여준다. 프린트헤드 모듈(46) 각각은, 온 칩 기준(on chip fiducial)(258)으로 알려진 것들을 포함한다. 온 칩 기준(258)은 근본적으로, 프린트 어셈블리(14) 내에서의 프린트헤드 모듈(46)들의 정확한 정렬을 가능하게 하기 위한 표지의 형태이다.
프린트헤드 칩(186)은 상기에서 참고로 한 미국 특허출원 제09/112,767호에 상세히 기술되어 있으며, 따라서 본 명세서에서는 그리 자세하게 설명되지는 않을 것이다. 그러나, 간단히 말하자면, 칩(186)은 웨이퍼 기재(188)를 포함한다. CMOS 드라이브 회로층(circuitry layer)(190)은 웨이퍼 기재(188) 상에 위치하며, 연성 PCB(58)에 연결된다.
복수의 노즐 배열(210)은 CMOS 드라이브 회로층(190) 상에 위치한다. 편의상, 그러한 노즐 배열(210) 중 하나를 도 13에 나타내었다. 프린트헤드 칩(186)은 웨이퍼 기재(188) 상에 있는 노즐 배열(210)의 다중 복제품(multiple replication) 을 포함하여 이루어진다. 상기에서 참고로 한 출원들 및 특허들에 개시된 바와 같이, 프린트헤드 칩(186)은 집적 회로 제조기술의 산물이다. 제품을 얻기 위한 부품의 복제는 그러한 제조기술에 있어서 잘 알려진 특징이다. 따라서, 프린트헤드 칩(186)은 칩 제조 분야의 당업자들에 의해 용이하게 이해될 수 있다.
노즐 배열(210) 각각은, CMOS 층(190)으로부터 나오는 구동 신호를 받기 위하여 CMOS 층(190) 상에 위치한 열굽힘 액츄에이터(thermal bend actuator)(192)를 포함한다. 특히, 열굽힘 액츄에이터(192)는, CMOS 층(190) 상에 탑재되어 CMOS 층(190)으로부터 뻗어나오는 지지 포스트(194)를 포함한다. 열굽힘 액츄에이터(192)는, 지지 포스트(194)에 고정되고 지지 포스트(194)로부터 뻗어나오는 액츄에이터 암(arm)(196)을 포함한다. 액츄에이터 암(196)은, 열팽창의 결과로서 MEMS 스케일 상에서 유용한 작업을 수행할 수 있는 정도의 열팽창 계수를 가지는 물질의 전기적 가열 회로의 형태인 가열층(198)을 포함한다. 가열층(198)은, 전기적 가열 회로를 규정하는 가열층(198)의 그것보다는 작은 열팽창 계수를 가지는 물질의 층(200) 위에 위치한다. 전류가 가열층(198)을 통과하면 액츄에이터 암(196)이 기재로부터 멀어지며 구부러지도록, 가열층(198)은 층(200)과 기재(188)의 중간에 위치한다.
노즐 챔버 월(wall)(202)들은 CMOS 층(190) 상에 위치한다. 루프(roof) 월(204)은 노즐 챔버 월(202) 상에 위치한다. 노즐 챔버 월(202)과 루프 월(204)은 노즐 챔버(206)를 규정한다. 루프 월(204)은 사용시에 잉크가 배출되는 잉크 배출 포트(208)를 규정한다.
패들 부재(paddle member)(212)는 액츄에이터 암(196) 상에 탑재되어 노즐 챔버(206) 내로 뻗어 있다. 패들 부재(212)는, 액츄에이터 암(196)의 이동시에, 상기에서 설명한 바와 같이, 잉크가 노즐 챔버(206)로부터 배출되도록, 노즐 챔버(206) 내에 배치되어 위치한다.
액츄에이터 암(196)은, 가열층(198)이 CMOS 층(190)으로부터 전기신호를 받을 수 있도록, 지지 포스트(194)를 통해 CMOS 층(190)에 연결된다.
드 3 및 9에서 알 수 있는 바와 같이, 프린트헤드 칩(186)은 인쇄 영역(120)의 길이 방향에 따른 직선에 대하여 각도를 가지며 각각 위치한다. 이는 인쇄의 연속성을 보장하기 위한 프린트헤드 칩(186)의 인접 말단에서의 중첩(overlap)을 측정하는 것을 가능하게 한다.
상기에서 참고로 한 미국 특허출원 및 특허들로부터, 상기 기술된 프린트헤드 칩들을 포함하는 페이지폭 프린트헤드는 84000개까지의 노즐 배열들을 구비할 수 있다는 것이 명확하다. 따라서, 프린트헤드 칩(186)을 사용하므로써, 프린트 어셈블리(14)는 200000개 이상의 많은 노즐 배열들을 가질 수 있다. 따라서, 인쇄 영역(120) 내에서 종이(22) 상에 200000개 이상의 도트(dot)들이 인쇄될 수 있다. 일 특정예에 있어서, 72개의 프린트헤드 칩(186)들은 552960개의 노즐 배열(210)들을 가진 57.6인치의 인쇄폭을 제공한다.
각 칩(186)의 노즐 배열(210)들은 엇갈린 방식의 두 줄로 나란히 위치한다. 따라서, 트루(true) 1600 dpi 인쇄가 프린트헤드 칩(186)으로 이루어질 수 있다.
프린트헤드 칩(186) 각각은 따라서 7680개의 노즐 배열(210)들을 포함한다. 노즐 배열(210)들 각각은, 요구가 있는 즉시 1-피코리터를 배출하도록 PCB(42)에 의해 독립적으로 제어된다. 사용된 집적 회로 제조기술은, 상기에서 참고로 한 출원들 및 특허들에 전적으로 기술되어 있는 초고비율 집적(Very Large Scale Integration)(VLSI) 기술에 기초한다. 사용된 제조기술의 결과로서, 노즐 배열(210)들 각각은 폭 32미크론에 불과할 수 있다. 이는 각 프린트헤드 칩(186)이 21㎟에 불과한 표면적을 갖도록 한다.
각 노즐 배열(210)의 특징은, 관련된 PEC(48)에 의해 80kHz까지의 사이클 속도로 구동될 수 있다는 것이다. 이것은 초당 216억개까지의 방울들로 인쇄하는 것을 가능하게 하는데, 이는 시간당 1600dpi로 75000평방피트를 제공하는 것이다.
각 프린트헤드 칩(186)은 연성 PCB(58)로 관련된 PCB(42)에 연결된다. 따라서, 연성 PCB(58) 각각은 관련된 프린트헤드 칩(186)의 CMOS 층(190)에 연결된다.
PEC(48) 각각은, 프린트헤드 인터페이스(176)로부터 압축된 페이지 이미지들에 관한 입력 데이터를 받는, 페이지 렌더링 어플리케이션 특정 집적회로(ASIC)이다. PEC(48)는, 2레벨(bi-level) 도트 데이터의 채널 6개까지에서 압축해제된 페이지 이미지들을 출력으로서 생성한다. 이 실시예에서, PEC(48) 각각은 8개의 프린트헤드 칩(186)들과 통신하는 것으로 이해될 것이다. 그러나, PEC(48) 각각은 16개까지의 그러한 프린트헤드 칩(186)들과 통신할 수 있다. 특히, PEC(48) 각각은, 15000줄/초의 속도로 6개까지의 컬러 채널에서, 16개의 프린트헤드 칩들에 어드레스할 수 있다. 따라서, PEC(48) 각각은, A3, A4 및 레터 페이지의 전면 블리드(bleed) 인쇄용 12.8인치 프린트헤드 폭을 허용한다.
PEC(48) 각각은 색 영역 불가지적(color space agnostic)이다. 이는, PEC(48)이 어떠한 색의 인쇄 데이터도 받아들일 수 있음을 뜻한다. PEC(48) 각각이, X가 선택적인 네번째 채널인 CMYX 또는 RGBX로서 콘톤(contone) 데이터를 받아들일 수 있는 반면, 그것은 또한 어떠한 인쇄 색 영역에서의 콘톤 데이터도 받아들일 수 있다. 또한, PEC(48) 각각은, 입력 채널에서 출력 채널로의 임의의 맵핑(mapping)을 위한 메커니즘을 규정하도록 배치된다. PEC(48)은 또한, 잉크 최적화를 위한 도트의 결합 및 얼마든지 다른 채널들에 기초한 채널들의 생성을 위하여 배치된다. 이 실시예에 있어서, 데이터 입력은 전형적으로 콘톤 인쇄용 CMYK에 기초하며, K는 2레벨 입력, 고정제 및 선택적인 다른 잉크이다. PEC(48)은 또한, 빠른 인쇄 적용을 위하여 고정제 채널을 생성하도록 배치된다.
PEC(48) 각각은, 해상도 불가지적이도록 배치된다. 이것은, PEC(48) 각각이 다양한 비율 인자를 사용하여, 입력 해상도와 출력 해상도 사이의 맵핑을 단순제공함을 뜻한다. 이 실시예에 있어서, 예상 출력 해상도는 1600dpi이다. 그러나, PEC(48)는 이 효과에 대한 아무런 데이터도 저장하지 않는다.
PEC(48) 각각은, 또한 페이지-길이 불가지적이도록 배치된다. PEC(48) 각각은 한 번에 하나의 인쇄 띠(band)를 작동하며, 페이지 하나는 띠들을 얼마든지 가질 수 있다. 따라서, "페이지"는 어떠한 타당한 길이라도 가질 수 있다.
PEC(48) 각각은, 본 발명에서 요구되는 바와 같이, 다른 PEC(48)들과 동조(synchronize)될 수 있도록, 인터페이스를 규정한다. 이것은 동시에 A3/A4/레터 이중(duplex) 인쇄를 하기 위한 단순 2-PEC 솔루션(simple two-PEC solution)을 허용한다. 이것은 또한, 각 PEC(48)가 페이지의 단지 일부만을 인쇄하는 책임을 지도록 하는 것을 허용한다. 동조화 기능을 부분 페이지 렌더링과 결합하는 것은, 동시 이중 인쇄, 와이드 포맷 인쇄, 상업적 인쇄, 전문가용 고 콘톤 해상도 인쇄 및 6개 이상의 잉크 채널이 요구되는 인쇄 어플리케이션을 포함하는 대체 인쇄 요구를 위하여, 다중 PEC들이 용이하게 결합되도록 허용하는 것으로 이해될 것이다.
이하의 표에 각 PEC(48)의 특징들 및 관련 잇점을 개시하였다.
[표 1] PEC의 특징 및 잇점
특징 잇점
하드웨어 내에 최적화된 인쇄 아키텍쳐 데스크톱 PC에서 30ppm 전면 사진급 컬러인쇄
0.18미크론 CMOS(>3백만개 트랜지스터) 고속, 저가, 고기능
초당 18억개 도트 지극히 빠른 페이지 생성
1600dpi에서 초당 15,000줄 초당 PEC 칩당 1.1 A4/레터 페이지
1개의 칩이 122,880개까지의 노즐 구동 저가의 페이지-폭 프린터
1개의 칩이 6개까지의 색 평면 구동 99%의 프린터가 페이지당 1개의 칩 사용가능
정교한 내부 메모리 버퍼링 및 캐싱 단지 1개의 외부 메모리 필요, 저가의 시스템이 됨
JPEG 확장 PC로부터의 저밴드폭, 프린터에서 저메모리 필요
무손실 비트평면(bitplane) 확장 PC로부터의 저밴드폭으로 고해상도의 텍스트 및 선도(예: USB 상)
넷페이지 태그 확장 인터랙티브 용지 생성
확률적(stochastic)으로 분산된 도트 디더링 광학적으로 부드러운 이미지 품질, 무아레(moire) 효과 없음
6개의 이미지 평면을 위한 하드웨어 컴포지터(compositor) 실시간으로 구성되는 페이지
사(dead)노즐 보충 프린트헤드 수명 및 효율 연장, 프린트헤드 비용 절감
색 영역 불가지 RGB, CMYK, 스팟, CIE L*a*b*, 헥사크롬, YCrCbK, sRGB 및 기타를 포함하는 모든 잉크세트 및 이미지 소스와 양립가능
색 영역 변환 보다 높은 품질/보다 낮은 밴드폭
컴퓨터 인터페이스 불가지 USB1, USB2, IEEE1394(Firewire), 이더넷, IEEE1284(Centronics)와 작업
변화가능한 페이지 길이 어떠한 페이지 길이도 인쇄(64km까지)
해상도에 있어 캐스캐이드 가능 어떠한 해상도라도 가능한 프린터
색 깊이에 있어 캐스캐이드 가능 예컨대 헥사크롬같은 특수 컬러세트 사용가능
이미지 크기에 있어 캐스캐이드 가능 어떠한 폭이라도 가능한 프린터
페이지에 있어 캐스캐이드 가능 프린터가 동시에 양면인쇄 가능
속도에 있어 캐스캐이드 가능 초고속 프린터 구성 가능
고정제 채널 데이터 생성 낭비없이 지극히 빠른 잉크 건조
보증 내장 납세 모델 보호
도트-바이-도트(dot-by-dot)에 기초한 언더컬러(undercolor) 제거 잉크 사용 절감
고속 작동을 위한 폰트(font) 불필요 폰트 교체 및 폰트 분실 없음
유연한 프린트헤드 배치 다수의 프린트헤드 배치가 한 종류의 칩에 의해 지지됨
멤젯™(Memjet™) 프린트헤드 직접 구동 프린터 드라이버 칩 불필요, 그 결과 비용이 낮아짐
도트 정밀 잉크 사용을 결정 잉크 카트리지 내의 물리적 잉크 모니터링 시스템에 대한 필요 제거
도 10에는 PEC(48)의 블록 다이어그램이 나타나 있다. PEC(48)은 고속 인터페이스(214) 형태의 마이크로 컨트롤러 인터페이스(214)를 포함하며, 이를 통해 외부 마이크로 컨트롤러(216)가 64Mbit DRAM 칩(50)에 기록할 수 있다. 고속 인터페 이스(214)는 PEC(48)의 데이터 입력 수단의 일부를 형성한다.
PEC(48)는 또한 저속 직렬 인터페이스(220) 형태의 컨트롤 회로 인터페이스를 포함하며, 이를 통해 마이크로 컨트롤러(216)가 PEC(48) 및 DRAM 칩(50)의 레지스터에 접근할 수 있다.
PEC(48)는 또한, 압축된 페이지에 관한 데이터를 받아 그것을 2레벨 도트들에 관한 데이터로 만드는 페이지 확장 유닛(PEU)(222) 형태의 페이지 확장 회로를 포함한다. 각 프린트헤드 모듈(46)의 프린트헤드 칩(186)과 직접적으로 통신하는 프린트헤드 인터페이스(226)를 위해, 주어진 인쇄 라인용 도트들을 포맷하는, 라인 로더(loader)/포매터 유닛(224) 형태의 라인 로더 및 라인 포매터 회로가 또한 제공된다.
알 수 있는 바와 같이, PEC(48)는 3가지의 기본 임무를 수행한다. 이것들은:
a) 저속 인터페이스(220)를 통한(또는 외부 DRAM 칩(50)으로부터 나오는) 레지스터 및 DRAM 접근 명령의 수용
b) 고속 인터페이스(214)를 통한 DRAM 기록 접근들(전형적으로 압축된 페이지 띠(band)들 및 레지스터 명령 블록들)의 수용
c) 외부 DRAM 칩(50)으로부터 나와 프린트헤드 칩(186)으로 가는 페이지 띠들의 렌더링(rendering)
이들 임무들은 독립적이다. 그러나, 그들은 외부 DRAM 칩(50)을 공유한다. 따라서, 중재가 필요하다. PEC(48)는, 페이지 띠들의 렌더링을 위해 요구되는 DRAM 접근이 항상 가장 높은 우선순위를 갖도록 배치된다.
PEC(48)는, PEC 레지스터를 읽고 쓸 수 있는, 그리고 단일 32비트 데이터 모음(chunk)에서 DRAM을 읽고 쓸 수 있는 수단을 외부 고객에게 제공하는, PEC 컨트롤러(228) 형태의 컨트롤 회로를 포함한다.
DRAM 칩(50)은 SDRAM 컨트롤러(234) 형태의 메모리 저장 컨트롤 회로에 연결된다. 다시, SDRAM 컨트롤러(234)는 DRAM 인터페이스 유닛(236) 형태의 메모리 저장 컨트롤 회로에 연결된다.
PEC(48)는 데이터 버스(230) 및 저속 직렬 버스(232)를 포함한다. SDRAM 컨트롤러(234) 및 DRAM 인터페이스 유닛(236)은 양자 모두 저속 직렬 버스(232)에 연결된다. PEC 컨트롤러(228)는 데이터 버스(230)에 연결된다. PEC 컨트롤러(228)는 또한, 저속 인터페이스(220)를 통해 저속 직렬 버스(232)에 연결된다. 고속 인터페이스(214), PEU(222) 및 라인 로더(loader)/포매터 유닛은 또한 데이터 버스(230)에 연결된다.
사용에 있어서, PEC(48)는 DRAM으로부터 페이지 띠들을 인쇄하기 때문에, 주어진 띠 B는, 인쇄가 시작될 수 있기 전에 고속 인터페이스(214)를 통해 DRAM 내로 로딩된다. 그 다음에, PEC(48)가 PEU를 통해 띠 B를 렌더링하는 동안, 띠 B+1은 DRAM에 로딩될 수 있다. 띠 B+1이 확장되고 인쇄되는 동안, 띠 B+2가 로딩될 수 있고, 계속 마찬가지이다.
이하의 표에, 상기 언급된 PEC(48)의 다양한 부품들을 간략하게 기재하였다.
[표 2] PEC(고수준) 내의 유닛들
유닛 약어 유닛 이름 참조번호 설명
DIU DRAM 인터페이스 유닛 236 다양한 PEC 유닛들을 위한 DRAM 읽고 쓰기 접근용 인터페이스를 제공. DIU는 경쟁 유닛들 사이의 중재를 제공하고, SCU에 대한 DRAM 요청을 통과시킨다.
HSI 고속 인터페이스 214 외부 고객(마이크로컨트롤러와 같은)에게, DRAM에 쓸 수 있는 수단을 제공한다.
LLFU 라인 로더 포매터 유닛 224 멤젯 프린트헤드에 적절하게 데이터를 포맷하면서, 라인 스토어로부터 확장된 페이지 이미지를 읽는다.
LSI 저속 인터페이스 220 외부 고객에게, PCU에 명령을 보내고 레지스터 해독을 받을 수 있는 수단을 제공한다.
PCU PEC 컨트롤러 228 외부 고객에게, PEC 레지스터를 읽고 쓸 수 있는, 그리고 단일 32비트 데이터 모음(chunk)에서 DRAM을 읽고 쓸 수 있는 수단을 제공한다.
PEU 페이지 확장 유닛 222 압축된 페이지 데이터를 읽고 그것의 압축해제된 형태를 DRAM에 쓴다.
PHI 프린트헤드 인터페이스 226 도트 데이터를 멤젯 프린트헤드 세그먼트에 보내고 다중 PEC들 사이의 라인 동조화를 제공하는 것에 책임을 진다.
SCU SDRAM 컨트롤러 유닛 234 DIU에 외부 DRAM에의 접근을 제공한다.
PEU(222)의 확장된 블록 다이어그램을 도 11에 나타내었다. 이하의 표에 PEU(222)의 다양한 부품들을 간략하게 기재하였다.
[표 3] 페이지 확장 유닛(고수준) 내의 유닛들
유닛 약어 유닛 이름 참조번호 설명
CDU 콘톤 디코더 유닛 238 JPEG 압축 콘톤 층을 확장하고, 압축해제된 콘톤을 DRAM에 쓴다.
CLBI 콘톤 라인 버퍼 인터페이스 240 CRU와 HCU 사이의 라인 버퍼링을 제공한다.
CRU 콘톤 리더 유닛 242 DRAM으로부터 확장된 콘톤 이미지를 읽는다.
DNC 사노즐 컴펜세이터 244 주위의 도트들 내로의 오류 확산 사노즐 데이터에 의해 사노즐을 보충한다.
DWU 도트라인 라이터 유닛 246 주어진 인쇄열을 위한 6개 채널의 도트 데이터를 라인 스토어 DRAM에 쓴다.
HCU 하프토너 컴포지터 유닛 248 콘톤 층을 디더링하고, 2레벨 스팟 0 및 위치 태그 도트들을 구성한다.
LBD 무손실 2레벨 디코더 250 압축된 2레벨 층을 확장한다.
SLBI 스팟 라인 버퍼 인터페이스 252 LBD와 HCU 사이의 라인 버퍼링을 제공한다.
TE 태그 인코더 254 태그 데이터를 태그 도트들의 열로 인코딩한다.
TLBI 태그 라인 버퍼 인터페이스 256 TE와 HCU 사이의 라인 버퍼링을 제공한다.
페이지 확장의 첫번째 단계는 CDU(238)/CRU(242), LBD(250) 및 TE(254)에 의 해 규정되는 파이프라인을 따라 일어난다. CDU(238)는 JPEG-압축 콘톤(전형적으로 CMYK) 층을 확장한다. LBD(250)는 압축된 2-레벨 층(전형적으로 K)을 확장하고, TE(254)는 나중 단계에서 렌더링(전형적으로 적외선 잉크로)을 위한 데이터 태그들을 인코딩한다. CLBI(240), SLBI(252) 및 TLBI(256)는 이 단계로부터 나온 출력 데이터를 받는다.
HCU(248)는 두번째 단계를 수행한다. HCU(248)는 콘톤 층을 디더링하고, 그 결과 2-레벨 디더링된 층 위에 위치 태그들과 2-레벨 스팟0 층을 구성(composite)한다. HCU(248)에 의해 생성되는 데이터 흐름은, 중첩하는 세그먼트 또는 프린트헤드 칩(186)을 가로지르는 부드러운 전이(smooth transition)들을 만들도록 조절된다. HCU(248)는, 구성이 일어나게 하기 위해 다수의 선택사항이 존재하도록 배치된다. 이 단계는 2-레벨 데이터의 채널을 6개까지 만들 수 있다. 프린트헤드 칩(186) 상에 6개의 채널 모두가 존재하지 않아도 된다는 것을 기억해야 한다. 예를 들어, 프린트헤드 칩(186)은 단지 CMY일 수 있고, K는 CMY 채널들 안으로 밀려들어가고, IR은 무시될 수 있다. 다르게는, 만약 IR 잉크가 활용가능하지 않거나 또는 테스트 목적이라면, 상기 언급된 위치 태그들은 K로 인쇄될 수도 있다.
DNC(244)는 세번째 단계를 수행한다. 이 단계에서, DNC(244)는, 주위의 도트들 내로의 오류 확산(error diffusing) 사(dead)노즐 데이터에 의해, 프린트헤드 칩(186) 내에서 사노즐을 보충한다.
상기 단계에서 생성되는 2-레벨, 6 채널 도트-데이터(전형적으로 CMYK-IRF)는 버퍼링되고, DWU(246)을 통해 오프-칩(off-chip) DRAM에 저장된 라인 버퍼의 세 트에 쓰여진다.
최종 단계에서, 도트-데이터는 DRAM으로부터 다시 로딩되고, 프린트헤드용으로 포맷되고, 도트 FIFO(나타내지 않음)를 통해 프린트헤드 인터페이스(226)로 전달된다. 도트 FIFO는 pclk 속도로 라인 로더/포매터 유닛(224)으로부터 데이터를 받고, 반면 프린트헤드 인터페이스(226)는 FIFO로부터 온 데이터를 제거하고, 그것을 pclk/4, pclk/2 또는 pclk의 속도 중 어느 하나로 프린트헤드 칩(186)에 보낸다.
도 12는 분해된 PEU(222)가 도입된 PEC(48)를 간단히 나타낸 도면이다.
프린트헤드 칩(186)과 관련된 인쇄 잇점은 상기에서 참고로 한 출원들 및 특허들에 상세히 개시되어 있다. 그러나, 와이드 인쇄 포맷에 적용될 경우에는, 어던 잇점들이 특히 중요해진다.
특별한 잇점은 프린트헤드 칩(186)당 노즐 배열(210)의 수가 높다는 것이다. 이는, 단일 인쇄 사이클이 이미지 띠를 달성할 수 있는, 지극히 빠른 인쇄를 가능하게 한다. 따라서, 스캐닝 프린트헤드의 경우에서처럼 "실종된" 도트들을 채우기 위해 사용되는 추가의 인쇄 사이클이 필요치 않다.
PEC(48)는 상기 언급한 바와 같은 프린트헤드 칩(186)의 필수 동조화 컨트롤을 제공한다. 게다가, 예컨대 09/113,053과 같이 상기에서 참고로 한 다수의 출원들 및 특허들로부터 명확한 바와 같이, 프린트헤드 칩(186)은 아날로그 인쇄 프로세스에서 완전 디지털 프로세스로의 전환을 허용한다. 이것은 실질적인 양의 유연성과 속도를 허용한다. 프린트헤드 칩(186)의 디지털 컨트롤은 PEC(48)들에 의한 다. PEC(48)들이 프린트헤드 칩(186)을 디지털 방식으로 제어한다는 사실은, 초당 216억 방울에 이르는 고속 인쇄 속도를 허용한다. 특히, 별도의 프린트헤드 칩 드라이버에 대한 필요가 제거되는데, 이는 칩(186)의 고속 인쇄 속도에 이르는 열쇠이다.
CMOS 층(190)의 도입은, CMOS 기술을 각 프린트헤드 칩(186)에 대한 MEMS 기술과 통합하는 역할을 한다. 따라서, 각 노즐 배열(210)을 위한 최소한 단 하나의 오프-칩 연결도 필요치 않다. 그러한 필요는 프린트헤드를 신뢰할 수 없게 만들며, 비용으로 인해 제조가 불가능하게 될 것이라고 이해될 것이다.
프린터(10)과 관련된 다른 중요한 잇점은, 인쇄 영역(120)의 폭이 길이에 비해 지극히 작다는 것이다. 특정 실시예에 있어서, 인쇄 영역(120)은 0.5mm 두께에 불과할 수 있다. 인쇄 영역에서 정확한 인쇄가 일어나는 것을 보장하기 위해서는, 지극히 안정한 종이의 움직임을 달성하는 것이 필요하다고 이해될 것이다. 인쇄 영역(120)의 좁은 폭은, 종이(22)가 인쇄 영역을 통과할 때 종이에 대한 최소한의 컨트롤을 가능하게 한다.
실질적으로 더 넓은 인쇄 영역이 제공되는 경우에는, 그러한 인쇄 영역을 통과하는 종이(22)의 움직임에 대하여, 보다 더한 컨트롤이 제공될 필요가 있을 것이다. 이는, 종이(22)가 인쇄 영역을 통과할 때, 어떠한 형태의 주축회전(pivotal) 또는 측면 움직임에 대하여도 종이(22)를 유지할 수 있도록, 진공 플레이튼과 같은 장치를 필요로 할 것이다. 이것은 와이드 포맷 프린터의 비용을 대단히 증가시킬 수 있다.
이는, 프린터(10)의 인쇄 특징들을 달성하고자 시도할 때, 열형 또는 버블젯 및 압전형 프린트헤드들이 실제로 선택되지 않는 몇몇 이유들을 눈에 띄게 한다. 상기에서 참고로 한 출원들 및 특허들에 개시되어 있듯이, 그러한 프린트헤드들은, 상기에서 참고로 한 것들의 프린트헤드로 달성되는 고밀도의 노즐 배열을 제공하기에는 적합하지 않다. 따라서, 열형 및 압전형 프린트헤드를 와이드 포맷 프린터에 적용하고자 시도함에 있어서는, 프린트헤드들의 중첩이 충분한 정도로 일어날 수 있도록 상대적으로 넓은 인쇄 영역을 갖는 것이 필요할 것이다. 이는 상기 언급된 문제를 즉각적으로 야기할 것이다. 또한, 특히 열형 프린트헤드에 있어서, 인쇄 영역의 온도를 적절한 수준으로 유지하기 위해서는 적절한 냉각 시스템이 필요할 것이다. 이는 또한, 받아들일 수 없을 정도의 높은 수준으로 비용을 증가시킬 것이다.
1600dpi의 해상도에서 프린터(10)의 속도를 이해하기 위하여, 이하의 비교 표가 개시되어 있다. 이하의 표의 목적은 단지 인쇄 속도를 예시하기 위한 것이며, 비교를 위해 사용된 다양한 프린터들을 폄하할 의도는 아니라는 것을 주의해야 한다.
와이드 포맷 프린터들
Figure 112004045930829-pct00001
집적 회로 제조분야의 당업자들에 의해 알려진 바와 같이, 집적 회로 장치의 제조를 위한 착수 비용은 높은 반면, 그러한 장치들의 상업적 제조 비용은 상대적으로 낮다. 따라서, 본 출원인은 본 발명에 따른 와이드 포맷 프린터의 제조 비용은 상기 표에서 열거된 와이드 포맷 프린터의 제조 비용과 비교할 만하다고 파악하고 있다.
본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고도 많은 명백한 변형들과 변용들이 여기에서 기술된 구체예들에 대하여 만들어질 수 있다는 것은, 당업자들에게 명백할 것이다.

Claims (18)

  1. 프린터내에 설치된 각각의 복수의 프린트 엔진 컨트롤러에서, 이미지 저장 포맷에서의 적어도 하나의 이미지 밴드를 나타내는 이미지 데이터를 받는 과정; 상기 받은 데이터를 적어도 초당 10억 픽셀의 속도로 인쇄데이터로 변환시키는 과정; 상기 인쇄 데이터를 상기 프린터의 프린트헤드에 상기 프린트헤드가 적어도 하나의 이미지 밴드를 인쇄하도록 통신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인쇄용 이미지 처리방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이미지 데이터를, 적어도 초당 100억 픽셀의 속도로 인쇄 데이터로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이미지 데이터를, 적어도 초당 200억 픽셀의 속도로 인쇄 데이터로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 인쇄 데이터를, 적어도 초당 200억 픽셀의 속도로 프린트헤드에 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 압축된 포맷의 상기 이미지 데이터를 받는 단계를 더 포함하고, 상기 이미지 데이터를 변환시키는 단계는 압축해제된 페이지 이미지들을 나타내는 출력 데이터를 생성하기 위하여 상기 이미지 데이터를 확장하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 2-레벨 포맷의 6색 채널들을 나타내는 출력 데이터를 생성하기 위하여 상기 이미지 데이터를 확장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 인쇄 데이터를 프린트헤드에 통신하는 단계는, 상기 인쇄 데이터로 상기 프린트헤드의 다수의 프린트헤드 칩들에 어드레스하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 이미지 저장 포맷의 이미지 데이터를 받도록 배치된 데이터 입력 수단;
    상기 데이터 입력 수단과 연결되어 작동하며, 상기 이미지 데이터를 적어도 초당 10억 픽셀의 속도로 처리하여 인쇄 데이터로 변환시키도록 배치된 데이터 처리 수단; 및
    상기 데이터 처리 수단과 연결되어 작동하며, 상기 인쇄 데이터를 프린트헤드에 통신하도록 배치된 데이터 통신 수단을 포함하고, 이미지 처리장치는 적어도 하나의 이미지 밴드를 나타내는 이미지 데이터를 받고, 상기 받은 데이터를 인쇄데이터로 변환시키며, 상기 인쇄 데이터를 상기 프린트헤드에 상기 프린트헤드가 적어도 하나의 이미지 밴드를 인쇄하도록 통신하기 위한 복수개의 프린트 엔진 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터용 이미지 처리장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 데이터 입력 수단, 상기 데이터 처리 수단, 및 상기 데이터 통신 수단은 상기 프린트 엔진 컨트롤러에 의해 적어도 부분적으로 규정되는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 이미지 및 인쇄 데이터가 처리되고 상기 프린트헤드에 통신되는 동안 상기 이미지 및 인쇄 데이터의 일시적 저장을 가능하게 하기 위하여 개별 프린트 엔진 컨트롤러에 연결된 적어도 하나의 메모리 저장 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 프린트 엔진 컨트롤러의 작동을 제어하기 위하여 마이크로 컨트롤러 인터페이스를 통해 개별 프린트 엔진 컨트롤러에 연결되는 마이크로 컨트롤러를 포함하고, 상기 데이터 입력 수단은 상기 마이크로 컨트롤러 인터페이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서, 각각의 프린트 엔진 컨트롤러는, 상기 프린트 엔진 컨트롤러의 다양한 부품들 사이의 통신을 가능하게 하도록 데이터 버스를 포함하는 어플리케이션 특정 집적회로(ASIC)의 형태인 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  14. 제13항에 있어서, 각각의 프린트 엔진 컨트롤러는, 관련된 메모리 저장 장치와 상기 데이터 버스 사이에서 연결되어 작동하는 메모리 저장 컨트롤 회로 및 메모리 저장 인터페이스 회로를 포함하고, 상기 메모리 저장 인터페이스 회로는, 상기 프린트 엔진 컨트롤러의 다양한 부품들을 위해 상기 메모리 저장 장치에 대한 읽고 쓰기 접근용 인터페이스를 제공하도록, 그리고 상기 메모리 저장 장치에 대한 읽고 쓰기 접근을 위해 경쟁하는 부품들 사이에서 중재를 제공하도록 배치되고, 그리고 상기 메모리 저장 컨트롤 회로는 상기 메모리 저장 인터페이스 회로에게 상기 메모리 저장 장치에 대한 접근을 제공하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  15. 제14항에 있어서, 각각의 프린트 엔진 컨트롤러는 컨트롤 회로 및 컨트롤 회로 인터페이스를 포함하고, 상기 컨트롤 회로는 상기 데이터 버스와 상기 컨트롤 회로 인터페이스 사이에서 연결되어 작동하고, 상기 컨트롤 회로는 상기 프린트 엔진 컨트롤러의 레지스터들을 읽고 쓰기 위한 수단 및 미리 정해진 비트 크기를 갖는 데이터 블록 내의 상기 메모리 저장 장치를 읽고 그것에 쓰기 위한 수단을 제공하도록 배치되고, 그리고 상기 컨트롤 회로 인터페이스는 상기 컨트롤 회로에 의해 쓰여지는 레지스터 해독물을 받도록 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  16. 제15항에 있어서, 각각의 프린트 엔진 컨트롤러는, 상기 데이터 버스에 연결되어 작동하고, 압축된 이미지 데이터를 읽도록 그리고 압축해제된 이미지 데이터를 써내도록 배치된 페이지 확장 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  17. 제16항에 있어서, 각각의 프린트 엔진 컨트롤러는 라인 로딩 및 라인 포매팅 회로 및 프린트헤드 인터페이스 회로를 포함하고, 상기 라인 로딩 및 라인 포매팅 회로는 상기 데이터 버스와, 관련된 프린트헤드 칩에 연결되어 작동하는 상기 프린트헤드 인터페이스 회로 사이에 연결되고, 상기 라인 로딩 및 라인 포매팅 회로는 상기 압축해제된 이미지 데이터를 읽도록, 상기 프린트헤드 칩을 위해 상기 압축해제된 이미지 데이터를 포맷하도록, 그리고 상기 포맷된 압축해제된 이미지 데이터를 상기 프린트헤드 인터페이스에 쓰도록 배치되고, 그리고 상기 프린트헤드 인터페이스 회로는 도트 데이터를 상기 프린트헤드 칩에 보내기 위해, 그리고 다수의 상기 프린트 엔진 컨트롤러들 사이의 적절한 동조화를 제공하기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 처리장치.
  18. 지지 구조체;
    상기 지지 구조체에 위치한 플레이튼;
    연장 캐리어; 및 상기 캐리어 상에 위치하고 프린트헤드를 함께 규정하는 다수의 프린트헤드 칩들을 포함하여 이루어지고, 상기 플레이튼과 프린트 어셈블리 사이의 인쇄 영역을 규정하도록 상기 플레이튼에 대해 상대적으로 위치하여 작동하는 프린트 어셈블리;
    이미지 저장 포맷의 이미지 데이터를 받도록 배치된 데이터 입력 수단; 상기 이미지 데이터를 적어도 초당 10억 픽셀의 속도로 처리하여 인쇄 데이터로 변환시키도록 배치된 데이터 처리 수단; 및 상기 인쇄 데이터를 상기 프린트헤드에 통신하도록 배치된 데이터 통신 수단을 포함하여 이루어지고, 상기 프린트 어셈블리에 대해 상대적으로 배열되어 작동하는 이미지 처리장치; 및
    상기 인쇄 영역을 통해 인쇄 매체를 공급하기 위하여 상기 지지 구조체 상에 위치한 공급 메커니즘을 포함하고, 상기 이미지 처리장치는 적어도 하나의 이미지 밴드를 나타내는 이미지 데이터를 받고, 상기 받은 데이터를 인쇄데이터로 변환시키며, 상기 인쇄 데이터를 상기 프린트헤드에 상기 프린트헤드가 적어도 하나의 이미지 밴드를 인쇄하도록 통신하기 위한 복수개의 프린트 엔진 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는, 프린터용 이미지 처리장치로 이루어지는 잉크젯 프린터.
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