KR101310053B1 - 낙차 질량 차이를 달성하기 위해 전체 파장 파형을 이용한 이중드롭 인쇄모드 - Google Patents

Abstract

이중드롭 방식의 프린터는 페이지길이 문서가 그 페이지의 인쇄된 부분을 가로질러 이중드롭 크기의 프린트 패턴을 갖도록 인쇄하기 위하여, 적어도 두개의 전체 파장 파형(full wavelength waveform)을 사용하고, 하나 이상의 패터닝 방법에 따라 파형들 사이를 전환한다. 이것은 큰 드롭(drop)이나 작은 드롭의 개별 제트 노즐로부터 인쇄를 달성한다. 페이지 크기의 패터닝 방법은, 화소 대 화소에 근거하기 보다는 적어도 서브페이지에 근거하여 전체적으로 수행되고, 특정 이미지 데이터에 기초하여 또는 특정 이미지 데이터에 관계없이 수행될 수 있다.

프린터, 이중드롭, 패터닝, 이미지 데이터, 파형.

Description

낙차 질량 차이를 달성하기 위해 전체 파장 파형을 이용한 이중드롭 인쇄모드{Dual drop printing mode using full length waveforms to achieve head drop mass differences}

도 1은 큰 드롭질량 치수 또는 작은 드롭질량 치수를 달성하기 위해 2개의 공지된 이중드롭 반주파수 파형중 하나에 의해 구동되는 종래의 단일 모양(geometry) 잉크 노즐의 횡단면도.

도 2는 큰 드롭질량 치수 또는 작은 드롭질량 치수를 달성하기 위해 2개의 이중드롭 전주파수 파형중 하나에 의해 구동되는 실예의 노즐 어레이의 횡단면도.

도 3은 실예의 유체 사출장치의 사시도.

도 4는 도 2의 압전 구동 파형을 발생시키는데 사용된 장치를 갖는 도 3의 실예의 유체 사출장치를 도시하는 개략 블록선도.

도 5는 프린트헤드가 병진 X축 운동이 가능하게 장착되어 있으며 한편 인접한 드럼이 중간 전사면을 지지하면서 Y축에 대해 회전하는 것을 도시하는 평면도.

도 6은 큰 잉크 드롭 및 작은 잉크 드롭의 교차 패턴을 갖는 프린터로부터 페이지 출력을 발생하는 방법을 도시하는 실예의 흐름도.

도 7은 교대 열로 배치되어 있는 큰 잉크 드롭 및 작은 잉크 드롭의 교차 패턴을 갖는 프린터로부터 페이지 출력을 발생하는 특정 실시예의 흐름도.

도 8은 도 7의 방법에 의해 구동되는 연속적 프린트헤드 사이클 또는 프린트헤드의 줄을 도시하는 도면.

도 9는 도 7의 방법에 따른 실예의 이중드롭 인쇄 출력과, 다른 모든 라인(줄)이 작은 드롭들로 인쇄되어 있는 도 8의 프린트헤드 구조를 도시하는 도면.

도 10은 도 7의 방법에 다른 실예의 파형 도면.

도 11은 도 7의 방법의 변경된 버전에 따른 실예의 이중드롭 인쇄 출력으로서 큰 드롭의 다수의 줄이 작은 드롭의 줄과 교대로 놓여있는 도면.

도 12는 교차 컬럼으로 배치된 큰 잉크드롭 및 작은 잉크드롭의 교차 패턴을 갖는 프린터로부터 페이지 출력을 발생시키기 위한 특정 실시예의 흐름도.

도 13은 도 12의 방법에 의해 구동된 연속적 프린트헤드 사이클 또는 프린트헤드들의 줄을 도시하는 도면.

도 14는 도 12의 방법에 따른 실예의 이중드롭 인쇄 출력과, 다른 모든 컬럼이 작은 드롭들로 인쇄되어 있는 도 13의 프린트헤드 구조를 도시하는 도면.

도 15는 교차 컬럼으로 배치된 큰 잉크드롭 및 작은 잉크드롭의 교차 패턴을 갖는 프린터로부터 페이지 출력을 발생시키기 위한 특정 실시예의 흐름도.

도 16은 중간 드럼의 제1 회전중에 도 15의 방법에 의해 구동된 전폭 프린트헤드에서의 제1 프린트헤드 사이클을 도시하는 도면.

도 17은 중간 드럼의 차후의 회전중에 도 15의 방법에 의해 구동된 전폭 프린트헤드에서의 제2 프린트헤드 사이클을 도시하는 도면.

도 18은 도 15의 방법에 따른 실예의 이중드롭 인쇄 출력을 도시하는 도면.

이중드롭(dual drop) 인쇄는 2개 이상의 전체 파장 파형(full length waveform)과, 2개이상의 다른 드롭(drop:잉크방울) 질량을 각각의 제트로부터 발생하는 예정된 제트 모양을 사용하여 달성되고 있다.

이중드롭 모드는 프린트헤드가 2개 이상의 다른 드롭 질량을 발생할 수 있는 능력을 말한다. 그러나, 이들 질량중 단 하나가 통상적으로 주어진 이미지에 사용된다. 이것은 개별 제트 노즐로부터 다른 드롭 질량들을 달성하는 독립된 전체 파장 파형을 사용함으로써 이루어진다. 예를 들어, 제록스 코포레이션(Xerox corporation)으로부터 구입가능한 페이저(Phaser) 340은 작동 모드에 따라 2개의 파형중 하나를 발사함으로써 110 ng 드롭 및 67 ng 드롭을 달성하는데 독립된 전체 파장 파형을 사용하였다. 동일한 제트 모양에 따라 더 작은 드롭을 달성하기 위해서, 더 작은 드롭 파형이 낮은 주파수에서 작동되었다.

드롭치수전환(drop-size-switching:DSS)은 비행중에 있는 다수의(예로서 2개) 드롭 질량을 발생시킬 수 있는 제트의 능력을 말한다. 이것은 2와 1/2 길이 파형을 분사 길이 1/fop에 맞춤으로써 달성될 수 있다. 여기서 "fop"는 "작동주파수(frequency of operation)"를 말하고, 이것은 연속적으로 발사할 때 프린트헤드의 각 제트로부터 드롭이 사출되는 주파수이다. 전자장치는 페이지 길이 문서를 인쇄하기 위해 하나 이상의 패터닝 방법에 따라 2개의 파형중 하나를 선택한다. 이것은 큰 드롭이나 작은 드롭의 개별 제트 노즐로부터 인쇄를 달성한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 프린트헤드 드라이버(200)는 2개의 독립된 파형(파형 1 및 파형 2)을 단일 인쇄 발사주기(1/fop)로 합체한다. 2개의 파형중 하나는 특정 이미지기준 또는 이미지품질에 기초하여 프린트헤드(100)의 개별 제트를 구동하도록 드라이버(200)에 의하여 "비행중(on the fly)"으로 선택된다. 프린트헤드(100)는 구멍판(110) 및 격막판(120)을 포함한다. 압전변환기(130)가 격막판(120)에 설치되어 있다. 상기 두 판(110, 120) 사이에 포트(140), 공급라인(150), 매니폴드(manifold: 160), 입구(170), 본체(180), 출구(185), 및 구멍(190)이 형성되어 있다. "비행중" 프린트헤드의 이러한 방식의 예를 들면 부르(Burr)씨 등에 의한 미국 특허 제5,495,270호에 더욱 잘 설명되어 있으며, 이 특허의 내용은 전체적으로 본원에서 참고로 하고 있다.

이러한 개념은 제록스 코포레이션으로부터 구입가능한 Phaser 850 Enhanced Mode에 도입되어 있다. 51 ng 및 24 ng 드롭치수 모두 다 "비행중"에 발생될 수 있었다. 그러나, 이 디자인에서는, 프린트헤드가 작은 드롭에서 더 느린 주파수로 작동하였다. 더 작은 드롭이 더 낮은 주파수에서 작동하기 때문에, 고속인쇄를 할 수 없었다. 그러나, 큰 드롭은 전체 솔리드 적용범위(total solid coverage)를 적절히 유지하면서 전체적인 해상도 감소를 허용하는데 이용될 수 있었기 때문에, 이중드롭 모드로 동작하였고 유익하였다.

프린터의 드롭 질량을 설정할 때에는 항상 질/속도를 고려하여야 한다. 큰 드롭들은 빠른 인쇄속도를 가능하게 하는 낮은 해상도에서의 채도(color saturation)를 증가시키기 위해 솔리드 충전영역에서 필요로 하고, 작은 드롭들은 나뭇결(graininess)을 줄이기 위해 라이트(light) 충전영역에서 필요로 한다. 각각의 이미지에 복수의 드롭 치수로 인쇄하면 주어진 속도에 대해 이미지 질을 향상시키며 및/또는 주어진 이미지 질에 대해 속도를 증가시키는데, 왜냐하면 큰 드롭들이 신속하게 칼라 영역들을 채우며 한편 작은 드롭들이 더 밝은 음영영역에서 나뭇결을 감소시키기 때문이다.

이중드롭 인쇄의 Phaser 850 방법의 기본적인 제한은 작은 드롭 파형 및 큰 드롭 파형 모두를 단일 발사 주기(1/fop)에 맞추는 것을 필요로 한다는 것이다. 제트 디자인이 새로운 것일수록 더 높은 주파수(증가된 fop)에서 작동함에 따라, 관련된 주기(1/fop)가 더 짧아서 두 파형에 맞출 수가 없게 된다. 따라서, 이러한 제한을 해결할 수 있는 개선된 인쇄 아키텍쳐(architecture) 및 방법이 필요하게 된다.

여러 가지 양상에 따라, 프린터 아키텍쳐는 어느 극단에서 인쇄 질을 개선하기 위해, 이미지에서 나뭇결을 감소시키도록 라이트 충전영역에서 작은 드롭을 허용하고 한편 채도를 증가시키도록 솔리드 충전영역에서 큰 드롭을 허용하는 수정된 DSS 모드 "Soft DSS"를 사용한다.

여러 가지 다른 양상에 따라, 프린터 아키텍쳐는 절반 길이 파형보다 더 용이하게 개발하여 실행하는 전체 파장 파형을 갖는 Soft DSS 모드를 사용한다. 즉, 이들은 요청한 생산 시간 사이클 내에서 더욱 간단하게 디자인되고 확실하게 실행된다. 이러한 "Soft DSS" 모드의 부가적인 이익은 인쇄 속도를 최대로 하는 것인데, 왜냐하면 더 느린 인쇄 주파수를 필요로 하는 부분 길이 파형을 사용하는 "비행중" 이중드롭 모드 시스템에 고유한 펄스들 사이에 대기 시간이 없기 때문이다.

실시예에 따라, Soft DSS 모드 프린터 아키텍쳐는 작은 드롭 치수와 큰 드롭 치수가 교대하는 패턴으로 페이지 출력을 제공한다. 하나의 실시예에서, 상기 패턴은 큰 드롭들 및 작은 드롭들의 교차 컬럼(alternating column)들을 달성한다. 다른 실시예에서, 상기 패턴은 큰 드롭들 및 작은 드롭들의 교차 줄(row)들을 달성한다. 여러 가지 실시예에서, 패턴 레이아웃(layout)은 전체 페이지에 사용된다. 다른 실시예에서 패턴은 체스판 패턴으로 인쇄하거나 또는 연속 통과하여 변화하는 것과 같이 페이지를 바꿀 수 있다.

실시예에 따라, Soft DSS 모드를 갖는 프린터 아키텍쳐는 작은 드롭치수 및 큰 드롭치수의 교차 패턴을 갖는 페이지 출력을 제공한다. 이것은 잉크젯 프린터와 같은 많은 유체사출장치에 사용하기에 적합하다. 그러나, 이 프린터 아키텍쳐는 위상 변화식 오프셋 솔리드 잉크 프린터에 사용될 때 특히 유익하다.

도 2의 실시예에서, 프린터(400)(도 3 및 4에 도시)의 프린트헤드(100)는 구멍판(110) 및 격막판(120)을 포함한다. 압전변환기(130)가 격막판(120)에 설치되어 있다. 개별 유체노즐을 형성하는 구멍(190)들의 어레이가 구멍판(110)에 형성되어 있다. 상기 어레이는 예정된 spi(인치당 스폿) 해상도로 밀접하게 또 균일하게 이격되어 있다. 구멍(190)들은 여러 채널들을 통해 유체원에 연결되어 있다.

상변화 솔리드 잉크가 액체 형태로 가열된 적절한 유체가 공급라인(150)을 통해 입구포트(140)로부터 잉크 매니폴드(manifold: 160)로 흐른다. 매니폴드(160)로부터 나온 잉크는 입구(170)를 통해 압력실(180)로 흐르고, 이 압력실에서 잉크가 압전 변환기와 같은 변환기(130)에 의해 작용된다. 압전 변환기(130)는 프린트헤드 드라이버(300)에 의해 구동되며, 이 프린트헤드 드라이버는 특정 파형을 인가하여 변환기(130)를 변형시켜서 압력실(180)내의 잉크량을 출구(185)를 통해 분출시킨다. 결국 상기 잉크량이 구멍(190)들을 통해 가압되어 프린트헤드(100)로부터 예정된 잉크질량을 사출시킨다. 사출후에 변환기(130)가 반대로 구부러지면 잉크가 압력실(180)에 재충전되어 후속 사출사이클을 위해 압력실에 로딩된다.

어떤 실시예에서, 프린트헤드에서 각 구멍(190) 및 각 노즐의 출구(185)의 모양은 모든 유체노즐에 공통이다. 그러나, 2개의 다른 전체 파장 파형의 순서를 반복적으로 인가함으로써 2개의 다른 드롭치수들의 패턴이 상기 공통의 프린트헤드 노즐 모양으로부터 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 드롭치수들의 패턴은 공통의 전체 파장 파형과 다른 프린트헤드 노즐 모양을 적용하여 달성될 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 드롭치수들의 패턴은 패스(pass)할 때마다 다른 파형을 사용하는 연속적 패스를 서로 엇갈리게 실행함으로써 달성될 수 있다.

프린트헤드(100)는 박판 원료(metal sheet stock)의 면에서 종래 포토패터닝(photo-patterning) 및 에칭 공정을 사용하거나 또는 다른 종래의 계속적으로 개발된 재료나 공정들을 사용하여 당분야의 기술에 공지된 대로 제작될 수 있다. 여러 가지 구성부품들의 규정된 치수 및 형상들은 특별한 응용에 따라 달라질 수 있다. 변환기는 종래의 압전 변환기가 될 수 있다. 모든 실시예에서 하나의 공통 주제는 교대하는 드롭치수들의 패턴이 전체 파장 구동 파형 및 노즐 모양을 적절히 선택함으로써 페이지 또는 서브-페이지에 전체적으로 형성된다는 점이다.

실시예의 프린터는 도 3 내지 도 5에 도시된 솔리드 잉크 오프셋 프린터(400)이다. 오프셋 인쇄 시스템에서, 프린트헤드(100)는 상변화 솔리드 잉크와 같은 유체를 드럼(450)상의 얇은 오일층과 같은 중간 전사면에 분출한다. 다음에 종이 P와 같은 최종 수용매체는 이미지가 전사되는 중간 표면과 접촉하게 된다. 전형적인 오프셋 인쇄 아키텍쳐에서, 프린트헤드(100)는 도 6에 양호하게 도시된 바와 같이 X방향으로 병진이동하고, 한편 드럼은 Y축을 따라 수직 자세로 회전한다. 통상적으로, 프린트헤드(100)는 드럼이 회전할 때마다 드럼(450)상에 한 세트의 주사선을 인쇄하기 위해 직선형 어레이로 구성된 다중 제트를 포함한다. 불필요한 인공물(artifact)를 회피하기 위해 X축 및 Y축 병진이동의 정밀한 운동이 요구된다. 이것은 예를 들어 프린트헤드 구동기구를 사용하여 달성될 수 있다.

이중으로 제어가능한 체적/질량을 갖는 잉크드롭들을 사출하는 일은 도 4에 양호하게 도시되어 있는 프리트헤드 드라이버(300)에 의해 달성된다. 드라이버(300)는 프린터(400)내에 설치되고, 다중 파형 패턴을 발생할 수 있는 파형 발생기(310)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 실시예는 적어도 2개의 선택가능한 전체 파장 패턴(파형 1 및 파형 2)을 제공한다. 변환기(130)는 출구(185)에서 잉크유체의 유동공명을 여기시키는 압력파를 잉크에 유발시킴으로써 선택된 파형에 반응한다. 적절한 파형은 아래에 상세히 설명하게 될 기준에 기초한 셀렉터(selector: 330)를 사용하여 선택된다. 선택된 파형은 증폭기(320)로 공급된다. 증폭기(320)로부터 증폭된 신호는 프린트헤드(100)의 압전 변환기로 전달되어 프린트헤드에서 하나 이상의 제트 줄을 구동한다. 압전 변환기의 운동은 이미지 데이터 입력(420)으로서 소스(스캐너 또는 저장된 이미지 파일)로부터 수신되며 프린터의 CPU(410)에 의해 제어되는 이미지 신호에 기초하여 프린터(400)의 프린트헤드(100)로부터 잉크와 같은 적절한 유체 체적을 사출시킨다.

잉크는 저장영역(430)에 제공되며 잉크로더(ink loader: 440)를 통해 프린트헤드(100)로 공급된다. 실시예에서, 프린터(400)는 솔리드 잉크 프린터로서 저장영역(430)에서 하나 이상의 솔리드 잉크 스틱(stick)을 포함하고 있다. 솔리드 잉크 스틱은 용해되어서 프린트헤드(100)의 잉크 제트노즐로부터 드럼(450)상의 중간 전사면에 사출되고, 상기 드럼은 한번 이상의 회전수로 회전되어 드럼상의 전사면에 중간 이미지를 완성시킬 수 있다. 그 때에 종이와 같은 기판은 롤러쌍(460,470)을 포함하며 전사롤러(480)와 드럼(450) 사이에 있는 종이경로를 따라 전진될 수 있으며, 상기 전사롤러와 드럼 사이에서 이미지가 기술에 공지된 바와 같이 한번의 패스로 종이에 전사된다.

다른 공명모드가 각각의 선택된 모드에 반응하여 다른 드롭 체적/질량을 사출하도록 각각의 전체 파장 파형에 의해 여기될 수 있다. 도 2의 실예에서, 하나의 파형(파형 1)이 작은 드롭치수를 제공하며, 한편 다른 파형(파형 2)이 동일한 노즐 모양을 갖는 제트 노즐들을 구동할 때 큰 드롭치수를 제공할 수 있다. 선택된 파형 디자인은 유체 경로, 변환기 작동변수, 유체의 메니스커스(meniscus) 변수 등의 디자인 제한사항에 기초하여 만들어질 것이다. 모드 성질들의 선택은 실험 모델링이나 공지된 제어원리에 기초한 실험에 의해 결정될 수 있다. 종래의 기술로부터 당업자는 필요한 드롭치수를 만들어내도록 적절한 전체 파장 파형을 선택할 수 있다.

대안으로서, 다른 드롭 체적/질량은 구멍치수, 형상 등과 같은 다른 기하학적 모양을 갖는 어레이의 노즐들과 2개중 하나의 파형을 사용함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 동일한 전체 파장 파형이 적용될 때 제1 및 제2 드롭치수들이 형성되는 패턴으로 배치된 노즐들을 갖는 어레이를 만들어냄으로써, 동일한 효과가 달성될 수 있다. 그러나, 노즐 모양이 어레이를 교체하지 않고 신속하게 변화될 수 없기 때문에, 이러한 대안은, 공통의 노즐 모양을 사용하여 다른 구동 파형의 선택에 따라 패턴을 간단하게 변화시키는 실시예와 같이 그것처럼 용이하게 변화된 생성 패턴을 가질 수 없다.

본원의 중요한 양태는, 각각의 치수드롭의 장점을 달성하기 위해 페이지에 큰 잉크드롭 및 작은 잉크드롭이 교대로 발생하는 특별한 패턴에 따라 여러 개의 노즐 줄들을 구동하도록 한 페이지 또는 부분 페이지에 기초하여(partial page basis) 전체적으로 전체 파장 파형을 제어한다는 점이다. 즉, 페이지 전체가 단일 드롭치수만을 사용하여 인쇄될 필요는 없으며, 그 대신에 각각의 치수의 장점이 달성될 수 있도록 드롭치수들 모두를 합체한 패턴을 달성하게 된다.

여러 가지 다른 패터닝 기술이 공지되어 있다. 예를 들어, 도 7 내지 도 11의 실시예들은 한 페이지 또는 서브페이지(sub-page)에 기초하여 큰 드롭들 및 작은 드롭들의 교차 줄들을 달성한다. 도 12 내지 도 14의 실시예들 및 도 15 내지 도 17의 실시예들은 큰 드롭들 및 작은 드롭들의 교차 컬럼들을 달성한다. 여러 가지 실시예에서, 패턴 레이아웃은 페이지 전체를 위한 것이다. 다른 실시예에서, 패턴은 서브페이지에 기초하여 또는 연속 패스들로서 변화될 수 있다.

도 2 내지 도 5의 프린트헤드 및 드라이버를 사용하여 일반화된 기본 인쇄방법은 도 6을 참고로 하여 설명될 것이다. 이 프로세스는 단계 S500에서 시작하고, 단계 S510으로 진행하여 여기서 드라이버(300)의 셀렉터(330)가 적절한 전체 파장 파형 패턴(들)을 선택하여 한 페이지에 제1 및 제2 드롭치수의 예정된 패턴을 달성하도록 노즐 어레이를 구동한다. 단계 S510에서부터 흐름이 단계 S520으로 진행하여 여기서 페이지 이미지 데이터(page image data)가 수신된다. 단계 S520에서부터 흐름이 단계 S530으로 진행하여 여기서 드라이버(300)가 페이지 이미지 데이터와 이미지를 출력하도록 선택된 예정된 파형(들)에 기초하여 노즐 어레이를 구동하고, 여기서 그 페이지가 출력된 페이지상에 제1 및 제2 드롭치수의 교차 패턴을 전체적으로 형성한다. 다음에 이 프로세스가 단계 S540에서 종료한다.

대안으로서, 이미지 데이터를 수신하는 단계는 셀렉터(330)에 의한 파형 패턴의 선택하기 전에 수행될 수 있다. 이것은 예를 들어, 수신된 이미지의 전체 성질들을 고려할 수 있고, 또 이 정보를 사용하여 큰 드롭 및 작은 드롭의 전체 페이지에 기초한 패턴 또는 서브페이지에 기초한 패턴중 어느 것이 더 양호한 이미지 품질을 발생하는지 결정할 수 있다. 예를 들어, 이미지 데이터가 일차적으로 솔리드 충전이 되도록 결정되면, 큰 드롭들의 혼합이 더 우세한 한가지 패턴이 다른 패턴에 비하여 더 좋아질 수 있다. 유사한 방법으로, 작은 드롭이 더 우세한 패턴이 제공되면 다량의 라이트 충전 영역을 갖는 이미지가 더 양호한 인쇄 품질을 가질 수 있다. 더구나, 이미지 및 해상도 세부에 기초하면, 특별한 프린터 아키텍쳐에 따른 x-해상도 문제 또는 y-해상도 문제를 고려하기 위해 줄들 또는 컬럼들로 정렬된 패턴을 가지는 것이 더 양호하다. 따라서, 어떤 실시예들이 전체적으로 큰 드롭 대 작은 드롭의 비를 1:1로 할지라도, 여러 가지 패턴은 2:1, 3:1, 5:3 등과 같이 다른 비율을 가질 수도 있다. 이러한 특정 실시예는 아래에서 설명하기로 한다.

제1 특정 실시예는 도 7 내지 도 11을 참고하여 설명되고, 수평의 줄로 배치된 작은 드롭 및 큰 드롭의 패턴에 따라 이미지 인쇄를 달성한다. 이것은 공통 노즐 모양을 갖는 잉크젯 노즐 어레이를 사용하여 달성되고, 다른 드롭치수를 달성하도록 2개의 다른 전체 파장 파형을 사용한다.

간략하게 하기 위해, 이 프로세스는 솔리드 충전 이미지를 발생하는 것에 관하여 설명될 것이다. 이것은 프린터의 이미지 만들기가 실제 칼라 이미지 형성을 알아서 이용하는 전체 드롭매스 그리드(global dropmass grid)라는 것을 증명할 것이다. 이 프로세스는 단계 S600에서 시작하고, 단계 S610으로 진행하여 여기서 파형 패턴이 선택되어 적어도 2개의 다른 드롭치수(큰 드롭 및 작은 드롭)의 교차 줄들을 달성하게 된다. 단계 S610에서부터, 흐름이 단계 S620으로 진행하여 여기서 재생해야 할 특정 입력 이미지와 일치하는 페이지 이미지 데이터가 수신된다. 단계 S620에서부터, 흐름이 단계 S630으로 진행하여 여기서 줄 X에 있는 선택된 프린트헤드 노즐들이 제1 치수의 잉크드롭의 줄 X를 형성하도록 동일한 전체 파장 파형 1을 사용하여 각각 구동된다. 예를 들어, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 프린터헤드(100)에 설치된 노즐(190)들의 단일 어레이가 공통 노즐 모양을 가질 수 있으며, 제1 사이클로 구동될 수 있어서 이미지에 해당하는 모든 노즐들이 파형 1에 따라 구동되어 작은 잉크드롭(510)들의 줄 X를 달성하게 된다.

단계 S630에서부터, 흐름이 단계 S640으로 진행하여 여기서 줄 X+i가 전체 파장 파형 2를 사용하여 구동되어서 제2의 다른 치수 드롭(420)들을 갖는 줄 X+i를 형성하게 된다. 예를 들어, 도 8에서, 제2 사이클중에, 프린트헤드(100)의 단일 어레이(190)가 파형 2에 따라 구동되어서 이미지에 해당하는 모든 노즐들이 구동되어 큰 드롭들의 줄 X+i를 달성하게 된다. 단계 S640에서부터, 흐름이 단계 S650으로 진행하여 여기서 파형들의 패턴을 사용하여 추가의 줄들이 인쇄되어서 제1 및 제2 잉크 드롭의 교차 줄들이 도 9에 양호하게 도시된 바와 같이 출력 페이지(500)에 형성된다.

이 방법은 또한 동시에 구동되는 노즐들의 2차원 어레이를 사용하여 실행될 수 있다. 이것은, 큰 드롭들 또는 작은 드롭들의 교차 줄들의 필요한 패턴을 달성하기 위해 하나의 파형에 따라 노즐들의 개별 줄을 각각 연속적으로 구동함으로써 달성된다. 이 방법에 의한 인쇄는 인쇄영역의 절반을 작은 드롭들로 인쇄하고 인쇄영역의 절반을 큰 드롭들로 인쇄하도록 실행될 수 있다. 그러한 패터닝은 각각의 드롭치수를 사용하는 이득을 달성하며, 단 하나의 드롭치수를 사용하는 것과 관련된 문제를 겪지 않는다. 즉, 예정된 패턴으로 2개의 다른 파형들을 교차시킴으로써 전체 이미지 인쇄 주파수를 최대로 하여 인쇄속도를 개선시킬 수 있고, 또한 전체 파장 파형이 사용될 수 있다. 더구나, 이러한 교차 방법으로 한 페이지에 양쪽의 드롭치수를 사용함으로써, 각각의 드롭치수에 부여된 이득들이 실현되어 이미지의 솔리드 충전영역 및 라이트 충전영역 양쪽에서 이미지 품질을 향상시킬 수 있다. 따라서, 품질/속도의 균형을 맞추는 일(tradeoff)이 줄어들 수 있다.
연속 사이클로서 구동된 어레이의 개별 노즐에 대해 도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 노즐은 작은 드롭(510), 큰 드롭(520), 작은 드롭(510), 및 큰 드롭(520)을 연속으로 생성하도록 교차 파형들에 의해 구동될 수 있다.

도 11은 도 7의 방법의 수정된 버전으로서, 다수의 연속적 줄들이 제1 드롭치수 또는 제2 드롭치수중 어느 하나에 의해 지배되는 패턴이 되도록 동일한 드롭치수로 인쇄되는 방법을 도시하고 있다. 도 8 및 도 9의 실시예에서, 큰 드롭 대 작은 드롭의 비가 1:1이다. 그러나, 하나의 치수가 더 많이 주도하도록 상기 비율을 조절하는 것이 필요할 수 있다. 이것의 실예가 도 11에 도시되어 있으며, 여기서 작은 드롭 파형 1을 사용하여 사이클 1에서 줄 1을 인쇄하고 한편 줄 2 및 3이 큰 드롭들의 2개의 연속적 줄을 제공하기 위해 파형 2에 의해 구동되게 함으로써, 큰 드롭 대 작은 드롭의 비 2:1 이 달성된다. 다음에, 사이클 4는 작은 드롭들의 줄을 제공하도록 반복된다. 다른 비 3:1, 4:1, 5:2 등이 대체될 수 있으며 작은 드롭치수 또는 큰 드롭치수중 어느 하나로 좌우될 수 있다. 상기 비율은 반드시 전체 이미지에 대해 동일한 비율을 유지하게 할 필요는 없지만, 각각의 드럼 회전에 대해 일정하게 설정되어야 한다. 따라서, 제트 간격 및 해상도에 따라, 도 9에 도시된 패턴의 컬럼으로 구성된 하이브리드 패턴과 도 11에 도시된 다른 패턴 컬럼도 사용될 수 있다. 어느 것을 실제로 이행할 것인지 최적화하여 여러 가지 이득이 달성되도록 하여야 할 것이다. 예를 들어, 작은 드롭의 비를 더 크게 하면 라이트 충전 영역의 인쇄를 향상시킬 수 있으며, 반면에 큰 드롭의 비를 더 크게 하면 솔리드 충전 드롭이 향상될 수 있다. 추가로, 패턴을 제2 방향(즉 다른 모든 컬럼에 대해 약간 오프셋된 패턴)으로 변경하는 것은, 이미지의 줄무늬 및 입체감이 발견되는 경우에 몇번의 반복적 패터닝을 추가로 감소시키는데 사용될 수 있다. 그러한 일은 통상 실험에서 결정되어 야 하지만, 기술에 숙련된 자에 의해 용이하게 수행될 수 있다.

다른 실시예는 도 12 내지 도 14를 참고하여 설명되며, 수직 컬럼들로 배치된 작은 드롭들 및 큰 드롭들의 패턴에 의해 이미지 인쇄를 달성한다. 이 프로세스는 단계 S1200에서 시작하고, 단계 S1210으로 진행하여 여기서 파형 패턴이 선택되어 적어도 2개의 다른 드롭치수(큰 드롭 및 작은 드롭)의 교차 컬럼들을 달성하게 된다. 단계 S1210에서부터, 흐름이 단계 S1220으로 진행하며 여기서 재생해야 할 특정 입력 데이터에 해당하는 페이지 이미지 데이타가 수신된다. 단계 S1220에서부터, 흐름이 단계 S1230으로 진행하여 여기서 줄 X 및 X+i에서 선택된 프린트헤드 노즐들이 선택된 전체 파장 파형(파형 1 또는 파형 2)를 사용하여 구동되어 그 줄들에 대해 교차하는 제1 및 제2 드롭치수들을 형성하게 된다. 예를 들어, 프린트헤드(100)에 설치된 노즐들의 어레이는 동일한 파형에 의해 구동될 수 있다. 그러나, 도 13에 도시된 바와 같이, 그 어레이에서 교차하는 노즐들은 다른 노즐 모양을 가진다. 예를 들어, 노즐 190A는 노즐 190B 보다 작은 노즐 직경을 가진다. 이러한 기하학적 모양의 차이 때문에, 동일한 전체 파장 파형이 적용될지라도, 그 어레이에서의 출력은 도 14에 도시된 바와 같이 작은 잉크드롭 및 큰 잉크드롭이 교차하는 줄을 달성한다. 단계 S1230에서부터, 흐름이 단계 S1240으로 진행하여 여기서 이 프로세스가 종료한다.

이 프로세스는 도 14에 도시된 출력 이미지를 달성하며 즉, 큰 드롭들 및 작은 드롭들이 교차 컬럼들에서 수직으로 정렬되어 있다. 이전의 실시예에서와 같이 큰 드롭 및 작은 드롭의 비 1:1 이 아닌 다른 비로 변경할 수 있다. 이것은 예로서 상기 어레이를 큰 노즐 및 작은 노즐이 다르게 분포되어 있는 어레이로 교체함으로써 달성될 수 있다.

제3 실시예는 도 15 내지 도 18을 참고하여 설명된다. 이 실시예에서, 전폭 오프셋 프린터(400)가 큰 드롭 및 작은 드롭의 교차 패턴에 의해 드럼(450)의 중간 전사면에 이미지를 만들기 위해 엇갈리게 배치된 라인을 사용하는 것으로서 제공되어 있다.

이 실시예에서, 프린트헤드(100)는 값 nX(여기서 n은 정수, X는 화소폭) 만큼 X방향으로 이격되어 있는 노즐(190)들의 어레이를 포함한다. 인쇄중에, 드럼(450)은 화살표 Y(도 5)의 방향으로 회전한다. 드럼이 회전할 때, 프린트헤드는 X축을 따라 병진이동하고, 다수의 잉크제트가 잉크를 드럼(450)에 의해 지지된 중간 전사면에 사출한다. 제트를 분출하는 동안에 드럼의 한 회전과 동시적인 프린트헤드(100)의 병진이동은 드럼(450)상의 중간 전사면에 아주 작은 각이 진 수직 주사선의 세트가 배치되도록 한다. 하나의 주사선은 대략 한 화소의 폭을 가진다. 주사선의 세트는 드럼(450)의 일 회전(어레이에서 각 제트에 대해 하나의 라인)에 해당한다. 따라서, 상호 제트 간격 nX는 주어진 해상도에서 전체 이미지를 생성하도록 발생되어야 하는 드럼의 회전수를 가리킨다. 예로서, 도 15 내지 도 17에서 상 호 제트 간격 2X가 제공된다. 따라서, 완전한 솔리드 충전 이미지를 형성하기 위해 2번의 회전이 필요하다. 그러나, 다른 엇갈림 배치(interlacing)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상호 제트 간격 10X는 솔리드 충전 이미지를 만들기 위해 드럼의 10 회전을 필요로 한다.

각각의 컬럼은 흑백 프린터의 경우 단일 노즐을 포함하며, 또는 칼라 프린터의 경우에 도시된 바와 같이 4개의 노즐(청록색, 자홍색, 노란색 및 검은색 각각에 대해 하나씩)을 포함할 수 있다. 6개의 컬럼만이 도시되어 있지만, 어레이는 드럼의 전폭에 걸쳐 연장하며, 실제로 더 많은 수의 컬럼을 포함할 것이다.

이 실시예에서, 드라이버(300)는 중간 드럼(450)의 각각의 회전중에 다른 전폭 파장에 의해 어레이를 구동할 수 있다. 예로서, 도 16에 도시된 제1의 회전중에, 파형 1은 도 18에 도시된 일련의 작은 잉크 드롭(710)들을 형성하도록 각각의 피동 노즐에 인가될 수 있다. 다음에, 도 16에 도시된 제2의 회전중에, 파형 2가 도 18에 도시된 일련의 큰 잉크 드롭(720)들을 형성하도록 각각의 피동 노즐에 인가될 수 있다. 프린트헤드(100)가 X 방향으로 병진이동되기 때문에, 제2의 회전이 제1의 회전중에 사출된 드롭들에 대하여 횡방향으로 변위되는 드롭을 만들어낸다. 이것은 Y 방향에서 드럼이 회전하는 중에 X 방향으로 병진이동이 증가함으로써 달성될 수 있었다. 대안으로서, 병진이동은 프린트헤드가 드럼(450)의 인터도큐멘트(interdocument) 영역을 지나갈 때와 같이 드럼 회전 각각의 끝에서 단일 단계로 발생할 수 있다. 따라서, 두 화소의 상호 제트 간격을 갖는 이러한 단순한 실예에서, 드럼의 연속 회전중에 파형 1과 파형 2가 교대하면 도 18에 도시된 바와 같이 큰 드롭들과 작은 드롭들의 교차 컬럼들을 만든다. 주어진 상호 제트 간격에 대해, 큰 드롭 대 작은 드롭의 비는 각각의 드럼 회전중에 어느 파형을 사용할 것인지 신중하게 선택함으로써 1:1이 아닌 값으로 변화될 수 있다. 이러한 선택은 해상도와 인터레이스(interlace)에 따라 변하지만 연역적으로 알게 된다. 이전 실시예에서 설명한 바와 같이, 이것으로 큰 드롭이나 작은 드롭중 어느 하나가 이미지 품질을 조정하는데 더 큰 지배력을 가지도록 조정할 수 있게 되었다. 양호한 실시예에서, 파형의 조정(즉, 파형 선택들의 변화)은 인쇄하지 않을 때 드럼상의 인터도큐멘트 간격 영역중에 발생될 수 있다.

오프셋 프린터(400)를 사용하여 인쇄하는 실예의 방법이 도 15를 참고하여 설명될 것이다. 이 프로세스는 단계 S1600에서 시작하고, 단계 S1610으로 진행하여 여기서 파형 프로파일이 오프셋 인쇄 드럼의 제1의 회전중에 사용하도록 선택되어서 노즐(190)의 어레이를 구동하게 된다. 이 단계 S1610에서부터, 흐름이 단계 S1620으로 진행하여 여기서 페이지 이미지 데이터를 수신한다. 단계 S1630에서, 선택된 전체 파장 프로파일을 사용하여 노즐 어레이를 구동함으로써 드럼의 제1의 회전중에 제1 사이즈 잉크 드롭의 컬럼(통상 일련의 이격 컬럼들)이 드럼상에 인쇄된다. 단계 S1630에서부터, 흐름이 단계 S1640으로 진행하여 여기서 다른 제2 사이즈 잉크 드롭을 만들도록 노즐을 구동하기 위해 오프셋 인쇄 드럼의 후속하는 회전중에 다른 파형 프로파일이 선택되어 사용된다. 단계 S1640에서부터, 흐름이 단계 S1650으로 진행하여 여기서 프린트헤드가 규정량만큼 X 방향으로 병진이동된다. 단계 S1650에서부터, 흐름이 단계 S1660으로 진행하여 여기서 제1 및 제2 잉크 드롭 사이즈의 교차 컬럼들의 패턴을 형성하기 위해서 이전에 형성된 컬럼에서 횡방향으로 벗어난 오프셋 인쇄 드럼에 제2 사이즈 잉크 드럼들의 컬럼이 형성된다. 단계 S1660에서부터, 프로세스가 단계 S1670으로 진행하여 여기서 상기 오프셋 잉크 드럼에 형성된 이미지가 양호하게는 단일 패스로서 용지에 전사된다. 단계 S1670에서부터, 흐름이 단계 S1680으로 진행하여 프로세스가 끝난다.

큰 드롭 및 작은 드롭에 사용된 규정 드롭 사이즈는 프린트헤드의 회전수, 잉크 성질, 전사공정 등을 포함하여 각종 기준에 따라 달라질 것이다. 흑백 또는 칼라 솔리드 잉크계 압전 유체 사출기 또는 프린터에 유용한 실시예의 큰 드롭은 약 31 ng 이상으로 설정되어 있지만, 필요한 작은 드롭 사이즈, 잉크 염료 로딩 등을 포함하여 여러가지 고려사항에 따라 달라질 것이다.

작은 드롭의 조건은 약 24 ng 미만이어야 하며, 약 10-20 ng 범위가 양호하다. 따라서, 솔리드 잉크계 유체 사출기를 사용하는 양호한 실시예에서, 선택된 노즐 기하학적 모양 및/또는 파형(들)은, 큰 드롭이 약 31 ng 로 설정되어 있고 작은 드롭이 24 ng 미만으로, 양호하게는 10-20 ng 범위로 설정되어 있는 경우에, 큰 잉크 드롭 및 작은 잉크 드롭의 교대 패턴을 제공하도록 선택된다. 이러한 드롭 사이즈의 조합은 허용가능한 텍스트 품질을 달성하고, 라이트 충전 영역들을 향상시키며 나뭇결을 감소시킬 뿐만 아니라 이미지 전사를 향상시키고 인쇄 속도를 최대로 높인다는 것을 알게 되었다.

본 발명에 의한 이중드롭 인쇄 모드를 구현하는 프린터는 허용가능한 텍스트 품질을 달성하고, 라이트 충전 영역들을 향상시키며, 나뭇결을 감소시키고, 이미지 전사를 향상시키고, 인쇄 속도를 최대로 높이는 효과를 달성한다.

Claims (1)

1. 페이지 패터닝 방법(patterning methodology)에 따라 유체 사출기 노즐 어레이로부터 동일한 유체의 적어도 2개의 다른 유체드롭(fluid drop) 크기를 사출하기(eject) 위한 방법에 있어서,

   적어도 한 페이지의 데이터(a page of data)의 이미지 데이터를 수신하는 단계;

   각각의 특정 페이지에 대한 전체적인(overall) 이미지 품질을 최적화하는, 제 1 및 제 2 드롭 크기의 예정된 반복 교차 패턴(repeating alternating pattern)을 각각의 페이지에 대해 전체적으로(globally) 세팅하기(set) 위해, 페이지 기준으로(basis) 페이지 상에 상기 수신한 이미지 데이터를 전체적으로 분석하는 단계로서, 상기 예정된 반복 교차 패턴 세트는, 상기 패턴 내에서 제 2 드롭에 대한 제 1 드롭의 비율이 1:1인 패턴 및 상기 패턴 내에서 하나의 특정 드롭 크기가 우세하도록 상기 패턴내에서 제 2 드롭에 대한 제 1 드롭의 비율이 1:1과 다른 하나 이상의 패턴들로부터 선택되는, 상기 분석하는 단계;

   상기 전체 페이지를 위한 출력 페이지(output page)에 걸쳐(across) 상기 동일한 유체의 서로 다른 제1 및 제2 드롭 크기의 상기 예정된 반복 교차 패턴을 사출하기 위하여, 상기 어레이의 각각의 개별 노즐을 구동하도록 특정한 전체 파장 파형(full length waveform)을 선택하는 단계; 및

   출력 페이지를 위한 상기 수신된 이미지 데이터의 상기 전체적인 분석에 기초한 특정 상기 출력 페이지를 위해 세팅된 상기 제1 및 제2 드롭 크기 모두를 포함하는 상기 반복 교차 패턴을 사용하여 상기 출력 페이지 상에 상기 이미지 데이터를 프린트하도록, 상기 수신된 이미지 데이터에 기초하여 유체를 사출하기 위하여, 상기 반복 교차 패턴의 세트를 사용하여 상기 노즐 어레이를 구동하는 단계;를 포함하는 사출하기 위한 방법으로서,

   상기 유체 노즐 어레이는 공통된 노즐 구조(geometry)를 가지며, 상기 선택하는 단계는 서로 다른 제 1 및 제 2 드롭 크기의 상기 예정된 반복 교차 패턴을 사출하기 위한 적어도 2개의 다른 전체 파장 파형들로부터 선택하는, 사출하기 위한 방법.

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