KR20080015798A - 도트 매트릭스 프린터의 이미지 품질을 향상시키기 위한이미지 인쇄 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

잉크젯 프린팅에서의 잉크 결착은, 복수의 프린트 헤드들과 조합된 복수의 경화 스테이션들의 구성을 이용하여 상호침입형 이미지들을 인쇄함에 의하여 저감된다.

Description

도트 매트릭스 프린터의 이미지 품질을 향상시키기 위한 이미지 인쇄 방법 및 시스템{Image printing method and system for improving image quality in dot matrix printer}

본 발명은 이미지 인쇄 방법 및 시스템에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 본 발명은 잉크젯 프린터(inkjet printer)와 같은 도트 매트릭스 프린팅 시스템에서의 이미지 품질을 향상시키기 위한 인쇄 방법 및 시스템에 관한 것이다.

더 구체적으로는, 본 발명은, 자외선-경화가능 잉크를 이용한 컨텍스트 잉크젯 프린팅(context inkjet printing)에서 프린트 헤드들과 경화 스테이션들의 구성을 이용한 인쇄방법에 관한 것이다.

디지털 문서를 인쇄하는 것은 사용자에게 정보를 전달하는 가장 효율적인 방법들 중의 하나이다. 레이저 프린팅(laser printing) 및 잉크젯 프린팅과 같은 새로운 프린트-온-디맨드(print-on-demand) 기술은, 중간 인쇄 마스터를 생성할 필요없이 거의 동시적으로 문서를 인쇄하는 것을 가능하게 한다.

잉크젯 프린팅은 잉크 드롭렛(ink droplet)들을 노즐을 통해 기판 상에 분사함으로써 이루어진다.

연속형 잉크젯(continuous inkjet)의 경우, 전기적으로 충전된 잉크 드롭렛들의 연속적인 흐름이 생성되고, 전자기장이 사용되어 그 흐름이 기판으로부터 멀리 또는 기판을 향하여 안내됨으로써 상기 기판 상에 이미지가 형성된다.

드롭-온-디맨드(drop-on-demand) 잉크젯의 경우, 미세한 잉크 드롭렛을 노즐을 통해 고속으로 기판을 향하여 추진시키는 압력파(pressure wave)를 생성시키기 위하여, 소형 챔버 내에 있는 잉크에 기계적인 또는 열적인 에너지 펄스(energy pulse)가 가해진다. 압력파는, 잉크 챔버 내의 열적 또는 기계적 변환기(transducer)에 가해지는 전기적인 파형의 프로파일(profile) 및 파장을 형상화함으로써 제어된다. 많은 경우들에 있어서, 드롭렛의 체적과 잉크 스폿(ink spot)의 크기는 실질적으로 고정된다. 다른 경우들에 있어서는, 기판 상에서 다양한 크기들을 갖는 잉크 스폿들을 생성시키기 위하여 드롭렛의 체적이 조정될 수 있다.

문서 이미지의 인쇄는, 기판 이송 메카니즘(substrate transport mechanism)과 조합된 셔틀(shuttle)에 의하여 노즐을 기판에 대해 상대적으로 래스터(raster)를 따라 이동시키고, 상기 문서의 이미지에 대응하여 기판 상에 잉크 드롭렛들을 선택적으로 분사함에 의하여 달성된다.

잉크 드롭렛들이 기판 상에 착지(land)할 때, 그들은 잉크 스폿을 형성한다. 이 잉크 스폿들은 작기 때문에, 육안에 의하여는 개별적으로 분리식별될 수 없고, 여러개가 함께 인쇄된 문서의 이미지의 시각적 인상(visual impression)을 표현(render)한다. 일반적으로, 주어진 문서의 이미지의 최적 렌더링(rendering)을 생성하는 잉크 스폿들의 공간 분포를 결정하기 위하여 중간톤화 기술(halftoning technique)이 이용된다.

인쇄 속도를 증가시키기 위하여 통상적으로는, 하나가 아닌 'nbrNozzles'개의 노즐들로 이루어진 한 배열(array)의 잉크젯 노즐들이 사용되는 것이 일반적인데, 그들은 병렬로 작동될 수 있다. 그러한 노즐의 배열이 프린트 헤드(print head)를 구성한다.

프린트 헤드를 구비한 셔틀을 고속스캔 방위로 기판을 가로질러 이동시킴에 의하여, 픽셀(pixel)들로 이루어진 한 세트의 평행 래스터 선들이 한 단계에서 인쇄될 수 있다. 그러한 한 세트의 래스터 선들은 스와스(swath)로 불린다.

일 스와스가 인쇄되면, 프린트 헤드는 노즐 배열의 길이만큼 저속스캔 방향으로 이동되어 앞선 상기 스와스의 바로 아래에 추가적인 스와스를 인쇄한다. 이와 같은 스와스의 인쇄 공정은 문서 전체가 기판 상에 인쇄될 때까지 반복된다.

노즐 피치(nozzle pitch)의 최소값은 현실적으로 제조 공정에 의하여 부과되는 구속에 의하여 한정된다. 그러나, 이미지 품질의 이유 때문에, 저속스캔 방향으로의 인쇄 피치(printing pitch)는 종종 노즐 피치보다 작을 것이 요구된다. 미국특허 제4,198,642호에는, 인터레이싱 기술을 이용함으로써 노즐 피치를 정수로 나눈 값(l/n)이 저속스캔 방위로의 인쇄 피치로 선택될 수 있다고 개시되어 있다.

제조 공차 때문에, 동일한 잉크젯 헤드에 속하는 노즐들 간의 시스템적인 편차가 드롭렛들의 체적, 분사속도, 및 분사 방향에 관하여 존재한다. 고속스캔 방향으로의 픽셀들의 단일 선에서의 모든 잉크 드롭렛들이 동일한 노즐에 의하여 인쇄된다면, 저속스캔 방위에 걸친 분사방향으로의 편차는 띠(banding) 또는 줄(streaking) 처럼 보이는 상호관련된 이미지 왜곡물(image artifact)로 나타날 것이다.

미국특허 제4,967,203호에는 이 문제를 해결하는 기술이 개시되어 있다. 동일한 하나의 선에 있는 픽셀들이 동일한 노즐에 의하는 대신에 상이한 노즐들에 의하여 인쇄되도록 함으로써, 그 상호관련된 이미지 품질 왜곡물들(image quality artifacts)이 상호관련되지 않도록 될 수 있다. 그 아래에 깔린 전제는 상이한 노즐들 간의 편차에 의하여 야기되는 이미지 품질 왜곡물들이 상호관련되어 있지 않다는 것이다. 이미지 품질 왜곡물들을 상호관련으로부터 이탈시키는 것은, 그들이 인쇄된 기판에 걸쳐서 분산되게 함으로써, 그들의 인식성을 낮게 하거나 또는 바람직하게는 인식되지 않도록 하는 것이다. 많은 문헌들에서, 이 기술은 슁글링(shingling)으로 불린다. 미국특허 제4,967,203호에 개시된 방법은 잉크 도트들의 갈지자 적용(staggered application)을 이용함으로써, 겹치는 잉크 도트들이 프린트 헤드의 연속적인 통과들에서 인쇄되는 것이다.

미국특허 제6,679,583호에는 개선된 기술이 개시되어 있는데, 이것은 미국특허 제4,198,642호와 미국특허 제4,967,203호에 개시된 사항들의 효과를 조합한 것이며, 향상된 인쇄 속도를 포함한 다른 많은 개선사항들이 추가되어 있다. 이 문헌에서는, 상호침입형 프린팅(mutually interstitial printing)이라는 용어가 도입되는데, 이것은 인터레이싱과 슁글링 모두를 설명하는 것이다. 상호침입형 프린팅이라는 용어는 또한 혼동을 방지하기도 한다. 슁글링이라는 용어는, 새들-스티치(saddle-stitch) 방식의 책제작에 있어서 마진의 폭에 종이 두께의 효과를 보상 하는 기술을 설명하기 위하여 그래픽 예술 산업계에서 선호되어 사용되는 것이다.

노즐에 의하여 분사된 잉크 드롭렛이 일단 기판 상에 착지하면, 문지름에 대하요 요망되는 저항성을 갖추기 위하여 경화된다. 잉크 경화는 많은 메카니즘에 의하여 달성될 수 있다.

잉크 경화의 첫 번째 메카니즘은, 잉크가 기판 또는 다공성 코팅의 섬유들 내로 흡수되는 것이다. 이것은 오일 또는 물 기반의 잉크가 사용되는 때에 주요한 메카니즘이다.

잉크 경화의 두 번째 메카니즘은 잉크 용제의 증발에 의한 잉크의 응고이다. 잉크 용제가 증발된 때에는, 바인더(binder) 물질과 함께 안료들이 종이 상에 남게 된다.

많은 실제적인 적용에 있어서, 상기 두 가지 효과들의 조합이 이루어진다: 초기에는 잉크가 기판에 의하여 흡수되고, 그 후에 용제의 증발압력에 따라서, 다소 간의 기간에 걸쳐 증발한다.

잉크 경화의 세 번째 메카니즘은 중합(polymerization)인데, 이것은 예를 들어 자외선 광원과 같은 외부의 에너지원의 영향 하에서 이루어진다. 고-에너지 방사선은 잉크를 고체화시키는 중합반응을 개시하는 자유 라디칼(free radicals)을 발생시킨다. 이 기술의 주된 장점은, 잉크를 흡수하지 않는 매체 상에의 인쇄가 가능하다는 것이다.

잉크 경화의 네 번째 메카니즘은 온도에 의한 상태 또는 점도 변화이다. 잉크는, 그것이 액체 상태에 있을 때 고온에서 분사될 수 있고, 그것이 인쇄된 표면 상에서 냉각될 때 고체화된다.

잉크젯 프린팅에서의 목표가 되는 기술적 문제는, 기판 상의 상이한 드롭렛들로부터의 잉크 스폿들이 경화되기 전에 서로 접촉할 때에 존재한다. 표면 장력에 관련된 복잡한 물리적 효과 때문에, 접촉하는 잉크 스폿들은 결착(coalescence)될 수 있다. 이 결착은 인쇄된 색조(tint)의 얼룩진 외관으로 귀결된다. 그 효과는 고농도를 갖는 색조에서 가장 두드러지는데, 이것은 이 색조에서는 스폿들 간의 평균 거리가 짧고 이웃하는 잉크 스폿들이 접촉할 위험이 더 높기 때문이다.

결착의 문제는 소위 웨트-온-웨트(wet-on-wet) 프린팅의 경우에 더 악화된다. 웨트-온-웨트 프린팅은 상이한 노즐들로부터의 드롭렛들이 중간 경화 없이 기판 상의 동일한 위치에 착지하는 기술이다. 전형적인 예는, 동일한 셔틀 상에 장착된 상이한 헤드들에 의하여 인쇄되는 시안색(cyan), 마그네타색(magenta), 황색(yellow), 및 검정색(black)의 잉크를 구비한 최대 네 개의 드롭렛들이 동일한 픽셀 위치에 착지할 수 있는 컬러 프린팅의 경우이다. 웨트-온-웨트 프린팅의 장점은, 잉크들이 경화되기 전에 물리적으로 혼합되기 때문에, 픽셀의 최종 색상이 드롭렛들의 인쇄 순서에 의하여 크게 영향을 받지 않는다는 것이다. 이와 같은 특성은, 양방향 프린팅의 경우에 특히 유리한데, 양방향 프린팅의 경우에서는 저속스캔 방향이 역전됨에 따라서 상이한 헤드들에 의한 드롭렛들의 인쇄 순서가 역전되기 때문이다. 그러나, 기판 상의 동일한 위치 상에 드롭렛들을 쌓아 올리는 것은 결착의 위험을 매우 증가시키기도 한다.

결착 문제의 첫 번째 해결책은, 인쇄 속도를 저감시키는 것일 것이다. 인쇄 속도를 저감시킴에 의하여, 이웃하는 잉크 스폿이 인쇄되기 전에 잉크 스폿이 경화되는데에 더 많은 시간이 이용될 수 있고, 이것은 결착의 위험을 저감시킨다.

그러나, 인쇄 속도를 저감시키면, 인쇄 결과물을 위한 대기 시간이 증가되며, 잉크젯 프린터의 생산성, 즉 프린터에의 투자가 그 수명에 걸쳐 창출할 수 있는 경제적 가치에 부정적인 영향을 미친다. 다른 해결책으로서는, 인쇄가능한 도트 위치들의 어드레스가능한 격자(addressable grid)의 해상도를 저감시키거나 또는 잉크 스폿들을 작게 만듬으로써 잉크 스폿들 간의 거리를 증가시키는 것일 수 있다. 그러나, 이 해결책은, 도트가 인쇄가능한 도트 위치들의 100%에 인쇄될 때에 달성될 수 있는 농도에 부정적인 영향을 미친다. 도 16a 와 도 16b 의 비교에 따르면, 두 개의 인쇄가능한 위치들 사이의 최단 거리('pixelSize'; 410)에 의하여 나뉜 잉크 스폿의 직경('spotDiameter'; 420)의 비율이 2의 제곱근(square root)보다 작게 될 때에, 스폿들 사이의 영역들이 잉크를 받지 않는 채로 기판 상에 남겨진다는 것을 알 수 있다. 이 영역들은 이 시스템에 의하여 달성될 수 있는 가장 어두운 색조의 농도에 부정적인 영향을 미친다.

또 다른 해결책은 드롭렛 프린팅의 순서를 변경하는 것일 것이다. 이웃하는 픽셀들을 상이한 시간에 인쇄함에 의하여, 첫 번째로 인쇄된 픽셀은 잔여 픽셀이 채워지기 전에 이미 경화될 수 있다. 이 효과는, 미국특허 제4,967,203호에 개시된 기술이 사용될 때에 내재적으로 달성된다. 동일한 선에 있는 픽셀들의 상이한 세트들이 상이한 스와스들의 인쇄 중에 인쇄되기 때문에, 다음 스와스의 픽셀 세트가 적하(deposition)되기 전에 앞선 스와스에서 인쇄된 픽셀 세트가 경화될 수 있 는 시간이 있게 된다. 이웃하는 잉크 드롭렛들의 적하를 시간을 두고 퍼뜨림(spreading)으로써, 결착이 저감되고, 동시에 상호관련된 이미지 왜곡물들이 분산된다. 이 방법은 적정한 인쇄 속도에서 효과가 있다. 그러나, 높은 인쇄 속도가 요구되는 때에는, 이 방법은 결착의 발생을 방지하지 못한다.

또 다른 해결책으로서는, 잉크 드롭렛들이 기판 상에 착지하고 추가적인 드롭렛들이 인접한 픽셀 위치에 인쇄되기 전에, 잉크 드롭렛들의 경화를 강제하는 것일 것이다. 이것은 예를 들어 자외선-경화가능한 잉크와 자외선 공급원을 이용함에 의하여 달성될 수 있는데, 그 자외선 공급원은 동일한 셔틀에 장착되고 프린트 헤드를 따라 움직인다. 미국특허 제6,092,890호에는 자외선-경화가능한 잉크 드롭렛들을 분사하기 위한 프린트 헤드 세트를 이용하는 장치가 개시되어 있는데, 여기에는 수용물(receiver) 상의 잉크 드롭(ink drop)들을 굳힘(hardening) 또는 고화시킴에 의하여 잉크를 경화시키기 위하여 상기 프린트 헤드 세트와 연관된 단일의 자외선 공급원이 조합된다. 이것은 결착의 문제를 해소하지만, 다른 문제를 야기한다. 잉크 드롭들이 인쇄된 직후에 수용물 상의 잉크 드롭들을 굳히는 것은, 이미지-방향 양식(image-wise fashion)에서 미세한 "혹(bump)"들이 형성된 표면으로 귀결된다. 다른 효과로서는, 후속의 통과(pass) 중에, 잉크 드롯렛이 경화된 잉크 스폿에 또는 그 가까이에 착지할 때에, 그것이 인쇄되지 않은 기판 또는 젖은 드롭렛 상에 착지할 때와는 전혀 다른 방향으로 퍼지는 경향이 있다는 것이다. 이것은 불균일한 광택 및 조직을 갖는 이미지로 귀결된다. 정말로 필요한 것은, 인쇄된 문서의 균일한 광택 및 매끄러운 조직으로 귀결되는 시스템인 것이다. 미국특허 제6,092,890호에 개시된 것의 또 다른 문제점은, 그것이 인쇄 방법 자체에 관한 명확한 설명을 제공하지 않는다는 것이다. 예를 들어, 프린트 헤드들의 일 통과에서 한 가지 이상의 잉크들이 동시에 적하되는지 아닌지가 불명확하다. 또한, 단 하나의 자외선 공급원이 사용되기 때문에, 그 장치는 고속스캔 방위를 따른 일 방향으로만 인쇄하도록 설계되는데, 이것은 양방향 프린팅을 지원하는 시스템에 비하여 최대로 달성가능한 인쇄 성능을 낮추는 것이다.

국제특허공개공보 WO 2004/002746호에는 장치와 방법이 설명되어 있고, 제1 자외선 공급원에 의한 최초의 "부분적 경화" 단계, 및 그에 뒤따르는 제2 자외선 공급원에 의한 "최종 경화" 단계의 개념이 소개되어 있다. 이미지는, 일 시리즈의 상호침입형 이미지들을 인쇄함(중간 경화를 포함)으로써 재구성된다. 인쇄 직후의 각 상호침입형 이미지의 부분적 경화는, 최종적으로 인쇄된 표면의 광택 및 조직의 매끄러움을 실질적으로 저해하지 않으면서도 잉크의 결착을 제어하는 것을 가능하게 한다. 국제특허공개공보 WO 2004/002746호의 방법 및 장치는 중간 경화를 위하여 단 하나의 자외선 램프를 이용하기 때문에, 그들은 고속스캔 방위를 따른 일 방향으로만의 인쇄를 위하여 설계된 것인데, 이것은 양방향 인쇄를 지원하는 시스템에 비하여 최대로 달성가능한 인쇄 성능을 제한한다.

양방향 인쇄(bidirectional printing)는 종래의 기술에서 기술된 것이지만, 중간 경화를 이용하는 인쇄 기술에 관하여는 기술된 바가 없다. 인쇄 및 경화의 관리에 관련된 많은 기술적 문제점들, 그러한 목적을 위한 장치의 구조, 및 상호관련된 이미지 왜곡물들을 억제하고 인쇄된 결과물의 매끄럽고 균일한 광택 및 조직 을 얻기 위하여 요망되는 이미지 처리방법은 해결되지 않은 채로 있는 것이다.

본 기술분야의 상태를 볼 때, 결착을 억제하고, 자외선 경화가능한 잉크에 의한 인쇄를 지원하며, 인쇄 성능을 최적화시키고, 양방향 인쇄를 지원하며, 상호관련된 이미지 왜곡물들을 억제하고, 인쇄된 결과물의 균일한 광택 및 매끄러운 조직을 귀결시키는, 도트 매트릭스 프린팅을 위한 향상된 방법 및 장치가 요구된다.

위에서 언급된 유리한 효과들은 청구항 1 및 다른 독립항들에 기재된 구체적인 특징들을 갖는 시스템 및 방법에 의하여 실현된다.

서양장기판 패턴(checkerboard pattern)에 따라 원본 이미지(original image)를 서브-샘플링(sub-sampling)하고, 상기 서브-샘플링된 이미지를 중간톤화하며, 상기 중간톤화된 서브-샘플링된 이미지를 대각 방위(diagonal orientation)를 따라서 서브-이미지(sub-image)들로 분리시키고, 첫 번째 서브-이미지에 속하는 첫 번째의 모든 픽셀들을 주어진 선에 인쇄하며 그 후에 다른 서브-이미지에 속하는 픽셀들을 그 선에 인쇄함으로써, 결착이 효과적으로 억제된다.

고속스캔 방향을 따른 단일의 통과에 의하여 복수의 서브-이미지들의 인쇄를 가능하게 하는 복수의 경화 스테이션(curing station)들 및 복수의 프린트 헤드(print head)들의 구성을 이용함으로써, 인쇄 속도가 증가된다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들에 기재되어 있다.

본 발명의 다른 장점들과 실시예들은 하기의 상세한 설명 및 도면들로부터 명백하게 될 것이다.

도 1 에는 본 발명의 실시예들 중의 하나에 따른 도트 매트릭스 프린터가 도시되어 있고,

도 2 에는 프린터 제어기의 다이어그램(diagram)이 도시되어 있고,

도 3 에는 프린터 제어기를 구동하는 데이터 처리 시스템이 도시되어 있고,

도 4 에는 픽셀들을 구비하고 저속스캔 피치(slow scan pitch)와 고속스캔 피치(fast scan pitch)에 의하여 특징화되는 어드레스가능한 인쇄 격자(addressable print grid)가 도시되어 있고,

도 5 에는 복수의 노즐들을 갖는 도트 매트릭스 프린트 헤드가 도시되어 있고,

도 6 에는 두 개의 갈지자로 배치된 노즐의 열(column)들로 구성된 복수의 노즐들을 갖는 프린트 헤드가 도시되어 있고,

도 7 에는 네 개의 프린트 헤드들과 두 개의 경화 근원(curing source)들을 갖는 프린트 헤드 조립체(print head assembly)가 도시되어 있고,

도 8 에는 이미지가 서브-샘플링되는 본 발명의 일 실시예가 도시되어 있고,

도 9 에는 본 발명의 일 실시예가 도시되어 있는데, 여기에서는 원본 이미지로부터 도출된 서브-샘플링된 이미지가, 어드레스가능한 프린터 격자(printer grid)의 상기 저속스캔 방위로의 해상도(resolution)의 절반인 고속스캔 방위로의 해상도를 가지고,

도 10a, 10b, 및 10c 에는 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되어 있는바, 여기에서는, 서브-샘플링된 이미지가 2 개의 서브-이미지들로 된 제1시리즈(primary series)로 분리되고, 상기 서브-이미지들 각각은 2 개의 서브-이미지들로 된 제2시리즈(secondary series)로 분리되며,

도 11a, 11b, 및 11c 에는 본 발명의 일 실시예가 도시되어 있는바, 여기에서는, 서브-샘플링된 이미지가 3 개의 서브-이미지들로 된 제1시리즈로 분리되고, 상기 서브-이미지들 각각은 2 개의 서브-이미지들로된 제2시리즈로 분리되며,

도 12 에는 4 개의 서브-이미지들이 상이한 스와스들에서 인쇄될 수 있는 순서를 나타내는 본 발명의 제1 실시예가 도시되어 있고,

도 13 에는 4 개의 서브-이미지들이 상이한 스와스들에서 인쇄될 수 있는 순서를 나타내는 본 발명의 제2 실시예가 도시되어 있고,

도 14 에는 4 개의 서브-이미지들이 상이한 스와스들에서 인쇄될 수 있는 순서를 나타내는 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되어 있고,

도 15 에는 4 개의 바람직한 실시예에 따라 4 개의 서브-이미지들의 후속하는 인쇄에 의하여 얻어지는 도트 패턴(dot patterns)이 도시되어 있고,

도 16 은 인쇄된 기판의 완전한 적용범위(coverage)를 얻기 위하여는 어드레스가능한 프린터 격자의 피치에 관련하여 최소 도트 크기가 요구된다는 것을 도시하기 위한 것이고,

도 17 에는 2 세트의 4개 프린트 헤드들 및 3 개의 경화 근원들을 갖는 프린트 헤드 조립체가 도시되어 있고,

도 18 에는 복수의 프린트 헤드 세트들 및 복수의 경화 근원들을 갖는 프린 트 헤드 조립체가 도시되어 있고,

도 19 에는 복수의 프린트 헤드 세트들 및 복수의 경화 근원들을 갖는 프린트 헤드 조립체가 도시되어 있고,

도 20 에는 추가적인 저속스캔 스텝(slow scan step)의 제1 실시예가 도시되어 있고,

도 21 에는 추가적인 저속스캔 스텝의 제2 실시예가 도시되어 있다.

장치에 관한 설명

프린팅 (인쇄)

본 발명에 따른 방법은 도트 매트릭스 프린터, 특히 드롭-온-디맨드(drop-on-demand) 잉크젯 프린터에서의 사용을 주로 지향하는 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 사용되는 용어인 프린팅(인쇄)는 기판 상에 잉크 자국의 구조화된 패턴을 생성하는 처리를 의미한다. 비-충격식(non-impact) 프린팅 방법이 바람직하기는 하지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니다.

잉크

잉크는 종래의 안료 또는 염료가 들어있는 잉크 또는 착색제일 수 있으나, 그것은 왁스(wax), 방수성 물질, 접착제, 또는 플라스틱일 수도 있다. 통상적으로 잉크는 순수한 화합물이 아니고, 염료, 안료, 계면활성제, 바인더(binder), 필 러(filler), 용제, 물, 및 분산제 등과 같은 각기 특정의 기능을 수행하는 수 개의 성분들을 포함하는 복합 혼합물이다. 또한 잉크는 왁스와 같이 온도에 따라 점도 및 상이 변화하는 물질일 수 있다. 특히, 자외선 광과 같은 전자기적 방사의 영향 하에서, 중합하는 잉크를 예로 들 수 있는데, 이와 같은 처리는 경화라고 불린다.

기판

기판은 종이, 직물, 합성 호일, 또는 금속판일 수 있다. 인쇄 공정의 예로서는, (드롭-온-디맨드, 및 연속적인) 잉크젯 프린팅, 열 왁스 또는 염료 이송 프린팅, 및 오프셋 프린팅을 위한 프린팅 마스터를 생성하기 위한 잉크젯의 이용과 같은 것이 있다.

프린트 헤드 및 셔틀 이송

도 1 에 도시된 일 특정 실시예를 참조하면, 변환기, 잉크 챔버, 및 (노즐판에 에칭된)노즐이 함께 프린트 헤드(122)를 구성한다. 그러한 프린트 헤드(122)는, 가이드(120) 상에서 이동할 수 있는 셔틀(121)에 장착된다. 셔틀 이송은 벨트(123), 샤프트(124), 및 제1 모터(125)에 의하여 달성된다.

기판 이송

동일한 실시예에서, 잉크 수용층(102)을 갖는 기판(101)은 기판 지지대(103) 상에 안착하고, 두 개의 롤러들(110, 111), 샤프트(112), 및 제2 모터(113)를 포함 하는 기판 이송 메카니즘에 의하여 이송된다.

프린팅 - 부가 설명

프린터(100)를 사용하여 문서의 이미지를 인쇄하는 것은 일반적으로, 셔틀과 기판 이송 메카니즘에 의하여 노즐을 기판에 대해 상대적으로 이동시키고 기판 상에 잉크 드롭렛들을 상기 문서의 상기 이미지에 대응하도록 선택적으로 제트분사함에 의하여 달성된다.

고속스캔 및 저속스캔의 방위 및 방향

셔틀의 가이드를 따른 이동에 대응하는 방위는 일반적으로 고속스캔 방위(140)로 불린다. 고속스캔 방향은 상기 셔틀이 상기 고속스캔 방위를 따라 이동하는 방향을 의미한다. 고속스캔 방위에 직교하는 방위는 일반적으로 저속스캔 방위(130)으로 불린다. 저속스캔 방향은 프린트 헤드가 기판에 대해 상대적으로 상기 저속스캔 방위를 따라 이동하는 방향을 의미한다.

래스터 선(raster line)은 잉크 드롭렛들이 노즐에 의하여 고속스캔 방위를 따라서 인쇄되는 가상의 선을 의미한다.

양방향 인쇄

셔틀이 복귀할 때의 노즐의 휴지 시간(idle time)을 저감하기 위하여, 인쇄는 양방향으로 수행되는 것이 바람직하다. 이 경우, 인쇄는 고속스캔 방위에 대응 하는 두 방향들로 이루어진다.

어드레스가능한 픽셀들의 격자( addressable grid of pixels )

도 4 를 참조하면, 드롭렛이 인쇄될 수 있는 위치들에 의하여 정의되는 사각형의 래스터 격자가 어드레스가능한 격자(400)로 불린다. 어드레스가능한 격자의 구성요소는 픽셀(430)이다. 픽셀들은 저속스캔 인덱스(slow scan index; 450)에 의하여 어드레스되는 행(row)들 및 고속스캔 인덱스(fast scan index; 460)에 의하여 어드레스되는 열(column)들에 배치된다. 한 픽셀에는 하나의 색상 또는 한 색채값 세트(set of colorant values)가 관련된다. 그 색상은 모노크롬(monochrome)이 것이거나 또는 총 천연색(예를 들어 적색, 녹색, 청색의 주성분으로 표현될 수 있는, 세 개의 색상 성분들)의 것일 수 있다. 한 세트의 색채값들은 예를 들어, 시안색, 마그네타섹, 황색, 및 검정색의 착색제들의 양 또는 농도일 수 있다.

고속스캔 방위(470)을 따라 배치된 두 개의 이웃하는 픽셀들 간의 거리는 고속스캔 피치('fastScanPitch'; 410)로 불리고, 저속스캔 방향(471)을 따라 이웃하는 두 픽셀들 간의 거리는 저속스캔 피치('slowScanPitch'; 420)로 불린다.

고속스캔 방위 및 저속스캔 방위로의 피치와 프린터의 공간적 해상도 간에는 어떤 관계가 존재한다.

고속스캔 피치('fastScanPitch')와 고속스캔 인쇄 해상도('fastScanResolution')는 다음과 같은 역 관계에 의하여 서로 관련된다.

고속스캔 해상도('fastScanResolution') = l / 고속스캔 피 치('fastScanPitch')

이와 같은 사항은 저속스캔 해상도('slowScanResolution')와 저속스캔 피치('slowScanPitch') 간의 관계에 대하여도 다음과 같이 마찬가지이다.

저속스캔 해상도('slowScanResolution') = l / 저속스캔 피치('slowScanPitch')

작은 피치(또는 높은 공간적 해상도)는 섬세한 이미지 상세부분들의 렌더링을 가능하게 하고, 따라서 일반적으로 높은 이미지 품질을 달성하는 것을 가능하게 한다.

프린트 헤드의 고속스캔 방향으로의 속도('fastScanVelocity')가 일정한 경우, 그 인쇄 해상도인 고속스캔 해상도('fastScanResolution')는 노즐들의 발사 주파수('firingFrequency')(즉, 노즐에 의하여 잉크 드롭렛들이 배출될 수 있는 시간율(time rate)과 비례한다. 따라서 고속스캔 해상도('fastScanResolution')는 발사 주파수('firingFrequency')가 고속스캔 방향으로의 속도인 고속스캔 속도('fastScanVelocity')에 의하여 나눠진 비율로 표시될 수 있다.

고속스캔 해상도('fastScanResolution') = 발사 주파수('firingFrequency') / 고속스캔 속도('fastScanVelocity')

노즐들의 배열( array )

도 5 에 도시된 바람직한 실시예를 참조하면, 병렬적으로 작동할 수 있고 고정된 또는 가변적인 체적을 갖는 드롭렛들을 생성할 수 있는 'nbrNozzles(520)'개 의 잉크젯 노즐들의 배열(500)(하나가 아님)가 사용된다.

각 노즐은, 1 부터 'nbrNozzles'까지의 범위를 갖는 노즐 인덱스('nozzleIndex')를 사용하여 호칭될 수 있다. 일반적으로 노즐 배열(500)는 저속스캔 방위(540)에 평행하게 방향잡히지만, 이것이 엄격한 요구조건은 아니다. 저속스캔 방위(540)을 따른 두 개의 노즐들 간의 최단 거리는 노즐 피치('nozzlePitch'; 510)로 불린다. 노즐 배열 길이('headLength'; 550)는 저속스캔 피치('slowScanPitch')의 길이의 배수로 표현될 수 있다. 고속스캔 방위를 따른 일회의 이동 중에 프린트 헤드의 노즐들에 의하여 어드레스될 수 있는 어드레스가능한 격자 상의 픽셀들로 이루어지는 한 세트의 행들은 스와스(swath)로 불린다.

도 6 을 참조하면, 일 배열의 노즐들(630)은 제조상의 이유로 인하여 둘 이상의 열들(660, 661)을 따라서 갈지자로 배치될 수 있다. 이 경우, 노즐 피치(610)는 갈지자로 배치된 노즐들의 중심을 지나고 저속스캔 방위에 수직을 이루는 두 선들 간의 최단 거리로 정의된다. 노즐들이 갈지자로 배치된 배열의 경우, 상이한 열들에 속하는 노즐들로부터의 드롭렛들의 발사 타이밍(timing of firing)은 문서의 이미지에 있는 동일한 열에 속하는 픽셀들이 그 인쇄된 이미지의 동일한 열에 착지하도록 조정되는 것이 바람직하다. 이와 같은 방식으로 타이밍을 조정함에 의하여, 노즐들을 위한 신호를 준비하는 과정은 모든 노즐들이 실제로 동일한 열에 있는 경우와 마찬가지로 될 수 있다.

바람직한 일 실시예에 따르면, 각각 382개의 노즐들을 갖는 두 개의 열들이 사용된다. 동일한 실시예에 따르면, 일 열에 있는 두 노즐들 간의 거리(611)는 141 마이크로미터(1/180 인치)이고, 노즐 피치(610)는 70.6 마이크로미터(1/360 인치)이다.

바람직한 실시예에 따르면, 저속스캔 방위로의 프린팅 해상도는 본 기술분야에서 공지된 인터레이싱 기술들 중의 하나를 이용함으로써 증가된다. 특히 저속스캔 방위로의 해상도는, 2 인 저속스캔 침입계수(slow scan interstitial factor)를 사용함으로써 두 배로 될 수 있다. 이것은 저속스캔 피치가 35.3 마이크로미터(1/720 인치)의 값으로 되게 한다. 일 실시예에 따르면, 고속스캔 속도('fastScanVelocity')의 값은, 고속스캔 피치의 값이 저속스캔 피치의 값과 동일하게 되도록 조정된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 하나가 아닌 한 세트의 프린트 헤드들이 상이한 잉크들을 인쇄하도록 사용된다. 일반적으로, 그 잉크들은 상이한 색조들을 갖지만, 일 실시예에서는 동일한 색조이되 상이한 농도를 가질 수 있다(예를 들어, 밝은 시안색과 어두운 시안색, 또는 밝은 중립색과 어두운 중립색). 일 실시예에서는, 네 개의 프린트 헤드들로 이루어진 일 세트가, 시안색(cyan; C), 마그네타색(magenta; M), 황색(yellow; Y), 및 검정색(black; K)인 4 가지 잉크들을 인쇄하도록 이용될 수 있다. 일 실시예에서는, 이 잉크들이 자외선광과 같은 전자기적인 방사선에 의하여 경화될 수 있다.

상이한 프린트 헤드들이 서로의 근처에 또는 아래에, 또는 서로에 대해 갈지자의 형태로 장착될 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 상이한 프린트 헤드들의 노즐 피치의 값은 동일하고, 그 헤드들은 그 노즐들이 저속스캔 방위를 따라서 저 속스캔 피치의 정수배로 이격되는 방식으로 장착된다. 상이한 프린트 헤드들에 속하는 드롭렛들의 발사 타이밍은, 그 이미지의 동일한 열에 속하는 드롭렛들이 그 인쇄된 이미지 상에서도 동일한 열에 착지하도록 조정되는 것이 바람직하다.

상이한 프린트 헤드들로부터 동일한 픽셀 위치에 착지하는 드롭렛들은 동일한 스와스 중에 인쇄되기 때문에, 이 드롭렛들의 인쇄들 간에 적은 시간이 소요된다. 이것은, 상이한 드롭렛들로부터의 잉크 스폿들이 물리적으로 혼합될 수 있다는 것을 내포한다. 중간 경화 없이 후속의 드롭렛들을 분사하는 이러한 기술은 웨트-온-웨트 프린팅이라 불린다.

일 실시예에 따르면, 도 7 에는 두 개의 선택적인 경화 근원들(L1; 750)(L2; 760)도 도시되어 있다. 이 근원들은 잉크의 경화를 촉진하기 위하여 설계된 것이다. 일 예로서는, 자외선으로 경화가능한 잉크(자외선-경화가능 잉크)와 함께 조합되어 사용되는 것으로서 잉크의 중합(polymerization)을 촉진하는 자외선 램프를 들 수 있다. 다른 일 예로서는 잉크의 건조를 촉진시키는 적외선 광원일 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 그 근원들의 출력 전력은 프린터 제어기에 의하여 제어될 수 있는데, 예를 들어 램프를 통과하는 전류의 듀티 사이클(duty cycle) 또는 진폭을 제어하거나, 또는 동일한 근원들에 있는 램프들 중 동시에 전원이 공급되는 램프들의 수를 제어함으로써, 그 제어가 이루어질 수 있다.

프린트 헤드들(710, 720, 730, 740) 및 경화 근원들(750, 760)이 함께 프린트 헤드 조립체(700)를 구성한다.

도 17 에 도시된 실시예에 따르면, 복수의 경화 근원들(L1; 1750, L2; 1751, L3; 1752)이 사용된다. 경화 근원들(L1; 1750, L2; 1751) 사이에는 프린트 헤드들(1701 - 1704)로 이루어진 제1 세트가 제공되고, 경화 근원들(L2; 1751, L3; 1753) 사이에는 프린트 헤드들(1705 - 1708)로 이루어진 제2 세트가 제공된다. 광원(light source)들(L1; 1750, L2; 1751, L3; 1752) 및 프린트 헤드들(1701 - 1708)이 함께 프린트 헤드 조립체(1700)를 구성한다.

도 17 을 참조하면서 바람직한 실시예를 따르면, 상이한 헤드들(1702, 1703)에 속하되 동일한 노즐 인덱스를 갖는 노즐들이 동일한 스와스 중에 동일한 래스터 선 상에 인쇄하도록, 모든 헤드들의 노즐들이 저속스캔 방위(1790, 1791) 축을 따라 쉬프트(shift)된다. 다른 일 실시예에 따르면, 상이한 헤드들(1703, 1704)에 속하되 동일한 노즐 인덱스를 갖는 노즐들이 동일한 스와스 중에 상이한 래스터 선 상에 인쇄하도록, 적어도 두 개의 헤드들(1703, 1704) 모두의 노즐들이 저속스캔 방위(1790, 1791) 축을 따라 쉬프트된다.

도 17 에 도시된 실시예는, 도 7 에 도시된 구성에 비하여 두 배수의 헤드들을 포함하고, 따라서 보다 빠른 인쇄 속도를 달성하는 것을 가능하게 한다. 인쇄 성능이 더 향상될 필요가 있다면, 보다 많은 경화 근원들과 보다 많은 프린트 헤드들이 고속스캔 방위(1780, 1781)를 따라 장착될 수 있다.

도 17 을 참조하되 일 바람직한 실시예에 따르면, 상기 근원들의 출력 전력은 프린터 제어기에 의하여 제어되는바, 예를 들면 램프를 통과하는 전류의 듀티 사이클(duty cycle) 또는 진폭을 제어하거나, 또는 동일한 근원들에 있는 램프들 중 동시에 전원이 공급되는 램프들의 수를 제어함으로써, 그 제어가 이루어질 수 있다.

도 19 에는 고속스캔 방위(1980, 1981)를 따라 있는 복수의 경화 스테이션들(curing stations)(1950, 1951, 1952) 및 복수의 헤드들(1901, 1902)과, 저속스캔 방위(1990, 1991)를 따라 있는 복수의 헤드들(1901, 1919)을 특징으로 하는 일 실시예가 도시되어 있다. 도 19 의 실시예에 따르면, 헤드들(1901, 1911)은 갈지자로 배치된다. 중간톤 이미지에 있는 픽셀들로 이루어지고 저속스캔 방위에 평행한 단일의 연접선(contiguous line)도 단일의 연접선으로서 인쇄되도록, 갈지자로 배치된 프린트 헤드들의 구동기들의 타이밍을 조정함에 의하여, 갈지자로 배치된 프린트 헤드들이 하나의 긴 단일의 프린트 헤드로서 효과적으로 거동(behave)하게 된다. 저속스캔 방위를 따라 있는 복수의 헤드들(1901, 1911)을 이용하면, 일 스와스 중에 동시에 인쇄할 수 있는 노즐들의 수가 증가되고, 그러므로 인쇄 성능이 향상된다.

불행히도, 프린트 헤드의 갈지자형 구성은 고속스캔 방위(1980, 1981)를 따른 프린트 헤드 조립체(1900)의 크기 증가로 귀결되고, 따라서 하중도 증가된다. 이 증가된 하중은, 프린트 헤드 조립체가 고속스캔 방위에서의 방향을 바꿀 때의 가속력 및 감속력의 증가로 귀결되고, 따라서 기계적 설계를 복잡하게 한다.

그러므로, 도 18 에 도시된 바람직한 실시예에 따르면, 복수의 프린트 헤드(1801, 1811)들이 저속스캔 방위(1890, 1891)에 평행한 선(1822)을 따라 본질적으로 선을 이루게 된다.

바람직하게는, 상이한 헤드들(1808, 1818)에 속하는 두 개의 노즐들 간의 거 리(1820)가 저속스캔 피치(1821)의 배수가 되도록, 프린트 헤드들(1808, 1818)이 서로에 대해 거리를 두고 장착된다. 이 실시예의 장점은, 고속스캔 방위(1880, 1881)를 따른 프린트 헤드 조립체(1800)의 총 크기 및 그 유니트의 대응하는 하중이 최소화될 수 있다는 데에 있다.

단점은, 도 18 에 도시된 구성에서는, 인쇄가 이루어지지 않는 간극(1821)이 두 개의 헤드들(1808, 1818) 사이에 존재한다는 것이다. 이 기술적인 문제는 이미지 처리(processing)를 이용함으로써 해결된다.

본 발명의 일 실시예에서, 두 개의 프린트 헤드들(1808, 1818) 간의 거리는 노즐들의 갯수('nbrNozzles')와 노즐 피치('nozzlePitch'; 1821)의 곱에 해당한다. 본 발명의 다른 일 실시예에서는, 두 개의 프린트 헤드들(1808, 1818) 간의 거리(1821)는 노즐들의 갯수('nbrNozzles')와 노즐 피치('nozzlePitch')의 곱 보다 작지만, 노즐피치('nozzlePitch'; 1820)의 배수와 동일하다. 남은 부분에서는, 간극크기('gapSize')가 거리(1821)를 의미하는 것으로 사용된다.

일 실시예에서는, 경화 스테이션(1851)들 중의 적어도 하나가 두 개의 경화 스테이션들(1851A, 1851B)로 나뉜다.

컴퓨터 시스템

도 3 을 참조하고 바람직한 실시예에 따르면, 프린터 명령(printer command)들은 컴퓨터와 같은 데이터 처리 시스템(300)으로부터 발생된다. 컴퓨터는 네트워크 연결수단(network connection means; 321), 중앙 처리 유니트(322), 및 메모리 수단(323)을 하는데, 이들은 모두 컴퓨터 버스(computer bus; 324)를 통하여 연결되어 있다. 또한 그 컴퓨터는, 데이터의 입력을 위한 컴퓨터 인간 인터페이스(330, 331) 및 데이터의 출력을 위한 컴퓨터 인간 인터페이스(340)를 갖는다. 일 실시예에 따르면, 컴퓨터 프로그램 코드는, 휴대용 데이터 운반기 독출수단(325)에 의하여 독출되는 휴대용 데이터 운반기(portable data carrier; 350) 또는 대용량 저장 장치(326)와 같은 컴퓨터에 의하여 독출될 수 있는 매체에 저장된다.

프린터 제어기

도 2 를 참조하면, 고속스캔 모터(125), 저속스캔 모터(113), 및 프린트 헤드(122)의 엑츄에이터가 프린터 제어기(200)에 의하여 제어된다. 프린터 명령(220)들은 버퍼 메모리(buffer memory; 201)에 의하여 수신된다. 이 프린터 명령들은, 프린터 제어기(206)로 보내지는 프린터 제어기 정보, 및 이미지 버퍼(203)로 보내지는 이미지 데이터를 포함한다. 프린터 제어기는, 셔틀을 고속스캔 방향으로 이동시키는 고속스캔 모터(125)를 구동하는 고속스캔 구동기(207)를 제어한다. 프린터 제어기는 또한, 저속스캔 모터(113)를 구동하는 저속스캔 구동기(209)를 제어한다. 바람직한 실시예에서와 같이 프린터가 경화 스테이션도 갖는 경우, 제어기는 경화 스테이션(750,760)을 위한 구동기도 포함한다. 이미지 버퍼(203) 내의 정보는 프린트 헤드 구동기(204)에 의하여 프린트 헤드(122)의 엑츄에이터(들)을 구동하기 위하여 사용된다.

방법의 설명

래스터 이미지 처리( raster image processing )

바람직한 실시예에 따르면, 문서의 이미지를 인쇄하는 제1 단계는 상기 문서의 연속 톤 래스터 이미지(continuous tone raster image)를 프린터의 색채 공간(colorant space)에서 프린터의 공간적 해상도로 계산하는 것을 포함한다.

이 처리과정은, 흔히 피디에프(PDF®), 엠에스-워드(MS-Word®), 또는 포스트스크립트(PostScript®)와 같이 표준화된 포맷(format)들 중 하나에서의 객체 레벨(object level)로 대표되는 문서를 연속 톤 래스터 이미지로 변환하는 것과 관련된다.

그러한 연속 톤 래스터 이미지는, 프린터 격자의 모든 어드레스가능한 위치에 대하여, 그 픽셀 위치에 속하는 잉크의 양을 거의-연속적인 톤 스케일(tone scale)로 나타내는 픽셀 값(pixel value)을 포함한다.

바람직한 실시예에 따르면, 그 계산은 컴퓨터 프로그램에 의하여 컴퓨터 시스템(300)에서 수행되는데, 그러한 컴퓨터 프로그램으로서는 캘리포니아의 산 조세(San Jose)에 위치한 어도비 시스템즈 인코포레이티드(Adobe Systems Incorporated) 사에 의하여 상용화된 "어도비 포스트스크립트 프린터 드라이버(Adobe PostScript printer driver)"를 예로 들 수 있다.

서브-샘플링

상기 바람직한 실시예에 따르면, 제2 단계는 상기 연속적인 톤 이미지를 서브-샘플링하는 것을 포함한다.

이것은 도 8 을 이용하여 설명된다. 모든 사각형(801)은 최고 프린터 해상도에서의 픽셀에 대응한다. 이 특정 예에서의 고속스캔 피치('fastScanPitch'; 810) 와 저속스캔 피치('slowScanPitch'; 820)는 동일하다. 서브-샘플링은 x표시(802)로 표시된 위치들에서만 픽셀 값들을 보유하는 것으로 이루어진다. 그 결과로 서브-샘플링된 이미지에서의 픽셀들은, 이 경우에 있어서는 프린터의 어드레스가능한 격자에 대하여 45도 회전되고 서양장기판의 패턴을 형성하며 원본 이미지에서의 픽셀들의 절반을 포함하는 격자에서 공간적으로 펼쳐진다.

보다 일반적인 경우에서는, 서브-샘플링된 이미지에서의 픽셀들의 위치(802)들은, 먼저 고속스캔 방위 및 저속스캔 방위에서 동일한 수(NP; NP > 1)의 픽셀들을 포함하는 어드레스가능한 격자(800)에 있는 임의의 사각형 셀(cell; 830)의 대각선들과 대응하는 두 개의 대각방향 방위들을 정함(identify)으로써 정의된다.

그 후 상기 서브-샘플링된 이미지는 어드레스가능한 프린터 격자(800)의 모든 행(850)에 있는 두 픽셀(801)들 마다의 하나로 이루어지는 세트(set)로서 정의되는데, 여기서 그 픽셀들은 상기 두 개의 대각방향 방위들(831, 832)을 따라 픽셀(802)들의 연접한 시리즈(contiguous series; 880, 881)를 형성하는 방식으로 배치된다.

종종 선별(decimation) 기술로서 불리우는 서브-샘플링 기술은 본 기술분야 에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려져 있다.

바람직한 일 실시예에 따르면, 서브-샘플링은, 서브-샘플링된 이미지 내의 픽셀들의 위치에 대응하는 연속 톤 래스터 이미지에서의 픽셀 값들을 단순히 선택함으로써 수행된다.

다른 일 실시예에 따르면, 먼저 연속 톤 래스터 이미지에 로우패스 필터(low pass filter)가 적용된 후에, 그 필터링된 이미지에서 서브-필터링된 이미지에서의 위치에 대응하는 픽셀 값들이 선택된다.

디지털 중간톤화( digital halftoning )

연속 톤 래스터 이미지에서의 픽셀 값들의 톤 해상도(tonal resolution)는 프린터의 톤 해상도 보다 높기 때문에, 디지털 중간톤화인 제3 단계가 상기 바람직한 실시예에 따라 요망된다. 예를 들어, 연속 톤 래스터 이미지 또는 서브-샘플링된 이미지에서의 픽셀들은 색채 성분(colorant component) 당 8비트(bit)로 표시될 수 있는 반면에, 프린터는 색채 성분 당 2 비트에 의하여 표시되는 4 개의 구별되는 톤 레벨만을 인쇄할 수 있을 수 있다. 디지털 중간톤화 단계의 작업은, 픽셀들의 양자화(quantization)로부터 귀결되는 이미지 왜곡물을 색 성분 당 8 비트로부터 2 비트로 공간적으로 확산시키는 것이다. 서브-샘플링된 연속 톤 래스터 이미지를 중간톤화시킨 결과는 중간톤화된 서브-샘플링된 이미지이다. 디지털 중간톤화 기술은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 것이다. 예들은 주파수 변조(frequency modulation) 기술에 기반한 스레스홀드 마스크(threshold mask) 또는 오류 확산(error diffusion)을 포함한다.

1 내지 3 단계들에 관한 바람직한 실시예

바람직한 실시예에 따르면, 상기 문서의 연속 톤 래스터 이미지를 계산하는 단계, 상기 이미지를 서브-샘플링하는 단계, 상기 서브-샘플링된 이미지를 중간톤화하는 단계는 성능과 메모리 사용의 측면에서 최적화될 수 있다. 도 9 에 따르면, 먼저 연속 톤 래스터 이미지가 고속스캔 방위에서의 프린터 해상도의 절반 및 저속스캔 방위에서의 프린터 해상도의 전체로 계산된다. 도 9 에는, 고속스캔 방향에서의 연속 톤 래스터 이미지의 피치(910)가 프린터의 어드레스가능한 격자의 피치(810) 보다 2배 더 크다는 것이 도시되어 있다. 이 연속 톤 이미지는 주파수 변조 기술에 기반한 스레스홀드 마스크 또는 오류 확산과 같이 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려져 있는 기술들 중의 하나를 이용함으로써 중간톤화될 수 있다. 다음 단계에서, 중간톤화된 이미지의 픽셀들은, 도 9 에 x 표시로 표시된 위치들에서 프린터의 어드레스가능한 격자의 픽셀들로 매핑(mapping)된다. 이 매핑은, 행 인덱스 [i] 및 열 인덱스 [j]를 갖는 중간톤화된 이미지의 픽셀을 행 인덱스 [k] 및 열 인덱스 [l]를 갖는 어드레스가능한 프린터 격자의 픽셀로 사상(mapping)하는 다음의 규칙을 이용함으로써 달성될 수 있다:

[i]가 홀수이면,

k = i 이고, l = 2 x j + l 이며;

그렇지 않으면,

k = i 이고, l = 2 x j 임.

상기 규칙의 동등한 변형:

[i]가 짝수이면,

k = i 이고, l = 2 x j + l 이며;

그렇지 않으면,

k = i 이고, l = 2 x j 임.

본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는, 동등한 변형예는, 저속스캔 방향에서의 프린터 해상도의 절반 및 고속스캔 방향에서의 전체 해상도로 연속 톤 이미지로부터 시작하는 것으로 이루어진다는 것이 명백하게 이해될 것이다.

래스터 이미지 처리, 서브-샘플링, 및 중간톤화를 위한 상기의 조합된 접근법은, 전체 해상도의 래스터 이미지에 비하여 픽셀들의 수의 절반만을 갖는 연속 톤 래스터 이미지의 계산을 필요로 할 뿐 복잡한 선별 기술과 무관하기 때문에 특히 효율적이다. 또한, 사각형 픽셀 격자에서 운용되도록 개발된 표준 중간톤화 기술이 그 연속적인 톤 이미지를 중간톤 이미지로 변환하기 위하여 사용될 수 있다.

서브-이미지들로의 분리

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제4 단계에서, 중간톤화된 이미지는 상호침입형 서브-이미지들로 분리된다.

이것은, 도 11 에 의하여 도시되는 두 개의 하위 단계(sub-step)들에 의하여 수행되는 것이 바람직하다.

제1 하위 단계에서, 중간톤화 및 서브-샘플링된 이미지는 제1 대각 방위를 따른 M개(M>1)의 상호침입형 서브-이미지들로 이루어진 제1세트로 분리된다.

도 11a 에는 고속스캔 피치(1101) 및 저속스캔 피치(1102)를 갖는 프린터의 어드레스가능한 픽셀(1103) 격자가 도시되어 있다. 서브-샘플링된 이미지의 중간톤화된 픽셀의 위치들은 검정색 점(1104)에 의하여 표시되었다. 이 도면에는 제1 대각 방위(831) 및 제2 대각 방위(832)도 도시되어 있다.

원본 이미지를 상호침입형 서브-이미지들로 분리한다는 것은, 상기 서브-이미지들이 함께 더해지면 원본 이미지가 재구성될 수 있도록, 원본 이미지(1100) 내의 모든 픽셀이 전체로서(색채 성분들 모두를 포함하여) 원본 이미지와 동일한 크기 및 해상도를 갖는 수개의 서브-이미지들 중의 하나로 선택적으로 할당된다는 것을 의미할 것이다.

이미지를 일 방위를 따라 서브-이미지들로 분리시키는 것은, 상기 방위(831, 832)에 평행한 선에 있는 원본 이미지에서의 연속하는 픽셀들(802)의 세트(880, 881)가 동일한 서브-이미지로 할당된다는 것을 의미할 것이다.

상기 정의들의 관점에서 보면, 도 11b 의 도면이 해석될 수 있게 된다. 이 특정의 경우에 있어서 M 은 3이다. 중간톤화된 서브-샘플링된 이미지(1100)는 제1 대각 방위(831)를 따라서 세 개의 상호침입형 이미지(1110, 1120, 1130)으로 분리된다.

제2 하위 단계에서는, 제1의 하위 단계에서 얻어진 상기 서브-이미지들(1110, 1120, 1130)이 제2 대각 방위(832)를 따라서 N개(N>=1)의 상호침입형 이 미지들로 이루어지는 제2세트로 더 분리된다.

도 11c 에는, 그 분리된 이미지(1110)가 제2 대각 방위(832)를 따라 서브-이미지들(1111, 1112)로 더 분리되는 것이 예시되어 있다.

제4 단계의 제1 및 제2 하위 단계들을 조합함에 의한 효과는, 총합 M x N 개의 서브-이미지들이 얻어진다는 것이다. 이 서브-이미지들은 2 차원의 인덱스 [i,j]에 의하여 표시될 수 있다.

예를 들어, 제1 인덱스 i (l<i<=M) 는 제1 분리 하위 단계 후의 서브-이미지의 인덱스를 지칭할 수 있다. 제2 인덱스 j (l<=k<= N) 는 제2 분리 하위 단계 후의 서브-이미지의 인덱스를 지칭할 수 있다. 도 11 의 예를 참조하면, 인덱스들 [1,1] , [1,2] , [2,1] , [2,2] , [3,1], 및 [3,2] 을 갖는 6개의 서브-이미지들이 얻어진다.

N = 1 인 특수한 경우에서는, 제2 하위 단계가 생략될 수 있다.

분리의 바람직한 실시예

본 발명의 바람직한 실시예가 도 10 에 도시되어 있는데, 여기에서는 M 이 2 이고 N 이 2 이다. 중간톤화된 서브-샘플링된 이미지는 인덱스 [1,1] , [1,2] , [2,1], 및 [2,2]를 갖는 4 개의 서브-이미지들로 분리된다.

프린팅 (제1 실시예에 따름)

본 발명의 가능한 제1 실시예에 따르면, 서브 이미지들의 인쇄 순서는 다음 과 같은 방식으로 짜여진다.

제2 서브-이미지 세트의 서브-이미지(1111, 1112, 1121, 1122, 1131, 1132)에 속하는 어드레스가능한 격자의 임의의 동일한 선(1150) 상에 있는 모든 픽셀(802)들은, 상기 제2 세트의 다른 서브-이미지의 상기 선(1150) 상에 있는 픽셀들의 인쇄가 시작되기 전에 인쇄된다.

이것은, 상이한 서브-이미지들에 속하는 픽셀들이 프린트 헤드의 개별적인 통과(pass)들에 의하여 인쇄된다는 것으로 귀결된다. 동일한 상호침입형 서브-이미지들에 속하는 픽셀들이 (N=1인 경우를 제외하고는) 접촉하지 않기 때문에, 상기 서브-이미지 각각의 인쇄 중에 있어서의 결착의 발생이 방지될 수 있다.

또한, 상이한 서브-이미지들에 속하는 픽셀들이 프린트 헤드 조립체의 후속하는 통과들 중에 인쇄되기 때문에, 후속하는 서브-이미지의 픽셀들이 인쇄되기 전에 제1 서브-이미지에 속하는 픽셀들의 경화를 위한 시간이 있게 된다. 이것또한 상이한 서브-이미지들에 속하는 픽셀들의 드롭렛들 간의 결착 위험을 저감시킨다.

일 실시예에 따르면, 상이한 서브-이미지들에 속하는 픽셀들의 드롭렛들 간의 잉크 결착을 더 억제하기 위하여, 서브-이미지들의 인쇄 사이에 에너지 공급원에 의한 강제 중간 경화가 수행된다. 중간 경화는 서브-이미지가 인쇄된 직후에 서브-이미지의 경화를 의미한다고 볼 것이다.

서브-이미지들의 인쇄 사이의 경화는 부분적인 경화일 뿐이고, 그 후 모든 서브-이미지들이 인쇄된 때에 최종의 경화가 뒤따른다면, 불균일한 광택 및 조직의 발생이 방지될 수 있다.

도 7 을 참조하면, 프린트 헤드 조립체(700)가 고속스캔 방향(780)으로 기판에 대해 상대적으로 이동할 때에, 중간 경화는 제1 경화 근원(750)을 가동함에 의하여 달성된다. 프린트 헤드 조립체(700)가 고속스캔 방향(790)으로 기판에 대해 상대적으로 이동할 때에, 중간 경화는 제2 경화 근원(760)을 가동함에 의하여 달성된다.

경화 (제1 실시예에 따른 프린팅 )

일 실시예에 따르면, 상이한 서브-이미지들에 속하는 픽셀들의 드롭렛들 간의 잉크 결착을 더 억제하기 위하여, 서브-이미지들의 인쇄 사이에 에너지원을 이용한 강제된 중간 경화 단계가 수행된다. 중간 경화는 서브-이미지가 인쇄된 직후에 서브-이미지를 경화시키는 것을 의미한다.

서브-이미지들의 인쇄 사이의 경화가 부분적인 경화일 뿐이고, 그 후에 모든 서브-이미지들이 인쇄된 때에 최종의 경화가 뒤따르는 경우에는, 불균일한 광택 및 조직의 발생이 방지될 수 있다.

도 7 을 참조하면, 프린트 헤드 조립체(700)가 고속스캔 방향(780)으로 기판에 대해 상대적으로 이동할 때에, 중간 경화는 제1 경화 근원(750)을 가동함에 의하여 달성된다. 선택적으로는, 앞선 스와스에서 인쇄되고 부분적으로 경화된 도트(dot)들의 최종적인 경화가 제2 경화 근원(760)을 가동함에 의하여 달성된다.

도 7 에 도시된 구성은 프린트 헤드 조립체의 일 회의 통과 중에 각 색상의 일 서브-이미지를 인쇄하는 것을 가능하게 한다.

프린트 헤드 조립체(700)가 고속스캔 방향(790)으로 기판에 대해 상대적으로 이동하는 때에, 제2 경화 근원(760)을 가동함에 의하여 중간 경화가 달성된다. 선택적으로는, 앞선 스와스에서 인쇄되고 부분적으로 경화된 도트(dot)들의 최종적인 경화가 제2 경화 근원(750)을 가동함에 의하여 달성된다.

인쇄(제2 실시예에 따름)

도 17 에는 본 발명의 제2 실시예가 도시되어 있다.

설명을 단순화하기 위하여, 아래에서는 시안색 잉크를 구비한 프린트 헤드들(1701, 1705)을 이용한 이미지의 인쇄를 중심으로 설명하지만, 다른 잉크들을 구비한 프린트 헤드들을 이용한 이미지의 인쇄도 전체적으로 유사하다.

상기 제2 실시예의 일 특성에 따르면, 서브-이미지들의 인쇄 순서는, 상기 제2세트의 적어도 두 개의 다른 서브-이미지들(1021, 1022)의 상기 선에 있는 픽셀들의 인쇄 시작 전에, 상기 제2 서브-이미지 세트(secondary set of sub-images)의 적어도 두 개의 서브-이미지들(1011, 1012)에 속하는 어드레스가능한 격자의 임의의 동일한 선에 있는 모든 픽셀들이 인쇄되도록, 조직된다.

이것은, 둘 이상의 상이한 서브-이미지들(1021, 1022)에 속하는 선 상에 있는 픽셀들이 단일의 통과에 의하여 인쇄되되 상이한 프린트 헤드들(1701, 1705)에 의하여 인쇄되는 결과를 낳는다. 바람직하게는, 상기 단일의 통과에서 인쇄된 상기 제2 서브-이미지 세트(secondary set of sub-images)에 속하는 상기 서브-이미지들은 상기 제1 서브-이미지 세트(primary set of sub-images)에 속하는 동일한 서브-이미지들로부터 도출된다. 예를 들어, 상기 제2 서브-이미지 세트에 속하는 서브-이미지들(1011, 1012)은 상기 제1 서브-이미지 세트 중의 동일한 서브-이미지(1010)로부터 도출된다.

도 17 에 도시된 구성은, 프린트 헤드 조립체의 일 회의 통과 중에 각 색상의 두 서브-이미지들을 인쇄하는 것을 가능하게 하고, 그러므로 요구되는 통과 횟수를 절반으로 줄임으로써 더 높은 인쇄 속도의 달성이 가능하게 된다.

도 17 에 도시된 실시예의 변형이 도 19 에 도시되어 있다. 이 경우, 단일의 프린트 헤드로서 작용 및 거동하는 갈지자로 배치된 프린트 헤드들(1901, 1911)의 일 그룹이 단일의 프린트 헤드(1701)를 대체한다. 일 그룹의 갈지자로 배치된 프린트 헤드들의 증가된 노즐 갯수는 더 빠른 속도로의 인쇄를 가능하게 한다.

경화(제2 실시예에 따른 프린팅 )

프린트 헤드 조립체(1700)가 고속스캔 방향(1770)으로 기판에 대해 상대적으로 이동할 때에, 적어도 일 헤드(1705 - 1708)에 의하여 인쇄된 도트들의 중간 경화는 제1 경화 근원(1751)의 가동에 의하여 달성되고, 적어도 일 헤드(1701-1704)에 의해 인쇄된 도트들의 중간 경화는 제2 경화 근원(1750)을 가동시킴에 의하여 달성된다. 선택적으로는, 앞선 스와스에서 인쇄되고 부분적으로 경화된 도트들의 최종적 경화는, 제3 경화 근원(1752)을 가동시킴으로써 달성된다.

프린트 헤드 조립체(1700)가 고속스캔 방향(1770)으로 기판에 대해 상대적으로 이동할 때에, 적어도 일 헤드(1701 - 1704)에 의하여 인쇄된 도트들의 중간 경 화는 상기 제2 경화 근원(1751)의 가동에 의하여 달성되고, 적어도 일 헤드(1705-1708)에 의해 인쇄된 도트들의 중간 경화는 상기 제3 경화 근원(1752)을 가동시킴에 의하여 달성된다. 선택적으로는, 앞선 스와스에서 인쇄되고 부분적으로 경화된 도트들의 최종적 경화는, 제3 경화 근원(1752)을 가동시킴으로써 달성된다. 앞선 스와스에서 인쇄되고 부분적으로 경화된 도트들의 최종적인 경화는 상기 제1 경화 근원(1750)을 가동시킴으로써 달성된다.

두 개의 프린트 헤드 세트들(1701-1704, 1705-1708)과 조합하여 세 개의 경화 근원들(1750-1752)의 이 구성을 이용함으로써, 상이한 서브-이미지들에 속하는 픽셀들의 결착이 효과적으로 억제되고, 인쇄 속도가 증가된다.

저속스캔 프린트 헤드 이동의 제어 - 제1 실시예

도 12 에는 제1 실시예에 따른 본 발명을 구현하는 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 도시된 경우는, 도 10 에서와 같이 N = M = 2 인 경우에 해당된다. 도면에서의 공간을 절약하기 위하여 그리고 도 11 의 도면을 참조하면, 상이한 서브-이미지들에 속하는 픽셀들은 다음과 같이 표시되었다.

서브-이미지[1,1]에 속하는 픽셀들은 1 로서 표시되었고;

서브-이미지[1,2]에 속하는 픽셀들은 2 로서 표시되었고;

서브-이미지[2,1]에 속하는 픽셀들은 3 으로서 표시되었고;

서브-이미지[2,2]에 속하는 픽셀들은 4 로서 표시되었다.

일반적으로, N x M 개의 서브-이미지들의 선형적인 순서방식(1 <= k, <= N x M)과 2차원의 인덱스 시스템[i,j] 간의 고유 관계는 다음과 같이 쉽게 얻어진다.

k = (i-1) x N + (j-1) 이고, l<=i<=N; l<=j<=M;

단순화의 이유를 위하여, 11 개의 노즐을 구비한 하나의 열을 갖는 하나의 프린트 헤드만 도시되었다. 저속스캔 피치는 노즐 피치의 절반인 것, 즉 프린트 헤드의 기본 해상도(native resolution)에 비하여 인쇄의 해상도를 두 배로 하기 위하여 인터레이싱 계수(interlacing factor; 'slowScanlnterlacingFactor')로서 2 가 사용된 것으로 가정되었다. 저속스캔 방향으로의 프린트 헤드의 위치('headPosition')를 나타내기 위하여, 저속스캔 피치들의 수로 표현된 스케일(1230) 상에 제1 노즐(도 12 에서의 상측 노즐)의 위치가 이용된다.

인쇄 공정은 하기의 단계들에 따라서 이루어진다.

1 단계에서, 프린트 헤드의 위치('headPosition')는 0 으로 설정되고, 서브-이미지[1,1]를 인쇄하는 제1 스와스가 인쇄된다.

2 단계에서, 프린트 헤드의 위치는, 그것이 5 로 되도록, 저속스캔단계1 값('slowScanStep1')(=5) 만큼 증가되고, 서브-이미지[1,2]를 인쇄하는 제2 스와스가 인쇄된다. 두 스와스들 간의 중첩되는 영역에서는, 제1 대각 패턴(1210)이 발생한다.

3 단계에서, 프린트 헤드의 위치는, 그것이 12 로 되도록, 저속스캔단계2 값('slowScanStep2')(=7) 만큼 증가되고, 서브-이미지[2,1]를 인쇄하는 제3 스와스가 인쇄된다. 세 스와스들 간의 중첩되는 영역에서는, 서브-이미지[2,2]의 "누락 픽셀"(서브 이미지들 [1,1], [1,2] 및 [2,1] 로부터의 인쇄된 픽셀들에 의하여 둘 러싸인 "4" 둘레의 원에 의해 표시됨)을 포함하는 마름모꼴 패턴(1211)이 발생한다.

4 단계에서, 프린트 헤드의 위치는, 그것이 17 로 되도록, 저속스캔단계3 값('slowScanStep3')(=5) 만큼 증가되고, 서브-이미지[2,2]를 인쇄하는 제4 스와스가 인쇄된다. 전술된 스와스들 간에 중첩되는 영역에는, 서브-이미지들의 모든 픽셀들(1212)이 인쇄된 상태로 된다.

5 단계에서, 프린트 헤드의 위치는, 그것이 22 로 되도록, 저속스캔단계4 값('slowScanStep4')(=5) 만큼 증가되는데, 여기서 22 는 프린트 헤드의 길이와 일 노즐 피치의 합과 정확히 일치한다. 그리고, 서브-이미지[1,1]와 연속적으로 인쇄하는 제5 스와스가 인쇄된다. 스와스 4 와 스와스 5 사이의 중첩되는 영역에서는, 서브-이미지[1,1]과 서브-이미지[2,2]에 속하는 픽셀들 간에 제2 대각 패턴(1213)이 발생한다. 여기서 부터는, 완전한 이미지가 인쇄될 때까지 2, 3, 및 4 단계가 반복된다. 바람직한 실시예에 따르면, 스와스들(1, 3)은 제1 고속스캔 방위를 따라 인쇄되고, 스와스들(2, 4)은 반대측 고속스캔 방위를 따라 인쇄된다.

일반적으로, 도 12 에 다른 원리는 다음과 같이 일반화될 수 있다.

M x N = P 가 서브-이미지들의 갯수이고 저속스캔 인터레이싱 계수가 SSIF 이면, 저속스캔단계(slow scan step)들 SSS[l], SSS[2], ..., SSS[P]는 다음과 같이 정의된다.

SSS[1] = a[1] x SSIF + 1;

SSS[2] = a[2] x SSIF + 1;

...

SSS[P] = a[P] x SSIF + 1;

여기서, a[1], a[2], ...,a[P]는, SSS[1] + SSS[2] + SSS[P] = 노즐 배열 길이(headLength) + 저속스캔 인터레이싱 계수(SSIF)가 되도록 하고, 선택적으로는 SSS[1] < headLength; SSS[2] < headLength; ...SSS[P] < headLength 로 되게 하는 정수값이다.

다음, 저속스캔 방위를 따른 헤드의 위치를 초기화한다.

그 다음으로는, 서브-이미지를 인쇄하는 단계, 및 그에 뒤이어 거리(SSS[i] x 저속스캔피치('slowScanPitch'))에 걸쳐서 프린트 헤드를 이동시키는 단계를 포함하는 시퀀스(sequence (i=l,i<=P))를 수행한다.

완전한 이미지가 인쇄될 때까지 상기 시퀀스를 반복한다.

도 11c 를 참조하면, 모든 서브-이미지(1111, 1112, 1121, 1122, 1131, 및 1132)에서 두 열 중의 단 하나만, 인쇄되어야 하는 픽셀을 포함한다는 것을 알 수 있다. 이것은 프린트 헤드의 속도를 프린트 헤드의 동일한 발사 주파수에 대해 2배수로 증가시킬 수 있게 한다. 일반적으로, 상기 제2 서브-이미지 시리즈(secondary series of sub-images)의 서브-이미지들을 인쇄할 때에 프린트 헤드의 속도는 M 배수로 증가될 수 있다. 결과적으로, 서브-이미지들로부터 이미지를 재구성하는 결과로 인하여 프린팅 시스템프린팅 시스템 성능이 감소될 필요가 없다.

저속스캔 프린트 헤드 이동의 제어 - 제2 실시예

앞선 실시예에 따른 방법을 이용하는 때에 문제점이 발생할 수 있다. 도 12 를 참조하면, 대각선들(1210, 1213)의 방위는 인쇄 중에 교대할 수 있고, 이것은 가끔 대각선들의 방위에 상호관련된 띠(banding)의 형성을 일으킬 수 있다.

이 문제는, 저속스캔 스텝의 SSS[i] 값들에 부가적인 제한을 부과함으로서 효과적으로 대처될 수 있다. 보다 구체적으로는, 동일한 제1 서브-이미지 세트로부터 도출되는 서브-이미지들 모두가 먼저 인쇄되도록 상기 값들이 선택되면, 놀랍게도 대각선들의 방위는 교대하지 않는 것으로 드러났다.

구체적으로, 어드레스가능한 프린터 격자의 N 개의 연속적인 선들의 임의의 그룹 상에서, 상기 제1 서브-이미지 세트의 일 서브-이미지에 속하는 모든 픽셀들이 상기 제1세트의 다른 서브-이미지에 속하는 픽셀들의 인쇄가 시작되기 전에 인쇄되도록 요구함으로써, 띠의 발생이 방지될 수 있다.

이것은 도 13 (도 10 참조)에 도시된 예에 의하여 예시된다. 이 예에서, 임의의 두 개의 연속적인 선들 상에서, 서브-이미지들(1011, 1012)(제1세트에 있는 제1 서브-이미지(1010)로부터 도출됨)의 모든 픽셀들이, 서브-이미지들(1021, 1022)(상기 제1세트의 제2 서브-이미지(1020)로부터 도출됨)에 속하는 픽셀들의 인쇄가 시작되기 전에 인쇄되도록, SSS[i]의 값들이 선택된다.

상기의 요구는, 서브-이미지들(1021, 1022)(제1 서브-이미지(1020)로부터 도출됨)을 인쇄하는 스와스들(1303, 1304)의 "도메인(domain)"이 서브-이미지들(1011, 1012)(상기 제1세트의 제2 서브-이미지(1010)로부터 도출됨)을 인쇄하는 스와스들(1201, 1202)의 도메인의 서브세트(subset)가 되도록 함으로써 충족될 수 있다. 스와스들의 "도메인"이라 함은, 상기 스와스들의 최저 저속스캔 인덱스 및 최고 저속스캔 인덱스를 갖는 선들 사이 또는 그 선들 상에 위치하는 선들의 세트를 의미한다.

상기 요구는 수학적으로 아래와 같이 해석된다.

SSS[3] <= - SSS[2] < SSS[1];

도 14 에 도시된 바람직한 일 실시예에 따르면, 저속스캔 이동들 SS[2] 및 SS[3]는 동일하며, 노즐 배열 길이('headLength')/4 와 같다.

SSS[1] = 3 x headLength/4;

SSS[2] = SSS[3] = - headLength/4;

그 이유는:

SSS[1] + SSS[2] + SSS[3] + SSS[4] = headLength + SSIF

SSS[4]의 값은:

SSS[4] = headLength + SSIF + 2 x headLength/4 - 3 x headLength/4

SSS[4] = 3 x headLength/4 + SSIF

프린팅 (제3 실시예에 따름)

추가적인 복잡함은 도 18 에 도시된 바와 같은 구성이 사용되는 때에 발생하는데, 이것은 스와스의 인쇄 중에 발생하는 간극(1821)에 기인한다.

본 발명의 일 형태에 따르면, 이 문제는 앞선 실시예들 중의 하나에 따른 각 저속스캔 스텝 후에 추가적인 저속스캔 스텝(ASSS)를 포함시킴으로써 해결된다.

도 20 에는 두 개의 헤드들(2001, 2002)이 함께 프린트 헤드 서브-조립체(2000)를 형성하는 경우가 도시되어 있다.

노즐 배열 길이('headLength'; 2010)는 다음의 표현에 의하여 주어질 수 있다.

노즐 배열 길이('headLength') = (노즐들의 갯수('nbrNozzles') - 1) x 노즐 피치('nozzlePitch');

도 20 에서, 간극크기('gapSize'; 2011)는 다음과 같다.

gapSize = nbrNozzles x nozzlePitch;

또한, 도 20 에서, 추가적인 저속스캔 스텝(2013)는 다음과 같이 주어진다:

ASSS = nbrNozzles x nozzlePitch = gapSize;

추가적인 저속스캔 스텝에서 프린트 헤드 조립체(2000)를 거리(2013)에 걸쳐서 이동시키는 것은, 상기 프린트 헤드의 앞선 부분에서 (프린트 헤드(2001)와 프린트 헤드(2002)의 노즐들 사이에 있었기 때문에) 인쇄될 수 없었던 이미지 내의 선들을 인쇄하는 것을 가능하게 한다.

도 21 에는 [gapSize < nbrNozzles x nozzlePitch] 인 경우가 도시되어 있다.

추가적인 저속스캔 스텝(ASSS)의 거리(2113 또는 2114 또는 2115)는 [gapSize =< ASSS =< nbrNozzles + 1]에 의하여 구속되는 것이 바람직하다.

도 21 에서와 같은 경우에서는, 노즐 잉여(redundancy)의 문제가 발생하는 데, 이것은 어떤 선들이 상기 추가적인 저속스캔 스텝의 전과 후 모두에 상기 프린트 헤드에 속하는 노즐들에 의하여 인쇄될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 도 21 의 점선 박스(2130)에 의하여 둘러싸인 프린트 헤드(2101)의 노즐들은, 상기 거리(2113)에 걸친 추가적인 저속스캔 스텝 후에, 점선 박스(2131)에 의하여 둘러싸인 상기 프린트 헤드(2101)의 노즐들이 거리(2113)에 걸친 상기 저속스캔 스텝의 전에 인쇄했던 선들과 동일한 선들 상에 인쇄한다.

우리는 추가적인 저속스캔 스텝의 전과 후 모두에 (상이한) 노즐들에 의하여 인쇄될 수 있는 선들을 지칭하기 위하여 "공통선들(common lines)"의 개념을 도입한다. 이 선들의 위치는 공통선 위치로 부르기로 한다.

상기 노즐 잉여 문제는 세 가지 방법에 의하여 해결될 수 있다:

제1 방법에 따르면, 프린트 헤드가 추가적인 저속스캔 스텝 전의 위치에 있을 때에, 공통선 위치들에 대응하는 프린트 헤드의 노즐들이 꺼진다(switch off). 이 경우에 공통선 위치들에 있는 선들은 추가적인 저속스캔 스텝 후에 노즐들에 의하여 인쇄된다.

제2 방법은 본질적으로 제1 방법에 대해 상보적인 것이다. 제2 방법에 따르면, 프린트 헤드가 추가적인 저속스캔 스텝 후의 위치에 있을 때에, 공통선 위치들에 대응하는 프린트 헤드의 노즐들이 꺼진다(switch off). 이 경우에 공통선 위치들에 있는 선들은 추가적인 저속스캔 스텝 전에 노즐들에 의하여 인쇄된다.

제3 방법에 의하면, 공통선에 있는 픽셀은 추가적인 저속스캔 스텝의 전과 후에 프린트 헤드의 노즐에 의하여 교호적으로 인쇄된다. 제3 방법은, 동일한 선 에 있는 픽셀들이 두 개의 상이한 노즐들에 의하여 인쇄되고, 특정 노즐과 관계된 이미지 품질 왜곡물들이 공간적으로 확산된다는 장점을 갖는다.

요약

상기 발명에 관하여 많은 다른 실시예들이 존재한다.

시안색, 마그네타색, 황색, 검정색 잉크들로의 인쇄와 같은 컬러 인쇄 또는 모노크롬 인쇄에 대한 상기 발명의 이용이 구체적으로 언급되었다.

또한, 제2세트의 서브-이미지들을 인쇄할 때에 고속스캔 방위를 따른 인쇄 조립체의 속도가 N 배수로 증가된다는 것에 관하여 구체적으로 언급되었다.

또한 고속스캔 방위를 따른 양방향 인쇄가 구체적으로 언급되었다.

도 7 에는 두 개의 경화 스테이션들을 포함하는 중간 경화를 위한 배치가 도시되어 있고, 도 17 에는 세 개의 경화 스테이션들을 포함하는 중간 경화를 위한 배치가 도시되어 있다. 본 발명의 원리에 따르면, 프린트 헤드 조립체의 통과 중에 복수의 서브-이미지들을 인쇄하기 위하여 그 보다 많은 경화 스테이션들이 사용될 수도 있다.

1 보다 큰 임의의 저속스캔 침입계수와 관련하여 본 발명을 이용하는 것이 구체적으로 설명되었다.

이미지를 서브-이미지들로 분리하는 것과, 상기 서브-이미지들을 이 문서에 개시된 인쇄 방법들 중의 임의의 하나를 이용하여 인쇄하는 것의 임의의 조합에 관하여 구체적으로 설명되었다. 상기 인쇄 방법은, 프린트 헤드들의 배치들 중의 임 의의 것과 선택적인 경화 근원을 이용하는 인쇄 방법들 중의 임의의 하나를 이용하는 것이다.

본 발명은 실크 인쇄 공정(silk printing process)에 의하여 전형적으로 취급되는 인쇄 적용분야를 위하여 사용되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 실시예들에서, 프린터의 어드레스가능한 격자는 사각형의 어드레스가능한 격자인데, 그 픽셀들 중의 절반만 어드레스된다. 이것은 서양장기판 패턴에 배치된 픽셀들을 구비한 기본적인 어드레스가능한 격자를 갖는 프린터와 동등하다는 것은 본 기술분야에서 통상의 가진 자에게 명백한 것이다.

본 발명의 일부는, 위에서 설명된 기술적 특징들을 가지고 또한 본 발명에 따른 방법들 중의 임의의 것을 이용하는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일부는, 본 발명에 다른 단계들을 수행하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 방법들을 이용하여 얻어지는 인쇄된 기판에 관한 구체적인 사항들도 포함된다.

본 발명은 잉크젯 프린터와 같은 도트 매트릭스 프린팅 시스템에서의 이미지 품질을 향상시키기 위한 인쇄 방법 및 시스템에 이용될 수 있다.

Claims (10)

1. 프린트 헤드 조립체(print head assembly; 1700)를 포함하는 도트 매트릭스 프린터에서 이미지(1000)를 재구성하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:

   상기 이미지(1000)를 M개(M>1)의 상호침입형 서브-이미지들(mutually interstitial sub-images; 1010, 1020)로 이루어진 제1시리즈로 분리시키는 단계;

   상기 제1시리즈의 각 서브-이미지(1010, 1120)를 N개의 상호침입형 서브-이미지들(1011, 1012, 1021, 1021)로 이루어진 제2시리즈로 분리시키는 단계;

   상기 N x M 개의 상호침입형 서브-이미지들(1011, 1012, 1021, 1022)을 인쇄하는 단계;

   상기 상호침입형 서브-이미지들에 적어도 부분적인 경화를 수행하는 단계;를 포함하고,

   서브-이미지들(1011, 1012, 1021, 1022)의 상기 제2시리즈에 속하는 상기 서브-이미지들 중 적어도 두 개에 관한 인쇄 및 경화는, 상기 프린트 헤드 조립체(1700)의 동일한 통과(pass) 중에 수행되는 것을 특징으로 하는, 도트 매트릭스 프린터에서 이미지를 재구성하기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   N = M = 2 인, 도트 매트릭스 프린터에서 이미지를 재구성하기 위한 방법.
3. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2시리즈에 속하는 제1 서브-이미지는 고속스캔 방위를 따른 제1 방향을 따라서 인쇄되고, 상기 제2시리즈에 속하는 다른 서브-이미지는 상기 고속스캔 방위를 따른 제2 방향을 따라서 인쇄되는, 도트 매트릭스 프린터에서 이미지를 재구성하기 위한 방법.
4. 앞선 청구항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   최종 경화 단계를 더 포함하는, 도트 매트릭스 프린터에서 이미지를 재구성하기 위한 방법.
5. 적어도 세 개의 경화 스테이션(curing station)들을 포함하는 도트 매트릭스 프린팅 시스템(dot matrix printing system)으로서,

   제 1 항 내지 제 4 항에 따른 방법들 중의 어느 하나의 단계들을 수행하도록 적합화된 것을 특징으로 하는, 도트 매트릭스 프린팅 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 도트 매트릭스 프린터는 잉크젯 프린터인, 도트 매트릭스 프린팅 시스템.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

   경화 스테이션은 자외선 경화 스테이션(UV curing station)인, 도트 매트릭스 프린팅 시스템.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 설정된, 데이터 처리 시스템(data processing system).
9. 컴퓨터에서 실행될 때 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 적합화된 컴퓨터 프로그램 코드 수단(computer program code means)을 포함하는, 컴퓨터 프로그램.
10. 컴퓨터에서 실행될 때 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 적합화된 프로그램 코드를 포함하는, 컴퓨터에 의하여 독출될 수 있는 매체.

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