DE69416337T2

DE69416337T2 - Bild-Druckverfahren

Info

Publication number: DE69416337T2
Application number: DE69416337T
Authority: DE
Inventors: Lance San Diego California 92128 Cleveland
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2014-04-29
Also published as: US5677716A; US6848765B1; DE69416337D1; EP0622212A3; SG84477A1; JPH0768847A; EP0622212A2; EP0622212B1; JP3692151B2

Description

1. GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Geräte und Prozeduren zum Drucken von Text oder Graphik auf ein Druckmedium, wie z. B. Papier, Transparentpapierstoff oder andere glänzende Medien; und insbesondere auf ein abtastendes thermisches Tintenstrahlgerät und ein Verfahren, das Text oder Bilder aus einzelnen Tintenflecken, die auf einem Druckmedium erzeugt werden, in einem zweidimensionalen Pixelarray aufbaut. Die Erfindung verwendet Druckmodustechniken, um die Bildqualität (hauptsächlich auf transparenten und glänzenden Medien) gegenüber der Betriebszeit zu optimieren, und um ferner die Bildverzerrung (hauptsächlich auf Papier) zu minimieren, die durch einen Tintentrocknungsheizer aufgebürdet wird.

2. STAND DER TECHNIK

Um leuchtende Farben beim Tintenstrahldrucken mit wässrigen Tinten zu erhalten, und um im wesentlichen den weißen Raum zwischen adressierbaren Pixelpositionen zu füllen, müssen große Tintenmenge aufgebracht werden. Indem dies durchgeführt wird, erfordert dies jedoch eine anschließende Entfernung der Wasserbasis - durch Verdampfen (und bei einigen Druckmedien durch Absorption) - und dieser Trocknungsschritt kann übermäßig zeitaufwendig sein.
Wenn eine große Tintenmenge im wesentlichen zur gleichen Zeit vollständig innerhalb jedes Abschnittes eines Bildes abgelegt wird, treten zusätzliche verwandte ungünstige große Farbstoffeffekte auf: das sogenannte "Verlaufen" einer Farbe in eine andere (insbesondere ist dies an Farbgrenzen bemerkbar, die scharf sein sollten), das "Prägen" oder das Abziehen von Farbstoff in einem gedruckten Bild auf die Rückseite eines benachbarten Blatts mit einem daraus folgenden Kleben der zwei Blätter aneinander (oder von einem Blatt an Stücken der Vorrichtung oder an Schutzhüllen, die verwendet werden, um das bebilderte Blatt zu schützen), und das "Runzeln" oder Kräuseln des Druckmediums. Verschiedene Techniken sind zur gemeinsamen Verwendung bekannt, um diese ungünstigen Trocknungszeiteffekte und großen oder groben Farbstoffeffekte zu mäßigen.
(a) Bekannte Wärmeanlegetechniken - Unter diesen Techniken ist es das Heizen des mit Tinte versehenen Mediums, um die Verdampfung der Wasserbasis oder des Trägers zu beschleunigen. Das Heizen weist jedoch für sich Beschränkungen auf, und dasselbe erzeugt aufgrund der wärmeinduzierten Deformation des Druckmediums seinerseits andere Schwierigkeiten. Glänzender Papierstoff verzieht sich ansprechend auf Wärme sehr stark, und Transparentfolien können ebenfalls weniger Heizen tolerieren als gewöhnliches Papier. Dementsprechend hat das Heizen lediglich eine begrenzte Verbesserung der Trocknungscharakteristika für diese Kunststoffmedien geliefert.
Was das Papier betrifft, bewirkt das Anwenden von Wärme und Tinte Abmessungsänderungen, die die Qualität des Bildes oder der Graphik beeinflussen. Insbesondere wurde es als vorteilhaft herausgefunden, das Papier durch Anwenden von Wärme vor dem Kontakt der Tinte vorzubehandeln; wenn das Vorheizen nicht vorgesehen wird, treten sogenannte "Ende-der-Seite-Abgabe"-Qualitätsdefekte auf - diese Effekte nehmen die Form eines geraden Bilddiskontinuitätsbandes an, das quer zu dem unteren Ende jeder Seite gebildet ist, wenn das untere Ende der Seite freigegeben wird.
Das Vorheizen bewirkt jedoch den Verlust des Feuchtigkeitsgehalts und ein resultierendes Schrumpfen der Papierfasern. Um die Papierabmessungen unter diesen Umständen beizubehalten, wird das Papier durch ein System von Klemmrädern, die in Verbindung mit den Papiervorschubantriebsrädern verwendet werden, unter Spannung gehalten.
Ungünstigerweise haben diese Vorkehrungen ihren maximalen Effekt beim Verhindern von Bildqualitätsdefekten lediglich während das Papier durch die Räder eingezwängt wird. Sobald das untere Ende der Seite gedruckt ist, und das Papier die Einzwängung der Räder verläßt, zieht sich das Papier zusammen.
Dies geschieht sehr schnell, und sowie dies geschieht, bewegen sich das Papier und die Tintenpunkte auf demselben an den Kanten nach innen und in der Mitte nach oben. Der Qualitätsdefekt, der durch dieses plötzliche Freigeben von Spannung bewirkt wird, kann als ein "Ende-der-Seite-Papierschrumpfdefekt" identifiziert werden; derselbe erscheint als ein dünner gewölbter Zwischenraum einer reduzierten Farbdichte.
Frühere Anstrengungen diesen gewölbten Zwischenraum zu eliminieren, haben das Vermeiden der seitenlangen Ansammlung von Spannungen durch zyklisches Anheben oder Freigeben der einzwängenden Kraft der Klemmräder umfaßt. Dies funktioniert, um den Papierschrumpfdefekt zu reduzieren, indem es ermöglicht wird, daß die innere Spannung freigegeben oder inkremental ausgeglichen - und nicht kumulativ ausgeglichen - wird.
Ungünstigerweise opfert diese zyklische Freigabetechnik die Steuerung der Papierposition an jedem der Freigabepunkte entlang des Weges. Dieser Verlust der Papierpositionssteuerung kann zahlreiche Fehlausrichtungsregionen erzeugen, die ein größeres Problem als der Papierschrumpfdefekt sind.
(b) Bekannte Druckmodustechniken - Eine weitere nützliche Technik ist das Ablegen lediglich eines Bruchteils der gesamten Tinte, die in jedem Abschnitt des Bildes erforderlich ist, in jedem Durchlauf des Stiftes - so daß beliebige Bereiche, die in jedem Durchlauf weiß verbleiben, durch einen oder mehrere spätere Durchläufe gefüllt werden. Dies tendiert dazu das Verlaufen, das Prägen und das Runzeln durch Reduzieren der Flüssigkeitsmenge, die sich gesamt auf der Seite zu einem gegebenen Zeitpunkt befindet, zu steuern, und kann ferner das Kürzen der Trocknungszeit erleichtern.
Die spezifische Teiltintenstruktur, die bei jedem Durchlauf verwendet wird, und die Art und Weise, mit der sich diese unterschiedlichen Strukturen zu einem einzigen vollständig eingefärbten Bild addieren, ist als ein "Druckmodus" bekannt. Es wurden daher hier Drei-Durchlauf-Druckmodi erfolgreich verwendet, um die großen Farbstoffprobleme auf dem Papier zu reduzieren - jedoch weniger erfolgreich bei glänzendem Papierstoff und Transparentpapierstoff verwendet, die wesentlich weniger absorbierend sind und in einem größeren Ausmaß von der Verdampfung abhängen.
Versuche wurden ferner durchgeführt, um Druckmodi zum Verstecken des Papierschrumpffehlers zu verwenden, der in dem Teilabschnitt (a) im vorhergehenden erörtert ist. Hier haben daher derartige Anstrengungen eine relativ niedrige Effektivität gehabt, oder dieselben haben noch andere Probleme verursacht.
Beispielsweise tendieren einige Druckmodi, wie z. B. quadratische oder rechteckige schachbrettähnliche Strukturen dazu, beanstandbare Moire-Effekte zu erzeugen, wenn Frequenzen, Harmonische etc., die innerhalb der Strukturen erzeugt werden, nahe von Frequenzen oder Harmonischen von wechselwirkenden Teilsystemen liegen. Derartige störende Frequenzen können bei Zitterteilsystemen auftreten, die manchmal verwendet werden, um die Steuerung des Papier vorschubs oder der Stiftgeschwindigkeit zu unterstützen.
Schachbrettdruckmodusstrukturen sind ferner gegenüber einer beanstandbaren sogenannten "Streifenbildung" - horizontale Streifen über das abgeschlossene Bild - ausgesetzt. Diese treten deshalb auf, da zwischen jedem Band das Papier durch im wesentlichen die volle Höhe eines Bands vorgeschoben wird, im Effekt ein weiterer Typ einer kumulativen Fehleranzeige.
Druckmodusstrukturen, die statt dessen entweder hauptsächlich aus allen horizontalen oder hauptsächlich aus allen vertikalen Elementen bestehen, können dennoch ähnliche Störeffekte erzeugen, jedoch lediglich entlang der Richtung der Struktur (der Richtung entlang der die meisten der Strukturelemente ausgerichtet sind) - und dieselben tendieren ferner dazu, andere Druckqualitätsdefekte in der Richtung, die lateral zu der Struktur ist, überzubetonen. Derartige Probleme haben frühere Anstrengungen, um Druckmoduslösungen für das Ende der-Seite-Papierschrumpfproblem zu finden, vereitelt.
(c) Ende des-Bildes-Druckmedienvorschubfehler - Ein weiteres Problem, das sich auf den Ende der-Seite-Defekt bezieht, der oben vorgestellt ist, tritt auf, wenn nahe dem Anfang oder dem Ende eines Blatts eines Druckmediums gedruckt wird - tritt jedoch auf eine etwas einfachere oder mechanischere Art und Weise auf. Wie im vorhergehenden vorgeschlagen, wird bei darstellenden modernen Druckgeräten, die für eine feine Auflösung und eine hohe Bildqualität entworfen sind, das Druckmedium im allgemeinen in der Druckzone zwischen zwei Sätzen von Rollen oder dergleichen gespannt gehalten.
Diese Anordnung fördert die sehr hohe Präzision und Genauigkeit des Druckmedienvorschubs und folglich der Druckmedienposition relativ zu dem Stift. Nahe beiden longitudinalen Enden jedes Blatts oder jeder Seite eines Druckmediums wird jedoch das Medium notwendigerweise lediglich durch einen Satz von Rollen etc. gehalten.
Diese Anordnung führt zu einer relativ weniger präzisen Positionierung des Druckmediums in diesen zwei Regionen. Diese Situation kann insbesondere problematisch sein, wenn nahe dem unteren Ende eines Blatts gedruckt wird, da dort das Blatt lediglich durch eine Spannrolle gehalten wird - die aus anderen Gründen vorteilhafterweise bezüglich des Durchmessers ziemlich klein ist, eine derartige Dimensionierung kann jedoch für die beste Präzision ungünstig sein.
Eine derzeitige Entwicklung (kein Stand der Technik unter Bezug auf die vorliegende Erfindung) lindert wichtigerweise diese relative Verminderung der Genauigkeit durch Vornehmen von kleineren Schritten bei dem Druckmedienvorschub insbesondere nahe dem unteren Ende oder dem Ende jeder Seite.
(d) Bekannte Technologie von Druckmodi: allgemeine Einführung - Eine besonders einfache Art und Weise eine gewünschte Tintenmenge in mehr als einem Stiftdurchlauf aufzuteilen, ist die Schachbrettstruktur, die oben erwähnt ist: jedes zweite Pixel wird bei einem Durchlauf gedruckt, und dann werden die Lücken bei dem nächsten Durchlauf gefüllt.
Um das Streifenbildungsproblem zu vermeiden, das im vorhergehenden erörtert ist, (und um manchmal die Moire-Strukturen zu minimieren) kann ein Druckmodus derart aufgebaut sein, daß das Papier zwischen jeder anfänglichen Bandbewegung des Stiftes und der entsprechenden Füllbandbewegung oder den Füllbandbewegungen vorgeschoben wird. Tatsächlich kann dies auf eine Art und Weise durchgeführt werden, daß jede Stiftbewegung teilweise als eine anfängliche Bandbewegung (für einen Abschnitt des Druckmediums) und teilweise als eine Füllbandbewegung funktioniert.
Sobald diese Technik dazu tendiert, eher Druckvorrichtungs fehler zu verteilen als zu akkumulieren, ist dies unmöglich oder zu teuer, um reduziert zu werden. Das Resultat besteht darin, die Auffälligkeit des Fehlers mit minimalen Kosten zu minimieren - oder einfacher ausgedrückt zu verstecken.
Beispielsweise kann ein Zweidurchlaufdruckmodus eine Seite durch Drucken mit lediglich einigen der Düsen in einem Array von lediglich einer Hälfte der Düsen des Stiftes beginnen, wobei alle derselben an einem Ende des Stiftes positioniert sind - z. B. ausgewählte Düsen der Düsen, die fortlaufend von 1 bis 50 in einem Stift mit 100 Düsen numeriert sind. Dieser erste Durchlauf kann eine Schachbrettstruktur aufweisen - wobei folglich tatsächlich z. B. ausschließlich ungerade numerierte Düsen 1, 3, ... in der ersten Zeile und dann lediglich gerade numerierte Düsen 12, 14, ... in der zweiten Zeile verwendet werden, und als nächstes lediglich ungerade numerierte Düsen 21, 23, ... wiederum in der dritten Zeile etc. verwendet werden - und wobei folglich die Hälfte der Pixelpositionen in den Bandbereich gedruckt wird.
Das Papier wird dann um einen Abstand gleich der Länge des halben Arrays von Düsen (mit anderen Worten der Höhe von 50 Düsen) vorgeschoben, und der Stift wird dann in beiden Enden des Düsenarrays desselben drucken - wobei wiederum lediglich eine 50%ige Schachbrettstruktur gedruckt wird. Während nun das vordere Ende des Stiftes (ausgewählte Düsen der Düsen von 1 bis 50) wie im vorhergehenden auf das frische Papier druckt, füllt jedoch das hintere Ende (ausgewählte Düsen der Düsen, die mit 51 bis 100 numeriert sind) den Bereich aus, der schon gedruckt ist.
Dieses Verhalten wird dann die gesamte Seite hinunter bis zu dem letzten Band - das lediglich ein Ausfüllband ist, wiederum unter Verwendung von ausgewählten Düsen von den Düsen, die mit 51 bis 100 numeriert sind, wiederholt.
(e) Raum- und abtastgedrehte Druckmodusmasken - Die Struktur, die beim Drucken jedes Düsenabschnitts verwendet wird, ist als die "Druckmodusmaske" bekannt. Der Ausdruck "Druckmodus" umfaßt allgemein üblicherweise eine Beschreibung einer Maske, die Anzahl der Durchläufe, die erforderlich ist, um die vollständige Dichte zu erreichen, und die Anzahl der Tropfen pro Pixel, die die "vollständige Dichte" definieren.
Bei dem Zwei-Durchlauf-Beispiel im vorhergehenden hat die zweite Hälfte des Stiftes (bestimmte Düsen der Düsen, die mit 51 bis 100 numeriert sind) die leeren Zwischenräume gefüllt, die durch die erste Hälfte zurückgelassen wurden. Für jeden Durchlauf kann dies unter Verwendung eines Buchstabens "x" für jedes Pixel, das gedruckt wird, und durch einen Buchstaben "o" für jedes Pixel, das nicht gedruckt wird, symbolisiert werden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
Bei jedem dieser Diagramme treten die in diagonalen Linien auf - die mit 45 Grad (zu sowohl den Spalten als auch den Zeilen) gewinkelt sind, wenn die vertikalen und horizontalen Beabstandungen gleich sind. Diese Linien von stellen Pixel dar, die gedruckt werden (wenn das gewünschte Bild danach ruft, daß etwas in jedem dieser jeweiligen Pixel gedruckt werden soll), und die o stellen diagonale Linien von Pixeln dar, die nicht gedruckt werden.
Um in diesem Dokument Platz zu sparen, stellen die obigen Diagramme lediglich acht Pixelzeilen von 50 dar, die durch jede Hälfte des Stiftes mit 100 Düsen, der erörtert wird, erzeugt werden. Die Düsen werden entlang des Stiftes im wesentlichen lediglich in einer vertikalen Zeile angeordnet, 100 Düsen lang - obwohl dieselben aus praktischen mechanischen Gründen lateral gestaffelt sind, um eine sehr enge Beabstandung entlang der vertikalen Achse zu erlauben. Daher werden, um die Schachbrett- (oder andere) Strukturen zu erhalten, die in diesem Dokument beschrieben sind, die verschiedenen Düsen selektiv und sehr rasch viele Male sorg fältig synchron zu der Bewegung des Stiftes quer zu dem Druckmedium abgefeuert - wobei nicht nur die Abtastbewegung quer zu der Seite, sondern ferner die Düsenstaffelung quer zu dem Stift berücksichtigt wird.
Bei dem Diagramm der "Struktur 1" beginnt eine Linie von in der oberen linken Ecke und bei Pixelpositionen, die um zwei Pixel entlang sowohl der oberen als auch der linken Kante der Struktur versetzt sind. In dem Diagramm der "Struktur 2" ist es statt dessen eine Linie von o, die in der Ecke beginnt, während die Linie von bei Positionen beginnt, die von der Ecke durch lediglich ein Pixel entlang der oberen und der linken Kante versetzt sind - und somit passt dieselbe zwischen die Linien von , die durch die "Struktur 1" abgelegt werden.
Daher zeigen diese Diagramme, daß Pixelpositionen, die nicht durch den ersten ("Struktur 1") Durchlauf gedruckt wurden, durch den zweiten Durchlauf gefüllt werden. Mit anderen Worten werden durch vollständiges Betrachten entlang einer beliebigen Zeile - und Berücksichtigen von allen , die durch sowohl die "Struktur 1" als auch die "Struktur 2" in der Vorrichtung gebildet werden - alle Positionen in der Zeile gefüllt.
Eine Art, um diese Struktur zu erreichen, besteht darin, die Düsen 1 bis 50 immer in der "Struktur 1" zu halten, und die Düsen 51 bis 100 immer in der "Struktur 2" zu halten. Dies ist als "raumgedrehtes" Maskieren bekannt; die Verwendung dieses Verfahrens, um die Seite hinunter zu drucken, wird fortschreitend diese Strukturen erzeugen - in Fig. 4 ist ebenfalls eine verkürzte vertikale Düsenarraydarstellung von lediglich acht Düsen und nicht hundert Düsen dargestellt. In diesem Modus verwendet der Stift die gesamte Seite hinunter die gleiche Struktur, die Maske ist jedoch in unterschiedlichen Abschnitten des Stiftes unterschiedlich:
"Struktur 1" für die Düsen 1 bis 50 (die in der verkürzten Zeichnung durch die unteren vier Positionen in jeder Gruppe von acht Düsen dargestellt sind); "Struktur 2" für die Düsen 51 bis 100 (die durch die oberen vier Positionen in jeder Gruppe dargestellt sind).
Die Verfügbarkeit dieses Verfahrens des Maskierens für verschiedene Druckvorrichtungen hängt teilweise von der mechanischen Basisarchitektur und der Firmwarearchitektur jeder Vorrichtung ab. Insbesondere hängt dieselbe davon ab, ob das Grundbetriebssystem ein effizientes Adressieren von unterschiedlichen Maskenstrukturen zu unterschiedlichen Segmenten des Gesamtdüsenarrays vorsieht.
Ein anderer Weg den gleichen Druckmodus zu verwenden besteht darin, eine Maskenstruktur auf den gesamten Stift anzuwenden, und jedoch diese Maskenstruktur von Durchlauf zu Durchlauf zu ändern. Diese sogenannte "abtastgedrehte" Maskierung - immer noch unter Verwendung der gleichen vekürzten Darstellung für Zwecke der Erörterung - ist in Fig. 5 gezeigt.
In beiden dieser Diagramme - wie in den grundlegenden "Struktur-1"- und "Struktur-2"-Diagrammen, die im vorhergehenden erörtert sind, ist es durch Lesen durch eine beliebige gesamte Zeile sichtbar, daß nach beiden Durchläufen in jeder Zeile alle Positionen in dieser Zeile gefüllt sind - es wird jedoch nun durch Vergleichen der Raum- und Abtast- Drehungsdiagramme offensichtlich sein, daß die Reihenfolge, in der einige der Positionen bei der Abtastdrehung gefüllt werden, entgegengesetzt zu derselben ist, bei der dieselben bei der Raumdrehung gefüllt werden. Beispielsweise wird bei der fünften gedruckten Zeile die linke Spalte in dem zweiten Durchlauf bei der Raumdrehung gedruckt (und die benachbarte Spalte wird für ein späteres Drucken leer gelassen) - dieselbe wird jedoch in dem dritten Durchlauf (nach der benachbarten Spalte) bei der Abtastdrehung gedruckt.
Dies kann kompakter in Fig. 6, durch eine andere Notation, die einen Vergleich der Raum- und Abtastdrehung Seite an Seite ermöglicht, gezeigt werden. Bei dieser Notation stellt "0" Düsengruppen dar, die überhaupt nicht abgefeuert werden - bei den oberen und unteren Bewegungen der Seite - während "1" und "2" keine einzelnen Pixelzeilen sondern halbe Bänder in der "Struktur 1" und der "Struktur 2", wie im vorhergehenden definiert, darstellen.
Es ist in diesen vekürzten Formen nun leichter zu sehen, daß innerhalb des gedruckten Bildes jedes halbe Band eine "1" und eine "2" - jedoch nicht immer in der gleichen Reihenfolge - empfängt. Folglich geht bei dem zweiten Halbband die "1" zuerst in die Raumdrehung, jedoch als zweites in die Abtastdrehung.
(f) Autodrehen der Druckmodusmaske - Die Betriebsparameter können auf eine Art und Weise ausgewählt werden, daß tatsächlich die Drehung auftritt, selbst wenn die Stiftstruktur über das gesamte Stiftarray konsistent ist und nicht zwischen den Durchläufen geändert wird. Bildlich gesprochen kann dies als "automatische" Drehung oder einfach als "Autodrehung" betrachtet werden.
Um zu verstehen, was diese Bedingung erzeugt, ist es zunächst notwendig wahrzunehmen, was eine Basiszelle oder eine Basiseinheit der Druckmodusmaske bildet, und dann muß die Höhe derselben hc in Pixel wahrgenommen werden. Es ist ferner notwendig die Anzahl der Pixel (oder die Länge, gemessen in Anzahl von Düsen) wahrzunehmen, mit der sich das Papier bei jedem der Vorschübe desselben bewegt p. Beispielsweise gilt bei den einfachsten Fällen, die oben graphisch dargestellt sind, da jede Maske sich alle zwei Zeilen wiederholt, c = 2; und das Papier wird jeweils um 50 Düsen vorgeschoben, so daß p = 50 (oder, wie bei dem verkürzten Notationsdiagramm, das Papier wird vier dargestellte Düsen zu einem Zeitpunkt vorgeschoben, so daß p = 4).
Der nächste Schritt besteht darin, zu bestimmen, ob das Ver hältnis p/ c dieser zwei Parameter ganzzahlig ist. Wenn dies der Fall ist, wie in diesem Fall, wird sich die Maske, da p/ c = 50/2 = 25 (oder 4/2 = 2, wie dargestellt) nicht autodrehen.
Wenn jedoch bei dem Zwei-Durchlauf-Beispiel das Papier durch drei dargestellte Pixelzeilen statt vier vorgeschoben wird - die Basiszelle jedoch zwei Pixel schmal bleibt - dann ist für diesen Fall, wie dargestellt, das Verhältnis p/ c = 3/2 nicht ganzzahlig, und bei jedem Durchlauf wird die Maske "automatisch" die leeren Räume füllen, die durch den vorhergehenden Durchlauf zurückgelassen wurden, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.
(Dieses schematische Beispiel symbolisiert einen echten Fall von z. B. drei Durchläufen, einer Gesamtzahl von 96 Düsen, die in dem Stift verwendet wird, 32 Düsen, die in jedem der drei Abschnitte des Stifts verwendet werden, 32 Düsen eines Druckmedienvorschubs - und eine Basisstrukturzelle, die drei Pixel schmal ist. In algebraischer Notation ist p/ c = 32/3 ein nichtganzzahliges Verhältnis. Dieser Drei-Durchlauf-Modus ist in dem nächsten Abschnitt erörtert.)
Der Druckmodus, der auf diese Art und Weise erzeugt wird, ist im wesentlichen ein Raumdrehungsmodus (obwohl in einem bestimmten Sinne diese Bedingung nicht spezifisch aufgerufen wird). Wenn der Stift ein Sechs-Zeilen-Stift ist, wie es oben dargestellt ist, weisen beispielsweise die ersten drei Zeilen eine "Struktur 1" und die zweiten drei Zeilen eine "Struktur 2" auf, wie es in Fig. 8 gezeigt ist.
Für einen Autodrehfall können entweder die "Struktur 1" oder die "Struktur 2" den gesamten Stift hinunter verwendet werden. Folglich verändert der Papiervorschub eine einfache Struktur "automatisch" in eine raumgedrehte Maske. Bei der Kurzschriftnotation, die oben vorgestellt ist, sieht der Stift das periodische Verhalten vor, sowie das Papier vorgeschoben wird, wie es in Fig. 9 gezeigt ist.
(g) Drei-Durchlauf-Modus - Ehemals hatte ein sehr stark bevorzugter Druckmodus eine Ein-Drittel-Dichte-pro-Durchlauf-Struktur, die Punkte in einer diagonalen Struktur aufbaut, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, und nicht die Halbe-Dichte-pro-Durchlauf-Schachbrettmodi spezifiziert, die im vorherigen erörtert sind. Die Diagonalen verbleiben jedoch in 45 Grad, wie bei dem Schachbrettmodus.
Diese Struktur wurde als vorteilhaft betrachtet, da dieselbe gut mit Softwarezitteralgorithmen funktioniert und eine minimale Tendenz aufweist, Moire-Strukturen zu erzeugen, wenn teildichteschattierte und Gradientbereichsfüllungen erzeugt werden. Die Verwendung von 45-Grad-Diagonalen wurde als besonders vorteilhaft für die Tendenz betrachtet, die Fehlerversteckfähigkeit gleichmäßig zwischen vertikalen und horizontalen Achsen des Pixelarrays zu verteilen, das auf dem Druckmedium aufgebaut werden soll.
Allgemein ist eine Druckvorrichtung - durch die Basishardware- und die Firmwareentwurfsarchitektur - durch eine allgemeine Maximalgrößendruckmaske oder eine Modusstruktur gekennzeichnet, die mit der Vorrichtung in einem Stiftdurchlauf gebildet werden kann; Jede Maskenstruktur, die mit einer Druckvorrichtung verwendet werden soll, muß in die maximale Struktur derselben passen. Beispielsweise ist bei einer speziellen Druckvorrichtung (der Hewlett Packard Company), die Hochqualitätsbilder erzeugt, diese Maximalmasken- oder Struktur-Größe acht Zeilen hoch und vier Spalten breit - und wird ohne weiteres neben anderen Möglichkeiten eine Maske aufnehmen, die drei Zeilen hoch ( c = 3) und drei Spalten breit ist.
Lediglich eine derartige Maske erzeugt die Ein-Drittel-Dichte-Diagonal-Drei-Durchlauf-Struktur, die am Anfang dieses Abschnitts vorgestellt ist. Wenn diese Maske in Verbindung mit einem Einheitspapiervorschub von 32 Düsen verwendet wird - für eine Druckmedienvorschubbewegung p = 32 - dann ist das vorher eingeführte Verhältnis p/ c = 32/3, das nicht ganzzahlig ist.
Diese Kombination von Bedingungen sieht dementsprechend eine Autodrehung der Drei-Zeilen-Maskenstruktur vor, die im vorhergehenden gezeigt ist (wie es durch Klammern in dem vorhergehenden Abschnitt angemerkt ist). Es ist keine Maskendrehungssequenz erforderlich; und eine Maskenspezifikation für die drei Durchläufe kann dementsprechend "111" lesen, um anzuzeigen, daß die erste Spalte der Struktur gemeinsam verwendet werden sollte, um jeden Durchlauf zu beginnen - d. h. das Drucken des Pixels in der Spalte Nr. 1 der obersten Zeile des Bandes (unter der Annahme, daß es beliebige Bildinformationen gibt, die dort gedruckt werden sollen). Gleichermaßen gut kann eine Maskenspezifikation "222" oder "000" lesen, da tatsächlich die Basisstruktur mit dem Drucken einer beliebigen der drei Spalten der Basiszelle beginnen kann.
Wenn statt dessen die Anzahl der Punktzeilen ein ganzzahliges Vielfaches der Strukturhöhe ist, dann muß, wie im vorhergehenden erklärt, der Drucker angewiesen werden, eine Drehungssequenz zu verwenden, die demselben mitteilt, wie die Struktur in jeder Folge von Durchläufen aufzubauen ist. Beispielsweise ist unter Verwendung der gleichen Drei-Zeilen-Struktur, jedoch des 33-Düsen-Vorschubs - was eine Druckmedienvorschubbewegung von 33 Punktzeilen bedeutet - das Verhältnis p/ c = 33/3 ganzzahlig und es muß eine Drehungssequenz spezifiziert werden.
Eine derartige Sequenz kann "012" sein. Die Nummern sind die Band- oder Durchlaufnummern, in denen die jeweiligen Spalten der Basisstruktur eine Seite beginnen werden. Der Drucker wird eine sogenannte "Bandnummer Null" (das erste Band) unter Verwendung der ersten Spalte der Struktur als die erste Spalte an dem oberen Ende der Seite, ein Band 1 (das zweite Band) unter Verwendung der zweiten Spalte als die erste Spalte an dem oberen Ende der Seite, und ein Band 2 (das dritte Band) unter Verwendung der dritten Spalte, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, bilden.
Die anderen gleichermaßen akzeptierbaren Sequenzen sind "021", "102" und alle anderen sechs Drehungen ("120", "201"; etc.) dieser drei Wurzelsequenzen. Wenn nun ein Drucker auf der Hälfte einer Seite unter Verwendung dieser Zelle und eines schematischen Sechs-Punkt-Zeilen-Papiervorschubs angehalten wird, wird eine Struktur, die ähnlich der Folgenden ist, vorgefunden - unabhängig davon, ob eine Raum- oder Abtast-Drehung verwendet wird, wie es in Fig. 12 gezeigt ist.
Wie im vorhergehenden, symbolisiert Fig. 12 den modern gesehen interessierenderen praktischen Fall des 33-Düsen-Vorschubs. Dieser Fall würde, wenn er vollständig dargestellt wäre, als 33 Zeilen, die vollständig gefüllt sind, weitere 33 Zeilen, die zu zwei Drittel gefüllt sind, und 33 weitere Zeilen, die um mehr als ein Drittel gefüllt sind, erscheinen.
(h) Druckqualitätsdefekte auf Transparentfolien und glänzendem Papierstoff - Wie im vorhergehenden erwähnt, sind bekannte Techniken beim Eliminieren von großen Farbstoffproblemen auf transparenten und anderen glänzenden Medien nicht vollständig erfolgreich. Das Aufteilen der gesamten gewünschten Tintenmenge auf drei Durchläufe ist als die Grenze für die Anwendung von Druckmodustechniken beim Versuch, dieses Problem zu lösen, betrachtet worden.
Wie im vorhergehenden erwähnt, ist die Verdampfung dieser Medien - da dieselben relativ gering absorbierend sind - notwendigerweise wichtiger als bei unbeschichtetem Papier. Eine bestimmte Verdampfung kann ohne weiteres durch Konvektion (durch einen luftzirkulierenden Lüfter) erreicht werden, das Hervorrufen einer Verdampfung durch Anlegen einer Strahlungswärme ist jedoch bei Kunststoffmedien wichtiger.
Wärme wird jedoch am leichtesten von unten (in der entgegengesetzten Richtung zu der Tintenanbringung) angelegt. Diese Medien stellen eine größere thermische Masse und daher einen effektiv längeren thermischen Weg als unbeschichtetes Papier dar.
Dementsprechend wird bei diesen Medien schließlich ein wesentlich größerer Bruchteil der angelegten Wärmestrahlung in dem Druckmedium im Vergleich zu dem Tintenträger absorbiert; diese ungünstige Energieverteilung wird durch die im vorhergehenden erwähnte Abmessunghyperempfindlichkeit dieser Medien gegenüber Wärme verschlimmert. Allgemein gesprochen, wie es aus der vorhergehenden Erörterung sichtbar ist, ist das Anlegen von Wärme bei glänzendem und transparentem Papierstoff problematischer als bei unbeschichtetem Papier. Bis jetzt hat die niedrigere Flüssigkeitsabsorption, die höhere Wärmeabsorption und die höhere Abmessungsempfindlichkeit gegenüber dem Heizen dieser Medien Anstrengungen vereitelt, eine adäquate Flüssigkeitsentfernung zu erhalten. Dementsprechend hat der Stand der Technik in diesem Bereich einen beträchtlichen Raum zur Verfeinerung gelassen.
(i) Details der schwarzen Tinte - Druckgerätebenutzer bevorzugen oft Beschriftungen und bestimmte andere Typen von fein detaillierten Bildelementen schwarz darzustellen, und das Auge kann schwarz getintete Elemente (und Defekte in denselben) - im Vergleich mit Elementen und Defekten, die mit anderen Farben markiert sind, ziemlich empfindlich wahrnehmen. Es ist daher wünschenswert, eine feinere Positionssteuerung für das schwarze Einfärben als für andere Farben, sogar innerhalb des gleichen Bildes, zu verwenden.
Eine derartige Strategie ist jedoch schwer zu implementieren. Allgemein gesagt, wird die Feinheit der Positionssteuerung, oder auf eine andere Art und Weise dargestellt, der Abstand des Pixelarrays, allgemein durch die Frequenz einer Signalform eingestellt, die durch elektrooptisches Lesen eines speziellen Maßstabs, der quer zu dem Druckmedium ausgedehnt ist, während sich der Stift bewegt, abgeleitet wird.
Innerhalb eines Druckgeräts mit vernünftigen Kosten ist es vorzuziehen, Multiplextechniken zur Steuerung der Stifte zu verwenden. Mit anderen Worten wird ein einziger Satz von Signalleitungen - und ein Steuersignalzeitteilen oder ein anderes Coexistieren in diesen Leitungen - verwendet, um alle Stifte zu betreiben.
Das Vorsehen einer feineren Positionssteuerung zum Drucken von Schwarz in direkter Verbindung mit anderen Farben würde auf irgendeine Weise das Einrichten einer getrennten derartigen Signalform für Schwarz erfordern. Diese Signalform müßte gleichzeitig mit der positionseinrichtenden Signalform für die anderen Farben vorgesehen werden - jedoch mit einer anderen höheren Frequenz.
Es wäre ferner eine Anordnung der Signale unterschiedlicher Frequenzen erforderlich, um das gleiche Basispositionssignalübertragungssystem zu teilen. Diese speziellen Vorkehrungen, um die eingerichteten Multiplexanordnungen aufzunehmen, wären lästig oder zumindest kostenintensiv. Im Ingenieurjargon ist es elektrisch schwer mit einem Farbstift (z. B. einem Cyanstift) und einem schwarzen Stift gleichzeitig elektrisch zu "reden".
Eine Alternative würde darin bestehen, Schwarz in einem getrennten Durchlauf zwischen Durchläufen für die chromatischen Farbstifte, zu drucken. Diese Alternative würde einen hohen Preis in einem reduzierten Durchsatz zahlen, und wäre dementsprechend nicht wünschenswert.
(j) Schlußfolgerung - Ende der-Seite-Druckqualitätsdefekte auf Papier, sowie große Farbstoffprobleme auf glänzenden und transparenten Medien haben bis jetzt das Erreichen eines gleichmäßig exzellenten Tintenstrahldruckens - bei einem hohen Durchsatz - bei allen industriell wichtigen Druckmedien verhindert. Die Lästigkeit des Überdruckens eines feinen Details mit Schwarz ist eine weitere ungünstige Begrenzung des Stands der Technik. Folglich verbleiben wichtige Aspekte der Technologie, die auf dem Gebiet der Erfindung verwendet wird, gegenüber einer nützlichen Verfeinerung zugänglich.

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG

Die vorliegende Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, führt eine derartige Verfeinerung ein. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel derselben weist die vorliegende Erfindung mehrere Aspekte oder Facetten auf, die unabhängig verwendet werden können, obwohl dieselben vorzugsweise zusammen verwendet werden, um ihre Vorteile zu optimieren.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen einer ersten Facette oder eines ersten Aspekts dieser Aspekte derselben ist die Erfindung ein Verfahren zum Drucken von gewünschten Bildern auf ein Druckmedium durch Aufbauen aus einzelnen Markierungen, die in Pixelarrays gebildet sind. Die Markierungen werden durch einen bewegbaren Druckkopf gebildet, der in Verbindung mit einer Druckmedienvorschubvorrichtung betrieben wird.
Das Verfahren umfaßt den Schritt des wiederholten Bewegens des Druckkopfes entlang einer Stiftbewegungsachse, die im wesentlichen orthogonal zu einer Druckmedienvorschubachse ist. Das Verfahren umfaßt ferner den Schritt des Bildens von Markierungen in einer Struktur, die mindestens Abschnitte einer großen Anzahl von allgemein parallelen, getrennten Linien nähert, die relativ zu der Stiftbewegungsachse steil gewinkelt und relativ zu der Druckmedienvorschubachse flach gewinkelt sind, während jedes Durchlaufs des Druckkopfs entlang der Stiftbewegungsachse.
Diese erste Facette oder dieser erste Aspekt der Erfindung umfaßt ferner die Schritte des (1) während eines oder mehrerer frührer Durchläufe bezüglich jedes Segments eines Bilds, Hinterlassens von ungedruckten Regionen zwischen den gewinkelten Linien; und (2) während eines oder mehrerer späterer Durchläufe bezüglich jedes Segments, Ausfüllens der ungedruckten Regionen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung unterscheidet sich von dem ersten dahingehend, daß derselbe ausdrücklich - anstelle der zwei Schritte, die in dem vorhergehenden Paragraphen zitiert sind - folgende Schritte umfaßt:
- Bilden der Markierungen mit einem flüssigkeitsbasierten Farbstoff; und
- im wesentlichen gleichzeitig mit dem Markierungsbildungsschritt, Heizen des Mediums, um das Trocknen des flüssigkeitsbasierten Farbstoffs zu beschleunigen - dieser Heizschritt weist die Tenzend auf, einen Ende der-Seite- Papierschrumpfdefekt zu erzeugen, der Positionsfehlerkomponenten parallel zu der Druckmedienvorschubachse hervorhebt.
Die relativ steil gewinkelten Linien weisen die Tendenz auf, die Positionsfehlerkomponenten parallel zu der Druckmedienvorschubachse zu minimieren.
Das vorhergehende kann die Beschreibungen oder Definitionen jeder dieser zwei unterschiedlichen Facetten der Erfindung in der breitesten oder allgemeinsten Form bilden. Selbst bei diesen allgemeinen Formen ist es jedoch offensichtlich, daß diese Aspekte der Erfindung im wesentlichen die Schwierigkeiten lindern, die durch den Stand der Technik nicht gelöst sind.
Insbesondere tendiert die Verwendung von Strukturen mit Linien, die im allgemeinen bezüglich der Ausrichtung nahe zu der Papiervorschubrichtung sind, dazu, die Auffälligkeit von Positionsfehlern entlang dieser Richtung zu minimieren. Diese Minimierung von derartigen Fehlern erlaubt ihrerseits die Verwendung von Wärme, um das Trocknen des Druckmediums zu beschleunigen - und erleichtert dadurch den Betrieb bei einem hohen Durchsatz jedoch mit einer minimalen offensichtlichen Verschlechterung der Bildqualität.
Obwohl die Merkmale oder Charakteristika, die ausdrücklich in diesen zwei unterschiedlichen Aspekten der Erfindung umfaßt sind, unabhängig voneinander praktiziert werden können, werden dieselben dennoch, wie oben erwähnt, vorzugsweise zusammen praktiziert, um die Vorteile der Erfindung zu maximieren und zu optimieren. Zusätzlich werden dieselben vorzugsweise in Verbindung mit bestimmten anderen Merkmalen oder Charakteristika praktiziert, die weiter den Genuß der Gesamtvorteile erhöhen.
Beispielsweise wird es bevorzugt, daß der Markierungsbildungsschritt das Plazieren von Markierungen lediglich bei ausgewählten Pixelpositionen umfaßt, bei denen Markierungen zum Aufbau eines speziellen derartigen gewünschten Bildes gewünscht sind. Aufgrund dieser Vorkehrung sind die gewinkelten Linien dort unvollständig, wo die Markierungen nicht zum Aufbau eines derartigen speziellen gewünschten Bildes erwünscht sind. Ähnlicherweise wird es bevorzugt, daß der Ausfüllschritt das Plazieren von Markierungen lediglich an anderen ausgewählten Pixelpositionen umfaßt, bei denen Markierungen zum Aufbau eines gewünschten Bildes erwünscht sind.
Es wird ferner bevorzugt, daß der Markierungsbildungsschritt das Bilden der gewinkelten Linien im wesentlichen mit einem steilstmöglichen Winkel innerhalb der Entwurfsarchitektur des bewegbaren Druckkopfes und der Druckmedienvorschubvorrichtung umfaßt. Allgemein dargestellt wird es bevorzugt, daß der Markierungsbildungsschritt das Bilden der gewinkelten Linien im wesentlichen mit einem steilstmöglichen Winkel umfaßt, der
- innerhalb der Entwurfsarchitektur des bewegbaren Druckkopfes und der Druckmedienvorschubvorrichtung liegt;
- ferner mindestens eine gleiche Anzahl von Markierungen pro Druckkopfbewegung für gewünschte Bilder liefert, bei denen alle Pixelpositionen markiert werden sollen;
- nicht wesentlich zu anderen Fehlertypen beiträgt.
Derartige andere Fehlertypen umfassen beispielsweise die Störung mit Zitterstrukturen; und diagonale Linien, die derart vertikal sind, so daß dieselben wesentliche Druckqualitätsabweichungen relativ zu der Druckkopfbewegungsachse einführen.
Vorzugsweise umfaßt der Markierungsbildungsschritt das Bilden der gewinkelten Linien mit einer Neigung, die wesentlich größer als 1 : 1 relativ zu der Stiftbewegungsachse ist. Das Bilden der gewinkelten Linien mit einer Neigung von mindestens 2 : 1 relativ zu dieser Achse wird sogar noch stärker bevorzugt. Wie es sichtbar wird, sieht die spezifische Struktur, die nun am meisten bevorzugt wird, eine Neigung in dem Bereich von mindestens etwa 2,5 : 1 bis 3 : 1 - oder sehr grob 3 : 1 - relativ zu der Stiftbewegungsachse vor.
Bei diesem nun am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Markierungsbildungsschritt das Bilden der gewinkelten Linien in einer Basisstrukturzelle, die drei Pixel breit und acht Pixel hoch ist. Innerhalb dieses Ausführungsbeispiels wird während eines der Durchläufe die Zelle vorteilhaft mit
- einer Markierung in einer Spalte der Zelle für jede der drei Zeilen in direkter Folge;
- einer Markierung in einer weiteren Spalte der Zelle für jede der drei anderen Zeilen in direkter Folge; und
- einer Markierung in noch einer weiteren Spalte der Zelle für jede der zwei anderen Zeilen in direkter Folge gedruckt.
Das gleiche Ausführungsbeispiel kann auf eine andere Art und Weise implementiert sein, die beim Drucken auf glänzende Medien oder transparente Medien besonders vorteilhaft ist. Hier ist die Gesamtanzahl von Stiftbewegungen bezüglich jedes Segments des Bildes mehrfach, d. h. eine relativ hohe Zahl, die auf jeden Fall größer als etwa 4 ist; und der Markierungsbildungsschritt weist während jedes der ausgewählten Paare der mehrfachen Bewegungen, das Drucken der Zelle mit folgenden Merkmalen auf:
- zwei Markierungen in einer Spalte der Zelle für jede der drei Zeilen in direkter Folge;
- zwei Markierungen in einer weiteren Spalte der Zelle für jede von drei anderen Zeilen in direkter Folge; und
- zwei Markierungen in noch einer weiteren Spalte der Zelle für jede von zwei anderen Zeilen in direkter Folge.
Diese Art und Weise des Praktizierens der Erfindung liefert überlegene Trocknungseigenschaften; Wenn zusätzlich dazu das Druckmedium relativ zu dem Markierungskopf zwischen jedem Paar von aufeinanderfolgenden Durchläufen der mehreren Durchläufe vorgeschoben wird, dann wird der Positionsfehler entlang der Richtung der Medienvorschubrichtung zahlreiche Male pro Band gelockert, was eine sehr hohe Bildqualität ergibt.
Mindestens vier und vorzugsweise mehrere Durchläufe sind erforderlich, um die Vorteile dieser Art und Weise des Prakti zierens der Erfindung zu erhalten. Die Anzahl der Durchläufe, die nun als am bevorzugtesten betrachtet wird, ist sechs.
Bei einem dritten Basisaspekt oder einer Facette der Erfindung ist die Erfindung eine Vorrichtung zum Drucken von gewünschten Bildern auf ein Druckmedium durch Aufbauen aus einzelnen Markierungen, die in Pixelarrays gebildet sind. Die Vorrichtung umfaßt eine Einrichtung zum Tragen eines derartigen Druckmediums; für Zwecke der Verallgemeinerung und Breite beim Darstellen der Erfindung wird diese Erfindung einfach die "Trageeinrichtung" genannt.
Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Druckkopf, der zur Bewegung entlang einer Richtung quer zu dem Medium angebracht ist, und eine Einrichtung zum Bewegen des Kopfes quer zu dem Medium. Wiederum wird zur Breite und Verallgemeinerung dieselbe als die "Bewegungseinrichtung" bezeichnet.
Ferner ist eine Einrichtung zum Liefern einer relativen Bewegung des Druckmediums bezüglich des Druckkopfs (die "Relativbewegungsliefereinrichtung") entlang einer Bewegungsrichtung vorgesehen, die im wesentlichen orthogonal zu der Druckkopfbewegung ist. Die Vorrichtung dieser dritten Facette der Erfindung umfaßt ferner eine Einrichtung zum Heizen des Mediums ("eine Heizeinrichtung"); und eine Einrichtung zum Bilden von Markierungen in einer speziellen Struktur ("Markierungsbildungseinrichtung").
Insbesondere ist diese Struktur eine Struktur, die hinsichtlich der ersten zwei Aspekte der Erfindung vorgestellt wurde. Es ist eine Struktur, die mindestens Abschnitte einer großen Anzahl von allgemein parallelen, getrennten Linien nähert, die relativ zu der Druckkopfbewegung steil gewinkelt sind, und relativ zu der Richtung der Relativbewegung des Druckmediums bezüglich des Druckkopfs flach gewinkelt sind.
Die Vorrichtung der dritten Facette der Erfindung betreffend bildet die Markierungsbildungseinrichtung diese Struktur, während die Relativbewegungsliefereinrichtung nicht betrieben wird. Mit anderen Worten gibt es, während der Stift ein spezielles Band von Punkten oder Tintenflecken, die ein teilweise eingefärbtes Pixelarray bilden, das die Linien aufweist, die gerade beschrieben wurden, keine Relativbewegung - entlang der orthogonalen Richtung - des Druckmediums bezüglich des Stiftes.
Alle vorhergehenden Betriebsprinzipien und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständiger offensichtlich werden, in denen:

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 eine Blockdiagrammdarstellung eines Hardwaresystems gemäß der Erfindung ist;
Fig. 2a bis 2d schematische Druckmaskendarstellungen von Einfärbestrukturen sind, die bei:
(a) einer speziellen Oberes-Ende der-Seite-Abtastmaskendrehung, um eine Unterdrückung eines Druckmedienvorschubs in diese Richtung zu ermöglichen, (b) einer Mittelseitenraumdrehung mit einem Ein- Drittel-Vorschub, (c) einer Unteres-Ende der- Seite-Abgaberaumdrehung mit einem Ein-Sechstel- Vorschub, und (d) einer speziellen Unteres-Ende- der-Seite-Abtastdrehung, um eine Unterdrückung des Vorschubs in dieser Region zu ermöglichen, verwendet werden; und
Fig. 3 bis 17A und 17B: Diagramme von verschiedenen Druckstrukturen sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

1. STEILERE DIAGONALE

Die Druckmaske der vorliegenden Erfindung bildet diagonale Linien, die mehr hin zu der Druckmedienvorschubrichtung als dieselben der bekannten Masken geschrägt sind. Dies ist vorteilhaft, da die Tendenz besteht, daß in dieser Richtung ein größerer Fehler aufgrund des Papiervorschubs und des Papierschrumpfens auftritt.
Bei mindestens einigen kommerziellen Druckern ist die oben erwähnte größte zulässige Struktur innerhalb der Basisarchitektureinschränkung der Vorrichtung, die verwendet wird, rechteckig und vertikal ausgerichtet - mit anderen Worten in der Richtung des Druckmedienvorschubs länger. In diesem Fall nähern vorzugsweise die Diagonalen, die durch die Erfindung gebildet werden, die längste diagonale Linie an, die innerhalb dieser vertikal ausgerichteten größten zulässigen Struktur möglich ist.
Innerhalb der vorhergehend erwähnten Acht-mal-Vier-Strukturbeschränkung eines Hewlett-Packard-Druckers erzeugt ein spezieller wünschenswerter Druckmodus die Acht-mal-Drei-Strukturzelle oder eine "Basisstruktur", die in Fig. 13 gezeigt ist.
Die resultierende Struktur erscheint dennoch als diagonale Linien, wenn dieselbe auf der Seite gedruckt wird, dieselbe bildet jedoch nun einen Winkel von grob 70 Grad mit der Stiftbewegungsachse - oder, wie es genannt werden kann, mit der "horizontalen". Die Strukturausrichtung ist nun eher vertikal als horizontal, und dies maskiert effektiver Punktpositionen aufgrund eines Fehlers beim Druckmedienschrumpfen oder beim Druckmedienvorschub.
Fig. 13 zeigt, daß es innerhalb der Acht-Zeilen-Zelle oder der Basisstruktur drei Zeilen einer sich wiederholenden Teilstruktur "xoo" und drei einer Teilstruktur "oxo" gibt, jedoch lediglich zwei der unteren Teilstrukturen "oox" gibt. Diese Asymmetrie hat keine wesentliche Konsequenz oder dieselbe kann möglicherweise leicht das Unterdrücken von nicht erwünschten Moire-Strukturen und dergleichen aufgrund einer übermäßig regelmäßigen Zellstruktur unterstützen.
Die Neigung der Diagonale ist möglicherweise am besten als der Winkel von einem beliebigen Punkt (z. B. dem ersten Punkt) entlang der sich wiederholenden Einheit zu dem gleichen Punkt an der nächsten diagonal benachbarten sich wiederholenden Einheit definiert. Unter Verwendung dieser Definition ist die Neigung das Verhältnis der acht vertikalen Einheiten zu den drei horizontalen Einheiten oder 8 : 3, was einem Winkel von etwa 69 1/2 Grad entspricht. Andere mögliche kandidatenmäßige Verfahren des Definierens der Neigung werden allgemein vergleichbare Werte zwischen etwa 68 und 71 1/2 Grad ergeben.
In jedem Fall ist es offensichtlich, daß die offensichtliche Neigung der Diagonalen, die durch diese Maske erzeugt wird grob (innerhalb 10%) 2,67 ist - was wesentlich größer als der 1 : 1-Wert ist, der durch die Schachbrett- oder die Dreimal-Drei-Zellen des Stands der Technik vorgesehen wird. Der Winkel der Diagonalen relativ zu der Stiftbewegungsachse oder der "Horizontalen" ist etwa (innerhalb 3%) 70 Grad.
Obwohl die Erfindung bei dieser bevorzugten Form dementsprechend sehr vorteilhaft ist, kann ein großer Fortschritt gegenüber der Leistung des Stands der Technik beim Verstecken des Papierschrumpfens und von Papiervorschubfehlern selbst mit einer wesentlich weniger deutlichen vertikalen Ausrichtung genossen werden. Jede beliebige Neigung über etwa 2 : 1 (oder ein Winkel über etwa 60 Grad) erzeugt beispielsweise wesentlich bessere Fehlerversteckeigenschaften als die 1 : 1-45-Grad-Diagonalen des Stands der Technik.
Wenn die Acht-Punkt-Zeilen-Struktur innerhalb eines Druckmedienvorschubs von 32 Düsen verwendet wird, dann ist das Bestimmungsverhältnis mp/hc 32/8, das ganzzahlig ist - so daß der Modus nicht autodrehend ist. Daher muß die Reihenfolge, in der die Spalten die Druckstrukturen erzeugen, spezifiziert werden. Die Reihenfolge ist normalerweise nicht kritisch. Eine akzeptierbare Sequenz ist in Fig. 14 gezeigt.
Diese Strukturen entsprechen einer Drehungssequenz von "012". Der Ausdruck "Drehungssequenz" wird tatsächlich mit zwei unterschiedlichen Bedeutungen verwendet, es wird jedoch sichtbar werden, daß 012 für mindestens einen Teil der obigen Diagramme die Drehungssequenz für beide Bedeutungen ist.
Eine Definition der "Drehungssequenz" ist vollständig zellenintern - d. h. die Drehungssequenz ist die Reihenfolge, in der die Pixelzeilen innerhalb der Zelle oder der Basisstruktur gedruckt werden. Folglich bedeutet "Sequenz 012", daß - wie im vorhergehenden für den ersten Durchlauf gezeigt -
- 0 die Nummer der Spalte (Spalte 0 ist die erste Spalte) ist, in der die erste Gruppe von Zeilen (Zeile 1 bis 3) innerhalb der Zelle gedruckt wird;
- 1 die Spalte ist (die zweite Spalte), in der die zweite Gruppe (Zeilen 4 bis 6) gedruckt wird; und
- 2 die Nummer der Spalte (die dritte) ist, in der die dritte Gruppe von Zeilen (Zeile 7 und 8) gedruckt wird.
(Es sei bemerkt, daß, wenn man sich an die übliche Computerwissenschaftspraxis hält, die Zeilen startend mit Null numeriert sind). Dementsprechend ist für den zweiten Durchlauf, wie es in der obigen Tabelle markiert ist, die innere Drehungssequenz mit 120 markiert; und für den dritten Durchlauf ist die Sequenz 201.
Die andere Bedeutung, in der der Ausdruck "Drehungssequenz" verwendet wird, liegt teilweise außerhalb der Basisstruktur. Hier identifiziert die Drehungssequenz eine Serie von Bändern oder Durchlaufnummern, bei denen die aufeinanderfolgenden Spalten der Basisstruktur bei Startpositionen verwendet werden, wobei so die Bandstruktur definiert wird: folglich wird bei dem tabellierten Fall die Bandnummer
- 0 (der erste Durchlauf) zugewiesen, um mit der ersten Spalte der Basisstruktur zu beginnen;
- 1 (das zweite Band) nimmt die zweite Spalte der Basisstruktur als Anfangsspalte desselben; und
- 2 (das dritte) verwendet die dritte Spalte der Basisstruktur als die erste Spalte des Bandes.
Wenn nun der Drucker auf halbem Weg eine Seite hinunter angehalten wird, kann eine Struktur, die ähnlich zu dem verkürzten Diagramm von Fig. 15 ist, gesehen werden (wobei dieselbe nicht an der linken Kante des Bildes startet) - ausgenommen, daß die Acht-Düsen-Zelle, die im vorhergehenden gezeigt ist, sich vier Male innerhalb jedes Bandes wiederholt, und nicht lediglich einmal, wie durch das Diagramm vorgeschlagen, auftritt. Aufgrund dieser Wiederholung ist die Höhe jedes Füllungsbandes, die in Düsenzahlen gemessen ist, 32 Punktreihen und nicht 8, wie es dargestellt ist.
Eine weitere potentiell nützliche Zelle kann eine Acht-mal- Vier-Struktur sein - die innerhalb der Systemarchitektur, die vorher erwähnt wurde, maximal zulässig ist. Eine derartige Zelle enthält 32 Pixel, die nicht gleich auf diese drei Durchläufe aufgeteilt werden können.
Eine gleiche Aufteilung unter dieser Anzahl von ausgewählten Durchläufen ist wünschenswert, um andere Artifakttypen zu vermeiden. Dieses Prinzip kann vorschlagen, daß eine Achtmal-Vier-Struktur angemessen gut mit vier Durchläufen arbeitet; für den besten Durchsatz von nicht-beschichtetem Papier sind jedoch vier Durchläufe weniger wünschenswert, da dies langsamer ist.
Ferner ist die Neigung in diesem Fall definitiv 8 : 4 = 2 (ein Winkel von etwa 60 Grad). Diese Neigung ist eine eindeutige Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik - dieselbe wurde jedoch nicht getestet und könnte möglicherweise beim Verstecken von vertikal ausgerichteten Fehlern weniger effektiv als 8 : 3 sein. Aus diesen verschiedenen Gründen wird eine Acht-mal-Vier-Zelle nun zumindest nicht als vorteilhafter - und möglicherweise weniger vorteilhaft - als eine Acht-mal-Drei-Zelle betrachtet.

2. SECHS DURCHLÄUFE FÜR KUNSTSTOFFMEDIEN

Wie im vorhergehenden erwähnt, wurden im Stand der Technik drei Durchläufe als ideal betrachtet. Die vorliegende Erfindung erkennt jedoch, daß die Anzahl der Durchläufe, die durch ein System verwendet werden, einen Kompromiß zwischen dem Durchsatz und der Qualität (insbesondere die Verteilung des Papiervorschubfehlers über eine große Anzahl von Durchläufen, um diesen Fehler zu verstecken) darstellt.
Folglich könnte im Prinzip, wenn lediglich die Qualität erforderlich ist, jedes Band unter Verwendung von tausend Stiftdurchläufen gedruckt werden, wobei ein Tintenfleck in jedem Durchlauf aufgebracht wird; dieser Druckmodus könnte praktisch fehlerfreie Bilder erzeugen, kann jedoch ferner eine Stunde pro Seite erfordern. Ein typisches Entwurfmodusdrucken führt das Gegenteil durch - wobei bei demselben ein gesamtes Band bei lediglich einem Durchlauf abgelegt wird.
Die vorliegende Erfindung erkennt ferner, daß es beim Aus gleichen des Durchsatzes und der Qualität wünschenswert ist, die Eigenschaften der unterschiedlichen Medien zu berücksichtigen. Mit anderen Worten kann der ideale Kompromiß eine andere Anzahl von Durchläufen bei bestimmten Medien als bei anderen Medien erfordern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist herausgefunden worden, daß zur Verwendung bei einem transparenten und bei glänzenden Medien sechs Durchläufe gegenüber drei Durchläufen stark bevorzugt werden. Eine höhere Anzahl von Durchläufen ist für glänzende Medien und Transparentfolien optimaler als für Papier, da - wie in dem "STAND-DER-TECHNIK"-Abschnitt dieses Dokuments erklärt - in der Praxis die anderen Parameter (Wärmemenge und Effektivität der Konvektion und der Absorption), die verwendet werden, um die großen Farbstoffprobleme zu lindern, für diese Medien nicht genauso hoch wie für Papier eingestellt werden können.
Um es auf eine andere Art und Weise darzustellen, geht die vorliegende Erfindung von der Erkennung oder Entdeckung aus, daß die Trocknungscharakteristika dieser Medien den optimalen Kompromißpunkt hin zu einer größeren Anzahl von Druckdurchläufen verschieben.
Andere Zahlen von Tintentropfen der verschiedenen Basisfarben sind für diese zwei unterschiedlichen Medientypen jeweils wünschenswert. In dieser Hinsicht ist die Tintenanbringung, die als ideal betrachtet wird, - einschließlich der Verwendung von gebrochenen Tropfendurchschnittszahlen für bestimmte Farbstoffe - ziemlich kompliziert.
Zusätzlich zu dem Verwenden von sechs Durchläufen und dem Verwenden der Einfärbeanordnungen, die in diesem Dokument dargestellt sind, ist es ferner stark vorzuziehen, die maximalen diagonalen Aspekte der Erfindung, die in dem vorhergehen Abschnitt beschrieben sind, aufzunehmen. Die Drei-Durchlauf-Acht-Zeilen-Basiszellen werden im wesentlichen wiederholt, was zwei Durchläufe über jede Pixel position und nicht einen Durchlauf durchführt - um eine doppelte Dichte zu liefern.
Zusätzlich ist es sehr vorzuziehen, den Vorschubabstand zu halbieren. Folglich wird dort, wo nun angenommen wird, daß das Drei-Durchlauf-Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Vorschub von 32 Pixelreihen (etwa 32/24 = 1,33 mm) bei jedem Schritt ideal betrieben werden können, das Sechs- Durchlauf-Ausführungsbeispiel statt dessen mit einem Vorschub von 16 Zeilen (16/24 = 0,67 mm) pro Schritt betrieben.
Die resultierenden Maskierungsstrukturen können, wie in Fig. 16 gezeigt, erscheinen.
Wenn, wie im vorhergehenden, der Drucker auf halbem Weg die Seite hinunter angehalten wird, sieht die sich entwickelnde Struktur wie in Fig. 17A und 17B aus. Großbuchstaben zeigen eine doppelte Einfärbung.
Die Einfärbeanordnungen, die im vorhergehenden dargestellt sind, sehen eine Doppel-Tropfen pro-Pixel-Abdeckung von allen Pixelpositionen vor. Für Primärfarben (bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind dies Cyan, Magenta und Gelb) ist dies eine nun bevorzugte Behandlung für Bilder auf Transparentfolien oder glänzendem Papierstoff sowie auf Papier.
Es kann vorgezogen werden, bestimmte Pixelpositionen mehr als zweimal, beispielsweise dreimal bei einem einzigen Bild, einzufärben - oder unter Verwendung einer räumlichen Mittelanordnung, eine mittlere Aufbringung von Bruchteiltropfen vorzusehen. Ein Mehr-als-Doppelt-Bruchteileinfärben wurde als besonders nützlich für Sekundärfarben (Rot, Grün und Blau bei bevorzugten Ausführungsbeispielen) auf Transparentfolie und glänzendem Papierstoff betrachtet - und kann beispielsweise durch "Abziehen" von ausgewählten Datenbits aus der Struktur erreicht werden.
Vorzugsweise wird ein derartiges Datenabziehen startend in dem vierten Durchlauf (Durchlauf 4 in der obigen Tabelle) eingeführt. Als ein Beispiel sei angenommen, daß ein spezielles Pixel im Durchschnitt 2,5 Punkte rote Tinte aufnehmen soll.
Mit anderen Worten soll bei der Hälfte der Durchläufe dieses Pixel einmal Gelb und einmal Magenta (durch "YM" symbolisiert) und bei der anderen Hälfte der Durchläufe soll dasselbe einmal Gelb und zweimal Magenta (YMM) anstelle des einfachsten Falls von vier Punkten (YMYM) aufnehmen. Um diesen Plan zu implementieren, nimmt dieses Pixel das erste "YM" bei den ersten drei Durchläufen auf; und bei den verbleibenden Durchläufen wird diesem Pixel eine Einzel-Bitabgezogene-Behandlung gegeben, um einen weiteren Punkt Magenta hinzuzufügen, so daß sich YMM ergibt.
Sekundärfarben nehmen üblicherweise zwei Tropfen (einen von jeweils zwei unterschiedlichen Farben) an jeder Pixelposition auf, so daß durch diese Behandlung Sekundärfarben, wenn keine Daten von denselben abgezogen sind, vier aufnehmen. Farben, die auf diese Art und Weise erzeugt werden, sind sehr voll, eine derartige überschüssige Farbstoffaufbringung erzeugt jedoch ein Prägen etc., wie es im vorhergehenden beschrieben ist; ein zusätzlicher wechselnder Firmwareschalter oder ein sogenannter "Filter" kann in Betrieb gesetzt werden, um die wechselnden Tropfen zu unterdrücken oder abzuziehen.
Das Resultat kann derart entworfen werden, um entweder zwei oder vier Tropfen bei ausgewählten Pixeln zu erzeugen - und folglich drei, oder zweieinhalb etc. pro Position im Durchschnitt zu erzeugen.
Wenn zusätzlich zu dem Einfärben jedes Bandes bei sechs Durchläufen das Druckmedium relativ zu dem Stift nach jedem Durchlauf vorgeschoben wird - mit anderen Worten, wenn das Medium sechsmal pro Band vorgeschoben wird - dann erleich tert die Erfindung neben dem verbesserten Trocknen ferner den Medienvorschubrichtungspositionsfehler bei jedem Ein- Sechstel-Band.
Das heißt Vorschubfehler sind kleiner, da die Schrittgröße lediglich halb so groß (0,67 mm und nicht 1,33 mm) ist; und die Vorschubfehler werden über sechs Vorschübe und nicht lediglich drei Vorschübe gemittelt. Zusätzlich zu diesen Vorteilen verwenden Sechs-Durchlauf-Modi, wie im vorhergehenden dargestellt, die Verwendung von Bruchteil-Punkt-Techniken, um den Farbton und die Farbstärke für jede Farbe und jedes Druckmedium zu optimieren.
Ein Gesamtresultat eines Sechs-Durchlauf-Verfahrens besteht darin, daß die Notwendigkeit einer hohen Qualität und eines hohen Durchsatzes ausgeglichen wird. Obwohl das Vornehmen von mehr Durchläufen (8, 12, etc.) gleiche oder bessere Qualitätsziele erreichen würde, würde der Durchsatz wesentlich verschlechtert. Im Gegensatz dazu, wie im vorhergehenden erwähnt, würden vier oder vorzugsweise mehr als vier Durchläufe eine bestimmte Verbesserung der Qualität erzeugen, und dieselben werden als innerhalb des Bereichs von bestimmten der angefügten Ansprüche liegend betrachtet, es wird jedoch angenommen, daß die Qualität, die durch sechs Durchläufe geliefert wird, wesentlich besser ist.

3. DOPPELFREQUENZSCHWARZ BEIM RÜCKLAUF

Es wurde herausgefunden, daß eine feinere Steuerung des schwarzen Einfärbens bei einem hohen Durchsatz mit einer vernünftigen Ökonomie unter Verwendung einer höherfrequenten Positionssignalform für Schwarz - und das eigentliche Drucken von Schwarz - nur lediglich während jeder Rücklaufbewegung des Stiftes vorgesehen werden kann. Der Rückdurchlauf des Stiftes ist als der "Rücklauf" bekannt.
Eine zusätzliche Interpolationsstufe kann beim Rücklauf in Betrieb gesetzt werden - und das resultierende Signal kann auf dem Stiftsignalbus übertragen werden. Da keine weiteren Präzise-Stift-Position-Signale dann verwendet werden, gibt es keine Störung der Steuersignale für andere Farben.
Vorzugsweise weist die Positionssignalform für Schwarz beim Rücklauf die doppelte Frequenz auf, die für andere Farben bei dem Vorwärtsdurchlauf verwendet wird. Das Resultat ist die doppelte Anzahl von Pixelpositionen - mit der entsprechenden Fähigkeit ein feineres Detail darzustellen - und die Stiftentladesignale können dementsprechend eingestellt werden, um die resultierenden Tintenflecken kleiner zu machen.
Dort wo eine Pixelbeabstandung von etwa 12 pro Millimeter (300 Punkte pro Zoll) für die Farbtintenflecken geeignet ist, erzeugt das doppelfrequente Schwarz-Tinten-Positionssignal eine Beabstandung von etwa 24 Punkten pro Millimeter (600 pro Zoll). Beim Drucken von lediglich Text in Schwarz und ohne jegliches Farbdrucken werden die höhere Frequenz und die feinere Pixelbeabstandung bevorzugterweise in beiden Richtungen und nicht nur beim Rücklauf verwendet.
Obwohl dieses System des Druckens von Schwarz beim Rücklauf, wenn dasselbe Teil eines Farbbilds ist, das schwierige Problem des Multiplexierens von unterschiedlichen Stiften löst, die bei unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden, sprechen auch andere Faktoren vorteilhaft für dieses Verfahren. Ein derartiger Faktor besteht darin, daß die Positionspräzision beim bidirektionalen Betrieb tatsächlich für einen derartigen Betrieb adäquat ist.
Ein weiterer Faktor besteht darin, daß dieses System sehr wesentlich den Durchsatz erhöht, da die Zeit, die erforderlich ist, um Schwarz beim Rücklauf zu drucken, wesentlich kürzer ist als die Zeit, die erforderlich ist, um Schwarz bei einem getrennten Vorwärtsdurchlauf zu drucken, plus der Zeit, die für zwei nicht-druckende Rückschwenkvorgänge erforderlich ist. Dieser Vorteil ist besonders im Vergleich zu der Hauptalternative des Druckens von Schwarz in einem getrennten Vorwärtsdurchlauf zwischen Farbdurchläufen bemerkbar.

4. ZUSAMMENFASSUNG DER DRUCKMODI

In der bevorzugtesten praktischen Form verwendet die Erfindung mehrere unterschiedliche komplizierte Kombinationen von Betriebsparametern und Charakteristika, um verschiedene Betriebserfordernisse aufzunehmen. Diese Kombinationen sind im folgenden zusammengefaßt.
In dieser Tabelle stellt die Spaltenüberschrift "RET" die "auflösungsverbesserte Technologie" (= Resolution Enhanced Technology) dar - das oben beschriebene System, bei dem Schwarz bei einer Pixelbeabstandung von 24 Pixeln pro Millimeter entlang der Stiftbewegungsachse und nicht mit dem Standard von 12 gedruckt wird. Bei dem bevorzugten System, das hierin beschrieben ist, verbleibt die Pixelbeabstandung entlang der Druckmedienvorschubachse 12 unabhängig davon, ob die RET verwendet wird oder nicht.
Die Spaltenüberschrift "Densitom" bezieht sich auf ein Teilsystem, bei dem Firmware auf einer Bandmal-Band-Basis die optische Dichte von Bildbereichen vorbewertet, die beim tatsächlichen Drucken noch nicht erreicht wurden - die jedoch bald gedruckt werden. Wenn die optische Dichte (und daher die Tintenmenge) kurzfristig hoch ist, dann wird das Drucken allmählich verlangsamt, um die erwarteten höheren Trocknungserfordernisse aufzunehmen, während zur gleichen Zeit abrupte geschwindigkeitsänderungserzeugte Bilddiskontinuitäten vermieden werden. Bei den schnellen und normalen Modi ist die Einschaltschwelle wesentlich höher, und die Verlangsamung ist wesentlich kleiner als es beim Hochqualitätsmodus verwendet wird.
Die Spaltenüberschriften "CMY" und "K" beziehen sich auf die Tintenfarbe: CMY stellt die Farben Cyan, Magenta und Gelb dar; und K stellt Schwarz dar. Das Gerät schaltet vorzugsweise immer dann automatisch bei einem normalen oder Hochqualitätsmodus in das Drei-Durchlauf-"Graphik"-Drucken, wenn (a) das Band Farbe enthält oder (b) schwarzer Text oder Graphik die Bandgrenze kreuzen. Die bloße Unterscheidung zwischen dem Einzeldurchlauf-"Text"-Drucken sowie zwischen den schnellen und normalen Modi erscheint in der rechten Spalte: lediglich bei dem schnellen Modus wird der Text gespalten.
Da das Trocknen von Transparentfolien und glänzenden Medien stärker auf der Konvektion basieren muß, wird ein Trocknungslüfter bei diesen Betriebsarten betrieben. Der Transparentfolienpapierstoff kann ein beträchtliches Verziehen aufnehmen; daher ist bei dem Transparentfolienmodus die Heizerleistung fast so hoch wie für den Papiermodus, der im vorhergehenden tabelliert ist. Glänzender Papierstoff, der gegenüber einem Verziehen hyperempfindlich ist, wird jedoch am besten lediglich leicht, wie gezeigt, geheizt.

5. HARDWARE ZUM IMPLEMENTIEREN DER ERFINDUNG

Fig. 1 stellt den allgemein bevorzugten Entwurf eines programmierten mikroprozessorbasierten Druckgeräts gemäß der Erfindung dar. Eine Eingangsstufe 41, die manuelle Steuerungen umfassen kann, liefert Informationen, die das gewünschte Bild definieren. Die Ausgabe 42 dieser Stufe kann zu einer Anzeige 43, wenn gewünscht, um die Ästhetik oder andere derartige Wahlen zu erleichtern; und für den Fall von Farbdrucksystemen, zu einer Farbkompensationsstufe 44 fortschreiten, um bekannte Unterschiede zwischen Charakteristika der Anzeige 43 und/oder des Systems der Eingabe 41 gegenüber dem Drucksystem 47-61-31-32-33 zu korrigieren.
Eine Ausgabe 45 aus dem Kompensator 44 schreitet als nächstes zu einer Wiedergabestufe 46 fort, die bestimmt, wie das gewünschte Bild auf der Ebene der einzelnen Pixelpositionsdruckentscheidungen - für jede Farbe, wenn anwendbar - implementiert werden soll. Die resultierende Ausgabe 47 wird zu einer Schaltung 61 gerichtet, die bestimmt, wann ein Abfeuersignal 77 zu jedem Stift 31 zu richten ist.
Die Stifte entladen Tinte 32, um Bilder auf Papier oder einem anderen Druckmedium 33 zu bilden. In der Zwischenzeit liefert ein Medienvorschubmodul 78 typischerweise eine relative Bewegung 79 des Mediums 33 in Bezug zu den Stiften 31.
Beim Entwickeln der Abfeuersignalbestimmung desselben muß die Abfeuerschaltung 61 die Position des Stiftwagens 62, der Stiftbefestigung 75 und des Stiftes 31 berücksichtigen. Ein derartiges Berücksichtigen wird durch den Betrieb eines elektrooptischen Sensors 64 ermöglicht, der auf dem Wagen 62 reitet und einen Codestreifen 10 liest.
Ein Taktmodul 72 ist in der Linie zwischen dem Sensor 64 und der Abfeuerschaltung 61 positioniert. Das Taktmodul 72 liefert verschiedene spezielle Positionsfunktionen, umfassend einer Codierersignalumkehrung oder eines Äquivalents während des Bewegens in einer der zwei Richtungen.
Dieselbe liefert ebenfalls während des Bewegens in einer der zwei Richtungen ferner das Unterstützen (Backing-Off) durch einen Puls und dann die Verzögerung beim Stiftabfeuern. Insbesondere schaltet für Zwecke der vorliegenden Erfindung das Taktmodul 72 lediglich zum Gebrauch beim Drucken von Schwarz beim Rücklauf, wenn Farben in den wechselnden Vorwärtsdurchläufen gedruckt werden, in die Verwendung des interpolierten doppelfrequenten Positionssignals, das oben erwähnt ist. (Wie im vorhergehenden erwähnt wird dieses Signal ferner beim bidirektionalen Drucken von Schwarz verwendet, wenn Farben nicht gedruckt werden; in diesem Fall wird jedoch das interpolierte Signal nicht durch das Taktmodul geschaltet.)
Der Betrieb dieses Taktmoduls 72 ist folglich nicht zu allen Zeitpunkten, sondern lediglich synchron mit den Richtungsumkehrungen des Wagens 62, wünschenswert. Insbesondere soll das Taktmodul 72 während des Betriebs lediglich in einer Richtung eingefügt werden und durch eine Direktdurchgangsumgehungsverbindung 73 während des Betriebs in der anderen Richtung ersetzt werden - mit anderen Worten asymmetrisch betrieben werden - und dies ist der Grund dafür, daß das Taktmodul 72 in Fig. 1 mit "asymmetrisch" bezeichnet ist.
Diese synchrone Einfügung und Entfernung ist in Fig. 1 durch einen Schalter 67 dargestellt, der zwischen der herkömmlichen Verbindung 73 und einer Taktmodulverbindung 71 auswählt. Dieser Schalter 67 ist als durch ein Signal 66 gesteuert gezeigt, das seinerseits aus der Rückwärtsbewegung 638 des Stiftwagens 62 abgeleitet ist.
Folglich wird der Schalter 67 betrieben, um die Taktmodulverbindung 71 während einer derartigen Rückwärtsbewegung 63B auszuwählen, und um die Umgehung oder die herkömmliche Route 73 während der Vorwärtsbewegung 63F auszuwählen. Diese Darstellung ist lediglich für tutorische Zwecke symbolisch; Fachleute werden verstehen, daß der Schalter 67 nicht als ein diskretes physisches Element existiert, und/oder statt dessen aus der Vorwärtsbewegung 63F und/oder - wie es wesentlich häufiger der Fall sein wird - durch ein bestimmtes Stromaufwärtstaktsignal gesteuert werden kann, das ferner gemeinsam die Stift-Wagen-Bewegung 63B, 63F steuert. Ferner muß sich der synchrone Schalter 67 nicht auf der Eingangsseite des Taktmoduls 72 befinden, derselbe kann sich jedoch statt dessen auf der Ausgangsseite befinden - wo in Fig. 1 eine übliche konvergierende Signalleitung 74 als zu der Abfeuerschaltung 61 führend gezeigt ist - oder kann sich tatsächlich auf beiden Seiten befinden.
Die Verwendung eines Systems, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wird, wenn es zumindestens am natürlichsten interpretiert wird, zu der Codierersignalumkehrung führen, wobei der Puls "Unterstützungs"-Schritt (Backing-Off-Schritt) und der Abfeuerverzögerungsschritt zusammen während der Stiftbewegung in derselben, gemeinsamen ("Rückwärts"-) Richtung durchgeführt werden. Diese Begrenzung ist, obwohl dieselbe bevorzugt wird, nicht für eine erfolgreiche Praxis der Erfindung erforderlich.

6. NUR-OBERES/UNTERES-ENDE-DER-SEITE-MASKENDREHUNG

An dem unteren Ende jedes Blatts eines Druckmediums ist eine relativ große Region, die die Unteres-Ende-der-Seite-"Abgabe"-Zone genannt werden kann, durch den Abstand zwischen den Sätzen von Rollen, die das Medium gespannt halten, definiert. Wie im vorhergehenden erwähnt, wird vorzugsweise zum Drucken auf Papier in dieser Region die Druckmedienvorschubhöhe auf die Hälfte (Fig. 2c) des normalen Mittelseitenwerts (Fig. 2b) abgesenkt.
Beispielsweise weist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel jeder Stift 96 Düsen auf und bildet somit ein 96-Pixel-Band; der normale Vorschubabstand (ausgenommen für Kunststoffmedien bei dieser Erfindung) ist ein Drittel dieser Höhe oder 32 Pixel - 1,33 mm für eine bevorzugte Pixelbeabstandung von 1/24 mm (Fig. 2b). Wenn das Medium nicht gespannt werden kann, wird der Vorschub vorzugsweise auf 16 Pixel oder etwa 0,7 mm (Fig. 2c) halbiert.
In den flacheren Endzonen, die aus den einzelnen oberen (Fig. 2a) und unteren (Fig. 2d) Bändern auf jedem Blatt des Mediums bestehen, wird jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorschubhöhe auf Null reduziert - d. h. vollständig eliminiert. Dies wird durchgeführt, wenn der Stift (oder der Satz an Stiften) sich an beiden Enden der Daten befindet, jedoch bevorzugterweise lediglich dann, wenn dies auftritt, während das Medium nicht gespannt ist - entweder in der "Abgabe"-Zone ("Hand-Off"-Zone) oder der analogen Zone an dem oberen Ende.
Dieser Betriebsmodus ist besonders wichtig, wenn der Stift tatsächlich entlang der oberen oder der unteren Kante des Blatts druckt. Üblicherweise wird ein gutes Verhalten nicht erhalten, wenn der Stift teilweise auf und teilweise von der Kante gleitet, eine Raumdrehung würde jedoch ein Starten oder Enden gerade unter dieser Bedingung erfordern, um drei oder sechs Durchläufe in einer Bruchteil-Band-Zone entlang der Kante vorzusehen. Unter diesen Umständen wird die Raumdrehung, da die Raumdrehung tatsächlich als eine Konsequenz des Druckmediumvorschubs nicht länger auftreten kann, durch eine Durchlaufdrehung vorgesehen - was die Einfärbestruktur zwischen den Stiftbewegungen ändert.
Auf jeder Seite wird die Maske zuerst auf dem Stift durch die Firmware für die ersten zwei Durchläufe durchlaufgedreht, während der Stift feststehend (Fig. 2a) ist; dann wird die Maske an dem Stift befestigt, und der Papiervorschub beginnt (Fig. 2b), was eine Raumdrehung erzeugt - d. h. die Maske ändert sich nicht relativ zu dem Stift - und der größte Teil der Seite wird in diesem normalen Drei- Durchlauf-Modus gedruckt. In der Abgabezone, jedoch nicht am Ende der Daten, macht das System einen Übergang zu einem Ein-Sechstel-Vorschub und lediglich die Hälfte (48) der Düsen drucken, die Maske ist weiterhin raumgedreht (Fig. 2c). Wenn die Enddaten erreicht sind, hält der Vorschub wiederum an, und die verbleibenden zwei Durchläufe werden - während die Firmware die Maske durchlaufdreht (Fig. 2d) - ausgegeben.
Die obige Offenbarung soll lediglich beispielhaft sein und nicht den Schutzbereich der Erfindung beschränken - der unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche bestimmt werden soll.

Claims

1. Ein Verfahren zum Drucken von gewünschten Bildern auf ein Druckmedium durch Aufbauen aus einzelnen Markierungen, die in Pixelarrays gebildet sind, durch einen sich bewegenden Druckkopf, der in Verbindung mit einer Druckmedienvorschubvorrichtung betrieben wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Bewegen des Kopfes wiederholt entlang einer Stiftbewegungsachse, die im wesentlichen orthogonal zu einer Druckmedienvorschubachse ist;

während jedes Durchlaufs des Kopfs entlang der Stiftbewegungsachse, Bilden von Markierungen innerhalb einer jeweiligen Druckmaske, um eine Näherung einer großen Anzahl von allgemein parallelen, im wesentlichen kontinuierlichen getrennten Linien zu liefern, die in einem Winkel von mehr als etwa 60º relativ zu der Stiftbewegungsachse und weniger als etwa 30º relativ zu der Druckmedienvorschubachse angeordnet sind, jedoch weder einen Winkel von 0º noch 90º mit beiden Achsen bilden;

während eines oder mehrerer früherer Durchläufe bezüglich jedes Segments eines Bildes, Hinterlassen von ungedruckten Regionen zwischen den Linien; und

während eines oder mehrerer späterer Durchläufe bezüglich jedes Segments, Füllen der ungedruckten Regionen.

2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt des Bildens von Markierungen das Bilden der mit einem Winkel versehenen Linien im wesentlichen mit einem steilstmöglichen Winkel aufweist,

und zwar innerhalb der Entwurfsarchitektur des sich bewegenden Druckkopfs und der Druckmedienvorschubvorrichtung;

wobei ferner eine im wesentlichen gleiche Anzahl von Markierungen pro Stiftbewegung für gewünschte Bilder geliefert wird, bei denen alle Pixelpositionen markiert werden sollen; und

wobei nicht wesentlich zu Fehlern, die eine Störung von Zitterstrukturen und übermäßig vertikalen Diagonallinien aufweisen, beigetragen wird, die wesentliche Druckqualitätsabweichungen relativ zu der Stiftbewegungsachse einführen.

3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt des Bildens von Markierungen das Bilden der mit einem Winkel versehenen Linien mit einer Neigung von mindestens 2 : 1 relativ zu der Stiftbewegungsachse aufweist.

4. Das Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem der Schritt des Bildens von Markierungen das Bilden der mit einem Winkel versehenen Linien mit einer Neigung von etwa 3 : 1 relativ zu der Stiftbewegungsachse aufweist.

5. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt des Bildens von Markierungen das Bilden der Linien in einer Basisstrukturzelle aufweist, die in der Stiftbewegungsrichtung drei Pixel breit und in der Druckmedienvorschubrichtung acht Pixel hoch ist, und bei dem während eines der Durchläufe die Zelle mit

einer Markierung in einer Spalte der Zelle für jede von drei direkt aufeinanderfolgenden Zeilen,

einer Markierung in einer weiteren Spalte der Zelle für jede von drei anderen direkt aufeinanderfolgenden Zeilen, und

einer Markierung in noch einer weiteren Spalte der Zelle für jede von zwei anderen direkt aufeinanderfolgenden Zeilen bedruckt wird.

6. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt des Bildens von Markierungen das Bilden der Linien in einer Basisstrukturzelle aufweist, die in der Stiftbewegungsrichtung drei Pixel breit ist und in der Druckmedienvorschubrichtung acht Pixel hoch ist, und bei dem

die Gesamtanzahl von Stiftdurchläufen bezüglich jedes Segments des Bildes eine Zahl ist, die größer als vier ist; und

der Schritt des Bildens von Markierungen während jedes der ausgewählten Paare der mehr als vier Durchläufe das Drucken der Zelle mit

zwei Markierungen in einer Spalte der Zelle für jede von drei direkt aufeinanderfolgenden Zeilen,

zwei Markierungen in einer weiteren Spalte der Zelle für jede von drei anderen direkt aufeinanderfolgenden Zeilen, und

zwei Markierungen in noch einer weiteren Spalte der Zelle für jede von zwei anderen direkt aufeinanderfolgenden Zeilen aufweist; und das ferner folgenden Schritt aufweist:

Vorschieben des Druckmediums relativ zu dem Markierungskopf zwischen aufeinanderfolgenden Durchläufen.

7. Ein Verfahren zum Drucken von gewünschten Bildern auf ein Druckmedium durch Aufbauen aus einzelnen Markierungen, die in Pixelarrays gebildet sind, durch einen sich bewegenden Druckkopf, der in Verbindung mit einer Druckmedienvorschubvorrichtung betrieben wird, wobei das Verfahren ein Verfahren ist, das einen sehr schnellen Durchsatz mit einem minimalen Seitenendenpapierschrumpfdefekt liefert und folgende Schritte aufweist:

Bewegen des Druckkopfes wiederholt entlang einer Stiftbewegungsachse, die im wesentlichen orthogonal zu einer Druckmedienvorschubachse ist;

während jedes Durchlaufs des Kopfs entlang der Stiftbewegungsachse, Bilden von Markierungen mit einem flüssigkeitsbasierten Farbstoff;

im wesentlichen gleichzeitig mit dem Schritt des Bildens von Markierungen, Heizen des Mediums, um das Trocknen des flüssigkeitsbasierten Farbstoffes zu beschleunigen;

wobei der Heizschritt eine Tendenz aufweist, einen Seitenendenpapierschrumpfdefekt zu erzeugen, der Positionsfehlerkomponenten parallel zu der Druckmedienvorschubachse verstärkt; und

wobei der Schritt des Bildens von Markierungen das Bilden der Markierungen in einer Struktur aufweist, die eine Näherung an eine große Anzahl von allgemein parallelen, im wesentlichen kontinuierlichen getrennten Linien liefert, die in einem Winkel von mehr als etwa 60º relativ zu der Stiftbewegungsachse und von weniger als etwa 30º relativ zu der Druckmedienvorschubachse angeordnet sind, jedoch weder einen Winkel von 0º noch 90º mit beiden Achsen bilden;

wobei die mit einem Winkel versehenen Linien eine Tendenz aufweisen, die Positionsfehlerkomponenten parallel zu der Druckmedienvorschubachse zu minimieren.

8. Das Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem der Schritt des Bildens von Markierungen das Bilden der mit einem Winkel versehenen Linien im wesentlichen mit einem steilstmöglichen Winkel aufweist,

und zwar innerhalb der Entwurfsarchitektur des sich bewegenden Druckkopfs und der Druckmedienvorschubvorrichtung; und

wobei ferner eine im wesentlichen gleiche Anzahl von Markierungen pro Stiftabtastung für gewünschte Bilder geliefert wird, bei denen alle Pixelpositionen markiert werden sollen.

9. Das Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem der Schritt des Bildens von Markierungen das Bilden der mit einem Winkel versehenen Linien mit einer Neigung aufweist, die wesentlich größer als 1 : 1 relativ zu der Stiftbewegungsachse ist.

10. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 7, bei dem der Schritt des Bildens von Markierungen das Bilden der mit einem Winkel versehenen Linien in eine Basisstrukturzelle aufweist, die drei Pixel breit und acht Pixel hoch ist.

11. Vorrichtung zum Drucken von gewünschten Bildern auf ein Druckmedium durch Aufbauen aus einzelnen Markie rungen, die in Pixelarrays gebildet sind, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

eine Einrichtung zum Tragen eines derartigen Druckmediums;

einen Druckkopf, der zur Bewegung entlang einer Richtung quer zu dem Medium angebracht ist;

eine Einrichtung zum Bewegen des Druckkopfes quer zu dem Medium;

eine Einrichtung zum Liefern einer relativen Bewegung des Druckmediums bezüglich des Druckkopfes entlang einer Bewegungsrichtung, die im wesentlichen orthogonal zu der Druckkopfbewegung ist;

eine Einrichtung zum Heizen des Mediums; und

eine Einrichtung, die, während die Einrichtung zum Liefern einer relativen Bewegung nicht betrieben wird, Markierungen innerhalb einer jeweiligen Druckmaske bildet, um eine Näherung an eine große Anzahl von allgemein parallelen, im wesentlichen kontinuierlichen getrennten Linien zu liefern, die in einem Winkel von mehr als etwa 60º relativ zu der Druckkopfbewegung und mit einem Winkel von weniger als etwa 30º relativ zu der Richtung der relativen Bewegung des Druckmediums bezüglich des Druckkopfes angeordnet sind, jedoch weder einen Winkel von 0º noch 90º mit beiden Achsen bilden.