-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Aufzeichnungsvorrichtung
für Flüssigtinte und
insbesondere auf Drucktechniken nach dem Tropfen-auf-Anforderung-Prinzip in Druckern
vom Flüssigtintentyp.
-
Flüssigtintendrucker
von dem Typ, welcher häufig
als kontinuierlicher Strom oder als Tropfen-auf-Anforderung bezeichnet
wird, wie etwa piezoelektrische, akustische, phasenändernde
auf Wachsbasis oder thermische Drucker weisen mindestens einen Druckkopf
auf, welcher Tropfenejektoren aufweist, welche Tropfen von Tinte
gegen ein Aufzeichnungsblatt richten. In dem Druckkopf ist die Tinte
in einer Vielzahl von Kanälen vorhanden.
Leistungspulse verursachen, dass Tropfen der Tinte, wie erforderlich,
von Öffnungen
oder Düsen an
dem Ende der Kanäle
ausgestoßen
werden.
-
Bei
einem thermischen Tintenstrahldrucker werden die Leistungspulse üblicherweise
durch Widerstände
erzeugt, wobei jeder derselben in einem der jeweiligen Kanäle angeordnet
ist, welche individuell adressierbar sind, um die Tinte in den Kanälen aufzuheizen
und zu verdampfen. Wenn eine Spannung über dem ausgewählten Widerstand
angelegt wird, wächst
eine Dampfblase in dem zugehörigen
Kanal und anfänglich beult
sich die Tinte aus der Kanalöffnung
aus. Die Blase kollabiert schnell und die Tinte innerhalb des Kanals zieht
sich darauffolgend zurück
und trennt sich von der ausgebeulten Tinte, wodurch ein Tropfen
ausgebildet wird, welcher sich in einer Richtung weg von der Kanalöffnung und
zu dem Aufzeichnungsmedium hin bewegt, wodurch beim Auftreffen auf
das Aufzeichnungsmedium ein Punkt oder Fleck von Tinte abgeschieden
wird. Daraufhin wird der Kanal durch Kapillarwirkung wieder aufgefüllt, was
wiederum Tinte von einem Vorratsbehälter für flüssige Tinte ansaugt. Die Betriebsweise
eines thermischen Tintenstrahldruckers ist beispielsweise in US-Patent
Nr. 4,849,774 beschrieben.
-
Der
Tintenstrahldruckkopf kann entweder in einem Druckertyp mit Wagen,
einem Druckertyp mit einem Feld von einer Teilbreite, oder einem
Druckertyp von Breitenseite eingebaut sein. Der Druckertyp mit Wagen weist
typischerweise einen relativen kleinen Druckkopf auf, welcher Tintenkanäle und Düsen beinhaltet.
Der Druckkopf kann abge dichtet an einen austauschbaren Tintenvorratseinsatz
angebracht sein und die kombinierte Druckkopf- und Einsatzbaugruppe
wird an den Wagen angebracht, welcher sich hin- und herbewegt, um einen
Streifen von Information (gleich mit der Länge einer Spalte von Düsen) gleichzeitig
auf ein feststehendes Aufzeichnungsmedium, wie etwa Papier oder
Transparent, zu drucken. Nachdem der Streifen gedruckt ist, kann
das Papier schrittweise bewegt werden, um einen Abstand, welcher
gleich der Höhe
des gedruckten Streifens oder eines Abschnitts desselben ist, so
dass der nachfolgend gedruckte Streifen zusammenhängend oder überlappend
mit demselben ist. Der Vorgang wird wiederholt, bis die gesamte
Seite bedruckt ist. Im Gegensatz dazu schließt der Seitenbreitendrucker
einen stationären
Druckkopf ein, welcher eine ausreichende Länge aufweist, um über die
Breite oder Länge
eines Blatts des Aufzeichnungsmediums gleichzeitig zu drucken. Das
Aufzeichnungsmedium wird kontinuierlich an dem Druckkopf von Seitenbreite
vorbeibewegt, im Wesentlichen in einer Richtung, welche senkrecht
zu der Druckkopflänge
ist und bei einer konstanten oder variierenden Geschwindigkeit während des
Druckprozesses. Ein Tintenstrahldrucker von Seitenbreite ist beispielsweise
in US-Patent Nr.
5,192,959 beschrieben.
-
Drucker
drucken Information, welche von einer Bildausgabeeinrichtung, wie
etwa einem PC, erhalten werden. Häufig wird diese Information
in der Form eines abgerasterten Bildes, wie etwa einer Bitkarte
einer vollen Seite, oder in der Form eines Bildes, welches in einer
Seitenbeschreibungssprache geschrieben ist, empfangen. Das abgerasterte
Bild schließt
eine Folge von Abtastzeilen oder Spalten ein, welche aus Bits bestehen,
welche die Bildelementeinformation repräsentieren, in welcher jede
Abtastzeile oder Spalte ausreichend Information enthält, um eine
einzelne dünne
Linie von Information quer über
eine Seite in einer linearen Art zu drucken. Drucker können Bitkarteninformation,
wie sie empfangen wird, drucken. Wenn ein Drucker ein Bild empfängt, welches
in einer Seitenbeschreibungssprache geschrieben ist, setzt jedoch
der Drucker oder die Bildeingabeeinrichtung die Seitenbeschreibungssprache
in eine Bitkarte um, welche die Bildelementeninformation enthält.
-
Die
Dichte der Information, welche in der Bitkarte einer vollen Seite
enthalten ist, kann der Dichte des Bildes, welches von einem Flüssigtintendrucker
gedruckt werden soll, entsprechen. Bei einem thermischen Tintenstrahldruckkopf,
welcher mit 300 Punkten pro Inch druckt, wird beispielsweise die
Bitkarte für
die volle Seite Information aufwei sen, welche den Druckkopf in die
Lage versetzt, die erforderliche Dichte zu drucken. Bekannte Drucker
bearbeiten ebenso Bildbitkarten, um bei einer Auflösung zu
drucken, welche größer oder kleiner
als die Auflösung
des empfangenen Bildes ist.
-
Bei
Druckern mit einem Pendelwagen können
Bildfehler aufgrund von nichtgleichförmiger Absorption oder Trocknung
der Tinte auftreten. Diese Bildfehler können durch ein Drucken des
Bildes in mehr als einen Durchlauf des Druckkopfes reduziert werden,
wobei jeder Durchlauf einen Teil der Bildelemente in einem Punktmuster,
bekannt als "Schachbrett"-Muster, druckt.
Bei diesem Typ des Druckens mit zweifachem Durchlauf druckt ein
erster Durchlauf des Druckkopfwagens einen Streifen von Information,
in welchem die ungerade nummerierten Bildelemente der ungerade nummerierten
Spalten oder Zeilen und die gerade nummerierten Bildelemente oder
gerade nummerierten Spalten oder Zeilen dieser Bitkarte gedruckt
werden. In einem zweiten Durchlauf des Druckkopfwagens wird das
komplementäre
Muster gedruckt, welches aus den gerade nummerierten Bildelementen
in ungerade nummerierten Spalten und ungerade nummerierten Bildelementen
in gerade nummerierten Spalten besteht. Durch das Drucken in zwei
Durchläufen
hat die in dem ersten Durchlauf gedruckte Tinte Zeit, um teilweise
zu trocknen, bevor die Tinte von dem zweiten Muster abgelegt wird.
-
Das
Drucken in Durchläufen
des Druckkopfs kann jedoch einen Druckdefekt, welcher als "Bänder" bezeichnet wird, erzeugen. Bänder sind
das Phänomen,
welches durch das Drucken von einem Streifen von Information angrenzend
an einen anderen Streifen von Information, derart erzeugt wird,
dass keine Überlappung der
benachbarten Streifen stattfindet und eine Linie oder ein Band zwischen
den benachbarten Streifen sichtbar ist. Bänder können auftreten, wenn der Druckkopf
Tropfen von variierender Größe und in
unterschiedliche Strahlrichtungen aufgrund von Richtungsproblemen
ausstößt. Um Bänder zu
reduzieren oder zu vermeiden, werden normalerweise Schachbrettmuster
in überlappenden
Streifen gedruckt. Wenngleich das herkömmliche Schachbrettdrucken
die Bilddefekte reduzieren kann und das Überlappen von Schachbrettstreifen
die Bandbilddefekte reduzieren oder eliminieren kann, sind weitere
Verbesserungen wünschenswert,
weil vollständiges oder
teilweises Überlappen
der Schachbrettmuster Bilddefekte nicht auf ein gewünschtes
Ausmaß reduzieren könnte.
-
EP-A-0600707,
welche die Basis für
den Oberbegriff von Anspruch 1 darstellt, beschreibt eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung
und ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren. Eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung
führt die
Aufzeichnung unter Verwendung eines Aufzeichnungskopfes zum Ausstoßen von Tinte
auf das Aufzeichnungsmedium durch, um die Aufzeichnung zu bewirken,
während
sich der Aufzeichnungskopf in einer Hauptabtastrichtung bewegt.
Der Aufzeichnungskopf weist eine Vielzahl von Gruppen von Ausstoßöffnungen
in der Hauptabtastrichtung auf, wobei jede derselben eine Vielzahl
von Auswurföffnungen aufweist
zum Auswerten der Tinten von unterschiedlichen Farben, welche in
einer Richtung bereitgestellt werden, welche unterschiedlich von
der Hauptabtastrichtung ist. Vorbestimmte Bilddaten werden in ausgedünnte Bilddaten
unterteilt, welche in komplementärer
Beziehung zueinander stehen, wobei jede der ausgedünnten Bilddaten
einer unterschiedlichen Gruppe von Auswurföffnungen zugeführt wird,
so dass vorbestimmte Bilddaten aufgezeichnet werden können unter
Verwendung von unterschiedlichen Gruppen von Auswurföffnungen.
Das Auftreten von Abweichungen und Ungleichmäßigkeiten des gedruckten Bildes
kann verhindert werden.
-
EP-A-0582432
beschreibt das Drucken mit Vielfachdurchlauf zur Erzielung einer
vergrößerten Druckauflösung. Gerasterte
Daten werden zerlegt, um ein schnelleres Drucken mit einer gedruckten
Punktgröße bereitzustellen,
welche größer ist,
als sie anderweitig verwendet werden würde mit nichtzerlegten gerasterten
Daten, auf einem Bildelementegitter, welches die Auflösung der
unzerlegten gerasterten Daten aufweist. Die gerasteten Daten bei
einer bestimmten Auflösung
(z. B. 300 dpi) werden derart skaliert, dass die skalierten gerasterten
Daten nur die gedruckten Bildelemente einschließen, welche 1 : 1 mit den gedruckten
Bildelementen der Originaldaten korrespondieren und wobei die relative
Lage der gedruckten Bildelemente der Originaldaten in den skalierten
gerasterten Daten aufrechterhalten werden. Ein Feld von Bildelementen
mit einer bestimmten Auflösung
kann mit einem Feld von Druckelementen gedruckt werden, welches
Druckelemente aufweist, welche zum Drucken mit einer niedrigeren
Auflösung
angeordnet sind.
-
Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, Drucktechniken für Flüssigtintendrucker
des Typs, welcher Tropfen auf Anforderung liefert, zu verbessern.
Dieses Ziel wird erreicht durch Bereitstellung eines Verfahrens gemäß Anspruch
1. Die Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
niedergelegt.
-
1 ist eine schematische,
perspektivische Teilansicht eines Tintenstrahldruckers, welcher
die vorliegende Erfindung enthält.
-
2 verdeutlicht die Lagen
von Tintentropfen, welche von einem Druckkopf in einem Schachbrettmuster
abgelegt werden.
-
3a und 3b verdeutlichen Ablaufdiagramme, welche
die Bestimmung einer Druckplanung für Punkte in einem Vielfachdurchlaufschema
der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.
-
4 verdeutlicht eine erste
Punktabfolge für
ein Druckschema mit Vierfachdurchlauf.
-
5 verdeutlicht eine zweite
Punktabfolge für
ein Druckschema mit Vierfachdurchlauf.
-
6 verdeutlicht eine dritte
Punktabfolge für
ein Druckschema mit Vierfachdurchlauf.
-
7 verdeutlicht eine erste
Punktabfolge für
ein Druckschema mit Fünffachdurchlauf.
-
8 verdeutlicht eine zweite
Punktabfolge für
ein Druckschema mit Fünffachdurchlauf.
-
9 verdeutlicht eine Punkteabfolge
für ein
Druckschema für
Achtfachdurchlauf.
-
10 verdeutlicht eine Punkteabfolge
in einer zweidimensionalen Ebene mit Verschachtelung für ein Druckschema
mit Vierfachdurchlauf.
-
11 verdeutlicht eine Punkteabfolge
in einer zweidimensionalen Ebene mit Verschachtelung für ein Druckschema
mit Achtfachdurchlauf.
-
1 verdeutlicht eine schematische,
perspektivische Teilansicht eines Tintenstrahldruckers 10 mit einem
Tintenstrahldruckkopfeinsatz 12, welcher auf einem Wagen 14 angebracht
ist, welcher auf Wagenschienen 16 abgestützt ist.
Der Druckkopfeinsatz 12 schließt ein Gehäuse 18 ein, welches
Tinte enthält
für die
Versorgung zu dem thermischen Tintenstrahldruckkopf 20,
welcher wahlweise Tintentropfen unter der Steuerung von elektrischen
Signalen ausstößt, welche
von einer Steuerung 21 des Druckers 10 durch ein
elektrisches Kabel 22 empfangen werden. Der Druckkopf 20 enthält eine
Vielzahl von Tintendurchlässen
oder Kanälen (nicht
gezeigt), welche Tinte von dem Gehäuse 18 zu jeweiligen
Tintenejektoren tragen, welche Tinte durch Öffnungen oder Düsen (ebenso
nicht gezeigt) ausstoßen.
Beim Drucken schwingt oder rastert der Wagen 14 vor und
zurück
entlang der Wagenschienen 16 in den Richtungen des Pfeiles 24.
Während
sich der Druckkopfeinsatz 12 über ein Aufzeichnungsmedium 26,
wie etwa ein Blatt Papier oder ein Transparent, vorwärts und
rückwärts bewegt,
werden Tintentropfen aus ausgewählten
Druckkopfdüsen
gegen das Blatt Papier 26 ausgestoßen. Die tintenausstoßenden Öffnungen
oder Düsen
sind typischerweise in einem linearen Feld im Wesentlichen senkrecht
zu der Abtastrichtung 24 angeordnet. Während jedem Durchlauf des Wagens 40 wird das
Aufzeichnungsmedium 26 in einer stationären Position gehalten. Am Ende
jedes Durchlaufs wird jedoch das Aufzeichnungsmedium durch einen
Schrittmechanismus unter der Steuerung der Druckersteuerung 21 schrittweise
in der Richtung eines Pfeiles 28 bewegt. Für eine eingehendere
Erklärung
des Druckkopfs und des damit verbundenen Druckvorgangs kann zu dem
US-Patent 4,571,599 und US-Patent
Nr. Reissue 32,572 Bezug genommen werden.
-
Es
ist wohl bekannt und üblich,
die Steuerfunktionen für
Bilderzeugung, Drucken, Dokument- und/oder Papierhandhabung und
die logischen Schritte hierzu mit Softwareanweisungen für herkömmliche
oder Vielzweckmultiprozessoren, wie etwa die Steuerung 21 zu
programmieren und auszuführen.
Dies lehren verschiedene Patente und handelsübliche Produkte aus dem Stand
der Technik. Derartige Programmierung und Software kann selbstverständlich variieren
in Abhängigkeit
von bestimmten Funktionen, vom Softwaretyp und Mikroprozessor oder
anderem Computersystem, welches verwendet wird; dies ist jedoch
erhältlich
oder leicht programmierbar, ohne übermäßiges Experi mentieren von Funktionsbeschreibungen,
wie etwa derjenigen, welche hier bereitgestellt werden, oder vom
herkömmlichen
Wissen und Funktionen, welche üblich
sind, zusammen mit dem allgemeinen Wissen auf dem Gebiet der Software
und Computer. Dies kann objektorientierte Softwareentwicklungsumgebungen,
wie etwa C++, einschließen.
Alternativ dazu kann das offenbarte System oder Verfahren teilweise
oder vollständig
in Hardware komplementiert werden unter Verwendung von standardmäßigen Logikschaltkreisen
oder Einzelchips, welche VLSI-Design verwenden.
-
Der
Wagen 14 wird in der Abtastrichtung 24 durch ein
Band 38, welches an demselben angebracht ist, hin- und
herbewegt. Das Band 38 wird durch ein erstes drehbares
Antriebsrad 40 und ein zweites drehbares Rad 42 angetrieben.
Das erste drehbare Rad 40 wird wiederum durch einen in
zwei Richtungen laufenden Motor 44 unter der Steuerung
der Steuerung 21 des Tintenstrahldruckkopfes angetrieben.
Zusätzlich
zu dem mit Zähnen
versehen Band/Radsystem für
die Erzeugung der Wagenbewegung, ist es ebenso möglich, die Bewegung des Wagens
durch Verwendung eines Kabels/Capstan, einer Gewindespindel oder
anderer Mechanismen, die dem Fachmann bekannt sind, zu steuern.
-
Um
die Bewegung und/oder Position des Wagens 14 entlang der
Wagenschienen 16 zu steuern, schließt der Drucker einen Linearencoder
mit einem Encoderstreifen 46 ein, welcher eine Folge von
Bezugsmarkierungen in einem Muster 48 einschließt. Das
Muster 48 wird durch einen Sensor 50, wie etwa
eine Fotodiode/Lichtquelle, welche an dem Druckkopfwagen 17 angebracht
sind, beobachtet. Der Sensor 50 schließt ein Kabel 52 ein,
welches elektrische Signale überträgt, welche
die beobachteten Bezugsmarkierungen des Musters 48 zu der
Druckersteuerung übertragen.
Andere Encoder, einschließlich
Rotationsencoder sind ebenso möglich.
-
Beim
Drucken mit einem Flüssigtintendrucker
stellt ein Hauptcomputer oder eine andere bilderzeugende Einrichtung
Druckinformation in Form eines Bitkartenbildes oder eines Bildes
in der Seitenbeschreibungssprache, welche die Bildelementeinformation
enthält,
für den
Drucker zum Drucken bereit. Die Steuerung 21 ist typischerweise
mit einem Lesespeicher (read only memory: ROM) verbunden, welcher
ein Betriebsprogramm für
die Steuerung 21 ebenso einschließt wie für den Drucker 10.
Ein Speicher mit statistischem Zugriff (random access memory: RAM),
welcher ebenso mit der Steuerung 21 verbun den ist, schließt einen
Zugriffsspeicher ein, welcher Druckpuffer für die Manipulation und Speicherung
von Daten, eingeschlossen Druckinformation in der Form von Bitkarten
einschließt,
welche von der bilderzeugenden Einrichtung empfangen werden.
-
Die
Steuerung 21 ist mit einem oder mit mehreren Druckkopfsteuerschaltungen
durch einen Bus verbunden. Die Druckkopfsteuerschaltungen empfangen
Information über
den Bus zur Steuerung der Druckkopfelemente. Die Druckkopfelemente
werden durch die Steuerung 21 gesteuert gemäß dem Signalinhalt,
welcher empfangen wird, um das ausgewählte Ausstoßen von Tinten von den Düsen des
Druckkopfelements zu steuern. Es wurde gezeigt, dass das Drucken
mit Flüssigtintendruckern
verbessert wird, wenn ein einziger Streifen von Information in mehr
als einem Durchlauf des Druckkopfwagens über eine Seite gedruckt wird.
Wenn in zwei Durchläufen
gedruckt wird, wird ein als "Schachbrett"-Muster bekanntes
Muster in einem ersten Durchlauf 60 des Druckkopfwagens
abgelegt, wie in 2 verdeutlicht.
Der erste Durchlauf schließt
eine Zahl eins in jedem der Kreise (welche Tintentropfen verdeutlichen)
ein, um anzuzeigen, dass diese Tropfen in dem ersten Durchlauf abgelegt
wurden. Bei einem zweiten Durchlauf 62 wird das komplementäre Schachbrettmuster
von Tintentropfen abgelegt, wobei jeder Tropfen eine Zahl zwei einschließt, um zu
zeigen, dass diese Tropfen während
des zweiten Durchlaufs abgelegt wurden. Diese Vereinbarung der Tropfennummerierung
zur Anzeige der Durchlaufnummer wird nachfolgend eingehalten. Der
zweite Durchlauf wird über
dem ersten Durchlauf derart abgelegt, dass alle Bildelementepositionen
abgelegte Tintentropfen einschließen. Diese Art des Druckens
ist im US-Patent Nr. 4,748,453 beschrieben. Es ist ebenso bekannt,
dass die Überlappung
von Druckstreifen einen als "Band" bekannten Druckdefekt
vermindern wird, was in US-Patent Nr. 4,622,561 und US-Patent Nr. 4,999,646
beschrieben wird.
-
Wenngleich
die Schachbrettmuster gezeigt haben, dass die Druckqualität, welche
durch Punktmatrixdrucker oder Flüssigtintendrucker
ausgebildet wird, verbessert werden kann, können derartige Druckverfahren immer
noch Druckdefekte erzeugen, weil das Schachbrettmuster aus einem
wiederholten Muster von Punkten besteht, welche an vorbestimmten
Stellen abgelegt werden. Sollte eine oder mehrere der Tintenstrahldüsen in einem
Druckkopf entweder nicht funktionieren oder derartig defekt sein,
dass die Tinte entlang einer fehlerhaften Trajektorie ausgestoßen werden
oder dass die Punktgröße nicht
gleichmäßig ist,
kann dementsprechend das Schachbrettdrucken im Zweifachdurchlauf
immer noch wahrnehmbare Bilddefekte erzeugen.
-
Flüssigtintendrucker,
einschließlich
Tintenstrahldruckern, lagern schwarze und/oder farbige Flüssigtinten
ab, welche dazu neigen, sich auszubreiten, wenn die Tinte auf dem
Papier als ein Tropfen, Fleck oder Punkt abgelegt wurde. Schwerwiegendes
Vermischen findet statt, wenn die Punkte benachbart zueinander in aufeinanderfolgender
Reihenfolge oder in einem Cluster von Punkten innerhalb einer kurzen
Zeit abgelegt werden. Das Verlaufen, Ausbreiten und Auffächern verursacht
Druckqualitätsminderungen,
wie etwa Farbdrift, Verminderung in der Kantenschärfe und
Marmorieren von vollbedruckten Bereichen, was Dichtevariationen
in diesen Gebieten aufgrund von Vermischung von Tinten einschließt. Wenngleich
Schachbrettdrucken, wie vorstehend beschrieben, einige dieser Probleme
bis zu einem bestimmten Ausmaß lösen kann,
werden derartige Probleme nicht vollständig eliminiert, insbesondere,
wenn sowohl Schwarz- als auch Farbbilder bei höheren Auflösungen gedruckt werden. Weiterhin
erfordert das Drucken auf Transparenten und auf Glanzpapier eine strikte
Steuerung der Bildqualität.
Dementsprechend schließt
die vorliegende Erfindung ein Druckverfahren und eine Vorrichtung
ein zur Ablage von Tintentropfen auf Papier, um das Vermischen und
Probleme des Marmorierens von vollbedruckten Bereichen durch die
Planung zum Drucken der Punkte in einer Art zu verhindern, welche
das Zusammenwirken zwischen aufeinanderfolgend abgelegten Tropfen
minimiert. Das minimierte Zusammenwirken wird erreicht durch Vielfachdruckdurchläufe einer
Abtastzeile und Spalte ebenso wie durch Planung der Ablage der Tintentropfen
in einer bestimmten Reihenfolge während des Druckens im Vielfachdurchlauf.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenso mehr Zeit zur Trocknung
derart bereit, dass Tintenverlauf, Ausbreitung, Marmorieren und
Auffächerung
erheblich vermindert werden. Zusätzlich
wird beim Vielfachdurchlaufdrucken, in welchem das Papier weniger
als eine Streifenhöhe
vorgeschoben wird, eine unterschiedliche Düse die Tintentropfen während einiger
der n Durchläufe
ablegen. Da die Richtung der verschiedenen Düsen nicht immer perfekt gleichförmig ist,
werden die Überlappungen
der Ansicht und der Ecken durch falsche Richtung gemildert.
-
Wenngleich
es n! (Fakultät)
Möglichkeiten
der Reihenfolge der Ablage von Tintentropfen in einer einzigen Abtastzeile
für n Druckdurchläufe gibt,
wobei n eine ganze Zahl größer als
1 ist, liefern nicht alle Abfolgen akzeptable Druckergebnisse. Da
die Tropfenabfolge bis zum Ende der Abtastzeile wiederholt wird,
resultiert jegliches zyklische Durchwechseln der Abfolge in derselben
Tropfenabfolge und daher gibt es tatsächlich n!/n oder (n – 1)! einzigartige
Abfolgen für
jede Abfolge mit n Druckdurchläufen.
Beispielsweise gibt es beim Druckschema mit drei Durchläufen sechs
Punkteabfolgen.
1,2,3
2,3,1
3,1,2
1,3,2
2,1,3
3,2,1
-
Die
Zahlen 1, 2 und 3 zeigen die Zahl des Durchlaufs des abtastenden
Druckkopfes an. Unter diesen Punkteabfolgen sind die Abfolgen 123,
231 und 312 äquivalent,
aufgrund des zyklischen Durchtauschens und dasselbe gilt für die Abfolge
132, 213 und 321.
-
Die
vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die Tropfenbeeinflussung
zwischen den Tropfen beim Drucken in Vielfachdurchlauf derart zu
minimieren, dass keine zwei Tropfen benachbart zueinander entlang einer
Abtastzeile in aufeinanderfolgenden Durchläufen abgelegt werden, es sei
denn, dass es keine andere Möglichkeit
zur Anordnung der Tropfen gibt. Unter Verwendung dieses Kriteriums
wurde bestimmt, dass bevorzugte Tropfenabfolgen eine minimale Anzahl
von Überlappungen
der Ansicht und der Ecken aufweisen, wobei die Überlappungen der Ansicht zwischen
benachbarten Punkten entlang einer einzigen Abtastzeile stattfinden
und wobei Überlagerungen
der Ecken zwischen diagonalen benachbarten Punkten von zwei angrenzenden
Abtastzeilen vorkommen. Dieses Kriterium wird eingehalten, wenn
die Anzahl der Durchläufe,
n, größer als
4 ist.
-
Um
das Konzept der Überlappungen
der Ansicht zu verdeutlichen, verdeutlicht eine Punktabfolgeplanung
für zwei
Durchläufe,
wie etwa jene, welche beim Schachbrettdrucken gefunden wird, dass
es nur eine Möglichkeit
der Anordnung von zwei Zahlen in aufeinanderfolgender Reihenfolge
wie folgt gibt:
Erster Durchlauf: 1_1_1_1
Zweiter Durchlauf:
12121212
wobei "_" des ersten Durchlaufs
eine offene oder nicht gedruckte Bildelementstelle anzeigt.
-
Wie
ersichtlich, weist jeder einzelne Punkt, welcher in dem zweiten
Ablauf abgelegt wurde, zwei Überlappungen
der Ansicht mit Punkten auf, welche in dem ersten Durchlauf abgelegt
wurden.
-
Für die Punkteplanung
bei drei Durchläufen
gibt es zwei Abfolgen 123 oder 132. In einem ersten Durchlauf ist
jeder abgelegte Tropfen durch zwei offene Bildelementpositionen
getrennt. Dementsprechend können
der zweite und der dritte Platz nur in einem der zwei übrigen Durchläufe gefüllt werden.
Die Ablage eines Tropfens an einer der Stellen wird jedoch eine
Ansichtsüberlappung
mit dem Tropfen, welcher in dem ersten Durchlauf abgelegt wurde,
erzeugen. Von einer Betrachtung der Tropfenüberlappungen gesehen, besteht
kein Unterschied zwischen den Abfolgen 123 und 132. Der dritte Durchlauf
würde den übrigen offenen Platz
in der Abtastzeile füllen.
-
Bei
einem Punktplanungsschema für
vier Durchläufe
gibt es (4 – 1)!
Abfolgen wie folgt:
1234, 1243, 1324, 1342, 1423 und 1432.
-
Wie
ersichtlich, erfüllt
keine der Abfolgen das vorstehend beschriebene Kriterium zur Minimierung
der Beeinflussung von Tropfen. Wenngleich keine dieser Abfolgen
das vorstehend beschriebene Kriterium erfüllt, kann es erscheinen, dass
die Punktabfolgen 1324 und 1423 den Vorteil aufweisen, keine Punkteüberlappung für den zweiten
Durchlauf aufzuweisen. Dieser Vorteil ist jedoch kurzlebig, weil
während
des dritten Durchlaufs zwei Ansichtsüberlappungen stattfinden würden. Die
anderen vier Abfolgen weisen eine Ansichtsüberlappung auf, jede für den zweiten
und dritten Durchlauf. Es ist jedoch möglich, die Wirkung des Zeitablaufs
zwischen den Durchläufen
zu bestimmen und daher die Punkteüberlappung. Wenn beispielsweise
das Verlaufen von Tinte, welches durch die Überlappung des ersten und dritten
(oder vierten) Durchlaufs erheblich geringer ist als die Überlappung
des zweiten und dritten Durchlaufs, kann es von Vorteil sein, die
Abfolgen 1324 und 1423 zu verwenden.
-
Die
optimale Tropfenabfolge für
fünf und
mehr Durchläufe
kann bestimmt werden. Bei fünf
Durchläufen gibt
es beispielsweise insgesamt 24 Abfolgen. Von diesen 24 Abfolgen
halten nur die zwei Abfolgen 13524 und 14253 das Kriterium für die optimale
Punktpositionierung ein. In ähnlicher
Weise gibt es für
sechs Durchläufe 120
Möglichkeiten,
um sechs Punkte anzuordnen, wobei nur 10 Abfolgen das Kriterium
für die
optimale Punkttrennung einhalten. Diese sind:
135246, 135264,
136425, 142536, 142635, 146253, 152463, 153624, 163524 und 164253.
-
Für acht Durchläufe gibt
es 5040 Abfolgen, von welchen viele das Kriterium für die optimale
Punkttrennung einhalten, wie etwa 13526847, 13527468, 13527486,
13528647, 13572468, etc.
-
Da
die Anzahl von Punktpositionsabfolgen, welche das Kriterium einhalten,
stark mit der steigenden Anzahl von Durchläufen ansteigt, schließt die vorliegende
Erfindung ein Tropfenpositionierungsschema ein, welches eine Leitlinie
für die
optimale Tropfenplanung zum Drucken von Bildern in Vielfachdurchlauf
mit minimaler Tropfenbeeinflussung bereitstellt, wie in den 3a und 3b verdeutlicht. Wenngleich die vorliegende
Erfindung mit Bezug auf die Bestimmung beschrieben wird, welche
Tropfen zu drucken sind und in welcher Abfolge während eines Druckarbeitsgangs,
schließt
die vorliegende Erfindung ebenso die Analyse von Bitkarten, bevor
dieselben gedruckt werden, ein, und die Bestimmung der Tropfenabfolge
für die
gesamte Bitkarte, bevor das Drucken stattfindet und dem darauf folgenden
Senden der notwendigen Information zu dem Drucker und dem Druckkopf
hierfür,
um das Drucken in einem Druckschema mit Vielfachdurchlauf der vorliegenden
Erfindung zu bewirken.
-
Sobald
die notwendige Bildinformation erzeugt worden ist, um bei dem Schritt 64 zu
starten, wird festgelegt, was die Anzahl der Druckdurchläufe, n,
sein wird für
das ausgewählte
Druckschema. Die Anzahl der ausgewählten Druckdurchläufe hängt von
dem zu druckendem Informationstyp ebenso ab, wie von den Tinten und
dem verwendeten Aufzeichnungsmedium und der Auflösung des resultierenden gedruckten
Bildes. Wenn die Anzahl der Druckdurchläufe im Schritt 66 bestimmt
wurde, werden die Tropfen in dem ersten Durchlauf in dem Schritt 68 gedruckt
und werden durch n – 1
Bildelementstellen oder Zwischenräume getrennt, wobei Bildelementpositionen
entlang einer Abtastzeile in Vielfachen der Anzahl der Streifen
angezeigt ist, so dass die Bildelementposition von 1 bis n läuft, was
viele Male entlang der Abtastzeile wiederholt wird. Dieser Schritt 68 liefert
die maximale Trennung zwischen den Tropfen entlang einer einzigen
Abtastzeile. Sobald die Tropfen für den ersten Durchlauf abgelegt
worden sind, ist daraufhin notwendig, festzulegen, welche Tropfen
als nächstes gedruckt
werden sollen, auf der Basis, ob n in Schritt 70 als gerade
Zahl bestimmt wird oder nicht. Wenn n als gerade Zahl bestimmt wird,
dann wird im Schritt 72 bestimmt, ob n/2 gerade ist oder
nicht. Wenn n/2 nicht gerade ist, dann werden im Schritt 74 die
Punkte für
den nächsten
Durchlauf derart gedruckt, dass die Punkte angrenzend zu oder benachbart
zu den n/2 oder n/2 + 2 Bitelementpositionen gedruckt werden. Wenn
jedoch n/2 gerade ist, dann werden im Schritt 76 die gedruckten
Punkte an den n/2 + 1 Positionen gedruckt. Diese zwei Drucksituationen
liefern eine optimale Tropfentrennung, wenn die Anzahl der Druckdurchläufe gerade
ist. Wenn jedoch bei dem Schritt 70 festgestellt wird,
dass n ungerade ist, dann werden bei dem Schritt 78 Tropfen für den nächsten Durchlauf
an den (n + 1)/2 oder (n + 3)/2 Positionen gedruckt.
-
Nach
dem Drucken der Tropfen in diesem bestimmten Durchlauf wird ein
Wert für
m im Schritt 80 bestimmt, wobei m gleich dem größten Abstand
zwischen den gedruckten Positionen plus 1 ist. Tropfen, welche innerhalb
dieses Bereiches der größten Trennung
abgelegt werden können,
werden in dem nächsten
Durchlauf durch Festsetzen von n gleich zu m im Schritt 82 gedruckt.
Nachdem n gleich m gesetzt wurde, wird im Schritt 84 festgelegt,
ob alle gedruckten Tropfen durch zwei Positionen oder mehr Zwischenräume getrennt sind
oder nicht. Wenn dies zutrifft, werden die Schritte 72, 74, 76 und 78 wiederholt,
wenn notwendig, abhängig davon,
ob der Wert von n gerade oder ungerade ist oder nicht. Der Schritt 84 wird
wiederholt, um festzustellen, ob alle gedruckten Tropfen nicht durch
mehr als zwei Positionen getrennt sind. Im Schritt 86 werden
die Tropfen in dem nächsten
Durchlauf benachbart zu einem Tropfen abgelegt, welcher von einem
weiteren Tropfen durch zwei offene Zwischenräume getrennt ist und welcher
die kleinste Durchlaufnummer aufweist. Wie ersichtlich, werden durch
eine geeignete Tropfenplanung keine Tropfen benachbart zu einem
Tropfen abgelegt, welcher in einem unmittelbar vorhergehenden Druckdurchlauf
abgelegt wurde. Wenn daher beispielsweise im Schritt 86 bestimmt
wird, dass der nächste
Tropfen für
den laufenden Durchlauf entwe der benachbart zu einem Tropfen gedruckt
werden kann, welcher im Durchlauf 1 abgelegt wurde oder benachbart
zu einem Tropfen, welcher im Durchlauf 4 abgelegt wurde, dann wird
der Tropfen benachbart zu dem Tropfen des Durchlaufs 1 abgelegt,
wodurch die Möglichkeit
von Druckdefekten vermindert wird. Im Schritt 88 wird festgestellt,
ob alle Tropfen durch eine einzige Position getrennt sind oder nicht.
Wenn dies nicht der Fall ist, werden zusätzliche Tropfen angrenzend
an jene mit der geringsten Durchlaufnummer abgelegt, welche um zwei
Positionen, wie vorstehend für
Schritt 86 beschrieben, getrennt sind. Sobald alle übrig gebliebenen
Tropfen durch eine einzige Position, wie im Schritt 88 bestimmt,
getrennt sind, wird das Drucken fortgesetzt, bis alle Tropfenpositionen
im Schritt 90 gedruckt worden sind. Nachdem festgestellt
wurde, dass alle Tropfenpositionen gedruckt worden sind, wird das
Drucken im Schritt 92 beendet.
-
Um
dieses Verfahren des Druckens zu verdeutlichen, wird ein Beispiel
eines Siebenfachdurchlaufs nachfolgend gezeigt:
-
-
Nachdem
das Zusammenwirken der Tropfen der Abtastzeile minimiert ist, wird
eine ähnliche Überlegung
auf ein zweidimensionales Bild oder eine Ebene angewandt, wobei
das Kriterium darin besteht, die Überlappungen der Ansicht und
der Ecken zwischen benachbarten Abtastzeilen zu minimieren. Beispielsweise
können
in einem Algorithmus mit zwei Durchläufen angrenzende Abtastzeilen
entweder in Phase gedruckt werden, oder derart, dass Tropfen in
angrenzenden Zeilen eines einzelnen Durchlaufs derart durch eine
Bildelementstelle gestaffelt werden, dass die Tropfen diagonal angeordnet
werden. Wenn sie in Phase sind, gibt es zwei Ansichtsüberlappungen
für jeden
individuellen Tropfen zwischen den Abtastzeilen. Wenn benachbarte Zeilen
durch ein Bildelement von Zeile zu Zeile versetzt sind, weist jeder
individuelle Tropfen vier Ecküberlappungen
auf. Das Ausmaß der
Tropfenbeeinflussung ist jedoch geringer für vier Ecküber lappungen. Dies ist als Schema
des Schachbrettdrucks bekannt, bei welchem der zweite Durchlauf
alle leeren Zwischenräume
füllt. Für drei Durchläufe gibt
es zwei lineare Abfolgen, 123 und 132. Wenn angrenzende Abtastzeilen
in dem ersten Durchlauf gedruckt werden, wird jeder Punkt in eine
angrenzende Abtastzeile um eine Bildelementposition verschoben von
einem Punkt in einer früheren
Abtastzeile. Dieses Schema liefert zwei Ecküberlappungen für jeden
individuellen Punkt in dem ersten Durchlauf. Auf der Basis einer Überlegung
der Überlappung
gibt es keinen Unterschied dafür,
ob jeder nachfolgende Tropfen durch eine oder zwei Bildelementepositionen
verschoben wird. Wenn die Abfolge 123 verwendet wird, dann wird
es in dem zweiten Durchlauf zwei Ansichtsüberlappungen und zwei Ecküberlappungen
für jeden
Punkt in dem zweiten Durchlauf geben. Dasselbe Ausmaß an Überlappung
wird für
die Abfolge 132 erhalten. Ein dritter Durchlauf würde das
vollständige
Auffüllen
von allen Bildelementpositionen liefern.
-
Mehrere
Beispiele für
Tropfenplanung im Vierfachdurchlauf sind in 4, 5 und 6 verdeutlicht. Wie in 4 verdeutlicht, wird die
Tropfenabfolge 1324 durchgehend verwendet. In 5 wird die Punktfolge 1423 durchgehend
verwendet. Wenngleich es möglich
ist, Punkteabfolgen, wie in 6 verdeutlicht,
zu mischen, wird dies nicht empfohlen, weil Nachteile für spätere Druckdurchläufe entstehen
und die Tropfenbeeinflussung zunimmt, obwohl weitere Tropfentrennung
in früheren
Druckdurchläufen
erhalten werden können.
Beispiele für eine
Punktplanung für
fünf Durchläufe sind
in 7 und 8 verdeutlicht. Beide dieser
Beispiele halten das vorstehend beschriebene Kriterium ein, welches
darin besteht, die Ansichtsüberlappungen
und die Ecküberlappungen
zwischen den Abtastzeilen zu minimieren. Wenngleich Ansichtsüberlappungen
und Ecküberlappungen
immer noch zwischen den Abtastzeilen vorkommen, schließen die
Beispiele der 7 und 8 eine Punktplanung in einer
zweidimensionalen Ebene ein, wobei Tropfenbeeinflussung minimiert
wird.
-
Als
ein weiteres Beispiel für
Punkteplanung in einer zweidimensionalen Ebene verdeutlicht 9 ein Beispiel der Punkteplanung
bei einem Achtfachdurchlauf. Viele andere Muster erfüllen die
Anforderung des minimalen Tropfenzusammenwirkens für acht Durchläufe, weil
viel mehr Tropfenabfolgen möglich
sind.
-
Im
Lichte der vorstehenden Beispiele ist ersichtlich, dass jedes eindimensionale
Muster, welches ausgewählt
wurde, für
eine minimale Punktbeeinflussung entlang der Abtastzeile, verwendet
werden kann mit einer geeigneten Verschiebung der Bildelementposition
für aufeinanderfolgende
Durchläufe,
um die Tropfenüberlappung
in einer zweidimensionalen Ebene zu minimieren. Das Flüssigtintendrucken
unter Ablage von diskreten Tintentropfen schließt drei häufig angetroffene Probleme
ein, welche die Verschlechterung von Druckqualität verursachen. Ein erstes Problem
ist als Banderzeugung (oder Kopfsignatur) bekannt, aufgrund systematischer
Fehler der Tropfenplatzierung. Ein zweites Problem resultiert aus
fehlenden Tropfen aufgrund von Düsenverstopfung.
Das dritte Problem betrifft die Papiervorschubgenauigkeit. Bei einem
Tintenstrahldrucker mit 300 Punkten pro Inch (dpi) kann beispielsweise
eine einzige fehlende Düse
auf den Kopierdrucken klar erkannt werden. Um die Wirkung dieser
Probleme zu vermindern, wurde ein als Verschachtelung bekanntes
Verfahren mit dem Schachbrettdrucken verwendet. Die vorliegende
Erfindung stellt jedoch eine Verbesserung gegenüber diesem einfachem Schema
dar durch die Verwendung eines Verschachtelungsprozesses zusammen mit
der Tropfenplanung, wobei die Verschachtelung die Bestimmung der
Papierschrittgröße einschließt, basierend
auf der Anzahl der Düsen
des Tintenstrahldruckkopfs und der Anzahl der Durchläufe, welche
notwendig sind, um die vollständige
Bedeckung einer Abtastzeile zu erhalten.
-
Für die vorliegende
Erfindung, welche Tropfenplanung in einer zweidimensionalen Ebene
mit Verschachtelung verwendet, wurde herausgefunden, dass die Papierschrittgröße gleich
einer ganzen Zahl gesetzt werden kann, welche gleich ist (Anzahl
der Düsen/Anzahl
der Durchläufe)
+ 0,5, wobei das Ergebnis auf die nächste ganze Zahl aufgerundet
wird. Demnach wäre
die Papierschrittgröße für einen
Druckkopf mit 24 Düsen und
für drei
Durchläufe
gleich acht Abtastzeilen. Wenn jedoch die Anzahl der Düsen kein
ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Durchläufe ist, dann ist die Papierschrittgröße nicht
gleichförmig
von Durchlauf zu Durchlauf. Beispielsweise wird beim Drucken mit
24 Düsen
in fünf
Durchläufen
eine Schrittgröße von 5
für die
ersten vier Durchläufe
und eine Schrittgröße von vier
Durchläufen
für den
letzten Durchlauf. Zusätzlich
wurde herausgefunden, dass eine gute Druckqualität erhalten wird durch Verschieben
der Tropfen, welche in angrenzenden Abtastzeilen desselben Durchlaufs
abgelegt werden, um eine einzige Bildelementposition in der Abtastrichtung.
-
Wie
in 10 für einen
Druckkopf mit 24 Düsen,
welcher in vier Durchläufen
druckt, verdeutlicht ist, ist die Platzierung der Tropfen für die Durchläufe 1 bis
4 dargestellt, wobei die in dem ersten Durchlauf abgelegten Tropfen
mit einer 1 bezeichnet sind, die in dem zweiten Durchlauf abgelegten
Tropfen mit einer 2, die in dem dritten und vierten Durchlauf mit
einer 3 und 4, jeweils. In der Abtastzeile 19 beginnt die
komplette Bedeckung des Papiers. Selbstverständlich würden bei einer praktischen
Durchführung
der Tropfenplanung der 10,
die ersten 18 Abtastzeilen nicht gedruckt und nur der untere
Teil oder die niedrigsten sechs Düsen des Druckkopfes mit 24
Düsen würden Tinte
in einem Durchlauf ausstoßen.
Sobald der erste Durchlauf gedruckt worden ist, wird das Papier
um sechs Düsen
schrittweise in der Papiervorschubrichtung weiterbewegt und die 12 niedrigsten
Düsen des
Druckkopfs werden verwendet, um den zweiten Durchlauf der Abtastzeilen 19–30 zu
drucken. Der dritte Durchlauf würde
daraufhin die unteren 18 Düsen und der vierte Durchlauf
würde alle
24 Düsen
verwenden, wenn eine volle Seitenabdeckung gewünscht ist. Beim Drucken des
unteren Abschnitts der Seite wird der Prozess derart umgekehrt,
dass die unteren oder niedrigsten Düsen des Druckkopfs keine Tinte drucken,
sobald dieser Abschnitt des Druckkopfs über das Aufzeichnungsmedium
hinaus bewegt wurde.
-
11 verdeutlicht die Tropfenplanung
in einer zweidimensionalen Ebene mit Verschachtelung für ein Druckschema
mit acht Durchläufen.
Acht Durchläufe
bei einem Druckkopf mit 24 Düsen
liefert einen Papierschrittvorschub in der Höhe von drei Düsen. Demnach
könnte
eine volle Abdeckung des Bildes bis zur Abtastzeile 22 nicht
erzeugt werden.
-
Es
ist daher offensichtlich, dass gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitgestellt wurde, welche
die Ziele und Vorteile, die vorstehend niedergelegt wurden, befriedigt.
Beispielsweise schließt
die Erfindung Drucker und Druckverfahren ein, wobei das Drucken
in Vielfachdurchläufen,
welche verschachtelt sind, durchgeführt wird. Derartiges Drucken
stellt Abtastzeilen bereit, welche mit einer Zeitverschiebung zwischen
den Bildelementen entlang der Abtastzeile gedruckt werden, verbesserte
Absorption und Trocknung und Dispersion der Tropfenejektoren. Die
Dispersion der Tropfenejektoren, Unterschiede der Tropfengröße, Richtungsunterschiede
und Schwankungen in Geschwindigkeit und Ankunftszeit werden innerhalb
einer Abtastzeile gemittelt. Zusätzlich
wird die Überlagerung
von farbigen Tinten ebenso verbessert wie das Vermischen von Tropfen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf thermische Tintenstrahldruckköpfe begrenzt,
sondern wendet sich an alle Druckköpfe mit Flüssigtinte, einschließlich solche
mit kontinuierlichem Strom wie auch solchen, die auf phasenändernden
Wachsen beruhen.
