專利名稱：噴墨打印系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴墨打印系統(tǒng)，該噴墨打印系統(tǒng)通過基于圖像數(shù)據(jù)使用以小滴形式噴墨的打印頭在打印介質(zhì)上排列各點來形成圖像。更具體地，本發(fā)明涉及一種點控制方法，用于防止由所噴出的、分離成主滴和伴滴的墨滴在打印介質(zhì)上導(dǎo)致的可能圖像損害。
背景技術(shù)：
隨著例如復(fù)印機、字處理器和計算機的信息處理設(shè)備以及通信設(shè)備得到更廣泛的使用，人們已經(jīng)知道噴墨打印設(shè)備是用于打印由這些設(shè)備生成的圖像(信息)的輸出設(shè)備之一。噴墨打印設(shè)備通過把墨施加到打印介質(zhì)上來形成圖像。更具體地，噴墨打印設(shè)備使用具有多個集成打印元件(也被稱作噴嘴)的打印頭，其中每個打印元件由墨噴射口和向墨噴射口供墨的墨路組成，并且噴墨打印設(shè)備基于打印信號從打印元件噴墨。此外，越來越多的能夠滿足彩色打印需求、具有多個這種打印頭的噴墨打印設(shè)備正進入市場。
噴墨打印系統(tǒng)將飛行小滴形式的墨或記錄液體噴射到例如紙張的打印介質(zhì)上，以在其上形成點。由于是非接觸型的，所以這個系統(tǒng)具有低噪聲的優(yōu)點。通過增加噴墨噴嘴的密度，圖像的分辨率可以得到提高，并且實現(xiàn)高速打印。這個打印系統(tǒng)也可以以相對較低的成本在例如普通紙的打印介質(zhì)上產(chǎn)生高質(zhì)量圖像，而無需任何例如顯影和定影的特殊處理。隨需應(yīng)變型噴墨打印設(shè)備被認為是特別有前途的，因為它能夠容易地升級以具有彩色打印能力，并且降低尺寸和復(fù)雜度。
在這種噴墨打印設(shè)備中，近年來對更快打印速度和更高圖像質(zhì)量需求不斷增加。為了滿足這些需求，噴嘴集成技術(shù)已得到快速進步，并且具有高密度噴嘴的許多長打印頭可從市場上得到。隨著噴嘴密度的增加，也正在開發(fā)縮減從單個噴嘴噴射的墨的量的技術(shù)。此外，也能夠得到這樣的打印設(shè)備，其通過采用從每個噴嘴噴射多種尺寸的墨滴的技術(shù)，或采用其中針對要噴射的各種尺寸的墨滴安裝多個噴嘴列的構(gòu)造，提供改進的圖像灰度。為了實現(xiàn)更快的打印速度，已經(jīng)開發(fā)了提高噴嘴的噴墨頻率并且以相應(yīng)的更快速度移動打印頭裝配滑架的技術(shù)。
當噴墨打印頭中的各個噴嘴的噴射狀態(tài)變得不穩(wěn)定時，通常可知，在一次噴射操作中噴射的墨滴分離成主滴和更小的副滴。由于主和副滴具有不同的飛行速度，所以當滑架移動時噴射的這兩個小滴著落在打印介質(zhì)的不同位置上。在下面的描述中，由主滴形成的點被稱作主點，并且由副滴形成的點被稱作伴點(satellites)。如果伴點的顯現(xiàn)太過不同，則將在與圖像數(shù)據(jù)無關(guān)的位置識別出各個點，這會導(dǎo)致圖像出現(xiàn)問題。然而，存在這樣的情況，即如果這種伴點與主點相比足夠得小，或其著落位置非常接近主點，則不會造成問題。
為了應(yīng)對伴點的問題，已提出了各種方法，包含例如在往復(fù)打印掃描期間限制噴嘴的使用的方法，以及所使用的噴嘴不同于用于字符和數(shù)字的輪廓部分的噴嘴的方法，在所述輪廓部分中容易顯現(xiàn)出由伴點導(dǎo)致的圖像損害。這些技術(shù)在例如日本專利申請公開06-135126、2001-129981、2002-086764、2002-144608及07-304216中公開。
然而注意，盡管近年來降低墨滴尺寸的努力具有減小主滴尺寸及最小化打印圖像的粒度的效果，但是這種努力會非期望地增加伴點的出現(xiàn)。此外，為更快速的打印而提高滑架的行進速度會進一步拉遠以不同速度飛行的主滴和副滴的著落位置，非期望地使伴點更加引人注意。在與圖像數(shù)據(jù)無關(guān)的位置處出現(xiàn)伴點會改變圖像的灰度，使得灰度表示不穩(wěn)定。即，隨著要求噴墨打印設(shè)備的圖像質(zhì)量變得越來越高，伴點的存在及其對圖像的不利影響正成為越來越嚴重的問題。
特別是，在具有多個打印模式的打印設(shè)備中，滑架的行進速度、打印頭的墨噴射面和打印介質(zhì)之間的距離(簡稱為″到紙張的距離″)、或墨噴射量可能因模式不同而彼此不同。在這種情況下，主點和伴點之間的距離也不穩(wěn)定，這可能導(dǎo)致因打印模式而顯現(xiàn)出圖像損害的問題。

發(fā)明內(nèi)容
已提供本發(fā)明來消除上述問題。即，在產(chǎn)生墨伴點的噴墨打印設(shè)備中，本發(fā)明的目的是最小化各種打印模式中由伴點導(dǎo)致的圖像損害。
本發(fā)明的一個方面是一種噴墨打印系統(tǒng)，其使用具有多個墨噴嘴的打印頭在相對打印頭移動的打印介質(zhì)上形成圖像；該噴墨打印系統(tǒng)包括用于設(shè)置多個打印模式之一的裝置；用于基于所設(shè)置的打印模式把多值圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成預(yù)定分辨率和層次的灰度數(shù)據(jù)的裝置；用于基于打印模式和灰度數(shù)據(jù)選擇索引圖案之一的裝置，每個索引圖案具有對應(yīng)于打印頭的打印分辨率的一個像素的多個分割區(qū)域，所述區(qū)域被至少排列在相對移動的方向上，并且在每個分割區(qū)域中設(shè)置預(yù)定打印/非打印二值數(shù)據(jù)以表示在對應(yīng)于預(yù)定分辨率的一個像素的區(qū)域中的密度；和用于基于由選擇裝置選擇的索引圖案從噴嘴向打印介質(zhì)噴墨的裝置；其中從噴嘴噴射的墨被分成主滴和跟隨該主滴的副滴；其中確定在相對移動的方向上排列在索引圖案中的分割區(qū)域的數(shù)量，使得主滴和副滴以這樣的方式著落在打印介質(zhì)上，即在相對移動的方向上，間隔的距離幾乎等于對應(yīng)于預(yù)定分辨率的一個像素的區(qū)域的寬度的整數(shù)倍。
通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行的描述可以更加理解本發(fā)明的上述和其它目的、效果、特征和優(yōu)點。


圖1是示出可以被應(yīng)用于本發(fā)明實施例的噴墨打印設(shè)備的大致構(gòu)造的頂視圖；圖2是示出本發(fā)明實施例中使用的打印頭的結(jié)構(gòu)的放大視圖；圖3是示出包含適用于本發(fā)明的噴墨打印設(shè)備的打印系統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模塊圖；
圖4是示出圖像處理的流程圖；圖5是示出索引圖案的示例性轉(zhuǎn)換的示意圖；圖6是示出主滴量與主點和伴點著落位置間距離之間的關(guān)系的曲線圖；圖7是示出到紙張的距離與主點和伴點著落位置間距離之間的關(guān)系的曲線圖，其中滑架的行進速度和墨噴射量是固定的；圖8是示出滑架的行進速度與主點和伴點著落位置間距離之間的關(guān)系的曲線圖，其中到紙張的距離和墨噴射量是固定的；圖9是示出在連續(xù)打印預(yù)定索引圖案時，散布有伴點的點的著落狀態(tài)的示意圖；圖10A到10C是示出索引圖案和著落點的示意圖；圖11是示出本發(fā)明實施例中使用的打印頭中的噴嘴陣列的示意圖；圖12是示出在本發(fā)明實施例中執(zhí)行的圖像處理的流程圖；圖13A和13B是示出示例性4×4索引圖案的示意圖；圖14A和14B是示出點著落狀態(tài)的示意圖；圖15A到15C是示出適用于本發(fā)明實施例的4×4索引圖案的示例性排列的示意圖；圖16A到16E是示出適用于本發(fā)明實施例的多重打印方法的示意圖；并且圖17A到17C是示出適用于本發(fā)明實施例的另一種多重打印方法的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的一個實施例。
圖1是示出作為本發(fā)明一個實施例的噴墨打印設(shè)備的大致構(gòu)造的頂視圖。例如普通紙、高質(zhì)量專用紙、OHP紙、光面紙、光面膠片和明信片的打印介質(zhì)24通過未示出的傳送輥進行輸送，并且被夾持在由傳送電機26驅(qū)動、按箭頭方向(副掃描方向)輸送打印介質(zhì)的排出輥25之間。滑架20被滑架電機30沿主掃描方向通過驅(qū)動帶29橫向往復(fù)移動。在主掃描方向沿導(dǎo)向軸27引導(dǎo)滑架20，并且由線性編碼器28控制滑架20的行進位置。
在滑架20上裝配四個噴墨打印頭(也簡稱為打印頭)211-214，其對應(yīng)于黑色(K)、青色(C)、品紅(M)和黃色(Y)四種彩色墨水。每個打印頭211-214均具有噴墨打印元件(噴嘴)的陣列。所有這些噴嘴均具有液路，在液路中安裝有電熱轉(zhuǎn)換器(加熱器)以產(chǎn)生用于從噴嘴噴墨的熱能。打印信號通過軟電纜被傳送到打印頭211-214，并且打印頭中的噴嘴基于所接收的打印信號，按照線性編碼器28的讀取定時進行噴墨。附圖標記221-224表示用于容納墨水并且向相關(guān)打印頭211-214供墨的墨盒。
即，本發(fā)明的噴墨打印設(shè)備通過交替進行打印操作和傳送操作來形成圖像，其中所述打印操作由打印頭211-214在沿主掃描方向行進時執(zhí)行，而所述傳送操作沿箭頭方向饋送打印介質(zhì)。
在打印頭211-214的打印區(qū)域外的原始位置處，安裝了具有罩住打印頭211-214的罩子311-314的復(fù)原單元32。當打印頭211-214停止工作時，滑架20移動到原始位置，在該位置打印頭的噴嘴開口被罩子311-314密封地罩住。這些罩子可以使墨溶劑從噴嘴開口的蒸發(fā)最少，并且防止由于凝固墨或例如灰塵的雜質(zhì)粘附在開口及其周圍而堵塞噴嘴。罩子311-314也用于接收并非基于圖像數(shù)據(jù)而噴射的墨，以防止噴射故障和具有低噴射頻率的那些噴嘴的堵塞。此外，通過激勵未示出的被打印頭罩住的泵，可以從噴嘴開口吸出墨，從而恢復(fù)故障噴嘴的噴射性能。
附圖標記33表示用于接收墨的墨接收器，用于接收在即將開始打印掃描之前當打印頭211-214移過墨接收器33時由打印頭211-214噴射的墨。盡管未示出，然而也可以在與罩子相鄰的位置安裝刀片或其它擦拭構(gòu)件以清潔打印頭211-214的噴嘴表面。
圖2是示出在這個實施例中應(yīng)用的打印頭的構(gòu)造的放大視圖。打印頭151主要包括由用于加熱墨水的多個電熱轉(zhuǎn)換器(加熱器)152形成的加熱板153，和布置在加熱板153上的蓋板154。蓋板154上形成有位于對應(yīng)于加熱板153中的各個加熱器152的位置處的多個噴嘴開口155，并且具有從相關(guān)噴嘴開口155向后延伸并且與相關(guān)噴嘴開口155連通的類似隧道的墨路156。此外，墨路156共連到在蓋板后側(cè)的一個墨腔。通過供墨口從相應(yīng)顏色的墨容器向墨腔供應(yīng)彩色墨。當基于打印信號將電壓施加到加熱器152時，加熱器被快速加熱以在與加熱器接觸的墨水中產(chǎn)生泡。泡生成能量從噴嘴開口155射出預(yù)定量的墨滴。盡管這里只示出了四個噴嘴，但實際上加熱板和蓋板154以類似方式由許多噴嘴構(gòu)成。
應(yīng)當注意，適用于本發(fā)明的噴墨打印系統(tǒng)不限于這里示出的使用電熱轉(zhuǎn)換器(加熱器)的噴墨打印系統(tǒng)。例如，可以使用壓力控制系統(tǒng)，其通過壓電元件的機械振動從孔中噴出墨滴。
圖3是示出包含圖1中示出的噴墨打印設(shè)備的打印系統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模塊圖。在該圖中，附圖標記111表示圖像輸入單元。圖像輸入單元111接收來自例如掃描儀和數(shù)字照相機的圖像輸入設(shè)備的多值圖像數(shù)據(jù)，和存儲在個人計算機的硬盤驅(qū)動器中的多值圖像數(shù)據(jù)，并且把它們提供給打印設(shè)備。附圖標記112表示具有用于設(shè)置參數(shù)和啟動打印操作的各種鍵的操作單元。CPU 113基于存儲在存儲介質(zhì)114中的程序?qū)Υ蛴≡O(shè)備執(zhí)行總體控制。
存儲介質(zhì)114包含存儲例如著落位置、打印介質(zhì)的種類、墨水和包含溫度和濕度的環(huán)境的信息的圖像打印信息存儲器114a，和存儲打印設(shè)備的各種控制程序的控制程序組114b。存儲介質(zhì)114可以是ROM、FD、CD-ROM、HD、存儲器卡和磁光盤。
附圖標記115表示RAM，其在執(zhí)行存儲介質(zhì)114中存儲的程序時被用作工作區(qū)，在差錯處理期間被用作臨時保存區(qū)，并且在圖像處理期間被用作工作區(qū)。RAM 115也可以在圖像處理單元116執(zhí)行圖像處理時，被臨時用于復(fù)制存儲在存儲介質(zhì)114中的各種表并且改變表的內(nèi)容。
附圖標記116表示圖像處理單元。圖像處理單元116執(zhí)行一系列圖像處理步驟，以把圖像輸入單元111接收的多值圖像信號轉(zhuǎn)換成打印機單元117的打印元件(噴嘴)可以打印的二值打印數(shù)據(jù)。后面會描述圖像處理單元116執(zhí)行的圖像處理的細節(jié)。
附圖標記117表示參考圖1說明的打印機單元或打印設(shè)備。打印機單元117基于圖像處理單元116生成的二值打印數(shù)據(jù)，從各種顏色的打印頭噴射墨水以在打印介質(zhì)上形成點。附圖標記118表示在這個系統(tǒng)中用于傳送例如地址信號、數(shù)據(jù)和控制信號的信息的總線。
圖4是示出在圖像處理單元116執(zhí)行圖像處理期間的步驟序列的流程圖。這個實施例的圖像輸入單元111接收預(yù)定分辨率的每個像素的256級灰度信息的8位信號。圖像處理單元116把256值信號轉(zhuǎn)換成具有300ppi(像素/英寸)分辨率的N灰度級的密度信號K，其中N小于256(步驟1)。轉(zhuǎn)換方法可以包含多值誤差擴散方法和任何半色調(diào)處理方法，例如最小平均誤差方法和抖動矩陣法。在把每個像素的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成N灰度密度信號K之后，圖像處理單元116參考圖像打印信息存儲器114a中的表以進一步把密度信號K轉(zhuǎn)換成對應(yīng)于密度值K的8×8子像素索引圖案(步驟2)。
圖5是示出索引圖案的轉(zhuǎn)換的例子的示意圖。右邊示出的8×8子像素中的每個分割區(qū)域或子像素是這樣一個區(qū)域，其中可以通過每個打印頭以2400dpi(點/英寸)的打印分辨率打印一個圓點。索引圖案是64灰度級中基于密度值K、由要用點打印的區(qū)域(黑色區(qū)域)和不用點打印的區(qū)域(白色區(qū)域)組成的二值圖案。例如，當相同灰度值K連續(xù)時，基于相同索引圖案的類似點排列連續(xù)出現(xiàn)。
通過所產(chǎn)生的與打印機單元的打印分辨率相容的二值打印數(shù)據(jù)，圖像處理單元116對二值打印數(shù)據(jù)和屏蔽圖案執(zhí)行與邏輯操作，以確定最終二值數(shù)據(jù)，以便打印頭在下一個打印掃描期間噴墨(步驟3)。
如此確定的最終二值數(shù)據(jù)被傳送到打印機單元(步驟4)。
接著，將說明本發(fā)明的發(fā)明人使用上述噴墨打印系統(tǒng)完成的試驗。本發(fā)明的發(fā)明人通過改變條件來生成伴點，即要通過本發(fā)明解決的問題。
圖6是示出噴射的主滴的量與主點和伴點間著落位置距離之間的關(guān)系。在該實驗中，滑架行進速度固定在25英寸/秒，并且打印頭的噴嘴面與打印介質(zhì)之間的距離固定在1.5毫米，通過使用5.7pl、2.8pl和1.4pl的三種墨量在打印介質(zhì)上形成點。此時，針對每種墨量確定和畫出由伴點和主點形成的點之間的平均距離。在曲線圖中，橫座標表示朝右邊逐漸減少的墨量?？v坐標表示主點和伴點之間的平均距離。該曲線圖表明，噴射的墨量越小，則主點和伴點之間的平均距離越大。
圖7示出到紙張的距離與主點和伴點間著落位置距離之間的關(guān)系，其中滑架行進速度和噴射量固定。該曲線圖表明，到紙張的距離越大，則主點和伴點之間的平均距離越大。盡管主滴和副滴在噴射時在滑架移動方向上具有幾乎相同的速度分量，但已知主滴具有朝向打印介質(zhì)的更大速度分量。因此，到紙張的距離越大，則在滑架移動方向上主滴和副滴的著落時間差和著落位置距離越大。
圖8示出滑架的行進速度與主點和伴點間著落位置距離之間的關(guān)系，其中到紙張的距離和噴射量固定。該曲線圖表明，滑架的行進速度越快，則主點和伴點之間的平均距離越大。如圖7中的情況那樣，由于主滴和副滴具有朝向打印介質(zhì)的不同速度分量，所以當滑架速度提高時，它們在滑架移動方向的著落位置距離加大。
圖9是示出當例如圖5中示出的索引圖案被接連打印時如何形成主點和伴點的示意圖。在該圖中，分割區(qū)域或子像素的密度是2400dpi，即單個區(qū)域大約為10.6微米的正方形?；苎丶^A的方向移動并且后著落在打印介質(zhì)上的副滴著落的位置沿方向A相對相關(guān)主滴的著落位置偏移。這里示出的所打印的點圖案表示主點和伴點之間的距離大約為32微米的情況。
當伴點著落位置大大偏離相關(guān)主點時，存在在未假定打印的白色區(qū)域中形成伴點點的可能性。由于通過伴點形成的點與主點相比并不是小至可以忽視，所以每個像素(8×8子像素區(qū)域)表示的實際密度值可能不同于想要的灰度值K。此外，由于假定通過主點形成的圖像的輪廓變得難以清晰確定，所以所打印的圖像可能銳度不高。另一個問題是伴點的著落位置和尺寸在打印操作期間容易受滑架的振動和打印頭的噴射性能的影響。因此，灰度值可能因打印操作而不同，并且所打印的圖像可能產(chǎn)生顆粒感，并且非期望地產(chǎn)生條狀圖像損害，使得輸出圖像非常不穩(wěn)定。
由本發(fā)明的發(fā)明人進行的考察發(fā)現(xiàn)，在伴點相對于主點的偏移量滿足預(yù)定條件的情況下，伴點不太影響圖像質(zhì)量。更具體地，在主點和伴點之間的平均距離是主掃描方向上索引圖案的寬度的整數(shù)倍的情況下，這類似于主點和伴點著落位置彼此接近的情形，因而降低了上述對圖像的不期望的影響。
例如，在圖9的情況下，索引圖案具有8個子像素或大約85微米的主掃描方向?qū)挾取Ｎ覀兛紤]索引圖案寬度被設(shè)置成大約32微米，即主點和伴點之間的平均距離的情況。在這種情況下，偏離相關(guān)主點的伴點非?？赡芘c相鄰索引圖案的主點重疊，從而最小化否則將由著落在白色區(qū)域上的伴點導(dǎo)致的圖像損害。
圖10A到10C是示出在索引圖案的寬度被設(shè)置成32微米時形成的索引圖案和點的示意圖。在應(yīng)用圖10A的索引圖案的情況下，在步驟1中圖像處理單元116把以300ppi像素分辨率接收的256值圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成800ppi的10值數(shù)據(jù)。在步驟2，圖像處理單元116針對3×3子像素中的每個子像素把在步驟1獲得的多值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二值數(shù)據(jù)，該二值數(shù)據(jù)表示各個3×3子像素是否將被打印。
圖10A示出表示800ppi分辨率下一個像素的10灰度級(0-9)的3×3子像素區(qū)域的示例性索引圖案。當灰度級提高時，要打印的一個像素中的子像素的數(shù)量每次增加一個子像素。
圖10B示出當具有灰度級4的像素連續(xù)出現(xiàn)時的索引圖案的示例性排列。當某個級的密度散布均勻時，通過這種方式連續(xù)重復(fù)固定的索引圖案。
圖10C示出基于圖10B的索引圖案實際打印的點。伴點著落位置如圖9中那樣偏離主點大約32微米。但是這些伴點著落位置與相鄰像素的主點形成位置匹配，所以前面像素的伴點與下一個像素的主點重疊。由于伴點未象它們在圖9所著落的那樣著落在假定空白的區(qū)域，預(yù)計伴點所伴隨的許多問題會減輕。
通常，基于圖像質(zhì)量及使用，噴墨打印系統(tǒng)具有多個打印模式，這些模式具有不同的滑架速度、不同的到紙張的距離、或不同的噴射量。例如，在用于短時間內(nèi)輸出圖像的高速打印模式中，滑架速度被設(shè)置為高于正?；芩俣取．敶蛴〗橘|(zhì)是信封或厚紙時，到紙張的距離被設(shè)置為大于正常距離，以保持打印介質(zhì)和打印頭不接觸。在這些情況中，如結(jié)合圖6到圖8所描述的，出現(xiàn)這樣的情況，即在使用不同打印模式時，主點和伴點之間的平均距離發(fā)生改變。
在本發(fā)明的實施例中，假定針對不同打印模式實驗測量的主點和伴點之間的平均距離被預(yù)先存儲在打印設(shè)備的存儲器中。由于平均距離可能根據(jù)環(huán)境和所使用的打印設(shè)備發(fā)生改變，所以測量平均距離的光學(xué)檢測裝置可被安裝在打印設(shè)備主體中。
下面基于上述考察的結(jié)果詳細描述本發(fā)明的實施例。
圖11是示出應(yīng)用于這個實施例中的打印頭的噴口排列的示意圖。在該圖中，附圖標記11-14表示用于噴射預(yù)定量的墨滴的噴嘴列。每個噴嘴列具有在Y方向以600dpi的間距排列的256個噴嘴。這些噴嘴列11-14被用來噴射相同顏色的墨，但是在Y方向上彼此交錯1/4間距(pitch)。即，通過當打印頭10在X方向掃描時從這些噴嘴噴墨，可以在Y方向以2400dpi的分辨率打印1024個點。
接著，將說明這個實施例的打印設(shè)備中可用的一些打印模式。第一打印模式具有1.5pl的打印頭噴射量，1.0毫米的到紙張的距離及25英寸/秒的滑架速度。假定這個打印模式中主點和伴點之間的平均距離是32微米。在第二打印模式中，打印頭噴射量是1.5pl，到紙張的距離為1.5毫米，滑架速度為25英寸/秒，并且平均距離為62微米。在第三打印模式中，打印頭噴射量是1.0pl，到紙張的距離為1.2毫米，滑架速度為25英寸/秒，并且平均距離為85微米。在第四打印模式中，打印頭噴射量是1.2pl，到紙張的距離為1.0毫米，滑架速度為25英寸/秒，并且平均距離為85微米。
這個實施例的噴墨打印設(shè)備為這四種打印模式提供不同索引圖案。
圖12是示出由這個實施例中的圖像處理執(zhí)行的步驟序列的流程圖。在步驟1201，針對打印模式檢查所輸入的圖像數(shù)據(jù)。使用所確定的打印模式，在下面步驟中獨立地執(zhí)行與該打印模式相關(guān)的處理。
在步驟1202中，基于所選擇的打印模式執(zhí)行多值量化。在第一打印模式中，具有300ppi分辨率的256級灰度數(shù)據(jù)被量化成800dpi的10級灰度數(shù)據(jù)。在第二打印模式中，256級灰度數(shù)據(jù)被量化成400dpi的37級灰度數(shù)據(jù)。在第三打印模式中，256級灰度數(shù)據(jù)被量化成600dpi的16級灰度數(shù)據(jù)。此外，在第四打印模式中，256級灰度數(shù)據(jù)被量化成300dpi的64級灰度數(shù)據(jù)。
在下一個步驟S1203中，基于所選擇的打印模式執(zhí)行二值化處理。在第一模式中，使用例如圖10A中說明的3×3子像素索引圖案執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。在第二打印模式中，使用6×6子像素索引圖案執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。在第三打印模式中，使用4×4子像素索引圖案執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。在第四打印模式中，使用8×8子像素索引圖案執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
在步驟1204中，確定在每次打印掃描中要實際打印的點數(shù)據(jù)。更具體地，為每個打印模式準備的屏蔽圖案和步驟1203輸出的二值圖案被進行與運算以確定被傳送到打印機單元的最終二值數(shù)據(jù)(步驟1205)。
基于上述構(gòu)造和處理，例如在第一打印模式中，圖10B的索引圖案的使用導(dǎo)致在距離主點大約32微米處形成伴點，其被打印在相鄰像素的主點上，從而使得幾乎不可區(qū)分伴點(圖10C)。在這個實施例中，針對不同打印模式準備這種索引圖案，以保證在任何打印模式中，偏離主點的伴點將容易與其它像素的主點重疊。
如果試圖使伴點與相鄰像素重疊，則根據(jù)滑架速度和到紙張的距離，可能需要索引圖案具有明顯低頻的周期，即低分辨率。分辨率的降低可能導(dǎo)致圖像質(zhì)量的降低，因此根據(jù)所需要的圖像質(zhì)量，這個方法不是非常期望的。為了產(chǎn)生本發(fā)明想要的效果，伴點與之重疊的主點不必在相鄰像素中。只需要伴點與任何像素中的主點重疊，以便幾乎不可區(qū)分。因此，在主點到伴點的距離為85微米的第三打印模式中，這個實施例使用以大約42.3微米的周期打印的600dpi索引圖案，而不是300dpi索引圖案。在這個打印模式中，偏離主點的伴點被打印在主掃描方向上位置提前兩個像素的像素的主點上。
圖13A和13B示出適用于這個實施例中第三打印模式的4×4子像素的示例性索引圖案。在圖13A和圖13B中，當灰度級增加時，要打印的子像素或分割區(qū)域的數(shù)量一次增加一。然而注意，雖然在圖13A中要打印的子像素對于整個灰度級而言相對分散，然而在圖13B中則保持集中。
圖14A和14B示出通過基于圖13B的索引圖案噴墨而形成的點。當使用這種點集中索引圖案時，偏離主點的伴點不僅與相鄰像素中相應(yīng)位置的主點重疊，而且被包含在接近它們的一組主點中。因而，即使伴點出于某種原因而偏離其平均位置，它們?nèi)钥赡鼙３职谥鼽c組中。即，如圖14B所示，如果一個伴點或一組伴點略微偏離，則最后形成的大點的形狀不受太大影響。
能夠產(chǎn)生例如圖13B中示出的索引圖案的效果，而無論打印介質(zhì)是普通紙還是快速吸收墨水的專用紙。然而，在例如光面紙的具有相對慢的吸墨速度并且因而允許清晰顯現(xiàn)點輪廓的打印介質(zhì)中，上述索引圖案產(chǎn)生顯著的圖像質(zhì)量提高效果。此外，在有意形成的點集中的塊中，由于各個點保持隨機散布，所以能夠容易地形成空白區(qū)，從而提供能夠保證高密度部分中想要的色調(diào)的另一個優(yōu)點。
當這種點集中索引圖案被用于打印其中均勻散布單色調(diào)的區(qū)域時，類似的點集中塊被平行和規(guī)則地排列在主掃描方向上。這使得副掃描方向的誤差表現(xiàn)為變化。作為針對這個問題的對策，已知有在與主掃描方向成角度的方向排列索引圖案的方法。
圖15A到15C是示出適用于這個實施例中的第三打印模式的4×4子像素的示例性結(jié)構(gòu)的示意圖。這里示出了由點圖案表示灰度級4/16的情況。在與主掃描方向成角度的方向排列個體索引圖案，其中按圖15A，15B和15C的順序以增加的角度排列點集中塊。
使伴點不太可區(qū)分的本發(fā)明的效果也可以通過使用按角度排列的索引圖案來獲得。為了確認這個，本發(fā)明的發(fā)明人在第三打印模式中使用圖15A到15C的圖案。已經(jīng)驗證，本發(fā)明的效果可以通過任何這些圖案來產(chǎn)生。然而，注意，當通過以甚至更大角度排列圖案來進行打印時，偏離主點的伴點往往不與預(yù)期像素中的主點塊重疊，從而無法完全產(chǎn)生本發(fā)明所期望的效果。通過本發(fā)明的發(fā)明人進行的考察發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選地以小于45度(圖15C)或更優(yōu)選地以30度或更低(圖15A和15B)的角度來設(shè)置圖案。
接著，為了進一步增強本發(fā)明的效果，將說明引入在日本專利申請公開07-304216中公開的技術(shù)的多重打印方法。
圖16A到16E是說明適用于這個實施例的第三打印模式的多重打印方法的示意圖。這里示出了圖13B的索引圖案被用于打印4/16灰度值的情況。在這個例子中，四(2×2)個打印點被對角地分割為二，并且圖像通過兩次打印掃描來形成，一次在前向方向，而另一次在后向方向。圖16A表示前向掃描形成的點，并且圖16B表示后向掃描形成的點。在圖16A中，偏離主點的伴點被打印在主掃描方向上與當前像素相鄰的像素中的主點上。應(yīng)當注意，前向掃描中的最后像素上打印的點的伴點著落在打印區(qū)域外部的空白部分上。在后向打印掃描中，如圖16B所示觀察到類似現(xiàn)象。在通過這種多重打印形成的圖像中，在打印區(qū)域的兩端觀察到伴點，使得圖像的銳度不高。
為了最小化這種圖像損害，這個例子的方法執(zhí)行圖16C的正向掃描和圖16D的后向掃描。這個方法的特點在于，針對每次打印掃描中的最后像素，不打印數(shù)據(jù)，并且針對第一個像素，在不使其變得稀疏的情況下打印數(shù)據(jù)。這個打印方法防止伴點在每次打印掃描的末端之外形成。因而，在完成的圖像中，如圖16E所示，在打印區(qū)域兩端觀察不到伴點，從而產(chǎn)生輪廓清晰的圖像。
圖17A到17C示出通過使用類似圖16A到16E的打印方法打印灰度級5/16的情況。即使是灰度級5/16，在所完成的圖像的兩端仍未觀察到伴點，從而產(chǎn)生輪廓非常鮮明的圖像。
這個打印方法的這種效果不只是在打印介質(zhì)的端部產(chǎn)生。由著落在邊界外的伴點導(dǎo)致的圖像損害會出現(xiàn)在需要連續(xù)墨噴射操作的任何對象的兩端。因而，如果可以提取構(gòu)成對象輪廓的像素并且對這些像素執(zhí)行上述特性的打印控制，則可以更有效地實現(xiàn)本發(fā)明。
盡管在圖16A-16E和圖17A-17C中在主掃描的第一像素中打印所有像素數(shù)據(jù)，并且不在最后像素中打印任何像素數(shù)據(jù)，但這個實施例不限于此方法。例如，在主掃描的第一像素中，打印量可以被設(shè)置為高于其它像素，并且在最后像素中，打印量被設(shè)置為低于其它像素。這也可以產(chǎn)生類似效果，盡管程度不同。
盡管這里描述了雙重(two-pass)雙向打印以作為多重打印方法的例子，但對于三重或更多重打印，也可以產(chǎn)生上述打印方法的效果，只要該多重打印是雙向的。此外，如果重數(shù)和打印方向因打印模式而發(fā)生改變，則不存在問題。引入日本專利申請公開07-304216的技術(shù)的多重打印方法的使用并不對本發(fā)明產(chǎn)生限制。雖然參考圖16A-16E和圖17A-17C描述的打印方法加強了本發(fā)明的效果，然而可以在不使用這種打印方法的情況下產(chǎn)生使偏離主點形成的伴點不太可區(qū)分的本發(fā)明效果。
雖然通過使用圖11的打印頭進行上述說明，然而這個實施例可針對多個顏色的每個使用這種打印頭。在這種情況下，即使在相同打印模式中，也可獨立地為每個墨水顏色提供索引圖案和圖像處理。此外，如果本發(fā)明被應(yīng)用于除了圖1的四個顏色之外還使用紅、藍和綠墨水或這些顏色的淺色墨水的結(jié)構(gòu)，則本發(fā)明的效果根本不產(chǎn)生變化。
雖然針對具有不同噴射量和不同到紙張的距離的四個示例性打印模式進行了說明，然而這個實施例的打印設(shè)備當然可以具有更多打印模式。例如，可以提供使用快速移動滑架執(zhí)行打印操作以便在短時間產(chǎn)生輸出的打印模式。在這種情況下，如圖8所述，主點和伴點之間的距離受滑架速度的變化的影響。所以，優(yōu)選地準備與滑架速度變化匹配的索引圖案。
如上所述，在具有多個打印模式并且這些打印模式具有不同噴射量、不同到紙張的距離和不同滑架速度的噴墨打印設(shè)備中，這個實施例可以通過為不同打印模式準備不同尺寸的索引圖案，產(chǎn)生使得伴點在任何打印模式中都幾乎不可識別的輪廓鮮明的圖像。
(其它實施例)盡管在上述實施例中每個打印模式的主點和伴點的著落位置之間的距離被設(shè)置成索引圖案寬度的整數(shù)倍，但即使這個距離沒有被精確設(shè)置為索引圖案寬度的整數(shù)倍，但是設(shè)置為接近該數(shù)值，也可以預(yù)期得到本發(fā)明的某種程度的效果。然而，這可以產(chǎn)生所打印圖像上的波紋，所以整數(shù)倍是期望條件。
此外，本發(fā)明可以被有效地應(yīng)用于全行型(full line type)打印頭，其長度對應(yīng)于打印設(shè)備可以打印的打印介質(zhì)的最大寬度。這種打印頭可以具有通過組合多個打印頭來實現(xiàn)所需長度的構(gòu)造，或單個、整體形成的打印頭的構(gòu)造。在全行型打印頭的情況下，打印介質(zhì)的傳送速度對應(yīng)于上述實施例的滑架速度。
如圖3的模塊圖所示，上述實施例被描述為這樣的打印系統(tǒng)，其中與圖像處理相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通過在打印機單元117外部提供的圖像處理單元116執(zhí)行。然而，本發(fā)明不限于此結(jié)構(gòu)，并且包含這樣的結(jié)構(gòu)，其中圖4和圖12中示出的部分或所有處理可以在打印機單元中處理，并且上述實施例也被描述為這樣的打印系統(tǒng)，其中如復(fù)印機或傳真機那樣所有必要設(shè)備被配備在打印設(shè)備中。
此外，噴墨打印頭不限于使用例如圖2所示的電熱轉(zhuǎn)換器的構(gòu)造。在伴點趨向偏離主滴的打印系統(tǒng)中，本發(fā)明也可以在例如使用壓電系統(tǒng)和靜電系統(tǒng)的其它打印頭構(gòu)造中有效地工作。參考圖2說明的構(gòu)造尤其對低成本及具有高分辨率、相對容易實現(xiàn)的噴墨打印系統(tǒng)有效。
如上所述，在由于打印模式間噴射量、到紙張的距離及滑架速度的差異而具有不同的主滴和伴點間距離的任何打印模式中，本發(fā)明可以使伴點著落在主滴的打印位置上。因此，本發(fā)明可以防止否則會由伴點導(dǎo)致的圖像損害，因而產(chǎn)生輪廓鮮明的圖像。
已經(jīng)針對優(yōu)選實施例詳細描述了本發(fā)明，并且現(xiàn)在本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述說明將明白，在不偏離本發(fā)明的最寬范圍的前提下可以進行各種改變和修改，并且因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋所有這些變化。
權(quán)利要求
1.一種噴墨打印系統(tǒng)，其使用具有多個墨噴嘴的打印頭在相對打印頭移動的打印介質(zhì)上形成圖像；該噴墨打印系統(tǒng)包括用于設(shè)置多個打印模式之一的裝置；用于基于所設(shè)置的打印模式把多值圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成預(yù)定分辨率和層次的灰度數(shù)據(jù)的裝置；用于基于打印模式和灰度數(shù)據(jù)選擇索引圖案之一的裝置，每個索引圖案具有對應(yīng)于打印頭的打印分辨率的一個像素的多個分割區(qū)域，所述區(qū)域被至少排列在相對移動的方向上，并且在每個分割區(qū)域中設(shè)置預(yù)定打印/非打印二值數(shù)據(jù)以表示在對應(yīng)于預(yù)定分辨率的一個像素的區(qū)域中的密度；和用于基于由選擇裝置選擇的索引圖案從噴嘴向打印介質(zhì)噴墨的裝置；其中從噴嘴噴射的墨被分成主滴和跟隨該主滴的副滴；其中確定在相對移動的方向上排列在索引圖案中的分割區(qū)域的數(shù)量，使得主滴和副滴以這樣的方式著落在打印介質(zhì)上，即在相對移動的方向上，其間隔的距離幾乎等于對應(yīng)于預(yù)定分辨率的一個像素的區(qū)域的寬度的整數(shù)倍。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印系統(tǒng)，其中重復(fù)交替進行主掃描和副掃描以在打印介質(zhì)上形成圖像，所述主掃描是當打印頭掃過打印介質(zhì)時從噴嘴噴墨的掃描，并且所述副掃描是在與主掃描交叉的方向上饋送打印介質(zhì)的掃描；其中該多個打印模式在墨噴射量、打印頭在主掃描期間的移動速度、和噴嘴開口和打印介質(zhì)之間的距離中的至少之一方面彼此不同。
3.如權(quán)利要求2所述的噴墨打印系統(tǒng)，其中通過在打印介質(zhì)的預(yù)定區(qū)域上互補打印數(shù)據(jù)的多次前向和后向主掃描來完成圖像；其中對連續(xù)打印數(shù)據(jù)的開始端像素的噴射次數(shù)被設(shè)置為大于對連續(xù)打印數(shù)據(jù)的內(nèi)部像素的噴射次數(shù)；其中對連續(xù)打印數(shù)據(jù)的終止端像素的噴射次數(shù)被設(shè)置為小于對連續(xù)打印數(shù)據(jù)的內(nèi)部像素的噴射次數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印系統(tǒng)，其中打印頭具有排列成跨越打印介質(zhì)的打印寬度的多個行的噴嘴；其中通過當打印介質(zhì)沿與噴嘴排列方向交叉的方向傳送打印介質(zhì)時從噴嘴噴墨來形成圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印系統(tǒng)，其中索引圖案被如此排列，使得隨著灰度數(shù)據(jù)層次的增加，要用點來打印的分割區(qū)域的數(shù)量從索引圖案的內(nèi)部到外部增加。
6.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印系統(tǒng)，其中每個噴嘴通過該噴嘴中的電熱轉(zhuǎn)換器生成的熱能來噴墨。
7.如權(quán)利要求1所述的噴墨打印系統(tǒng)，其中選擇裝置選擇索引圖案之一，以使用對應(yīng)于打印分辨率的一個像素的單元像素系列，來表示對應(yīng)于預(yù)定分辨率的一個像素的區(qū)域。
全文摘要
本申請公開了一種噴墨打印系統(tǒng)。在產(chǎn)生伴點的噴墨打印設(shè)備中，一個目的是最小化由各種打印模式中的伴點導(dǎo)致的圖像損害。因此，針對不同打印模式，準備具有不同尺寸的索引圖案。這允許在主點和伴點之間具有不同距離的任何打印模式中，伴點著落在其它像素的主點的打印位置。因此，能夠最小化由伴點導(dǎo)致的圖像損害，并且輸出輪廓鮮明的圖像。
文檔編號H04N1/40GK1876372SQ200610091720
公開日2006年12月13日 申請日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者柴田烈, 落合孝, 野口江里, 山口裕充 申請人:佳能株式會社