DE60028723T2

DE60028723T2 - Verbesserungen in der automatischen und halbautomatischen Druckmaskenerstellung für inkrementellen Druck

Info

Publication number: DE60028723T2
Application number: DE60028723T
Authority: DE
Inventors: Antoni Gil 08201 Sabadell Miquel; Joan Manuel 08190 Sant Cugat del Valles Gracia; Elizabeth Rubi 08191 Zapata; Izhak San Jose Baharav; Doron Haifa Shaked; Santiago Garcia
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2020-08-19
Also published as: US6443556B1; EP1130539A2; EP1130539A3; DE60028723D1; EP1130539B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Maschinen und Prozeduren zum Drucken von Text oder Graphiken auf Druckmedien wie z. B. Papier, Transparentmaterial oder andere Glanzmedien; und insbesondere auf eine abtastende Thermotintenstrahlmaschine und ein Verfahren, die bzw. das Text oder Bilder aus einzelnen Tintenpunkten, die auf einem Druckmedium erzeugt werden, in einem zweidimensionalen Pixelarray konstruieren. Die Erfindung verwendet Druckmodustechniken, um die Bildqualität zu optimieren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(a) Orientierung – Druckmasken werden oft dazu verwendet, die Nummer des Durchlaufs, bei dem ein Halbtonpunkt durch einen Tintenstrahl auf dem Papier gebildet wird, zu ermitteln. Moderne Tintenstrahldrucker weisen die Fähigkeit auf, defekte Düsen während des Betriebs zu erfassen. Um die defekte Düse zu kompensieren, muss die Druckmaske umentworfen oder zumindest modifiziert werden.
Derzeit angewandte Verfahren führen entweder einen Umentwurf einer Druckmaske während des Betriebs durch oder tauschen die defekte Düse durch eine vorbestimmte Sicherungs- bzw. Reservedüse aus. Diese Verfahren beeinträchtigen die Qualität der Druckmaske entweder global (im erstgenannten Fall) oder lokal.
Die letzte Stufe der Tintenstrahldruck-Pipeline besteht aus einem Ermitteln der Nummer des Durchlaufs, bei dem Tintentropfen, die durch die Halttongebungsstufe zugewiesen werden, auf das Papier abgelegt werden. Üblicherweise besteht das Ziel darin, sicherzustellen, dass benachbarte Punkte als auf der Zeitachse entfernt abgelegt werden, wie dies durch die Anzahl von Durchläufen, die dem Druckmodus zugewiesen sind, ermöglicht wird.
Ein Grund für diese zeitliche Trennung besteht darin, dass nahe gelegene flüssige Tintentropfen zusammenfließen könnten, wodurch Schwankungen der Pigmentdichte auf dem Papier erzeugt werden. Wenn jedoch bis zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Tropfen abgelegt wird, all seine zuvor abgelegten Nachbarn bereits trocken sind, findet kein Zusammenfließen statt.
Die Zuweisung einer Durchlaufnummer wird technisch unter Verwendung einer ganzzahligen Matrix von Durchlaufnummern, die als Druckmaske bezeichnet wird und die auf sich periodisch wiederholende Weise auf das Halbtonmuster platziert wird (4), erzielt. Auf diese Weise entspricht jede Halbtonstelle einer Durchlaufnummer aus der Druckmaske. Ein Tintentropfen wird, falls er durch die Halbtongebungsstufe zugewiesen ist, bei der entsprechenden Durchlaufnummer abgelegt.
Moderne Tintenstrahldrucker weisen Fähigkeiten zur Qualitätsprüfung von Düsen während des Betriebs auf. Nachdem eine defekte Düse erfasst wurde, ist es wünschenswert, sie von einem Teil ihrer Aufgaben zu entlasten oder einfach ihre Verwendung ganz zu beenden.
All dies kann erfolgen, indem die Druckmaske umentworfen oder modifiziert wird. Für jede Zeile in der Druckmaske liegt eine Zuordnung zwischen Durchlaufnummern und Düsen vor. Somit wird ein Verbieten einer bestimmten Düse dadurch erreicht, dass vorbestimmte Durchlaufnummern in bestimmten Zeilen der Druckmaske verboten werden.
Das Problem beim Kompensieren beschädigter Düsen wird somit in ein Problem eines Entwerfens neuer Druckmasken mit den entsprechenden Einschränkungen umgewandelt. Da die Anzahl der Düsen zu groß ist, um eine andere Druckmaske abzuspeichern, die in Bezug auf die Möglichkeit optimiert ist, dass eine bestimmte Düse beschädigt werden kann, muss der Entwurf während des Betriebs an dem Drucker durchgeführt werden.
Druckmaskenmuster sind oft sorgfältig dahin gehend entworfen, den Kompromiss zwischen verschiedenen technischen und die Druckqualität betreffenden Anforderungen zu nutzen, deren Optimierung für eine während des Betriebs ablaufende Routine zu kompliziert ist. Trotzdem verwendet man bereits schnelle Alternativen mit einigermaßen hoher Qualität.
Die folgenden drei Verfahren werden angewendet.

1. Von Hand erstellte Masken – Diese ermöglichen eine sehr gute Steuerung dessen, wo jeder Tropfen platziert wird, und unterstützen ferner ein Erwägen von Interaktionen zwischen Druckköpfen auf unkomplizierte Weise. Der wichtigste Nachteil von von Hand erstellten Masken ergibt sich daraus, dass sie sehr klein sind und somit dazu tendieren, eine Bandbildung oder regelmäßige Muster zu erzeugen. Andererseits ermöglichen sie keine gute Steuerung der Düsennutzung. Eine Fehler-Verstecken-Strategie, die hier angestrebt wird, erfordert ein gewisses Maß einer Ersetzung von festcodierten Masken.
2. Umentwurf – Eine neue Druckmaske wird während des Betriebs entworfen. Die zeitlichen und Hardware-Einschränkungen geben einen suboptimalen Entwurf vor, der die Gesamtqualität der Druckmaske verringert. Ferner ist dieses Verfahren auf Drucker beschränkt, die über ausreichende Rechenleistung zum Unterstützen desselben aufweisen, und für seine Durchführung könnte eine spürbare Zeitdauer benötigt werden. Bei diesem Verfahren ist die Last der beschädigten Düse zu gleichen Teilen zwischen den verfügbaren Düsen aufgeteilt.
3. Sicherungsdüse – Jede Düse weist eine Sicherungsdüse auf. Wenn eine Düse beschädigt wird, wird ihre Sicherung aktiviert. Die Druckmaske verändert sich nicht, lediglich die Zuordnung zwischen Durchlaufnummern und Düsen. Somit ist die Druckqualität an denjenigen Zeilen, an denen die beschädigte Düse nicht verwendet wurde, nicht verändert; an den Stellen der beschädigten Düse führt die Anwendung einer Sicherungsdüse üblicherweise jedoch aufgrund möglicher Nichterfüllungen von Druckmaskenentwurfsanforderungen zu einer schlechten Qualität. Ferner könnte die doppelte Last der Sicherungsdüse ihre Lebensdauer verkürzen. Diese Verfahrensweise erfordert keine bedeutende Berechnung.

(b) Automatische und halbautomatische Erzeugung von Druckmasken – In den EP-Patentenanmeldungen EP-A-0990528, EP-A-0999516 und EP-A-0998117 stellte Joan Manel Garcia-Reyero einen grundlegenden Fortschritt bei der Erstellung von Druckmasken vor. Sein System und Verfahren drücken alle nötigen Überlegungen zur Verwendung beim Herstellen einer Maske – und auch Testkriterien – in verallgemeinerter Form aus und sind demgemäß in der Lage, bei jedem Versuch eine brauchbare Maske einer hohen Qualität erzeugen.
Unter bestimmten Umständen unterliegt der Vorstoß von Garcia in seiner reinsten Form jedoch unerwünschten Einschränkungen wie z. B. eines übermäßigen Zeitaufwandes für eine Verwendung vor Ort. Dementsprechend ist er bezüglich der Verminderung dieser Einschränkungen einer Weiterentwicklung zugänglich.
Da Garcias Erfindung insbesondere Belange des Steuerns der Zufälligkeit (oder der Granularität) von Druckmasken und resultierenden Bildern behandelt, nannte er sie scherzhaft „Shakes" (von engl.: „shake", dt.: „schütteln"). Der Kürze und Zweckmäßigkeit halber wird das vorliegende Dokument seine Erfindung ebenfalls mit diesem Spitznamen bezeichnen.
Düsengewichtung ist eine Technik, die zum ersten Mal in Joan Manel Garcia-Reyeros Dokument über Shakes beschrieben wurde und darin besteht, einen bestimmten Nutzungsprozentsatz pro Düse zu spezifizieren. Das heißt, dass eine einzige Düse nicht nur entweder verwendet oder nicht verwendet wird, sondern dass spezifiziert werden kann, wie oft sie in einer Maskenbeschreibung erscheint.
Das Interessante hieran ist, dass diese Düsengewichtung auch von dem Druckkopfstatus in einem gegebenen Moment abhängig ist. Es wurden bereits auch Algorithmen zum Bestimmen dieser Gewichtung offenbart.
Später entdeckte man, dass sie ohne weiteres Variabler-Papiervorschub-Druckmodi, eine durchlaufabhängige Düsengewichtung und ein Mehrebenen-Drucken unterstützen könnten. Sie liefern ferner eine unkomplizierte Art und Weise, Druckmodi in den Drucker zu installieren, sogar durch das Internet.
(c) Klassische Shakes mit Düsengewichtung – Shakes ist ein Hilfsmittel, das automatisch unklare Masken erzeugt, wobei ein Satz an Regeln gegeben ist, der durch den Ingenieur, der die Masken entwirft, bestimmt wird. Somit muss der Entwerfer Shakes gegenüber „erklären", wie er die Maske haben möchte, und Shakes sie erstellen lassen.
Der Hauptvorteil besteht darin, dass Masken erzeugt werden können, die weitaus größer sind als von Hand erstellte, und die rauschbehaftet genug sind, um eine Robustheit bezüglich einer Bandbildung aufzubauen. Düsengewichtung ist nun viel einfacher, sie erfordert jedoch immer noch eine beträchtliche Anzahl an CPU-Zyklen.
Wenn die resultierende Maske dagegen nicht gut genug für die Anforderungen des Entwerfers ist, muss die „Erklärung" umformuliert werden, was zu einem rekursiven Prozess wird. Die Komplexität des Prozesses nimmt zu, wenn regelmäßigere Masken gesucht werden.
Zusammenfassend gesagt ist Shakes optimal für Masken, die einen gewissen Grad an Zufälligkeit aufweisen (d. h. die unklaren Masken), jedoch scheint beim Versuch, zu regelmäßigeren Masken überzugehen, eine Diskontinuität vorzuliegen.
Der Shakes-Prozess ermöglicht eine Düsengewichtung in zweierlei Hinsicht. Ein Düsengewichtungsprozess ist das, was als „Liste" bezeichnet wird. Dies wurde bereits innerhalb eines Produktes (Shakesmall) implementiert, es lag jedoch eine sehr geringe Korrelation zwischen dem Eingabegewicht und der tatsächlichen Düsennutzung vor.
Die andere Düsengewichtungsoption, die Shakes bietet, wird als „NozzDist" bezeichnet. Sie erfordert für eine gegebene Maske zwei Berechnungsrunden, wobei die zweite Runde viel langsamer ist als die erste. Diese Option wurde für Shakesmall verworfen, da der erzielte Durchsatz unakzeptabel war.
(d) Encad-Fehler-Verstecken-Verfahren unter Verwendung einer Sicherungsmatrix – Bei diesem konkurrenzfähigen System wurde für jede Position eine andere Sicherungsdüse verwendet. Ein grundlegender Nachteil: dies war zum binären Drucken (lediglich ein Tropfen pro Pixel) gedacht und unterstützte lediglich ein Fehler-Verstecken (eine Düse wird entweder verwendet oder nicht).
Eine einzelne Düse auf einer binären Pipeline (d. h. ein Tropfen pro Zelle) wird durch eine Mehrzahl von Düsen ersetzt (gesichert), derart, dass die resultierende Maske immer noch Grenzbedingungen erfüllt. Der Kontext ist zweimal binär: ein einziger Tropfen pro Zelle und eine Ganz-oder-Gar-Nicht-Nutzung für jegliche spezifische Düse. (WO 99/08875: Inkjet Printer, Method and System Compensating for Non-Functional Print Elements).
(e) Anforderungen: Mehrebenen-Drucken; sehr spezifische Düsennutzung – Derzeit verwendete Masken können einen oder mehrere Tropfen, die auf eine einzige Zelle abfeuern, steuern. Allgemein werden zwei Tropfen pro 600 dpi-Zelle abgefeuert (dies wird zweckmäßigerweise als 2 dp6 bezeichnet). Somit werden zu Beginn zwei Maskenebenen benötigt, und mehr als das, um mit Sicherungsinformationen umzugehen.
Eine Funktionalität bezüglich eines Versteckens einer Düse ist nicht gut für ein aktuelles Produkt. Das Verbot, eine Düse zu verwenden, könnte dahin umschlagen, dass eine Maske nicht fertig gestellt wird, wenn mehrere Tropfen pro Zelle adressiert werden. Ferner ist es wünschenswert, Rampen zu erstellen und mit denjenigen Düsen, die keine sehr gute Leistung erbringen (aber trotzdem noch drucken!), oder in deren Nähe eine Luftblase erfasst wurde, weniger zu drucken.
(f) Schlussfolgerung – Somit wird ein Erzielen eines einheitlich hervorragenden Tintenstrahldruckens weiterhin dadurch behindert, dass man es nicht schafft, die schwierigen Einschränkungen der Druckmaskenerzeugung durch automatische und halbautomatische Verfahrensweisen effektiv anzugehen. Somit bedürfen wichtige Aspekte der auf dem Gebiet der Erfindung verwendeten Technologie weiterhin einer sinnvollen Weiterentwicklung.
Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist in der EP-A-0863004 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die Erfindung wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 erzielt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine derartige Weiterentwicklung vor. Die Erfindung weist mehrere Aspekte oder Facetten auf, von denen bestimmte zum Zweck des besten Gesamtnutzens ihrer Vorteile vorteilhafterweise gemeinsam praktiziert werden.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 ist die Erfindung ein Druckmaskierungsverfahren zur Verwendung beim Inkrementaldrucken. Das Verfahren umfasst den Schritt des Erstellens einer Druckmaske.
Ein weiterer Schritt besteht im Erstellen einer Matrix entsprechender Sicherungseinträge für Werte in der Druckmaske; und ein weiterer ist ein Ermitteln, wenn ein individueller Wert in der Druckmaske funktionsuntüchtig ist. Ein weiterer Schritt ist ein individuelles Ersetzen ausschließlich des individuellen ermittelten funktionsuntüchtigen Wertes durch ausschließlich einen entsprechenden individuellen Sicherungseintrag von der Matrix.
Obwohl diese Facette der Erfindung derart allgemein dargelegt ist, kann man jedoch erkennen, dass sie einen wichtigen Fortschritt bezüglich des Standes der Technik darstellt. Insbesondere liefert ein vorab erfolgendes Identifizieren eines jeweiligen Sicherungseintrags für jede Matrixposition einen Vorteil bezüglich der Fähigkeit, Sicherungsbedingungen nun zu optimieren.
Um den Nutzen ihrer Vorteile zu optimieren, wird die Erfindung vorzugsweise in Verbindung mit bestimmten zusätzlichen Merkmalen oder Charakteristika praktiziert. Wenn, insbesondere, das Verfahren zur Verwendung mit mehreren Druckelementen gedacht ist – wobei jedes Druckelement in mehreren Positionen der Druckmatrix verwendet wird – dann liefert die Matrix der Sicherungseinträge vorzugsweise eine positionsunabhängige Sicherung für im Wesentlichen jedes Druckelement. Diese Präferenz ist in der Tat ein Beispiel der oben erwähnten Gelegenheit, die Sicherung zu optimieren.
Eine weitere Präferenz besteht darin, dass beide Erstellungsschritte auf prozessentkoppelte Weise durchgeführt werden, bevor der Drucker ein Bild zu drucken beginnt. In diesem Fall werden diese beiden Schritte vorzugsweise in der Tat sogar ausgeführt, bevor der Drucker überhaupt in Betrieb genommen wird.
Als Nächstes werden zwei alternative Präferenzen erwogen. Eine der beiden besteht darin, dass der Matrixerstellungsschritt im Wesentlichen gleichzeitig mit, und verschachtelt mit, dem Druckmaskenerstellungsschritt erfolgt – und dass jeder Matrixeintrag im Wesentlichen als beste Alternative zu seinem entsprechenden Druckmaskeneintrag ausgewählt wird. Die andere alternative Präferenz besteht darin, dass der Matrixerstellungsschritt durchgeführt wird, nachdem im Wesentlichen der gesamte Druckmaskenerstellungsschritt abgeschlossen ist.
Eine weitere Präferenz besteht darin, dass das Verfahren ferner den Schritt des Erstellens einer zweiten Sicherungsmatrix weiterer Sicherungseinträge umfasst. Auch in diesem Fall umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Ermittelns, wenn ein individueller Wert in der zuerst erwähnten Matrix funktionsuntüchtig ist.
Ein dritter, zusätzlicher Schritt, als Teil dieser selben Präferenz, besteht darin, ausschließlich den individuellen ermittelten funktionsuntüchtigen Wert der zuerst erwähnten Matrix individuell durch ausschließlich einen entsprechenden individuellen Sicherungseintrag von der zweiten Sicherungsmatrix zu ersetzen. Diese Präferenz stellt in der Tat einen weiteren Satz von Reservepositionen dar, falls nicht nur eine Primärmatrixposition, sondern auch ihre erste Verteidigungslinie fehlschlägt.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 ist die Erfindung ein Druckmaskierungsverfahren zur Verwendung beim Inkrementaldrucken. Das Verfahren umfasst den Schritt des Erstellens einer Druckmaske in Form einer Matrix von Stapeln entsprechender Einträge für Positionen in der Druckmaske.
Das Verfahren umfasst ferner den Schritt des individuellen Auswählens eines Eintrags für im Wesentlichen jede Position in der Druckmaske. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass ein individueller Eintrag aus dem entsprechenden Stapel in der Matrix ausgewählt wird.
Ein weiterer Schritt besteht im Drucken eines Bildes. Dieser Schritt wird unter Verwendung des jeweiligen individuell ausgewählten Eintrags an im Wesentlichen jeder Position in der Druckmaske durchgeführt.
Obwohl diese Facette der Erfindung derart allgemein dargelegt ist, kann man jedoch erkennen, dass sie einen wichtigen Fortschritt bezüglich des Standes der Technik darstellt.
Insbesondere bildet diese verallgemeinerte Formulierung die Grundlage eines leistungsfähigen analytischen Rahmens und einer leistungsfähigen analytischen Methodologie. Dieser analytische Rahmen ist ein stärker verallgemeinerter und robusterer konzeptioneller Entwurf als der oben beschriebene erste Hauptaspekt der Erfindung, und wie man in Kürze sehen wird, ermöglicht er wiederum, dass mehrere nützliche Fortschritte erzielt werden.
Vorzugsweise umfasst der Auswählschritt ein zyklisches Verschieben von Einträgen in dem Stapel zum Zweck einer Auswahl.
In diesem Fall umfasst der Auswählschritt vorzugsweise ferner (1) ein Zuordnen eines jeweiligen individuellen Druckelements zu jedem Eintrag in dem Stapel; (2) ein Identifizieren eines jeweiligen numerischen Gewichts mit dem zugeordneten Druckelement; und (3) ein Anwenden, auf jeden Eintrag in dem Stapel, einer Auswahlwahrscheinlichkeit, die auf das identifizierte numerische Gewicht bezogen ist.
Mehrere weitere Präferenzen sind anwendbar, wenn diese drei zuletzt erwähnten Elemente in dem Auswahlschritt enthalten sind. Eine dieser Präferenzen besteht darin, das numerische Gewicht für jedes Element durch die Position des Elements in einer Druckmedienvorschubssequenz oder die Nummer eines Durchlaufs, in dem das Element abgefeuert werden soll, beeinflusst wird. Eine weitere derartige Präferenz besteht darin, dass jegliches Element, das anfänglich aufgrund der angewandten Auswahlwahrscheinlichkeit zurückgewiesen wurde, zyklisch zu dem unteren Ende des Stapels verschoben wird – so dass ein anfänglich zurückgewiesenes Element später zur erneuten Erwägung zu dem oberen Ende eines Stapels verschoben werden kann. Eine dritte derartige Präferenz besteht darin, dass das Verfahren ferner ein Ermitteln, wenn ein individuelles Druckelement funktionsuntüchtig ist, ein Zuweisen eines relativ niedrigen numerischen Gewichts zu diesem Element sowie ein Anlegen einer relativ geringen Auswahlwahrscheinlichkeit an einen entsprechenden Wert in einem Druckmaskenstapel umfasst.
Eine weitere Präferenz, die direkt auf diesem Aspekt beruht, besteht darin, dass das Verfahren ferner ein Modifi zieren der Druckmaske, um Abfeuerungsfrequenzeinschränkungen zu reflektieren, umfasst. In diesem Fall weisen die Abfeuerungsfrequenzeinschränkungen vorzugsweise ein höheres Autoritätsniveau auf als die numerischen Gewichte; in der Tat sind die Abfeuerungsfrequenzeinschränkungen im Idealfall im Wesentlichen absolut.
Eine weitere Präferenz besteht darin, dass der Erstellungsschritt eine von drei möglichen Formen annimmt: Erzeugen der Maske während des Betriebs für jedes Bild, Erzeugen der Maske zum Zeitpunkt der Druckerinitialisierung sowie Speichern der Maske in einem nicht-flüchtigen Speicher zur Wiedergewinnung, wann immer sie benötigt wird. In diesem Fall wird die Maske vorzugsweise immer dann, wenn der Drucker drucken soll, erzeugt oder für eine Verwendung wiedergewonnen und wird anschließend, vor der Verwendung, durch eine zyklische Stapelverschiebung an im Wesentlichen jeder Position verarbeitet.
Eine Vorrichtung zur Verwendung beim Inkrementaldrucken eines Bildes kann geliefert werden. Die Vorrichtung umfasst eine Einrichtung, die eine Druckmaske definiert.
Der Allgemeingültigkeit und der großzügigen Auslegung halber wird diese Einrichtung einfach als die „definierende Einrichtung" bezeichnet. Die Druckmaske ist in Form einer Matrix von Stapeln entsprechender Einträge für Positionen in der Druckmaske definiert.
Ebenfalls enthalten ist eine Einrichtung zum Drehen bzw. zyklischen Verschieben jedes Stapels, falls gewünscht, um einen Eintrag für im Wesentlichen jede Position in der Druckmaske jeweils individuell auszuwählen. Der Allgemeingültigkeit und der großzügigen Auslegung halber wird diese Einrichtung als „drehende Einrichtung" bezeichnet.
Die Vorrichtung umfasst ferner eine Einrichtung zum Drucken des Bildes unter Verwendung ausgewählter Einträge. Diese Einrichtung wird als „druckende Einrichtung" bezeichnet.
Insbesondere dient diese Vorrichtung als Instrumentalität zum Implementieren des einen breiten analytischen Rahmen aufweisenden Verfahrens des oben erörterten zweiten Aspekts. Obwohl der dritte Hauptaspekt der Erfindung somit einen bedeutenden Fortschritt der Technik darstellt, wird die Erfindung zum Zweck der Optimierung des Nutzens ihrer Vorteile dennoch vorzugsweise in Verbindung mit bestimmten zusätzlichen Merkmalen oder Charakteristika praktiziert. Insbesondere gelten auch hier die oben bezüglich der dritten Facette der Erfindung erwähnten Präferenzen.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 ist die Erfindung ein Druckmaskierungsverfahren zur Verwendung beim Inkrementaldrucken. Das Verfahren umfasst den Schritt des Erstellens einer Druckmaske.
Ein weiterer Schritt ist das Erstellen einer Matrix von Stapeln von entsprechenden Sicherungseinträgen für Werte in der Druckmaske. Ein weiterer besteht darin, zu ermitteln, wenn ein individueller Wert in der Druckmaske funktionsuntüchtig ist.
Ein weiterer Schritt dieses neuartigen Verfahrens besteht darin, ausschließlich den individuellen ermittelten funktionsuntüchtigen Wert individuell zu ersetzen. Dieser Wert wird ausschließlich durch einen entsprechenden individuellen Sicherungseintrag von einem entsprechenden Stapel in der Matrix ersetzt.
Obwohl diese Facette der Erfindung derart allgemein dargelegt ist, kann man jedoch erkennen, dass sie einen wichtigen Fortschritt bezüglich des Standes der Technik darstellt.
Insbesondere wird dieser verwandte analytische Kern direkt auf ein Bereitstellen einer ganzen robusten Familie von Ausfallberücksichtigungsmodi angewendet, statt bezüglich eines Initialisierens einer Druckmaske begriffen zu werden.
Vorzugsweise ermittelt der Ermittlungsschritt, dass mehrere Werte in der Druckmaske funktionsuntüchtig sind, und der Ersetzungsschritt ersetzt diese individuellen ermittelten Werte jeweils durch mehrere entsprechende individuelle Sicherungseinträge von mehreren entsprechenden Stapeln.
Eine weitere Präferenz besteht darin, dass der Ersetzungsschritt zyklisch verschobene Einträge in dem Stapel zur Auswahl umfasst. Eine wieder andere Präferenz bei einer Verwendung mehrerer individueller Druckelemente besteht darin, dass der Ersetzungsschritt die drei Teilschritte, die an früherer Stelle als Präferenz für den ersten Aspekt der Erfindung erwähnt wurden, umfasst.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 ist die Erfindung ein Druckmaskierungsverfahren zur Verwendung beim Inkrementaldrucken. Das Verfahren umfasst den Schritt des Erstellens einer in der Entwicklung befindlichen Druckmaske.
Ein weiterer Schritt besteht im Durchführen einer Feldeinteilung an der erstellten in der Entwicklung befindlichen Druckmaske. Dieser Feldeinteilungsschritt arbeitet dahin gehend, eine größere Druckmaske zu erzeugen, die eng verwandte Eigenschaften aufweist.
Ein dritter Schritt des Verfahrens besteht im Bilden einer weniger regelmäßigen Druckmaske, indem in die größere Druckmaske ein Rauschen injiziert wird. Dieser Schritt stört die Regelmäßigkeit, die bei dem Feldeinteilungsschritt auftritt.
Ein vierter Schritt dieses Verfahrens besteht im Verwenden der weniger regelmäßigen Druckmaske. Sie wird beim Inkrementaldrucken eines Bildes verwendet.
Obwohl diese Facette der Erfindung derart allgemein dargelegt ist, kann man jedoch erkennen, dass sie einen wichtigen Fortschritt bezüglich des Standes der Technik darstellt.
Insbesondere entwickelt diese findige Vorgehensweise auf sehr einfache und elegante Weise vor Ort – automatisch und sehr rasch – eine ziemlich große Druckmaske. Diese Maske kann dennoch im Wesentlichen frei von der übermäßigen Regelmäßigkeit sein, mit der viele frühere Vorgehensweisen zu kämpfen hatten und die sich manchmal beispielsweise als bizarre, lästige organartige kriechende Formen in Mitteltonregionen manifestiert.
Gleichzeitig muss, wie man sehen wird, das Verfahren nicht unbedingt zu einer Maske führen, die eine übermäßige Unregelmäßigkeit (mit einer folglichen Überkörnigkeit in gedruckten Bildern) aufweist. Vielmehr kann der Grad der Zufälligkeit gegenüber einem Determinismus ausgewählt werden – ob beim Produktentwurf oder in der Herstellung oder später vor Ort – um im Wesentlichen jegliche gewünschte Balance zwischen einer Körnigkeit und Glattheit von Bildern zu erhalten.
Um den Nutzen ihrer Vorteile zu optimieren, wird die Erfindung dennoch vorzugsweise in Verbindung mit zusätzlichen Merkmalen oder Charakteristika praktiziert.
Insbesondere umfasst der Verwendungsschritt vorzugsweise ein Drucken in einer bestimmten Anzahl von Durchläufen über einen Abschnitt des Bildes. Hier umfasst der Erstellungsschritt eine Herstellung einer Maske, die in etwa würfelförmig ist. Jede Seite der Maske ist eine Anzahl von Pixeln oder Schichten, die in etwa gleich der jeweiligen Anzahl von Durchläufen ist.
Eine weitere Präferenz besteht darin, dass die Maskenherstellung ein Bilden einer Matrix von Stapeln möglicher Durchlaufnummer-Auswahlen umfasst. Jede Wahl weist eine zugeordnete gewünschte Nutzungswahrscheinlichkeit auf. Der Verwendungsschritt umfasst ein probabilistisches Auswerten jeder Wahl an einem oberen Ende eines Stapels, wobei jede Wahl einer Zurückweisung durch ein solches Auswerten unterworfen ist. Wenn eine Wahl in einem bestimmten Stapel zurückgewiesen wird, umfasst der Verwendungsschritt ferner ein zyklisches Verschieben des bestimmten Stapels in einer bestimmten Richtung, um eine andere Wahlmöglichkeit an das obere Ende des bestimmten Stapels zu bringen.
Wenn die in dem vorstehenden Absatz beschriebene Präferenz angenommen wird, umfasst der Rauschinjektionsschritt vorzugsweise ein zyklisches Verschieben ausgewählter Stapel in der größeren Druckmaske. In diesem Fall tendiert vorzugsweise ferner eine zyklische Verschiebung eines bestimmten Stapels in derselben jeweiligen Richtung, angefangen bei der Position des bestimmten Stapels in der in der Entwicklung befindlichen Druckmaske, dazu, eine größere Zufälligkeit einzubringen. Dementsprechend umfasst der Schritt des zyklischen Verschiebens des ausgewählten Stapels vorzugsweise auch ein zyklisches Verschieben zumindest einiger ausgewählter Stapel in der entgegengesetzten Richtung – so dass der Rauschinjektionsschritt dazu tendiert, die Zufälligkeit zu verringern, statt sie zu erhöhen. Vorzugsweise ist die „jeweilige Richtung" nach oben gerichtet, und die entgegengesetzte Richtung ist nach unten gerichtet.
Eine weitere Präferenz zur Verwendung bei mehreren Druckköpfen besteht darin, dass (1) der Erstellungsschritt ein Definieren einer jeweiligen in der Entwicklung befindlichen Druckmaske für jeden der mehreren Druckköpfe umfasst, (2) der Feldeinteilungsschritt ein Durchführen einer Feldein teilung bei jeder jeweiligen in der Entwicklung befindlichen Druckmaske umfasst, um für jeden der mehreren Druckköpfe eine jeweilige größere Druckmaske zu machen; und (3) der Rauschinjektionsschritt ein Einbringen eines Rauschens in jede der jeweiligen größeren Druckmasken umfasst. In diesem Fall umfasst das Rauscheinbringen vorzugsweise ein Einbringen eines Rauschens, das im Wesentlichen identisch ist, in alle jeweiligen größeren Druckmasken.
Diesbezüglich muss das Verfahren jedoch nicht auf starre Weise arbeiten. Beispielsweise kann das Verfahren sogar dann, wenn das Definieren der jeweiligen Druckmaske ein Replizieren einer einzigen in der Entwicklung befindlichen Druckmaske umfasst, um eine jeweilige in der Entwicklung befindliche Druckmaske für jeden der mehreren Druckköpfe zu bilden, vorzugsweise trotzdem ein Modifizieren jeder jeweiligen in der Entwicklung befindlichen Druckmaske, um jeweilige Anforderungen ihres Druckkopfes zu berücksichtigen, umfassen. Somit umfasst in diesem letztgenannten Fall das Modifizieren vorzugsweise ein Versetzen oder zyklischen Verschieben der jeweiligen in der Entwicklung befindlichen Maske, um relative Fehlausrichtungen der mehreren Druckköpfe zu berücksichtigen.
Eine weitere Art der Präferenz besteht darin, dass es – vor dem Verwendungsschritt – ferner ein Durchführen von Modifikationen an der weniger regelmäßigen Druckmaske umfasst. Diese Modifikationen beruhen vorzugsweise auf einer Düsengewichtung oder auf Abfeuerungsfrequenzeinschränkungen oder auf Parität.
Alle vorstehenden Funktionsprinzipien und -vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach Einsichtnahme der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen näher ersichtlich. Es zeigen:
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 eine perspektivische oder isometrische Ansicht eines Druckers/Plotters, der bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung ist und beinhaltet – obwohl die Erfindung gleichermaßen auf kleinere Drucker vom Desktop-Typ auf dem Verbrauchermarkt anwendbar ist;
2 eine gleichartige, jedoch vergrößerte, Ansicht von Abschnitten einer Druckmaschine – insbesondere einschließlich des Druckmedienvorschubmechanismus – in dem Drucker/Plotter der 1;
3 eine gleichartige, jedoch etwas weniger stark vergrößerte Ansicht eines größeren Abschnitts der Druckmaschine;
4 eine äußerst schematische perspektivische Ansicht, die eine herkömmliche Feldeinteilung einer relativ kleinen Druckmaske zum Bedecken eines Bildes zeigt, wobei jedes Feld mit der einzigen, gemeinsamen Maske identisch ist und jedes Druckmaskenelement einer einzigen Halbtonstelle an jedem Punkt, wo die Maske in Felder eingeteilt ist, entspricht;
5 ein Diagramm einer Druckmaske, bei der defekte Düsenpositionen durch Kreise markiert sind, und ihres einzigen Sicherungsarrays gemäß einer zweidimensionalen „Sicherungsmatrix"-Form der vorliegenden Erfindung;
6 ein Flussdiagramm zum gleichzeitigen Entwurf einer Druckmaske und einer Sicherungsmatrix, um die Form der Erfindung der 5 zu implementieren;
7 ein gleichartiges Diagramm, jedoch für einen separaten Entwurf einer Sicherungsmatrix, nachdem die Hauptdruckmaske fertig gestellt ist;
8 eine Druckmaske für einen Vierfachdurchlauf-Druckmodus gemäß einer „Vorgekochte-Maske"-Form (eng.: „precooked mask" form) der Erfindung, wobei die Druckmaske als dreidimensionale Matrix von in Frage kommenden bzw. Kandidaten-Sequenzen oder -„Stapeln" konfiguriert ist;
9 eine konzeptionelle oder äußerst schematische Serie aus fünf Ansichten, die vier (oder fünf) Schritte einer Prozedur zum Herstellen von Masken gemäß einer „Aufspring-Maske"-Form der Erfindung darstellen;
10 ein Diagramm, das zu 8 allgemein analog ist, jedoch stattdessen den vierten Schritt der Maskenerzeugungsprozedur der 9 zeigt;
11 einen Abschnitt einer exemplarischen Konfigurationsdatei, um eine Druckmaskenerzeugung gemäß der „Aufspring-Maske"-Form der Erfindung der 9 und 10 zu initialisieren;
12 ein schematisches Blockdiagramm, das auf die Funktionsblöcke in den Programmausführungsschaltungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels fokussiert ist;
13 ein Programmflussdiagramm, das eine Funktionsweise bevorzugter Ausführungsbeispiele für manche Verfahrensaspekte der Erfindung veranschaulicht;
14 ein äußerst schematisches Diagramm, das die ersten zwei Schritte der Aufspring-Prozedur zeigt;
15 einen ungefähren Graphen einer negativen Exponentialverteilungsfunktion, die beim Erzeugen von Zufallszahlen verwendet wird;
16 ein extrem schematisches Diagramm, das zeigt, wie eine Lambda-Matrix den Aufspring-Prozess steuert; und
17 ein Diagramm wie 8 und 10 – jedoch für ein Verfahren einer stärker bevorzugten „Wegblend"-Variante.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1. DER DRUCKERMECHANISMUS
Die Erfindung ist einer Implementierung in einer großen Vielzahl von Produkten zugänglich. Sie kann in einem Drucker/Plotter verkörpert sein, der ein Hauptgehäuse 1 (1) mit einem Fenster 2 und einer linken Hülle 3 umfasst, die ein Ende des Chassis einfasst. Innerhalb dieser Einfassung befinden sich eine Wagenträger- und -antriebsmechanik und ein Ende des Druckmedienvorschubmechanismus sowie eine Stiftwiederauffüllstation mit ergänzenden Tintenkassetten.
Der Drucker/Plotter umfasst ferner eine Druckmedienrollenabdeckung 4 und ein Aufnahmefach 5 für Längen oder Blätter eines Druckmediums, auf denen Bilder erzeugt wurden und die aus der Maschine ausgestoßen wurden. Ein Bodenhalterungs- und Aufbewahrungsregal 6 erstreckt sich zwischen den Beinen, die die beiden Enden des Gehäuses 1 stützen.
Knapp über der Druckmedienabdeckung 4 befindet sich ein Eintrittsschlitz 7 für eine Aufnahme kontinuierlicher Längen eines Druckmediums 4. Ebenfalls enthalten sind ein Hebel 8 zur Steuerung des Greifens des Druckmediums durch die Maschine.
Eine Vorderblendenanzeige 11 und Steuerungen 12 sind in dem Obermaterial der rechten Hülle 13 angebracht. Diese Hülle schließt das rechte Ende der Wagenmechanik und des Medienvorschubmechanismus und ferner eine Druckkopfreinigungsstation ein. In der Nähe des unteren Endes der rechten Hülle liegt für einen unkomplizierten Zugang ein Bereitschaftsschalter 14 vor.
In dem Gehäuse 1 und den Hüllen 3, 13 dreht sich eine zylindrische Auflageplatte 41 (2) – die durch einen Motor 42, eine Schnecke 43 und ein Schneckengetriebe 44, die der Steuerung von Signalen von einem digitalen elektronischen Prozessor unterliegen, getrieben wird – dahin gehend, Blätter oder Längen des Druckmediums 4A in einer Medienvorschubrichtung anzutreiben. Das Druckmedium 4A wird dadurch aus der Druckmedienrollenabdeckung 4 herausgezogen.
In der Zwischenzeit trägt eine Stifthalte-Wagenanordnung 20 Stifte über das Druckmedium entlang einer Bewegungsbahn – die zu der Medienvorschubrichtung senkrecht ist – hin und her, während die Stifte Tinte ausstoßen. Das Medium 4A empfängt somit Tintentropfen zur Bildung eines gewünschten Bildes und wird in das Druckmedienfach 5 ausgestoßen.
Wie in der Zeichnung angegeben ist, kann das Bild ein Testmuster mehrerer Farbstellen oder -muster 56 zum Auslesen durch einen optischen Sensor zum Erzeugen von Kalibrierungsdaten sein. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung dienen derartige Testmuster einer Verwendung beim Überwachen in Bezug auf und beim Erfassen von Druckelementen (z. B. Düsen), die eine schwache Leistung erbringen oder überhaupt nicht funktionieren.
Ein kleiner automatischer optoelektronischer Sensor 51 bewegt sich mit den Stiften auf dem Wagen und wird nach unten gerichtet, um Daten über den Stiftzustand (Düsenabfeuerungsvolumen und -richtung sowie Ausrichtung zwischen den Stiften) einzuholen. Der Sensor 51 kann ohne weiteres optische Messungen 65, 81, 82 (12) durchführen; eine geeignete algorithmische Steuerung 82 liegt deutlich im Bereich der Möglichkeiten des Standes der Technik und kann durch die Erörterungen in dem vorliegenden Dokument geführt werden.
Ein sehr fein abgestufter Codierstreifen 36 erstreckt sich straff entlang des Abtast- bzw. Bewegungspfades der Wagenanordnung 20 und wird durch einen anderen, sehr kleinen automatischen optoelektronischen Sensor 37 gelesen, um Positions- und Geschwindigkeitsinformationen 37B für den Mikroprozessor zu liefern. Eine vorteilhafte Stelle für den Codierstreifen 36 ist unmittelbar hinter den Stiften.
Eine derzeit bevorzugte Position für den Codierstreifen 33 (3) ist jedoch in der Nähe der Rückseite des Stift/Wagen-Faches – entfernt von dem Raum, in den ein Benutzer seine Hände begibt, um die Stiftwiederauffüllkassetten zu warten. Für beide Positionen ist der Sensor 37 so angeordnet, dass sein optischer Strahl durch Öffnungen oder transparente Abschnitte einer in dem Streifen gebildeten Skala gelangt.
Die Stift-/Wagen-Anordnung 20 wird durch einen Motor 31 – entlang dualer Trage- und Führungsschienen 32, 34 – mittels eines Antriebsriemens 35 hin- und hergetrieben. Der Motor 31 unterliegt der Steuerung von Signalen von dem digitalen Prozessor.
Selbstverständlich umfasst die Stift-/Wagen-Anordnung eine Vorwärtsbuchtstruktur 22 für Stifte – vorzugsweise zumindest vier Stifte 23–26, die Tinte vier verschiedener Farben enthalten. Am üblichsten ist, dass die Tinte in dem äußerst linken Stift 23 gelb ist, dann cyanfarben 24, magentafarben 25 und schwarz 26.
Ein weiteres, immer häufigeres System weist jedoch Tinten verschiedener Farben auf, die in der Tat unterschiedliche Verdünnungen für eine oder mehrere übliche chromatische Farben in den mehreren Stiften sind. Somit können sich in den mehreren Stiften 23–26 unterschiedliche Verdünnungen von Schwarz befinden. Praktisch gesehen können sich in einem einzigen Drucker, entweder in einem gemeinsamen Wagen oder in mehreren Wagen, sowohl Stifte mehrerer chromatischer Farben als auch Stifte mehrerer Schwarztöne befinden.
Ebenfalls in der Stift-/Wagen-Anordnung 20 enthalten ist ein Rückfach 21, das diverse Elektronikeinheiten trägt. Auch der Kolorimeterwagen weist ein Rückfach oder eine Erweiterung 53 (3) auf, mit einem Schritt 54 zum Freimachen der Antriebskabel 35.
Ganz genau gesagt stellen 1 mit 3 ein System wie z. B. den Drucker/Plotter des Modells „DesignJet 2000CP" von Hewlett Packard dar, der die vorliegende Erfindung nicht beinhaltet. Jedoch veranschaulichen diese Zeichnungen auch bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung und – wobei bestimmte detaillierte Unterschiede nachstehend erwähnt werden – einen Drucker/Plotter, der bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung umfasst.
2. SICHERUNGSMATRIX
Dieses Druckmaskenmodifizierungsverfahren behält die Gesamtqualität der ursprünglichen Druckmaske bei und erzielt an Stellen, an denen die defekte Düse ersetzt wurde, eine gute örtliche Qualität. Es erfordert praktisch keine zusätzlichen Berechnungen, und die durch die defekte Düse bewirkte übermäßige Last wird gleichmäßig auf einen Satz von Ersatzdüsen verteilt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein viertes Verfahren, das sich von von Hand erstellten Masken, einem Masken-Umentwurf oder einer „Sicherungsdüse" unterscheidet – eine Sicherungsmatrix, die die ursprüngliche Qualität bei denjenigen Zeilen, an denen die beschädigte Düse nicht verwendet wurde, nicht beeinträchtigt, wobei sie gleichzeitig bei Zeilen, die durch die beschädigte Düse betroffen sind, eine suboptimale Druckmaskenqualität erzielt.
Bei dem Sicherungsmatrixverfahren weist jede Düse eine positionsunabhängige Sicherung auf. Auf diese Weise wird das ursprüngliche Druckmaskenmuster aufrechterhalten, wenn alle Düsen in einer Druckmaskenzeile funktionstüchtig sind.
In Zeilen mit einer defekten Düse wird das Druckmaskenmuster modifiziert, wenn auch nur an Stellen defekter Düsen. Im Gegensatz zu dem Sicherungsdüsenverfahren wird die Ersatzdüse an diesen Stellen so gewählt, dass sie bezüglich des festgelegten umgebenden Musters und der Druckmaskenanforderungen optimal ist.
Da jede Stelle in der Druckmaske eine andere Sicherung aufweist, ist es nur natürlich, sie in derselben Matrixform wie die Druckmaske selbst zu halten. Man beachte, dass die Einträge beider Matrizen Durchlaufnummern sind, die (auf eine zeilenabhängige Weise) auf Düsen abbilden.
Wenn also eine defekte Düse ersetzt werden soll, wird die Durchlaufnummer, die der inversen Abbildung entspricht, durch den Durchlaufnummerneintrag derselben Stelle in der Sicherungsmatrix ersetzt. Beispielsweise sei angenommen, dass die Druckmaske und die entsprechenden Sicherungsmatrix wie in 5 angegeben lauten und eine defekte Düse erfasst wurde, deren inverse Abbildung unten gezeigt ist.
Die Matrixform des Sicherungsmatrixverfahrens ist beim Druckmaskenentwurfsprozess, während dessen Druckmaskeneinträge iterativ optimiert werden, besonders nützlich und naturgegeben. Einträge werden wiederum wie folgt modifiziert.
An Druckmaskeneinträge wird entweder in einer in eine Reihenfolge gebrachten, zufälligen oder adaptiv ermittelten Sequenz herangegangen. Die Durchlaufnummern werden gemäß ihrer Passung an die Druckmaskenanforderungen in eine Reihenfolge gebracht, und der Druckmaskeneintrag wird dahin gehend modifiziert, dass er die beste Passung enthält. Diese Reihenfolge kann entweder durch deterministische oder zufällige Funktionen bewirkt werden.
Da Sicherungsmatrixeinträge die besten Alternativen zu den Druckmaskeneinträge enthalten sollten, könnte die Sicherungsmatrix gleichzeitig mit der Druckmaske entworfen werden, so dass Sicherungsmatrixeinträge bei jeder Iteration zweitbeste Optionen enthalten. Ein Flussdiagramm, das dieses Entwurfsverfahren beschreibt, findet sich in 6.
Alternativ dazu könnte die Sicherungsmatrix sequentiell gefüllt werden, mit besten Alternativen, nachdem die Druckmaske optimiert wurde. Ein Flussdiagramm, das dieses Entwurfsverfahren beschreibt, findet sich in 7.
Zusätzliche Implementierungsoptionen umfassen die Folgenden.

• Es kann mehr als eine Sicherungsmatrix verwendet werden. Eine Serie von (z. B. zwei) Sicherungsmatrizen könnte verwendet werden, so dass, wenn auch die einer defekten Düse zugewiesene Sicherungsdüse fehlerhaft ist, eine zweite Sicherung (die in der zweiten Sicherungsmatrix gespeichert ist) verfügbar wäre.
• Die Druckmaskenentwurfsanforderung bei dem Zweite-Sicherungsmatrix-Entwurfsverfahren kann mit sicherungsspezifischen Entwurfsregeln verbessert werden. Beispielsweise würde das Muster der Sicherungsmatrix in 2 bei einer Druckmaske als schlecht erachtet; als Sicherungen passen all die Einträge gut in die Druckmaske; in dem Fall, in dem zwei Düsen, die nahe gelegenen Druckmaskenpositionen zugewiesen sind, ersetzt werden sollen, könnte es jedoch schwerwiegende Druckartefakte bewirken. Um derartige Probleme zu verhindern, sollten zusätzliche Anforderungen an das Muster der resultierenden Sicherungsmatrix gestellt werden.

3. VORGEKOCHTE MASKEN
Diese höher entwickelte Form der Erfindung verbietet niemals eine Verwendung einer Düse – es sei denn, dies ist durch physikalische (elektronische) Einschränkungen der Nutzungshäufigkeit erforderlich. Abgesehen von dieser Einschränkung der Nutzungshäufigkeit, d. h. solange ein Gewichten von Düsen für Druckmaskenzwecke betrachtet wird, siedelt diese Form der Erfindung eine Düse höchstens am unteren Ende einer Prioritätenliste an. Dennoch hat die fehlerhafte Düse immer die Chance, zu drucken. Vorzugsweise liegt niemals eine Ausnahme des Algorithmus vor, und er druckt in der Tat dann, wenn eine der folgenden Bedingungen oder eine Kombination derselben dies erfordert.

• Alle benötigten Tropfen pro Zelle_600 müssen adressiert werden.
• Es gibt lediglich N Durchläufe, in denen dies durchzuführen ist.
• Die Häufigkeitseinschränkungen bezüglich des Stiftes sind stärker als jegliches Düsengewichtungskriterium. In der Tat sind dies die Einschränkungen mit der höchsten Priorität, und Düsen, die von ihnen betroffen sind, wandern nicht nur einfach zu dem unteren Ende der Prioritätenliste, sie fallen in der Tat aus der Liste heraus.

Die folgenden werden ebenfalls durch diese Form der Erfindung unterstützt:

• Variabler-Papiervorschub-Druckmodi (mit einem Mehrebenen-Drucken kompatibel), wie sie von Zapata eingeführt wurden; und
• durchlaufabhängige Düsengewichtung: Variabler-Papiervorschub-Druckmodi weisen neue Nachteile auf, die mit dieser neuen Technik kompensiert werden können (Düsennutzung wird für jeden einzelnen Durchlauf festgelegt).

Die vorgekochten Masken werden durch eine neue Version von Shakes erzeugt.
Die vorgekochte Maske ist eine dreidimensionale Matrix (8). Man kann sie sich als Stapel von Matrizen vorstellen. Besser noch stellt man sie sich als Matrix von Stapeln vor. Das heißt, dass für jede einzelne Stelle auf dem Papier eine ganze Bandbreite an Kandidaten geboten wird.
Wenn es sich um eine Vierfachdurchlaufmaske handelt, werden vier Kandidaten geboten, von der besten bis zur schlechtesten geordnet. Die Kriterien zur Unterscheidung des besten vom schlechtesten ähneln den Nachbar-Einschränkungen von Shakes, jedoch zu 3D-Nachbarn extrapoliert.
Diese vorgekochte Maske kann entweder für jede Auftragung während des Betriebs erzeugt, bei der Initialisierung des Druckers erzeugt oder die ganze Zeit in einer Festplatte gespeichert werden. Wenn der Drucker drucken muss, wird die vorgekochte Maske wiedergewonnen oder erzeugt, und anschließend beginnt der Wiedererwärmungsprozess.
Der Wiedererwärmungsprozess besteht im Grunde aus einem Aussuchen, für jede Druckebene, eines Kandidaten aus der Liste. Obwohl die Erstebenenmaske standardmäßig den besten Kandidaten aussucht, die Zweitebenenmaske den zweitbesten Kandidaten aussucht usw., ist die Sache nicht ganz so offensichtlich, wenn eine Düsengewichtung ins Spiel kommt.
Um eine Düsengewichtung zu implementieren, wird der bestmögliche Kandidat mit einer Wahrscheinlichkeit, die proportional zu dem Düsengewicht ist, ausgesucht. Das heißt, wenn das Düsengewicht 1.000 beträgt, wird der beste Kandidat mit einer Wahrscheinlichkeit von 100% für die Ebene 1 ausgesucht. Wenn die nächste in Frage kommende bzw. Kandidatendüse ebenfalls mit 1.000 gewichtet wird, wird sie für die Maske ausgesucht, die der Ebene 2 entspricht, usw.
Wenn sich jedoch herausstellt, dass der beste Kandidat aus dem Vorkochprozess ein Gewicht von 600 aufweist, wird diese Düse in 60% der Fällen ausgesucht. In den verbleibenden 40% der Fälle wird der nächste Kandidat in der Liste für diese Position ausgewertet, und die zurückgewiesene Düse wird zu dem niedrigsten Rang der Liste bewegt, nur für den Fall, dass sie dazu beitragen kann, höhere Ebenen der Maske aufzufüllen.
Der neue Kandidat, der ausgewertet wird, kann je nach seinem Gewicht erneut ausgesucht oder zurückgewiesen werden. Die notwendigen Vorsichtsmaßnahmen wurden in den Algorithmus integriert, um eine Zurückweisung aller Kandidaten zu verhindern. Der beschriebene probabilistische Vorgang wird für jede Schicht, die aufgefüllt werden soll, wiederholt.
Jedes Mal, wenn ein Kandidat ausgewertet wird, ist sein Gewicht abhängig von:

• Der Schrittvorschubsequenz (auf diese Weise können Variabler-Vorschub-Druckmodi unterstützt werden).
• Der Nummer des Durchlaufs, auf den abgefeuert wird (auf diese Weise kann eine vom Durchlauf abhängige Düsengewichtung unterstützt werden).
• Allgemein könnte jeglicher andere Faktor das Gewicht einer bestimmten Düse beim Abfeuern auf einen bestimmten Durchlauf beeinflussen.

Düsen, die durch die zweite, dritte usw. Schicht zurückgewiesen werden, werden ebenfalls zum unteren Ende der Prioritätenliste bewegt. Dies bedeutet, dass sich die erste zurückgewiesene Düse nicht mehr am unteren Ende der Liste befindet und somit ausgewählt werden könnte.
Ein weiteres Kriterium ist ebenfalls an dem Wiederaufwärmprozess beteiligt – nämlich kann je nach der Wagengeschwindigkeit, die für den Druckmodus gewählt wird, entschieden werden, dass eine einzelne Düse nicht auf zwei benachbarte Positionen schießen kann. Dies bedeutet, dass beim Drucken bei ausreichend schnellen Wagengeschwindigkeiten dann, wenn die Düse 1 dazu ausgewählt wurde, in Position X abzufeuern, für Schicht 2, dieselbe Düse nicht in Position X + 1 für jegliche Maskenebene abfeuern darf.
Diese Düse wird nicht nur zum unteren Ende der Prioritätenliste befördert; sie wird einfach aus der Liste herausgenommen, da dies die einzige Möglichkeit ist, zu gewährleisten, dass eine Düse nicht abgefeuert wird. Man beachte, dass diese absolute Zurückweisung lediglich auf der Basis von Abfeuerungsfrequenzeinschränkungen erfolgt, so dass die Düse 1 in Position X + 2 erneut abfeuern kann.
Dies ist wichtig, da das einzige Mal, wenn man sicher sagen kann, dass eine Düse nicht abgefeuert wird, der Vorschlag eine einzige Stelle, nicht eine ganze Reihe (wie dies beim Fehlerverstecken der Fall war) berücksichtigt. Derselbe Vorgang aus derselben vorgekochten Maske heraus kann für alle Druckköpfe in dem Drucker wiederholt werden, wobei in jedem Fall die entsprechenden Düsengewichte berücksichtigt werden.
Weitere Techniken, z. B. eine Matrixverschiebung, können angewendet werden, so dass die zwei Masken sogar dann unterschiedlich aussehen, wenn die Düsengewichte für unterschiedliche Druckköpfe alle auf 1.000 eingestellt sind. Es kann hilfreich sein, einige der Innovationen bei bevorzugten Ausführungsbeispielen, die bisher ausführlich behandelt wurden, zusammenzufassen:

• Die Kombination von N Düsen, die eine einzige Reihe bedrucken (wobei N die Anzahl von Durchläufen ist), kann aufgrund der Verwendung eines variablen Papiervorschubs für die ganze Maske eindeutig sein. Im Vergleich dazu wurde früher eine Kombination aus N Düsen N mal über die Maske wiederholt.
• Es muss kein Fehlerverstecken mehr verwendet werden. Stattdessen wird vorzugsweise jeder Düse eine Druckwahrscheinlichkeit im Bereich zwischen null und einhundert Prozent ihrer nominellen Nutzung gegeben. Dieses neue Konzept, Düsengewichtung, wird vorteilhafterweise von gedrucktem Band zu gedrucktem Band variiert, um eine durchlaufabhängige Düsengewichtung zu liefern.
• Wenn eine Düse unterhalb ihrer nominellen Nutzung druckt, machen andere Düsen den Unterschied wett. Diese anderen Düsen sind nicht gerade Sicherungsdüsen, da auch sie lediglich einen Teil der Arbeit einer unter ihrer nominellen Nutzung druckenden Düse kompensieren können. Früher wurde die gesamte Funktion der ursprünglichen Düse durch eine oder eine Mehrzahl von Sicherungsdüsen ersetzt.
• Wenn eine Düse unter ihrer nominellen Nutzung druckt, können aufgrund des variabeln Vorschubs bis zu N·(N – 1) Düsen dies kompensieren. Früher konnten lediglich N – 1 Düsen an der Kompensation beteiligt sein.
• Alle diese Formen der Düsensteuerung können für ein Mehrebenen-Drucken verwirklicht werden – d. h. für unterschiedliche Anzahlen von Tropfen, die auf dieselbe Zelle projiziert werden. Früher wurde lediglich ein binäres Drucken demonstriert.
• Eine Maske zum Unterstützen all dieser Merkmale kann in zwei voneinander völlig unabhängigen Schritten erzeugt werden. Der erste Schritt ist rechentechnisch aufwendig, ist jedoch für alle Druckköpfe in einem Drucker üblich. Er kann entweder innerhalb oder außerhalb des Druckers erzeugt werden, und er liefert die Textur der Maske sowie alle möglichen Kombinationen (N ^{Reihen·Spalten}-Kombinationen, lediglich für die erste Ebene). Der zweite Schritt ist druckkopfabhängig, bezüglich des Rechenaufwands jedoch viel billiger, und er kann sogar vor jedem einzelnen Ausdruck ausgeführt werden. Er liefert die Düsensteuerungsfunktionalität, berechnete Zelle um Zelle durch die Verwendung von Randomisierungsmerkmalen.

Somit ermöglichen Vorgekochte-Masken-Merkmale eine unterschiedliche Modulation der Düsennutzung für jede einzelne Reihe (potentiell jede einzelne Stelle) in der Maske und für einen willkürlichen Druckmedienvorschub. Auf die anfängliche Vorkochstufe, vorteilhafterweise generisch und unveränderlich, folgt vorzugsweise ein Zelle-um-Zelle-Algorithmus, der sich dynamisch an Druckkopfbedingungen und andere Bedingungen anpasst – und sehr oft und sehr rasch ausgeführt werden kann.
4. AUFSPRING-MASKEN
Die vorliegende Offenbarung bietet ein neues Verfahren, um eine bessere Steuerung einer Erzeugung vorgekochter Masken zu haben.
Während der Verbesserung der Art und Weise, wie jede einzelne Düse in der Maske verwendet wird, wurden vorgekochte Masken erfunden. Sie sind erfolgreich darin, eine Düsengewichtung innerhalb einer sehr kurzen Zeit neu zu berechnen, jedoch sieht es so aus, als sei es noch schwieriger, eine vorgekochte Maske aus einer syntaktischen Aussage heraus zu erzeugen.
Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass für die vorgekochte Maske genauso viele Schichten wie Durchläufe definiert sind, und es sehr schwierig wird, vorauszusagen, wie jede Aussage in dem gesamten Satz mathematischer Transformationen, die von Syntax zu Maskenerzeugung führen, arbeiten wird. Außerdem ist es schwierig, zu spezifizieren, wie die Masken für unterschiedliche Stifte miteinander in Wechselwirkung stehen sollten.
Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine bessere Steuerung eines Entwurfs vorgekochter Masken zu haben. Da von Hand erstellte vorgekochte Masken demselben Wiederaufwärmvorgang zugeführt werden müssen, der für größere vorgekochte Masken verwendet wurde, wird ein Prozess benötigt, der von Hand erstellte vorgekochte Masken beträchtlich vergrößert. Eine Analogie hierzu stellt Popcorn im Mikrowellenherd dar; auf diese Weise werden von Hand erstellte vorgekochte Masken durch den Aufspring-Prozess bzw. Pop-up-Prozess verwandelt!
Somit kehrt die Erfindung zu Anfang zu den alten Verfahren für von Hand erstellte Masken zurück. Angesichts der Probleme und Vorteile aller beschriebenen Verfahren möchte man von jedem das Beste haben.
Somit wird der folgende Algorithmus (9) ausgeführt.

1. Der Entwerfer erstellt eine kleine Maske (Verfahren der Erstellung von Hand), die dem Format der vorgekochten Maske folgt. Für N Durchläufe ist es wahrscheinlich, dass eine Maske erzeugt wird, die N × N Pixel groß ist und N Schichten aufweist. Sie wird als A bezeichnet. Die Maske A wird für jeden Druckkopf (also P mal) repliziert, wobei die Versetzungen und/oder zyklischen Verschiebungen angewendet werden, die der Entwerfer fordert. Dieser Prozess ist ebenfalls manuell und ermöglicht eine sehr gute Steuerung der Farbe-zu-Farbe-Punktplatzierung in einem gegebenen Durchlauf. Nun liegen P Masken vor, die von A abgeleitet sind. Diese werden als B₁, B₂ ... B_P bezeichnet. Da sie das Format aufweisen, das vorgekochten Masken entspricht, können sie auch so bezeichnet werden. Die Anzahl der erforderlichen Bytes beträgt P × N³. Wenn P = 6 und N = 8, so beträgt der Gesamtspeicherumfang 3 kBytes (man vergleiche die durch das alte Vorkochverfahren gelieferten 2 Mbytes!). Dies sind die Daten, die dem Pop-up-Prozess zugeführt werden sollen.
3. Masken B₁ sind klein, somit müssen sie viele Male repliziert werden, um die Größe der alten vorgekochten Masken zu erzielen und um C₁ Masken zu erhalten. Dies ist ein neuer Zwischenprozess, zwischen vorgekocht und wiederaufwärmen, der als Pop-up-Prozess bezeichnet wird.
4. Während des Pop-up-Prozesses wird noch ein Rauschen in die replizierten Masken C₁ injiziert. Vorzugsweise wird dasselbe Rauschen in alle Masken injiziert, so dass jegliche Stift-zu-Stift-Abhängigkeit, die bewirkt wird, beibehalten wird. Eine Rauschinjektion besteht darin, in der Kandidatenliste einige Kandidaten nach unten zu hüpfen (10). Dieses Rauschen kann im Anschluss an eine bestimmte ermittelte Funktion der Wahrscheinlichkeitsverteilung durch den Pop-up-Prozess automatisch erzeugt werden oder kann direkt durch den Maskenentwerfer in Form einer Matrix eingespeist werden: Lambda-Matrix oder Λ-Maske oder Lambda-Maske (in dem vorliegenden Dokument üblicherweise gänzlich in Großbuchstaben dargestellt).
5. An diesem Punkt liegt ein Satz von D₁-Masken vor, die den alten vorgekochten Masken ähneln und die bereit sind, durch den alten Wiederaufwärmprozess (d. h. durch Anwenden einer Düsengewichtung und von Frequenz- und Paritätseinschränkungen) verarbeitet zu werden. Das Ergebnis sind die endgültigen Shakes-Masken E₁.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Verfahren, mittels dessen Druckmasken erzeugt werden, zu verbessern.
Ziele:

• Bessere Steuerung des Druckmaskenentwurfs.
• Allmählicher Übergang von regelmäßigen zu unklaren Masken.
• Eine Düsengewichtung führt nicht zu unklareren Masken.
• Weniger Speicher erforderlich – eine Maske kann in den Cache-Speicher passen.
• Export an andere Fachleute.

Es folgt nun das Herz der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung:

1. VORGEKOCHTE MASKE, VON HAND ERSTELLT, KLEIN (Z. B. 8 × 8 × 8 – siehe linke Seite der 14).
2. EINE VORGEKOCHTE MASKE PRO STIFT. Diese Masken sind immer noch klein, ideal (nicht unklar) und unterliegen vollständig der Steuerung des Entwerfers (siehe Mitte und rechte Seite der 14). Gesamtspeicher: sechs Stifte × 8 × 8 × 8 = 3 kBytes!
3. DATEN ZU SHAKES: die sechs vorgekochten Masken (im SCM-Format) plus Kochvariablen, plus Papiervorschub und Erstdüseninformationen; und, optional, Lambda-Maske – KOCHVARIABLEN:

MASKENGRÖSSE	[u16] [u16] [u16]
ANZAHL VON DURCHLÄUFEN	[u16]
ZUFÄLLIG = λ ∊ (0, 10) ∊ IR	[gleiten]
⇒ (0, 1.000)	[u16]
⇒ 0 – nichts tun
PAPIERVORSCHUB (Durchlauf)	[u16]
ERSTE DÜSE (Durchlauf)	[u16]

DÜSENGEWICHT (Düse) (Durchlauf)	[u16]
VORGEKOCHTE MASKEN (x)(y)(z) (Stift)	[u16]
LAMBDA-MASKEN (x)(y)	[u16]

4. NACHDEM ALLE OBIGEN DATEN DEM WIEDERAUFWÄRM-/KOCHPROZESS ZUGEFÜHRT WURDEN, ist folgendes zu tun.
4a. Wenn die vorgekochte Maske eine vollständige Größe aufweist (d. h. gleich der Größe einer gekochten Maske ist) und ZUFÄLLIG = 0, und keine LAMBDA-MASKE vorliegt ⇒ gehe direkt zu klassischer Wiederaufwärmung (die bereits implementiert wurde): nachstehender Schritt 6.
4b. Wenn die vorgekochte Maske kleiner ist, soll an derselben eine Feldeinteilung bis zur endgültigen Größe vorgenommen werden.
4c. Wende LAMBDA-MASKE an.
5. WENDE LAMBDA-MASKE AN:
5a. Wenn LAMBDA-MASKE kleiner ist als die endgültige Größe, führe eine Feldeinteilung an derselben durch.
5b. Falls keine LAMBDA-MASKE, erzeuge sie: LAMBDA-MASK(i)(j) = Boden (zufällig (,Exponentiell', Lambda)); LAMBDA-MASKE ∊ (0, Nr. Durchlauf 1) Dies bedeutet, dass im Anschluss an eine negative Exponentialverteilungsfunktion Zufallszahlen von 0 bis (Nummer des Durchlaufs – 1) erzeugt werden (15).
5c. An diesem Punkt, 1_Matrix = Boden (zufällig ,Exponentiell', 0,7, 12, 12)

(Ein Teil der in dem vorliegenden Dokument verwendeten Syntax ist für das als Matlab^® bekannte und im Handel erhältliche Softwarepaket.) Man beachte, dass, wenn LAMBDA-MASKE von außen kommt, jede beliebige Verteilungsfunktion verwendet werden kann. Was bedeuten diese Zahlen? Eine Bedeutung ist: Verschiebe den besten Kandidaten um X Plätze nach unten. Normalerweise ist X = 0, so dass die endgültige Maske der ursprünglichen vorgekochten Maske ziemlich ähnlich ist. Wenn X = 1, beginnt eine Hinzufügung von Rauschen zu der ursprünglichen vorgekochten Maske. Eine weitere Bedeutung, die derzeit der obigen vorgezogen wird, ist folgende: Verschiebe den X.t-besten Kandidaten (X ∊ [0, N – 1]) nach oben, bis zum oberen Ende. Die dazwischenliegenden – d. h. diejenigen Kandidaten, die anfänglich über diesem X.t-Besten liegen – rutschen alle um eine Position nach unten. Mehr oder weniger rauschbehaftete Masken können erstellt werden, indem die geeignete LAMBDA-MASKE angewendet wird oder indem ZUFÄLLIG durch Versuch und Irrtum variiert wird. Die Quintessenz besteht darin, dass von perfekten, regelmäßigen Druckmasken zu unklaren Masken ein Kontinuum vorliegt. Ferner ist zu beachten, dass der Kandidat, der gerade eine regelmäßige Maske erstellte, in der Kandidatenliste für eine gegebene Position um eine Position nach unten verschoben wird. Wenn eine Düsengewichtung angewendet wird, kann dieser Kandidat erneut gewählt werden, und somit werden Rampen und Fehler-Verstecken-Bereiche in regelmäßige Geometrien umgewandelt, statt dass sie rauschbehafteter als der Durchschnitt gemacht werden. Um den Prozess aus einer anderen Perspektive zusammenzufassen, liefert bei bevorzugten Pop-up-Verfahren im Grunde die Λ-Maske bzw. LAMBDA-MASKE die Werte für X. Bei einer LAMBDA-MASKE werden Werte zwischen 0 und N – 1, wobei N die Gesamtanzahl von Schichten in der Pop-up-Maske ist, gemäß einer Exponentialverteilung verteilt. Bei dieser Verteilung ist die relative Mehrzahl der Werte Nullen – wie dies bei der obigen exemplarischen Matrix zu sehen ist. Die LAMBDA-MASKE kann automatisch oder manuell derart entworfen werden, so dass die Quantität jedes Werts in einer derartigen Maske eine derartige Verteilung respektiert. Falls, wie in 16 vorgeschlagen ist, für alle Werte von x und y gilt, dass Λ(x, y) = 0, dann tut Λ nichts – d. h. kein Rauschen wird injiziert. Für Werte, die größer sind als 0, wird ein Rauschen injiziert. Normalerweise erfolgt für X = 0 standardmäßig keine Rauschinjektion; bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel empfängt lediglich ein geringer Anteil an Zellen eine Rauschinjektion. Falls eine geeignete Statistik erstellt wird, erscheinen die Werte in der Λ-Matrix wie bei dem Graphen der 17 – wobei bei Null die Spitze erreicht ist. Demgemäß ist Null der häufigste Wert innerhalb einer Λ-Maske. Eine Λ-Maske kann entweder manuell oder automa tisch – beispielsweise mit Matlab^®-Prozeduren – gefüllt und definiert werden. Nach einem Anlegen derselben LAMBDA-MASKE an alle vorgekochten Masken ergeben sich neue vorgekochte Masken mit einem bestimmten Unklarheitsgrad. Dennoch erinnern sie stark an die ursprüngliche, regelmäßige Struktur. Dieselbe LAMBDA-MASKE wird angelegt, um jegliche Stift-zu-Stift-Erwägung, die bei den ursprünglichen vorgekochten Masken existierte, beizubehalten (d. h. wenn bei einem bestimmten Pixel gewünscht wird, dass M beim Durchlauf 1 und C beim Durchlauf 2 gedruckt wird, können wir beim Durchlauf 2 zu M und beim Durchlauf 3 zu C wechseln, aber nicht M zu Durchlauf 2 wechseln und beim Durchlauf 2 trotzdem C drucken).
6. KLASSISCHES WIEDERERWÄRMEN Die Prozedur gelangt hier bei der üblichen Situation an: für einen gegebenen Stift liegt eine eine vollständige Größe aufweisende, unklare, vorgekochte Maske vor, und es sollen Düsenabbildungen und Häufigkeits- und Paritätseinschränkungen angewendet werden. Jedoch ist es notwendig, eine neue Variable in Betracht zu ziehen: beim Erstellen der Entsprechung zwischen Maskenreihe, Durchlauf- und Düsennummer muss die Prozedur neben dem durchzuführenden Schrittvorschub die erste Düse, die druckt (nicht immer Düse 1) betrachten. Eine Düsengewichtung pro Durchlauf muss dementsprechend angepasst werden.
7. ENDGÜLTIGE MASKENVERSETZUNG Zuvor wurden Masken für jeden unterschiedlichen Stift um 32 Positionen nach rechts verschoben. Dies wird nicht getan, es sei denn, Schritt 5 wurde übersprungen (das heißt, wenn man immer noch mit vorgekochten Masken des alten Stils arbeitet, wird die bisherige alte Prozedur verwendet; anderenfalls liegt hier kein Schritt vor).
8. TESTDRUCKE Für eine einfachere Prüfung sollte Shakesmall in dem Drucker LAMBDA-MATRIX für eine Überprüfung zur Verfügung stellen. Es wäre auch hilfreich, eine Matrix für jeden Stift zu erstellen, wobei die Gesamtpixel, die ausgehend von der ursprünglichen regelmäßigen Maske modifiziert wurden, gezeigt werden (das heißt, markiere 1 in allen Pixeln, die durch LAMBDA-MASKE oder eine Düsengewichtung beeinflusst werden). Dies kann unter Verwendung eines beliebigen einfachen unkomplizierten Tabellarisierungsskripts erfolgen, das durchschnittliche Fachleute ohne weiteres erstellen. Die Erfinder taten dies mit genau einer derartigen unkomplizierten internen Softwareunterstützung von der Firma Hewlett Packard.

Es folgt nun eine Zusammenfassung der Pop-up-Innovation:

1. Ein neuer Prozess, als Pop-up bezeichnet, ermöglicht eine Verwendung eines neuen Formats vorgekochter Masken, das wesentlich kleiner als zuvor ist (3 kB gegenüber 2 MB).
2. Der Pop-up-Prozess besteht aus einem Replizieren einer kleinen vorgekochten Maske und einem Injizieren eines Rauschens in dieselbe, so dass Masken nicht mehr regelmäßig sind.
3. In unterschiedliche Masken können dieselben oder unterschiedliche Rauschmuster injiziert werden. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel besteht darin, dass dasselbe Rauschmuster verwendet wird. Dies ermöglicht eine Steuerung von Stift-zu-Stift-Interaktionen, sogar nachdem ein Rauschen injiziert wurde.
4. Das Rauschmuster kann direkt durch den Benutzer definiert sein, in Form einer bidimensionalen Matrix vorliegen oder durch den Pop-up-Algorithmus erzeugt werden. Im letzteren Fall muss der Benutzer lediglich eine Zahl spezifizieren, die einen Kontinuumsverlauf zwischen regelmäßigen und zufälligen Masken liefert (d. h. wenn der Rauschparameter 0 ist, sind Masken immer noch regelmäßig; je größer der Rauschparameter, desto rauschbehafteter die Masken).
5. Das Rauschinjektionsverfahren ist insofern komplementär zu dem Düsengewichtungsverfahren, dass, wenn die standardmäßige Düse als Kandidat verworfen wird, der nächste Kandidat in der Liste die Maske sogar noch regelmäßiger machen kann. Dies bedeutet, dass ein Düsengewichtungsalgorithmus nicht länger ein Mittel sein muss, ein übermäßiges Rauschen zu der Maske hinzuzufügen.
6. Dieses Verfahren ermöglicht einen besseren Übergang zu unklaren Masken, für diejenigen Fachleute, die eine lange Tradition von von Hand erstellten Masken aufweisen.

5. HARDWARE- UND PROGRAMMIMPLEMENTIERUNGEN DER ERFINDUNG
Bevor Einzelheiten des Blockdiagramms der 12 erörtert werden, wird eine allgemeine Orientierungshilfe zu dieser Zeichnung geliefert. In 12 sind die meisten Abschnitte 70, 73, 75–78 über die Mitte hinweg, einschließlich der Druckstufe 4A – 51 ganz rechts außen, allgemein herkömmlich und stellen den Kontext der Erfindung bei einem Tintenstrahldrucker/Plotter wie z. B. dem der 1 mit 3 dar.
Die verbleibenden mittigen Abschnitte und die oberen Abschnitte der 12 beziehen sich insbesondere auf die vorliegende Erfindung. Diese Abschnitte werden nachstehend erörtert.
Unter Betrachtung von Einzelheiten wird die Stift-/Wagen-Anordnung separat bei 20 (12) dargestellt, wenn sie nach links 16 wandert, während sie Tinte 18 abgibt, und sie wird bei 20' dargestellt, wenn sie nach rechts 17 wandert, während sie Tinte 19 abgibt. Man wird verstehen, dass sowohl 20 als auch 20' denselben Stiftwagen darstellen.
Der zuvor erwähnte digitale Prozessor 71 liefert Steuersignale 20B, um die Stifte mit einer korrekten Zeitgebung abzufeuern, die mit Auflageplattenantriebssteuersignalen 42A an den Auflageplattenmotor 42 und mit Wagenantriebssteuersignalen 31A an den Wagenantriebsmotor 31 koordiniert sind. Der Prozessor 71 entwickelt diese Wagenantriebssignale 31A teilweise auf der Basis von Informationen über die Wagengeschwindigkeit und -position, die aus den durch den Codierer 37 gelieferten Codiersignalen 37B gewonnen werden.
(In dem Blockdiagramm fließen alle veranschaulichten Signale von links nach rechts, mit Ausnahme der von dem Sensor rückgekoppelten Informationen 37B – wie durch den zugehörigen nach links gerichteten Pfeil angegeben ist.) Der Codestreifen 33 ermöglicht somit eine Bildung von Farbtintentropfen mit einer ultrahohen Präzision während eines Bewegens der Wagenanordnung 20 in jeder Richtung – d. h. entweder von links nach rechts (vorwärts 20') oder von rechts nach links (rückwärts 20).
Neue Bilddaten 70 werden in eine Bildverarbeitungsstufe 73 aufgenommen 191, die herkömmlicherweise ein Kontrast- und Farbanpassungs- oder -korrekturmodul 76 und ein Aufbereitungs-, Skalierungs- usw. -modul 77 umfassen kann.
Informationen 193, die von den Bildverarbeitungsmodulen kommen, treten als Nächstes in ein Druckmaskierungsmodul 74 ein, das üblicherweise eine Stufe 61 für spezifische Durchlauf- und Düsenzuweisungen umfasst. Die zuletzt genannte Stufe 61 erfüllt allgemein herkömmliche Funktionen, gemäß bestimmten Aspekten der vorliegenden Erfindung umfasst sie jedoch insbesondere auch eine Einrichtung 171 zum Definieren oder Erzeugen der Druckmaske als Matrix von Stapeln.
Eine Einrichtung 84 zum zyklischen Verschieben der Stapel der Druckkopfmatrix ist ebenfalls ein Bestandteil des Druckmaskierungsmoduls 74. Die in der Erzeugungseinrichtung 171 erstellte Matrixstruktur wird durch die Verschiebungseinrichtung 84 konditioniert oder konfiguriert 187, wie in dem vorherigen, mit „Zusammenfassung der Offenbarung" betitelten Teil des vorliegenden Dokuments und ferner in den obigen Absätzen 3 und 4 angegeben wurde.
Informationen zum Treiben der Verschiebungseinrichtung 84 werden durch ein Modul 63 abgeleitet, das die endgültige Ausgabestufe 78 dahin gehend steuert 80, Düsentestmuster zum Lesen durch den Sensor 51 zu drucken, 12 (oder, falls bevorzugt, Tintentropfen selektiv in einen nicht gezeigten optischen Detektor auszustoßen, der die Tropfen direkt, z. B. während sie sich im Flug befinden, erfasst). Das resultierende Sensorsignal 65 wird in einem Überwachungsmodul 72 überwacht.
Dieses Modul arbeitet gemäß einem Programm 81 zum Lesen des Sensorsignals und gemäß einer weiteren Programmstufe 82, die die Signale misst, und vergleicht manche Signale mit anderen, um Tinteneinfärbungspegel zu ermitteln und dadurch die Leistungsfähigkeit für jedes Band der Druckköpfe zu ermitteln. Die Ergebnisse dieser Messungen werden in einer Steuerstufe 83 gesammelt, wobei ein Betriebssignal 68 für die zuvor vorgestellte Verschiebungseinrichtung 84 abgeleitet wird.
Die durch die mehreren Funktionsblöcke 63, 72, 83, 61, 84 der vorliegenden Erfindung dargestellten Einrichtungen – sowie die herkömmlichen Module 73, 74, 74, 78 und ferner die Druckbandcharakteristik-Variations-Funktionen 171, 176, 181, so wie sie gezeigt sind – sind in integrierten Schaltungen 71 implementiert. Vor dem Hintergrund der Funktionsangaben und der Druckbanddiagramme, die in dem vorliegenden Dokument präsentiert werden, kann ein erfahrener Programmierer mit durchschnittlichen Fachkenntnissen geeignete Programme zum Betrieb der Schaltungen erstellen.
Wie hinreichend bekannt ist, können die integrierten Schaltungen 71 ein Bestandteil des Druckers selbst sein, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), oder sie können Programmdaten in einem Nur-Lese-Speicher (ROM) sein – oder sie können während des Betriebs Bestandteil einer programmierten Konfiguration von Betriebsmodulen in der Zentralverarbeitungseinheit (CPU) eines Mehrzweckcomputers sein, der Anweisungen aus einem Festplattenlaufwerk ausliest.
Am häufigsten werden die Schaltungen durch zwei oder mehrere dieser Arten von Vorrichtungen gemeinsam benutzt. Neuestens ist eine wieder andere Alternative ein separates allein stehendes Produkt wie z. B. ein so genannter „Rasterbildprozessor" (RIP – raster image processor), der dazu verwendet wird, eine Überbeanspruchung entweder des Computers oder des Druckers zu vermeiden.
Im Betrieb gewinnt das System zuerst auf entsprechende Weise sein Betriebsprogramm wieder 101 (13) – d. h. indem es im Fall einer Firmware- oder Softwareimplementierung Anweisungen aus einem Speicher ausliest, oder indem es im Fall einer ASIC oder ähnlichen Implementierung einfach eine zweckgebundene Hardware betreibt. Nach einer derartigen Vorbereitung oder Initialisierung geht das Verfahren zur Erzeugung 102 einer Druckmaske über.
Dies umfasst vier Hauptschritte: Maskenerstellung 103, Maskenstrukturerstellung 100, Ermittlung einer Funktionsuntüchtigkeit 115 und ein anschließendes Ersetzen 118 individueller Werte durch Sicherungen aus der Matrix – gemäß den jeweiligen Vorbereitungen, die in den früheren Stufen 103, 100, 115 durchgeführt wurden. Sowohl in dem zweiten als auch in dem vierten dieser vier wichtigsten Teilschritte – d. h. bei dem Matrixerstellungs- und -ersetzungsmodul 100, 118 – erscheinen drei separate parallele vertikale Spalten von Prozessen.
Von links nach rechts gesehen entsprechen diese Spalten den drei oben beschriebenen Betriebsmodi, nämlich „Sicherungsmatrix", „vorgekochte Masken" und „Pop-up-Masken". Die Prozesse in der Funktionsuntüchtigkeitsermittlungsstufe 115 sind allgemein auf die zwei letztgenannten dieser Modi anwendbar, obwohl sie oben vielleicht am eingehendsten in Bezug auf Pop-up-Masken beschrieben wurden.
Schließlich geht die Vorrichtung durch eine Iteration 127 der Betriebsstufen 125, 126 zum Drucken 124 über. Angesichts des Vorstehenden glaubt man, dass für Fachleute die Einzelheiten der 13 selbsterklärend sind.

Claims

Ein Druckmaskierungsverfahren zur Verwendung beim Inkrementaldrucken; wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erstellen einer Druckmaske; Ermitteln, wenn ein individueller Wert in der Druckmaske funktionsuntüchtig ist; und Befolgen einer vorprogrammierten Prozedur, um den funktionsuntüchtigen individuellen Wert zu berücksichtigen; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner den Schritt des Erstellens einer Matrix entsprechender Sicherungseinträge für Werte in der Druckmaske umfasst; und wobei die vorprogrammierte Prozedur ein individuelles Ersetzen ausschließlich des individuellen ermittelten funktionsuntüchtigen Wertes durch ausschließlich einen entsprechenden individuellen Sicherungseintrag von der Matrix umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, besonders zur Verwendung bei mehreren Druckelementen, wobei jedes Druckelement in mehreren Stellen der Druckmaske verwendet wird; und wobei: die Matrix von Sicherungseinträgen eine positionsunabhängige Sicherung für im Wesentlichen jedes Druckelement liefert.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner folgende Schritte umfasst: Erstellen einer zweiten Sicherungsmatrix weiterer Sicherungseinträge; Ermitteln, wenn ein individueller Wert in der zuerst erwähnten Sicherungsmatrix funktionsuntüchtig ist; und individuelles Ersetzen ausschließlich des individuellen ermittelten funktionsuntüchtigen Wertes der zuerst erwähnten Sicherungsmatrix durch ausschließlich einen entsprechenden individuellen Sicherungseintrag von der zweiten Sicherungsmatrix.
Das Druckmaskierungsverfahren gemäß Anspruch 1: bei dem der Schritt des Erstellens der Druckmaske ein Erstellen einer Druckmaske in Form einer Matrix von Stapeln entsprechender Einträge für Positionen in der Druckmaske umfasst; und wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst: individuelles Auswählen eines Eintrags für im Wesentlichen jede Position in der Druckmaske durch jeweiliges Auswählen eines individuellen Eintrags aus dem entsprechenden Stapel in der Matrix; und Drucken eines Bildes unter Verwendung des jeweiligen individuell ausgewählten Eintrags an im Wesentlichen jeder Position in der Druckmaske.
Das Druckmaskierungsverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem: der Schritt des Erstellens der Druckmaske ein Erstellen einer Matrix von Stapeln entsprechender Sicherungseinträge für Werte in der Druckmaske umfasst; und die vorprogrammierte Prozedur ein individuelles Ersetzen ausschließlich des individuellen ermittelten funktionsuntüchtigen Wertes durch ausschließlich einen entsprechenden individuellen Sicherungseintrag von einem entsprechenden Stapel in der Matrix umfasst.
Das Verfahren gemäß entweder Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei dem: der Ersetzungsschritt ein zyklisches Verschieben von Einträgen in dem Stapel zur Auswahl umfasst.
Das Verfahren gemäß entweder Anspruch 4 oder Anspruch 5 zur Verwendung bei mehreren individuellen Druckelementen; wobei der Ersetzungsschritt folgende Schritte umfasst: Zuordnen eines jeweiligen individuellen Druckelements zu jedem Eintrag in dem Stapel; und Identifizieren eines jeweiligen numerischen Gewichts mit dem zugeordneten Druckelement; und Anwenden, auf jeden Eintrag in dem Stapel, einer Auswahlwahrscheinlichkeit, die auf das identifizierte numerische Gewicht bezogen ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem: jegliches Element, das auf Grund der angewandten Auswahlwahrscheinlichkeit anfänglich zurückgewiesen wurde, zyklisch zu dem unteren Ende des Stapels verschoben wird; wodurch es möglich ist, dass ein anfänglich zurückgewiesenes Element später zur erneuten Erwägung zyklisch zu dem oberen Ende eines Stapels verschoben wird.
Das Verfahren gemäß Anspruch 8, das ferner folgende Schritte umfasst: Zuweisen eines relativ geringen numerischen Gewichts zu dem ermittelten funktionsuntüchtigen Element; und Anlegen einer relativ geringen Auswahlwahrscheinlichkeit an einen entsprechenden Wert in einem Druckmaskenstapel.
Das Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, das ferner folgenden Schritt umfasst: Modifizieren der Druckmaske, um Abfeuerungsfrequenzeinschränkungen, die ein höheres Autoritätsniveau aufweisen als die numerischen Gewichte, zu reflektieren.
Das Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem: jedes Mal, wenn der Drucker drucken soll, die Maske zur Verwendung erzeugt oder wiedergewonnen wird und dann vor der Verwendung an im Wesentlichen jeder Position mittels zyklischer Stapelverschiebung verarbeitet wird.
Das Druckmaskierungsverfahren gemäß Anspruch 1, bei dem: der Schritt des Erstellens der Druckmaske folgende Schritte umfasst: Erstellen einer in der Entwicklung befindlichen Druckmaske, Unterziehen der erstellten in der Entwicklung befindlichen Druckmaske einer Feldeinteilung, um eine größere Druckmaske zu erzeugen, die eng verwandte Eigenschaften aufweist, und Bilden einer weniger regelmäßi gen Druckmaske, indem in die größere Druckmaske ein Rauschen injiziert wird, um die Regelmäßigkeit, die bei dem Feldeinteilungsschritt auftritt, zu stören; und der ferner den Schritt des Verwendens der weniger regelmäßigen Druckmaske beim Inkrementaldrucken eines Bildes umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem: der Verwendungsschritt ein Drucken in einer bestimmten Anzahl von Durchläufen über einen Abschnitt des Bildes umfasst; und der Schritt des Erstellens eine Herstellung einer Maske umfasst, die annähernd würfelförmig ist, wobei jede Seite derselben eine Anzahl von Pixeln oder Schichten ist, die annähernd gleich der jeweiligen Anzahl von Durchläufen ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem: die Maskenherstellung ein Bilden einer Matrix von Stapeln möglicher Wahlen einer Durchlaufanzahl umfasst, wobei jede der Wahlen eine zugeordnete gewünschte Nutzungswahrscheinlichkeit aufweist; wobei der Verwendungsschritt ein probabilistisches Auswerten jeder Wahl an einem oberen Ende eines Stapels umfasst, wobei jede Wahl einer Zurückweisung durch das Auswerten unterworfen ist; wobei der Verwendungsschritt ferner, wenn eine Wahl in einem bestimmten Stapel zurückgewiesen wird, ein zyklisches Verschieben des bestimmten Stapels in einer bestimmten Richtung umfasst, um eine andere Wahlmög lichkeit an das obere Ende des bestimmten Stapels zu bringen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem der Rauschinjektionsschritt folgenden Schritt umfasst: zyklisches Verschieben ausgewählter Stapel in der größeren Druckmaske.
Das Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem: das zyklische Verschieben eines bestimmten Stapels in der jeweiligen Richtung, angefangen bei der Position des bestimmten Stapels in der in der Entwicklung befindlichen Druckmaske, dazu tendiert, die Zufälligkeit zu verringern.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12 zur Verwendung bei mehreren Druckköpfen; und wobei: der Erstellungsschritt ein Definieren einer jeweiligen in der Entwicklung befindlichen Druckmaske für jeden der mehreren Druckköpfe umfasst; der Feldeinteilungsschritt ein Durchführen einer Feldeinteilung bei jeder jeweiligen in der Entwicklung befindlichen Druckmaske umfasst, um für jeden der mehreren Druckköpfe eine jeweilige größere Druckmaske zu machen; und der Rauschinjektionsschritt ein Einbringen eines Rauschens in jede der jeweiligen größeren Druckmasken umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem das Rauscheinbringen folgenden Schritt umfasst: Einbringen eines im Wesentlichen identischen Rauschens in jede der jeweiligen größeren Druckmasken.
Das Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem das Definieren der jeweiligen Druckmaske folgende Schritte umfasst: Replizieren einer einzigen in der Entwicklung befindlichen Druckmaske, um eine jeweilige in der Entwicklung befindliche Druckmaske für jeden der mehreren Druckköpfe zu bilden; und Modifizieren jeder jeweiligen in der Entwicklung befindlichen Druckmaske, um jeweilige Anforderungen ihres Druckkopfes zu berücksichtigen.