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Dokumentenidentifikation DE69427555T2 04.10.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0622228
Titel Verfahren zum bidirektionalen Drucken
Anmelder Hewlett-Packard Co. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto, Calif., US
Erfinder Raskin, Gregory D., San Diego, California 92115, US
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 81479 München
DE-Aktenzeichen 69427555
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.04.1994
EP-Aktenzeichen 941053910
EP-Offenlegungsdatum 02.11.1994
EP date of grant 27.06.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.2001
IPC-Hauptklasse B41J 19/14

Beschreibung[de]
1. GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Maschinen und Prozeduren zum Drucken von Text oder Graphiken auf Druckmedien, beispielsweise Papier, einem Transparentmaterial oder anderen glänzenden Medien; und spezieller auf eine solche Maschine und ein solches Verfahren, die Text oder Bilder aus einzelnen Markierungen, die auf dem Druckmedium erzeugt werden, zusammensetzen, in einem zweidimensionalen Pixelarray, durch einen Stift oder ein anderes Markierungselement oder einen Kopf, der bidirektional über das Medium bewegt wird.

Die Erfindung ist speziell in Druckern vorteilhaft, die durch den thermischen Tintenstrahlprozeß arbeiten - der einzelne Tintentropfen auf das Druckmedium entlädt. Wie zu sehen sein wird, sind jedoch bestimmte Merkmale der Erfindung ebenso auf andere Druckkopf-Druckverfahren anwendbar.

2. STAND DER TECHNIK

Ein bidirektionaler Betrieb jeder Druckkopfvorrichtung ist dahingehend vorteilhaft, daß keine Zeit damit verschwendet wird, den Druckkopf nach jedem Durchlauf über das Medium zu einer Startposition zu schwenken oder zurückzuführen; jedoch stellt der bidirektionale Betrieb bestimmte Hindernisse für eine exakte Positionierung der gedruckten Markierungen und ferner für die beste Bildqualität dar. Um diese Hindernisse zu beschreiben, wird es hilfreich sein, zuerst Teile des Zusammenhangs, in dem diese Systeme arbeiten, darzulegen.

In vielen Druckvorrichtungen werden Positionsinformationen durch das automatische Lesen von Graduierungen entlang einer Skala oder eines sogenannten "Codiererstreifens" (oder manchmal "Codestreifens"), der sich quer zu dem Medium erstreckt, abgeleitet. Die Graduierungen weisen typischerweise die Form von lichtundurchlässigen Linien auf, die auf einen transparenten Kunststoff- oder Glas-Streifen gezeichnet sind, oder die Form von massiven lichtundurchlässigen Balken, die durch Öffnungen getrennt sind, welche durch einen Metallstreifen gebildet sind.

Derartige Graduierungen werden typischerweise elektrooptisch erfaßt, um einen elektrischen Signalverlauf zu erzeugen, der als ein Rechtecksignal charakterisiert werden kann, oder strenger genommen als ein trapezförmiges Signal. Eine elektronische Schaltungsanordnung spricht auf jeden Puls in dem Signalzug an, wobei dieselbe dem Stiftantriebsmechanismus (oder einem anderen Markierungskopf-Antriebsmechanismus) jeden Pixelort signalisiert - das heißt, jeden Punkt, an dem Tinte entladen werden kann, um ein ordnungsgemäß angeordnetes Bildelement als Teil des gewünschten Bildes zu erzeugen.

Diese Daten werden mit Informationen über das gewünschte Bild verglichen oder kombiniert - wobei der Stift oder der andere Markierungskopf ausgelöst wird, um eine Markierung auf dem Druckmedium an jedem Pixelort zu erzeugen, an dem eine Markierung erwünscht ist. Es ist klar, daß bei Druckmaschinen, die in der Lage sind, in unterschiedlichen Farben zu drucken, diese Operationen ohne weiteres für jede von mehreren unterschiedlichen Tintenfarben durchgeführt werden.

Zusätzlich zu dieser Verwendung des Codierer-abgeleiteten Signals als eine absolute physikalische Referenz zum Abschießen der Stifte, wird die Frequenz des Signalzugs üblicherweise verwendet, um die Geschwindigkeit des Stiftwagens zu steuern. Einige Systeme verwenden das Codierersignal auch in anderer Weise - beispielsweise zum Steuern einer Wagenumkehr, für eine Beschleunigung, für die Markierungsqualität, usw., in den Endzonen der Wagenbewegung über die Erstreckung der markierbaren Bildregion hinaus.

Nun wird eine standardisierte Schaltungsanordnung zum Ansprechen auf jeden Puls in dem Codierer-abgeleiteten Signal am einfachsten entworfen, um ein gemeinsames Merkmal jedes Pulses zu erkennen. Somit können bestimmte Schaltungen ausgehend von einer vorderen (ansteigenden) Flanke eines Pulses arbeiten, andere ausgehend von einer hinteren (abfallenden) Flanke - jedoch wird allgemein jede Schaltung nur auf die eine oder die andere ansprechen, nicht jedoch auf beide.

Derartige Schaltungen wurden bis zu einer sehr hoch entwickelten Stufe für die Verwendung in Druckern, die nur unidirektional arbeiten können, entwickelt. Folglich ist es kostengünstig und auch sonst erwünscht, eine dieser stark verfeinerten, bereits existierenden Schaltungen auch in einer Maschine zu verwenden, die bidirektional arbeitet; jedoch entstehen beim Anpassen eines solches existierenden Entwurfs für die Verwendung in einer bidirektionalen Maschine zwei und manchmal drei Probleme.

(a) Codierer-Abmessungstoleranzen -- Fig. 8 zeigt die Situation unter der Annahme (jedoch nur für eine Bestimmtheit), daß die Codiererleseschaltungsanordnung von fallenden Flanken 14 (in anderen Worten 14a, 14b, ...) des anfänglichen Codierer-abgeleiteten Signalzugs 13 ausgelöst wird. Die abwechselnden lichtundurchlässigen Markierungen 11 und transparenten Segmente 12 (oder massive Balken und Öffnungen) des Codiererstreifens 10 sind in zeitlicher Ausrichtung mit den Signalen 13, 16 gezeigt, die das Ergebnis des Lesens dieser Merkmale durch ein transmissives optisches Emitter/Detektor-Paar sind.

Fig. 8 zeigt, daß die fallenden Flanken 14, 17 während des Betriebs in entgegengesetzte Richtungen nicht an den gleichen physikalischen Orten entlang des Streifens 10 auftreten. (Die Zeichnung stellt die Vorwärtsbewegung durch Zeitwerte tF, die nach rechts zunehmen, in einer Darstellung 19F der Signalstärke SF über der Zeit tF -- und die Rückwärtsbewegung durch Zeitwerte tB, die nach links zunehmen, in einer anderen, unteren solchen Darstellung 19B von SB über tB dar). Anders ausgedrückt unterscheidet sich das, was eine fallende Flanke 14, 17 bildet, wenn sich der Wagen in entgegengesetzte Richtungen bewegt.

Wenn sich der Wagen folglich von links nach rechts bewegt, befindet sich eine fallende Flanke 14 am rechten Ende jedes positiven Rechtecksignals; wenn sich der Wagen jedoch von rechts nach links bewegt, befindet sich die fallende Flanke 17 am linken Ende. Diese zwei Positionen sind durch die Breite T eines transparenten Segments (oder einer Öffnung) 12 des Codiererstreifens 10 getrennt.

Es ist zu erkennen, daß es, beim Auswählen des Punkts, an dem eine Markierung gemacht werden soll, möglich ist, die nominelle Breite des transparenten Segments 12 zu erlauben. Beispielsweise könnte das Abschießen eines Stifts um eine Zeitperiode verzögert werden, die automatisch aus der nominellen Breite des transparenten Segments 12 geteilt durch die Wagengeschwindigkeit berechnet wird. Obwohl diese Informationsteile während des Betriebs des Systems verfügbar sind, wären die Ergebnisse dieses Verfahrens aufgrund der bevorzugten Herstellungsverfahren zur Erzeugung des Codiererstreifens 10 nicht zufriedenstellend. Diese Verfahren entstehen aus der Wirtschaftlichkeit bezogen auf die Abmessungsanforderungen wie folgt.

Beim Herstellen des Codiererstreifens 10 ist die Abmessung, die am wichtigsten ist, um die höchste Präzision zu halten, die Gesamt-Periodizität P aus abwechselnden lichtundurchlässigen Balken 11 und transparenten Segmenten 12 -- das heißt die Abmessung P, die eine volle Wellenlänge des Signalzugs erzeugt. Die zwei internen Abmessungen jedes Markierungs- und -Transparent-Segment-Paars -- nämlich die Länge B des Balkens 11 und die Länge T des transparenten Segments 12 - sind viel weniger wichtig, speziell wenn der Codiererstreifen 10 zur Verwendung in einer Maschine eingestellt ist, die nur unidirektional arbeitet.

Bei einer unidirektionalen Druckmaschine besitzt nur der Abstand zwischen fallenden Flanken 14 (oder ansteigenden Flanken 15) irgendeine Bedeutung, lediglich unter der Voraussetzung, daß (1) der Abstand B von jeder fallenden Flanke 14 zu ihrer nächsten zugeordneten steigenden Flanke 15 groß genug ist, um zu ermöglichen, daß die Erfassungsvorrichtung die fallende Flanke erkennt; und (2) der Abstand T von jeder steigenden Flanke 15 zu ihrer nächsten zugeordneten fallenden Flanke 14 groß genug ist, um zu ermöglichen, daß die Erfassungsvorrichtung eine Selbstrücksetzung in Vorbereitung auf die Erfassung der fallenden Flanke durchführt.

Spezieller ist die Abmessungsgenauigkeit der Codiererstreifen-Merkmale, die in Fig. 8 gezeigt ist, lediglich plus oder minus ein Prozent für die volle periodische Musterbreite P, jedoch plus oder minus 10 bis 20 Prozent für die Breite des lichtundurchlässigen Balkens B allein. Wenn sich die bidirektionalen Codierersignale 13, 16 auf entgegengesetzte Enden eines undurchsichtigen Bereichs oder Balkens 11 beziehen, folgt die relative Genauigkeit der Positionierung in entgegengesetzten Richtungen der Abmessungsgenauigkeit des lichtundurchlässigen Bereichs 11, nämlich plus oder minus 10 bis 20 Prozent der nominellen Breite B des lichtundurchlässigen Balkens.

Es wäre insgesamt möglich, einen Codiererstreifen mit einer viel feineren Präzision der gerade genannten internen Abmessungen B, T herzustellen, Jedoch wäre ein derart hergestellter Codiererstreifen wesentlich aufwendiger.

Überdies wäre es verschwenderisch oder zumindest unökonomisch, einen derart aufwendigen Streifen in Maschinen, die lediglich unidirektional arbeiten, zu verwenden. Andererseits wäre es unerwünscht aufwendig, zwei unterschiedliche Arten von Streifen herzustellen und zu lagern (einen unaufwendigen für unidirektionale Maschinen; und einen weiteren aufwendigeren für bidirektionale Maschinen).

Bisher wurde folglich ein ökonomisches exaktes bidirektionales Drucken durch eine mühsame Auswahl zwischen zwei alternativen Problemen verhindert: entweder ist die bidirektionale Präzision schlecht, aufgrund der Ungenauigkeiten der internen Abmessungen B, T der Codiererstreifenmerkmale 11, 12; oder ein unerwünschter Aufwand wird beim Schaffen einer hohen Genauigkeit für diese Merkmale aufgebürdet.

(b) Flugzeit- und analoge Fehlausrichtungs-Effekte -- ein bestimmter Zeitbetrag vergeht zwischen der Ausgabe eines Markierungsbefehlpulses zu einem Druckkopf und dem Zeitpunkt, zu dem die Markierung tatsächlich auf dem Druckmedium erzeugt wird. Beispielsweise vergeht in einem Tintenstrahldrucker eine bestimmte Zeit zwischen:

- der Ausgabe eines Abschußbefehlpulses -- näherungsweise bei einer fallenden Flanke 14a eines Codierersignalzugs (Fig. 9) -- zu einer Stiftdüse 31, und

- dem Moment, zu dem ein resultierender Tintentropfen 32 tatsächlich das Medium 33 erreicht.

Während dieser Zeit bewegen sich der Wagen und der Stift 31 jedoch fortgesetzt über das Druckmedium 32 -- wobei sich, im Fall eines Tintenstrahlgeräts, auch der Tintentropfen 32 bewegt, selbst nachdem derselbe den Stift 31 verlassen hat. Die anfängliche Geschwindigkeitskomponente ~vcF des Tropfens 32 entlang der Druck-Achse oder -Dimension, ist bei einer Vorwärtsbewegung beinahe gleich der Wagengeschwindigkeit vcF; diese Geschwindigkeit nimmt wahrscheinlich (obwohl dies nicht dargestellt ist) ab, während sich der Tropfen 32 entlang der orthogonalen Achse oder Dimension zu dem Druckmedium 33 hin bewegt -- jedoch tritt, wie in Fig. 9 gezeigt ist, nichtsdestotrotz eine bestimmte Vorwärtsbewegung oder Verschiebung ΔxF des Tintentropfens 32 entlang der Druckachse auf, bevor der Tropfen 32 das Medium 33 erreicht, um einen Tintenpunkt 34 zu bilden.

Bei einer Druckmaschine, die unidirektional arbeitet, ist diese Verzögerung im wesentlichen ohne Folgen, da alle Tintentropfen 32 um beinahe den gleichen Abstand und in die gleiche Richtung versetzt werden. In anderen Worten ist das gesamte Bild gemeinsam entlang der Druckachse versetzt; dies beeinträchtigt jedoch nicht das resultierende gedruckte Bild, da keine relativen Versätze in dem Bild existieren - und daher keine Diskontinuitäten, keine Verzerrungen von Bildmerkmalen, usw..

Wie ferner in Fig. 9 gezeigt ist, liegen jedoch während des Bewegens in zwei entgegengesetzten Richtungen die jeweiligen auftetenden Versätze ΔxF, ΔxB in gleicher Weise in entgegengesetzten Richtungen vor. Das Ergebnis ist, daß, selbst wenn das Stiftabschießen in entgegengesetzten Richtungen bei exakt dem gleichen Punkt 14a, 18a entlang des Codiererstreifens 10 ausgelöst werden kann, der gegenseitige Gesamtversatz ΔxT = ΔxF + ΔxB zwischen zwei resultierenden Bildelementen näherungsweise zweimal der Wert ΔxF oder eines einzelnen durch eine Flugzeit erzeugten Versatzes ist.

Wenn folglich ein Band von Markierungen 34 erzeugt wird, während sich die Markierungsvorrichtung 31 in eine Richtung ("vorwärts") F bewegt, und nachfolgend ein weiteres Band 35 erzeugt wird, während sich die Vorrichtung 31 in die entgegengesetzte Richtung ("rückwärts") B bewegt, werden die Merkmale 34, 35 in den zwei Bändern zueinander fehlausgerichtet gebildet. In einem Wort ausgedrückt sind die Fehler additiv.

Physikalisch gesprochen werden die oben beschriebenen Beziehungen in allen bekannten bidirektionalen Tintenstrahldruckern erhalten. Es scheint jedoch, daß der Stand der Technik weder die Erkenntnis dieser Beziehungen, noch Maßnahmen, um die resultierenden Fehlausrichtungen zu überwinden, liefert.

Diese nachteiligen Effekte sind nicht notwendigerweise auf Tintenstrahlgeräte begrenzt. Eine bestimmte leichte Markierungsverzögerung in dem elektronischen System (und dem mechanischen System, wenn ein solches vorliegt) treten auch in anderen Typen von Druckern auf -- wie z. B. Punktmatrix- oder sogar Thermalpapier-Geräten. Grundsätzlich können derartige Verzögerungen vielleicht in einem System, das von Anfang an in Hinblick auf ein bidirektionales Bewegen entworfen wird, auf eine vernachlässigbare Größe reduziert werden.

Eine Anpassung bereits existierender unidirektionaler Systeme für einen bidirektionalen Betrieb kann jedoch unökonomisch sein, wenn eine relativ große Markierungsverzögerung in den ursprünglichen unidirektionalen Systementwurf auf einer relativ fundamentalen Ebene eingebaut werden muß. Es ist zu erkennen, daß keine große Motivation bestanden haben kann, eine solche relativ große Verzögerung in einem unidirektionalen System zu vermeiden, da eine solche Verzögerung ohne weiteres und zufriedenstellend an anderen Punkten in der Gesamtzeitgebung kompensiert werden kann.

Folglich verhindern die Flugzeit- und die analogen Fehlausrichtungs-Effekte die wirksame Verwendung eines bidirektionalen Druckens zum Erzeugen von Bildern mit hoher Genauigkeit. Diese Effekte sind im wesentlichen unabhängig von den Ungenauigkeiten, die in dem vorhergehenden Abschnitt erläutert wurden.

(c) Bildsprenkelung -- Wenn Tintenstrahldrucksysteme für eine hohe Farbsättigung auf einem Transparent-Druckmaterial verfeinert werden, wurde herausgefunden, daß es erwünscht ist, an jedem Pixelort zwei (oder sogar mehr) Tintentropfen abzulegen. Diese Behandlung liefert eine hohe Farbsättigung der Primär- und Sekundär-Farben, was in Farbbildern zur Folge hat, daß dieselben sehr ansprechend sind -- wobei ferner der Tonumfang komplexer Farben, die gedruckt werden können, erweitert ist.

Es wurde jedoch bemerkt, daß, wenn derartige Systeme bidirektional arbeiten, und wenn die Zeitgebung des Tintentropfenabschießens sehr exakt durchgeführt wird, die gedruckten Transparentfolien eine unannehmbare "Sprenkelung" (mottling) in den durchgehend mit Farben gefüllten Bereichen zeigen - speziell für Cyan. Dieser visuelle Effekt ist ziemlich unerfreulich und verringert den Wert des Drucksystems für den Verbraucher.

Eine Möglichkeit, dieses Problem zu vermeiden, besteht darin, ein effektiveres Trocknen zu liefern, indem der Drucker beispielsweise langsamer betrieben wird, um eine größere Trocknungszeit zwischen Stiftdurchläufen über das Transparentmaterial zu liefern. Ein langsamerer Betrieb verringert jedoch den Arbeitsgesamtdurchsatz unannehmbar (das heißt Seiten pro Zeiteinheit).

Das US-Patent 4,617,580, erteilt an Miyakawa, lehrt, daß eine geringe Flüssigkeitsabsorption eines Transparentfilms beim Drucken flüssiger Tinte bekämpft werden kann, indem eine Mehrzahl von kleineren Tintentröpfchen auf einem Bereich verwendet wird, der ursprünglicherweise als ein Ein- Pixel-Bereich betrachtet wurde -- wobei die Tröpfchen systematisch leicht um einen vorbestimmten Abstand auseinandergeschoben sind. Das US-Patent 4,575,730, erteilt an Logan, versucht, das ungleichmäßige Erscheinen eines großflächigen Tintenstrahldruckens, das als "Cord-Textur eines Waschbretterscheinens" bezeichnet wird, durch das zufällige Überlappen von Tintenpunkten zu korrigieren. Es wurde jedoch nicht gelehrt, wie solche Techniken sowohl ökonomisch als auch wirksam beim bidirektionalen Drucken anzuwenden sind, speziell in Zusammenhang mit einer vorexistierenden Maschinenarchitektur.

Zusätzlich dazu gibt es ferner weitere Aspekte bekannter Technologie von Interesse. Beispielsweise beschreibt in der IBM Technical Disclosure Bulletin (Vol 31, Nr. 9, Februar 1989) ein Artikel mit dem Titel "Tracking Carrier Position for Printing in Bidirectional Printers" ein Verfahren zum Beseitigen eines Positionsfehlers verursacht durch ein zweiphasiges Positionierungserfassungssystem, wenn es bidirektional verwendet wird, während es die Fähigkeit beibehält, Verschiebungen zu erfassen, die durch äußere Kräfte bewirkt werden, indem der gleiche Phasenübergang in jeder Bewegungsrichtung verwendet wird. Auch das US-Patent 4.345.263, das 1982 an Tazaki u. a. erteilt wurde und den Titel "Recording Apparatus" hat, beschreibt eine Aufzeichnungsvorrichtung, die eine Tintenstrahlstation zum Drucken in zwei Richtungen während einer Bewegung eines Wagens bzw. Schlittens durch einen Linearmotor aufweist. Ferner beschreibt die japanische Patentveröffentlichung 2-131973 vom Mai 1990 mit dem Titel "Printing Timing Regulation Circuit" ein Verfahren zum Regeln eines Drucktimings bzw. einer Druckzeitgebung bei einem bidirektionalen Drucken von einem seriellen Rasterdrucker, indem eine Mehrzahl von Widerständen, Dioden und Wählern bzw. Schaltern für Düsen, die unterschiedliche Tintenteilcheninjektionsrichtungen aufweisen, verwendet werden, und indem ein beliebiger Widerstand durch den Wähler ausgewählt wird.

Wie nun zu sehen ist, sind wichtige Aspekte der Technologie, die auf dem Gebiet der Erfindung verwendet wird, für eine brauchbare Verbesserung empfänglich.

ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG

Die vorliegende Erfindung führt eine solche Verbesserung ein. Gemäß ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen besitzt die vorliegende Erfindung mehrere Aspekte oder Facetten. Diese Aspekte können unabhängig durchgeführt werden, wobei es jedoch -- wie zu sehen sein wird -- für einen optimalen Genuß aller ihrer Vorteile bevorzugt ist, daß dieselben in Kombination miteinander durchgeführt werden.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen einer ersten Facette oder eines ersten Aspekts ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Drucken von Bildern auf einem Druckmedium durch ein Zusammensetzen von einzelnen Markierungen, die durch einen bidirektional arbeitenden Druckkopf, der entlang einer Druckachse arbeitet, in Pixelarrays gebildet wird. Der Druckkopf arbeitet folglich, während die Position des Druckkopfs durch Bezugnahme auf Graduierungen einer Skala bestimmt wird -- wobei jede Graduierung ein erstes und ein zweites physikalisches Merkmal aufweist.

Es wird zu erkennen sein, daß der Ausdruck "erste und zweite physikalische Merkmale" nur für eine Bestimmtheit verwendet ist, um anzuzeigen, daß zumindest zwei Kategorien oder Arten von physikalischen Merkmalen existieren -- und zu identifizieren sind. Dieser Ausdruck ist nicht dazu bestimmt, zu suggerieren, daß die "ersten" Merkmale den "zweiten" Merkmalen in irgendeinem Sinne oder in irgendeinem speziellen Teil der Skala vorhergehen; im Gegenteil kann das physikalische Merkmal, das zuerst an einem Ende der Skala zu finden ist, entweder eines der "ersten" oder eines der "zweiten" physikalischen Merkmale sein, wie es für Betriebsentwurfszwecke bevorzugt ist.

Das Verfahren umfaßt den Schritt des Bewegens des Kopfs in einer ersten Richtung; und ferner den Schritt des, während der Kopf in die erste Richtung bewegt wird, Betreibens eines Positionsbestimmungssystems, das Graduierungen der Skala erfaßt. Das Positionsbestimmungssystem trifft auf das erste und das zweite physikalische Merkmal jeder Graduierung in einer ersten speziellen Reihenfolge.

Das Verfahren umfaßt ferner den Schritt des, während der Kopf in die erste Richtung bewegt wird, Steuern des Kopfes durch Bezugnahme auf die ersten physikalischen Merkmale, und ausschließlich auf diese Merkmale, um Markierungen auf dem Druckmedium zu bilden.

Das Verfahren des ersten Aspektes der Erfindung umfaßt ferner den Schritt des nachfolgenden Bewegens des Kopfs in eine zweite Richtung. Dieses gleiche Verfahren umfaßt ferner den Schritt des, während der Kopf in die zweite Richtung bewegt wird, Betreiben des gleichen Positionsbestimmungssystems, das die gleichen Graduierungen erfaßt, das jedoch auf die gleichen ersten und zweiten physikalischen Merkmale jeder Graduierung in einer zweiten speziellen Reihenfolge, die die Umkehr der ersten Reihenfolge ist, trifft.

Weiterhin umfaßt das Verfahren der ersten Facette oder des ersten Aspekts der Erfindung überdies den Schritt des, während der Kopf in die zweite Richtung bewegt wird, Steuerns des Kopfes durch Bezugnahme auf die ersten physikalischen Merkmale, und wiederum ausschließlich auf diese Merkmale, um Markierungen auf dem Druckmedium zu bilden.

Durch diese Vorkehrungen werden die Markierungen unabhängig von der Bewegungsrichtung durch Bezugnahme auf die gleichen physikalischen Positionen auf dem Druckmedium gebildet, ungeachtet der umgekehrten Reihenfolge, in der die ersten und zweiten physikalischen Merkmale jeder Graduierung angetroffen werden.

Das vorhergehende kann eine Beschreibung oder Definition des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung in ihren breitesten oder allgemeinen Ausdrücken sein. Selbst in einer solchen allgemeinen oder breiten Form löst die Erfindung jedoch, wie nun zu sehen ist, die oben umrissenen Probleme des Stands der Technik.

Da die Positionierung der Markierungen auf dem Medium stets auf den gleichen Satz von physikalischen Merkmalen Bezug nimmt, gewährt die Erfindung, spezieller ausgedrückt, dem Stiftpositionierungssystem die Positionierungsgenauigkeit von plus oder minus ein Prozent des vollen Signalverlaufs, und nicht die Genauigkeit von plus oder minus 20 Prozent der lichtundurchlässigen Abschnitte.

Obwohl die Erfindung somit relativ zum Stand der Technik einen sehr signifikanten Vorteil liefert, wird dieselbe nichtsdestotrotz für den größten Genuß an den Vorteilen der Erfindung vorzugsweise in Verbindung mit bestimmten anderen Merkmalen oder Charakteristika, die die Vorteile derselben verstärken, durchgeführt.

Insbesondere sind die ersten und die zweiten physikalischen Merkmale vorzugsweise sich periodisch wiederholende Merkmale, wobei die Verfahrensschritte bezüglich dieser sich periodisch wiederholenden Merkmale wirksam sind. Es ist ferner bevorzugt, daß die ersten und die zweiten physikalischen Merkmale jeweils erste und zweite Flanken jeder Graduierung der Skala sind.

Es ist ferner bevorzugt, daß, während der Bewegung des Kopfs in der ersten Richtung, der Positionsbestimmungssystem-Betriebsschritt das Liefern eines ersten ursprünglichen elektrischen Positionsanzeige-Signalverlaufs umfaßt. Dieser Signalverlauf besitzt erste und zweite elektrische Merkmale eines entgegengesetzten Sinns, die jeweils von der Erfassung der ersten und zweiten physikalischen Merkmale der Skala abgeleitet werden.

Während der Bewegung des Kopfes in der ersten Richtung umfaßt in diesem Fall der Kopfsteuerschritt das Steuern des Kopfs durch Bezugnahme auf das erste elektrische Merkmal des ersten ursprünglichen Signalverlaufs. Ferner ist es bevorzugt, daß, während des Bewegens des Kopfs in der zweiten Richtung, der Positionsbestimmungssystem-Betriebsschritt das Liefern eines zweiten ursprünglichen elektrischen Positionsanzeigesignalverlaufs aufweist, der den gleichen ersten und zweiten elektrischen Signalverlauf besitzt, der die gleichen ersten und zweiten elektrischen Merkmale eines entgegengesetzten Sinns besitzt.

Diese Merkmale werden jeweils aus der Erfassung der ersten und der zweiten physikalischen Merkmale der Skala abgeleitet. Dieselben sind jedoch alle relativ zu dem Auftreten derselben in dem ersten ursprünglichen Signalverlauf im umgekehrten Sinn.

Das Verfahren umfaßt bei diesem bevorzugten Fall ferner den Schritt des, während der Kopf in der zweiten Richtung bewegt wird und das Positionsbestimmungssystem betrieben wird, Ableitens einer neuen Version des zweiten ursprünglichen Signalverlaufs, der die gleichen ersten und zweiten Merkmale eines entgegengesetzten Sinns aufweist, aus dem zweiten ursprünglichen elektrischen Positionsanzeigesignalverlauf. Nun ist jedoch jedes dieser Merkmale relativ zu den Merkmalen in dem zweiten ursprünglichen Signalverlauf sinnmäßig umgekehrt; folglich besitzt das zweite Merkmal der neuen Version den gleichen Sinn wie das erste Merkmal des ersten ursprünglichen Signalverlaufs.

Als ein Beispiel des bevorzugten Systems, das gerade beschrieben wurde, kann der Signalverlauf ein Rechtecksignal sein, wobei die Merkmale eine ansteigende Flanke und eine abfallende Flanke jedes Rechteckpulses sein können; dieses Beispiel ist in der Tat ein bevorzugter Signalverlauf zur Verwendung bei der Erfindung, wobei jedoch andere Merkmale substituiert werden können -- wie z. B. eine Stufe einer speziellen Größe, oder eine Spannungsspitze einer speziellen Polarität oder Größe, oder in einem FM-System eine Frequenzverschiebung, usw..

Es ist bezüglich dieses bevorzugten Systems zu erkennen, daß, wenn der zweite Signalverlauf ordnungsgemäß erzeugt ist, das zweite Merkmal dieses Signalverlaufs physikalisch dem gleichen Auftreten wie das erste Merkmal des ersten Signalverlaufs entspricht; das will heißen, daß dieselben identisch die gleiche Position über das Druckmedium darstellen. Es ist ferner zu erkennen, daß das zweite Merkmal der neuen Version des zweiten Signalverlaufs -- wobei dieses Merkmal nun den gleichen Sinn wie das erste Merkmal des ersten ursprünglichen Signalverlaufs aufweist -- ebenfalls identisch die gleiche Position über das Druckmedium darstellt wie das erste Merkmal des ersten ursprünglichen Signalverlaufs.

Folglich kann, fortsetzend mit dem Beispiel, das oben genannt ist, der Druckkopf durch Bezugnahme auf eine fallende Flanke während des Betriebs in beiden Richtungen gesteuert werden. Ein vorexistierendes, gut verfeinertes und nun standardmäßiges elektronisches System ist überdies -- aufgrund der Sinnumkehr -- in der Lage, identisch auf (1) das zweite Merkmal der neuen Version und (2) das erste Merkmal des ersten ursprünglichen Signalverlaufs anzusprechen.

Kurz gesagt kann die Vorrichtung jede Stiftposition durch Bezugnahme auf ein identisch gleiches Merkmal (nur zweimal umgekehrt im Sinn) des elementaren Signalverlaufs definieren; und somit durch Bezugnahme auf eine physikalisch identische Position über das Druckmedium. Somit wird die oben genannte Genauigkeitsverbesserung mit einem elektronischen System erhalten, das nur minimal modifiziert ist -- das heißt nur durch die Einführung einer Sinn-Umkehrungsstufe, die nur während der Bewegung in einer Richtung wirksam ist. Es ist jedoch zu erkennen, daß grundsätzlich die gleichen Vorteile, Genauigkeitsvorteile, mit einem etwas größeren Maß eines System-Neuentwurfs erhalten werden können, indem bewirkt wird, daß das Positionsbestimmungssystem -- beispielsweise -- während der Bewegung ausschließlich in einer Richtung auf ansteigende Flanken anspricht, während jedoch während der Bewegung in der entgegengesetzten Richtung durch fallende Flanken ausgelöst wird.

Als ein weiteres Beispiel zusätzlicher Charakteristika oder Merkmale, die die Vorteile der Erfindung weiter vermehren, ist es bevorzugt, daß der Ableitungsschritt das Invertieren des zweiten ursprünglichen Signalverlaufs umfaßt, um einen invertierten Signalverlauf zu erzeugen, der die neue Version ist. Die Inversion ist einfach die geeignete Transformation, die erforderlich ist, um den Sinn der Merkmale in dem bevorzugten Fall eines Rechtecksignals umzukehren, bei dem die Merkmale, wie vorher erwähnt wurde, eine ansteigende Flanke und eine abfallende Flanke sind -- und könnte auch in dem Fall einer Spitze einer bestimmten Polarität geeignet sein; jedoch könnten kompliziertere Maßnahmen in beispielsweise einem FM-System erforderlich sein.

Es ist ferner bevorzugt, daß der Druckkopf einen Tintenstrahlstift aufweist; und daß der Steuerschritt das Betreiben des Tintenstrahlstifts umfaßt, um Tintentropfen zu dem Druckmedium hin auszustoßen, um die Markierungen auf dem Medium zu bilden. Wie vorher erwähnt wurde, ist es überdies bevorzugt, diese erste Facette oder diesen ersten Aspekt der Erfindung in Verbindung mit weiteren Aspekten, die nachfolgend dargelegt werden, durchzuführen.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen einer zweiten verwandten Facette ist die Erfindung eine Vorrichtung zum Drucken von Bildern auf einem Druckmedium durch ein Zusammensetzen von einzelnen Markierungen, die in Pixelarrays gebildet werden. Die Vorrichtung umfaßt eine bestimmte Einrichtung zum Tragen eines solchen Druckmediums; zu Zwecken der Verallgemeinerung und der Breite bei der Erläuterung der Erfindung wird diese Einrichtung als die "Trägereinrichtung" bezeichnet. (In dem vorhergehenden Satz, und in bestimmten der beigefügten Ansprüche, ist das Wort "solches" verwendet, um hervorzuheben, daß das Druckmedium selbst nicht notwendigerweise ein Teil der Vorrichtung der Erfindung ist, sondern vielmehr nur ein Teil des Betriebszusammenhangs oder der Umgebung der Erfindung).

Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Druckkopf, der für eine Bewegung über das Medium angeordnet ist, und eine bestimmte Einrichtung zum bidirektionalen Bewegen des Kopfs über das Medium -- wobei diese Einrichtung (wiederum für eine Breite und Verallgemeinerung) als "Bewegungseinrichtung" bezeichnet wird. Zusätzlich besitzt die Vorrichtung einen Codiererstreifen, der sich parallel zu der Druckkopfbewegung quer zu dem Medium über die Trägereinrichtung erstreckt.

Die Vorrichtung enthält ferner eine bestimmte elektrooptische Einrichtung zum Lesen des Codiererstreifens, um ein Rechtecksignal zu erzeugen, dessen Pulse jeweils Positionen über das Medium entsprechen. Ferner enthalten sind bestimmte Einrichtungen, die verschaltet sind, um das Rechtecksignal von der "elektrooptischen Einrichtung" zu empfangen, um ausschließlich auf die ersten physikalischen Merkmale anzusprechen -- ungeachtet der Bewegungsrichtung -- um den Kopf zu steuern, um Markierungen auf dem Medium zu bilden. Diese zuletzt genannte Einrichtung wird als die "Ansprecheinrichtung" bezeichnet.

Die vorhergehenden Absätze können eine Definition oder Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der zweiten Facette oder des zweiten Aspekts der Erfindung in seiner allgemeinsten, breitesten Form liefern. Es ist jedoch zu sehen, daß diese Facette der Erfindung selbst in dieser allgemeinen Form die benötigte Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik liefert.

Insbesondere ermöglicht die Erfindung in dieser Form eine Stiftpositionierung, die auf tatsächliche physikalische Merkmale einer mechanischen Struktur (des Codiererstreifens) bezogen ist -- und speziell auf die identisch gleichen Merkmale während einer Stiftbewegung in beiden Richtungen. In dem speziellen Fall eines bidirektionalen Paars von Positionsbestimmungen, die beide auf ein einziges identisches Merkmal bezogen sind, kann die Ungenauigkeit, die der relativen Positionsmessung, wie zwischen den zwei Positionen, zugeordnet ist, im wesentlichen auf den Begrenzungswert, der durch das Verfahren des Erfassens der Codiererstreifen-Merkmale gesteuert ist, reduziert sein, im Unterschied zu Werten, die durch mechanische Toleranzen des Codiererstreifens festgelegt werden.

(Wie nachfolgend erklärt wird, ist dies nicht die bevorzugteste Form der Erfindung. Dieselbe könnte jedoch für spezielle Anwendungen nützlich sein, beispielsweise beim Bilden einer extrem exakten Registrierungs- oder Ausrichtungs-Markierung -- die aus zwei sehr wenig beabstandeten Punkten oder Linien besteht).

Obwohl diese zweite Facette der Erfindung in ihrer breiten Form folglich vorteilhaft ist, wird für den größten Genuß der Vorteile derselben die zweite Facette der Erfindung vorzugsweise in Verbindung mit bestimmten anderen Merkmalen oder Charakteristika durchgeführt. Bestimmte dieser Merkmale sind die vorher genannten weiteren unabhängigen Facetten oder Aspekte der Erfindung.

Insbesondere ist es, wie bezugnehmend auf die dritte und die vierte Facette der Erfindung kurz erklärt wird, stark bevorzugt, Positionsbestimmungspaare für eine einzelne gewünschte Markierung auf zwei entsprechend benachbarte Paare von transparenten (oder lichtundurchlässigen) Elementen des Codiererstreifens zu beziehen, und nicht auf ein einzelnes Element. In diesem beträchtlich vorteilhafteren Fall -- dem Fall von spezifischen Bilddetails, die während einer Stiftbewegung in zwei unterschiedlichen Richtungen auf beliebige zwei unterschiedliche Codierstreifen-Merkmale bezogen werden -- kann die Positionierung innerhalb der Abmessungstoleranz erreicht werden, die einer vollen Periode der periodischen Struktur des Codiererstreifens zugeordnet ist.

Diese Abmessungstoleranz ist typischerweise größer als die Erfassungsverfahren-Ungenauigkeit, die in dem vierten vorhergehenden Absatz genannt wurde. Zumindest eine gesamte Größenordnung feiner als die Ungenauigkeit, die der Breite eines einzelnen transparenten (oder lichtundurchlässigen) Elements des Streifens zugeordnet ist, ist jedoch bevorzugt. Das Wort "bevorzugt" wird hier verwendet, da -- wie in dem Abschnitt "STAND DER TECHNIK" dieses Dokuments erwähnt wurde -- eine signifikante Wirtschaftlichkeit durch das Herstellen eines Codiererstreifens, bei dem die einzelnen Elemente eine viel lockerere Toleranz als die einer vollen periodischen Struktur aufweisen, realisiert wird.

Folglich ist es bevorzugt, daß der Codiererstreifen (1) eine Abmessungstoleranz in der Größenordnung von plus oder minus ein Prozent von einer speziellen Seite jedes lichtundurchlässigen Elements zu der entsprechenden speziellen Seite des nächsten lichtundurchlässigen Elements; und (2) eine Abmessungstoleranz in der Größenordnung von plus oder minus 10 bis 20 Prozent über jedes lichtundurchlässige Element aufweist. Entsprechend ist es bevorzugt, daß durch den Betrieb der richtungsempfindlichen Einrichtung, die oben genannt ist, die Positionierungsgenauigkeit der Ansprecheinrichtung in der Größenordnung von plus oder minus ein Prozent ist.

Es wird ferner als bevorzugt betrachtet, daß die oben eingeführte "Ansprecheinrichtung" eine bestimmte Einrichtung zum Ansprechen auf fallende Flanken eines empfangenen Signalzugs aufweist, um den Kopf zu steuern, um Markierungen auf dem Medium zu bilden. (Zu Zwecken dieses zweiten Aspekts der Erfindung ist es offensichtlich, daß andere Signalverlauftypen und entsprechende andere Merkmale -- wie oben erwähnt wurde -- Äquivalente zu einem Rechtecksignal und seinen fallenden Flanken sein können).

Die Vorrichtung dieser bevorzugten Form der zweiten Facette der Erfindung besitzt zusätzliche eine richtungsempfindliche Einrichtung, die zwischen die elektrooptische Einrichtung und die Ansprecheinrichtung geschaltet ist, zum Invertieren des Rechtecksignals vor dem Empfang durch die Ansprecheinrichtung während der Abtastung in nur einer der zwei Bewegungsrichtungen des Kopfs über das Medium. (Auch hier können, wie oben bezugnehmend auf FM-Systeme und dergleichen erläutert wurde, andere Arten einer Richtungsumkehr für andere Signalverlaufstypen äquivalent zu einer Inversion sein).

Ein dritter Aspekt der Erfindung ist bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ein Verfahren zum Drucken von Bildern auf ein Druckmedium durch ein Zusammensetzen von einzelnen Markierungen, die in Pixelarrays durch einen bidirektional arbeitenden Druckkopf gebildet werden. Dieses Verfahren umfaßt den Schritt des Bewegens des Kopfs in einer ersten Richtung.

Das Verfahren umfaßt ferner den Schritt des, während der Kopf in der ersten Richtung bewegt wird, ersten Initiierens einer Bildung einer ersten Markierung auf dem Druckmedium an einer ersten Auslöseposition. Diese erste Markierung wird an einem ersten Markierungsort auf dem Medium gebildet, der (aufgrund der Flugzeit- oder analogen Effekte, die vorher erläutert wurden) entlang der ersten Richtung weiter entfernt ist als die erste Auslöseposition.

Das Verfahren umfaßt zusätzlich die Schritte des nachfolgenden Bewegens des Kopfs in einer zweiten Richtung; und des, während der Kopf in der zweiten Richtung bewegt wird, zweiten Initiierens der Bildung einer zweiten Markierung auf dem Druckmedium. (Wie zu erkennen ist, wird am typischsten die Bewegung des Kopfs in der ersten Richtung abgeschlossen, indem eine gegenüberliegende Kante des Druckmediums hinsichtlich einer Startkante erreicht wird, bevor die Bewegung in der zweiten Richtung beginnt; im typischsten Fall sind die zwei Richtungen einfach entgegengesetzte Richtungen entlang einer einzelnen Stiftdruckachse).

Diese zweite Markierung wird dann auf dem Medium an einem zweiten Markierungsort gebildet, der entlang der zweiten Richtung weiter entfernt ist als die zweite Auslöseposition. Gemäß diesem Verfahren ist die zweite Auslöseposition entlang der ersten Richtung weiter entfernt als der erste Markierungsort.

Es ist nun zu sehen, daß dieser dritte Aspekt der Erfindung, selbst wenn er derart breit oder allgemein ausgedrückt ist, hinsichtlich der bekannten Systeme, die vorher erläutert wurden, einen sehr wichtigen Vorteil liefert -- nämlich, daß die unerwünschten, entgegengesetzt wirkenden Flugzeiteffekte durch dieses Verfahren des Annäherns der erwünschten Markierungsposition von zwei entsprechend entgegengesetzten Auslösepunkten überwunden werden können. In anderen Worten heißt das, daß die gewünschte Markierungsposition zwischen zwei Auslösepunkten eingeklammert wird: einer wird verwendet, wenn sich der Stift aus der ersten Richtung nähert, während der andere verwendet wird, wenn sich der Stift aus der zweiten Richtung nähert.

Obwohl dieses Verfahren gemäß der breiten Charakterisierung dadurch eine wichtige Verbesserung liefert, wird dasselbe für den vollen Genuß seiner Vorteile doch vorzugsweise in Verbindung mit bestimmten anderen Charakteristika oder Merkmalen durchgeführt. Speziell ist es bevorzugt, daß die erste und die zweite Auslöseposition zumindest grob äquidistant von der ersten Markierung sind, so daß die erste und die zweite Markierung zumindest grob miteinander ausgerichtet sind.

Es ist ferner bevorzugt -- wenn die Erfindung in einem bevorzugten Zusammenhang eines Drucksystems, das ein System von feinen Unterpixelbeabstandungen beispielsweise durch eine Interpolation zwischen Codierermerkmalen liefert, durchgeführt wird -- daß zumindest eine der ersten und der zweiten Auslöseposition automatisch innerhalb näherungsweise des nächsten vierundzwanzigstel Millimeters (sechs Hundertstel eines Inch) eines Orts positioniert wird, der erforderlich ist, um die erste und die zweite Markierung in wechselseitige Ausrichtung zu bringen.

In anderen Systemen, die stattdessen direkt auf Codiererstrukturen oder andere periodische Strukturen entlang einer Skala bezogen sind, umfaßt der Schritt des "ersten Initiierens" vorzugsweise den Teilschritt des, während der Kopf in der ersten Richtung bewegt wird, ersten Zählens der periodischen Strukturen entlang einer Skala, um eine erste spezielle dieser Strukturen zu lokalisieren. Diese erste spezielle Struktur wird verwendet, um eine Position zum Auslösen der Bildung einer ersten Markierung auf dem Druckmedium zu definieren. In diesem Fall umfaßt der Schritt des "ersten Initiierens" vorzugsweise auch den Teilschritt des Auslösens der Bildung der ersten Markierung bezugnehmend auf die erste spezielle Struktur.

Darüberhinaus umfaßt, noch bezüglich Systemen, bei denen die Positionierung direkt auf Codiererstrukturen bezogen ist, der Schritt des "zweiten Initiierens" vorzugsweise den Teilschritt des, während der Kopf in der zweiten Richtung bewegt wird, zweiten Zählens von periodischen Strukturen entlang der gleichen Skala, um eine zweite spezielle der Strukturen zu lokalisieren. Diese zweite spezielle Struktur wird verwendet, um eine Position zu definieren, bezugnehmend auf die die Bildung einer zweiten Markierung auf dem Medium -- in Ausrichtung mit der ersten Markierung -- ausgelöst werden soll. Dieser Schritt des "zweiten Initiierens" dieser bevorzugten Form der Erfindung (für Direkt-Codierer-Bezug-Systeme) umfaßt ferner den Teilschritt des Auslösens der Bildung der zweiten Markierung bezugnehmend auf die zweite spezielle Struktur.

Überdies umfaßt der oben genannte Schritt des "zweiten Zählens" folgende Schritte:

(a) Zählen einer periodischen Struktur, die entlang der Skala um zumindest eine strukturelle Einheit von der ersten speziellen der Strukturen verschoben ist, und

(b) Identifizieren der verschobenen periodischen Struktur als die zweite spezielle der periodischen Strukturen.

Zusammenfassend löst das System, um zwei Markierungen zu bilden, die zueinander ausgerichtet sind, jeweils während der Bewegung in zwei unterschiedlichen Richtungen, die Bildungen der zwei Markierungen nicht ausgehend von einem einzelnen strukturellen Element oder einer einzelnen strukturellen Einheit der Skala aus. Vielmehr löst dasselbe die Bildung der zwei Markierungen jeweils ausgehend von zwei unterschiedlichen Auslöse- oder Initiierungs-Punkten aus, die bei Direkt-Codierer-Bezug-Systemen um zumindest eine strukturelle Einheit gegeneinander verschoben sind.

Dieses bevorzugte Verfahren für Direkt-Codierer-Bezug-Systeme umfaßt ferner den Schritt des, nach dem Zählen der zweiten speziellen der Strukturen, Verzögerns des Auslösens der Bildung der zweiten Markierung, so daß die zweite Markierung unter Berücksichtigung der Zeit, die bei der Bildung der beiden Markierungen verstreicht, im wesentlichen mit der ersten Markierung ausgerichtet ist.

Zusätzlich ist es, nun wieder allgemeiner bezugnehmend auf den dritten Aspekt und die dritte Facette der Erfindung, bevorzugt, daß der Druckkopf einen Tintenstrahlstift aufweist; und daß der Auslöseschritt das Leiten eines elektrischen Signals zu dem Tintenstrahlstift aufweist, um Tintentropfen zu dem Druckmedium hin auszustoßen, um die Markierungen auf dem Medium zu bilden. Wie nun zu sehen ist, ist dieser dritte Aspekt der Erfindung speziell vorteilhaft, wenn der Druckkopf ein Tintenstrahlstift ist, aufgrund der virtuell unvermeidbaren, fundamentalen Beschaffenheit der Tintentropfen-Flugzeit-Effekte bei der Verwendung von bidirektional arbeitenden Tintenstrahlstiften; jedoch machen analoge Markierungsverzögerungen in anderen Systemen (die in dem Abschnitt "STAND DER TECHNIK" genannt sind) diesen Aspekt selbst in Systemen zweckmäßig, die keine ausgestoßenen Tintentropfen verwenden.

Bei Direkt-Codierer-Bezug-Systemen ist es ferner bevorzugt, daß der Schritt des zweiten Zählens das Zählen einer periodischen Struktur aufweist, die entlang der Skala um exakt eine strukturelle Einheit bezüglich der ersten speziellen Struktur verschoben ist. Zusätzlich ist es bevorzugt, daß der Verzögerungsschritt das Verzögern des Auslösens, bis der Markierungskopf einen Auslösepunkt erreicht, der ein spezieller Bruchteil der Länge einer strukturellen Einheit an der zweiten speziellen Struktur vorbei ist, umfaßt.

In diesem Zusammenhang ist es ferner bevorzugt, daß die erste Markierung um einen ersten spezifischen Bruchteil einer strukturellen Einheit von der ersten speziellen Struktur zu der ersten Richtung hin gebildet ist; und daß die zweite Markierung um einen zweiten spezifischen Bruchteil einer strukturellen Einheit von dem Auslösepunkt zu der zweiten Richtung hin gebildet ist. Gelten diese Vorkehrungen, dann ist es ferner bevorzugt, daß der spezielle Bruchteil plus der erste und der zweite spezifische Bruchteil, die gerade genannt wurden, gleich einer Einheit sind.

Physikalisch ausgedrückt bedeutet dies -- für ein Tintenstrahlsystem -- daß der Abstand zwischen benachbarten periodischen Merkmalen (beispielsweise den linken Flanken von Graduierungen) der Skala tatsächlich in drei Segmente unterteilt, oder verteilt, ist:

(1) den Flugabstand für einen Tintentropfen, der sich in der ersten Richtung bewegt, plus alle weiteren mechanischen Verzögerungen oder Auslöseverzögerungen, die inhärent in dem System sind;

(2) der Flugabstand für eine Tintentropfenbewegung in der zweiten Richtung, plus weitere mechanische oder inhärente Auslöseverzögerungen; und

(3) der Abstand, um den sich der Stift während einer vorsätzlich eingeführten zusätzlichen Auslöseverzögerung bewegt, die ausgewählt ist, um zu bewirken, daß die zwei Tropfen im wesentlichen an dem gleichen Punkt landen.

Eine analoge Unterteilung wird verwendet, selbst wenn kein Tintentropfen-"Flugabstand" oder keine -"Flugzeit" existiert, um die mechanischen Verzögerungen und inhärenten Auslöseverzögerungen allein aufzunehmen.

Eine vierte Facette oder ein vierter Aspekt der Erfindung ist gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen eine Vorrichtung zum Drucken von Bildern auf einem Druckmedium durch ein Zusammensetzen einzelner Markierungen, die in Pixelarrays gebildet werden. Die Vorrichtung umfaßt eine bestimmte Einrichtung zum Tragen eines solchen Druckmediums -- die, wie vorher, als "Trägereinrichtung" bezeichnet wird.

Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Druckkopf, der für eine Bewegung über das Medium angeordnet ist, wenn das Medium in die Medienträgereinrichtung eingebracht ist. Zusätzlich umfaßt die Vorrichtung eine bestimmte Einrichtung zum bidirektionalen Bewegen des Kopfs über das Medium.

Ferner umfaßt die Vorrichtung einen Codiererstreifen, der sich parallel zu der Druckkopfbewegung über das Medium quer zu dem Medium erstreckt. Ferner sind in der Vorrichtung elektrooptische Einrichtung enthalten, um den Codiererstreifen zu lesen, um elektronische Pulse zu erzeugen, die jeweils Positionen entlang des Codiererstreifens entsprechen, und dadurch Positionen über das Medium.

Zusätzlich umfaßt die Vorrichtung eine bestimmte Einrichtung, die verschaltet ist, um die Pulse von der elektrooptischen Einrichtung zu empfangen, um die Pulse zu zählen und auf dieselben anzusprechen, um den Kopf zu steuern, um Markierungen an bestimmten Orten auf dem Medium zu bilden. Die Vorrichtung umfaßt ferner eine bestimmte richtungsempfindliche Einrichtung, die zwischen die elektrooptische Einrichtung und die Ansprecheinrichtung geschaltet ist, um -- tatsächlich -- während der Bewegung zu speziellen Orten zumindest einen Puls weniger zu zählen (in anderen Worten, tatsächlich zu einer Position zu zählen, d. h. entsprechend zu einer Pulszahl, die um zumindest eins kleiner ist), jedoch nur in einer der zwei Bewegungsrichtungen des Kopfs über das Medium.

Wie nun erkannt werden kann, bezieht sich dieser vierte Vorrichtungs-Aspekt oder diese -Facette der Erfindung auf den zweiten Verfahrensaspekt, der bereits eingeführt wurde - und besitzt selbst in der allgemeinen, gerade beschriebenen Form eng darauf bezogene Vorteile. Insbesondere die bereits beschriebene vorteilhafte dreiteilige Aufteilung der Abschnitte des Abstands zwischen periodischen Merkmalen einer Skala wird hier in Zusammenhang mit der speziellen Art der Skala, die als ein Codiererstreifen bekannt ist, angewendet.

Nichtsdestotrotz ist es, wie vorher, bevorzugt, diesen vierten Aspekt der Erfindung in Verbindung mit zusätzlichen Charakteristika oder Merkmalen, die Vorteile der Erfindung verstärken und optimieren, durchzuführen. Beispielsweise ist es bevorzugt, daß die richtungsempfindliche Einrichtung ferner eine Einrichtung zum Einbringen einer Verzögerung zwischen die elektrooptische Einrichtung und die Ansprecheinrichtung während der Bewegung in nur einer Richtung aufweist -- wodurch die Steuerung des Kopfs, um Markierungen auf dem Medium zu bilden, bis nach dem Auftreten spezieller Pulszählwerte verzögert wird.

Obwohl diese zusätzliche Verzögerung grundsätzlich während der Bewegung in jeder beliebigen der zwei Richtungen zwischengeschaltet werden kann, ist aus praktischen Gründen allgemein herauszufinden, daß es etwas bevorzugt ist, daß die Bewegungsrichtung, während der die richtungsempfindliche Einrichtung die Verzögerung einbringt, die gleiche Richtung ist wie die, bei der der Pulszählwert dekrementiert wird - nämlich die zweite Richtung. Durch diese Anordnung verzögert die Einbringeinrichtung die Steuerung des Kopfs, um Markierungen auf dem Medium zu bilden, bis nach dem Auftreten der um einen Puls dekrementierten Pulszählwerte.

Der Grund für diese Bevorzugung entsteht aus der speziellen Vorteilhaftigkeit des Hinzufügens dieser Bidirektional-Betriebsmerkmale in einen vorexistierenden Unidirektional-Vorrichtungsentwurf. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, für die Wirtschaftlichkeit der Technologie und der Produktwartung, daß die zusätzliche Hardware und Firmware durch Module hinzugefügt werden, die so unabhängig und zahlenmäßig klein wie möglich sind. Folglich ist es möglich, daß ein Modul, das sowohl den Zählwert dekrementiert als auch eine Verzögerung einbringt -- und daß eingeschaltet wird, um diese beiden Funktionen während der Bewegung in nur einer Richtung durchzuführen -- etwas einfacher implementiert werden kann, als eines, das die Operation in beiden Richtungen beeinflußt.

(Zu Zwecken dieser vierten Facette der Erfindung ist zu erkennen, daß die Verwendung eines früher auftretenden Pulses von einer Interpolationsstufe ein wesentliches Äquivalent zum Dekrementieren des Codiererpulszählwerts und dann eines Einbringens einer Verzögerung ist).

Vorzugsweise umfaßt die Verzögerungs-Einbringeinrichtung eine Verzögerungsleitung, die in die Verbindung zwischen die elektrooptische Einrichtung und die Ansprecheinrichtung geschaltet wird, nur während der Bewegung in einer Richtung. Vorzugsweise umfaßt die Verzögerungsleitung ein Schieberegister, das durch ein Signal von einem Abtasttakt weitergeschaltet wird.

Ein fünfter Aspekt oder eine fünfte Facette der Erfindung ist bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ein Verfahren zum Drucken von Bildern auf ein Druckmedium durch ein Zusammensetzen von einzelnen Markierungen, die in Pixelarrays gebildet sind, durch einen Tintenstrahlstift mit bidirektionaler Bewegung. Dieses Verfahren umfaßt den Schritt des Bewegens des Stifts in einer ersten Richtung über ein solches Medium.

Das Verfahren umfaßt ferner den Schritt des -- während der Stift in der ersten Richtung bewegt wird -- Überwachens der Position des Stifts relativ zu gewünschten Pixelorten, und des Abschießens des Stifts, um einen Tintenpunkt einer speziellen Farbe an jedem speziellen gewünschten Tintenpunkt- Pixelort auf dem Medium zu bilden. Das Verfahren umfaßt ferner den Schritt des nachfolgenden Bewegens des Stifts in einer zweiten Richtung über ein solches Medium.

Zusätzlich umfaßt das Verfahren den Schritt des, während der Stift in der zweiten Richtung bewegt wird, Überwachens der Position des Stifts relativ zu gewünschten Pixelorten, und des Abschießens des Stifts, um einen Tintenpunkt der gleichen speziellen Farbe an jedem gleichen speziellen erwünschten Tintenpunkt-Pixelort auf dem Medium zu bilden. Das Ergebnis dieses Schritts besteht in Verbindung mit dem vorherigen Schritt darin, daß zumindest zwei Tintenpunkte dieser speziellen Farbe an jedem gewünschten Tintenpunkt-Pixelort gebildet werden.

Bei diesem Verfahren weist der Überwachungsabschnitt jedes Überwachungs- und Abschuß-Schritts eine zugeordnete Positionsunsicherheit auf. Folglich sind sowohl (1) der Abschußabschnitt jedes Überwachungs- und Abschuß-Schritts als auch (2) jeder resultierende Tintenpunkt-Pixelort zumindest diesem Positionsunsicherheitsbetrag unterworfen.

Dieses Verfahren besitzt einen zusätzlichen Schritt, nämlich das Auswählen einer relativ hohen Werts der Positionsungenauigkeit. Es ist zu bemerken, daß das vorsätzliche Auswählen eines relativ hohen Werts auf diese Art und Weise im Widerspruch zu üblichen Systemoptimierungskriterien steht, dahingehend, daß üblicherweise ein elementares Ziel darin besteht, die Genauigkeit so fein wie möglich zu machen -- d. h. eine Positionsungenauigkeit so klein wie möglich zu machen.

Trotzdem wurde entdeckt, daß unter bestimmten speziellen Umständen dieses Verfahren, das nun in seiner breitesten und allgemeinsten Form beschrieben wurde, spezielle Vorteile besitzt. Es ist bevorzugt, daß dieses Verfahren nur bei solchen speziellen Umständen verwendet wird, da, wie bereits angemerkt wurde, dieses Verfahren eine zugeordnete Ungenauigkeit besitzt, die, wie es üblicher ist, unerwünscht ist.

Solche speziellen Umstände bestehen insbesondere darin, daß (1) das Druckmedium ein Transparentmaterial ist; und (2) der Abschußabschnitt jedes Überwachungs- und Abschuß-Schritts das Leiten eines elektrischen Signals zu einem Tintenstrahlstift aufweist, um einen Tintentropfen zu dem Transparentmaterial auszustoßen, um den Tintenpunkt auf dieser Unterlage zu bilden. Unter diesen Umständen existiert die Tendenz, wie in dem Abschnitt "STAND DER TECHNIK" dieses Dokuments erwähnt ist, daß überschüssige Mengen eines flüssigen Trägers (für den Tintenfarbstoff) auf das Transparentmaterial aufgebracht werden -- wobei diese Mengen von Flüssigkeit die Tendenz zeigen, auf eine solche Art und Weise zu verschwimmen, daß ein ästhetisch unerwünschtes gesprenkeltes Erscheinungsbild erzeugt wird.

Das Verfahren dieses fünften Aspekts oder dieser fünften Facette der Erfindung hat die vorteilhafte Wirkung der Reduzierung dieser Sprenkelung; wobei sich dasselbe für eine bestimmte Druckvorrichtung beim Drucken von Cyan als besonders zweckmäßig herausgestellt hat. Der exakte Mechanismus dieser Sprenkelungsreduzierung ist nicht gut festgestellt, wobei jedoch davon ausgegangen wird, daß die leichte Fehlausrichtung zwischen Tintenpunkten die durchschnittliche Gesamtmenge von Tinte, die auf kleinen Bereichen des Transparentmaterials pro Einheitszeit plaziert wird (was manchmal als "Tintenflußeffekte" bezeichnet wird) und somit die Sprenkelung reduziert.

Wie bei den Facetten der Erfindung, die vorher erläutert wurden, wird die nun erläuterte vorzugsweise mit bestimmten zusätzlichen Merkmalen oder Charakteristika, die diese Vorteile verstärken oder optimieren, durchgeführt. Beispielsweise ist es bevorzugt, daß der relativ hohe Wert einen signifikant höheren Wert als ein Sechzehntel einer Pixelspaltenbreite darstellt. Es ist sogar noch bevorzugter, den relativ hohen Wert einzustellen, um näherungsweise einem Achtel einer Pixelspaltenbreite zu entsprechen.

Es ist speziell bevorzugt, daß der Überwachungsabschnitt jedes Überwachungs- und Abschuß-Schritts den Teilschritt des Ansprechens auf Pulse von einem elektrooptischen Sensor, der periodische Strukturen eines Codiererstreifens, der sich quer zu dem Medium erstreckt, erfaßt, aufweist; und daß der Abschußabschnitt jedes Überwachungs- und Abschuß-Schritts den Teilschritt des Ansprechens auf einen Takt, der asynchron zu den Sensorpulsen läuft, um elektrische Signale für das Auslösen einer Entladung von Tintentropfen aus dem Stift zu entwickeln, aufweist.

In diesem Zusammenhang entsteht die zugeordnete Positionsunsicherheit aus der Periode des asynchronen Takts; wobei der Einstellschritt das Einstellen der Periode des asynchronen Takts umfaßt. Die Verwendung eines Takts, der relativ zu den Pulsen von dem Codiererstreifen asynchron ist, wird als besonders vorteilhaft betrachtet, da dasselbe das Positionieren jedes Tintenpunkts auf dem Medium in der Tat unbestimmt macht -- d. h. innerhalb der Grenze der Unsicherheit, die durch die Taktperiode festgelegt ist, tatsächlich variieren -- um die oben genannten Fehlausrichtungen zwischen Tropfen zu liefern.

Überdies liefert die Asynchronität zumindest eine gute Annäherung an die Zufälligkeit dieser Variation. Die zufällige Beschaffenheit dieser Fehlausrichtungen bewirkt, daß sich die Variation auf eine solche Art und Weise "ausmittelt", daß sie für den Beobachter oder zumindest den beiläufigen Beobachter nicht erkennbar ist. Vorzugsweise ist die Positionierungsunsicherheit, die durch den Betrieb des asynchronen Takts erzeugt wird, gleich der Periode des asynchronen Takts multipliziert mit der Geschwindigkeit des Stifts in den Bewegungsschritten.

Es ist besonders vorteilhaft, daß zumindest der asynchrone Takt, und vorzugsweise auch eine Einrichtung, um denselben einzustellen, in der Elektronik im wesentlichen für einen bestimmten anderen Zweck verfügbar ist. In dem vorliegenden Fall ist zumindest die erste dieser Bedingungen erfüllt.

Noch spezieller umfaßt der Taktansprechteilschritt das Senden eines elektrischen Signals durch eine Verzögerungsleitung, um die Entladung von Tintentropfen aus dem Stift auszulösen; wobei die Verzögerungsleitung durch den asynchronen Sensorpulstakt getaktet wird. Wie aus der Erläuterung der dritten und vierten Facette oder des dritten und vierten Aspekts der Erfindung in Erinnerung gerufen werden kann, ist die Verzögerungsleitung vorteilhaft für einen weiteren Zweck hinsichtlich dieser Aspekte der Erfindung vorgesehen.

Dieser Zweck besteht nämlich darin, den Tintenentladungs- Auslösepunkt während der Bewegung in einer Richtung zu versetzen, so daß Tintenpunkte, die während einer Stiftbewegung in den zwei Richtungen abgeschossen werden, jeweils im wesentlichen an gemeinsamen Punkten landen werden. Um somit diesen fünften Aspekt der Erfindung auszunutzen, ist es nur notwendig, ein geeignetes Periodensteuersignal für diese bereits existierende Verzögerungsleitung in die Abtasttakt- Eingangsanschlußleitung zu speisen.

Vorzugsweise überschreitet der relativ hohe Wert das Zeitintervall, während dem sich der Stift über ein Sechzehntel einer Pixelspalte bewegt. Sogar noch bevorzugter ist der relativ hohe Wert näherungsweise das Zeitintervall, während dem sich der Stift über ein Achtel einer Pixelspalte bewegt.

Für die spezielle Vorrichtung, mit der die vorliegende Erfindung geprüft wurde, ist es ferner bevorzugt, daß der relativ hohe Wert 40 Mikrosekunden überschreitet. Es ist sogar noch stärker bevorzugt, daß der relativ hohe Wert näherungsweise 42 Mikrosekunden beträgt.

Gemäß ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen ist ein sechster Aspekt oder eine sechste Facette der Erfindung eine Vorrichtung zum Drucken von Bildern auf einem Druckmedium durch das Zusammensetzen von einzelnen Markierungen, die in Pixelarrays gebildet werden, durch ein bidirektionales Bewegen des Tintenstrahlstifts. Die Vorrichtung umfaßt eine bestimmte Einrichtung zum Tragen eines solchen Druckmediums.

Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Stift, der für eine Bewegung über das Medium angebracht ist, wenn das Medium von der Medienträgereinrichtung getragen wird. Zusätzlich umfaßt die Vorrichtung eine bestimmte Einrichtung zum bidirektionalen Bewegen des Stifts über das Medium.

Ferner umfaßt die Vorrichtung eine bestimmte Einrichtung zum Auslösen des Stifts, um Tintentropfen zu einem solchen Medium hin zu entladen, um zumindest zwei Tintenpunkte an jeder Pixelposition zu bilden, an der Tinte erwünscht ist. Diese Stiftauslöseeinrichtung umfaßt eine bestimmte Einrichtung zum Definieren einer Sequenz von elementaren Zeitintervallen, wobei während jedem dieser Intervalle der Stift ausgelöst werden kann. Überdies umfaßt die Vorrichtung eine bestimmte Einrichtung zum Einstellen des Werts jedes elementaren Zeitintervalls auf einen relativ hohen Wert.

Diese Vorrichtung kann verwendet werden, um den fünften Verfahrensaspekt der Erfindung, der oben erläutert ist, zu implementieren, und besitzt, sehr allgemein gesprochen, die gleichen Vorteile.

Dieselbe weist ebenfalls allgemein verwandte, analoge bevorzugte Merkmale oder Charakteristika auf -- wie z. B. die Einrichtung zum Einbringen einer Verzögerung beim Auslösen des Stifts. Die Verzögerungseinbringeinrichtung umfaßt vorzugsweise einen Takt, der relativ zu dem Durchgang des sich bewegenden Stifts zwischen Pixelorten im wesentlichen asynchron läuft; die Vorrichtung umfaßt ferner vorzugsweise eine bestimmte Einrichtung zum Einstellen einer Periode des asynchron laufenden Takts auf einen relativ hohen Zeitwert, um den erwünschten relativ hohen Unbestimmtheitswert festzulegen.

Vorzugsweise besitzt die Verzögerungseinbringeinrichtung eine Verzögerungsleitung, die nur während der Bewegung des Stifts in einer Richtung durch den asynchron laufenden Takt getaktet wird. Vorzugsweise umfaßt die Verzögerungsleitung ein Schieberegister, das durch ein Signal von dem Takt weitergeschaltet wird.

Alle vorher genannten Betriebsgrundsätze und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen besser erkennbar. Es zeigen:

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ein Diagramm der asymmetrischen Genauigkeitsverbesserungs-Zeitgebungsbeziehungen, die durch die vorliegende Erfindung erzeugt werden -- insbesondere Fig. 1 eine Signalinversion und Fig. 2 eine Pulsdekrementierung und eine Abschußverzögerung;

Fig. 3 Diagramme der Zeitgebungs-Unsicherheitsbeziehungen, die die vorliegende Erfindung ausnutzt, um die Bildqualität zu verbessern -- insbesondere die minimal (oberer Abschnitt) und maximal verfügbare Verzögerung;

Fig. 4 ein elektronisches Blockdiagramm eines Drucksystems, das das Modul zur asymetrischen Zeitgebung der vorliegenden Erfindung verkörpert;

Fig. 5 ein elektronisches Diagramm des Moduls zur asymmetrischen Zeitgebung (in einer einstellbaren Form), das die Genauigkeitsverbesserungsmechanismen zeigt, die verwendet sind, um sowohl die Codierersignalinversion als auch die Flugzeitkompensationsverzögerung bei einem Direkt-Codierer-Referenzsystem zu erzeugen;

Fig. 6 ein detaillierteres Diagramm für das gleiche Modul (jedoch nicht einstellbar), das die Elemente umfaßt, die verwendet sind, um eine Zeitgebungsungenauigkeit für eine verbesserte Bildqualität auszuwählen;

Fig. 7 ein Zwischenpegel-Blockdiagramm oder eine Schematik, die ein Äquivalent zu den Fig. 5 und 6 zeigt -- jedoch für ein Interpolationssystem und nicht für ein Direkt-Codierer-Referenzsystem;

Fig. 8 ein Zeitablaufdiagramm, das analog zu Fig. 1 ist, welches jedoch Zeitgebungsbeziehungen zeigt, die erhalten werden würden, wenn eine bekannte Codierer-Leseschaltung ohne die asymmetrische Inversion, die durch die vorliegende Erfindung geliefert wird, verwendet werden würde; und

Fig. 9 in gleicher Weise die Flugzeiteffekte, die vorliegen würden, wenn eine bekannte Codierer-Leseschaltung ohne die Flugzeit-Kompensationsverzögerung verwendet werden würde.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bevorzugte Verfahren und Vorrichtungen der Erfindung umfassen sämtliche der Mehrzahl von Facetten oder Aspekten der Erfindung zusammen. Bevorzugte Verfahren und Vorrichtungen verkörpern in gleicher Weise die verschiedenen bevorzugten Merkmale oder Charakteristika.

1. CODIERERSIGNALINVERSION

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird eine invertierte Form 20 des Codierersignals 16 für eine Richtung der Wagenbewegung, jedoch nicht für die andere erzeugt -- es sei beispielsweise angenommen, daß nur für die Bewegung B von rechts nach links invertiert wird, wie in der Zeichnung durch die untere Darstellung der Signalstärke SB über der Zeit tB veranschaulicht ist. Diese asymmetrische Inversion verhindert Fehler aufgrund von Abmessungstoleranzen der lichtundurchlässigen Bereiche 11 (oder transparenten Bereiche 12) des Codiererstreifens 10. Die elementare Abschußbezugsgenauigkeit des bidirektionalen Systems wird folglich gleich der eines unidirektionalen Systems.

Wenn das invertierte Signal 20 in der Umkehr- oder Rückwärt s Richtung B verwendet wird, sind die fallenden Flanken 14, 21 des Codierersignals 13, 20 alle auf die gleichen physikalischen Positionen auf dem Codiererstreifen bezogen (oder wie es manchmal verwendet wird "in Bezug"), ungeachtet der Wagenrichtung. Daher wird in Spezialfällen, die die Verwendung eines physikalischen Bezugspunkts entlang des Streifens als einen Auslösepunkt für einen bestimmte Funktionstyp während einer Bewegung in beiden Richtungen ermöglichen können -- obwohl dies allgemein kein brauchbarer Betriebsmodus für das Tintenstrahlstiftdrucken ist -- die einzige Quelle einer Positionsungenauigkeit die sein, die in dem Codierererfassungssystem entsteht.

2. TROPFENFÜHRUNGSZEIT UND ABSCHUSSPULSVERZÖGERUNG

Allgemein ausgedrückt ist es, wie nun erklärt wird, notwendig, zwei Bezugspositionen -- beispielsweise die fallenden Flanken 14a, 14b -- die benachbart sind, zu verwenden, um Flugzeit- und darauf bezogene Verzögerungs-Probleme zu verhindern. (Sogar noch allgemeiner ist es möglich, daß in bestimmten Systemen, die relativ lange Tintentropfenflugzeiten oder relativ sehr feine Codiererstrukturen besitzen, oder beides, die Notwendigkeit bestehen kann oder es bevorzugt sein kann, zwei Bezugspositionen 14a, 14c zu verwenden, die weiter voneinander beabstandet sind -- beispielsweise zwei oder sogar mehr Codiererstrukturen beabstandet).

Bei diesen allgemeiner brauchbaren Verwendungsfällen wird die relative Genauigkeit der Signale 14a, 21b, die als Referenzen für eine Tintenentladung an einem speziellen Spaltenort (beispielsweise "a" in den Fig. 1 und 2) verwendet werden, der Abmessungstoleranz von plus oder minus 1 Prozent für den Abstand P zwischen beliebigen zwei benachbarten Bezugspositionen folgen (fallende Flanken 14, 21 des Codiererstreifensignals 10, 20).

Eine Aufgabe des bidirektionalen Druckens besteht darin, zu bewirken, daß Tropfen 32, 32" (Fig. 2), die für eine spezielle Spaltenposition ("a") abgeschossen werden, das Papier 33 an im wesentlichen dem gleichen physikalischen Ort 34 auf dem Papier sowohl während einer Wagenbewegung von links nach rechts F als auch von rechts nach links B erreichen. Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch die Verwendung von benachbarten Codiererpulsen 21a, 21b zusammen mit einer schaltbaren Verzögerungsleitung.

Der Grund dafür, daß nicht die gleiche Codiererposition für beide Richtungen verwendet werden kann, wie in dem Abschnitt "STAND DER TECHNIK" erklärt wurde, besteht darin, daß die bidirektionalen Tropfenaufschlagversätze ΔxF, ΔxB in entgegengesetzten Richtungen stattfinden. Folglich kann nicht bewirkt werden, daß die Tropfen 32, 32', 32", 14 an der gleichen Position landen, wenn dieselben von einem einzigen gemeinsamen Entladungspunkt 14 abgeschossen werden.

Gemäß der Erfindung ist die Maschine tatsächlich aufgebaut, um eine Operation auszuführen, die als "Zurückstellen" (backing up) oder "Zurücksetzen" (backing off) um einen bestimmten Abstand, um Zeit zu gewähren, damit der Rückwärtsbewegungstropfen 32' zu der gleichen Position 34 fliegen kann, die während der Bewegung in der entgegengesetzten Richtung erreicht wird, charakterisiert werden könnte. Dies kann auch so beschrieben werden, daß die Maschine erlaubt, daß der Tropfen 32' "führt".

Ein einfacher Lösungsansatz besteht darin, um ein Codiererintervall P zurückzusetzen -- d. h., eine volle Codiererpuls-Wellenlänge, ausgehend von der abfallenden Vorwärtsbewegungsflanke 14a, die verwendet wird, um einen Tintenpunkt 34 an einem speziellen Pixelort "a" zu bilden, zu einer benachbarten abfallenden Rückwärtsbewegungsflanke 21b. Diese Maßnahme allein wird nicht ausreichen, um eine exakte Ausrichtung der Tropfen 32, 32', die aus zwei Richtungen abgeschossen werden, zu erzeugen; dieselbe wäre nur ausreichend, wenn der Tintentropfenflugabstand ΔxF zufällig exakt die Hälfte des vollen Codiererstrukturabstands T wäre.

Eine solche Korrelation kann allgemein nicht erwartet werden; in jedem anderen Fall würden -- sobald die Entladungszeit der Maschine ausreichend zurückgesetzt worden ist - die zwei Tropfen 32, 32' an zwei jeweiligen Positionen 34, 35, die durch einen Restfehler oder Versatz ΔxR getrennt sind, zu ruhen kommen. Eine bestimmte zusätzliche Verzögerung Δt muß hinzugefügt werden, um die zwei Tropfen an den gleichen Landeort 34 zu bringen.

Grundsätzlich könnte diese Verzögerung beim Festlegen der Abschußzeit in jeder Richtung hinzugefügt werden -- oder selbst jeweils aufgeteilt in zwei Abschnitte zur Verwendung in beiden Bewegungsrichtungen -- und mit sehr zufriedenstellenden Ergebnissen; jedoch wird die Verzögerung vorzugsweise während einer Bewegung in der gleichen Richtung wie der, in der das Zählen um zumindest einen Puls weniger stattfindet, hinzugefügt (d. h. in der gleichen Richtung wie der, in der der Abschußpunkt um zumindest einen Puls zurückgesetzt ist).

Grundsätzlich könnte ferner jeder Abschußpuls individuell hinsichtlich des Auftretens seiner jeweiligen abfallenden Flanke (z. B. 21b) verzögert werden, wobei jedoch vorzugsweise und einfacher der gesamte invertierte Signalverlauf 20 verzögert wird, um einen verzögerten invertierten Signalverlauf 24 (Fig. 2) zu bilden. Es ist erkennbar, daß diese zwei Techniken im wesentlichen äquivalent sind, wobei sich dieselben primär in Entwurf oder der Betriebseignung unterscheiden.

Zusammenfassend macht es der Tropfenaufschlagversatz aufgrund der Geschwindigkeitskomponente jedes Tropfens entlang der Papierachse erforderlich, daß benachbarte Abschußbezugspulse 14, 21 verwendet werden, um den Tropfen 32' zu führen, wenn aus einer oder zwei bidirektionalen Bewegungsrichtungen F, B auf eine spezielle Spaltenposition 34 geschossen wird.

3. HARDWARE FÜR DIE ASYMMETRISCHE ZEITGEBUNG

Die vorhergehenden zwei Abschnitte legen Maßnahmen dar, die vorteilhaft verwendet werden, um die Positionsgenauigkeit zu verbessern -- (1) Codierersignalinversion, und (2) Tropfenführungszeit und Abschußpulsverzögerung. Diese Maßnahmen werden vorzugsweise nur während der Bewegung in einer Richtung verwendet, und zu Zwecken der Entwurfswirtschaftlichkeit (speziell in einer Design-Retrofit-Situation) alle während der Bewegung in einer gemeinsamen Richtung.

Fig. 4 zeigt das allgemeine bevorzugte Layout. Eine Eingangsstufe 41, die manuelle Steuerungen umfassen kann, liefert Informationen, die das gewünschte Bild definieren. Das Ausgangssignal 42 dieser Stufe kann auf Wunsch zu einer Anzeige 43 weitergeleitet werden, um ästhetische oder andere derartige Auswahlen zu erleichtern; und, im Fall von Farbdrucksystemen, zu einer Farbkompensationsstufe 44, um bekannte Unterschiede zwischen Charakteristika des Anzeigesystems 43 und/oder des Eingabequellensystems 41 gegenüber dem Drucksystem 47-61-31-32-33 zu korrigieren.

Ein Ausgangssignal 45 von dem Kompensator 44 wird als nächstes zu einer Aufbereitungsstufe 46 weitergeleitet, die bestimmt, wie das gewünschte Bild auf der Ebene einzelner Pixelpositions-Druckentscheidungen zu implementieren ist - - wenn anwendbar, für jede Farbe. Das resultierende Ausgangssignal 47 wird zu einer Schaltung 61 geleitet, die bestimmt, wann ein Abschußsignal 77 zu jedem Stift 31 zu leiten ist.

Der Stift entlädt Tinte 32, um Bilder auf Papier oder einem bestimmten anderen Druckmedium 33 zu bilden. Unterdessen liefert typischerweise ein Medienweiterbewegungsmodul 78 eine Relativbewegung 79 des Mediums 33 relativ zu dem Stift 31.

Bei der Entwicklung ihrer Abschußsignalbestimmung muß die Abschußschaltung 61 die Position des Stiftwagens 62, der Stiftbefestigung 75 und des Stifts 31 berücksichtigen. Eine solche Berücksichtigung wird durch den Betrieb eines elektrooptischen Sensors 64, der sich auf dem Wagen 62 befindet und einen Codiererstreifen 10 liest, möglich.

Gemäß dem Stand der Technik werden derartige Informationen typischerweise durch eine im wesentlichen direkte Verbindung 65-73-74 von dem Sensor 64 zu der Stiftabschußschaltung 61 übertragen. Die vorliegende Erfindung berücksichtigt das Einbringen eines Zeitgebungsmoduls 72 in die Leitung zwischen dem Sensor 64 und der Abschußschaltung 61.

Wie zu sehen sein wird, liefert das Zeitgebungsmodul 72 eine Codierersignalinversion oder ein Äquivalent dazu während der Bewegung in einer von zwei Richtungen. Dasselbe liefert ferner ein Zurücksetzen um einen Puls und dann eine Verzögerung beim Stiftabschießen, ebenfalls während der Bewegung in einer von zwei Richtungen.

Die Operation dieses Zeitgebungsmoduls 72 ist folglich nicht zu allen Zeiten erwünscht, sondern vielmehr nur synchron zu den Richtungsumkehrungen des Wagens 62. Spezifisch muß das Zeitgebungsmodul 72 nur während der Operation in einer Richtung eingefügt sein, und während der Operation in die andere Richtung durch eine durchgehende Umgehungsverbindung 73 ersetzt sein -- in anderen Worten asymmetrisch betrieben werden -- wobei dies der Grund dafür ist, daß das Zeitgebungsmodul 72 in Fig. 4 mit "asymmetrisch" bezeichnet ist.

Dieses synchrone Einbringen und Beseitigen ist in Fig. 4 durch einen Schalter 67 symbolisiert, der zwischen der herkömmlichen Verbindung 73 und einer Zeitgebungsmodul-Verbindung 71 auswählt. Wie dargestellt ist, wird dieser Schalter 67 durch ein Signal 66 gesteuert, das wiederum von der Rückwärtsbewegung 63B des Stiftwagens 62 abgeleitet wird.

Folglich wird der Schalter 67 betrieben, um die Zeitgebungsmodul-Verbindung 71 während einer solchen Rückwärtsbewegung 63B auszuwählen, und um die Umgebung oder den herkömmlichen Weg 73 während einer Vorwärtsbewegung 63F auszuwählen. Diese Darstellung ist zu Lernzwecken lediglich symbolisch; Fachleute werden verstehen, daß der Schalter 67 nicht als ein diskretes physikalisches Element existieren muß, und/oder stattdessen von der Vorwärtsbewegung 63F gesteuert werden kann, und/oder -- wie viel häufiger der Fall sein wird - durch ein bestimmtes vorgeschaltetes Zeitgebungssignal gesteuert werden kann, das auch gemeinsam die Stiftwagenbewegung 64B, 63F steuert. Ferner muß der synchrone Schalter 67 nicht an der Eingangsseite des Zeitgebungsmoduls 72 angeordnet sein, sondern stattdessen an der Ausgangsseite -- wobei in Fig. 4 eine gemeinsame zusammenlaufende Signalleitung 74 als zu der Abschußschaltung 61 führend gezeigt ist -- oder kann tatsächlich auf beiden Seiten vorliegen.

Die Verwendung eines Systems, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wird, zumindest wie sie am natürlichsten interpretiert wird, die codierersignalumkehr, den Puls-"Reduzierungs"-Schritt und den Abschußverzögerungsschritt zur Folge haben, die alle während einer Stiftbewegung in der gleichen gemeinsamen ("Rückwärts"-) Richtung durchgeführt werden. Wie vorher erwähnt wurde, ist diese Begrenzung, obwohl sie bevorzugt ist, nicht für eine erfolgreiche Durchführung der Erfindung erforderlich.

4. ZEITGEBUNGSMODULE FÜR DIREKTCODIERER-BEZUGSSYSTEME

Bei dem Zeitgebungsmodul 72 von Fig. 4 kann bei Systemen, die tatsächlich direkt von dem Codiereruntersystem aus arbeiten, eine Schaltung 89 (Fig. 5) vorgesehen sein, um das Codierersignal 65 in einer Richtung B einer Stiftwagenbewegung zu invertieren; wobei eine Verzögerungsleitung 81-85 verwendet werden kann, um das Codierersignal 65 in einer Richtung B der Stiftwagenbewegung zu verzögern, um die Abschußpulszeitgebung einzustellen und somit zu bewirken, daß die Tropfenaufschlagposition mit der zusammenfällt, die das Ergebnis einer Wagenbewegung in der entgegengesetzten Richtung ist.

Verfahren zum Auswählen oder Steuern (oder beides) des Verzögerungswerts können manuell oder automatisch, mit einem festen Wert oder variabel sein.

Die Verzögerungsleitung 81-85 besteht aus einem Schieberegister 81, das durch ein Abtasttaktsignal 82 schrittweise durchlaufen wird. Um eine Einstellbarkeit über einen großen Bereich zu liefern, ist das Register 81 eine 64-Bit-Einheit, die einen sehr großen dynamischen Bereich und eine sehr große Einstellungsauflösung liefert. Tatsächlich ist die Auflösung höher als notwendig; folglich ist nur jedes zweite Flip-Flop in dem Schieberegister 81 durch Ausgangsleitungen 81' nach außen mit einer Auswahlvorrichtung 83 verbunden, die entsprechend nur eine 32-Bit-Vorrichtung ist.

Um die Anordnungen für eine Einstellbarkeit zu vollenden, liefert eine Verzögerungsauswahlvorrichtung 84 ein Steuersignal 85, das eine der 32 Positionen der Auswahlvorrichtung 83 adressiert. Die Auswahlvorrichtung liefert dann ein Ausgangssignal 86 des Signals von bestimmten bevorzugten der Ausgänge der Auswahlvorrichtung 83.

Dieses Ausgangssignal 86 wird zu einer Multiplex-Auswahlvorrichtung 87 weitergeleitet, die zu ihrem Ausgang 88 einfach entweder das Verzögerungsleitungsausgangssignal 86 oder den nicht verzögerten Codiererpulszug 65 entlang einer Umgehungsleitung 73 weiterleitet.

In Fig. 5 sind die Funktionen des symbolisch dargestellten Schalters 67 von Fig. 4 als in dem Multiplexer 87 verkörpert gezeigt. (Bei anderen Systemen könnten diese Funktionen als etwas zwischen dem Multiplexer 87 und dem schaltbaren Invertierer 89 verteilt betrachtet werden). Ferner ist in Fig. 5 gezeigt, daß das Ausgangssignal 88 der Multiplex-Auswahlvorrichtung 87 zu einem schaltbaren Invertierer 89 weitergeleitet wird, wobei sowohl der Multiplexer 87 als auch der Invertierer 89 als gemeinsam durch ein Richtungssteuerungssignal 66 geschaltet gezeigt sind; es ist jedoch erkennbar, daß die Inversion, wie es bevorzugt ist, vor der Verzögerung bewirkt werden kann, wobei auf Wunsch die Inversion in der Reihe von Komponenten, die durch den Multiplexer ausgewählt wird, enthalten sein könnte.

Da die Stiftwagengeschwindigkeit einer Servosteuerung unterliegt und der Abstand von Stift zu Medium innerhalb der herkömmlichen mechanischen Toleranzen festgelegt ist, wird die benötigte Verzögerung vernünftigerweise von einem Stift zu dem nächsten konsistent sein. Daher wird bei der Herstellungsdurchführung der Erfindung eine Einstellbarkeit üblicherweise nicht benötigt werden.

In diesem Fall kann das Untersystem 81, 83-85 auf ein Schieberegister vereinfacht sein, das nur die gewünschte Anzahl von Flip-Flop-Stufen besitzt, oder in jedem Fall nicht viel mehr Stufen als die gewünschte Anzahl. Die Ausgangsleitung 86 kann dann mit der letzten Stufe hartverdrahtet sein, wie in Fig. 6 gezeigt ist, oder nach Eignung mit der letzten Stufe des gewünschten Satzes.

5. INKREMENTIERTE INTERPOLATIONSSYSTEME

Bei bestimmten Druckmaschinen werden Stiftentladungs- oder Abschuß-Positionen nicht durch einen direkten, relativ mechanistischen Bezug auf Codiererpulse (oder Positionen) und Verzögerungsleitungen als solche festgelegt, sondern vielmehr durch Bezug auf einen feineren Satz von Graduierungen -- oder virtuellen elektronischen Graduierungen --, die durch Interpolation aus den Codiererpulsen abgeleitet werden. Beispielsweise ist eine derartige Maschine, die von der Hewlett-Packard Company hergestellt wird, für diskrete Unterpixelbeabstandungen eines Vierundzwanzigstel eines Millimeters (eines sechshundertstel eines Inchs) in der Lage.

Fig. 7 zeigt eine solche Operation. Der Inhalt des asymmetrischen Zeitgebungsmoduls 72', wie es hierin gezeigt ist, besitzt einen algorithmischen Charakter.

Diese Bezeichnung soll beinhalten, daß, aufgrund der Existenz des Interpolationssystems als Teil eines Mikroprozessor-gesteuerten Positionsadressierungssystems, die Gesamtverfahren der Pulsinversion und der Verzögerung hier auf im wesentlichen algorithmische Berechnungs- und -Adressierungs-Verfahren in dem Mikroprozessor (nicht gezeigt) reduziert wurden. In einem solchen System ist die Operation des Schalters 67 ebenfalls in die Prozesse des Mikroprozessors aufgenommen.

Bei der Erläuterung solcher Druckmaschinen ist es streng genommen nicht genau, vom Zählen bis zu einer geringeren Anzahl von Codiererpulsen an sich zu sprechen. Vielmehr kann es geeigneter sein, einfach anzuzeigen, daß der gewünschte Tintenpunkt-Markierungspunkt zwischen Auslösepunkten, die ausgehend von dem gewünschten Markierungspunkt in zwei Richtungen festgelegt sind, eingeklammert ist -- und folglich aus diesen zwei unterschiedlichen Richtungen angenähert wird.

Konzeptmäßig können solche Systeme als bis zu einem geringeren Ausgabepulszählwert oder Pulszahlenwert, der Interpolatorstufe und nicht des Codierersensors zählend betrachtet werden. Als eine Frage der tatsächlichen algorithmischen Schritte kann jedoch in jedem speziellen System der gewünschte Zählwert oder die Position für das Abschießen des Stiftes auf eine solche Art und Weise entwickelt werden, daß es schwierig ist, einen speziellen Schritt genau festzulegen, von dem klar gesagt werden kann, daß das Zählen stattfindet -- dasselbe kann, um es so auszudrücken, in der Firmware "vergraben" sein.

Durch die Wirkung des Kommutativgesetzes der Addition und Subtraktion ist es jedoch nichtsdestotrotz klar, daß ein solches System ein Äquivalent eines Systems ist, das, wie oben beschrieben, bis zu einem geringeren Pulszahlenwert zählt. Dies ist genau eine andere Möglichkeit, um zu sagen, daß die benötigte Differenz beim Zählen an einem bestimmten Punkt implementiert sein muß, oder innerhalb einer bestimmten Sequenz von Schritten innerhalb der Gesamtsystemoperation -- wobei jedoch die Verwendung eines beliebigen einer sehr großen Anzahl von unterschiedlichen Punkten oder unterschiedlichen Sequenzen von der Operation her äquivalent und innerhalb des Bereichs der Erfindung sein kann.

Bei einer speziellen Druckmaschine, die gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet, ist es bevorzugt, das System von Fig. 7 nur für das Drucken von Schwarz und nur bei zwei spezifischen Durchlaufgeschwindigkeiten zu verwenden. Für Fachleute ist es jedoch erkennbar, daß die Erfindung nicht notwendigerweise auf solche Anwendungen beschränkt ist.

Bei dieser gleichen Maschine, die gegenwärtig als das bevorzugteste Ausführungsbeispiel der Erfindung betrachtet wird, beträgt die nominelle Höhe des Markierungskopfes (Stifts) über dem Druckmedium 1,6 mm, wobei die Komponente der Tintentropfengeschwindigkeit senkrecht zu dem Medium 11,5 m pro Sekunde beträgt, während die Wagengeschwindigkeit in einem Normalleistungsmodus etwa 68 cm pro Sekunde oder in einem Hochqualitätsmodus etwa 51 cm pro Sekunde beträgt. Aus diesen Werten kann berechnet werden, daß die Flugzeit etwa 0,14 Millisekunden beträgt, wobei der Flugzeitversatz entlang der Richtung der Markierungskopfbewegung in dem Normalleistungsmodus etwa 0,1 mm oder in dem Hochqualitätsmodus 0,07 mm beträgt.

Bei der erläuterten Maschine beträgt, wie vorher erwähnt wurde, die Pixelbeabstandung näherungsweise einen vierundzwanzigstel Millimeter. Ausgedrückt in Pixelbeabstandungseinheiten folgt daher 0,1 · 24 = 2,4 Einheiten im Normalleistungsmodus und 0,07 · 24 = 1,7 Einheiten im Hochqualitätsmodus, oder grob zwei Einheiten in beiden Modi.

Während des Rückwärtsdurchlaufs wird, um die gewünschte Ausrichtung zu erhalten, dieser Abstand zu der gewünschten Tintenpunktposition auf dem Druckmedium hinzugefügt -- oder das Doppelte des Abstands wird zu der Abschußposition, die in der Vorwärtsbewegungsrichtung verwendet wird, hinzugefügt. Es ist klar, daß, wenn der Abstand folglich während des Rückwärtsdurchlaufs "hinzugefügt wird", die schließliche Abschußposition entlang des Rückwärtswegs eine frühere ist.

6. ZEITGEBUNGSUNSICHERHEIT, UM DRUCKQUALITÄT ZU VERBESSERN

Bei einem bidirektionalen Stets-Doppel-Punkt-Schnelldrucken von Transparenten wurde bemerkt, daß bei einer Zeitgebungsunsicherheit von 10,6 usek (was etwa 1/32 Pixelspaltenbreite entspricht) die Transparente begannen, eine erhöhte Sprenkelung in den vollständig gefüllten Bereichen, speziell für Cyan, zu zeigen. Dieses Problem wurde vorher in dem Abschnitt "STAND DER TECHNIK" dieses Dokuments angesprochen.

Wenn die Unsicherheit auf 42,6 Mikrosekunden (entsprechend etwa 1/8 Spaltenbreite) erhöht wurde, wurde festgestellt, daß die Sprenkelung sichtbar reduziert war. Die zu beanstandende Sprenkelung wurde nahezu auf ihren Pegel bei einem Standardtransparent, das durch einen Drucker des Typs Paint- Jet®, der von der Hewlett-Packard Company hergestellt wird, erzeugt wurde, verringert.

Bei diesem System kann jedoch -- im Gegensatz zu dem Drucker PaintJet® -- dieses verbesserte Verhalten aufgrund der vorliegenden Erfindung mit einem sehr signifikant erhöhten Durchsatz erhalten werden. Während das Gerät PaintJet® ein vollständiges Transparentmedium in etwa 8 Minuten herstellen kann, kann ein Drucker, das die vorliegende Erfindung verwendet, eine nahezu gleiche Druckqualität in nur etwa 4 1/2 Minuten erzeugen.

Die vorher erläuterte Verzögerungsleitung 81-85 für das bidirektionale Druckverfahren tastet das Ausgangssignal 65 des Codierers 10 bei gleichmäßigen Intervallen ab, die durch die Periode des Verzögerungsleitungs-Schieberegistertakts 82 (Fig. 5) bestimmt ist. Da die Codiererflankenübergänge 14 (Fig. 1 und 2) zu jedem Zeitpunkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übergängen des Schieberegistertakts 82 auftreten können, ist die elementare Unsicherheit der tatsächlichen Zeitverzögerung von dem Codiererübergang 14 zu dem Ausgangssignal 86 der Verzögerungsleitung gleich der Periode des Abtasttakts.

Fig. 3 zeigt, warum diese letzte Feststellung gilt. Wenn eine fallende Flanke 14n des Codiererpulszugs 13 zu einem ersten Zeitpunkt t&sub1; unmittelbar vor dem Zeitpunkt t&sub2; einer ansteigenden Flanke 52 des Abtasttaktzugs 50 auftritt, spricht die erste Flip-Flop-Stufe Q0 des Schieberegisters 81 (Fig. 5 und 6) eine sehr kurze Zeit danach durch das Absenken 57 seines Ausgangssignals 56 an.

Dieses Ansprechen stellt das System für die fortschreitende Operation der nachgeschalteten Stufen bei aufeinanderfolgenden ansteigenden Flanken 53, 54, ... des Abtasttakts 50 ein; speziell tritt zu einem dritten Zeitpunkt t&sub3; die unmittelbar nachfolgende ansteigende Flanke 53 auf, was die zweite Flip-Flop-Stufe Q1 veranlaßt, durch das Senken 59 seines Ausgangssignals 58 zu einem Zeitpunkt t&sub4; sehr kurz danach anzusprechen. Fig. 3 zeigt, daß dieses Ereignis relativ zu dem Codiererpuls 14n um ein Intervall t&sub4; - t&sub1; verzögert ist, das nur sehr geringfügig größer ist als eine volle Taktperiode -- d. h. die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden (oder, wie es graphisch zu sehen ist, benachbarten) ansteigenden Flanken 52, 53 des Taktzugs 50.

Dieses Intervall ist in dem oberen Abschnitt von Fig. 3 als eine minimal mögliche Verzögerung tmin delay = t&sub4; - t&sub1; identifiziert. Wie nun klar ist, tritt diese auf, wenn der Codierersignalverlauf 13 zufällig eine abfallende Flanke 14n in einer Minimalverzögerungs-Zeitgebungsbeziehung zu dem Abtasttaktzug 50 besitzt.

Im Gegensatz dazu wird, wenn der Codierersignalverlauf 13 zufällig eine abfallende Flanke 14x in einer Maximalverzögerungs-Zeitgebungsbeziehung zu dem Taktzug 50 aufweist, das Auslösen der zweiten Stufe Q1 nahezu eine gesamte Taktperiode länger dauern. Dies ist in dem unteren Abschnitt von Fig. 3 gezeigt.

In diesem Fall tritt die abfallende Flanke 14x des Codiererpulses zu einem ersten Zeitpunkt t&sub1;' auf, der unmittelbar nach einer ansteigenden Flanke 52' des Abtasttakts 50 vorliegt -- oder in anderen Worten verfehlt die abfallende Flanke 14x des Codiererzugs gerade eine Gelegenheit, die erste Stufe Q0 des Schieberegisters auszulösen. Die erste Stufe Q0 wird daher nicht zurückgesetzt 57', bis der nächste Taktpuls 53' auftritt -- zu einem zweiten Zeitpunkt t&sub2;', der nahezu eine gesamte Taktperiode später liegt.

Sobald dies geschehen ist, ereignet sich das Auslösen 58' des Flip-Flops Q1 zweiter Stufe zu einem dritten Zeitpunkt t&sub3;', der der Zeitpunkt des nächstfolgenden Taktpulses 54' ist. Die zweite Stufe spricht durch ein Rücksetzen 58' zu einem vierten Zeitpunkt t&sub4;' an, der ein Bruchteil einer Taktperiode später liegt; Fig. 3 identifiziert die entsprechende Verzögerung des Rücksetzens 58' der zweiten Stufe relativ zu der abfallenden Codiererflanke 14x als einen maximal möglichen Wert tmax delay = t&sub4;' - T&sub1;'.

Das Unsicherheitsintervall ist gleich dem Unterschied zwischen der maximalen und der minimalen Verzögerung, wobei dies wiederum nahezu gleich der Periode -- oder dem Umkehrwert der Frequenz -- des Abtasttakts ist:

tUnsicherheit = tmax delay - tmin delay = 1/fS,

wobei fS die Frequenz des Abtasttakts ist. Da der Abtasttakt tatsächlich bezüglich des Codierersignals asynchron ist, wird eine gleichmäßige Verteilung von Verzögerungswerten die Folge sein, die durch den minimalen und dem maximalen Wert begrenzt sind.

Durch das Steuern der Periode des Abtasttakts kann der Unsicherheitsbetrag, oder das, was man als "Rauschen" bezeichnen könnte, der in das unidirektionale Drucksystem eingeführt wird, exakt gesteuert werden. Die Abtasttaktgeriode ist durch das Schalten in einem Teile-Durch-512-Zähler (oder "÷512-Zähler") vorteilhafterweise verlängert; folglich besitzt bei der Vorrichtung unserer Erfindung der ungeteilte Abtasttakt (der für alle weiteren Modi des Druckers verwendet wird) eine Frequenz von 12 MHz, wobei das Ausgangssignal des ÷512-Zählers 12 MHz - 512 = 23,4 kHz aufweist.

Die Abtasttaktperiode, die dieser Frequenz entspricht, beträgt 11(23,4 kHz) = 42,7 zsek. Da sich der Stift nominell in 333,3 usek über eine vollständige Pixelspalte bewegt, beträgt die Unsicherheit, die der Abtasttakt-Frequenz und -Periode entspricht,

(42,7 usek)/(333,3 usek) = 0,128 Spalte 1/8 Spalte

Diese Verzögerungswerte und die zugeordnete Unsicherheit sind für ein durchschnittliches Stiftverhalten ausgewählt, wobei es klar ist, daß dieselben für andere Systeme unterschiedlich sind.

Fig. 6 symbolisiert das Schalten des ÷512-Zählers 91 in der Schaltung durch eine offene Stellung eines Schalters 92 - zur Verwendung nur wenn es geeignet ist, wie z. B. für ein bidirektionales Stets-Doppel-Tropfen-Drucken von Transparenten. Das Schließen des Schalters symbolisiert das Herausnehmen des ÷512-Zählers aus der Schaltung mittels eines Nebenschlusses oder einer Umgehung 93 für andere Druckmodi.

Eine äquivalente Möglichkeit, diese Funktion darzustellen, bestünde darin, einen einstellbaren oder auswählbaren "÷n"- Zähler darzustellen -- der beispielsweise eine Einstellung auf den Wert n = 1 beinhalten könnte. Ein solcher Zähler, ein "÷1"-Zähler, wäre in der Lage, eine Division durch 1 durchzuführen, und würde somit das gleiche Ergebnis wie die dargestellte Umgehung 93 erzeugen.

Der verrauschte Verzögerungslösungsansatz wird gegenwärtig als spezifisch für ein Stets-Doppel-Tropfen-Drucken von Transparenten betrachtet, kann jedoch bei anderen Anwendungen gut verwendbar sein, um moderat eine übermäßige Tintengebung zu mildern.

Wir haben herausgefunden, daß die Maßnahmen, die beschrieben wurden, eine exakte Ausrichtung von Bildern, die in benachbarten Bändern (Gruppen von Pixeln, die bei einzelnen Stiftdurchläufen über das Druckmedium erzeugt werden) gebildet werden, während eines bidirektionalen Druckens liefern können. Diese Maßnahmen sind ausreichend, um ohne die Art einer Bildverschlechterung, die aus einer Positionsungenauigkeit entsteht, eine Durchsatzerhöhung von 60% zu ermöglichen.

Da alle Facetten oder Aspekte der Erfindung wirksam sind, indem nur das Codierersignal verarbeitet wird, kann die Erfindung an virtuell jeden Tintenstrahldrucker angepaßt werden, indem das schaltbare Invertierer/Dekrementierer/Verzögerungsleitungs-Modul seriell zu der Codiererelektronik der Maschine eingefügt wird, und indem maßvolle Änderungen der Firmware der Maschine durchgeführt werden.

Diese Verbesserungen können ungeachtet relativ großer Schwankungen in der Codiererbalkenbreite genossen werden. Dieselben werden ferner -- für den speziellen Fall eines bidirektionalen Stets-Doppel-Tropfen-Transparenten-Druckens -- von einer signifikanten Reduzierung der Sprenkelung, die durch eine vorsätzliche Wiedereinführung einer kleinen zufälligen Positionsungenauigkeit erhalten wird, begleitet.

Es ist klar, daß die vorhergehende Offenbarung lediglich zu exemplarischen Zwecken bestimmt ist und den Schutzbereich der Erfindung nicht begrenzt -- der durch Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche zu bestimmen ist.


Anspruch[de]

1. Ein Verfahren zum Drucken von Bildern auf einem Druckmedium durch ein Zusammensetzen von einzelnen Markierungen, die in Pixelarrays gebildet werden, durch einen bidirektional arbeitenden Druckkopf (31), der entlang einer Druckachse arbeitet (63), während die Position des Druckkopfs durch Bezugnahme auf Graduierungen (11) einer Skala (10) bestimmt wird, wobei jede Graduierung erste und zweite physikalische Merkmale aufweist; wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Bewegen des Kopfs in einer ersten Richtung (63 g) entlang einer Druckachse;

während der Kopf in der ersten Richtung bewegt wird, Betreiben eines Positionsbestimmungssystems, das Graduierungen (11) der Skala erfaßt, und das auf die ersten und zweiten physikalischen Merkmale jeder Graduierung in einer ersten speziellen Reihenfolge trifft;

während der Kopf in die erste Richtung bewegt wird, Steuern des Kopfes durch Bezugnahme ausschließlich auf die ersten physikalischen Merkmale, um Markierungen auf dem Druckmedium zu bilden (32);

nachfolgendes Bewegen des Kopfs in eine zweite Richtung (64B) entlang der gleichen Druckachse;

während der Kopf in die zweite Richtung bewegt wird, Betreiben des gleichen Positionsbestimmungssystems, das die gleichen Graduierungen erfaßt, und das auf die gleichen ersten und zweiten physikalischen Merkmale jeder Graduierung trifft, jedoch in einer zweiten speziellen Reihenfolge, die die Umkehr der ersten Reihenfolge ist;

während der Kopf in die zweite Richtung bewegt wird, Steuern (61, 77) des Kopfes durch Bezugnahme ausschließlich auf die ersten physikalischen Merkmale, um Markierungen (32) auf dem Druckmedium zu bilden (33);

wodurch die Markierungen unabhängig von der Bewegungsrichtung durch Bezugnahme auf die gleichen physikalischen Positionen auf dem Druckmedium gebildet werden, ungeachtet der umgekehrten Reihenfolge, in der die ersten und zweiten physikalischen Merkmale jeder Graduierung angetroffen werden; und wobei:

während des Bewegens des Kopfs in der ersten Richtung, der Positionsbestimmungssystem-Betriebsschritt ein Liefern eines ersten ursprünglichen elektrischen Positionsanzeige-Signalverlaufs (13) umfaßt, der erste und zweite elektrische Merkmale (14, 15) eines entgegengesetzten Sinns besitzt, die jeweils von der Erfassung der ersten und zweiten physikalischen Merkmale der Skala abgeleitet werden;

während der Bewegung des Kopfs in der ersten Richtung, der Kopfsteuerschritt das Steuern des Kopfs durch Bezugnahme auf das erste elektrische Merkmal (14) des ersten ursprünglichen Signalverlaufs umfaßt;

während des Bewegens des Kopfs in der zweiten Richtung, der Positionsbestimmungssystem-Betriebschritt ein Liefern eines zweiten ursprünglichen elektrischen Positionsanzeigesignalverlaufs (16) aufweist, der die gleichen ersten und zweiten elektrischen Merkmale (18, 17) eines entgegengesetzten Sinns aufweist, die jeweils von der Erfassung der ersten und zweiten physikalischen Merkmale der Skala abgeleitet werden, wobei sie jedoch alle relativ zu ihrem Auftreten in dem ersten ursprünglichen Signalverlauf sinnmäßig umgekehrt sind;

und wobei, während der Kopf in die zweite Richtung bewegt wird und das Positionsbestimmungssystem betrieben wird, der Schritt eines Ableitens einer neuen Version (20) des zweiten ursprünglichen Signalverlaufs (16), der die ersten und zweiten elektrischen Merkmale eines entgegengesetzten Sinns aufweist, aus dem elektrischen Positionsanzeigesignalverlauf vorgesehen ist, wobei jedoch jedes dieser elektrischen Merkmale relativ zu jenen in dem zweiten ursprünglichen Signalverlauf sinngemäß umgekehrt ist;

wodurch das zweite elektrische Merkmal (21) der neuen Version den gleichen Sinn wie das erste elektrische Merkmal (14) des ersten ursprünglichen Signalverlaufs hat.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Ableitungsschritt ein Invertieren des zweiten ursprünglichen Signalverlaufs umfaßt, um einen invertierten Signalverlauf zu erzeugen, der die neue Version ist.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1, bei dem:

der Druckkopf einen Tintenstrahlstift aufweist; und

der Steuerschritt das Betreiben des Tintenstrahlstifts umfaßt, um Tintentropfen zu dem Druckmedium hin auszustoßen, um die Markierungen auf dem Medium zu bilden;

und wobei das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist:

während des Bewegens in der ersten Richtung, Steuern des Stifts anhand eines speziellen der ersten elektrischen Merkmale des ersten ursprünglichen Signalverlaufs, um eine erste Markierung bei einem speziellen Ort zu bilden;

während des Bewegens in der zweiten Richtung, Steuern des Stifts anhand eines speziellen der zweiten elektrischen Merkmale der neuen Signalverlaufsversion, um eine zweite Markierung bei dem gleichen speziellen Ort zu bilden;

wobei ein spezielles der elektrischen Merkmale der neuen Version zumindest eine Zeitperiode im voraus zu einem der elektrischen Merkmale der neuen Version angetroffen wird, das bezüglich der Position dem ersten elektrischen Merkmal des ersten ursprünglichen Signalverlaufs entspricht.

4. Das Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Stiftsteuerungsschritt während des Bewegens in die zweite Richtung ein Verzögern eines Entladens von Tinte aus dem Stift umfaßt, nachdem das spezielle der elektrischen Merkmale der neuen Version erfaßt wird, so daß die zweite Markierung im wesentlichen bezüglich der ersten Markierung ausgerichtet ist.

5. Das Verfahren nach Anspruch 3, das ferner, wenn mit zwei oder mehr Tintentropfen bei jedem Pixelort auf einem Transparentmaterial gedruckt wird, den Schritt eines Auswählens eines relativ hohen Werts einer Unsicherheit bezüglich einer Druckposition aufweist.

6. Das Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der relativ hohe Wert bedeutend mehr als einem Sechzehntel von einer Pixelspaltenbreite entspricht.

7. Vorrichtung zum Drucken von Bildern auf einem Druckmedium durch ein Zusammensetzen von einzelnen Markierungen, die in Pixelarrays gebildet werden; wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

eine Einrichtung (79) zum Tragen eines solchen Druckmediums (33);

einen Druckkopf (31), der für eine Bewegung (63) über ein solches Medium angeordnet (62, 75) ist;

eine Einrichtung (62, 75) zum bidirektionalen Bewegen (63F/B) des Kopfes über ein solches Medium;

einen Codiererstreifen (10), der sich über die Trägereinrichtung parallel zu der Druckkopfbewegung (63) über das Medium erstreckt, und erste und zweite physikalische Merkmale im wesentlichen wechselweise aufweist;

eine elektrooptische Einrichtung (64) zum Lesen des Codiererstreifens, um ein Rechtecksignal (13, 16) zu erzeugen, dessen Pulse (14, 15) Kombinationen der ersten und zweiten physikalischen Merkmale und dadurch Positionen über dem Medium entsprechen; und

eine Einrichtung (65-74), die verschaltet ist, um das Rechtecksignal von der elektrooptischen Einrichtung zu empfangen, um ausschließlich auf die ersten physikalischen Merkmale ungeachtet der Bewegungsrichtung anzusprechen, um den Kopf zu steuern, um Markierungen (34, 34') auf dem Medium zu bilden; und wobei die Ansprecheinrichtung aufweist:

eine Einrichtung (61) zum Ansprechen auf fallende Flanken (14, 20) eines empfangenen Signalzugs, um den Kopf zu steuern (77), um Markierungen auf dem Medium zu bilden; und

eine richtungsempfindliche Einrichtung (67-73), die zwischen die elektrooptische Einrichtung und die Ansprecheinrichtung geschaltet ist, zum Invertieren des Rechtecksignals vor dem Empfang durch die Ansprecheinrichtung während des Bewegens in nur einer der zwei Bewegungsrichtungen des Kopfs über das Medium.

8. Die Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der:

die richtungsempfindliche Einrichtung ferner eine Einrichtung zum Einbringen einer Verzögerung zwischen die elektrooptische Einrichtung und die Ansprecheinrichtung während des Bewegens in nur einer Richtung umfaßt;

wodurch die Steuerung des Kopfs, um Markierungen auf dem Medium zu bilden, bis nach dem Auftreten der fallenden Flanken des invertierten Rechtecksignals verzögert ist.

9. Die Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Verzögerungs-Einbringeinrichtung eine Verzögerungsleitung umfaßt, die nur während des Bewegens in die gleiche nur eine Richtung in die Verbindung zwischen die elektrooptische Einrichtung und die Ansprecheinrichtung geschaltet wird.

10. Die Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Verzögerungsleitung ein Schieberegister umfaßt, das durch ein Signal von einem Abtasttakt weitergeschaltet wird.

11. Die Vorrichtung nach Anspruch 10, die ferner eine Einrichtung zum Einstellen der Abtasttaktzeitperiode auf einen relativ hohen Wert umfaßt, wenn zwei oder mehr Tropfen pro Pixel auf einem transparenten Druckmedium bidirektional gedruckt werden.

12. Die Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der relativ hohe Wert das Zeitintervall überschreitet, während dessen sich der Druckkopf über ein Sechzehntel einer Pixelspalte bewegt.

13. Die Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der relativ hohe Wert ungefähr dem Zeitintervall entspricht, während dessen der Druckkopf sich über ein Achtel einer Pixelspalte bewegt.

14. Die Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der relativ hohe Wert 40 Mikrosekunden überschreitet.

15. Ein Verfahren zum Drucken von Bildern auf einem Druckmedium durch ein Zusammensetzen von einzelnen Tintentropfen, die in Pixelarrays gebildet werden, durch einen bidirektional arbeitenden Tintenstrahlstift, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Bewegen des Stifts in einer ersten Richtung;

während der Stift in der ersten Richtung bewegt wird, Betreiben eines positionsempfindlichen Systems, um einen ersten ursprünglichen elektrischen Positionsanzeige-Signalverlauf zu liefern, der erste und zweite sich periodisch wiederholende Merkmale eines entgegengesetzten Sinns aufweist;

während der Stift in der ersten Richtung bewegt wird, Steuern des Stifts durch Bezugnahme ausschließlich auf das erste sich periodisch wiederholende Merkmal des ersten ursprünglichen Signalverlaufs, um Tintentropfen zu dem Druckmedium hin auszustoßen;

nachfolgendes Bewegen des Stifts in einer zweiten Richtung;

während der Stift in der zweiten Richtung bewegt wird, Betreiben des gleichen positionsempfindlichen Systems, um einen zweiten ursprünglichen elektrischen Positionsanzeige-Signalverlauf zu liefern, der die ersten und zweiten sich periodisch wiederholenden Merkmale eines entgegengesetzten Sinns umfaßt;

während der Stift in der zweiten Richtung bewegt wird und das positionsempfindliche System betrieben wird, Invertieren des zweiten elektrischen Positionsanzeige-Signalverlaufs, um einen invertierten Signalverlauf zu bilden, der die ersten und zweiten sich periodisch wiederholenden Merkmale eines entgegengesetzten Sinns umfaßt, wobei jedes dieser Merkmale relativ zu jenen in dem zweiten ursprünglichen Signalverlauf sinnmäßig umgekehrt ist;

wodurch das zweite sich periodisch wiederholende Merkmal des invertierten Signalverlaufs den gleichen Sinn wie das erste Merkmal des ersten ursprünglichen Signalverlaufs umfaßt;

während der Stift in der zweiten Richtung bewegt wird, Steuern des Stifts durch Bezugnahme ausschließlich auf das zweite sich periodisch wiederholende Merkmal der neuen Version, um Tintentropfen zu dem Druckmedium hin auszustoßen.







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