雙工網絡彩色印表機的製作方法
2023-07-27 17:26:41 1
專利名稱：雙工網絡彩色印表機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種印表機。更具體地，本發明涉及一種印表機的印表機械。
背景技術：
頁寬列印頭具有能夠快速列印的優點，但是由大量的噴嘴構成。任何這些噴嘴發生故障都可以導致不良的列印質量。
發明內容
根據本發明的第一方面，提供有一種印表機的印表機械，所述的印表機械包括一個第一列印頭；和一個第二列印頭，兩個列印頭都包括一組用微電化學技術構成的噴墨嘴，列印頭搭配得使一個列印頭有故障的噴嘴由另一個列印頭的相應的無故障的噴嘴代替。
優選地每個列印頭是一個頁寬列印頭。列印頭可以以間隔開的平行關係並排地設置。
在本說明書中，除非上下文清楚地另有所指，術語「頁寬列印頭」應理解為具有一個一次在頁面上列印一行的列印區的列印頭，此行要麼平行於頁面的長邊要麼平行於頁面的短邊。行列印在整體上是紙移動通過列印頭且列印頭靜止而進行的，即列印頭不掃描紙或不在紙上橫移。
印表機械可以包括一個傳送輥，此輥可旋轉地毗鄰列印頭設置以從列印頭經過此輥向介質傳送墨，列印頭以相對輥圓周地間隔開並毗鄰輥的關係設置，同時列印頭平行於輥的旋轉軸線延伸。
傳送輥在不列印時可以位移到貼近列印頭以防止墨從列印頭蒸發。
印表機械可以包括一個清潔臺用於清潔傳送輥的表面。
另外可以在輥的下遊設置一個乾燥裝置。此乾燥裝置可以是紅外線乾燥燈。
在本發明的一個優選實施例中，列印頭可以共用一個墨源。
如上所述，在列印頭的生產中可能發現有故障的噴嘴。從而，在生產時可以對列印頭進行鑑定和匹配使得此配對的列印頭的兩個相對應的噴嘴沒有全部出現故障。
可以提供一種可以是特徵向量形式的故障表，用於提供列印頭的配對噴嘴的哪個噴嘴將被使用的指示。特徵向量可以進行編碼並且輸入到印表機械中。印表機械可以含有一個容納列印頭和其它部件的盒夾。在一個優選實施例中，特性向量可以經一個貼在盒上的條形碼復原。
本發明還引伸到一個印表機的列印工作站，此列印工作站包括一個如上所述的第一印表機械，和一個第二印表機械，也如上所述，以相向對齊的關係設置，同時印表機械的傳送輥相互貼靠，以在通過傳送輥之間的列印介質的頁面的雙表面進行列印。
優選地兩個印表機械的列印頭都從一個公共的墨源接收墨。從而，列印工作站可以包括墨源、墨源含有多個獨立的墨盒，各是不同的顏色，以提供彩色列印。
列印工作站可以包括一個與各個墨盒關聯的儲墨器，從而當墨盒安裝在其相關的儲器上時，盒的內部經一個閥門裝置與儲器流體連通。
第二印表機械相對於第一印表機械可位移地設置，用於獲得由兩印表機械之間確定的列印介質路徑的通道。
根據本發明的第二方面，提供有一種生產頁寬印表機列印頭組件的方法，所述的方法包括步驟提供一種包括多個用微電化學技術構成的噴墨嘴的第一列印頭；選擇一個與第一列印頭同樣結構的第二列印頭；和通過確保兩個列印頭沒有相應配對的噴嘴都有故障，把第一列印頭與第二列印頭相匹配。
應當理解，實際上第二列印頭的選擇過程可涉及數個選擇以確保最後選擇的兩個列印頭沒有配對噴嘴都有故障。
此方法可以包括由多個以端對端的關係設置的段來構成每個列印頭。
在本發明的一個實施例中，所述的方法可以包括在構成列印頭時一次一段地鑑定和匹配列印頭故障。在此情況下，應當理解，在與墨道整合前不帶墨地進行相關段的噴嘴的檢測。
在本發明的另一個實施例中，所述的方法可以包括在列印頭組裝完成各整體上鑑定和匹配列印頭故障。在此實施例中，所述方法可以包括在與墨道整合後帶墨檢測噴嘴。
根據本發明的第三方面，提供一種頁寬印表機的列印頭組件，此組件包括一對列印頭，每個列印頭包括多個用微電化學技術構成的噴墨噴嘴，選擇和搭配列印頭使得列印頭沒有兩個配對的噴嘴都有故障。
每個列印頭可以用以端對端的關係設置的多個段構成。
再次，在本發明的一個實施例中，可以一次一段地鑑定和匹配列印頭故障。然後可以在與墨道整合前不帶墨檢測噴嘴。
在本發明的另一個實施例中，在全部列印頭已經完成後再鑑定和匹配列印頭故障。在此實施例中，與墨道整合之後帶墨檢測噴嘴。
根據本發明的第四方面，提供一種鑑定印表機的列印頭組件的方法，此方法包括匹配一對列印頭，每個列印頭包括一組用微電化學技術構成的噴墨嘴，使得每對列印頭上沒有配對的噴嘴都有故障；確定一對中的哪個噴嘴要使用並且生成與要使用的噴嘴相關的數據；和把所述的數據編碼並且把所述的編碼數據與列印頭組件關聯。
所述的列印頭可以是頁寬列印頭。
此方法可以包括形成一個故障表，所述的表可以為所生成的數據的特徵向量的形式，並且把此向量存儲在生產資料庫中。
而且，此方法可以包括用組件的識別裝置檢索特徵向量。更加具體地，與特定列印頭相關聯的特徵向量可以存儲在生產資料庫中並且由列印頭的序號檢索。
而且，此方法可包括用可讀的格式將此向量編碼並且把它貼到組件的盒夾上，優選地特徵向量在盒夾上記錄成條形碼。
當把盒夾安裝在印表機中時，此方法可以包括由編碼恢復此向量然後把此向量寫入到印表機的印表機控制器的存儲裝置中。存儲裝置可以是印表機控制器快閃記憶體。
如果在現場更換盒夾，可以利用新盒夾的條形碼通過印表機控制器的網絡接口從生產資料庫遠程下載新的特徵向量到印表機控制器。
根據本發明的第五方面，提供一種列印頭組件，它包括一對匹配的列印頭，每個列印頭包括多個用微電化學技術構成的噴墨嘴，列印頭搭配得使每對列印頭沒有配對的噴嘴都有故障；和對與列印頭相關聯的故障表的相關數據進行編碼，此故障表提供有關每對列印頭的每個配對的噴嘴的哪個要被使用的數據。
可以是特性向量形式的故障表可以與組件的識別裝置關聯並且可以儲存在一個生產資料庫中。
列印頭組件可以包括一個列印頭盒夾，編碼格式的特徵向量貼在盒夾上，當盒夾安裝在印表機上時可以由印表機讀出。
在本發明的第六方面，提供有一種用於印表機的印表機控制器，該控制器包括一個處理裝置用於接受與要列印的頁面說明相關的輸入數據，所述的說明含有彩色數據和黑文本數據；一個存儲裝置，數據儲存於其中；一個掃描和壓縮裝置用於掃描和壓縮數據，彩色數據和黑文本數據的壓縮彼此分開地進行；及一個列印頭控制器，用於接收、解壓和處理所述的數據，以便在列印頭控制器的控制下經列印頭進行列印。
列印頭可為頁寬列印頭。
掃描和壓縮裝置可包括至少一個掃描圖象處理器(RIP)數位訊號處理器(DSP)。這個，或者每個，RIP DSP可以經數據交換裝置與處理裝置連通，處理器饋給和同步這個，或者每個，RIP DSP及列印頭控制器。
這個，或者每個，RIP DSP可以經處理裝置及數據交換裝置與硬碟連通，以便在向列印頭控制器傳送壓縮數據前在硬碟裡儲存掃描和壓縮的數據。
印表機控制器可以包括多於一個RIP DSP。可以以可現場安裝的插入組件的形式包括附加的單元。
存儲裝置可以是經磁碟控制器和數據交換裝置與處理裝置裝置連通的硬碟。
根據本發明的第七方面，在印表機控制器中提供有一種列印頁面的說明的方法，此方法包括步驟從主機處理器接受關於要列印的頁面的說明的所述數據；把所接收的數據儲存進存儲裝置；掃描和壓縮所接收的數據以形成壓縮的頁面格式，彩色數據的壓縮和黑文本數據的壓縮分開地進行；向列印頭控制器饋送壓縮的頁面格式數據；及列印此頁面前在列印頭控制器中擴展壓縮的頁面格式數據。
此方法可以包括，在向列印頭控制器饋送壓縮的頁面格式數據前，在存儲裝置中儲存壓縮的頁面格式數據，存儲裝置是印表機控制器的硬碟。
而且，此方法可以包括，在擴展數據時，向至少一個由列印頭控制器控制的列印頭饋送擴展的數據。
相反，在列印頭控制器接收壓縮的頁面格式數據時，此方法可包括在列印頭控制器的本機存儲裝置中儲存數據。
根據本發明的第八方面，提供有一種列印頭控制器用於通過至少一個列印頭進行頁面列印，列印頭控制器在使用中經一個數據交換線連接到印表機控制器，用於接收關於要列印的頁面的壓縮形式的數據，此數據包含一個由雙級黑層(bi-levelblak layer)和連續單彩層(contone color layer)組成的頁面說明，列印頭控制器包括一個第一解碼裝置，用於擴展關於雙級黑層的壓縮數據。
一個第二解碼裝置，用於擴展關於連續單彩層的壓縮數據，第一和第二解碼裝置平行地設置；一個第一臨時存儲裝置用於儲存來自第一解碼裝置的擴展了的數據；一個第二臨時存儲裝置用於儲存來自第二解碼裝置的擴展了的數據；一個數據處理裝置用於處理從第一和第二臨時存儲裝置輸出並要被饋送到列印頭的數據；及一個列印頭接口，處在數據處理裝置的一個輸出處，用於控制至少一個可以連接到此接口的列印頭，並把處理後的數據饋送到列印頭。
列印頭可以是頁寬列印頭。
第一解碼裝置可以是一種無損耗的雙級解壓裝置，用於解壓雙級黑層。此解壓裝置可以是標準的4組電傳(Group4 Fax)解壓器。
第二解碼裝置可以是一個高質量的有損耗解壓裝置，用於解壓連續單彩層。此解壓裝置可以是一個標準的JPEG解壓器。
數據處理裝置可以包括一個高頻脈動器/壓縮器單元和一個在該單元輸出處的第三臨時存儲裝置，此單元可操作地在高頻脈動彩色層後在連續單彩層上複合雙級黑層。此單元可以是一個定製的單元。
第一臨時存儲裝置、第二臨時存儲裝置和第三臨時存儲裝置的每個都可以是一個FIFO。應當理解這些功能單元與設置在每個功能單元及其後續單元之間的單片級FIFO連接成流水線。
根據本發明的第九方面，在列印頭控制器中提供一種控制至少一個連接在印表機控制器上的列印頭的方法，其中該列印頭控制器用於通過一個列印頭進行頁面列印，列印頭控制器在使用中經一個數據交換線連接到列印頭控制器，用於接收有關要列印的頁面的壓縮形式的數據，此數據包含一個由雙級黑層和連續單彩層組成的頁面說明，所述方法包括步驟擴展關於雙級黑層的壓縮數據；擴展關於連續單彩層的壓縮數據；分別在第一和第二臨時存儲裝置中儲存擴展的數據；從存儲裝置向數據處理裝置饋送擴展的數據；把數據處理成適於列印的格式；按照格式化的處理後數據向至少一個列印頭上加載要列印的點；及列印這些點。
擴展此兩個層的步驟可以基本上同時進行。此方法可以包括用無損耗的雙級解壓裝置擴展關於雙級黑層的數據。此方法還可以包括用高質量的有損耗解壓裝置擴展關於連續單彩層的數據。
數據的處理可以包括高頻脈動連續單彩層、在高頻脈動的連續單彩層上複合雙級黑層及在列印這些點之前在存儲裝置中臨時儲存如此形成的高頻脈動的/複合的層。
此方法可以包括操縱作為自同步的流水線的列印頭控制器。
附圖簡述現在通過舉例參照
本發明，附圖中圖1示出本發明所述的印表機的平面圖；圖2示出該印表機的主視圖；圖3示出該印表機的側視圖；圖4示出該印表機的示意的截面主視圖；圖5示出該印表機的示意的截面平面圖；圖6示出該印表機的局部放大的示意的截面主視圖；圖7示出該印表機的中心部放大的示意的截面平面圖；圖8示出該印表機的印表機械設置的三維圖；圖9A示出該印表機的墨盒的三維俯視圖；圖9B示出墨盒的三維仰視圖；圖10示出該印表機中的文件數據流的示意圖；圖11示出印表機控制器結構的方框圖；圖12示出印表機械的控制器結構的一個實施例的方框圖；及圖13示出印表機械控制器結構的另一個實施例的方框圖。
附圖詳述1.S-列印概觀本發明將參照適於高容量的辦公室應用的高速雙工網絡彩色印表機進行說明。其特點是2000頁的電動紙託盤、每分鐘列印120頁面、和1600dpi的畫面質量輸出。我們把這樣的印表機稱為「S-列印」並且在下文中所述的印表機就是這樣的印表機。
S-列印以最佳的網絡彩色雷射印表機的20倍的速度，和最佳的網絡單色雷射印表機的4倍的速度有效地挑戰40億美元的臺式雷射印表機市場。以其高性能和畫面質量的輸出，在少於5000列印批量時它還與膠板印刷竟爭。
S-列印容放A4/信紙大小的介質，並且有一個A3/小報尺寸介質的託盤適配器。使用全彩色、頁寬1600dpi的微電化學噴墨列印頭(Memjet)它同時達到高質量和高性能。
S-列印使用基於嵌入式DSP的掃描圖象處理器(RIP)高速地掃描Postscript和PCL頁面說明。標準的RIP使用單個的DSP，但是可以插入達到三個的輔助DSP模塊以提高性能。
RIP壓縮並且在一個內部的高容量硬碟中儲存掃描的圖象。簡單的頁面說明以完全的120ppm的列印速度掃描，而較複雜的頁面說明可佔較長的時間。從內部硬碟恢復的預掃描文件總是以完全的120ppm的列印速度列印。任何文件都可以「列印」到硬碟上，即再生和儲存在硬碟上，用於以後高速恢復。
用戶可以選用S-列印，在其彩色LCD上選擇本機儲存的文件，並且立即列印之，而不必採用一個工作站。以此方式列印的文件總是以完全的120ppm的速度列印。標準的14GB內部硬碟儲存超過6000個圖像密集頁面。由於其方便性和和高速度，S-列印很可能取代許多小批量膠印的使用。
S-列印使用雙工列印頭同時進行雙面列印。在Memjet列印頭生產的試驗階段，列印頭的故障密度可能還較高，每個列印頭都備份達到2∶1的冗餘。這使工廠檢驗出的故障噴嘴得以旁流，從而使列印頭的合格率最大。一對定製的印表機械控制器向該雙工列印頭實時地擴展、高頻脈動和列印頁面圖像。
除了定製的印表機械控制器和Memjet列印頭，S-列印使用標準的市售電子元件搭建。
2 印表機機制S-列印總體用標號10標示並且含有一個殼12，殼12有一個中心部14(圖1和2)。從中心部14的每個側面突出一個鉸鏈連接的託盤殼16(圖3)。
下文將詳加說明的墨盒18安裝在中心部14的頂部而方便易卸。
中心部14的前面板20容納一個顯示屏22。下文將參照附圖中的圖7詳加說明的顯示屏22是一個全彩色的LCD用戶介面。
現在參看附圖的圖4，它示出S列印10的示意主視圖。
殼12圍繞盒底座24構成。印表機械26位於中心部14的中心。下文將參照附圖的圖6詳加說明印表機械26。
在中心部14的任一側，並且由此向外突出的是紙託盤殼16之一。每個紙託盤殼16有一個底鉸接門或側鉸接門28。一個板30位於每個紙託盤殼16中，用於支承紙張負荷。每個板30的運轉上的內端有一個導輥32，該導輥容置在一個豎直延伸的槽34中用於引導板30的豎直運動。每個板30由一個馬達36驅動。馬達36驅動一個鏈輪38。一個第二鏈輪40豎直地安裝在鏈輪38的下面。鏈輪38和40通過一個環形鏈條42互相連接，該環形鏈帶動板30豎直運動。
一個第一馬達組件44設置在印表機械26的上遊用於在印表機械26之間饋送紙張形式的列印介質。一個第二馬達組件46設置在印表機械26的下遊用於在列印後從印表機械26取出紙張。
板30按照輸入和輸出紙疊中的紙量上升和下降。
一個緊湊電源48設置在印表機械26的下面，一個14GB的硬碟驅動器(HDD)50和控制電路52也如此設置。
S-列印10列印紙張的長邊以達到簡單的形狀因素和很小的臺面面積。
如附圖的圖5更加清楚地所示，要饋送到印表機械26中的紙張由位於印表機械26的上遊設置在紙通道中的拾取輥54引導。在列印後，釘輪輥56抓住紙的前端，用於把列印過的紙引導到位於印表機械26的下遊紙通道中的紙託盤殼16。拾取輥54由馬達組件44驅動。類似地，設置成豎直隔開的對的釘輪輥56由另一個馬達組件46驅動。
還有，如附圖的圖5所示，S-列印10是一個有藍色墨盒58、紅色墨盒60、黃色墨盒62和黑色墨盒64的四色印表機。墨盒58、60、62和64經軟管66向印表機頭26饋墨。
附接有墨盒58至64的模製件72(圖6)鉸鏈連接地固定在殼12的中心部14的其餘部分上以露出印表機械26的底座的上部74。此上部74可以繞樞銷76樞轉，以便獲得達到上方印表機械26.1的通道。應當注意上方印表機械26.1固定到上部74上，從而當樞轉上部74時可以得到到達下方印表機械26.2及乾燥紅外燈78的通道。
這些紅外燈78安裝在紙張引導裝置82上，該紙張引導裝置引導印表機械26之間的紙張82。
平直的紙通道使紙張82能夠以高速饋送過印表機械26的列印頭。
兩個印表機械26.1和26.2一起安裝在一個可調節組件上。如上所述，可以向上樞轉上方印表機械26.1以能夠得到到達紙夾和下方印表機械26.2及紅外乾燥燈78的通道。
如附圖的圖6所示意，相關聯的墨盒58至64卡扣配合在模製件72頂部。
每個墨盒58至64含有確定一個儲墨容器90的模製件86。此儲墨容器90在使用中與一個由印表機械26的頂上的模件84確定的固定儲墨容器88液流連通。
儲墨容器90經一個通道92與固定的儲墨容器88連通。銷釘94經過通道92突出並且由墨盒58至64的珠96咬合。珠96通過彈簧98的作用被迫入與銷釘94咬合。銷釘94在其運轉時的下端即在儲墨容器88內部的端部有一個套圈或者凸緣100。當套圈100被迫離開其座時，墨可以從儲墨容器90流入儲墨容器88。
儲墨容器88起提供更換墨盒的早期報警並且與嵌入的QA盒夾的晶片接觸的作用。每個儲墨容器88經軟管66連接到印表機械26的列印頭上。
現在參看附圖的圖7，圖中較為詳細地示出S-列印10的前面板20。如上所述，前面板20含有一個彩色的LCD介面22。電源開關102設置在此介面22之下。
鍵盤104也設置在前面板20上。鍵盤104允許輸入期望的份數數字。要本機即印表機10列印的文件還可以藉助於鍵盤104通過識別數字進行選擇。應當理解，如果有許多這種文件時這可以比翻遍所儲存的文件更快速。
LCD介面22包括四個可變功能鈕106用於運轉介面22。
列印鈕108和停止鈕110也毗鄰鍵盤104設置在前面板20上。
參照附圖的圖8詳細地論述印表機械26。如上所述，設有上方印表機械26.1和下方印表機械26.2。S-列印使用雙工印表機械26.1和26.2以同時雙面列印。
應當注意每個印表機械26.1和26.2使用兩個列印頭112(對於印表機械26.1隻示出其中之一)。設這兩個列印頭112以達到2∶1的噴嘴冗餘。這使得工廠檢測出的故障噴嘴得到旁流從而使列印頭的合格率最大。
列印頭112在傳送輥114上列印。在一個同軸設置的馬達116的驅動下旋轉地驅動傳送輥114。在列印的過程中，積聚在輥114的表面上的墨依次地放置在紙張82上。另外，當列印頭112不運轉時，輥116被迫入與列印頭112接合以抑制每個列印頭組件112中的儲墨容器118的墨的蒸發。
每個印表機械26包括一個清潔臺120。清潔臺120包括一個可恢復的橈性的、彈性體材料的拭子122和一個設置在拭子122上遊的海綿件124，從而在拭子122將墨從傳送輥114上擦拭掉前海綿件124將墨從傳送輥114上去掉墨。
輥114與列印頭組件112的接合及退出接合由一個電磁鐵裝置126控制。
在附圖的圖9A中示出墨盒60的三維俯視圖，圖9B示出墨盒60的三維仰視圖。盒60含有與S-列印10的殼12的中心部14中的模製件84接合的模製件86。在附圖的圖9B中示出一個QA晶片在墨盒60的底面130上。
如附圖的圖6中示出而在圖9及圖9B中未示，每個上模製件86容置被持定在下模製件84上的彈簧珠96以提供墨盒60的主級密封。次級的疏水的彈性體的密封132設在墨盒60的下表面130的入口上。
如上所述，墨盒60藉助於銷釘94經印表機墨儲墨容器88連接到印表機械26上。
在墨盒60的頂部彩色標籤136下設有曲折的空氣槽134(圖9A)。四個墨盒58至64由塑料的銷突定位以防止墨盒58至64的任何不正確的插入及方向。還有，應當注意黑墨盒64擁有其它墨盒兩倍的容量，因為黑墨用得較多。
3.基於MEJET的列印Mejet列印頭112產生1600dpi的雙CMYK(藍、紅、黃、黑)。在低滲透的紙張上，每個噴射出的墨滴形成幾乎完善的圓形的22.5微米直徑的點。點容易地獨立產生使得彌散點的高頻脈動得以充分地利用。因為所述的Mejet列印頭112是頁寬的並且以恆定的紙速運轉，四色平面可以良好控制地列印，使之能夠精確地逐點列印。由於因此在彩色平面之間沒有空間的相互作用，所以對每個彩色平面使用相同的高頻脈動矩陣。逐點列印使得由相互間的色混引起的中間色調的「汙混」最少化。
頁面的布局可以含有圖像、畫面和文本的混合體。用一個隨機的彌散點高頻脈動復現連續色調(contone)圖像和畫面。與集群點(或者稱幅度調製的點)高頻脈動不同，彌散點(或者頻率調製的點)高頻脈動復現幾乎達到點解析度極限的高空間頻率(即圖像細節)，而同時在用肉眼進行空間整合時，重建其完全彩色深度的較低的空間頻率。仔細地設計了一個隨機的高頻脈動矩陣以在斜跨圖像時沒有不良的低頻率圖樣。這樣其尺寸超過了支持特定數量的強度級(例如257強度級的16×16×8比特)所要求的最小尺寸。S-列印10使用64×64×3×8比特的高頻脈動容量。通過允許一個點多次改變強度範圍(而不是在常規的高頻脈動矩陣中只是一次)，這個容量在高頻脈動的設計時提供了額外的自由度。
人眼的對比靈敏度的峰值在約每個視野度3周的空間頻率，並且由此對數地下降，在約每度40周以上時以100的因數下降並且在每度60周以上不可測。在12英寸(約300毫米)的正常視距，這粗略地換算成在列印頁面上每英寸200-300周(cpi)，或者說根據Nyquist定理每英寸400-600示樣。
實際上，約300ppi以上的連續色調解析度除了在諸如醫學圖像等特殊應用之外使用有限。例如雜誌的膠印使用150至300ppi的連續色調解析度。更高的解析度對經脈動造成的顏色誤差作用不大。
黑文本和畫面直接用雙級黑點復現，從而在列印前不進行去假(即不低通濾波)。因此，文本超過以上討論的感覺限度超取樣，從而在肉眼空間整合時產生更加平滑的邊緣。達到約1200dpi的文本解析度繼續對感覺到的文本清晰性起作用(當然，要假定採用低滲透的紙張)。
S-列印10採用320dpi(即1600/5)的連續色調解析度，以及1600dpi的黑文本和畫面解析度。
4.文件數據流把文件傳送和文件掃描分開以使用戶不受文件的大小和複雜性與S-列印的存儲容量和RIP性能的相互作用的影響。這是通過在內部硬碟50上存儲每個文件的頁面說明語言(PDL)文檔達到的。
因為Memjet列印頭112的高解析度，每個頁面必須以恆定的速度列印以避免產生可見的偽差。這意味著不能改變列印去匹配輸入數據速率。因此把文件的掃描和文件的列印分開，確保列印頭112有恆定的數據供應。只有在一個頁面完全掃描之後才列印它。這是通過在內部硬碟50上儲存每個掃描了的頁面圖像的壓縮版本達到的。
這種分開還使得PIR在掃描簡單的頁面時PIP能夠提前印表機10運轉，爭取了時間掃描更加複雜的頁面。
用戶指示是把文件永久地存儲在硬碟50上、列印還是既存儲又列印。只要有可用的磁碟空間，非常駐文件也在列印前保留在磁碟50上。當列印多份複雜的文件時這是特別地有效的。這種所謂的電子整理還免去了對於外部整理裝置的需求，因為文件在完全列印後才列印下一份。
因為隨機的高頻脈動復現連續色調的彩色圖像，但是黑文本直接用黑點復現，所以壓縮的頁面圖像格式含有獨立的前景雙級黑層和背景連續色調層。在高頻脈動連續色調層之後，黑層複合在連續色調層之上。
圖10示出從網絡到列印頁面的S-列印文件流。
在320ppi的解析度，一個A4/信紙頁面連續色調CMYK數據有38MB的大小。用JPEG之類的有損耗連續色調壓縮算法，用達到10∶1的比率壓縮連續色調圖像沒有顯著的質量損失，給出3.8MB大小的壓縮頁面。
在1600ppi的解析度，一個A4/信紙頁面雙級數據有30MB的大小。諸如文本之類的相干數據壓縮得很好。使用諸如4組電傳(Group4Facsimile)之類的無損耗雙級壓縮算法，十點文本用約20∶1的比率壓縮，給出1.5MB大小的壓縮的頁面。
一旦高頻脈動後，一個頁面的CMYK連續色調圖像由120MB雙級數據組成。使用無損耗的雙級壓縮算法簡直是無意義的，這是因為理想的高頻脈動是隨機的，也就是因為它產生難於壓縮的失真。
因此雙級壓縮頁面圖像格式充分發揮了有損耗JPEG連續色調圖像壓縮和無損耗雙級文本壓縮。此格式緊湊得足以有效儲存，並且簡單得足以在列印時能夠進行徑直的實時擴展。
因為文本和圖像一般不重疊，正常的最次頁面圖像大小是3.8MB(即僅有圖像)，而正常的最佳頁面圖像大小是1.5MB(即僅有文本)。絕對的最次頁面圖像大小是5.3MB的(即文本重疊在圖像上)。假定三分之一的平均頁面含有圖像，平均頁面的圖像大小是2.3MB。因此標準的14GB內部硬碟可保存6000頁以上這樣的頁面。
5.印表機控制器結構S-列印10印表機控制器由控制處理器138(圖11)、各種外圍控制器140、142和144、一個掃描圖像處理器(RIP)DSP段146、和雙工的頁面擴展處理器148組成。這些部件是離散的並且經共享總線150和共享的64MB存儲器152連通。
控制處理器138經一個Ethernet控制器140處理與網絡的通信，經SCSI控制器142控制內部硬碟50並且經LCD控制器144控制LCD22。控制器138還控制走紙、處理墨盒鑑別及墨的監測，以及饋給和同步RIP及印表機械控制器148。它由一個中等性能的通用微處理器組成。其相關的外圍控制器包括一個10/100Base-T Ethernet控制器(140)、一個SCSI磁碟控制器(142)、和一個TFT LCD控制器(144)。可選的控制器包括IEEE1394(Firewire)控制器和一個USB2.0控制器用於與工作站或者伺服器進行高速的點對點通信。
RIP DSP段146把頁面說明掃描和壓縮到S-列印壓縮的頁面格式。DSP段146由一到四個通用的高性能DSP組成。每個附加的DSP是可以現場安裝的插入組件。
每個印表機械控制器148實時地(即以60ppm的速度)把頁面圖像擴展、高頻脈動和列印到其相關的複製列印頭112。雙工印表機械26同時列印頁面的雙面(即以120ppm的速度)。
印表機控制器的快閃記憶體154保存處理器138和DSP146的軟體。這在有效時間備份到主存儲器152上。快閃記憶體154還保存兩個重現列印頭112的故障表。這些在有效時間備份到印表機械控制器148上。
5.1詳細的文件數據流主處理器138接收文件的頁面說明語言(PDL)文檔並且把它儲存到內部硬碟50上。它然後在DSP146上運行適當的RIP軟體。
DSP146掃描每個頁面說明並且壓縮掃描的頁面圖像。主處理器138把每個壓縮的頁面圖像儲存在硬碟50上。使多個DSP負載均衡的最簡單的方式是讓每個DSP146掃描一個獨立的頁面。由於通常任意數量的掃描頁面可以儲存在內部硬碟50上，可能總要使DSP忙不完。但是在掃描短的文件時，這個方案可能導致DSP的利用率不高。
主處理器138向雙工印表機械26的控制器148傳送背對背的頁面圖像。每個印表機械控制器148把壓縮的頁面儲存進其本機存儲器，然後開始擴展和列印流水線。流水線化的頁面擴展和列印是因為在存儲器中儲存120MB的雙級CMYK圖像是不實際的。
此流水線的第一個級擴展JPEG壓縮的連續色調CMKY層。與第一級相平行地，第二級擴展4組傳真壓縮的雙級黑層。第三級高頻脈動連續色調CMYK層，並且把雙級黑層複合到最後的雙級CMYK層上。第四級經控制Memjet列印頭112的列印頭接口列印雙級CMYK數據。
主處理器138從硬碟50以所需的120ppm的速度(平均4.6MB，或者在最差情況下10.6MB的速度)向印表機械控制器148傳送壓縮的頁面圖像。
a)高頻脈動結合複合，從而在它們之間沒有外部的數據流b)320ppi＝1600dpi(5×5擴展)
c)需要一個24線的窗口，但是只達到1線印表機械數據流綜合在表1中。總體的向/從存儲器的吞吐量是387MB/S，但是其中的5.3MB涉及FIFO。
每個級都經一個FIFO與下一級通信。每個FIFO都組織成線，而且每個FIFO的最小尺寸(在線)都設計為容納前級的輸出窗口(在線)和用戶的輸入窗口(在線)。中間存儲器FIFO在表2中說明
由於每個冗餘的配對列印頭的兩個列印頭112在傳送輥上分開約8毫米(或者說1600dpi下的約500列印行)，因此必須在高頻脈動器/複合器單元176和列印頭接口178之間緩衝額外的500行雙級CMYK。這轉而變換成約4.5MB的額外的存儲器，或者總共要5MB的FIFO存儲器。
對於這種額外的FIFO存儲器的需要可以通過平行地把每個頁面圖像擴展兩次消除，換言之，對於每個冗餘的配對列印頭的兩個列印頭112各一次，交錯地匹配於列印頭的物理分離。通過為每個列印頭112複製印表機械控制器148最容易達到。在下文說明的流水線(與共用的存儲器相反)的印表機械控制器148情況下，複製在實際上是最貼切的，這裡提供5MB的單片級存儲器是不實際的。
還可以用雙倍速運轉印表機械控制器148，從而在它進行列印頁面圖像一次時可以把每個頁面的圖像擴展兩次。
只要並行地把每個頁面擴展兩次，FIFO存儲器必須加倍到約1MB。
5.2印表機械控制器結構印表機械控制器148實施為單個的定製晶片。
有兩種印表機械控制器148的結構變型。圖12所示的共享存儲器方式，使用一個本機的離片RDRAM156以支持頁面擴展和列印所要求的總體存儲帶寬。圖13所示的流水線方式，使用專用的單片級FIFO158、159、160。
共享存儲器的印表機械控制器148由一個通用處理器162、一個對應離片RDRAM的高速Rambus接口164、一個小的程序只讀存儲器166、一個DMA控制器168，和一個對應印表機控制器總線150的接口170。
印表機械控制器的頁面擴展和列印流水線都由一個標準的JPEG解碼器172、一個標準的Group 4 Fax解碼器174、一個定製的高頻脈動器/複合器單元176，和一個對應Memjet列印頭112的用戶接口178構成。
高頻脈動器/複合器單元176，和列印頭接口178在共同申請的美國專利申請09/436,744中說明得較為詳細，該申請在此全文引作參考。
在共享存儲器的模式中，FIFO位於一個專用的離片RDRAM156上，並且所有的級間通信由本機處理器經DMA控制器168控制。在流水線的方式中，FIFO158、159、160是單片級，並且各級自同步。
在共享存儲器的模式中，解碼器172、174從主處理器138經本機存儲器得到頁面數據。在流水線方式中，解碼器172、174越過印表機控制器總線150直接從主處理器138得到頁面數據。
當幾個印表機械控制器148一起使用時，諸如在雙工配置中，它們經一個在線180上的共享的行同步信號得以同步。只有一個經一個外部的主/從接腳182選擇的印表機械控制器148向共享線180產生線同步信號。
5.3列印頭時序每個印表機械控制器148用1秒鐘列印一個A4/信紙頁面。因為S-列印10使用一個12英寸列印頭112列印長尺寸的頁面(11.7英寸)，短尺寸的(8.5英寸)的頁面需要在一秒鐘通過列印頭112。在1600dpi，這等於13KHz的行頻率。這完全在Memjet列印頭112的工作頻率範圍之內，目前設計的Memjet列印頭超過30KHz。
5.4列印頭鑑定每個冗餘的12英寸印表機械26含有兩個完整的12英寸列印頭112，即76,800個配對噴嘴，鑑定並且搭配得沒有都發生故障的配對噴嘴。
列印頭故障的鑑定和搭配或一次一段地進行，或在已經裝好全部列印頭後進行。前種情況下先檢測噴嘴再與墨道整合，並且因此不帶墨檢測。後種情況下先與墨道整合後進行檢測，並且因此帶墨檢測。按段鑑定生產率高但是檢測成本高。因此按段鑑定僅在故障率還比較高的時候優於按列印頭鑑定。
與冗餘列印頭相關的故障表存儲在生產資料庫中，用列印頭的序號檢索並且用條形碼記錄在其盒夾上。生產中當列印頭盒夾完全插進印表機時，用條形碼恢復故障表，然後寫入到印表機的內嵌印表機控制器的快閃記憶體中。
如果在現場更換列印頭盒夾，就使用新的列印頭夾盒的條形碼，從生產資料庫向印表機控制器經其網絡接口遠程下載新的故障表。
與每個冗餘的配對列印頭關聯的故障表，在有效時間從印表機控制器的快閃記憶體154備份到相應的印表機械控制器148。在列印時，每個印表機械控制器148檢索其故障表以確定向每個配對噴嘴中的哪個噴嘴傳送數據。當配對噴嘴的一個噴嘴損壞時，印表機械控制器148把數據送向另一個噴嘴。列印頭的鑑定和搭配確保一個配對噴嘴的兩個噴嘴不會都有故障。
權利要求
1.一個用於噴墨印表機的印表機控制器，所述的控制器包括一個處理裝置，用於接收與要列印的頁面說明相關的輸入數據，所述頁說明含有彩色數據和黑文本數據；一個存儲裝置，其中儲存所述的數據；一個掃描和壓縮裝置用於掃描和壓縮所述的數據，彩色數據和黑文本數據的壓縮彼此分開地進行；及一個列印頭控制器用於接收、解壓和處理所述的數據，以便經列印頭在列印頭控制器的控制下進行列印。
2.權利要求1所述的印表機控制器，其特徵在於，所述的掃描和壓縮裝置包括至少一個掃描圖像處理器(RIP)數位訊號處理器(DSP)。
3.權利要求2述的印表機控制器，其特徵在於，該，或者每個RIPDSP經一個數據交換裝置與處理裝置連通，所述的處理裝置饋給並且同步該，或者每個PIP DSP、掃描和壓縮裝置及列印頭控制器。
4.權利要求3所述的印表機控制器，其特徵在於，該，或者每個RIP DSP經處理裝置和數據交換裝置與存儲裝置連通，用於在存儲裝置中存儲掃描了的和壓縮了的數據。
5.權利要求1所述的印表機控制器，其特徵在於，所述的存儲裝置是一個經磁碟控制器和數據交換裝置與處理裝置連通的硬碟。
6.在一種噴墨印表機控制器中，一種列印含有彩色數據和黑文本數據的頁面說明的方法，所述的方法包括步驟從一個主機處理器接收關於頁面說明的所述數據；在一個存儲裝置中儲存接收到的數據；掃描和壓縮接收到的數據以形成一個壓縮了的頁面格式，彩色數據和黑文本數據的掃描和壓縮彼此分開地進行；把壓縮的頁面格式數據饋送到一個列印頭控制器；並且在列印此圖像前在列印頭控制器中擴展此壓縮了的頁面格式數據。
7.權利要求6所述的方法，其特徵在於，包括在向列印頭控制器饋送壓縮了的格式數據之前，把壓縮的頁面格式數據儲存在存儲裝置中。
8.權利要求6所述的方法，其特徵在於，在擴展數據時，此方法包括把擴展的數據饋送到至少一個由列印頭控制器控制的列印頭。
9.權利要求8所述的方法，其特徵在於，列印頭控制器接收壓縮了的頁面格式數據時，在列印頭控制器的本機存儲裝置中儲存所述的數據。
10.一個用於控制通過至少一個列印頭列印的列印頭控制器，在使用中所述的列印頭控制器經一個數據交換線連接到一個印表機控制器用於接收關於要列印的頁面的壓縮形式的數據，所述的數據包括一個頁面說明，頁面說明含有一個雙級黑層和一個連續單彩層，所述的列印頭控制器包括一個第一解碼裝置用於擴展關於雙級黑層的壓縮數據；一個第二解碼裝置用於擴展關於連續的單彩層的壓縮數據，第一和第二解碼裝置平行地設置；一個第一臨時存儲裝置用於儲存由第一解碼裝置擴展的數據；一個第二臨時存儲裝置用於儲存由第二解碼裝置擴展的數據；一個數據處理裝置用於處理從第一和第二臨時存儲裝置輸出的要被饋送到列印頭的數據；和一個在數據處理裝置的輸出處的列印頭接口，用於控制至少一個可以連接到此接口的列印頭，並用於把處理後的數據饋送到所述的列印頭。
11.權利要求10所述的列印頭控制器，其特徵在於，所述的第一解碼裝置是一個無損耗的雙級解壓裝置，用於解壓雙級黑層。
12.權利要求10所述的列印頭控制器，其特徵在於，所述的第二解碼裝置是一個高質量的有損耗的解壓裝置，用於解壓連續單彩層。
13.權利要求10所述的列印頭控制器，其特徵在於，所述的數據處理裝置包括一個高頻脈動器/複合器單元和一個在此單元的輸出處的第三臨時存儲裝置，所述的單元可操作地在高頻脈動彩色層之後在連續單彩層上複合雙級黑層。
14.權利要求13所述的列印頭控制器，其特徵在於，每個第一臨時存儲裝置、第二臨時存儲裝置和第三臨時存儲裝置是專用的單片級FIFO。
15.權利要求10所述的列印頭控制器，其特徵在於，所述的列印頭控制器起自同步的流水線的作用。
16.在一個用於控制通過列印頭列印頁面的的列印頭控制器中，一種控制至少一個連接到列印頭控制器的列印頭的方法，所述的列印頭控制器在使用中經一個數據交換線與一個印表機控制器連接，用於接收關於要列印的頁面的壓縮形式的數據，所述的數據包括一個含有雙級黑層和連續單彩層的頁面說明；所述的方法包括步驟擴展關於雙級黑層的壓縮數據；擴展關於連續單彩層的壓縮數據；分別在第一和第二臨時存儲裝置中儲存擴展了的數據；從存儲裝置向數據處理裝置饋送擴展了的數據；把所述的數據處理成適於列印的格式；按照格式化的處理後數據向至少一個列印頭上加載要列印的點；以及列印這些點。
17.權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述的擴展所述的兩個層的步驟基本上同時地發生。
18.權利要求16所述的方法，其特徵在於，該方法包括用一個無損耗的雙級解碼裝置擴展關於雙級黑層的數據。
19.權利要求16所述的方法，其特徵在於，該方法包括用一個高質量的有損耗的解碼裝置擴展關於連續單彩層的數據。
20.權利要求16所述的方法，其特徵在於，處理數據的方法包括高頻脈動連續單彩層、在高頻脈動後的連續單彩層上複合雙級黑層、並且在列印點之前在一個存儲裝置中臨時儲存高頻脈動的/複合的層。
21.權利要求16所述的方法，其特徵在於，該方法包括操縱作為自同步的流水線的列印頭控制器。
全文摘要
一種印表機的印表機械(26.1、26.2)，包括第一和第二列印頭(112)。兩個列印頭(112)包括多個用微電化學技術構成的墨嘴。列印頭(112)搭配得可使一個列印頭(112)中的有故障的噴嘴由另一個列印頭(112)中的相應的無故障的噴嘴代替。
文檔編號B41J2/005GK1700164SQ200510065
公開日2005年11月23日 申請日期2000年2月17日 優先權日1999年4月23日
發明者基亞·西爾弗布魯克, 託賓·艾倫·金, 西蒙·羅伯特·沃姆斯利, 保羅·拉普斯頓 申請人:西爾弗布魯克研究有限公司