用噴墨印表機採用提高的水平解析度來列印的方法
2023-10-25 07:16:17 1
專利名稱：用噴墨印表機採用提高的水平解析度來列印的方法
技術領域：
本發明涉及噴墨印表機，而更確切地說，涉及一種用噴墨印表機採用提高的水平解析度來列印的方法。
一臺噴墨印表機包括一個列印頭，列印頭中帶有一組墨水噴射孔(
圖1)。對一臺多色噴墨印表機而言，列印頭中的墨水噴射孔通常被分隔成一些單獨的墨水噴射孔陣列，每個陣列對應著將要噴到列印媒體上的一種不同顏色的墨水。與各自的墨水噴射孔配套的一組噴墨加熱器被有選擇地啟動以便以公知的方式從諸墨水噴射孔噴墨。
列印頭通常裝在一個可移動託架組件上並靠該組件攜帶。列印媒體在印表機中可沿前進方向移動，而託架組件可沿橫向即與前進方向垂直的方向移動。一個圖像區被定義，它覆蓋列印媒體。該圖像區包括一組像素位置行和列。每個單獨的象素位置對應著在列印媒體上的一個墨點布置位置。解析度即像素位置之間的中心距通常沿豎直(即前進)方向和水平(即橫向)方向均預先確定。像素位置的豎直解析度由墨水噴射孔之間的中心距來確定。像素位置的水平解析度由與列印頭相關的頻率響應限制來確定。例如，在列印期間與每個墨水噴射孔配套的供墨通道和噴嘴段在配套的噴墨加熱器被啟動之後需要一定的時間來再充滿。像素位置的橫向解析度可能是列印頭中諸孔的墨水再充滿時間的函數。用於噴墨印表機中的典型的列印頭以300 dpi的前進解析度和300 dpi的橫向解析度在列印媒體上的圖像區中布置墨點。
儘管有列印頭頻率響應限制，該限制可能決定在圖像區內像素位置的實際水平解析度，但是列印頭實際上可以具有一個沿橫向的可尋址解析度，該可尋址解析度高於沿橫向的實際像素位置解析度。更確切地說，攜帶列印頭的託架組件通常靠步進電機來驅動，該步進電機使託架組件以增量步數沿橫向跨越列印媒體而步進。步進電機具有與列印頭沿橫向的可尋址解析度相對應的最小步距。例如，由於與列印頭相關的頻率響應限制，列印頭的實際橫向解析度可能被設定成300點每英寸(dpi)，而列印頭沿橫向的可尋址解析度卻可能對應著600 dpi。在這樣一個例子中，列印頭的可尋址解析度實際上是列印頭的實際橫向解析度的兩倍。
已經公知，通過利用列印頭的可尋址橫向解析度在一種黑白(即單色)噴墨印表機中提供提高的列印質量。例如，轉讓給本發明的受讓人的美國專利No.5480240公開了一種通過提高列印圖像沿水平軸的解析度來提高列印質量的方法。以較低解析度網格格式存儲的列印數據被轉換成與列印頭沿水平方向的可尋址性相關的較高解析度網格格式。利用較高解析度網格可以改變墨點布置位置的中心和墨點的大小，以便提供提高的列印質量。
用多色噴墨印表機列印通常採用一種濃淡點圖處理來確定墨點的相對頻率和它們在列印圖像上的布置，以便產生基色組中所沒有的顏色。一個預定大小的閾值矩陣包括一組像元行和列，每個像元對應著圖像區中的一個像素位置。每個像元被賦值一個閾值，該閾值被按比例定標以便針對所用矩陣的大小把顏色規一化。當分析列印圖像時，用像元在閾值矩陣中的位置針對具體像元確定閾值。每種基色被賦值一個顏色值。只要針對基色的顏色值大於閾值矩陣的像元中的閾值，墨水就被噴到圖像區中的一個相應的像素位置。
參照圖2，畫出了一個在彩色列印期間在濃淡點圖處理過程中所用的閾值矩陣的示例。該閾值矩陣包括4列和4行，總共有16個像元。每個像元對應著圖像區中的一個像素位置並被賦值一個如圖所示的閾值。基色青色被賦值一個顏色值8；洋紅色被賦值一個顏色值4；而黃色被賦值一個顏色值12。於是青色墨水將被列印在與由青色列印面表示的基本上填滿的像元相對應的像素位置。應該指出，一般可以把賦值給每個基色的顏色值看成對應著該具體基色墨水在與閾值矩陣相對應的圖像區的一部分中被噴射到列印媒體上的百分數。也就是說，對於所示示例而言，閾值矩陣包括總共16個像元而青色墨水被賦值一個顏色值8。於是，大約16個像元中有8個(即大約50％)像元被賦值成藍顏色值。因此這意味著與這些閾值矩陣像元相對應的大約50％的像素位置也收到青色墨水。同樣地，對於圖像區的相應部分上的閾值矩陣而言，黃色墨水將被布置到大約12/16即75％的像素位置。於是，可以把閾值矩陣看成各種顏色的墨點在圖像區的預定和相應的部分中的頻率分布。
技術上需要的是一種用彩色噴墨印表機提供提高的沿水平軸的解析度，而又對濃淡點圖列印技術沒有不良影響的方法。
本發明提供一種用多色噴墨印表機列印的方法，其中通過沿橫向擴展閾值矩陣，致使每一列均被配置成鄰接至少一個具有相同閾值的其他列，來提高沿橫向的列印解析度。該閾值矩陣沿橫向被擴展，視列印頭沿橫向的可尋址解析度(例如，驅動攜帶列印頭的託架組件的步進電機的最小步距)而定。
本發明，以其一種形式，包括一種使用噴墨印表機用至少一種顏色墨水在列印媒體上列印圖像的方法。列印媒體在噴墨印表機中可沿前進方向移動。列印頭帶有一組用來把墨水噴到列印媒體上的墨水噴射孔，諸墨水噴射孔沿前進方向被布置成間隔開一段共同距離。列印頭可沿與前進方向垂直的橫向以增量步數移動，增量步數具有一個最小步距。圖像區帶有一組像素位置行和一組像素位置列，像素位置與墨點在列印媒體上的布置位置相對應。像素位置列具有取決於該共同距離的前進像素解析度。像素位置行具有取決於該最小步距的橫向像素解析度。給至少一種顏色墨水賦值一個顏色值。一個閾值矩陣被定義成帶有一組像元行和一組像元列，每個像元與圖像區中的像素位置之一相對應。給閾值矩陣中的每個個別像元賦值一個閾值。一個轉移矩陣被定義成具有與閾值矩陣相同的行數和比閾值矩陣更大的列數。該更大的列數等於一個整數乘數與閾值矩陣的列數之積。整數乘數取決於最小步距。給轉移矩陣中的每個個別像元賦值一個閾值。轉移矩陣的每一列帶有一些具有與閾值矩陣的諸列之一相對應的閾值的像元，並被配置成鄰接至少一個具有賦值相同閾值的像元的其他列。用至少一種顏色墨水對列印媒體列印，視至少一種顏色墨水的顏色值和轉移矩陣的閾值而定。
本發明的一個優點在於，多色噴墨印表機中的橫向像素解析度可以提高而不影響濃淡點圖品質，如色調、飽和度和/或亮度之類。
另一個優點在於，本發明的列印方法可以與提高沿水平軸的列印圖像的解析度的其他提高列印質量的技術合用。
通過參照附圖和下面對本發明的詳細描述，可以認識到本發明的其他優點和特徵。
圖1是可以與本發明的方法合用的列印頭，以及與該列印頭有關的圖像區的一部分的示意圖；圖2是在用多色列印頭濃淡點圖列印過程中所用的閾值矩陣的示例；圖3、圖4和圖5圖示一種通過把圖2的閾值矩陣沿橫向倍增來定義一個轉移矩陣並藉此改變沿橫向的像素解析度的方法；以及圖6、圖7和圖8圖示通過把圖2的閾值矩陣沿橫向擴展來定義一個轉移矩陣並藉此提高沿橫向的像素解析度的本發明的方法的一個實施例。
在若干個圖中對應的標號代表對應的部分。本文給出的範例說明本發明，以一種方式，的一個最佳實施例，不能以任何方式把該範例解釋成限制本發明的範圍。
現在參照諸附圖，更確切地說參照圖1，圖中畫出一個可以與本發明的方法合用的三色列印頭18的示意圖。列印頭18包括一組青色墨水噴射孔20、洋紅色墨水噴射孔22、以及黃色墨水噴射孔24，每個孔陣列對應著將要噴到列印媒體，例如紙26之類，上的一種不同顏色的墨水。為了簡單起見，在圖1中列印頭18以不完整的形式畫出，對每種各自顏色墨水僅有4個墨水噴射孔20、22和24。然而，每個墨水噴射孔陣列實際上可能包括多於4個的墨水噴射孔。與各自的墨水噴射孔20、22和24配套的一組噴墨加熱器(未畫出)被有選擇地啟動以便從墨水噴射孔20、22和24噴墨。列印頭18裝在一個可移動託架組件(未畫出)上並靠該組件攜帶。紙26在印表機中可沿前進方向28移動，而託架組件可沿橫向30相對於前進方向28移動。一個圖像區32被定義，它覆蓋紙26。圖像區32包括一組像素位置行和列。每個單獨的像素位置對應著在列印媒體上的一個墨點布置位置。
圖像區32具有與墨水噴射孔20、22和24之間的中心距相對應的豎直即前進解析度VR。在所示實施例中，前進解析度對應著300 dpi的解析度。圖像區32還具有水平即橫向解析度HR，該橫向解析度，如上所述，取決於與列印頭相關的頻率響應限制。在所示實施例中，圖像區32具有大約300 dip的橫向解析度HR。列印頭18具有一個沿橫向30的可尋址解析度AR，該可尋址解析度低於圖像區32的橫向解析度HR。列印頭18的可尋址解析度AR等於或小於列印頭18沿橫向30跨越紙26的最小步距。在所示實施例中，沿水平方向的可尋址解析度AR為600 dpi。
現在參照圖3～圖5，圖中表示一種通過把圖2的閾值矩陣36沿橫向30倍增來定義一個轉移矩陣34並藉此改變沿橫向30的像素解析度的方法。圖3～圖5中所示的方法假定將使用包括青色墨水噴射孔20、洋紅色墨水噴射孔22和黃色墨水噴射孔24的三色列印頭18來進行。轉移矩陣34(圖3)被定義，它包括兩倍於閾值矩陣36的列數，但與閾值矩陣36相同的行數。在所示實施例中，轉移矩陣34具有300 dpi的前進像素解析度和600 dpi的橫向像素解析度。600 dpi的橫向像素解析度對應著列印頭18的最高可尋址解析度(例如，移動列印頭的步進電機的最小步距)。如圖所示，在轉移矩陣34左邊的4列包括16個像元，這些像元與閾值矩陣36中所示的16個像元相同。同樣地，在轉移矩陣34右邊的4列包括16個像元，這些像元與閾值矩陣36的諸像元相同。於是，轉移矩陣34包括兩個陣列，這兩個陣列被配置成彼此鄰接並彼此相同。
圖4針對三色列印頭的3種基色圖示與圖3中所示的轉移矩陣34相對應的不同顏色的圖像面。在針對每種各自顏色的每個矩陣左邊的4列與每個矩陣右邊的4列相同。對於青色圖像面而言，在轉移矩陣34中的具有小於8的值的所有像元對應著不考慮列印頭18的頻率響應限制時墨點理論上能被布置的位置。同樣地，針對洋紅色圖像面和黃色圖像面的陣列也包括理論墨點布置位置，只要賦值給每個個別像元的閾值小於為洋紅色和黃色墨水賦值的顏色值，墨點就能被布置在這些理論墨點布置位置。在所示示例中，洋紅色被賦值成顏色值4而黃色被賦值成顏色值12，表明大約25％的洋紅色墨點(4/16=25％)和大約75％的黃色墨點(12/16=75％)將被布置在各自的圖像面中。
圖5基於列印頭的實際橫向解析度HR，用與圖4中所示的數據點相關的實際墨點布置位置來圖示不同顏色列印面。於是諸墨點被畫成基本上填滿300 dpi×300 dpi像元。每個墨點布置位置的中心基於圖4中所示的一個或多個墨點的前緣。於是，凡是在圖4中畫出一個墨點而其右邊有一個空白像元之處，在圖5中對應的墨點布置位置既覆蓋該填滿的像元又覆蓋右邊未填滿的像元。
在觀察圖4中的墨點布置位置時，很明顯，上述產生具有改變的水平解析度的轉移矩陣34的方法不能有效地把各種顏色墨水布置在列印媒體上而保持諸如顏色、色調、亮度等物理特性。例如，在上例中原閾值矩陣36包括16個像元而青色被賦值成顏色值8。於是，大約1/2的墨點布置位置應對應著青色墨水以保持想要的顏色性質。然而，在查看圖5中標著青色列印面的陣列時將會注意到，16個像元中有14個被填滿，對應著在圖像區上14個墨點布置位置。於是，青色墨水覆蓋於圖像區的近似百分數為15/16即大約94％被青色墨水覆蓋。於是很明顯，採用這樣一種濃淡點圖處理時顏色和色調特性可能是大不相同的，因為比與閾值矩陣36相對應的想要的多出大約38％的圖像區被青色墨水覆蓋。同樣地，應該指出，墨點布置位置在洋紅色圖像面和黃色圖像面中的百分數也與對洋紅色和黃色墨水想要的大不相同。
現在參照圖6、圖7和圖8，圖中畫出通過把圖2的閾值矩陣36沿橫向擴展來定義一個轉移矩陣38並藉此提高沿橫向30的像素解析度，而對列印圖像的顏色、色調、亮度等沒有不良影響的本發明的方法的一個實施例的圖示。
圖6圖示一個帶有4行和8列的轉移矩陣38。如上所述，4行對應著300 dpi的前進像素解析度而8列對應著600 dpi的橫向像素解析度。不是包括各與圖2中所示的閾值矩陣36相同的兩個4列的矩陣，轉移矩陣38包括一些已經倍增的並且與至少一個水平鄰接的列相同的列。例如，在轉移矩陣38左邊的2列對應著在閾值矩陣36左邊的1列；而在轉移矩陣38右邊的2列對應著在閾值矩陣36右邊的1列。
轉移矩陣38的列數對應著一個整數乘數與閾值矩陣36的列數之積。該整數乘數可能取決於列印頭沿橫向的最低可尋址解析度。更確切地說，該整數乘數可能取決於用來驅動攜帶列印頭的託架組件的步進電機的最小步距。在所示實施例中，閾值矩陣36具有基於列印頭的頻率響應限制的300dpi的橫向像素解析度，而轉移矩陣38具有與列印頭沿橫向的可尋址解析度相對應的600 dpi的橫向解析度。因而整數乘數不可能超過數值2(600dpi/300 dpi=2)。如果列印頭的可尋址解析度高於600 dpi，則水平鄰接的列數可以同樣地增大。例如，如果列印頭沿水平方向的可尋址像素解析度為1200 dpi，則轉移矩陣可以包括比起原閾值矩陣來為4倍的列數。這樣配置時，將有4組4個水平鄰接的列，每一組帶有一些其中具有相同閾值的列。因而，在1200 dpi可尋址解析度AR和300 dpi橫向解析度HR的情況下，整數乘數不可能超過數值4(1200 dpi/300 dpi=4)。
參照圖7，畫出針對轉移矩陣38的墨點布置位置。由於每一列均配置成鄰接一個相同的列，所以墨點沿跨越每個圖像面延伸的水平軸被按偶數分組。例如，參照青色圖像面，從上數第二行，兩對墨點被配置在該行左邊而一對墨點被配置在該行右邊。由於每一列均被配置成水平鄰接於一個相同的列，所以沿每一行的水平軸總是出現偶數對墨點，藉此消除奇數的水平鄰接墨點的可能性。
圖8圖示當採用轉移矩陣38時針對每種顏色墨水的實際墨點布置圖形。每個墨點布置位置的中心對應著來自圖7中所示的水平鄰接列的每對墨點的中心。在圖7中所示的墨點對數與圖8中所示的墨點布置位置數之間存在著直接的對應關係。圖8中所示的墨點布置位置數與圖5中所示的針對每種顏色列印面的墨點布置位置的數目和位置大不相同。對於圖8中所示的青色列印面而言，有8個墨點布置位置。比起圖5中所示的青色列印面的15個墨點布置位置來，這才是對青色墨水想要的16個中有8個的墨點布置位置。此外，對於圖8中所示的洋紅色列印面而言，有4個墨點布置位置。再說一遍，比起圖5中所示的洋紅色列印面的8個墨點布置位置來，這才是對洋紅色墨水想要的16個中有4個的墨點布置位置。因而，本發明的用來通過把閾值矩陣沿橫向擴展來產生一個轉移矩陣的方法，在保持不同顏色墨水在列印圖像中想要的比例方面，比起圖3～圖5中所示的產生一個轉移矩陣的方法來，要有效得多。
採用圖6中所示的轉移矩陣38，只要青色、洋紅色和黃色墨水的顏色值小於轉移矩陣38的一個相應的像元的閾值，墨水就從選定的墨水噴射孔20、22和24噴到列印媒體上，噴在圖像區的選定的像素位置。
雖然已經參照最佳實施例描述了本發明，但是本專業的普通技術人員將會理解，可以在形式上和細節上做出一些改動而不脫離以下權利要求書的精神和範圍。
權利要求
1．一種使用噴墨印表機用至少一種顏色墨水在列印媒體上列印圖像的方法，該列印媒體在該噴墨印表機中可沿前進方向移動，所述方法包括以下步驟提供一個列印頭，它帶有一組用來把墨水噴到列印媒體上的墨水噴射孔，所述墨水噴射孔被布置成沿前進方向間隔開一段共同距離，所述列印頭可沿與前進方向垂直的方向以增量步數移動，所述增量步數具有一個最小步距；定義一個圖像區，它帶有一組像素位置行和一組像素位置列，所述像素位置對應著在列印媒體上的墨點布置位置，所述像素位置列具有取決於所述共同距離的前進像素解析度，所述像素位置行具有取決於所述最小步距的橫向像素解析度；給至少一種顏色墨水賦值一個顏色值；定義一個閾值矩陣，它帶有一組像元行和一組像元列，每個所述像元對應著在所述圖像區中的所述像素位置之一；給所述閾值矩陣中的每個單個的所述像元賦值一個閾值；定義一個轉移矩陣，它具有與所述閾值矩陣相同的行數和比所述閾值矩陣更大的列數，所述更大的列數為一個整數乘數與所述閾值矩陣的所述列數之積，所述整數乘數取決於所述最小步距；給所述轉移矩陣中的每個個別的所述像元賦值一個閾值，所述轉移矩陣的每個所述列帶有一些具有與所述閾值矩陣的所述列之一相對應的閾值的像元，所述轉移矩陣的每個所述列配置成鄰接至少一個帶有一些賦值相同閾值的像元的其他所述列；以及用至少一種顏色墨水在列印媒體上列印，視該至少一種顏色墨水的所述顏色值和所述轉移矩陣的所述閾值而定。
2．權利要求1的方法，其中所述前進像素解析度和所述橫向像素解析度對應著大約300點每英寸的解析度，而所述最小步距對應著大約600點每英寸的解析度。
3．權利要求2的方法，其中所述整數乘數等於2。
4．權利要求3的方法，其中所述閾值矩陣是一個4×4矩陣而所述轉移矩陣是一個4×8矩陣。
5．權利要求1的方法，其中所述至少一種顏色墨水包括至少三種顏色墨水。
6．權利要求5的方法，其中所述至少三種顏色墨水包括黃色墨水、洋紅色墨水和青色墨水。
7．權利要求1的方法，其中所述列印步驟包括只要該至少一種顏色墨水的顏色值大於所述轉移矩陣的相應的所述像元的所述閾值，就把墨水從選定的所述墨水噴射孔之一噴到列印媒體上，噴在圖像區的選定的像素位置。
8．權利要求1的方法，其中所述列印步驟包括把墨水從選定的所述墨水噴射孔之一噴到列印媒體上，噴在所述像素位置的所述行組之一中的一個選定的像素位置，噴在所述轉移矩陣的賦值相同閾值的所述鄰接像元被並置的位置。
全文摘要
一種使用噴墨印表機用墨水在列印媒體上列印圖像的方法。一個列印頭帶有一組用來把墨水噴到列印媒體上的墨水噴射孔,墨水噴射孔被布置成沿前進方向隔開一段共同距離。列印頭可沿與前進方向垂直的方向以增量步數移動,該增量步數具有一個最小步距。一個圖像區帶有一組像素位置行和列。像素位置列具有取決於該共同距離的前進像素解析度。像素位置行具有取決於該最小步距的橫向像素解析度。一個閾值矩陣被定義成帶有一組像元行和列。
文檔編號B41J2/205GK1209391SQ98118658
公開日1999年3月3日 申請日期1998年8月24日 優先權日1997年8月25日
發明者託馬斯·J·伊德 申請人:萊克斯馬克國際公司