ES2224934T3 - Aparato para la impresion y metodo. - Google Patents

Aparato para la impresion y metodo.

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ES2224934T3 ES00103054T ES00103054T ES2224934T3 ES 2224934 T3 ES2224934 T3 ES 2224934T3 ES 00103054 T ES00103054 T ES 00103054T ES 00103054 T ES00103054 T ES 00103054T ES 2224934 T3 ES2224934 T3 ES 2224934T3
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Abstract

Aparato para la impresión por chorros de tinta que dispone de un cabezal de impresión que comprende una serie de toberas dispuestas a lo largo de un eje del cabezal de impresión, estando dispuesto el aparato para la impresión para imprimir filas que solapan regiones del borde de las filas adyacentes en una fracción de la anchura de la fila, caracterizado porque la densidad de impresión combinada de las regiones solapadas excede la de las regiones no solapadas y que la densidad de impresión individual de una sola región de las regiones solapadas tiene una densidad de impresión reducida con relación a la densidad de la región no solapada.

Description

Aparato para la impresión y método.
La presente invención se refiere a impresoras por chorros de tinta, incluyendo pero no estando limitada a las impresoras de gran formato, y a los métodos de funcionamiento de las mismas.
Un problema con los existentes cabezales para la impresión por chorros de tinta, que comprenden una serie de toberas que se disponen esencialmente en una línea recta, es que las toberas en los extremos del cabezal para la impresión o de la escritura y las adyacentes tienden a proyectar gotas de tinta a un soporte de impresión según un ángulo en vez de hacerlo de manera perpendicular al mismo como es deseable.
La familia de impresoras Hewlett-Packard DesignJet 750 resolvió este problema utilizando solamente las toberas centrales de la escritura, evitando de esta manera la utilización de aquellas que tienen problemas direccionales. Debido a que las toberas extremas no se utilizan en ningún caso, esto produce el taponamiento de estas toberas y el deterioro de la fiabilidad de la escritura. En particular, debido a que los contaminantes fluyen generalmente a las toberas extremas que se están utilizando realmente, algunas de las toberas centrales pueden no inyectar de manera correcta. Como el número de toberas extremas con problemas direccionales aumenta, la parte de la escritura que se está utilizando realmente llega a ser más y más pequeña para conseguir una calidad satisfactoria, lo cual tiene un efecto adverso en el
rendimiento.
La solicitud de patente europea EP 0 517 543, describe un método para la impresión por chorros de tinta para controlar la irregularidad de la densidad de imagen que se genera en las proximidades de una frontera entre cada zona de imagen impresa en cada fila consecutiva. Esta solicitud europea trata de hacer frente a los problemas generados por la precisión del avance del salto de página y las diferencias en el volumen de la gota (generando puntos de diferentes tamaños) entre las toberas extremas y centrales provocadas por las tolerancias en la fabricación y la distribución térmica sobre la placa de toberas. Sin embargo, no trata de resolver los problemas generados por (i) los errores en la altura de la fila, es decir toberas que inyectan según un ángulo que es diferente entre las toberas centrales y extremas, o (ii) la bondad de las toberas, debido a que las toberas extremas son más sensibles a la contaminación interna, las cuales es más probable que lleguen a taponarse, inyectar en mala dirección o de forma endeble.
Esto ayuda a reducir la diferencia en la densidad óptica entre una zona impresa a una densidad de impresión al 100% en una pasada y una zona impresa a una densidad de impresión al 100% en dos o más pasadas, independientemente de la distribución de las gotas durante las dos o más pasadas. En particular, los puntos realizados en la segunda pasada no se imprimen en la posición que hubiera sido deseable para una máxima calidad de imagen, debido a que esta falta de alineación puede producir unas zonas mucho más claras en las regiones entre filas.
Otra solución previamente propuesta fue imprimir en una modalidad de dos pasadas en todos los casos, pero esto produjo esencialmente doblar el tiempo de impresión, lo cual no fue aceptado de manera general.
La presente invención pretende superar o reducir uno o más de los problemas mencionados anteriormente.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención hay un aparato para la impresión por chorros de tinta que tiene un cabezal de impresión que comprende una serie de toberas dispuestas a lo largo de un eje del cabezal de impresión, estando dispuesto el aparato para la impresión para imprimir filas que se solapan con las regiones del borde de las filas adyacentes por una fracción de una anchura de la fila, caracterizado porque la densidad de impresión combinada de las regiones superpuestas excede la de las regiones no superpuestas y la densidad de impresión individual de solamente una región (80) de las regiones superpuestas tiene una densidad de impresión reducida con respecto a la densidad de una región no superpuesta.
De acuerdo con lo anterior, este aparato que tiene solamente una región del borde con una densidad de impresión reducida puede aumentar el rendimiento del cabezal de impresión.
De manera preferente, las regiones del borde de cada fila que se solapan con las filas adyacentes tienen una densidad de impresión reducida con respecto a sus regiones centrales, estando caracterizada dicha fracción superpuesta en cada borde por encontrarse en la gama entre un dieciseisavo y un cuarto de la anchura de fila.
De manera ventajosa, esta precisa selección de la región superpuesta ayuda al aparato a mejorar la calidad de imagen de la imagen impresa, mediante el equilibrio entre la necesidad de tener una gran región de solape, que puede hacer más placentero a la vista la transición entre la parte de imagen impresa en una pasada y la parte impresa en dos pasadas, y una región de solape pequeña, que aumenta el rendimiento del cabezal de impresión.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se da a conocer un método para hacer funcionar un aparato para la impresión por chorros de tinta que tiene un cabezal de impresión (30) que comprende una serie de toberas dispuestas substancialmente a lo largo del eje del cabezal de impresión que comprende las fases de impresión de filas que solapan las filas adyacentes en una fracción de la anchura de fila, de manera que la densidad combinada de las regiones solapadas excede la de las regiones no solapadas, e imprimiendo solamente una región del borde de cada fila que solapa las filas adyacentes con una densidad de impresión reducida con respecto a la densidad de impresión de las regiones restantes.
A continuación, se describirán las realizaciones preferentes de la presente invención, solamente por medio de un ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, de los que:
la figura 1 es un gráfico que muestra un perfil típico del ángulo de proyección de la gota de tinta respecto a la posición de la tobera;
la figura 2 es un diagrama esquemático de un cabezal de impresión por chorros de tinta para ayudar a la explicación de la figura 1;
las figuras 3a y 3b ilustran los efectos del error positivo y negativo de altura de la fila en los dispositivos de impresión de técnicas anteriores;
la figura 4 muestra un diagrama esquemático de una disposición de acuerdo con una primera realización de la presente invención;
la figura 5 ilustra un problema que se puede producir todavía en una disposición de acuerdo con la figura 4;
la figura 6 ilustra un problema distinto que se puede producir todavía en una disposición de acuerdo con la figura 4;
la figura 7 ilustra un diagrama esquemático parecido a la figura 4 pero de una disposición de acuerdo con una segunda realización de la presente invención;
la figura 8 es un diagrama que corresponde a la figura 6, pero que ilustra la salida de una disposición de acuerdo con la figura 7; y
la figura 9 ilustra un diagrama esquemático similar al de la figura 7 pero de una disposición de acuerdo con una tercera realización de la presente invención.
Haciendo una referencia a los dibujos, la figura 1 muestra un perfil de direccionalidad típico de cabezales de impresión por chorros de tinta con toberas dispuestas según el eje de escritura. Tal como se muestra, el perfil es una curva que es generalmente plana en una región central pero variable en sus extremos. De hecho la curva visualiza a menudo muchas más variaciones localizadas que las que se muestran.
Dichos perfiles producen un efecto llamado error de altura de fila, que se explicará a continuación en relación con la figura 2. El error de altura de fila se produce cuando la altura del cabezal de impresión (es decir la dimensión según su eje) no es igual a la altura de la zona realmente impresa. La figura 2 muestra como se produce una discrepancia entre la altura "p" de la fila impresa y la altura teórica "t" de la fila. Las 512 toberas (11) del cabezal de impresión (10) se muestran teniendo el perfil de la figura 1 de manera que las toberas extremas proyectan tinta en una dirección hacia fuera de las toberas centrales, produciéndose que "p" sea mayor que "t".
Cuando se imprime en una pasada, el avance del soporte es igual al de la altura teórica de la fila, produciendo un solape de las zonas impresas (SHE positivo, ver figura 3a) o pistas blancas (SHE negativo, ver figura 3b). Las figuras 3a y 3b muestran la salida impresa de un cabezal de impresión en posiciones adyacentes (10), (10') con la figura 3b ilustrando el resultado de las toberas extremas que dirigen la tinta en una dirección hacia las toberas centrales, produciéndose que "p" sea menor que "t".
No es práctico ajustar la altura de la fila impresa, es decir la unidad de avance del soporte de impresión, para proveer para aquellos defectos. Adicionalmente, las propuestas previas mencionadas anteriormente tienen la desventaja de reducir el rendimiento de manera substancial.
La figura 4 ilustra una disposición de acuerdo con una primera realización de la presente invención en la que en posiciones adyacentes (30), (30') el cabezal de impresión está dispuesto para imprimir unas filas (14) con las salidas de sus toberas extremas adyacentes solapando en un octavo la altura de la fila. Por otra parte, las llamadas máscaras de impresión de los cabezales de impresión están dispuestas de manera que sus toberas extremas solapadas imprimen con una densidad de impresión del 50%, es decir, simulando una modalidad de impresión de dos pasadas, mientras que sus toberas centrales imprimen al 100% como si se tratara simplemente de una modalidad de impresión de una pasada. Se puede observar que las toberas centrales se extienden dentro de una altura que corresponde a seis octavos de la altura de la fila. Asimismo se observará que el avance del soporte de impresión se reduce ligeramente a siete octavos del descrito en la disposición de la técnica anterior.
La disposición descrita anteriormente tiene numerosas ventajas. Por ejemplo, entrelazando las pasadas de los cabezales de impresión, no se vuelven a ver los errores producidos por un fallo en la dirección de las gotas de tinta. Dispone todavía de una modalidad de impresión relativamente rápida; el avance correspondiente de una disposición en la que, teniendo en cuenta que los octavos extremos fueron completamente inutilizados, sería de seis octavos, y que el avance de una disposición de dos pasadas completas sería solamente de cuatro octavos. Las toberas extremas de la disposición descrita anteriormente todavía se encuentran en una utilización continua de manera que los contaminantes no se desplazan hacia las toberas centrales.
Se pueden realizar diferentes modificaciones a la disposición descrita anteriormente. Por ejemplo, los números dados pueden ser cambiados para ajustarse a una aplicación particular. De esta manera, el cabezal de impresión (30) puede tener cualquier número de toberas diferente de 512. Asimismo la fracción de las toberas solapadas puede variar justo desde 0 hasta aproximarse a la mitad, estando situada la gama preferente entre un dieciseisavo y un cuarto.
Por otra parte, se pueden adoptar fases para encubrir cualquier error producido por los contaminantes en las toberas extremas. Por ejemplo, si se establece que la tobera n-ava desde la parte inferior del cabezal de impresión (30) está bloqueada, a continuación se puede disponer una compensación en la que la tobera n-ava hacia arriba desde la parte superior de la zona central del cabezal de impresión imprime a una densidad de impresión del 100%.
Una segunda realización de la presente invención está basada en el reconocimiento de que los problemas se pueden producir durante el funcionamiento de la realización de la figura 4. Se debe observar que normalmente existe una diferencia en la densidad óptica entre una zona impresa en una modalidad de una pasada y una zona impresa en una modalidad de dos pasadas, incluso con la misma cantidad de tinta sobre el papel. Esto es debido a que la tinta interactúa de manera diferente con el soporte de impresión cuando la segunda aplicación de la tinta se produce cuando la otra tinta se ha secado. El efecto de banda producido se ilustra en la figura 5 que muestra las regiones centrales (15) formando zonas con una elevada densidad óptica y las regiones extremas (16) solapadas formando zonas con una baja densidad óptica.
Otro problema que se puede producir es provocado por las toberas en la parte inferior del cabezal de impresión (que produce la primera impresión en una región extrema) que se encuentran descentradas con las toberas en la parte superior del cabezal de impresión (que produce la segunda impresión en la región extrema). Dicho defecto de alineación es más probable que se produzca en dichos casos que entre grupos adyacentes de toberas. Debido a que cantidades substancialmente iguales de tinta son suministradas por cada grupo de toberas extremas, los efectos de cualquier ligero defecto de alineación llegan a ser notables en las regiones extremas (16), como se muestra de manera esquemática en la figura 6.
La figura 7 ilustra una disposición de acuerdo con la segunda realización de la presente invención en la que, para cada pasada de las regiones extremas (16) de la máscara de impresión, se utilizan distribuciones no uniformes de la densidad de tinta. En particular, las toberas de la región extrema (25) de un dieciseisavo de cada cabezal de impresión imprimen solamente con una densidad de impresión del 15%, con la siguiente región extrema (26) de un dieciseisavo siendo impresa a una densidad de impresión del 85%.
Una disposición de este tipo consigue todavía encubrir errores sin causar un efecto de demasiada franja. Esto es porque la mayoría de la tinta se deposita en el papel en la misma pasada, siendo esto menos notable que la diferencia de densidad óptica debida a la colocación de la tinta en dos pasadas substancialmente similares. La disposición es particularmente ventajosa para los dibujos de líneas, por ejemplo, dibujos de diseño asistido por ordenador CAD, pero lo es menos para imágenes gráficas. La figura 8 ilustra que los efectos del defecto de alineación de las toberas extremas son mucho menos notables cuando solamente el 15% de los puntos se imprimen en la otra pasada.
Una única modalidad de utilización normal de las disposiciones anteriores trae consigo solamente unos 5 segundos extra en producir un punto de tamaño D (es decir de manera substancial 47 segundos comparados con 42 segundos).
Las mismas modificaciones pueden ser realizadas a la segunda realización como en la primera realización. Además, los valores de varios números pueden ser cambiados. Los dos pares de valores de densidad escogidos pueden variar entre 1% y 99% hasta 49% y 51%, con los pares preferentes variando entre 5% y 95% hasta 45% y 55%. Los pares más preferentes son 15% y 85% (como se ha descrito) y 10% y 90% y otros pares que se encuentran entre ellos.
Asimismo, las dos regiones (25), (26) no necesitan ser de la misma amplitud; pueden ocupar cada una desde 10 al 90% de la región extrema combinada.
La banda del borde de una menor densidad de impresión puede estar localizada más cerca de las toberas centrales que de la banda adyacente de una elevada densidad de impresión, pero una disposición de este tipo puede ser menos ventajosa debido a que puede establecer una mayor seguridad en las toberas que de manera más probable fueron defectuosas.
En lugar de dos bandas del borde, se pueden emplear tres o más bandas del borde de diferentes densidades de impresión.
Una tercera realización de la presente invención está basada en el reconocimiento de que los problemas todavía se pueden producir durante el funcionamiento de la realización de la figura 7. Se debe observar que normalmente existe una diferencia en la densidad óptica entre una zona impresa a una densidad de impresión del 100% en una pasada y una zona impresa a una densidad de impresión del 100% en dos o más pasadas, independientemente de la distribución de las gotas durante dos o más pasadas. En particular, los puntos realizados en la segunda pasada no son impresos en la posición que hubiera sido deseada para una máxima calidad de imagen. Diferentes fenómenos físicos relacionados con la tecnología por chorros de tinta, mecanismos para la impresión y la química de los productos están implicados. Errores bidireccionales, errores de corrección del eje de exploración, errores de avance del papel y especialmente de expansión del soporte que se producen durante la impresión de la primera pasada, contribuyen todos para asegurar que el punto impreso en la segunda pasada puede estar escasamente alineado a los puntos impresos en la primera pasada. Este defecto de alineación puede producir amplias zonas más claras en las regiones entre filas.
La figura 9 ilustra otra disposición de acuerdo con la tercera realización de la presente invención en la que, para cada pasada de la región extrema (80) de la máscara de impresión, se utilizan distribuciones no uniformes de la densidad de la tinta.
De acuerdo con el ejemplo actual, las 448 toberas de la parte inferior (desde la tobera Nº 65 a la tobera Nº 512) de un cabezal de impresión de 512 toberas realizan la inyección en la pasada actual siempre que existan datos de impresión. Esto significa que todos los datos de impresión son impresos en una única pasada con estas 448 toberas, es decir las toberas están imprimiendo a una densidad de impresión del 100% utilizando la región (85) de la máscara de impresión. A continuación, el avance de la fila es de solamente 448 filas de puntos. Las toberas superiores (1) a (64) son utilizadas para sobre imprimir la fila completa para enmascarar cualquier espacio en blanco, o zonas de más poca importancia, sobrantes a partir del avance de la fila.
Debido a que las toberas (1) a (64) están sobreimprimiendo una imagen ya formada en su totalidad, éstas pueden imprimir a una baja densidad de impresión, preferentemente menor del 10%, por ejemplo 6,75%. No obstante, el cambio de forma en la densidad de impresión, es decir desde un 6,75% (incluso si se ha impreso encima de una zona impresa al 100%) a un 100%, puede generar asimismo cierto efecto de franja. Debido a esta razón, las toberas (1) a (64) han sido preferentemente divididas en grupos, estando cada grupo enmascarado de manera diferente para generar una transición uniforme de la densidad de impresión. De manera ventajosa, mientras la frecuencia de impresión aumenta entre grupos, el número de toberas contenidas en cada grupo queda reducida de manera correspondiente.
De manera preferente, las toberas (1) a (64) de la región de la parte superior del cabezal de impresión están divididas en 3 grupos, conteniendo el primer grupo aproximadamente un 85% (\pm 3%) de las toberas en la región superior, conteniendo el segundo aproximadamente un 10% (\pm 3%) de las toberas, y conteniendo el tercero aproximadamente un 5% (\pm 3%) de las toberas. De manera más preferente, en el primer grupo de toberas (1) a (52), enmascaradas por una primera subregión (81) de la máscara de impresión, inyectan a un 6,75% de densidad. En el segundo grupo, toberas (53) a (60), enmascaradas por una segunda subregión (82), inyectan a un 12,5% de densidad; mientras en el tercer grupo, toberas (61) a (64), enmascaradas por una tercera subregión (83), inyectan a un 25% de densidad. Las toberas (1) a (64 inyectan de manera concurrente durante la misma pasada con las toberas desde la (65) a la (512), de acuerdo con los datos que se han de imprimir.
Dependiendo de la fuerza del cabezal de impresión el número de toberas en la región de la parte superior puede variar entre el número total de toberas dividido por dos menos 1 (en este ejemplo 255) y 10, siempre manteniendo una división en grupos para generar una transición más uniforme entre la baja densidad de impresión de las toberas de sobreimpresión y la densidad de impresión del 100% de las toberas restantes. De manera más preferente la región de la parte superior deberá contener desde 85 a 50 toberas o menos. Claramente, una reducción del número de toberas dentro de la región de la parte superior provocará un aumento correspondiente del avance de la fila o viceversa.
Esta modalidad de impresión ha sido capaz de eliminar la amplia zona de un efecto de franja producida por la modalidad de impresión de entrelazado mientras reduce simultáneamente la franja de espacio en blanco. No obstante, el relleno de zonas realizado por esta modalidad de impresión muestra una zona ligeramente más oscura en la región de solape, pero se ha demostrado que esta característica es más aceptable a la vista que las regiones de amplias zonas claras descritas anteriormente. Además, esta tercera realización así como las previas, mediante la impresión en la misma zona tanto con las regiones extremas superior e inferior del cabezal de impresión, puede ser utilizada de manera ventajosa para encubrir errores provocados por toberas que fallan, que dirigen de forma errónea o débil localizados en una de las dos regiones extremas de la escritura.
En una realización adicional de la presente invención, la modalidad de impresión está dispuesta para permitir la ubicación de más del 100% de la tinta requerida sobre la región solapada en dos pasadas, no obstante los puntos de datos son impresos en cada pasada así como los puntos extra sobreimpresos.
Las disposiciones de acuerdo con la presente invención se aplican preferentemente a la tinta negra. Sin embargo, pueden ser utilizadas de manera adicional o alternativa para cabezales de impresión de color.
Se debe observar que la presente invención proporciona un aparato para la impresión y un método en el que una modalidad de impresión parcial de dos pasadas encubre los defectos de las toberas extremas si bien siendo casi tan rápida como la modalidad de impresión de una sola pasada.

Claims (14)

1. Aparato para la impresión por chorros de tinta que dispone de un cabezal de impresión (30) que comprende una serie de toberas dispuestas a lo largo de un eje del cabezal de impresión, estando dispuesto el aparato para la impresión para imprimir filas que solapan regiones del borde de las filas adyacentes en una fracción de la anchura de la fila, caracterizado porque la densidad de impresión combinada de las regiones solapadas excede la de las regiones no solapadas y que la densidad de impresión individual de una sola región (80) de las regiones solapadas tiene una densidad de impresión reducida con relación a la densidad de la región no solapada.
2. Aparato para la impresión, según la reivindicación 1, en el que la región de solape está situada en la gama entre un dieciseisavo y un cuarto de la anchura de la fila.
3. Aparato para la impresión, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la región de solape es substancialmente un octavo de la anchura de la fila.
4. Aparato para la impresión, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la región de solape (80) es impresa a una densidad de impresión reducida para sobreimprimir una región (85) ya impresa en una fila previa a una densidad de impresión del 100%.
5. Aparato para la impresión, según la reivindicación 4, en el que la densidad de impresión reducida está situada en una gama desde el 5% al 30%.
6. Aparato para la impresión, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la región del borde (85) o las regiones (15) están cada una de ellas divididas en, por lo menos, dos subregiones (25, 26, 81, 82, 83) de diferentes densidades de impresión.
7. Aparato para la impresión, según la reivindicación 6, en el que la densidad de impresión en la subregión del borde (25, 81) está en una gama desde el 5% al 15%.
8. Aparato para la impresión, según la reivindicación 7, en el que la densidad de impresión en dos subregiones adyacentes de manera consecutiva está en una gama desde el 10% al 20% y desde el 20% al 30%.
9. Aparato para la impresión, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la región del borde (80, 15) está dividida en, por lo menos, dos subregiones (81, 82, 83) de diferentes densidades de impresión, imprimiendo las subregiones a una menor densidad de impresión y recibiendo tinta desde un número más elevado de toberas.
10. Aparato para la impresión, según cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7 ó 8, en el que la subregión del borde (81) es más amplia que las restantes subregiones (82, 83).
11. Aparato para la impresión, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el aparato imprime con tinta negra.
12. Aparato para la impresión, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tiene, por lo menos, una tobera que falla en una región del borde (15) del mismo, en el que la densidad de impresión de una tobera correspondiente en la otra región del borde (15), la cual imprime a lo largo de la misma trayectoria en la exploración adyacente, está dispuesta para imprimir para compensar, por lo menos, una tobera que falla.
13. Aparato para la impresión, según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la suma de la densidad de impresión en dos regiones del borde adyacentes, que están impresas a lo largo de la misma trayectoria en dos exploraciones adyacentes, es mayor del 100%.
14. Método para hacer funcionar un aparato para la impresión por chorros de tinta que tiene un cabezal de impresión (30) que comprende una serie de toberas dispuestas esencialmente a lo largo de un eje del cabezal de impresión, que comprende las fases de impresión de filas que solapan una región del borde de las filas adyacentes en una fracción de la anchura de la fila, de manera que la densidad combinada de las regiones solapadas excede la de las regiones no solapadas, e imprimiendo solamente una región del borde de cada fila que solapa las filas adyacentes con una densidad de impresión reducida con respecto a la densidad de impresión de las regiones restantes.
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