KR101302425B1 - 색간 번짐을 감소하기 위한 화소점 사이즈 제어를 사용하는방법 및 장치 - Google Patents

색간 번짐을 감소하기 위한 화소점 사이즈 제어를 사용하는방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

인쇄 품질을 개선하기 위해 화소 점(pixel spot) 사이즈 제어를 사용하여 색간 번짐(intercolor bleed)을 감소시키는 방법 및 장치가 제공된다. 이 방법은 프린트헤드 노즐들로부터 제 1 사이즈의 잉크 방울들을 분사하여 이미지의 제 1 색상 부분과 제 2 색상 부분 사이의 경계를 갖는 이미지 영역에 제 1 스폿(spot) 사이즈를 갖는 화소들을 인쇄하는 것과, 프린트헤드 노즐들로부터 비교적 작은 사이즈의 잉크 방울들을 분사하여 이미지 영역에 제 1 스폿 사이즈보다 작은 스폿 사이즈를 갖는 가장자리 화소들을 인쇄하는 것을 포함하고, 상기 비교적 작은 잉크 방울들은 제 1 사이즈의 잉크 방울들보다 작다. 제 1 스폿 사이즈를 갖는 영역에 화소들을 인쇄하는 수단과 제 1 스폿 사이즈보다 작은 스폿 사이즈들을 갖는 가장자리 화소들을 인쇄하는 인쇄 시스템이 제공된다.
Figure R1020060002099
화소, 색간 번짐, 이미지, 잉크, 인쇄

Description

색간 번짐을 감소하기 위한 화소점 사이즈 제어를 사용하는 방법 및 장치{Method and apparatus using pixel spot size control for reducing intercolor bleed}
도 1은 제 1 색상의 화소(P1)들과 제 2 색상의 화소(P2)들 사이에 경계(B)를 갖는 종래기술의 인쇄된 이미지 영역의 예시도.
도 2는 본원에 설명되는 실시예들을 포함하는 잉크젯 프린터의 개략 부분 사시도.
도 3은 화소를 인쇄하기 위해 잉크 방울을 분사하는 노즐들을 갖는 프린트헤드의 일부분의 개략도.
도 4는 화소를 인쇄하기 위해 잉크 방울을 분사하는 프린트헤드 노즐을 예시하는 도 3의 선 4-4를 따른 프린트헤드의 단면도.
도 5는 색간 번짐을 감소하는 방법을 예시하는 순서도.
도 6은 색간 번짐을 감소하기 위해 상응하는 프린트헤드 노즐들로부터 비교적 작은 방울들을 분사하여 이미지 영역(R)의 다른 화소들보다 작은 제 1 색의 경계 화소(PB1)들을 인쇄하는 제 1 예의 예시도.
도 7은 색간 번짐을 감소시키기 위해 상응하는 프린트 헤드 노즐들로부터 비교적 작은 방울들을 분사하여 이미지 영역(R)의 다른 화소들보다 작은 제 2 색의 경계 화소(PB2)들을 인쇄하는 제 2 예의 예시도.
도 8은 색간 번짐을 감소시키기 위해 상응하는 프린트 헤드 노즐들로부터 비교적 작은 방울들을 분사하여 이미지 영역(R)의 다른 화소들보다 작은 제 1 색의 경계 화소(PB1)들 및 제 2 색의 경계 화소(PB2)들을 인쇄하는 다른 예의 예시도.
도 9는 색간 번짐을 감소시키기 위해 상응하는 프린트헤드 노즐들로부터 비교적 작은 방울들을 분사하여 이미지 영역(R)의 다른 화소들보다 작은 하나 또는 두 색의 경계 화소 인접 화소(PNP1, PNP2)들 및 제 1 및 제 2 색의 경계 화소(PB1, PB2)들을 인쇄하는 다른 예의 예시도.
도 10a는 잉크젯 노즐 가열기를 프리 펄스(pre-pulse)시키는 펄스 열(pulse train)의 예시도.
도 10b는 잉크젯 프린트 노즐들을 작동하기 위한 펄스 열의 예시도.
도 11은 잉크젯 노즐 가열기를 프리 펄스시키기 위한 제어 회로의 일부분의 블록도.
도 12는 잉크젯 노즐 가열기를 프리 펄스시키기 위한 제어 회로의 일부분의 블록도.
도 13은 도 12에 사용된 다중통신기의 블록도.
도 14는 도 13에 사용된 다중통신기의 블록도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
10: 잉크젯 프린터 11: 잉크젯 프린트헤드 시스템
12: 캐리지 13: 캐리지 레일
14: 하우징 15: 열전사 잉크젯 프린트헤드
21: 경사면 22: 잉크 채널
27: 노즐 25: 가열 부재 판
본원에는 인쇄 품질을 개선하기 위해 색간 번짐을 줄이는 방법 및 장치에 대한 실시예들이 예시된다. 이들은 색간 번짐을 처리하는데서 특정한 용도를 찾을 수 있고 이에 대해 상세히 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 이들 실시예는 다른 유사한 응용예들에도 적용될 수 있음이 이해될 것이다.
잉크젯 프린터는 종이 또는 투명한 용지와 같은 기록 매체 상에 다수의 화소를 인쇄하여 이미지를 인쇄한다. 화소들은 도 1에 도시된 바와 같이 기록 매체 상에 화소(P)들로도 불리는 점(spot)들을 형성하는 잉크젯 프린트헤드로부터의 방울(drop)들을 분사하여 인쇄된다. 인쇄되는 이미지 영역(R)을 완전히 커버함을 보장하기 위해 인접한 화소들이 서로 중첩되어 인쇄된다. 화소들은 종종 대각선에서 인접한 인쇄된 화소들이 중첩됨을 보장하기 위해 화소 간격(S)의 제곱근에 약 2 를 곱한 스폿(spot) 사이즈 직경(D)을 갖고 인쇄된다. 2색의 화소들(P1, P2) 사이의 경계에서, 이러한 상이한 색상의 인쇄된 화소들이 중첩되면 상이한 색상의 잉크들이 섞여, 색간 번짐으로 알려진 현상이 일어난다.
보통 종이에 인쇄하는 컬러 잉크젯 프린터들에 대해, 문제점들 중 하나는 인접한 영역들 내의 상이한 색상의 잉크들이 모인 곳이 뚜렷히 서로 섞이지 않도록 충분히 빠른 속도로 종이에 침투하게 하는 잉크 특성들의 적절한 균형을 이루는 것이다.
색간 번짐은 두 패치(patch)의 상이한 색상의 잉크들 간의 명확하게 정의된 경계들을 담고 있는 이미지들에서 가장 현저하다. 이러한 패턴은 예를 들어, 사업용 도면들에서 빈번하게 발생한다. 색간 번짐이 일어날 때, 원하는 명확하게 정의된 경계 대신에, 그 경계가 들쑥날쑥하거나 흐릿하게 보인다.
보통 종이에 인쇄하는 컬러 잉크젯 프린터에 대해, 인접한 영역들에서 상이한 색상의 잉크들이 모이는 곳을 감소시켜 상호혼합을 감소시키기 위해 충분히 빠른 속도로 종이에 침투할 수 있게 하는 잉크 특성들의 적절한 균형을 이루고자 노력한 끝에 색간 번짐이 감소되었다. 그러나, 에지의 선명도(sharpness)가 종이의 섬유들의 무작위적인 패턴에 의해 좌우되지 않도록 잉크의 침투는 너무 빠르게 이루어지지 않아야 한다. 종종, 청록색, 심홍색, 및 노란색 잉크들이 1초 이내에 종이에 침투할 수 있도록 즉, 표면에서의 잉크가 더 이상 실질적으로 움직이지 않도록 성분으로서 침투제 또는 계면 활성제를 사용하여 조제된다. 그러나, 흑백 인쇄시 선명하게 검은 문자와 높은 광학적 밀도를 위해, 흑색 잉크가 덜 빠르게 침투( 예를 들어, 몇 초 내지 수십초 내에 침투)하도록 조제하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 중간 건조(medium dry) 흑색 잉크라 불린다. 색간 번짐은 흑색 화소들과 다른 색의 화소들 간의 경계에서 특히 문제가 될 수 있다.
색간 번짐을 감소하는 다른 기술들에는 색상들 간의 경계에서 화소들 또는 인쇄된 방울들을 제거하여 이미지를 변경하는 기술들을 포함한다. 이는 젖은 웅덩이들(wet pools)이 접촉하여 서로 혼합되는 것을 감소시키기 위해 인접한 두 패치 사이에 릴리프(relief) 영역이 생기게 한다.
그러나, 화소 또는 방울 제거를 수행하는 인쇄 알고리즘은 그림 이미지들과 같은 특정한 타입들의 이미지들에 바람직하지 않은 인쇄 가공물들을 만들 수 있다. 화소 관리 알고리즘은 400 spi 이상의 인쇄 해상도에 상응하는 스폿 사이즈들에 대해 상당히 잘 작동함이 증명되었다.
몇몇 잉크젯 프린터들에 대해, 프린트헤드 작동 온도들이 분사되는 잉크 방울들의 사이즈 즉, 스폿 사이즈 직경(D)에 영향을 미칠 수 있다. 작동 중에, 프린트헤드는 가열되어, 프린트헤드 노즐들로부터 분사되는 잉크 방울들의 사이즈를 증가시켜 기록 매체 상에 보다 큰 스폿(spot; 점)들이 만들어지게 한다.
그러나, 이러한 상이한 방울 사이즈들로 인쇄하는 기술들(등)은 2색 간의 경계를 갖는 인쇄된 이미지 영역에서의 색간 번짐 문제를 처리하지 못한다.
색간 번짐을 줄이기 위해 화소 스폿 사이즈 제어를 사용하는 시스템 및 방법 이 제공된다.
이 방법은 잉크젯 인쇄 과정에서 색간 번짐을 감소하는 방법으로서, 프린트헤드 노즐들로부터 제 1 사이즈의 잉크 방울들을 분사하여 이미지의 제 2 색 부분과 제 1 색 부분 사이의 경계를 갖는 이미지 영역에 제 1 스폿 사이즈를 갖는 화소들을 인쇄하고, 프린트헤드 노즐들로부터 비교적 작은 잉크 방울들을 분사하여 이미지 영역의 제 1 스폿 사이즈보다 작은 스폿 사이즈들을 갖는 경계 화소들을 인쇄하는 것을 포함하고, 상기 비교적 작은 잉크 방울들은 제 1 사이즈의 잉크 방울보다 작다.
이 시스템은 프린트헤드 노즐들로부터 제 1 사이즈의 잉크 방울들을 분사하여 이미지의 제 1 색상 부분과 제 2 색상 부분 사이의 경계를 갖는 이미지 영역에 제 1 스폿 사이즈를 갖는 화소들을 인쇄하는 수단, 프린트헤드 노즐들로부터 비교적 작은 잉크 방울들을 분사하여 이미지 영역에 제 1 스폿 사이즈보다 작은 스폿 사이즈들을 갖는 경계 화소들을 인쇄하는 수단을 포함하고, 상기 비교적 작은 잉크 방울들은 제 1 사이즈의 잉크 방울보다 작은 잉크젯 프린터를 포함할 수 있다.
이 시스템은 색간 번짐을 감소하기 위해 화소 스폿 사이즈 제어를 사용하는 수단을 포함하는 인쇄 시스템을 포함할 수 있다.
상이한 컬러 잉크로 인쇄되는 영역들 간의 경계(에지 또는 인터페이스로도 불림)에서 일어나는 색간 번짐(intercolor bleed 또는 intercolor bleeding)을 감 소시키는 시스템 및 방법이 제공된다. 상이한 컬러 잉크들은 건조 시간 또는 삼투성과 같은 실질적으로 상이한 특성들을 가질 수 있다. 색간 번짐은 대다수의 잉크젯 프린터들이 고속-건조 컬러 잉크와 저속-건조 흑색 잉크를 조합할 때 흑색 영역들과 다른 색들의 영역들 사이의 에지에서 종종 일어난다. 흑색 잉크는 수초 내지 수십초의 건조시간을 갖는 반면, 컬러 잉크들은 전형적으로 1초 미만에 건조하는 고속-건조 잉크들이다. 그러나, 실시예들은 흑색과 다른 컬러 에지들에서 작동하는데 한정되지 않고 실질적으로 상이한 특성들을 갖는 컬러 잉크들로 인쇄된 영역들 사이의 에지에서 일어나는 색간 번짐을 감소하는데에도 적용될 수 있다. 따라서, 달리 말하지 않는 한, 용어 "컬러(색, 색상)"는 본원에서 사용될 때, 예를 들어, "이미지의 제 1 색 부분과 제 2 색 부분 간의 경계를 갖는 이미지 영역"에서와 같이, 흑색 및 다른 색상을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들이 포함될 수 있는 잉크젯 프린터(10)의 일례의 개략 부분 사시도를 예시하며 다른 적절한 잉크젯 인쇄 시스템들도 사용될 수 있다. 프린터(10)는 캐리지 레일들(13)에 의해 지지되는 캐리지(12) 상에 장착되는 잉크젯 프린트헤드 시스템(11)을 포함한다. 프린트헤드 시스템(11)은 열전사 잉크젯 프린트헤드(들)(15)에 공급용 잉크를 담고 있는 하우징(들)(14)을 포함하며, 이는 후술하는 바와 같이 제어기로부터 수신한 전기 신호들의 제어하에 잉크 방울들을 선택적으로 방출한다. 컬러 프린터에서, 프린트헤드(들)(15)는 흑색 잉크 프린트헤드와 컬러 잉크 프린트헤드를 포함할 수 있다.
방울 방출 노즐(27)들의 배열을 갖는 실례의 전형적인 열전사 잉크젯 프린트헤드(15)의 전면(29)의 개략 확대 등각도가 도 3에 예시되지만, 다른 적절한 잉크젯 프린트헤드들이 사용될 수 있다. 1개의 채널과 1개의 노즐(27)을 지나는 4-4를 따라 취한 도 3의 단면도를 예시하는 도 4를 또한 참조하면, 하부의 전기 절연 기판 또는 가열 부재 판(28)이 다층 열 변환기(36; thermal transducer)들을 갖는다. 열 변환기(36)들은 판(28)의 표면(30)에 패터닝된 어드레싱 전극(33; addressing electrode)들과 가열 부재(34)들을 포함한다. 상부 기판과 채널 판(31)은 평행 홈(20)들을 갖고 이는 일 방향으로 연장하고 상부 기판 전면 에지(29)를 통해 관통하여 노즐(27)로 연장하는 잉크 채널(22)을 형성한다. 홈(20)들의 다른 단부는 경사진 벽(21)에서 종료한다. 모세관식으로 충전된 잉크 채널(22)에 대해 잉크 공급 다기관(manifold)으로서 사용되는 내측 오목부(24)는 잉크 충전 구멍으로서 사용하기 위해 열린 바닥(25)을 갖는다.
홈(20)들을 갖는 채널 판(31)의 표면은 가열기 판(28)에 대해 정렬 및 접합되어, 다수의 가열 부재(34)들 중 각각의 하나가 홈(20)들과 하부 기판 또는 가열기 판에 의해 형성되는 각각의 채널(22)에 위치한다. 잉크는 오목부(24)에 의해 형성되는 다기관에 들어가고 충전 구멍(25)을 통해 하부 기판(28)에 들어가고, 모세관 작용에 의해 두꺼운 절연층(18)에 형성된 기다란 오목부(38)를 통해 흘러 채널(22)을 채운다. 각각의 노즐(27)에서 잉크는 표면장력에 의해 오목 또는 볼록한 형상(meniscus)이 되고, 그 표면장력은 잉크 공급시의 작은 진공 압력(negative pressure)과 함께 잉크가 노즐로부터 새어나오는 것을 방지한다. 하부 기판 또는 채널 판(28) 상의 어드레싱 전극(33)들은 단자(32)들에서 종료한다. 비록 도 4에 도시한 구성이 가열 부재(34)로부터 와이어 접합 단자(32; wire bond terminal)로 직접 나아가는 어드레싱 전극을 도시하지만, 드라이버(49)들과 제어 회로(48)의 적어도 일부를 가열기 판(28)에 집적할 수도 있다. 이러한 집적 회로 잉크젯 프린트헤드에서, 드라이버(49)들과 제어 회로(48)는 가열 부재(34)와 단자(32)들 사이에 위치한다. 전극 단자(32)들이 노출되고 도터 보드(daughter board) 상의 전극(37)들에 와이어 접합할 수 있도록 상부 기판 또는 채널 판(31)은 하부 기판의 것보다 작고, 도터 보드 상에는 프린터헤드(10)가 영구적으로 장착된다. 층(18)은 상부 및 하부 기판들 사이에 끼워지는 두꺼운 필름 부동태피막 층(passivation layer)이다. 이 층(18)은 에칭되어 가열 부재(34)들을 노출하여 이들을 피트(pit)(26)에 배치하고, 에칭되어 기다란 오목부(38)를 형성하여 잉크가 다기관(24)과 잉크 채널(22) 사이에 흐를 수 있게 한다. 부가적으로, 후막 절연층(18)이 전극 단자(34)들이 노출되도록 에칭된다.
잉크는 화살표(23)로 예시한 바와 같이 다기관(24)으로부터 홈(20)의 단부(21) 둘레에서 그리고 채널(22)로 흐른다. 잉크 방울들은 상응하는 드라이버(49)들에 의해 가열 부재(34)들에 인가되는 발사 펄스 신호(S3)로 불리는 전기 펄스들에 의해 노즐(27)들로부터 분사된다. 발사 펄스 신호(S3)들은 가열 부재(34)들을 가열하고, 이는 오목부(20)에 의해 형성되는 채널 내의 잉크를 가열하여 잉크가 실질적으로 동시에 기화된다. 팽창하는 기포는 노즐(27)로부터 잉크 한 방울이 나가게 한다. 발사 신호(S3)가 종결된 후에, 가열 부재(34)는 더 이상 가열되지 않고 기포는 붕괴된다. 전체 기포 형성/붕괴는 전형적으로 약 30μ초내에 이루어진다.
본원에 설명되는 실시예들을 제어하기에 적합한 제어 시스템(48)의 일례가 도 4에 도시되어 있다. 제어 회로(48)는 프린터헤드(들)(15)와는 별개이거나 또는 제어회로의 일부 또는 모두가 프린터헤드(들)에 위치될 수 있고, 또는 심지어는 상술한 바와 같이 가열기 판(28)에 집적될 수 있다. 하기에 상술하는 바와 같이, 발사 펄스(S3)들은 제어 회로(48)에 의해 생성되고, 이 회로는 인쇄될 이미지 데이터(50) 수신에 반응하여 잉크 방울들을 분사하는 노즐(27)들의 가열 부재(34)에 상응하는 드라이버(49)들에 신호들을 인가한다. 노즐(27)들은 유사한 사이즈의 구멍들을 각각 갖게 유사한 사이즈를 가질 수 있다. S=1/300인치(1/7620cm)의 예에 대해, 노즐(27)들은 그 가장 큰 지점(point)에서 약 40㎛ 내지 50㎛일 수 있지만, 임의의 적절한 사이즈가 사용될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 캐리지(12)가 인쇄시 화살표(60) 방향에서 캐리지 레일들(13)을 따라 왕복운동 또는 앞뒤로 스캔한다. 프린트헤드 시스템(11)이 종이 또는 투명지 시트와 같은 기록 매체(62)에 걸쳐 앞뒤로 왕복운동할 때, 잉크 방울들이 프린트헤드 노즐들 중 선택된 하나로부터 종이 시트(62)를 향해 배출된다. 잉크 노즐(27)들은 전형적으로 스캐닝 방향(60)에 대해 직각인 선형 배열로 배치된다. 캐리지(12)가 각각 지나는 중에, 기록 매체(62)는 고정 위치에 유지된다. 그러나, 각각의 패스(pass) 말기에, 기록 매체(62)는 화살표(64) 방향에서 프린터 제어기의 제어하에 스텝핑(stepping) 메커니즘에 의해 전진한다. 이에 관한 프린트헤드 및 인쇄의 보다 상세한 설명에 대해서는 예를 들어, 미국 특허 제 4,571,599호 및 미국 특허 재발행 제 32,572호를 참조하며, 이는 본원에 참고문헌으로서 통합된다.
캐리지(12)는 이에 부착되는 벨트(66)에 의해 스캐닝 방향(60)에서 전후로 이동한다. 벨트(66)는 회전가능한 제 1 풀리(68)와 회전가능한 제 2 풀리(70)에 의해 구동된다. 결국, 회전가능한 제 1 풀리(68)는 캐리지(12)가 이동하게 하기 위한 치형부를 갖는 벨트/풀리 시스템에 부가하여 잉크젯 프린터(10)의 제어기(48)의 제어하에 역전가능한 모터(72)에 의해 구동된다. 케이블/캡스턴(capstan), 리드 스크류 또는 당업자에게 공지된 다른 메커니즘을 사용하여 캐리지(12)의 운동을 제어할 수도 있다.
캐리지 레일들(13)을 따른 캐리지(12)의 이동 및/또는 위치를 제어하기 위해, 프린터는 인코더 스트립(74; encoder strip)을 갖는 인코더를 포함하고 인코더 스트립은 소정의 패턴(76)의 일련의 표준 마크들을 포함한다. 패턴(76)은 프린트헤드 캐리지(12)에 부착되는 광다이오드/광원과 같은 센서(78)에 의해 감지된다. 센서(78)는 프린터 제어기(48)에 감지된 패턴(76)의 표준 마크들을 나타내는 전기 신호들을 송신하는 케이블(80)을 포함한다.
프린트헤드(들)(15)는 도 3에 도시된 바와 같이 단일 프린트헤드 다이 내에 노즐들 또는 제트 노즐(27)들로도 불리는 유사한 사이즈의 방울 분사기들을 갖는다. 각각의 프린트헤드(들)(15)에 대한 인쇄 정보 출력이 프린트헤드에 내재된 시프트 레지스터(shift register; 도시않음)에 의해 로딩된다. 이런 시프트 레지스터와 본원에 설명된 실시예들에 사용하기 적절한 프린트헤드 전자장치들의 일례가 호킨스(Hawkins)의 미국 특허 제 5,300,968호에 설명되어 있고, 이는 본원 참고문헌으로서 통합된다. 프린트헤드(들)(15)에의 인쇄 데이터의 로딩이 완료되면, 정보가 분석되고(latched), 구동 신호들이 잉크를 분사할 노즐(27)들에 대응하는 드라이버(49)들에 보내지며 다음 열의 인쇄 데이터가 프린트헤드(들)(15)에 로딩된다.
인쇄된 이미지 영역(R)의 제 1 색의 인쇄된 화소(P1)들과 제 2 색의 인쇄된 화소(P2)들 사이의 경계에서의 색간 번짐 효과들을 감소시키기 위해 잉크 방울 사이즈 제어가 잉크젯 인쇄 과정에 사용될 수 있음이 밝혀졌다. 도 5는 현재 설명하는 실시예들에 따른 방법을 예시한다. 이 방법은 제어기(48; 도 4)를 제어하는 소프트웨어의 형태로 본 발명의 시스템에 실시된다. 물론, 이러한 소프트웨어는 다양한 형태를 취할 수 있고, 실시에 있어 프린터 내의 다양한 하드웨어 부재를 사용할 수도 있고, 그러한 부재들의 일부가 도 2에 도시되어 있다. 부가적으로, 임의의 이러한 소프트웨어가 제어기(48)에 집중되거나 또는 시스템 내에 분산될 수 있다. 예를 들어, 설명되는 방법의 소프트웨어의 일부가 시스템의 이미지 프로세서 내에 저장될 수 있다.
도 5를 참조하면, 유사한 사이즈의 프린트헤드 노즐들을 사용하는 잉크젯 인쇄 과정에서 색간 번짐을 감소하는 방법이 일반적으로 도면부호 500으로 도시된다. 이 방법(500)은 도면부호 502에서 이미지 영역(R)에서 제 1 색 부분과 제 2 색 부분 사이에서 경계(B)를 검출하는 것을 포함한다. 경계(B)는 예를 들어, 본원에 참고문헌으로서 포함되는 미국 특허 제 6,183,062호 및/또는 미국 특허 제 6,361,144호에 설명된 방식과 같이 임의의 적절한 공지된 방식으로 검출될 수 있다.
이 방법(500)은 도면부호 504에서 이미지 영역(R)에서 경계 화소(PB)들을 인 식하는 것을 또한 포함한다. 이미지 영역(R)의 경계 화소(PB)들은 예를 들어, 상술한 미국 특허 제 6,183,062호 및/또는 미국 특허 제 6,361,144호에 설명된 것과 같은 임의의 적절한 공지된 방식으로 인식될 수 있다. 경계 화소 인접 화소(PNP)들은 유사한 방식으로 인식되거나 또는 경계 화소(PB)들과 매우 인접한 화소들로서 인식될 수 있다.
이 방법(500)은 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 잉크 방울들을 분사하여 이미지의 제 1 색 부분과 제 2 색 부분 사이의 경계(B)를 갖는 이미지 영역(R)에 제 1 스폿 사이즈(제 1 스폿 사이즈 직경(D1)으로도 불림)를 갖는 화소(P)들을 도면부호 506에서 인쇄하는 것을 또한 포함한다.
이 방법(500)은 프린트헤드 노즐(27)들로부터 비교적 작은 잉크 방울들을 분사하여 이미지 영역(R)에 제 1 스폿 사이즈(D1)보다 작은 스폿 사이즈를 갖는 경계 화소(PB)들을 도면부호 508에서 인쇄하는 것을 또한 포함한다. 비교적 작은 잉크 방울들은 제 1 사이즈의 잉크 방울들보다 작다. 경계 화소(PB)들은 같은 스폿 사이즈들을 갖거나 또는 상이한 스폿 사이즈들을 가질 수 있다. 경계 화소(PB)들 중 일부는 제 1 스폿 사이즈와 유사한 스폿 사이즈들을 가질 수 있다.
방법(500)은 프린트헤드 노즐(27)들로부터 비교적 작은 잉크 방울들을 분사하여 이미지 영역(R)에 제 1 스폿 사이즈(D1)보다 작은 스폿 사이즈를 갖는 경계화 소 인접 화소(PNP)들을 인쇄하는 것을 또한 포함한다. 비교적 작은 잉크 방울들은 제 1 사이즈의 잉크 방울들보다 작다. 경계화소 인접 화소(PNP)들은 경계 화소(PB)들에 매우 인접한 화소들이고, 이의 예들에는 경계 화소들에 인접한 화소들 및/또는 경계 화소(PB)들에 바로 인접한 화소들에 인접한 화소들 등이 포함된다. 경계화소 인접 화소(PNP)들은 동일하거나 또는 상이한 스폿 사이즈들을 가질 수 있다. 경계화소 인접 화소(PNP)들 중 일부는 제 1 스폿 사이즈와 유사한 스폿 사이즈들을 가질 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 인쇄된 이미지 영역(R)의 일례가 도면부호 600에서 일반적으로 도시되어 있고, 여기서 잉크젯 잉크 방울 사이즈 제어가 사용되어 색간 번짐을 감소했다. 이미지 영역(R)은 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 방울들을 분사하여 상술한 바와 같이 경계(B)를 갖는 이미지 영역(R)에 제 1 스폿 사이즈(D1)를 갖는 화소(P)들을 도면부호 506에서 인쇄하여 인쇄된다. 제 1 스폿 사이즈로 인쇄된 화소(P)들은 제 1 색상의 화소(P1)들과 제 2 색상의 화소(P2)들을 포함한다. 제 1 또는 제 2 색상이 흑색을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 실시예에서, 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 방울들보다 작은 소형 방울들을 분사하여 이미지 영역(R)에 제 1 스폿 사이즈(D1)보다 작은 스폿 사이즈를 갖는 제 1 색의 경계 화소(PB1)들이 도면부호 508에서 인쇄된다. 제 1 색의 경계 화소(PB1)들 은 같거나 또는 상이한 스폿 사이즈를 가질 수 있다. 이 실시예에서, 제 2 색의 경계 화소(PB2)들이 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 방울들을 분사하여 제 1 스폿 사이즈(D1)를 갖는 화소(P)들을 갖고 인쇄된다.
도 7을 참조하면, 인쇄된 이미지 영역(R)의 다른 실시예가 일반적으로 도면부호 700으로 도시된다. 이미지 영역(R)은 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 방울들을 분사하여 상술한 바와 같이 경계(B)를 갖는 이미지 영역(R)에서 제 1 스폿 사이즈(D1)를 갖는 화소(P)들을 도면부호 506에서 인쇄하여 인쇄되었다. 제 1 스폿 사이즈로 인쇄된 화소(P)들은 제 1 색상의 화소(P1)들과 제 2 색상의 화소(P2)들을 포함한다. 이 실시예에서, 제 2 색의 경계 화소(PB2)들이 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 방울들보다 작은 소형 방울들을 분사하여 이미지 영역(R)에 제 1 스폿 사이즈(D1)보다 작은 스폿 사이즈를 갖는 제 2 색의 경계화소(PB2)들이 도면부호 508에서 인쇄된다. 제 2 색의 경계화소(PB2)들은 동일하거나 또는 상이한 스폿 사이즈를 가질 수 있다. 이 실시예에서, 제 1 색의 경계화소(PB1)들은 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 방울들을 분사하여 도면부호 506에서 제 1 사이즈(D1)를 갖고 인쇄된다.
도 8을 참조하면, 인쇄된 이미지 영역(R)의 다른 실시예가 일반적으로 도면부호 800으로 도시된다. 이미지 영역(R)은, 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 방울들을 분사하여 상술한 바와 같이 경계(B)를 갖는 이미지 영역(R)에서 제 1 스폿 사이즈(D1)를 갖는 화소(P)들을 도면부호 506에서 인쇄함으로써 인쇄되었다. 제 1 스폿 사이즈로 인쇄된 화소(P)들은 제 1 색의 화소(P1)들과 제 2 색의 화소(P2)들을 포함한다. 이 실시예에서, 제 1 색의 경계 화소(PB1)들과 제 2 색의 경계 화소(PB2)들이 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 방울들보다 작은 소형 방울들을 분사하여 이미지 영역(R)에 제 1 스폿 사이즈(D1)보다 작은 스폿 사이즈를 갖고 도면부호 508에서 인쇄된다. 경계화소(PB1, PB2)들은 동일하거나 또는 상이한 스폿 사이즈를 가질 수 있다.
도 9를 참조하면, 인쇄된 이미지 영역(R)의 다른 실시예가 일반적으로 도면부호 900으로 도시된다. 이미지 영역(R)은, 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 방울들을 분사하여 상술한 바와 같이 경계(B)를 갖는 이미지 영역(R)에서 제 1 스폿 사이즈(D1)를 갖는 화소(P)들을 도면부호 506에서 인쇄함으로써 인쇄되었다. 제 1 스폿 사이즈로 인쇄된 화소(P)들은 제 1 색의 화소(P1)들과 제 2 색의 화소(P2)들을 포함한다. 이 실시예에서, 경계화소 인접화소(PNP)로도 본원에서 불리는 경계화소(PB)들에 매우 인접한 하나 이상의 화소들이 프린트헤드 노즐(27)들로부터 제 1 사이즈의 방울들보다 작은 소형 방울들을 분사하여 이미지 영역(R)에 제 1 스폿 사이즈(D1)보다 작은 스폿 사이즈를 갖고 도면부호 510에서 인쇄된다. 경계화소 인접화소(PNP)들은 제 1 색 화소(PNS1)들 및/또는 제 2 색 화소(PNS2)들을 포함할 수 있다.
보다 긴 범위에 걸쳐 잉크 체적을 낮추어, 경계(B) 부근 내에 제 1 색의 고체 영역들로부터 웅덩이(pool)가 인접하는 색과 혼합하기 전에 유출되는 보다 넓은 릴리프 영역을 갖는다. 부가하여, 경계(B) 근처의 화소들만을 감소시켜, 대부분의 스폿들이 완전한 사이즈로 유지되어 총 광학 밀도가 원하는 고 수준으로 유지된다. 화소 감소는 인쇄된 영역들과 인쇄되지 않은 영역들 사이의 경계들에서 사용되지 않을 수 있는데 왜냐하면 백색 영역과 접하는 화소들이 개수가 적으면 에지가 물결진 외관을 보이기 때문이다.
색간 번짐을 감소하기 위해 상이한 색들 사이의 경계(B)에서 화소를 감소시키는 인쇄 알고리즘을 사용하여 스폿 사이즈 제어가 달성될 수 있다. 본원에 제공된 예에서, 색간 번짐을 감소하기 위해 프리 펄스법이 사용되지만, 임의의 적절한 스폿 사이즈 제어 방법이 프린트헤드(27)로부터 제 1 사이즈의 방울들보다 작은 소형 방울들을 분사하여 제 1 스폿 사이즈(D1)보다 작은 스폿 사이즈들을 갖는 경계화소 인접화소(PNP) 및 경계 화소(PB)를 인쇄하는데 사용될 수 있다.
전형적으로 열전사 잉크젯 프린트헤드(15)에서, 여러 개의 제트 노즐(27)들(채널(22)들로도 불림)이 인쇄 처리량을 개선하기 위해 동시에 각각의 화소(P)를 한번에 발사한다. 이 프리 펄스 예에서, 임의의 주어진 순간에서 발사되는 제트 노즐(27)들 중 일부가 색 경계(B)에 있을 수 있고 다른 노즐들은 아닐 수 있다. 색 경 계에서 경계 화소(PB)들 중 적어도 일부를 인쇄하는 제트 노즐(27)들에 상응하는 가열기(34)들은 프리 펄스 신호를 수신하지 않는 반면, 다른 제트 노즐(27)들에 상응하는 가열기(34)들은 프리 펄스 신호를 수신한다. 그 다음에 동시에 발사될 노즐(27)들에 상응하는 모든 가열기(34)들이 도면부호 S2로 도시된 대기 기간 후에 발사 신호(S3)를 수신한다.
이제 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 프린트헤드(들)(15)로 소정의 그룹의 화소들을 동시에 인쇄하기 위해 노즐(27)들에 대한 노즐 가열기(34)들에 신호 펄스들이 인가된다. 제 1 펄스 열(952)이 제어 회로(48)에 의해 노즐(27)들의 노즐 가열기(34)들의 드라이버(49)들에 인가되며, 이 노즐은 제 1 스폿 사이즈(D1)를 갖는 화소(P)들을 인쇄한다. 제 2 펄스 열(954)이 제어 회로(48)에 의해 노즐(27)들의 노즐 가열기(34)들의 드라이버(49)들에 인가되며, 이 노즐은 경계화소 인접화소(PNP) 및 경계 화소(PB)들을 인쇄하는 노즐들과 같이, 제 1 스폿 사이즈보다 작은 스폿 사이즈들을 갖는 화소들을 인쇄한다.
제 1 펄스 열(pulse train)(952)은 상응하는 가열기(34)를 사용하여 열전사 잉크젯 채널(22) 내의 잉크를 국지적으로 가열하는데 사용되는 프리 펄스 신호(S1)를 포함한다. S1은 가열기(34) 온도가 기포들이 핵화(nucleate)되는 정도까지 상승하지 않기에 충분히 짧아, 노즐(27)로부터 잉크 방울들이 분사되지 않는다. 제 1 펄스 열(952)은 프리 펄스 신호(S1) 후의 시간(S2)을 또한 포함하며 이 기간 중에 어떠한 펄스도 발생하지 않는다. 제 1 펄스 열(952)은 화소(P)를 인쇄하기 위해 잉크 방울들을 분사하는 노즐들의 노즐 가열기(34)들에 인가되는 발사 신호(S3)를 또한 포함한다. 제 2 펄스 열(954)은 발사 신호(S3)를 포함하지만 프리 펄스 신호(S1)를 포함하지 않는다. 펄스 열(952, 954)들 모두로부터의 발사 신호(S3)들은 모든 노즐(27)들에 동시에 인가되며, 노즐들은 동시에 화소를 인쇄한다. 발사 신호(S3)는 기포를 핵화시키고 노즐(27)로부터 잉크 방울을 분사할 정도로 충분하게 길다. 전형적으로, 작동 범위에 걸쳐, 프리 펄스 신호(S1)가 더 길면, 발사 신호(S3) 중에 상응하는 잉크젯 노즐(27)에 의해 분사되는 잉크 방울이 더 커진다.
보다 큰 제 1 스폿 사이즈(D1)를 갖는 화소들을 도면부호 506에서 인쇄하는 노즐(27)들의 노즐 가열기(34)들을 프리 펄스하면, 노즐들이 발사 신호(S3)가 인가될 때 프리 펄스 신호를 수신하지 않은 노즐들보다 더 큰 제 1 사이즈의 잉크 방울들을 방출하게 한다. 비교적 작은 스폿 사이즈들을 갖는 도면부호 508에서의 경계 화소(PB)들과 도면부호 510에서의 경계화소 인접화소(PNP)를 인쇄하는 노즐(27)들의 노즐 가열기(34)들은 프리 펄스 신호를 수신하지 않으므로 이들 노즐들은 비교적 작은 잉크 방울들을 배출하고 이 방울들은 발사 신호(S3)가 인가될 때 제 1 사이즈의 잉크 방울들보다 작다. 비록 이 예에서 비교적 작은 방울들이 0 프리 펄스로 인쇄되었지만, 선택적으로 상기 비교적 작은 방울들은 예를 들어, 보다 큰 제 1 스폿 사이즈(D1)를 인쇄하는데 사용되는 비교적 작은(그러나 0은 아닌) 프리 펄스를 사용하여 만들어질 수 있다.
펄스 열(952)들은 도 11에 도시된 회로 구성을 사용하여 제어 회로(48)에서 생성될 수 있고, 회로는 데이터 인 입력부(172; DATA IN input)에서 인쇄 데이터를 수신하는 데이터 시프트 레지스터(170)를 포함한다. 인쇄 데이터는 클럭(CLOCK) 신호(174)를 사용하여 직렬방식으로 입력된다. 각각 별개의 노즐 가열기(34)를 구동하는 각각의 개별적인 드라이버(49)에 상응하는 데이터 시프트 레지스터(170)의 출력이 2개의 입력 앤드 게이트(176; input AND gate)들에 공급된다. 작동 신호(178; enable signal)도 상술한 신호(S1, S3)들을 출력하기 위해 앤드 게이트(176)들의 입력부들에 공급된다.
제공된 예에서, 4개의 화소들이 동시에 인쇄되지만, 임의의 적절한 개수가 이런 식으로 인쇄될 수 있다. 이 예에서, 4 비트의 인쇄 데이터가 인쇄되는 니블(nibble; 4 bit)마다 로딩된다. 1 니블 내에 2가지 상이한 사이즈의 화소들을 만들기 위해, 8비트의 데이터들이 인쇄되는 니블마다 로딩된다. 8비트는 4 비트의 프리 펄스(S1) 데이터: p1, p2, p3, p4; 4비트의 발사 펄스로도 알려진 주 펄스(S3) 데이터: m1, m2, m3, m4로 구성되며, 1 내지 4는 개별적인 노즐 가열기(34)에 각각 상응한다. 4개중 하나의 뱅크(bank) 내에서 임의의 개수의 노즐들이 인쇄되는 비트 패턴에 무관하게 임의의 조합으로 프리 펄스되거나 또는 프리 펄스되지 않는다.
예를 들어, 특정한 순간에 제트 노즐(27 #1 및 #2)들로부터 작은 화소들을 인쇄하면서 제트 노즐(#3)로부터 큰 화소를 인쇄하고 제트 노즐(#4)로부터는 화소가 인쇄되지 않는 것이 바람직할 때 컬러 경계(B)가 존재한다고 가정한다. 이 경우에, 시프트 레지스터(170)에 인가되는 인쇄 데이터는 제트 노즐(1, 2)에 상응하는 드라이버(49)들에 인가되는 도면부호 954와 유사한 프리 펄스를 갖지 않는 펄스 열을 만들기 위해 <p1, p2, p3, p4>=<0,0,1,0>과 <m1, m2, m3, m4>=<1,1,1,0>이고, 적절한 프리 펄스 신호(S1)를 갖는 도면부호 952와 유사한 펄스 열이 제트 노즐(3)의 드라이버(49)에 사용된다. 주 발사 신호(S3)가 제트 노즐(27)들로부터 화소를 인쇄하기 위해 제트 노즐(1, 2, 3)들의 드라이버(49)들에 인가된다. 제트 노즐(4)의 드라이버(49)에는 발사 신호(S3)가 인가되지 않는다. S1, S3의 폭이 작동 신호(178)에 인가되는 펄스들의 폭에 의해 제어될 수 있다.
드라이버(49)들을 통해 동일한 열의 동시에 발사되는 노즐(37)들에 본원에서 상이한 펄스폭들로 불리는 상이한 지속시간의 두 개의 펄스 신호들 및/또는 상이한 지속시간의 두 개의 프리 펄스를 제공할 수도 있다. 도 12는 제어회로(48)가 2개의 가용 펄스폭 간에 선택하는데 사용되는 다중통신기(80; multiplexer)들을 포함하는 일례를 예시한다. 2개의 상이한 펄스폭들이 작동 1(194) 및 작동 2(196) 신호들에 의해 결정된다. 그러므로, 몇몇 제트 노즐(27)들에 프리 펄스(S1a)가 주어지고 다른 제트 노즐들은 프리 펄스(S1b)가 주어질 수 있다. 이런 식으로 상이한 프리 펄스 신호들을 사용하여 경계 화소(PB)들 및/또는 경계화소 인접 화소(PNP)들 중 적어도 일부가 2가지 사이즈로 인쇄될 수 있고, 이들 화소 모두 제 1 스폿 사이즈(D1)를 갖는 화소(P)들보다 작을 수 있다. 또한, 2가지 상이한 발사 펄스 신호(S3a 및 S3b)들은 동시에 발사되는 제트들의 그룹 내에서 사용될 수도 있다.
도 12의 예에서, 4개의 제트들이 한번에 발사될 수 있다. 점들로서 인쇄되는 4 비트의 데이터가 4비트 인쇄 데이터 시프트 레지스터(170)의 입력 데이터 인(172)으로 측정된다. 시프트 레지스터(170)의 출력들은 3-입력 앤드 게이트(188)들의 일 입력부에 접속되며, 게이트 각각은 개별적인 노즐 가열기(34)에 대응한다. 토큰 비트(token bit)로 불리는 단일 비트가 토큰 비트 레지스터(190)로 이동하고, 이는 3-입력 앤드 게이트(188)의 하나의 입력부를 제어(gating)한다.
상이한 펄스폭들을 갖는 2개의 펄스들이 다중통신기(180; MUX)를 사용하여 그 그룹 내의 각각의 제트에 대해 사용되는 앤드 게이트(188)의 입력부에 선택된 펄스를 보낼 수 있다. 비트들은 다중통신기(180)에 의해 어느 펄스폭들이 통과될지 선택하기 위해 키 시프트 레지스터(192)에 로딩되며, 0은 하나의 펄스폭을 선택하고 1은 다른 펄스폭을 선택한다. 다중통신기 회로(180)들은 도 13 및 도 14에 개략적으로 도시되어 있다.
본 발명은 인쇄 품질을 개선하기 위해 화소 점 사이즈 제어를 사용하여 색간 번짐을 감소시키는 방법 및 장치를 제공한다.

Claims (4)

  1. 잉크젯 인쇄 과정에서 색간 번짐을 감소하는 방법으로서,
    프린트헤드 노즐들로부터 제 1 사이즈의 잉크 방울들을 분사함으로써 화소들(P1)로 형성된 제 1 색 부분과 화소들(P2)로 형성된 제 2 색 부분 사이의 경계를 갖는 이미지 영역에서 제 1 사이즈를 갖는 제 1 색 화소들(P1) 및 제 2 색 화소들(P2)을 인쇄하는 단계와;
    상기 프린트헤드 노즐들로부터 제 2 사이즈의 잉크 방울들을 분사함으로써 상기 경계에서 경계화소들을 인쇄하는 단계로서, 상기 경계화소들은 상기 제1 색이고 상기 제2 색의 화소들에 인접하고 그리고 상기 제 1 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는, 상기 경계 화소들을 인쇄하는 단계를 포함하고;
    상기 제 2 사이즈의 잉크 방울들은 상기 제 1 사이즈의 잉크 방울들보다 작으며, 상기 제 1 색은 상기 제 2 색과 다른, 잉크젯 인쇄 과정에서 색간 번짐을 감소하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프린트헤드 노즐들로부터 제 2 사이즈의 잉크 방울들을 분사함으로써 상기 경계화소들에 인접하게 경계화소 인접화소들을 인쇄하는 단계를 추가로 포함하는, 잉크젯 인쇄 과정에서 색간 번짐을 감소하는 방법.
  3. 잉크젯 프린터로서,
    프린트헤드 노즐들로부터 제 1 사이즈의 잉크 방울들을 분사함으로써 화소들(P1)로 형성된 제 1 색 부분과 화소들(P2)로 형성된 제 2 색 부분 사이의 경계를 갖는 이미지 영역에서 제 1 사이즈를 갖는 제 1 색 화소들(P1) 및 제 2 색 화소들(P2)을 인쇄하는 수단과;
    상기 프린트헤드 노즐들로부터 제 2 사이즈의 잉크 방울들을 분사함으로써 상기 경계에서 경계화소들을 인쇄하는 수단으로서, 상기 경계화소들은 상기 제1 색이고 상기 제2 색의 화소들에 인접하고 그리고 상기 제 1 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는, 상기 경계 화소들을 인쇄하는 수단을 포함하고;
    상기 제 2 사이즈의 잉크 방울들은 상기 제 1 사이즈의 잉크 방울들보다 작으며, 상기 제 1 색은 상기 제 2 색과 다른, 잉크젯 프린터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 프린트헤드 노즐들로부터 제 2 사이즈의 잉크 방울들을 분사함으로써 경계화소 인접화소들을 인쇄하는 수단을 추가로 포함하는, 잉크젯 프린터.
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