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打印每行具有多个 像素的二维比特映射图像的方法

阅读：381发布：2024-02-18

专利汇可以提供打印每行具有多个像素的二维比特映射图像的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种打印每行具有多个像素的二维比特映射图像的方法，打印头具有喷射通道行，每个喷射通道具有关联喷射电极，使用时应用电压至关联喷射电极，以及其中，在打印期间，为了使得从打印头的所选择喷射通道喷射流体体积以便打印，在给定的脉冲周期，向所选择喷射通道的电极应用具有预先确定幅度和持续时间的值的电压脉冲，预先确定幅度和持续时间通过由光栅图像处理器生成的相应图像像素比特值确定。扫描光栅图像与喷射通道对应的部分，以便确定在待打印像素之前相邻的非打印像素周期的数量，以及紧靠打印像素之前，向喷射电极应用具有根据时间而预先确定的值的电压脉冲，该时间以最后一个待打印像素和所述待打印像素之间的给定像素周期为单位来测量。，下面是打印每行具有多个像素的二维比特映射图像的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种打印每行具有多个像素的二维比特映射图像的方法，打印头具有喷射通道行，每个喷射通道具有关联喷射电极，使用时应用电压至关联喷射电极，其中，在打印期间，为了使得从所述打印头的所选择喷射通道喷射流体体积以便打印，在给定的脉冲周期，向所选择喷射通道的电极应用具有预先确定幅度和持续时间的值的电压主脉冲，所述预先确定幅度和持续时间通过由光栅图像处理器生成的相应图像像素比特值确定，其中扫描光栅图像与喷射通道对应的部分，以确定在待打印像素之前相邻的非打印像素周期的数量，以及紧靠由其中一个电压主脉冲打印所述像素之前，在所述其中一个电压主脉冲之前向所述喷射电极应用具有根据时间而预先确定的值的电压预脉冲，该时间以最后待打印像素和所述待打印像素之间的给定像素周期为单位来测量。
2.如权利要求1所述的方法，其中，扫描光栅图像与每个喷射通道对应的部分，以便确定在待打印像素之前相邻的非打印像素周期的数量，以及紧靠打印所述像素之前，向对应的喷射电极应用具有根据时间而预先确定的值的电压预脉冲，该时间以最后一个待打印像素和所述待打印像素之间的给定像素周期为单位来测量。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，紧靠打印所述像素之前应用的电压预脉冲的持续时间被限制为像素周期或所述像素的脉冲长度。
4.如权利要求1所述的方法，其中，在打印一个或多个打印图案的校准过程中执行电压预脉冲值的预先确定，每个打印图案包括一列或多列像素，一列或多列像素在所述打印头相对于衬底移动的打印方向(P)上包括连续打印像素，紧接着多个相邻的非打印像素，紧接着一个或多个其他像素；以及每个打印图案一起或独立地包括位于所述连续打印像素和所述一个或多个其他像素之间的一系列非打印距离。
5.如权利要求4所述的方法，其中，扫描所述一个或多个打印图案，并且相对于与理想或期望打印位置对应的基准位置，确定或测量每个所述其他像素的开始位置。
6.如权利要求5所述的方法，其中，扫描打印图案，并且相对于与所述打印头的至少一个通道的理想或期望打印位置对应的基准位置，确定或测量每个所述其他像素的开始位置，以及对所述打印头的剩余通道，估计每个所述其他像素的开始位置。
7.如权利要求6所述的方法，其中，通过来自所述打印头的至少一个测量通道的所述测量与用于横跨打印头的稳态打印密度变化的预先确定数据的结合，计算所述估计。
8.如权利要求5至7中任一项所述的方法，还包括内插步骤，所述内插步骤通过在所确定值或所测量值之间内插来执行，以估计预先确定范围上所有数量的非打印像素的开始位置。
9.如权利要求1所述的方法，其中，当在垂直于喷射通道行方向的打印方向上，从喷射通道打印连续像素线条时，在线条中最后打印的预选数量像素的像素比特值根据预先确定的校准图式而降低。
10.如权利要求9所述的方法，其中，扫描光栅图像与每个喷射通道对应的部分，以便确定在非打印像素之前相邻的打印像素周期的数量；以及根据非打印像素之前的相邻打印像素周期的数量，降低向在非打印像素之前最后待打印的像素的对应喷射电极应用的预选数量打印脉冲的像素比特值。
11.如权利要求10所述的方法，其中，在打印一个或多个打印图案的校准过程中预先确定脉冲值的降低，每个打印图案包括一列或多列像素，一列或多列像素在所述打印头相对于衬底移动的打印方向(P)上包括连续打印的像素，紧接着非打印像素；以及每个打印图案一起或独立地包括一系列非打印距离。
12.如权利要求11所述的方法，其中，扫描所述一个或多个打印图案，并且相对于与理想或期望打印位置对应的基准位置，确定或测量每个所述最后待打印像素的结束位置。
13.如权利要求5所述的方法，其中，以像素的8位脉冲长度值表示的位置数据以一个或多个查找表的形式存储于存储器，其中，0至255表示0至100％的像素周期的脉冲，所述一个或多个查找表将多个非打印像素与所述像素长度值中随后的开始位置延迟关联，或者分别将多个打印像素与像素长度值中随后的停止位置延迟关联。
14.如权利要求13所述的方法，其中，操作打印速度不同于打印校准图案的速度，以及其中，保持在所述查找表中的数据在应用至像素之前通过以下步骤缩放：将数据值乘以操作打印速度/校准图案打印速度的比率的函数，以产生中间值集合，以及在后续表的各行之间内插以产生替代查找表，所述替代查找表具有与替换原始表的行的整数项对应的行。
15.如权利要求13所述的方法，其中，一个或多个查找表包括在形成所述打印头一部分的存储器中。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，一个或多个查找表中的数据应用至待打印图像的像素。

说明书全文

打印每行具有多个像素的二维比特映射图像的方法

背景技术

[0001] 本发明涉及静电喷墨打印技术，并且更具体地，涉及诸如WO93/11866及相关专利说明书中所描述的类型的打印头和打印机。

[0002] 该类型的静电打印机，通过使用所应用的电场来首先聚集并且之后喷射分散在化学惰性绝缘承载流体中的带电固体颗粒，喷射该固体颗粒。聚集的发生是因为所应用的电场导致电泳和带电颗粒在电场中朝向衬底运动，直至它们遇到墨水的表面为止。当所应用的电场创建大到足以克服表面张力的电泳力时发生喷射。通过在喷射位置和衬底之间创建电势差来生成电场；这可通过向喷射位置处和/或围绕喷射位置的电极应用电压来实现。该类型打印技术的一个具体优点在于能够通过使用对应用电压的控制来调制所喷射的墨水的体积，使用灰度来打印。

[0003] 通过打印头的几何形状以及创建电场的电极的位置和形状，确定发生喷射的位置。通常，打印头包括从打印头主体突出的一个或多个突出部，且这些突出部(也称为喷射竖柱)表面上具有电极。应用至该电极的偏压的极性与带电颗粒的极性相同，以使得电泳力的方向朝向衬底。此外，打印头结构的整体几何形状和电极的位置设计成使得在围绕突出部的尖端的高度局部化的区域处发生聚集并且之后发生喷射。

[0004] 为了可靠地进行操作，墨水设置成连续地流经喷射位置，以便补充已喷射出的颗粒。为了实现该流动，墨水必须具有通常为几厘泊的低粘度。喷射材料因为颗粒的聚集而更粘稠；结果，该技术可用于在非吸收性衬底上进行打印，因为该材料将不会在撞击之后显著地扩散。

[0005] 现有技术中已经描述了不同的打印头设计，诸如涉及WO93/11866中描述的所谓方法的WO93/11866,WO97/27058,WO97/27056,WO98/32609,WO01/30576和WO03/101741中所描述的那些打印头。

[0006] 图1是该现有技术中描述的类型的静电打印头1的尖端区域的图，其示出多个喷射竖柱2，每个喷射竖柱2具有尖端21。在每两个相邻竖柱之间具有壁3，也称为颊部，其限定了每个喷射单元5的边界。在每个单元中，墨水在两个路径4中流动，每个路径4位于喷射竖柱2的每一侧上，并且在使用中，墨水弯月面保持在颊部的顶部和喷射竖柱的顶部之间。在该几何形状中，Z轴的正方向限定为从衬底朝向打印头，X轴沿着喷射竖柱的尖端的线条指向；以及Y轴垂直于Z轴和X轴。

[0007] 图2是通过在竖柱2的尖端的中部截取截面而沿Y轴观察的相同的打印头1中的单个喷射单元5的X-Z平面上的示意图。该图示出颊部3、限定喷射位置6的定位的喷射竖柱2、墨水路径4、喷射电极7的位置和墨水弯月面8的位置。实线箭头9示出喷射方向，且也指向衬底。每个竖柱2及其相关电极和墨水路径有效地形成喷射通道。通常，喷射通道之间的间距是168μm(这提供150dpi的打印密度)。在图2所示的实例中，墨水通常远离读者地流至页面中。

[0008] 图3是相同打印头1在Y-Z平面的示意图，其示出喷射竖柱沿X轴的剖视图。该图示出喷射竖柱2、电极7在竖柱上的位置、以及被称为中间电极(10)的组件。中间电极10是在其内表面(并且有时在其整个表面上)具有电极101的结构，在使用中，电极101偏置成与喷射竖柱2上的喷射电极7的电势不同的电势。中间电极10可图案化，以使得每个喷射竖柱2具有独立地寻址的与其面对的电极，或者其可均匀地镀金，以使得中间电极的整个表面保持在恒定的偏压处。中间电极10通过屏蔽来自外部电场的喷射通道而用作静电屏蔽物，并允许仔细地控制喷射位置6处的电场。

[0009] 实线箭头11示出喷射方向并再一次指向衬底的方向。在图3中，墨水通常从左向右流动。

[0010] 在操作中，通常将衬底保持接地(0V)且在中间电极10和衬底之间应用电压VIE。可在中间电极10和喷射竖柱2和颊部3上的电极7之间应用另一个电势差VB，以使得这些电极的电势为VIE+VB。VB的幅度选择成使得在聚集颗粒而不喷射颗粒的喷射位置6处生成电场。在所应用偏压VB处于特定阈值电压VS(对应于颗粒上的电泳力正好与墨水的表面张力平衡时的电场强度)之上的情况下，喷射自发地发生。因此经常发生的情况是，VB选择成小于VS。
在应用VB之后，墨水弯月面向前运动，以覆盖喷射竖柱2的更多部分。为了喷射聚集的颗粒，向喷射竖柱2应用幅度为VP的另一个电压脉冲，以使得喷射竖柱2和中间电极10之间的电势差为VB+VP。在电压脉冲期间，喷射将连续。这些偏压的典型值是VIE＝500伏特,VB＝1000伏特以及VP＝300伏特。

[0011] 可由待打印比特映射图像的各个像素的比特值得出使用时实际应用的电压。利用常用设计图形软件诸如Adobe Photoshop创建或处理比特映射图像，并将其存储至存储器，多个方法(并行端口、USB端口、专用数据传送硬件)可将数据从该存储器输出到打印头驱动电子设备，打印头驱动电子设备生成应用至打印头的喷射电极的电压脉冲。

[0012] 该类型静电打印机的优点之一在于，可通过调制电压脉冲的持续时间或幅度，实现灰度打印。可生成电压脉冲，以使得从位图数据得出各个脉冲的幅度，或使得从位图数据得出脉冲持续时间，或者使用两种技术的结合。

[0013] 为了获得高质量的喷墨打印，每种情况下喷射过程必须相同，以使得喷射体积、喷射组合物等一致。喷墨打印是动态过程和多种物理过程，并且彼此涉及的不同物理过程按时典型序表发生。

[0014] 然而，在特定情况下，由于可发生喷射事件的时序表，导致喷射可能从电压脉冲的启动延迟。打印通道根据其已经休眠多久而开始喷射的方式通常被称为其“启动”特征；在单个点或像素的特殊情况中，该特征被称为“按需喷滴”。

[0015] 在中止或非打印像素块之后的打印开始时，可能发生喷射启动延迟，与该方式类似，因此可能存在关闭延迟。在像素块或行结尾后所导致的继续喷射可能导致印刷区域的不平均且加长的结尾。

[0016] 静电印刷期间涉及的动态过程包括静电效应和射流效应。

[0017] 这些动态过程中的两个为：

[0018] 1.在操作期间，但当不需要喷射时，直流(d.c)偏压VB应用至喷射位置且墨水弯月面松弛成稳定形状，保持在喷射位置和打印头的其它特征。当应用电压脉冲(VB+VP)时，弯月面向前移动且以之前描述的方式发生喷射。在电压脉冲完成之后，墨水将松弛回其初始状态，但是如果在该松弛完成之前应用后续脉冲，则将开始所导致的喷射事件，弯月面处于向前且因此更合适的位置。

[0019] ⒉聚集在喷射位置处的带电墨水颗粒的密度随着所应用的电场的强度而增加。这是因为，电场使得克服墨水颗粒的自然倾向性的电泳平均地分布(忽略重力)且获得均匀密度。与该聚集效应相对的是扩散和同性带电颗粒之间的库仑斥力。在稳态中，系统将达到聚集平衡，其特征在于取决于应用的直流偏压VB的幅值的带电颗粒密度。当向喷射位置应用电压脉冲时，墨水颗粒的聚集增加，直至颗粒上的电泳力克服墨水的表面张力且发生喷射为止。在电压脉冲完成之后，聚集的颗粒将在扩散和库仑力的驱动下朝向初始的平衡状态松弛。如果在松弛过程期间应用电压脉冲，则喷射将从具有更高颗粒聚集的更有利状态开始，且后续的打印密度将更浓。

[0020] 这些过程具有数量级为一至几百微秒的特征时间常数。为了使打印图像对开始和停止延迟效应是鲁棒的，可经由驱动电压波形提供补偿。这种补偿被称为“历史校正”。

[0021] 可通过使用到打印头喷射器的电脉冲的持续时间和/或幅度调制来自喷射器的喷射，控制静电喷墨打印头。压力或热喷墨打印头中喷射墨滴的尺寸主要基于压力室和喷嘴的物理尺寸，与压力或热喷墨打印头不同，从静电打印头喷射器喷射的墨水的体积可通过在喷射器中的墨水上起作用的电场的幅度和/或持续时间来控制，电场反过来通过向打印头的电极应用的电压波形来确定。这使得能够通过到喷射器的驱动波形，校正喷射器的喷射性能的可预测的变化。

[0022] 图4和图5示意性地示出可用于控制驱动脉冲持续时间和幅度的方式。

[0023] 对历史效应的一个解决方案基于从前一脉冲开始的持续时间改变电压脉冲的波形。JP10258511中描述了且US7172267中详细叙述了实现这些的方式。这些发明描述了这样一种方案，在该方案中脉冲的持续时间随着从前一喷射开始的持续时间的增加而增加。这种解决方案有作用但难以在实践实现，因为控制电子设备和软件必须能够处理持续时间高度可变的脉冲，其扩大到大于像素周期，导致如果不损失清晰度，则需要指定脉冲长度的更大数据比特深度，且因此需要更复杂的电子设备。

发明内容

[0024] 根据本发明，提供一种打印每行具有多个像素的二维比特映射图像的方法，打印头具有喷射通道行，每个喷射通道具有关联喷射电极，使用时应用电压至关联喷射电极，足以导致在打印流体的主体内部形成颗粒聚集；以及其中，在打印期间，为了使得带电颗粒聚集的体积作为来自打印头的所选择喷射通道的打印墨滴来喷射，在给定的脉冲周期，将具有预先确定幅度和持续时间的值的电压脉冲应用至所选择喷射通道的电极，预先确定幅度和持续时间通过由光栅图像处理器生成的各图像像素比特值确定，其中，扫描光栅图像与喷射通道对应的部分，以便确定在待打印像素之前相邻的非打印像素周期的数量，以及紧靠打印像素之前，向喷射电极应用具有根据时间而预先确定的值的电压脉冲，该时间以最后一个待打印像素和所述待打印像素之间的给定像素周期为单位来测量。

[0025] 本发明还包括一种方法，在该方法中，当在垂直于喷射通道行方向的打印方向上，从喷射通道打印像素线条时，在线条中最后打印的预选数量像素的像素比特值根据预先确定的校准图式而降低。

[0026] 由该方法提出的更简单的系统生成被限制为不长于由打印频率(打印各个图像像素的速率)确定的图像像素周期的电压脉冲。在这种情况下，如果以频率v操作打印机，则周期是1/v且脉冲不能长于1/v。如下面所解释，静电打印机可通过在该限制内调整脉冲的持续时间而生成灰度级打印。

[0027] 该方案极大地简化了驱动电子设备且还降低了需要编码图像数据的数据量。每个脉冲都可简单地编码成生成图像所需的点所需要的周期的百分比；例如可通过将每个脉冲编码到一个字节(8比特)中来实现256级灰度。容忍可能长于周期1/v的脉冲的系统将需要把脉冲数据编码成更多位，或者降低可实现灰度级的分辨率。

[0028] 实践中，在打印频率上生成的时钟脉冲触发下一个电压脉冲集合。电压脉冲可在周期的开头处开始，并在由图像数据确定的的持续时间继续，但不长于该周期。可替代地，脉冲可在由图像确定的位置处从周期半途开始，且在周期结束处停止；或者开始位置和停止位置均可根据图像数据，在像素周期内改变。

[0029] 在该方案中，通过在真实像素之前打印“虚拟像素”来实现历史修正。该“虚拟像素”导致电压脉冲，该电压脉冲长到足够迫使打印系统进入对于按需喷滴打印理想的状态，但是该电压脉冲的长度不足以自身导致打印。结果是在主打印脉冲之前的不同的、单独的、非打印的预脉冲，如下面详细描述。

[0030] 优选地，扫描光栅图像与每个喷射通道对应的部分，以便确定在待打印像素之前相邻的非打印像素周期的数量，以及紧靠打印所述像素之前，向对应的喷射电极应用具有根据时间而预先确定的值的电压脉冲，该时间以最后一个待打印像素和所述待打印像素之间的给定像素周期为单位来测量。

[0031] 紧靠打印所述像素之前应用的电压脉冲的持续时间可以被限制为像素周期或所述像素的脉冲长度。

[0032] 优选地，在打印一个或多个打印图案的校准过程中执行电压脉冲值的预先确定，每个打印图案包括一列或多列像素，一列或多列像素在所述打印头相对于所述衬底移动的打印方向(P)上包括连续打印的像素，紧接着多个相邻的非打印像素，紧接着一个或多个其他像素；以及每个打印图案一起或独立包括位于连续打印像素和其他像素或多个像素之间的一系列非打印距离。

[0033] 可以扫描打印图案或每个打印图案，并且相对于与理想或期望打印位置对应的基准位置，确定或测量每个所述其他像素的开始位置。

[0034] 可替换地，可以扫描打印图案，并且相对于与所述打印头的至少一个通道的理想或期望打印位置对应的基准位置，确定或测量每个所述其他像素的开始位置，以及对所述打印头的剩余通道估计每个所述其他像素的开始位置。

[0035] 优选地，通过来自所述打印头的至少一个测量通道的所述测量与用于横跨打印头的稳态打印密度变化的预先确定数据的结合来计算所述估计。

[0036] 内插步骤可以通过在所确定值或所测量值之间内插来执行，以估计预先确定范围上所有数量的非打印像素的开始位置。

[0037] 当在垂直于喷射通道行方向的打印方向上，从喷射通道打印连续像素线条时，优选地扫描光栅图像与每个喷射通道对应的部分，以便确定在非打印像素之前相邻的非打印像素周期的数量；以及根据非打印像素之前的相邻打印像素周期的数量，降低向在非打印像素之前最后待打印的像素的对应喷射电极应用的预选数量打印脉冲的像素比特值。

[0038] 在打印一个或多个打印图案的校准过程中可以预先确定脉冲值的降低，每个打印图案包括一列或多列像素，一列或多列像素在所述打印头相对于所述衬底移动的打印方向(P)上包括连续打印的像素，紧接着非打印像素；以及每个打印图案一起或独立包括一系列非打印距离。

[0039] 可以扫描打印图案或每个打印图案，并且相对于与理想或期望打印位置对应的基准位置，确定或测量每个所述最后待打印像素的结束位置。

[0040] 以像素的8位脉冲长度值表示(其中，0至255表示0至100％的像素周期的脉冲)的位置数据可以以一个或多个查找表的形式存储于存储器，所述一个或多个查找表将多个非打印像素与所述像素长度值中随后的开始位置延迟关联，或者分别将多个打印像素与像素长度值中随后的停止位置延迟关联。

[0041] 操作打印速度可以不同于打印校准图案的速度，以及其中，保持在所述查找表中的数据在应用至像素之前通过以下步骤缩放：将数据值乘以操作打印速度/校准图案打印速度的比率的函数，以产生中间值集合，以及在后续表的各行之间内插以产生替代查找表，所述替代查找表具有与替换原始表的行的整数项对应的行。

[0042] 一个或多个查找表可以包括在形成所述打印头一部分的存储器中。

[0043] 一个或多个查找表中的数据应用至待打印图像的像素。附图说明

[0044] 下面将参照附图描述根据本发明的方法和装置的实例，附图中：

[0045] 图1是示出用于静电打印机的喷射通道和墨水馈送路径的细节的CAD图；

[0046] 图2是图1所示类型的静电打印头中的喷射通道在X-Z平面中的示意图；

[0047] 图3是图1所示类型的静电打印头中的喷射通道在Y-Z平面中的示意图；

[0048] 图4是示出可如何调整喷射脉冲的幅度的框图和示出所导致的示例性脉冲调整幅度的相关波形图；

[0049] 图5是示出可如何调整喷射脉冲的持续时间框图和示出所导致的示例性调整脉冲持续时间的波形图；

[0050] 图6示出在非打印像素周期之后，在对延迟喷射的校准补偿中使用的打印图案的实例；

[0051] 图7是在非打印像素周期之后发生的延迟喷射的测量结果的图形表示；

[0052] 图8是将非打印像素的数量与延迟时间关联的查找表；

[0053] 图9以图形示出用于补偿喷射中的延迟的预像素值和脉冲长度；

[0054] 图10示出补偿方案可能需要的不同预脉冲定时的范围，该补偿方案生成具有固定的后缘位置和可变的前缘位置的预脉冲，以控制脉冲长度；

[0055] 图11以示意性示出具有和不具有启动效应修正的打印效果；

[0056] 图12示出补偿方案可能需要的不同预脉冲定时的范围，该补偿方案生成具有固定前缘位置和可变后缘位置的预脉冲，以控制脉冲长度；

[0057] 图13示出该方案与图9相比的等效预像素值的实例；

[0058] 图14示出可能对补偿方案而生成的不同预脉冲定时的范围，该补偿方案将预脉冲值限于其超过的打印像素的值；

[0059] 图15是将打印条在空白空间中连续印刷超过其期望停止位置的距离与该条中打印像素的数量关联的查找表；

[0060] 图16示出脉冲长度对打印头通道数量的曲线族，其对根据申请EP12184681.0的校准方法的每个灰度级别包括一条曲线。

[0061] 图17是示出通过对曲线集合求平均而从该数据计算出的单个平均变化曲线；

[0062] 图18示出所导致的修改的查找表LUT1A；

[0063] 图19是根据本发明所校准的打印机在打印图像中使用的一些打印机组件的框图；以及

[0064] 图20是示出在根据本文描述的示例进行校准之后，准备和打印图像的过程的流程图。

具体实施方式

[0065] 在描述根据本发明的方法的示例之前，描述两种通常用于控制使用方法所打印(或喷射)的墨滴的体积的方法可能是有用的。

[0066] 图4示出电路30的框图，该电路30可用于控制对打印头1的每个喷射器(竖柱2和尖端21)的喷射电压脉冲VE的幅度，由此，将待打印的位图像素的值Pn(8比特数字，即具有0和255之间的值)通过数模转换器31转换成低压幅度，该数模转换器31的输出通过固定持续时间的脉冲VG选通，固定持续时间的脉冲VG限定应用至打印头的喷射器的高压脉冲VP的持续时间。该低压脉冲然后通过高压线性放大器32放大，以生成通常幅度取决于像素比特值而为100到400V的高压脉冲VP，反过来向应用偏压VB和VIE到该高压脉冲VP，以提供喷射脉冲VE＝VIE+VB+VP。

[0067] 图5示出可替换的电路40的框图，该电路40可用于控制对打印头1的每个喷射器的喷射电压脉冲VE的持续时间，由此，通过待打印像素开始时“打印同步”信号PS的转换，将待打印的位图像素的值Pn载入计数器41中，将计数器设定为高；至计数器的时钟输入的连续循环(周期T)导致计数器递减，直至计数到达零为止，从而导致计数器输出重新设定为低。因此，计数器输出是逻辑电平脉冲VPT，其持续时间与像素值成正比(像素值Pn和时钟周期T的乘积)；然后该脉冲通过高压切换电路42放大，该高压切换电路42在低时的电压(VIE+VB)到高时的电压(VIE+VB+VP)之间转换，从而生成持续时间受控制的喷射脉冲VE＝VIE+VB+VP。这种电路可容易地适配以生成具有根据图像数据受控制的如上所述固定的前缘和位置可变的后缘或者固定的后缘和位置可变的前缘或可变的前缘和后缘位置的脉冲。

[0068] 待打印位图像素的Pn的值对应于0％和100％之间的(喷射脉冲的)占空比。通常，当以600dpi的分辨率进行打印且打印衬底(未示出)和打印头1之间以1ms-1的速度相对运动时，这相当于在42μs脉冲重复周期之上0和42μs之间的脉冲长度。

[0069] 图4和图5示出的可替换技术在实践更容易调制脉冲的持续时间，但是在给定的情况中任一技术可能适合，且两者可一起使用。

[0070] 当然在实践中通过使用(比如)四个打印头生成彩色图像打印，每个打印头用于四个常用颜色组分(CMYK)中的一个。下列描述适于每个打印头，且对每个打印头重复校准过程。为简明起见，该过程仅描述一遍。

[0071] 如上面所限定的，在多个非打印像素之后的像素的打印之前，向喷射电极立即应用电压脉冲，该电压脉冲具有根据时间预先确定的值，以最后一个待打印像素和待打印像素之间的给定脉冲周期为单位测量该时间。在一些情况下，该方法产生多个“预像素”电压脉冲。为了确定用于这些像素的补偿电压脉冲的值，在首次使用打印头之前执行校准过程，并可时常重复校准过程以保持打印头打印的最高质量。

[0072] 下面将描述校准过程。

[0073] 通过打印测试图案，对具有给定墨水的打印头提供标定功能，该测试图案在开始再次打印之前打印包含一系列非打印距离。图6示出合适图案的实例。该图案以指定速度(通常是1m/s)进行打印，该指定速度通常不必与将在后续操作中使用打印系统的速度相同。

[0074] 图案A和B中的每个包括14列像素100，每列像素在打印头相对于衬底运动的打印方向P上都是4个像素宽和600个像素长(25.4mm)，跨越打印头宽度的一部分，在116像素宽(4.87mm)的这种情况下，每列包括连续打印像素，其后跟着多个非打印像素(以每列100的打印部分之上的白色区域示出)。如图6中的(仅)图案B下方所示，非打印像素的数量从左到右该图案B的底部所示从1变化到512。在图案A中，接着每列中的非打印像素，打印11个像素长度的四像素宽的块101。在图案B中，接着每列中的非打印像素，打印单像素的四像素宽的线条102。14列中的每一列的每侧是连续打印的线条103。以8比特值255打印这些图案中的像素，其对应于像素周期的打印脉冲长度的100％。

[0075] 然后扫描打印图案A，并相对于与理想或期望的打印位置相对应的基准位置，确定/测量每个块101的开始位置。图7是测量结果的典型形式的图形表示，对于每列的开始位置距离的数值示于曲线图左侧的表中。而后，通过在各测量值之间内插来执行内插步骤，以估计1至512像素的全部数量的非打印像素的开始位置。如图7的对数横坐标上绘制的各值之间的简单线性内插通常是足够的。然后通过将位置数据除以像素间距(对600dpi打印是约42微米)并乘以255，将位置数据用像素的8比特脉冲长度值(其中，0至255代表0至100％像素周期的脉冲)的形式来表示。超过单个像素的开始位置延迟由大于255的值表示。该数据以将非打印像素的数量与像素值中的后续开始位置延迟关联的查找表(LUTI-参见图8)的形式存储至存储器中。

[0076] 然后基于来自LUT1的值将补偿应用至像素脉冲值，从而以相同的打印速度重新图像打印A和B。在该过程中，光栅图像处理器(RIP)软件通过在打印方向上沿着图像像素的每条线条进行扫描，计数从最后一个打印像素开始直到另一打印像素到来为止的空白(非打印)像素的数量，从而根据查找表LUT1中的数据，生成虚拟的“预像素”。然后，参照LUT1以获得相关数量的非打印像素的启动延迟值。RIP将启动延迟转换成多个离散的像素值。在最简单的情况中，生成单个预像素，该单个预像素的脉冲值表示与LUT1中的启动延迟值相等的脉冲长度。对于比像素周期更长的延迟，第一预像素脉冲设置成最大长度(值255)，并且紧靠第一预像素之前生成第二预像素，其脉冲长度为延迟与第一预像素长度的差值，以使得两个离散预像素脉冲长度的和等于相关的LUT1延迟值。这可根据需要延伸至第三或进一步的预像素脉冲。该方案示于用于补偿以上测量延迟的图9的曲线中，其中，测试图案速度和打印速度相等。注意到，预像素1紧靠第一打印像素之前且预像素紧靠预像素1之前。

[0077] 接下来，重新测量图案A的开始位置，从而保证其形成直线且均匀地打印图案B的单像素虚线。图像B是该方法的正确校准的更敏感的测量。如果各单像素虚线之间不均匀，则存储在LUT1中的测量位置延迟的值可进行迭代，且重新打印图案直到均匀性满足期望级别位置。

[0078] 如果打印头将用于灰度级打印，则有利的是，使用最小灰度等级点尺寸打印测试图案B，并迭代LUT1的值以实现用该灰度级打印虚线。这这么做是出于两个原因：首先，已经发现低灰度等级的打印对于历史影响的校准比高灰度等级更加敏感，以及其次，其中摄影型图像(其会调用历史补偿)的最普通的区域是分布有最小灰度级像素和非打印像素的区域。该区域来自筛选从多个离散点尺寸渲染的连续色调灰度图像的过程。如果Dmin是以最小选择点尺寸来打印所有像素的打印区的光学密度，则密度小于Dmin的区域(灰色调)将包括图案或最小点尺寸和非打印像素的随机分布；反之，密度大于Dmin的区域(暗色调)将总体上包括不具有非打印像素的两个相邻点尺寸的分布。因此，由于未打印像素所以可以在前一个分布中调用历史补偿，且可能不会在不具有未打印像素的后一个分布中调用历史补偿。使用最小灰度等级来打印测试图案B，因而提供该技术的最精确的校准。

[0079] 用于创建以该方式与启动延迟求和的预像素脉冲的上述过程适合于生成具有固定后缘位置和可变前缘位置的预脉冲以控制脉冲长度的脉冲方案。随着修正值增加，前缘提前直至达到预脉冲的全长为止；修正值的进一步增加在第一预脉冲之前生成第二预脉冲，该第二预脉冲离散但是与第一预脉冲连续且进一步向前地延伸。这示于图10中，其示出了可能需要的一系列不同的预脉冲定时。

[0080] 启动校准过程的最终结果可参见图11中的图形。该图以图表的形式示出具有启动修正和不具有启动修正的打印的效果，并示出第一墨滴和第二墨滴(左至右)时间对脉冲值。在不修正的情况下，喷射的第一墨滴相对于驱动脉冲被延迟且更小。在修正的情况下，在第一主脉冲之前应用预脉冲，以补偿通道已经“关闭”一段时间的事实。第二主脉冲具有与第一主脉冲相同的持续时间，并打印与第一主脉冲和预脉冲的结合相同尺寸的点。可认为该修正是灰度降低的‘虚拟像素’，其生成预脉冲但不创建自己的喷射事件。

[0081] 该技术不局限于所描述的具体脉冲方案，且如果脉冲在其前缘或中心处对齐也同样起作用，例如，尽管对预像素脉冲值进行调整以解决在小于全长的各脉冲之间所导致的间隔。因此，在不同的脉冲方案之下，不同的预脉冲长度集合将实现相同的补偿。例如，前缘同步方案(如图12所示)将放大短的预脉冲的长度，以解决预脉冲和打印脉冲之间的关闭时间，并随着预脉冲长度朝向最大值增加而逐渐降低该放大。图12所示的脉冲序列中的结果间隙将另外导致对于打印开始的欠补偿，但是如果对预像素脉冲值进行该调整以解决在小于全长的各预脉冲之间导致的间隔则正好可起到与先前描述的方案相同的效果。图13示出的虚的曲线示出与先前方案相比，用于该方案的等同像素值的示例。虚线示出用于前缘固定且后缘位置可随脉冲长度变化的脉冲方案的预像素值。注意到，在短脉冲长度处，该值与图9的相比有所增加，以补偿预脉冲和下一预脉冲或打印脉冲之间的关闭时间。

[0082] 有利于灰度打印的过程的变型包括将补偿预像素的值限制成小于或等于跟随非打印空间(“目标”像素)的打印像素的值。已经发现这有利于淡色区域打印的再现，该淡色区域包括为渲染图像而选择的最小灰度级点尺寸的分布，如之前所描述。

[0083] 在过程的该变型中，将保持在LUT1中的延迟值转换成预脉冲的方式与之前描述的相同，除了用于任何补偿预像素的最大许可值由目标像素而不是值255确定之外。根据该图式(以及利用最大预像素等于目标像素值的情况)，以正常方式使用来自LUT1的补偿值生成第一预像素，除非LUT1值大于目标像素值，在该情况中，第一预像素分配给目标像素值，且其余补偿值用于生成第二预像素；如果这也达到目标像素的值的情况，则生成第三预像素，诸如此类。其结果是这样的一系列预像素，其总体上数量较大，但是值小于之前描述的图式中的值，如图14所示。

[0084] 因为由该图式导致的预像素脉冲在时间上不连续，所以可对预像素脉冲值进行调整，以防止随着一个预脉冲延伸至两个预脉冲、两个预脉冲延伸至三个预脉冲等而在补偿中发生间断。这包括以类似于图13所示的固定前缘实例的方式增加短的预脉冲的值。

[0085] 为了实现该图式的良好校准，利用该补偿法和必要时迭代的LUT1值，以最小灰度级执行测试图案B的打印(或等效功能的类似图案)，以使得均匀地打印单像素的虚线。

[0086] 正如在喷射的启动时观察到延迟，关闭中也可能存在延迟。即，在打印块的结束之后，从通道继续喷射，其主要地取决于来自通道的喷射的强度。这可通过根据到该通道的打印脉冲的最近历史，降低在关闭之前降低最终像素的值来补偿。

[0087] 该过程可以被视为启动修正的倒转，且能以相似的方式但使用图6的测试图案A和B的倒转形式来校准。因此，在打印方向上，一系列长度的打印条后面跟有非打印空白空间区域。使用启动延迟修正来执行这些测试图案的打印，以保证正确地形成打印条。打印条在空白空间中连续打印超过其期望停止位置的距离被测量并记录至查找表LUT2(参见图15)，该查找表LUT2包括打印距离(紧靠在打印结束之前的连续像素的数量)对停止延迟的值(以每像素值为8比特的形式)。在类似于补偿启动延迟的过程中，在操作中，RIP随后对于在打印方向上紧靠一个或多个非打印像素的线条之前的打印像素的线条搜索位图图像文件；参考LUT2以获得相应停止延迟的值；以及从最终打印像素的值减去停止延迟的值。如果停止延迟大于255，则最终打印像素将被给定值0，且倒数第二的打印像素的值将被减去延迟值和255之间的差。然而实践中，停止延迟值通常小于255，使得通常只通过该过程进行修改最终打印像素。

[0088] 至于之前描述的应用LUT1的过程，RIP扫描未修改的原图像位图，以识别要应用停止延迟修正的像素。可以通过这两个过程独立修改相应的像素值，启动修正只修改非打印像素值而停止修正只修改打印像素值。因此LUT2修改的像素值可应用至已经应用LUT1的二次图像位图。

[0089] 上述补偿全部适合于操作打印速度SO恒定和等于起初校准执行速度SC的情况。然而，不同于校准速度的操作速度可通过缩放包含校准结果的LUT来适应，而不需要执行新的校准。在最简单的情况下，通过以下步骤实现LUT1和LUT2的缩放：两列的值乘以比例SO/SC以及在后续表的各行之间内插，以产生与列1中的整数条目相对应的行，其替换表的原始行。在实践中，可能需要使用以不同速度测量系统打印性能所得的更复杂的SO/SC函数，缩放LUT的各列。一个实例为n次多项式∶

[0090]

[0091] 其中，Ai是通过测量打印性能的得出的常数。通常，该表达式中的n不超过2时这通常是足够的。

[0092] 可横跨整个打印头一致地应用上述补偿，或者可针对打印头的较小区段独立地校准上述补偿。在极限情况下，可独立地校准打印头各个通道的依赖于历史的行为。这可以使用这样一种测试图案来实现，测试图案具有紧靠单象素和不同灰度等级线条之前的一系列非打印长度，以允许测量各个通道特征。在该情况下，补偿数据保持在查找表中，其具有用于打印头的通道数量或区段的额外尺度(其实例显示在图18中)。

[0093] 此外，已经发现，如欧洲专利申请EP12184681.0中所描述的校准打印头的稳态打印密度均匀性的过程产生可用于打印头通道历史修正的独立校准的数据。已经发现，对于类似图案，横跨打印头的动态性能的变化遵循如EP12184681.0中所描述的稳态性能变化。已经发现，可通过以下成功地实现历史效应的通道接通道式补偿：使用打印密度校准数据修改用于横跨打印头的各个通道或通道组的历史补偿校准值；允许结合打印密度校准数据，在打印头上的一个位置处执行单个历史校准过程，以便横跨整个打印头估计用于依赖于通道的历史补偿的历史修正校准数据。

[0094] 接下来是作为打印头的一次性初始校准的一部分而执行的过程的描述。EP12184681.0的打印密度校准过程产生脉冲长度对打印头通道数量的曲线族，其对于每个灰度等级包括一个曲线(参见图16)。对于给定的打印头，每个曲线趋向于具有相似形状变化，与其相邻灰度等级偏移近似常数。通过以下从该数据计算单个平均变化曲线：对曲线集合求平均、平滑数据以除去所有的短程的变化、以及偏移结果曲线使得打印头上测量LUT1数据的位置设定为0(通常打印头最强的部分用于获取用于LUT1的数据，从而使平均变化曲线被偏移，以使得其最小值为0且其各处具有正整数值，如图17，进而简化关于数据的数学运算)。通过以经验得出的常数缩放该平均变化曲线，并添加至保持在LUT1中的启动修正值。这个过程使得用于打印头弱的打印部分的LUT1值与用于均衡横跨打印头的静态打印密度的增加脉冲值成比例地增加(和修改后的查找表，参见图18)，并导致打印头的启动性能和按需喷滴性能的良好的均匀性。

[0095] 在根据上述方法校准的打印头的操作期间，如在图19和图20所示，例如通过使用(比如)多个公知图像创建软件包中的任何一个(诸如Adobe Illustrator)创建的彩色图像400被上传至计算机402的存储器401中。然后在计算机402内利用光栅图像处理软件(RIP)
403对初始图像400进行栅格化(步骤403')，以及之后创建相应的彩色位图图像404并存储至存储器405中。然后在步骤406中将彩色配置文件应用于位图图像，以便应用用于将彩色图像分离成过程原色(通常为蓝绿色、洋红色、黄色和黑色)的规则；以及之后在步骤407中，“筛选”每个像素，以使得像素的每个颜色组分被过滤成多个(n个)不同“等级”中的一个，且之后将在这种情况下表示CMYK n级图像408的数据存储在RAM 409中，然后在步骤410中将各个原色彩组分分离成各数据集合412c、412m、412y和412k。

[0096] 在使用多个打印头打印每个色彩分离的情况下，例如在打印头被端到端接合以跨越宽于各个头部宽度的衬底、或交错以便横跨衬底提供比打印头喷射器的间隔更多数量的每英尺点数的情况下，位图412在步骤413处分离成条，以创建对应于各个打印头的数据集合414A、414B等。

[0097] 在衬底上的打印头的多个路径用于建立打印的情况下，位图412在步骤413分离成条，以创建对应于打印头各个路径的数据集合414A、414B。

[0098] 然后，通过RIP软件403处理位图数据414A(方便起见仅示出用于第一路径/头部的位图数据)，以便基于分别在步骤417中保持在LUT1和LUT2中的启动延迟和停止延迟的预先确定值，在步骤415中将历史修正应用至头部位图数据414A。PIR软件通过以下来进行如之前所描述的步骤：在打印方向上沿着像素线条进行扫描；响应于非打印像素的连续集合生成由LUT1确定的预像素的值，以修正开始延迟；以及减小在如由LUT2确定的打印像素的集合中的最终像素的值，以修正关闭延迟。

[0099] 对于以与初始历史修正执行速度相等的固定速度操作的打印机，保持在查找表LUT1和LUT2中的值是从校准过程中得到的值。在可变速度的打印机或者以不同速度操作的打印机的情况下(其中校准测试图案以该速度被打印)，LUT和LUT2中的值根据从衬底位置编码器416得出的测量打印速度被动态更新，如之前所述。

[0100] 历史补偿位图数据418存储在存储器421中。其随后在步骤419中，根据打印衬底和打印头的相对位置(如由轴角编码器416所确定)，被传送至脉冲生成电子设备420。在本文中，输入位图数据用于在步骤422生成应用至各个打印头喷射通道的具有相应持续时间的电压脉冲。

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