專利名稱：熱響應(yīng)校正系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感熱式打印，具體涉及通過補償熱打印頭上的熱歷史效應(yīng)改進感熱式打印機輸出的技術(shù)。
背景技術(shù)：
感熱式打印機通常包含加熱元件的線性陣列(在這里還稱為“打印頭元件”)，所述加熱元件通過比如將顏料或染料從施主頁傳遞至輸出介質(zhì)或通過激活輸出介質(zhì)中的形成色彩的化學(xué)物質(zhì)在輸出介質(zhì)上進行打印。輸出介質(zhì)通常是能夠接收所傳遞的顏料的多孔接收器或者是涂有形成色彩的化學(xué)物質(zhì)的紙張。打印頭元件的每一個在被起動時在打印頭元件下面通過的介質(zhì)上形成色彩，產(chǎn)生具有特定密度的點。具有更大或更稠密的點的區(qū)域被理解為要比具有更小或更稀疏的點的區(qū)域更黑。數(shù)字圖像被繪制成極小且緊密間隔的點的二維陣列。
熱打印頭元件通過向其提供能量來起動。向打印頭元件提供能量增加了打印頭元件的溫度，導(dǎo)致顏料向輸出介質(zhì)的傳遞或色彩在接收器中形成。打印頭元件以這種方式產(chǎn)生的輸出的密度是供給打印頭元件的能量的函數(shù)。供給打印頭元件的能量可以通過比如改變特定時間間隔內(nèi)供給打印頭元件的功率量或者通過在更長時間間隔上向打印頭元件提供功率來改變。
在傳統(tǒng)的感熱式打印機中，打印數(shù)字圖像的時間被分成在這里被稱為“打印頭周期”的固定時間間隔。通常，數(shù)字圖像中的單行像素(或其中的若干部分)在單個打印頭周期期間被打印。每個打印頭元件通常負責打印數(shù)字圖像的特定列中的像素(或子像素)。在每個打印頭周期期間，能量被傳遞至每個打印頭元件，計算每個打印頭元件以將打印頭元件的溫度提高到將導(dǎo)致打印頭元件產(chǎn)生具有所期望的密度的輸出的水平?；趯⒂纱蛴☆^元件產(chǎn)生的變化的所期望的密度可以向不同的打印頭元件提供變化的能量。
傳統(tǒng)感熱式打印機的一個問題由它們的打印頭元件在每個打印頭周期結(jié)束之后仍保持熱量這一事實產(chǎn)生。這種熱保持可能是有問題的，因為在某些感熱式打印機中，在特定打印頭周期期間傳遞至特定打印頭元件的能量通?；诖蛴☆^周期開始時的打印頭元件的溫度是已知的固定溫度這一假設(shè)來計算。因為實際上，打印頭周期開始時的打印頭元件的溫度依賴于(尤其)以前的打印頭周期期間傳遞至打印頭元件的能量，打印頭周期期間打印頭元件達到的實際溫度可能不同于校準的溫度，從而導(dǎo)致比所期望的更高或更低的輸出密度。另外，復(fù)雜化同樣由特定打印頭元件的當前溫度不僅受其自身的先前溫度(在這里被稱為它的“熱歷史”)影響而且受環(huán)境溫度(室溫)以及打印頭中其他打印頭元件的熱歷史影響這一事實產(chǎn)生。
正如可以由上面的討論推斷出的，在某些傳統(tǒng)的感熱式打印機中，在數(shù)字圖像的打印期間，由于打印頭元件的熱保持以及由于這種熱保持而導(dǎo)致的向打印頭元件過量的提供能量，每個特定熱打印頭元件的平均溫度往往是逐漸升高的。這種逐漸的溫度增加導(dǎo)致由打印頭元件產(chǎn)生的輸出密度的相應(yīng)逐漸增加，這被察覺為所打印的圖像內(nèi)增加的暗度。這種現(xiàn)象在這里被稱為“密度漂移”。
此外，傳統(tǒng)感熱式打印機通常在精確重現(xiàn)打印頭兩端以及打印方向上相鄰像素之間的清晰密度梯度方面具有困難。例如，如果打印頭元件將打印黑像素之后的白像素，則兩個像素之間理論上清晰的邊緣在被打印時將通常被弄得模糊不清。這個問題由升高打印頭元件的溫度以便在打印白像素之后打印黑像素所需要的時間量引起。一般說來，傳統(tǒng)感熱式打印機的這種特征在打印具有高密度梯度區(qū)域的圖像時導(dǎo)致低于理想的清晰度。
上述的標題為“Thermal Response Correction System”、序號為No.09/934,703的美國專利申請公開了模擬熱打印頭元件隨時間對供給熱打印頭元件的能量的響應(yīng)的熱打印頭模型。熱打印頭模型在每個打印頭周期的開始根據(jù)下列項生成每個熱打印頭元件的溫度預(yù)測(1)被溫度傳感器測量的熱打印頭的當前溫度，(2)打印頭的熱歷史，和(3)打印頭的能量歷史。打印頭周期期間供給打印頭元件的每一個以此產(chǎn)生具有所期望密度的點的能量根據(jù)下列項來計算(1)打印頭周期期間將要由打印頭元件產(chǎn)生的所期望的密度，和(2)打印頭周期開始時的打印頭元件的預(yù)測溫度。
盡管這種技術(shù)在實施熱歷史控制時考慮了打印頭的溫度，在上述專利申請中公開的技術(shù)在實施熱歷史控制時沒有明確地考慮打印機環(huán)境溫度隨時間的變化。同樣地，在上述專利申請中公開的技術(shù)沒有考慮濕度的任何熱效應(yīng)。
因此，所需要的是考慮環(huán)境打印狀況的改進技術(shù)，以便更精確地繪制數(shù)字圖像。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種熱打印頭模型，所述熱打印頭模型模擬熱打印頭元件隨時間對供給熱打印頭元件的能量的熱響應(yīng)。打印頭周期期間供給打印頭元件的每一個以此產(chǎn)生具有所期望密度的點的能量根據(jù)下列項來計算(1)打印頭周期期間將要由打印頭元件產(chǎn)生的所期望的密度，(2)打印頭周期開始時的打印頭元件的預(yù)測溫度，(3)打印頭周期開始時的打印機環(huán)境溫度，以及(4)環(huán)境相對濕度。
在本發(fā)明的一個方面，所提供的方法包括下列步驟(A)識別打印機中打印頭的第一打印頭溫度Ts；(B)識別打印機中的當前環(huán)境溫度Tr；(C)基于第一打印頭溫度Ts和打印機環(huán)境溫度Tr識別修改的打印頭溫度Ts′；以及(D)基于修改的打印頭溫度Ts′識別供給打印頭中打印頭元件的輸入能量。步驟(D)可包括基于修改的打印頭溫度Ts′和當前的相對濕度識別供給打印頭元件的輸入能量的步驟。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種與包括有打印頭元件的感熱式打印機一起使用的方法。該方法包括下列步驟(A)基于打印頭元件的當前溫度、打印機環(huán)境溫度、以及多個將要由打印頭元件打印的所期望輸出密度的一維函數(shù)計算供給打印頭元件的輸入能量。
在本發(fā)明的又一方面，提供了一種與具有打印頭的感熱式打印機一起使用的方法，所述打印頭包括多個打印頭元件。該方法為多個打印頭周期的每一個導(dǎo)出打印頭周期期間將要提供給多個打印頭元件以此產(chǎn)生多個輸出密度的多個輸入能量。該方法包括下列步驟(A)利用多分辨率熱傳播模型來為多個打印頭周期的每一個導(dǎo)出打印頭周期開始時的多個打印頭元件的多個預(yù)測溫度；以及(B)利用反向介質(zhì)模型，基于多個預(yù)測溫度、打印頭周期期間將要由多個打印頭元件輸出的多個密度、以及至少一個打印機環(huán)境溫度，導(dǎo)出多個輸入能量。
根據(jù)下面的描述以及根據(jù)權(quán)利要求書，本發(fā)明的其他特征和各個方面的優(yōu)點以及實施例將變得顯而易見。


圖1是按照本發(fā)明的一個實施例的用來打印數(shù)字圖像的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖；圖2是在本發(fā)明的一個實施例中使用的反向打印機模型的數(shù)據(jù)流程圖；圖3是在本發(fā)明的一個實施例中使用的感熱式打印機模型的數(shù)據(jù)流程圖；圖4是在本發(fā)明的一個實施例中使用的反向介質(zhì)密度模型的數(shù)據(jù)流程圖；圖5是按照本發(fā)明一個實施例的、包括有熱打印頭的感熱式打印機的一部分的側(cè)視圖；圖6是按照本發(fā)明一個實施例的、模擬熱擴散穿過接收器介質(zhì)的電路的示意圖；圖7A-7F是按照本發(fā)明各種不同實施例的、利用熱歷史控制的打印數(shù)字圖像的方法的流程圖。
具體實施例方式
提供了一種熱打印頭模型，所述熱打印頭模型模擬熱打印頭元件隨時間對供給熱打印頭元件的能量的熱響應(yīng)。打印頭周期期間供給打印頭元件的每一個以此產(chǎn)生具有所期望密度的點的能量根據(jù)下列項來計算(1)打印頭周期期間將要由打印頭元件產(chǎn)生的所期望的密度，(2)打印頭周期開始時的打印頭元件的預(yù)測溫度，(3)打印頭周期開始時的打印機環(huán)境溫度，以及(4)環(huán)境相對濕度。
標題為“Thermal Response Correction System”的上述專利申請公開了一種熱打印頭的模型，所述模型模擬了熱打印頭元件隨時間對供給打印頭元件的能量的熱響應(yīng)。熱打印頭的打印頭元件的溫度歷史在這里被稱為打印頭的“熱歷史”。供給打印頭元件的能量隨時間的分布在這里被稱為打印頭的“能量歷史”。
尤其是，熱打印頭模型基于下列項生成每個打印頭周期開始時的熱打印頭元件的每一個的溫度預(yù)測(1)熱打印頭的當前溫度，(2)打印頭的熱歷史，以及(3)打印頭的能量歷史。在所公開的熱打印頭模型的一個實施例中，熱打印頭模型基于下列項生成打印頭周期開始時的特定熱打印頭元件的溫度預(yù)測(1)熱打印頭的當前溫度，(2)前一個打印頭周期開始時的該打印頭元件和打印頭中的一個或多個其他打印頭元件的預(yù)測溫度，以及(3)前一個打印頭周期期間供給該打印頭元件和打印頭中的一個或多個其他打印頭元件的能量。
在上述專利申請中公開的一個實施例中，打印頭周期期間供給打印頭元件的每一個以此產(chǎn)生具有所期望密度的點的能量根據(jù)下列項來計算(1)打印頭周期期間將要由打印頭元件產(chǎn)生的所期望的密度，和(2)打印頭周期開始時的打印頭元件的預(yù)測溫度。應(yīng)到意識到，利用這種技術(shù)供給特定打印頭元件的能量可能大于或小于通過傳統(tǒng)的感熱式打印機提供的能量。例如，可提供更少的能量來補償密度漂移?？商峁└嗟哪芰縼懋a(chǎn)生清晰的密度梯度。所公開的模型是足夠靈活的以便在適當?shù)臅r候增加或減小輸入能量以此產(chǎn)生所期望的輸出密度。
熱打印頭模型的使用減小了打印機引擎對環(huán)境溫度的敏感度以及對先前所打印的圖像內(nèi)容的敏感度，其表現(xiàn)為打印頭元件的熱歷史。
例如，參見圖1，示出了按照本發(fā)明一個實施例的用于打印圖像的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括反向打印機模型102，其可用來打印特定源圖像100時計算將要提供給感熱式打印機108中的每個打印頭元件的輸入能量106。正如下面關(guān)于圖2和3所詳細描述的，感熱式打印機模型302模擬由感熱式打印機108基于所供給它的輸入能量106產(chǎn)生的輸出(如打印的圖像110)。要注意的是，感熱式打印機模型302包括打印頭溫度模型和介質(zhì)響應(yīng)模型。反向打印機模型102是感熱式打印機模型302的反向。更具體地說，反向打印機模型102基于源圖像100(其可以是比如二維灰度級或彩色數(shù)字圖像)和感熱式打印機的打印頭的當前溫度104為每個打印頭周期計算輸入能量106。感熱式打印機108利用輸入能量106打印源圖像100的打印圖像110。應(yīng)當意識到，輸入能量106可隨時間并且針對打印頭元件的每一個發(fā)生變化。同樣地，打印頭溫度104可隨時間發(fā)生變化。
一般，反向打印機模型102模擬通常由感熱式打印機108產(chǎn)生的失真(例如，如上所述由密度漂移產(chǎn)生的那些失真和由介質(zhì)響應(yīng)產(chǎn)生的那些失真)并且在相反的方向上使源圖像100“預(yù)失真”，以此有效地抵消在打印所打印的圖像110時由感熱式打印機108以其他的方式產(chǎn)生的失真。供給感熱式打印機108的輸入能量106因此在打印圖像110上產(chǎn)生所期望的密度，其因此不會遭遇上述的問題(如密度漂移和清晰度退化)。尤其是，打印圖像110的密度分布與源圖像100的密度分布比與通常由傳統(tǒng)感熱式打印機產(chǎn)生的密度分布更緊密匹配。
如圖3所示，感熱式打印機模型302用來模擬感熱式打印機108(圖1)的行為。正如關(guān)于圖2所詳細描述的，感熱式打印機模型302用來導(dǎo)出反向打印機模型102，其通過考慮感熱式打印機108的熱歷史來導(dǎo)出供給感熱式打印機108以此在打印圖像110上產(chǎn)生所期望的輸出密度的輸入能量106。另外，正如下面所描述的，感熱式打印機模型302被用于校準目的。
在詳細描述感熱式打印機模型302之前，將引入某種符號。源圖像100(圖1)可被看作是具有r行和c列的二維密度分布ds。在本發(fā)明的一個實施例中，感熱式打印機108在每個打印頭周期期間打印源圖像100的一行。正如在這里所使用的，變量n將用來指離散的時間間隔(如特定的打印頭周期)。因此，時間間隔n開始時的打印頭溫度104在這里被稱為Ts(n)。同樣地，ds(n)指時間間隔n期間打印的源圖像100的行的密度分布。
同樣地，應(yīng)當意識到，輸入能量106可被看作二維能量分布E。利用剛才描述的符號，E(n)指在時間間隔n期間將施加于感熱式打印機的打印頭元件的線性陣列的一維能量分布分布。打印頭元件的預(yù)測溫度在這里被稱為Th(在上述專利申請中被稱為Ta)。時間間隔n開始時的打印頭元件的線性陣列的預(yù)測溫度在這里被稱為Th(n)。
如圖3所示，感熱式打印機模型302在每個時間間隔n期間將下列項視為輸入(1)時間間隔n開始時的熱打印頭的溫度Ts(n)104，和(2)時間間隔n期間將要供給熱打印頭元件的輸入能量E(n)106。感熱式打印機模型302每次產(chǎn)生一行預(yù)測的打印圖像306作為輸出(dp(n))。感熱式打印機模型302包括頭溫度模型202(正如下面關(guān)于圖2詳細描述的)和介質(zhì)密度模型304。介質(zhì)密度模型304將由頭溫度模型202產(chǎn)生的預(yù)測溫度Th(n)204和輸入能量E(n)106作為輸入，并且產(chǎn)生預(yù)測的打印圖像306作為輸出。
參見圖2，示出了反向打印機模型102的一個實施例。反向打印機模型102在每個時間間隔n接收下列項作為輸入(1)時間間隔n開始時的打印頭溫度104Ts(n)，和(2)時間間隔n期間將要打印的源圖像100的行的密度ds(n)。反向打印機模型102產(chǎn)生輸入能量E(n)106作為輸出。
反向打印機模型102包括頭溫度模型202和反向介質(zhì)密度模型206。一般，頭溫度模型202預(yù)測隨時間變化的打印頭元件的溫度，同時打印圖像110被打印。更具體地說，頭溫度模型202基于下列項輸出特定時間間隔n開始時的打印頭元件的溫度Th(n)204的預(yù)測(1)打印頭的當前溫度Ts(n)104，和(2)時間間隔n-1期間供給打印頭元件的輸入能量E(n-1)。
一般，反向介質(zhì)密度模型206基于下列項計算時間間隔n期間供給打印頭元件的每一個的能量E(n)106(1)時間間隔n開始時的打印頭元件的每一個的預(yù)測溫度Th(n)204，和(2)時間間隔n期間將要由打印頭元件輸出的所期望的密度ds(n)100。在下一個時間間隔n+1期間輸入能量E(n)106被供給頭溫度模型202使用。應(yīng)當意識到，與通常由傳統(tǒng)的感熱式打印機使用的技術(shù)不同，反向介質(zhì)密度模型206在計算能量E(n)106時考慮打印頭元件的當前(預(yù)測)溫度Th(n)204和溫度相關(guān)的介質(zhì)響應(yīng)，從而取得對熱歷史效應(yīng)和其他的打印機引發(fā)的缺陷的改進補償。
盡管未在圖2中明確示出，但是頭溫度模型202可在內(nèi)部存儲至少某些預(yù)測溫度Th(n)204，并且應(yīng)當因此意識到，以前的預(yù)測溫度(如Th(n-1))還可被認為是用于計算Th(n)204的頭溫度模型202的輸入。
正如上述專利申請所描述的，反向介質(zhì)密度模型206在每個時間間隔n期間接收下列項作為輸入(1)源圖像密度ds(n)100，和(2)時間間隔n開始時的熱打印頭元件的預(yù)測溫度Th(n)204。反向介質(zhì)密度模型206產(chǎn)生輸入能量E(n)106作為輸出。
換句話說，由反向介質(zhì)密度模型206定義的轉(zhuǎn)移函數(shù)是二維函數(shù)E＝F(d，Th)。在一個實施例中，上述的函數(shù)E＝F(d，Th)利用方程1來表示E＝G(d)+S(d)Th(方程1)該方程可以解釋為針對將提供所期望密度的準確能量的Th的泰勒級數(shù)展開的頭兩項。這種表示因種種原因可能是有利的。例如，作為二維函數(shù)的E＝F(d，Th)的直接軟件和/或硬件實現(xiàn)可能需要大量的存儲或大量的計算來計算能量E。相反，利用相對少量的存儲，可將一維函數(shù)G(d)和S(d)作為查找表來儲存，并且反向介質(zhì)密度模型206可利用相對少量的計算來計算方程1的結(jié)果。
現(xiàn)在詳細描述頭溫度模型202(圖2-3)的一個實施例。參見圖5，示意性側(cè)視圖示出了包括熱打印頭500的感熱式打印機108的一部分530。打印頭500包括若干層，所述若干層包括熱匯502a、陶瓷502b和釉面502c。在釉面502c下面是打印頭元件520a-i的線性陣列。應(yīng)當意識到，盡管為了說明起見圖5僅示出了九個加熱元件520a-i，但是典型的熱打印頭將具有每英寸成百個非常小并且緊密間隔的打印頭元件。打印頭元件520a-i在接收器介質(zhì)522上產(chǎn)生輸出。
如上所述，可將能量提供給打印頭元件520a-i以此加熱它們，從而使它們將顏料傳遞至輸出介質(zhì)。由打印頭元件520a-i生成的熱量向上擴散穿過層502a-c。
要直接測量單個打印頭元件520a-c的溫度隨時間的變化可能是困難的或過度麻煩的(例如，在數(shù)字圖像被打印時)。因此，在本發(fā)明的一個實施例中，不是直接測量打印頭元件520a-i的溫度，而是使用頭溫度模型202來預(yù)測打印頭元件520a-i的溫度隨時間的變化。尤其是，頭溫度模型202可利用下列知識通過模擬打印頭元件520a-i的熱歷史來預(yù)測打印頭元件520a-i的溫度(1)打印頭500的溫度，和(2)以前已經(jīng)供給打印頭元件520a-i的能量。利用測量熱匯512上某點處溫度Ts(n)的溫度傳感器512(如熱敏電阻器)可測量打印頭500的溫度。
頭溫度模型202可以任何的各種各樣的方式模擬打印頭元件520a-i的熱歷史。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，頭溫度模型202使用由溫度傳感器512測得的溫度Ts(n)連同從打印頭元件520a-i穿過打印頭500的若干層到溫度傳感器512的熱擴散模型來預(yù)測打印頭元件520a-i的當前溫度。然而，應(yīng)當意識到，頭溫度模型202可利用除模擬穿過打印頭500的熱擴散以外的技術(shù)來預(yù)測打印頭元件520a-i的溫度。可用來實現(xiàn)頭溫度模型202的技術(shù)的示例在上述標題為“Thermal Response Correction System”的專利申請中被詳細公開。
如上所述，在上述標題為“Thermal Response Correction System”的專利申請中公開的技術(shù)未具體說明打印機環(huán)境溫度或濕度的變化。相反地，該方法利用在特定的打印機環(huán)境溫度和濕度下收集的數(shù)據(jù)來校準。感熱式打印機模型302和反向介質(zhì)模型206的參數(shù)接著被估計，以此使模型預(yù)測和數(shù)據(jù)之間的均方誤差最小。這產(chǎn)生了用于描述一組參考的環(huán)境條件下的熱歷史效應(yīng)精確模型。
現(xiàn)在將公開用于修改上述技術(shù)以此具體說明環(huán)境條件的變化的技術(shù)示例。尤其是，將公開下列技術(shù)(1)模擬環(huán)境溫度波動效應(yīng)以此明確地使熱效應(yīng)能夠在較寬范圍的環(huán)境溫度下得以校正；以及(2)校正濕度變化的熱效應(yīng)。
回顧二維函數(shù)E＝F(d，Th)可以通過如方程1所示的一維函數(shù)G(d)和S(d)線性組合來近似。變量Th和d分別表示打印周期開始時(行時間)的打印頭元件的絕對溫度和所期望的打印密度。所需要的能量E應(yīng)當依賴于接收器介質(zhì)的溫度，并且不依賴于如方程1所示的頭溫度。然而，方程1的形式保持相同即使我們使用介質(zhì)溫度，只要在打印頭下面的介質(zhì)的溫度是打印頭元件溫度的線性函數(shù)。根據(jù)與打印頭元件溫度Th線性相關(guān)的介質(zhì)溫度重寫方程1得到方程2。
E＝G′(d)+S′(d)Tm(方程2)在方程2中，Tm表示介質(zhì)的絕對溫度以及函數(shù)G′(·)和S′(·)分別與方程1中的函數(shù)G(·)和S(·)有關(guān)。函數(shù)G′(·)和S′(·)可以利用比如在上述專利申請中公開的用于估計函數(shù)G(·)和S(·)的技術(shù)來估計。
在本發(fā)明的各種實施例中，介質(zhì)溫度Tm通過模擬在打印頭和接收器介質(zhì)中發(fā)生的熱擴散來估計。在本發(fā)明的一個實施例中，這種溫度估計通過將熱擴散問題轉(zhuǎn)化成等效電路問題來實施。
參見圖6，示出了按照本發(fā)明一個實施例的這種電路600的示例。熱電阻、熱容量、熱流和介質(zhì)溫度分別轉(zhuǎn)化成電路600的元件中的電阻、電容、電流和電壓。這樣的映射便于熱擴散問題的計算以及圖形表示。
電路600中的RC電路網(wǎng)絡(luò)602(圖6)模擬了打印頭500(圖5)。尤其是，RC電路604a-c分別模擬了打印頭500的層502a-c。節(jié)點606處的電壓模擬了預(yù)測的打印頭元件溫度Th。然而，要注意的是，在電路604a-c和層502a-c之間不必存在一一對應(yīng)的映射。相反地，打印頭500中的單層可以通過多個電路來模擬，并且單個電路可模擬打印頭500中的多層。接收器介質(zhì)522通過多個RC電路網(wǎng)絡(luò)608a-f來模擬。直接耦合至節(jié)點606的電路網(wǎng)絡(luò)608c模擬直接位于打印頭元件下面的介質(zhì)522的部分。電路網(wǎng)絡(luò)608a-f的相鄰的若干個模擬在連續(xù)的打印周期內(nèi)打印頭500所覆蓋的方向上的接收器介質(zhì)522的相鄰若干部分。
圖6說明的電路600按照在由箭頭612指示的方向上在行時間(打印周期)期間打印頭所采取的離散步驟近似打印頭500在接收介質(zhì)522上的連續(xù)運動。再次參見圖5，注意到，打印機530可包括第二溫度傳感器532，用于感測打印機530內(nèi)部的打印機環(huán)境溫度Tr。當打印頭500在行的開頭于介質(zhì)522的新的區(qū)域上移動時，新區(qū)域的初始溫度Tm非常接近由溫度傳感器532測得的環(huán)境溫度Tr。盡管電路網(wǎng)絡(luò)608a-f包括交叉網(wǎng)絡(luò)電阻器(如電阻器610)以此來模擬介質(zhì)522內(nèi)的側(cè)向熱擴散，但是在本分析中未考慮這種電阻器，因為假定在較短的打印周期內(nèi)幾乎不存在發(fā)生在介質(zhì)522內(nèi)的打印方向上的熱擴散。然而，可以考慮這種電阻器，如果期望考慮介質(zhì)522內(nèi)的這種熱擴散效應(yīng)的話。
當熱量開始從打印頭500流至介質(zhì)522時，介質(zhì)溫度Tm開始升高。熱流的速率將與打印頭500和介質(zhì)522之間的溫度梯度成比例。最后的介質(zhì)溫度Tm將取決于行時間Δt和由RmCm給定的介質(zhì)522的時間常數(shù)。對于較短的行時間，介質(zhì)溫度Tm可通過方程3近似Tm≈Tr+Am(Th-Tr) (方程3)方程3中的Am由方程4給出Am=ΔtRmCm]]>(方程4)將方程3代入方程2，可得到方程5
E＝G′(d)+S′(d)Tr(1-Am)+S′(d)AmTh(方程5)比較方程1和方程5，可得到方程6和方程7G(d，Tr)＝G′(d)+S′(d)(1-Am)Tr(方程6)S(d)＝S′(d)Am(方程7)注意到，在方程6中，原始函數(shù)G(·)與Tr的隱含的相關(guān)性已經(jīng)被明確。
例如，參見圖4，現(xiàn)在詳細描述反向介質(zhì)密度模型206(圖2)的一個實施例。反向介質(zhì)密度模型206在每個時間間隔n期間接收下列項作為輸入(1)源圖像密度ds(n)100，(2)時間間隔n開始時的熱打印頭元件的預(yù)測溫度Th(n)204以及時間間隔n開始時的打印機環(huán)境溫度Tr(n)。反向介質(zhì)密度模型206產(chǎn)生輸入能量E(n)106作為輸出。換句話說，由圖4所示的反向介質(zhì)密度模型206定義的轉(zhuǎn)移函數(shù)是三維函數(shù)E＝F(d，Th，Tr)。
由圖4可以看到，圖4說明的反向介質(zhì)密度模型206實現(xiàn)了方程5。例如，模型206包括函數(shù)G′(·)424和函數(shù)S′(·)416。第一乘法器430乘S′(·)416、Tr(n)426和(1-Am)以此產(chǎn)生方程5的第二項。第二乘法器432乘S′(·)416、Am426和Th(n)204以此產(chǎn)生方程5的第三項。加法器434使G′(·)加上第一和第二乘法器430和432的輸出以此產(chǎn)生輸入能量E(n)106。
參見圖7A，示出了由本發(fā)明一個實施例中的反向打印機模型102實施的以此產(chǎn)生輸入能量106供給感熱式打印機108以生成打印圖像110的方法700的流程圖。方法700在源圖像100的每個像素P上進入循環(huán)(步驟702)。方法700識別將要打印像素P的打印頭元件的溫度Th(步驟704)。溫度Th可以比如利用上述專利申請公開的技術(shù)或利用這里所公開的技術(shù)來預(yù)測。
方法700識別打印機環(huán)境溫度Tr(步驟706)。打印機環(huán)境溫度Tr可以比如通過利用溫度傳感器532的測量來識別。
方法700識別其中像素P將要被打印的打印介質(zhì)522的區(qū)域的溫度Tm(步驟708)。溫度Tm可以比如利用方程3來估計。
方法700識別像素P的密度ds(步驟710)。方法700基于所識別的打印頭元件溫度Th、打印機環(huán)境溫度Tr、介質(zhì)區(qū)域溫度Tm、和密度ds識別打印像素P所需的輸入能量E(步驟712)。能量E可以比如利用方程5來識別。方法700為適當?shù)拇蛴☆^元件提供能量E，從而使像素P被打印(步驟714)。方法700為源圖像100中的其余像素P重復(fù)步驟704-714(步驟716)，從而打印源圖像100的其余部分。
要注意的是，步驟708(介質(zhì)溫度Tm的識別)不必作為方法700中的獨立步驟來實施。例如，如果Tm利用方程3來估計，則Tm的識別隱含地基于Th和Tr在步驟712中實施。
圖7A說明的方法700可以各種方式來實現(xiàn)。例如，參見圖7B，示出了在本發(fā)明一個實施例中用來實現(xiàn)圖7A的方法700的方法720的流程圖。方法720包括與圖7B中說明的方法700相同的步驟702-706。然而，方法720通過利用方程3計算Tm的值為每個像素P識別介質(zhì)溫度Tm(步驟722)。方法720識別像素P的密度ds(步驟710)并通過將Tm的計算值替換進方程2來計算所需的能量E。圖7B說明的方法720的一個優(yōu)點是，通過為每個像素P計算介質(zhì)溫度Tm，可以在逐行的基礎(chǔ)上考慮打印機環(huán)境溫度Tr中的變化。
然而，在逐行的基礎(chǔ)上考慮打印機環(huán)境溫度Tr中的變化可能未提供顯著的優(yōu)勢，因為打印機環(huán)境溫度Tr將通常具有較長的時間常數(shù)。參見圖7C，示出了在本發(fā)明一個實施例中用來實現(xiàn)圖7A的方法700的另一種方法730的流程圖。該方法730通過排除打印任務(wù)期間考慮打印機環(huán)境溫度變化的可能性而具有增加的計算效率。
在計算單獨像素能量之前，方法730利用方程6和方程7預(yù)計算函數(shù)G(·)和S(·)(步驟732)。如果打印機環(huán)境溫度Tr在打印期間未被預(yù)計適當?shù)刈兓?，則在步驟732中實施的預(yù)計算時使用的Tr單值將不會對方法730的其余步驟產(chǎn)生的輸出具有適當?shù)挠绊憽?br> 方法730在源圖像100的每個像素P上進入循環(huán)(步驟702)并且識別相應(yīng)打印頭元件的溫度Th(步驟704)。方法730識別像素P的密度ds(步驟710)。方法730可以省略步驟706和708(圖7A)，因為由這樣的步驟產(chǎn)生的效果通過步驟732中所實施預(yù)計算來獲得。
已經(jīng)預(yù)計算了函數(shù)G(·)和S(·)之后，方法730利用只需要密度ds和打印頭溫度Th作為輸入的方程1識別輸入能量E(步驟734)，從而實現(xiàn)圖7A所示的方法700的步驟712?？梢庾R到，只需要兩個查找表、單個加法和單個乘法的方程1的計算可能要比圖7B的方法720中使用的方程2和方程3的組合效率更高。
方法730為打印頭元件提供能量E(步驟714)并為其余的像素P重復(fù)步驟704、710、734和714(步驟716)。
參見圖7D，示出了在本發(fā)明另一個實施例中用來實現(xiàn)圖7A的方法700的方法740的流程圖。方法740保留了考慮環(huán)境溫度的能力，但是具有比圖7B說明的方法更高的計算效率。使Trc成為反向介質(zhì)密度模型206被校準之處的環(huán)境溫度。使ft＝(1-Am)/Am。利用方程5、方程6和方程7，可以得到方程8E＝G′(d)+S′(d)(1-Am)Trc+S′(d)(1-Am)(Tr-Trc)+S′(d)AmTh＝G(d，Trc)+S(d)(Th+ftΔTr) (方程8)在方程8中，ΔTr＝Tr-Trc。換句話說，在通過利用校正項ΔTh計算輸入能量E時，基于當前打印機環(huán)境溫度Tr和校準溫度Trc之間的差異，方程8允許考慮環(huán)境溫度變化，將其添加到打印頭元件溫度Th。校正項ΔTr由方程9給出ΔTh＝ftΔTr(方程9)參見圖7D，在本發(fā)明的一個實施例中，為函數(shù)G(·，Trc)和S(·)預(yù)計算查找表(步驟742)。方法740在源圖像100的每個像素P上進入循環(huán)(步驟702)、識別打印頭元件的溫度Th(步驟704)、識別打印機環(huán)境溫度Tr(步驟706)以及識別像素P的密度ds(步驟710)。方程9用來計算像素P的校正項ΔTh的值(步驟744)。方法740利用方程8通過將計算的校正項ΔTh添加到絕對溫度Th中并通過利用查找表獲得G(d，Trc)和S(d)的值來計算輸入能量E(步驟746)。方法740為打印頭元件提供輸入能量E(步驟714)并且為源圖像100上的其余像素重復(fù)步驟704、710、744、746和714(步驟716)。
然而，正如在上述標題為“Thermal Response Correction System”的專利申請中詳細描述的，步驟746中將校正項ΔTh添加到打印頭元件溫度Th中可以通過確認由熱歷史控制算法完成的絕對溫度Th的計算包括將打印頭500的所有層的相對溫度添加到在最粗層處(通過溫度傳感器512)獲得的熱敏電阻器讀數(shù)來去除。因此，如果校正項ΔTh被添加到熱敏電阻器讀數(shù)Ts中，則校正項ΔTh被打印頭元件絕對溫度Th的熱歷史控制算法計算有效地傳播至每一個像素?；仡橳s表示由熱敏電阻器512記錄的溫度。于是，修改的熱敏電阻器溫度Ts′由方程10給出Ts′＝Ts+ftΔTr(方程10)修改的熱敏電阻器溫度Ts′接著可用來利用上述專利申請所公開的技術(shù)計算預(yù)測的打印頭元件溫度Th，并且因此去除在輸入能量E的計算中為每個像素添加校正項ΔTh的需求。
更具體地，參見圖7E，示出了在本發(fā)明一個實施例中用來實施與圖7D所示方法740相同功能的方法750的流程圖，但是方法750沒有步驟746中實施的添加。正如上面關(guān)于圖7D的描述，方法750為函數(shù)G(·Trc)和S(·)預(yù)計算了查找表(步驟742)。方法750在源圖像100的每個像素塊B上進入循環(huán)(步驟751)。像素塊可以比如是源圖像100的子集或整個源圖像100。
方法750識別打印機環(huán)境溫度Tr(步驟706)。方法750利用方程10基于當前的打印機環(huán)境溫度Tr和校準打印機環(huán)境溫度Trc來計算修改的打印頭溫度Ts′(步驟752)。
如上面關(guān)于圖7A所描述的，方法750在塊B的每個像素P上進入循環(huán)(步驟702)。方法750識別將要打印像素P的打印頭元件的溫度Th(步驟704)，識別打印機環(huán)境溫度Tr(步驟706)，并且識別像素P的密度ds(步驟710)。不必實施步驟708，因為在步驟752中隱含地考慮了介質(zhì)溫度Tm。
方法750利用方程11計算輸入能量E(步驟754)。要注意的是，方程11由從方程10中移去校正項ΔTh得到，因為在步驟752的修改的打印頭溫度Ts′的計算中考慮了ΔTh。
E＝G(d，Trc)+S(d)Th(方程11)方法750為打印頭元件提供輸入能量E(步驟714)并且為源圖像100中的其余像素重復(fù)步驟704、710、754和714。方法750為源圖像100中的其余塊重復(fù)上述步驟(步驟755)。
圖7E中說明的方法750的一個優(yōu)點是，在運行時間計算方面具有可以忽略的開銷，因為計算方程11只需要兩個查找表、一個加法和一個乘法，這在計算上并不比方程1強。此外，如果需要，方法750具有考慮較長的打印任務(wù)期間打印機環(huán)境溫度Tr變化的能力。這種變化在步驟704識別的打印頭元件的溫度Th中有反映。
濕度變化可影響由感熱式打印機108(圖1)產(chǎn)生的打印圖像110中的密度。然而，如果濕度以復(fù)雜的方式改變介質(zhì)模型206以使其不能被方程2施加的結(jié)構(gòu)所調(diào)和，則濕度變化對打印密度的影響可能難于表示。正如從上面的討論所看到的，介質(zhì)模型206可能容易用于說明打印機環(huán)境溫度Tr中的任何變化。在本發(fā)明的一個實施例中，通過將濕度效應(yīng)轉(zhuǎn)化成等效的溫度變化來考慮濕度效應(yīng)。
利用在標題為“Thermal Transfer Recording System”的美國專利No.6,537,410中所描述的技術(shù)，打印可以通過在施主層上熔化熱溶劑其又溶解染料來實現(xiàn)。溶解的染料接著通過毛細管作用被引入接收器。理論上，熱溶劑在固定溫度下熔化。然而，介質(zhì)中雜質(zhì)的出現(xiàn)可能會影響熔化溫度。假定空氣中的水汽被施主層吸收并且降低了熱溶劑的熔點。施主層所吸收的水汽量被環(huán)境相對濕度所驅(qū)使。因此，在本發(fā)明的一個實施例中，應(yīng)用了與相對濕度成比例的溫度校正。
使ΔRH表示當前相對濕度和介質(zhì)模型206被校準之處的相對濕度之間的差異。如方程12所示，計算修改的打印頭溫度測量Ts′的方程10可以被修改以此考慮濕度效應(yīng)。
Ts′＝Ts+ftΔTr+fh(Tr)ΔRH (方程12)在方程12中，fh(·)表示將相對濕度變化ΔRH轉(zhuǎn)化成等效溫度變化的比例常數(shù)。我們已經(jīng)通過試驗觀察到，濕度在更高的環(huán)境溫度下具有更強的效應(yīng)。fh(·)與Tr的相關(guān)性打算重現(xiàn)這種濕度隨溫度變化的敏感度。
要注意的是，方程12示出了被添加至打印頭溫度Ts的校正項的特定形式。通常，這個校正項可以寫成二維函數(shù)f(Tr，ΔRH)，其中校正項與Tr和ΔRH的函數(shù)相關(guān)采用與方程12所示不同的形式。這個函數(shù)在特定的打印機環(huán)境溫度和相對濕度下的值可以通過試驗確定導(dǎo)致打印圖像最類似于參考環(huán)境條件下所打印的圖像的修改打印頭溫度來找到。試驗過程還可用來確定ft和fh(·)的值。
參見圖7F，示出了在本發(fā)明一個實施例中用來實施與圖7E所示的方法750的相同功能的方法760的流程圖，除了圖7F所示的方法760另外考慮相對濕度的變化之外。正如上面關(guān)于圖7D所描述的，方法760為函數(shù)G(·，Trc)和S(·)預(yù)計算查找表(步驟742)。方法760在源圖像100的每個像素塊B上進入循環(huán)(步驟751)。方法760識別打印機環(huán)境溫度Tr(步驟706)。
方法760利用方程12基于當前的打印機環(huán)境溫度Tr、校準打印機環(huán)境溫度Trc、和相對濕度變化ΔRH計算修改的打印頭溫度Ts′(步驟762)。方法760的其余部分以與上面關(guān)于圖7E所描述的相同的方式實施步驟702、704、710、754、714、716和755，除了在圖7F的步驟754中計算的輸入能量E有效地考慮了濕度效應(yīng)之外，因為在步驟762中產(chǎn)生的修改的打印頭溫度Ts′反映了濕度效應(yīng)，并且因為上述原因修改的打印頭溫度Ts′又影響了在步驟704中識別的打印頭元件溫度Th。
可選的假設(shè)是染料層的玻璃軟化溫度Tg作為相對濕度的函數(shù)來變化。染料被引進接收器之處的速率是粘度的函數(shù)，粘度又是Tg的函數(shù)?；谶@些假設(shè)，可導(dǎo)出用于計算再次與相對濕度成比例的溫度的等效變化的公式，并且其中比例常數(shù)具有與環(huán)境溫度的二次相關(guān)性。注意到，對于方程12中給出的熱敏電阻器溫度的濕度校正項的形式也接受這種假設(shè)。
這里所公開的技術(shù)具有各種優(yōu)點。如上所述，在熱歷史控制算法已經(jīng)被校準之后發(fā)生的環(huán)境溫度變化可使打印機產(chǎn)生次最佳輸出，如果不考慮這種變化的話。在計算供給打印機用來打印圖像的輸入能量時，通過明確考慮環(huán)境溫度變化，這里所公開的技術(shù)補償了這種溫度變化，從而改進了打印輸出的質(zhì)量。
同樣地，如上所述，在熱歷史控制算法已經(jīng)被校準之后發(fā)生的濕度變化可使打印機產(chǎn)生次最佳輸出，如果不考慮這種變化的話。在計算供給打印機用來打印圖像的輸入能量時，通過明確考慮濕度變化，這里所公開的技術(shù)補償了這種溫度變化，從而改進了打印輸出的質(zhì)量。
此外，這里所公開的技術(shù)具有在上述標題為“Thermal HistoryControl”的專利申請中公開的優(yōu)點。例如，這里所公開的技術(shù)在計算將要供給打印頭元件的能量時通過考慮打印頭的當前環(huán)境溫度以及打印頭的熱歷史和能量歷史減小或消除了“密度漂移”的問題，從而將打印頭元件的溫度僅僅提高至產(chǎn)生所期望的密度所必要的溫度。本發(fā)明的各種實施例的另外的優(yōu)點是，它們可增加或減少供給打印頭元件的輸入能量，因為它們對產(chǎn)生所期望的密度可能是必要的或所期望的。
本發(fā)明的各種實施例的另一個優(yōu)點是，它們以高效計算方式計算將要供給打印頭元件的能量。例如，如上所述，在本發(fā)明的一個實施例中，利用二維函數(shù)(G(d)和S(d))計算輸入能量，從而使輸入能量的計算比利用單個四維函數(shù)F(d，Th，Tr，ΔRH)的計算更高效。
將會理解，盡管在上面已經(jīng)根據(jù)特定的實施例對本發(fā)明進行了描述，但是前述的實施例僅僅是為了說明而提供的，并且不會限制或限定本發(fā)明的范圍。各種其他的實施例(包括但不限于下列)同樣是在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的。例如，這里所描述的元件和部件可以另外被分成附加的部件或連接在一起以形成更少的用于實施相同功能的部件。
盡管在這里某些實施例可能描述的是關(guān)于熱轉(zhuǎn)移打印機的，但是應(yīng)當意識到，這不是對本發(fā)明的限制。相反地，上述的技術(shù)可用于除熱轉(zhuǎn)移打印機之外的打印機(如直接感熱式打印機)。此外，上述的感熱式打印機的各種特征僅僅是出于示范的目的來描述的并且不會構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
應(yīng)當意識到，所示的以及上述的各種方程式的結(jié)果可以各種方式的任何一種來生成。例如，這種方程(如方程1)可以通過軟件來實現(xiàn)并且它們的結(jié)果被高速計算。另一方面，可以預(yù)生成存儲這種方程的輸入及其相應(yīng)輸出的查找表。方程的近似還可用來比如提供增加的計算效率。此外，這些或其他技術(shù)的任何組合可用來實現(xiàn)上述的方程。因此，應(yīng)當意識到，如“用計算機計算”和“計算”上述方程的結(jié)果這樣的術(shù)語的使用不僅僅指高速計算，而是指可以用來產(chǎn)生相同結(jié)果的任何技術(shù)。
上述技術(shù)可以通過比如硬件、軟件、固件、或其中的任何組合來實現(xiàn)。上述技術(shù)可以在一個或多個計算機程序中實現(xiàn)，所述的計算機程序在可編程的計算機上運行，所述計算機包括處理器、處理器可讀的存儲介質(zhì)(包括比如易失性和非易失性存儲器和/或存儲元件)、至少一個輸入裝置、和至少一個輸出裝置。程序代碼可用于利用輸入裝置鍵入的輸入以此實施所述的功能并生成輸出。輸出可以提供給一個或多個輸出裝置。
下面的權(quán)利要求范圍內(nèi)的每個計算機程序可以任何編程語言來實現(xiàn)，如匯編語言、機器語言、高級過程編程語言、或面向?qū)ο缶幊陶Z言。編程語言可以是比如編譯的或解釋性編程語言。
每個這種計算機程序可以通過實際嵌入機器可讀存儲裝置用于由計算機處理器執(zhí)行的計算機程序產(chǎn)品來實現(xiàn)。本發(fā)明的方法步驟可以通過計算機處理器來實施，所述計算機處理器執(zhí)行實際嵌入計算機可讀介質(zhì)以此通過操作輸入并生成輸出來實施本發(fā)明功能的程序。適當?shù)奶幚砥靼ɡ缤ㄓ玫幕驅(qū)Ｓ玫奈⑻幚砥?。通常，處理器接收來自只讀存儲器和/或隨機存取存儲器的指令和數(shù)據(jù)。適合于實際嵌入的計算機程序指令的存儲裝置包括比如所有形式的非易失性存儲器，如半導(dǎo)體存儲器(包括EPROM、EEPROM)和閃存；磁盤，如內(nèi)置硬盤和可換硬盤；磁光盤；以及CD-ROM。前述的任何一個可以補充或結(jié)合特別設(shè)計的ASIC(特定用途集成電路)或FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)。計算機通常還可以接收來自存儲介質(zhì)(如內(nèi)置硬盤(圖中未示出)或可換硬盤)的程序和數(shù)據(jù)。這些元件同樣在傳統(tǒng)的臺式計算機或工作站以及其他適合于執(zhí)行實施這里所描述的方法的計算機程序的計算機中可以找到，其可與任何數(shù)字打印機或印字機、顯示器、或其他能夠在紙張、膠片、顯示屏或其他輸出介質(zhì)上產(chǎn)生彩色或灰度級像素的光柵輸出裝置一起使用。
權(quán)利要求
1.一種方法，包含下列步驟(A)識別打印機中打印頭的第一打印頭溫度Ts；(B)識別所述打印機中的當前環(huán)境溫度Tr；(C)基于所述第一打印頭溫度Ts以及選自由所述打印機環(huán)境溫度Tr和當前相對濕度組成的組的至少一個特性來識別修改的打印頭溫度Ts′；以及(D)基于所述修改的打印頭溫度Ts′識別供給所述打印頭中的打印頭元件的輸入能量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟(C)包含下列步驟(C)(1)識別所述方法被校準之處的溫度Trc；以及(C)(2)基于選自由(a)所述打印機當前環(huán)境溫度Tr和校準打印機環(huán)境溫度Trc之間的差異以及(b)所述當前相對濕度和所述方法被校準之處的相對濕度之間的差異組成的組的至少一個值來識別所述修改的打印頭溫度Ts′。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述步驟(C)(2)包含下列步驟利用選自由下列公式組成的組的公式識別Ts′Ts′=Ts+(1-Am)AmΔTr,]]>Ts′＝Ts+fh(Tr)ΔRH 和Ts′=Ts+(1-Am)AmΔT+fh(Tr)ΔRHr,]]>其中Am是常數(shù)，ΔTr是所述打印機當前環(huán)境溫度Tr和所述方法被校準之處的打印機環(huán)境溫度之間的差異，ΔRH包含所述當前相對濕度和所述方法被校準之處的相對濕度之間的差異，以及fh()包含將所述相對濕度差異ΔRH轉(zhuǎn)化成等效溫度差異的比例常數(shù)。
4.一種裝置，包含第一識別單元，用于識別打印機中打印頭的第一打印頭溫度Ts；第二識別單元，用于識別所述打印機中的當前環(huán)境溫度Tr；第三識別單元，用于基于所述第一打印頭溫度Ts以及選自由所述打印機環(huán)境溫度Tr和當前相對濕度組成的組的至少一個特性來識別修改的打印頭溫度Ts′；以及第四識別單元，用于基于所述修改的打印頭溫度Ts′識別供給所述打印頭中打印頭元件的輸入能量。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述第三識別單元包含第五識別單元，用于識別所述方法被校準之處的溫度Trc；以及第六識別單元，用于基于選自由(a)所述打印機當前環(huán)境溫度Tr和校準打印機環(huán)境溫度Trc之間的差異以及(b)所述當前相對濕度和所述方法被校準之處的相對濕度之間的差異組成的組的至少一個值來識別所述修改的打印頭溫度Ts′。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述第六識別單元包含用于利用選自由下列公式組成的組的公式識別Ts′的單元Ts′=Ts+(1-Am)AmΔTr,]]>Ts′＝Ts+fh(Tr)ΔRH 和Ts′=Ts+(1-Am)AmΔT+fh(Tr)ΔRHr,]]>其中Am是常數(shù)，ΔTr是所述打印機當前環(huán)境溫度Tr和所述方法被校準之處的打印機環(huán)境溫度之間的差異，ΔRH包含所述當前相對濕度和所述方法被校準之處的相對濕度之間的差異，以及fh()包含將所述相對濕度差異ΔRH轉(zhuǎn)化成等效溫度差異的比例常數(shù)。
7.在包括有打印頭元件的感熱式打印機中，一種方法包含下列步驟(A)基于所述打印頭元件的當前溫度、多個將要由所述打印頭元件打印的所期望輸出密度的一維函數(shù)、以及選自由打印機環(huán)境溫度和當前濕度組成的組的至少一個特性來計算供給所述打印頭元件的輸入能量。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述打印頭元件是打印頭中多個打印頭元件的其中一個，其中Ts是所述打印頭的當前溫度，其中ΔTr是所述打印機環(huán)境溫度和所述方法被校準之處的環(huán)境溫度之間的差異，其中所述方法還包含下列步驟按照選自由下列公式組成的組的公式計算修改的當前打印頭溫度Ts′Ts′=Ts+(1-Am)AmΔTr,]]>Ts′＝Ts+fh(Tr)ΔRH 和Ts′=Ts+(1-Am)AmΔT+fh(Tr)ΔRHr,]]>其中Am是常數(shù)，ΔRH包含所述當前濕度和所述方法被校準之處的濕度之間的差異，其中fh()將所述相對濕度差異ΔRH轉(zhuǎn)化成等效溫度差異，并且其中所述步驟(A)包含基于所述修改的打印頭當前溫度Ts′來識別所述打印頭的當前溫度的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包含下列步驟(C)為源圖像中的像素子集的每個像素實施步驟(A)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述子集包含整個源圖像。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包含下列步驟(D)為所述源圖像的多個子集的每一個重復(fù)步驟(B)。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述步驟(A)包含基于輸出介質(zhì)的溫度、所述打印頭元件的當前溫度、所述打印機環(huán)境溫度和所述多個一維函數(shù)來計算供給所述打印頭元件的輸入能量的步驟。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中Tr是所述打印機環(huán)境溫度，Th是所述打印頭元件的當前溫度，以及其中所述步驟(A)包含下列步驟(A)(1)按Tm＝Tr+Am(Th-Tr)計算輸出介質(zhì)溫度Tm，其中Am是常數(shù)；以及(A)(2)按E＝G′(d)+S′(d)Tm計算所述輸入能量E，其中G′(d)和S′(d)包含所述多個一維函數(shù)中的其中兩個。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其中G′(d)和S′(d)包含所述多個一維函數(shù)中的其中兩個，并且其中所述方法還包含下列步驟(B)在所述步驟(A)之前，利用所述公式G(d，Tr)＝G′(d)+S′(d)(1-Am)Tr和S(d)＝S′(d)Am預(yù)計算函數(shù)G(d，Tr)和S(d)的值，其中d表示密度，Tr表示所述打印機環(huán)境溫度，并且其中Am是常數(shù)；(C)利用預(yù)計算的函數(shù)G(d，Tr)和S(d)為源圖像中的多個像素P的每一個實施步驟(A)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述步驟(C)包含為所述源圖像中的多個像素P的每一個實施按照E＝G(d，Tr)+S(d)Th計算輸入能量E的步驟，其中Th包含所述打印頭元件的溫度。
16.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述打印頭元件是打印頭中多個打印頭元件的其中一個，其中Trc是所述方法被校準之處的打印機環(huán)境溫度，其中ΔTr是Trc和所述打印機當前環(huán)境溫度之間的差異，其中按照選自由下列公式組成的組的公式計算修改的打印頭元件溫度Th′Ts′=Ts+(1-Am)AmΔTr,]]>Ts′＝Ts+fh(Tr)ΔRH 和Ts′=Ts+(1-Am)AmΔT+fh(Tr)ΔRHr,]]>其中Am是常數(shù)，ΔRH包含所述當前濕度和所述方法被校準之處的濕度之間的差異，其中fh()將所述相對濕度差異ΔRH轉(zhuǎn)化成等效溫度差異，并且其中所述步驟(A)包含基于所述修改的打印頭元件溫度Th′來計算所述輸入能量的步驟。
17.如權(quán)利要求7所述的方法，還包含步驟(B)為所述打印頭元件提供所述輸入能量。
18.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述打印頭元件的當前溫度包含預(yù)測的打印頭元件的當前溫度。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中基于打印頭環(huán)境溫度和以前供給所述打印頭元件的能量來預(yù)測所述預(yù)測的溫度。
20.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述感熱式打印機包括多個打印頭元件，以及其中基于打印頭溫度、以前供給所述打印頭元件的能量和以前供給所述多個打印頭元件中的至少一個其他打印頭元件的能量來預(yù)測所述預(yù)測的溫度。
21.一種打印機，包含打印頭元件；以及第一計算單元，用于基于所述打印頭元件的當前溫度、多個將要由所述打印頭元件打印的所期望輸出密度的一維函數(shù)、以及選自由打印機環(huán)境溫度和當前濕度組成的組的至少一個特性來計算供給所述打印頭元件的輸入能量。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述打印頭元件是打印頭中多個打印頭元件的其中一個，其中Ts是所述打印頭的當前溫度，其中ΔTr是所述打印機環(huán)境溫度和所述方法被校準之處的環(huán)境溫度之間的差異，其中所述裝置還包含第二計算單元，用于按照選自由下列公式組成的組的公式計算修改的當前打印頭溫度Ts′Ts′=Ts+(1-Am)AmΔTr,]]>Ts′＝Ts+fh(Tr)ΔRH 和Ts′=Ts+(1-Am)AmΔT+fh(Tr)ΔRHr,]]>其中Am是常數(shù)，ΔRH包含所述當前濕度和所述方法被校準之處的濕度之間的差異，其中fh()將所述相對濕度差異ΔRH轉(zhuǎn)化成等效溫度差異，并且其中所述第一計算單元包含用于基于所述修改的當前打印頭溫度Ts′來識別所述打印頭的當前溫度的單元。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，還包含將所述第一計算單元用于源圖像中像素子集的每個像素的單元。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述子集包含全部源圖像。
25.如權(quán)利要求23所述的裝置，還包含將所述第二計算單元用于所述源圖像的多個子集的每一個的單元。
26.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述第一計算單元包含用于基于輸出介質(zhì)的溫度、所述打印頭元件的當前溫度、所述打印機環(huán)境溫度和所述多個一維函數(shù)來計算供給所述打印頭元件的輸入能量的單元。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其中Tr是所述打印機環(huán)境溫度，Th是所述打印頭元件的當前溫度，并且其中所述第一計算單元包含用于按Tm＝Tr+Am(Th-Tr)計算輸出介質(zhì)溫度Tm的單元，其中Am是常數(shù)；以及用于按E＝G′(d)+S′(d)Tm計算所述輸入能量E的單元，其中G′(d)和S′(d)包含多個一維函數(shù)中的其中兩個。
28.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中G′(d)和S′(d)包含多個一維函數(shù)中的其中兩個，并且其中所述裝置還包含在所述步驟(A)之前利用所述公式G(d，Tr)＝G′(d)+S′(d)(1-Am)Tr和S(d)＝S′(d)Am預(yù)計算函數(shù)G(d，Tr)和S(d)的值的單元，其中d表示密度，Tr表示所述打印機環(huán)境溫度，并且其中Am是常數(shù)；利用預(yù)計算的函數(shù)G(d，Tr)和S(d)為源圖像中的多個像素P的每一個應(yīng)用所述第一計算單元的單元。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其中所述用于預(yù)計算的單元包含用于為所述源圖像中的多個像素P的每一個實施按照E＝G(d，Tr)+S(d)Th計算輸入能量E的步驟的單元，其中Th包含所述打印頭元件的溫度。
30.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述打印頭元件是打印頭中多個打印頭元件的其中一個，其中Trc是所述方法被校準之處的打印機環(huán)境溫度，其中ΔTr是Trc和所述打印機環(huán)境溫度之間的差異，其中按照選自由下列公式組成的組的公式計算修改的打印頭元件溫度Th′Ts′=Ts+(1-Am)AmΔTr,]]>Ts′＝Ts+fh(Tr)ΔRH 和Ts′=Ts+(1-Am)AmΔT+fh(Tr)ΔRHr,]]>其中Am是常數(shù)，ΔRH包含所述當前濕度和所述方法被校準之處的濕度之間的差異，其中fh()將所述相對濕度差異ΔRH轉(zhuǎn)化成等效溫度差異，并且其中所述第一計算單元包含用于基于所述修改的打印頭元件溫度Th′來計算所述輸入能量的單元。
31.如權(quán)利要求21所述的裝置，還包含用于為所述打印頭元件提供所述輸入能量的單元。
32.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述打印頭元件的當前溫度包含預(yù)測的所述打印頭元件的當前溫度。
33.如權(quán)利要求32所述的裝置，其中基于打印頭環(huán)境溫度和以前供給所述打印頭元件的能量來預(yù)測所述預(yù)測的溫度。
34.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述感熱式打印機包括多個打印頭元件，并且其中基于打印頭溫度、以前供給所述打印頭元件的能量和以前供給所述多個打印頭元件中的至少一個其他打印頭元件的能量來預(yù)測所述預(yù)測的溫度。
35.一種在具有打印頭的感熱式打印機中，所述打印頭包括多個打印頭元件，用于為多個打印頭周期的每一個導(dǎo)出所述打印頭周期期間供給所述多個打印頭元件以此產(chǎn)生多個輸出密度的多個輸入能量的方法，所述方法包含下列步驟(A)利用多分辨率熱傳播模型來為所述多個打印頭周期的每一個導(dǎo)出所述打印頭周期開始時的所述多個打印頭元件的多個預(yù)測溫度；以及(B)利用反向介質(zhì)模型，基于所述多個預(yù)測溫度、在所述打印頭周期期間將要由多個打印頭元件輸出的多個密度、以及選自由至少一個打印機環(huán)境溫度和至少一個濕度組成的組的至少一個特性，導(dǎo)出所述多個輸入能量。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述步驟(A)包含基于打印頭溫度和在至少一個在前的打印頭周期期間供給所述多個打印頭元件的多個輸入能量導(dǎo)出所述多個預(yù)測溫度的步驟。
37.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述步驟(A)包含基于所述多個打印頭元件的多個以前預(yù)測的溫度導(dǎo)出所述多個預(yù)測溫度的步驟。
38.如權(quán)利要求35所述的方法，其中所述步驟(A)包含基于至少一個以前的打印頭周期開始時的其他打印頭元件的至少其中一個的預(yù)測溫度為所述多個打印頭元件的每一個導(dǎo)出預(yù)測溫度的步驟。
39.如權(quán)利要求35所述的方法，其中在所述感熱式打印機的單個打印頭周期期間實施所述步驟(A)和(B)。
40.一種感熱式打印機，包含打印頭，包括多個打印頭元件；用于在打印頭周期期間為多個打印頭周期的每一個導(dǎo)出多個供給所述多個打印頭元件的輸入能量以此產(chǎn)生多個輸出密度的單元，所述用于導(dǎo)出的單元包含溫度預(yù)測單元，用于利用多分辨率熱傳播模型來為所述多個打印頭周期的每一個導(dǎo)出所述打印頭周期開始時的所述多個打印頭元件的多個預(yù)測溫度；以及能量導(dǎo)出單元，用于利用反向介質(zhì)模型，基于所述多個預(yù)測溫度、在所述打印頭周期期間將要由多個打印頭元件輸出的多個密度、以及選自由至少一個打印機環(huán)境溫度和至少一個濕度組成的組的至少一個特性，導(dǎo)出所述多個輸入能量。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中所述溫度預(yù)測單元包含用于基于打印頭溫度和在至少一個在前的打印頭周期期間供給所述多個打印頭元件的多個輸入能量導(dǎo)出所述多個預(yù)測溫度的單元。
42.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中所述溫度預(yù)測單元包含用于基于所述多個打印頭元件的多個以前預(yù)測的溫度導(dǎo)出所述多個預(yù)測溫度的單元。
43.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中所述溫度預(yù)測單元包含用于基于至少一個以前的打印頭周期開始時的其他打印頭元件的至少其中一個的預(yù)測溫度為所述多個打印頭元件的每一個導(dǎo)出預(yù)測溫度的單元。
44.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中在所述感熱式打印機的單個打印頭周期期間應(yīng)用所述溫度預(yù)測單元和所述能量預(yù)測單元。
全文摘要
提供了一種熱打印頭模型，所述熱打印頭模型模擬熱打印頭元件隨時間對供給熱打印頭元件的能量的熱響應(yīng)。在打印頭周期期間供給打印頭元件的每一個，以此產(chǎn)生具有所期望密度的點的能量根據(jù)下列項來計算(1)在打印頭周期期間將要由打印頭元件產(chǎn)生的所期望的密度，(2)打印頭周期開始時的打印頭元件的預(yù)測溫度，(3)打印頭周期開始時的打印機環(huán)境溫度，以及(4)環(huán)境相對濕度。
文檔編號B41J2/36GK1984779SQ200580020352
公開日2007年6月20日 申請日期2005年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月26日
發(fā)明者B·D·布施, S·S·薩奎布, W·T·韋特林 申請人:寶麗來公司