用于多色热敏直打彩色打印机的打印头脉冲激励技术

摘要

在本发明的一个方面中，公开了一种多色热敏成像系统，其中热敏打印头上的不同加热元件在单次通过期间可以在多色热敏成像构件的不同彩色形成层上打印。将行打印时间(304a－b)分成部分(308a，308b，308c，308d)，每个部分都被分成多个子时段(a－z)。多个部分之内的所有脉冲(306)具有相同能量。在一个实施例中，每个脉冲具有相同的幅值和时长。通过改变含脉冲的子时段(a－z)比例在不同部分(308a，308b)期间选择不同颜色用于打印。该技术允许利用单个选通信号线使用热敏打印头打印多种颜色。可以选择脉冲图案以降低提供给多个打印头元件的脉冲的一致性，由此降低打印头的峰值功率需求。

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请与以下共同转让的申请和专利相关，通过引用将其全文引入于此：

2003年2月25日提交的题为“Image Stitching for a Multi-HeadPrinter”的美国专利申请No.10/374847，代理文档No.C-8566；

2002年5月20日提交的题为“Thermal Imaging System”的美国专利申请No.10/151432，现为美国专利No.6801233；

题为“Method and Apparatus for Controlling the Uniformity of PrintDensity of a Thermal Print Head Array”的美国专利申请No.10/990672；以及

2003年12月9日授予Bybell和Thornton的题为“Method andApparatus for Voltage Correction”的美国专利No.6661443。

技术领域

本发明总体上涉及数字印刷系统，更一般地说涉及到向打印机中的打印头脉冲供电的技术。

背景技术

参考图16，示出了热敏打印系统1600的方框图，示出了与很多热敏打印系统共同的特征。热敏打印机1602典型包含一个或更多打印头1604a-b，打印头含有线性阵列的加热元件1606a-h(这里也称为“打印头元件”)，加热元件通过(例如)从供体(donor)片将色素或染料转移到输出介质1608上，或通过在输出介质1608中激活色彩形成化学物质来在输出介质1608上进行打印。输出介质1608通常为能接收转移的色素的多孔接收器或涂有色彩形成化学物质的纸张。在被激活时，每个打印头元件1606a-h(其数量可以为每英寸数百个)在通过打印头元件下方的介质1608的部分上形成颜色，产生具有特定浓度的点。点较大或较浓的区域看起来比点较小或较稀疏的区域更暗。将数字图像作为非常小且紧密分布的点的二维阵列来绘制。

通过向热敏打印头元件提供能量来激活它。向打印头元件提供能量提高了打印头元件的温度，导致色素转移到输出介质上或者在输出介质中形成颜色。通过这种方式由打印头元件产生的输出浓度是提供给打印头元件的能量的量的函数。例如，可以通过改变在特定时间间隔内提供给打印头元件的功率的量，或通过为打印头元件提供更长或更短时间间隔的功率来改变提供给打印头元件的能量的量。

一些常规的用于彩色热敏成像的方法，例如热敏石蜡转印法和染料扩散热转印，涉及到独立供体和接收材料的使用。供体材料一般具有涂布在衬底表面上的彩色图像形成材料即彩色形成成像材料，以热方式将图像形成材料或彩色形成成像材料转移到接收材料上(即输出介质1608)。为了生成多色图像，可以使用具有相继几块不同颜色的、或不同彩色形成材料的供体材料。对于具有可折卸墨盒或超过一个热敏打印头的打印机而言，使用不同的单色供体色带，并相继叠置打印图像的多个彩色平面。使用具有多个不同色片的供体构件或使用多个供体构件增加了这种打印系统的复杂性和成本，并降低了便利性。如果具有其内嵌入了整个多色成像系统的单片成像构件，就更简单了。

在题为“Thermal Imaging System”的国际申请No.PCT/US02/15868(对应于以上交叉引用的美国专利申请No.10/151432)中，描述了一种直接热成像系统，其中一个或多个热敏打印头1604a-b可以在单次通过单个打印介质1608时写下两种颜色。打印机1602至少与同一表面部分独立地寻址输出介质1608的两个或更多图像形成层，从而可以写下这些多种颜色，使得每种颜色可以单独打印或以相对于其他颜色可选择比例的方式打印。

以上引用的专利申请公开了使该结果成为可能而无需调制加热元件电源电压的电子脉冲技术。通常，将每行的打印时间分成很多个子时段。例如，参考图1，示出了曲线图100，其示出了单个打印头元件(例如打印头元件1606a-h的任一个)两端的电压随时间的变化。行时段104被细分成多个子时段106a-g。在每个子时段中，每个打印头加热元件(这里也简称为“打印头元件”)都可能接收到电脉冲。在图1所示的特定范例中，在子时段106a-d的每个中提供脉冲110a-d。

此外，可以将行打印时间104分成两段，每段含有子时段的一部分，如图2的曲线图200所示。行时段204被分成两段208a和208b。第一段208a包括子时段206a-g，第二段包括子时段206h-v。第一段208a中的脉冲210a-d被赋予比第二段208b中的脉冲210e-p更大的脉冲占空因数(脉冲占空因数为期间施加功率的子时段比例)。脉冲占空因数决定着在该段期间施加到打印头元件的平均功率，用于选择输出介质1608中的特定一个图像形成层，因此选择要打印的特定颜色。

在一些情况下，这种用于控制打印头的方法可能不能令人完全满意。例如，在串行使用多个打印头提供更宽格式打印的宽格式热敏打印机中，已经发现，在将来自每个打印头的图像段连接到一起形成最终较宽打印时使用“筛分(screening)”技术是有利的。用于进行这种缝合的技术范例披露于题为“Image Stitching for a Multi-Head Printer”的上述专利申请中。不过，使用刚刚结合常规热敏打印头描述的脉冲图案不可能实现有效筛分。

这种困难的原因在于，常规的热敏打印头通常具有一个或少量的“选通”信号，该信号为打印头中的所有打印头元件服务。选通信号决定脉冲占空因数，因此打印头1604a中的打印头元件1606a-d的所有或大部分在每个子时段中具有相同的脉冲占空因数；类似地，打印头1604b中的打印头元件1606e-h的所有或大部分在每个子时段中具有相同的脉冲占空因数。如上述题为“Thermal Imaging System”的专利申请所述，脉冲占空因数又决定着要打印的图像形成层，因此，在每个子时段中，所有或大部分加热元件1606a-d都在输出介质1608的同一图像形成层上打印。因此，在任一时刻，所有或大部分加热元件1606a-d都在打印同样的颜色。这种状况使得筛分图案的使用成为不可能，使用筛分图案要求一些加热元件1606a-d在一个图像形成层上打印(因此打印一种颜色)，而其他加热元件1606a-d在另一个图像形成层上打印(因此打印另一种颜色)。

不过已经发现，一些有用的筛分图案要求打印头1604a-b恰恰以这种方式打印。例如，在上述题为“Image Stitching for a Multi-Head Printer”的专利申请中，描述了一种筛分技术，结合缝合图像段的方法使用，使缝合方法对点的任何重合不良更加敏感。通常，该文公开的技术向图像行引入了时间延迟图案，使得像素不落在矩形栅格上。相反，行中的像素沿传送方向(“沿网格向下”)与行标称(默认)位置之间具有重复模式的位移。在一个实施例中，例如，行中的第一个像素未发生位移，第二个像素沿网格向下位移了行距的1/3，第三个位移了行距的2/3，第四个未发生位移，重复该图案。于是，在行中有三种类型的像素。第一个、第四个、第七个等为未位移的像素，第二个、第五个、第八个等为沿网格向下位移1/3行的像素，第三个、第六个、第九个等为沿网格向下位移2/3行的像素。

使用这种图案可能会降低缝合处的打印密度与像素对准的相关性。此外，可以将这种图案用于提高对具有不同平面中多个叠加彩色形成层的成像介质(例如在透明基底的第一侧上设置一个或多个彩色形成层，在基底的第二侧上设置至少一个彩色形成层)上形成的彩色点重合不良的耐受度。不过，像素沿网格向下的位移可能导致第一时间段的一些像素与第二时间段的其他像素重叠，要求一些像素被供应以低占空因数的选通脉冲，同时其他像素被供应以高占空因数的选通脉冲。如上所述，为打印头中的所有打印头元件使用单个或少量选通信号可能会使在同一子时段在打印头元件上提供这种变化的脉冲占空因数成为不可能。因此，需要改进的技术来在能在单次通过单个打印介质上时写下两种颜色的打印机中执行筛分。

还要指出，通常是同时向打印头中的多个打印头元件提供功率的。惯常选择打印机电源以满足“最坏情况”需求，即由同时向所有打印头元件供电代表的需求。这通常会造成与满足“平均”功率需求所需的电源相比选择更大且更贵的电源。即使提供给打印头元件的平均功率是低的，也可以选择电源来满足该峰值功率需求，例如，在有具有低占空打印的重复段时就是这种情况。因此还需要用于在打印机中执行筛分以降低峰值功率需求的改进技术。

发明内容

在本发明的一个方面中，公开了一种多色热敏成像系统，其中热敏打印头上的不同加热元件在单次通过期间可以在多色热敏成像构件的不同彩色形成层上打印。将行打印时间分成多个部分，每个部分被分成多个子时段。多个部分之内的所有脉冲具有相同能量。在一个实施例中，每个脉冲具有相同的幅值和时长。通过改变含有脉冲的子时段比例来在不同部分期间选择用于打印的不同颜色。该技术允许利用单个选通信号线使用热敏打印头打印多种颜色。可以选择脉冲图案以降低提供给多个打印头元件的脉冲的一致性，由此降低打印头的峰值功率需求。

从以下描述和权利要求将会明了本发明的各方面和实施例的其他特征和优点。

附图说明

图1为示出了打印机中打印头元件两端的电压随时间变化的曲线图，其中行时间被分成多个子时段；

图2为示出了打印机中打印头元件两端的电压随时间变化的曲线图，其中行时间被分成两段，每段被分成多个子时段；

图3为示出了打印机中打印头元件两端的电压随时间变化的曲线图，其中行时间被分成两段，且其中根据本发明的一个实施例在第二段的一部分中周期性地提供脉冲；

图4A为根据本发明一个实施例的方法的流程图，打印机执行该方法，以选择要提供给打印头元件的脉冲图案，以选择要打印的特定颜色；

图4B为根据本发明一个实施例的方法的流程图，图4的方法使用该方法来选择在行时间段的一部分中使用的脉冲图案；

图5为根据本发明的一个实施例的脉冲流的曲线图，该脉冲流在2中选1和3中选1脉冲之间交替变化；

图6为根据本发明的一个实施例由图4B的方法产生的脉冲流的曲线图；

图7为包括施加到打印机中一组相邻打印头元件上的相同同相脉冲曲线的曲线图；

图8为图7所示脉冲之和的曲线图；

图9为包括已根据本发明的一个实施例施加三相筛分的脉冲曲线的曲线图；

图10为图9所示脉冲之和的曲线图；

图11A为包括根据本发明的一个实施例向图9的脉冲添加额外时延获得的脉冲曲线的曲线图；

图11B为示出了图11A中所示的曲线一部分的放大图的曲线图；

图12为图11A所示脉冲之和的曲线图；

图13A为包括已根据本发明的一个实施例施加15相筛分和额外时延的脉冲的曲线的曲线图；

图13B为示出了图13A中所示的曲线一部分的放大图的曲线图；

图14为图13A所示脉冲之和的曲线图；

图15为根据本发明的一个实施例的方法的流程图，执行该方法以降低打印头的峰值功率需求；

图16为根据本发明的一个实施例的打印系统的方框图；以及

图17为根据本发明一个实施例图16的打印系统的图像处理和脉冲发生部分的方框图。

具体实施方式

在本发明的一个方面中，公开了一种多色热敏成像系统，其中热敏打印头上的不同加热元件在单次通过期间可以在多色热敏成像构件的不同彩色形成层上打印。将行打印时间分成多个部分，每个部分被分成多个子时段。多个部分之内的所有脉冲具有相同能量。在一个实施例中，每个脉冲具有相同的幅值和时长。通过改变含有脉冲的子时段比例来在不同部分期间选择用于打印的不同颜色。该技术允许利用同一选通脉冲打印多种颜色。可以选择脉冲图案以降低提供给多个打印头元件的脉冲的一致性，由此降低打印头的峰值功率需求。

例如，参考图3，给出了曲线图300，其绘示了根据本发明一个实施例，单个打印头元件两端的电压随时间的变化。行时段304a被分成两段308a和308b。进一步将段308a-b的每个细分成打开时间和关闭时间。更具体而言，段308a被分成打开时间312a和关闭时间314a，段308b被分成打开时间312b和关闭时间314b。在段的关闭时间中不提供脉冲。在段的打开时间期间可以提供脉冲。虽然在图3所示的范例中每个段308a-b包含单个打开时间，后面跟着单个关闭时间，但这不是本发明的要求。段可以包括其他数量与图3所示顺序不同的打开时间和关闭时间。

如本文所用的“部分”一词，打开时间312a-b的每个都是行时段304a的“部分”的范例。注意，段未必要包括关闭时间。换言之，段的打开时间可以是整个段，而在这样情况下术语“部分”也指整个段。同样地，给定的段未必包括打开时间。段可以包括在打开时间和关闭时间部分之间交替变化的多个部分。

行时段304a包括脉冲310a-h，所有脉冲都具有相同的能量。在图3所示的特定范例中，虽然不是必需的，但所有脉冲310a-h具有相同的幅值和时长。此外注意，所有脉冲310a-h的幅值都是最大(100％)电压V_bus。不过，注意这不是本发明的要求。

段308a被分成子时段306a-g。部分312a包含子时段306a-d，部分314a包含子时段306e-g。在第一段308a的部分312a中提供了具有相同能量的脉冲310a-d。虽然在图3所示的特定范例中，在段308a的打开时间部分312a中的所有子时段306a-d中提供了脉冲，但这不是必须的。相反，可以以任何图案在少于打开时间部分312a的所有子时段306a-d的子时段中提供脉冲。通常，可以选择脉冲图案、电压V_bus和脉冲310a-d的时长，使得第一打开时间部分312a中的平均功率选择输出介质1608中的彩色形成层的第一个用于打印。

段308b被分成子时段306h-z。在第二段308b中，打开时间部分312b包含子时段306h-w，关闭时间部分314b包含子时段306x-z。在图3所示的特定范例中，在子时段306h、306l、306p和306t中提供具有相同能量的脉冲310e-h。具体而言，在子时段306h-w的每四个中仅在一个中(即在子时段306h、306l、306p和306t中)周期性提供脉冲310e-h。在部分312b的剩余子时段306i-k、306m-o、306q-s和306u-w中，未提供脉冲。通常，可以选择脉冲图案、电压Vbus和脉冲310e-h的时长，使得第二打开时间部分312b中的平均功率选择输出介质1608中的彩色形成层的第二个用于打印。注意，虽然在部分312b中脉冲是周期性提供的，但这不是必须的。相反，如下文将更详细描述的，可以在部分312b中以任何适当图案提供脉冲。

虽然在图3所示的范例中，打开时间部分312a和312b分别占据了第一和第二段308a-b的前面的子时段306a-d和306h-w，但这不是必须的。相反，段的打开时间部分可以占据除图3所示的子时段之外的段的子时段。

由于打印头的热时间常数通常远长于子时段306a-z之一的长度，因此第二段308b的部分312b中的平均功率大约为第一段308a的部分312a中的平均功率的1/4。换言之，不是通过改变单个脉冲的时长，而是通过选择部分312b中脉冲激励打印头元件的子时段比例，来降低部分312b中的平均功率。第一打开时间部分312a中提供的平均功率由此选择了输出介质1608中的第一彩色形成层用于打印，而第二打开时间部分312b中提供的平均功率由此选择了输出介质1608中的第二彩色形成层用于打印。

注意，以上参考图3所述的方案仍然采用“占空因数”作为调制提供到打印头的功率的手段。不过，图3所示的方案与在单个脉冲级别上调制占空因数的技术相比，在更粗的级别上调制占空因数。更具体而言，图3所示的方案通过调节在段部分期间提供的脉冲比例，而不是通过调节单个脉冲的脉冲占空因数来调制占空因数。这一差别允许在段308a-b中都使用相同的脉冲持续时间，因此能够在段308a-b中都使用相同的选通脉冲(因此用于打印多种颜色)。

这又使得能够在行时间304a-b期间向被打印的像素施加任意时延，允许对图像进行筛分，以改善图像段的结合，减少打印在透明基底正反面上的图像重合不良的效应，或减少打印机的峰值功率需求。为了理解利用选择性脉冲激励调制平均功率是如何使筛分得以执行的，回顾上述题为“Image Stitching for a Multi-Head Printer”的专利申请，其中公开了筛分技术，其中打印不同颜色的打印头元件可以同时活动。在通过改变提供给打印头元件的平均功率而打印多种颜色的系统中，同时打印多种颜色需要同时向不同打印头元件提供不同平均功率的能力。在使用单个脉冲选通信号的系统中通过改变单个脉冲的脉冲占空因数是不可能取得该效果的。不过，即使在因使用单个选通信号而限定所有脉冲共享相同脉冲占空因数的时候，上文披露的技术通过改变在给定时间段内提供给打印头元件的脉冲比例，也能够改变提供给打印头元件的平均功率。因此，这里公开的技术使得即使在为每个打印头使用单个脉冲选通信号的多色打印机中也可以使用筛分技术，例如在上述题为“ImageStitching for a Multi-Head Printer”的专利申请中披露的筛分技术。

参考图4A，示出了方法400的流程图，在本发明的一个实施例中打印机1600执行该方法400以当在输出介质1608上产生输出时使用上述技术。本领域的普通技术人员将认识到如何将方法400作为在输出介质1608上打印数字图像的方法的一部分加以实施。

方法400为所有脉冲确定公共能量(步骤402)。例如，回顾图3中的脉冲310a-h都具有相同的能量。

方法400在行时段中在每个段S上进入循环(步骤404)。例如，再次参考图3，第一段可以是段308a，第二段可以是段308b。方法400确定对应于段S的要在其上打印的输出介质1608的彩色形成层(步骤406)。

方法400确定要在段S期间提供给相应打印头元件的平均功率P_AVG，以选择在步骤406中确定的彩色形成层(步骤408)。例如，在上述题为“Thermal Imaging System”的专利申请中公开了执行步骤408的技术。

方法400在每个脉冲具有步骤402所确定的公共能量的约束下，确定产生(大致)平均功率P_AVG的脉冲图案(步骤410)。注意，在步骤410中可以选择任何满足指定约束的图案。脉冲图案可以是仅占据段的指定“打开时间”部分(例如图3中的打开时间部分312a或312b)中的子时段的图案。步骤410中确定的脉冲图案可以占据对应段部分中的所有子时段(如段部分312a中的脉冲310a-d的情形)或少于对应段部分中的所有子时段(如段部分312b中的脉冲310e-h的情形)。本领域的普通技术人员将认识到，其他种类的图案也可以满足指定的约束。

由于平均功率P_AVG在不同彩色形成层之间有所变化，由于有图案中的脉冲具有相同能量这一约束，因此在步骤410中为第一彩色形成层选择的脉冲图案将不同于在步骤410中为第二彩色形成层选择的脉冲图案。具体而言，如图3的范例所示，这样的脉冲图案将在含脉冲的子时段比例上有所区别。

方法400将确定的脉冲图案提供给相应打印头元件，以选择在步骤406中确定的彩色形成层，并因此打印适当颜色(步骤412)。方法400针对行时段中其余的段重复步骤406-412(步骤414)。

注意，虽然在图3所示的范例中，在第一段部分312a的所有四个子时段306a-d中都提供了脉冲，且在第二段部分312b中的子时段306h-w中每四个有一个提供脉冲，但可以以任何频率和任何图案提供脉冲。对于典型的应用而言，在第二段部分312b中每N个子时段中在一个中提供脉冲将获得令人满意的结果，其中N从2到20。类似地，虽然在图3所示的范例中，在第一段308a开始的单个连续子时段组306a-d中提供脉冲，但这不是必需的。此外，每一段的脉冲图案可以保持恒定或在不同行时间之间有变化，和/或在单个行时间之内在不同打印头元件之间有变化。

根据上述专利申请的教导应当认识到，段308a-b的每个都可以对应于要打印的不同颜色。例如，第一段308a中提供的脉冲310a-d可以用来在打印介质1608的黄色图像形成层上打印，而第二段308b中提供的脉冲310e-h可以用来在打印介质1608的青色图像形成层上打印。

在图3所示的范例中，在子时段306e-t的每四选一中规则发射脉冲310e-h。这是本文所谓的“N中选1”脉冲激励的特例，其中N＝4。在N＝1的情况下，在每个子时段中提供脉冲，获得最大平均功率P_MAX。

可能看起来上文披露的技术存在局限，即，N中选1脉冲激励无法为平均功率选择任意值。也就是说，2中选1脉冲激励将平均功率减小了2倍(即减小到P_MAX/2)，3中选1脉冲激励将平均功率减小了3倍(即，P_MAX/3)，一般的N中选1将功率减小了N倍(即P_MAX/N)。因此，单独使用N中选1脉冲激励，不能将平均功率减小到除P_MAX/N之外的值，N为单个整数值。如果希望更精细的调节，使用涉及到发射更不规则脉冲流的各种技术的任一种可以实现。

例如，在本发明的一个实施例中，使用了N中选1的脉冲激励，但是在行时段之内可以改变N的值。例如，参考图5，给出了脉冲流的曲线图500，该脉冲流在2中选1(N＝2)脉冲时段502a-d和3中选1(N＝3)脉冲时段504a-d之间交替变化。这种交替变化的脉冲图案将获得5中选2倍的P_MAX的平均功率水平(40％)，其介于2中选1(50％)和3中选1(33％)之间。

可以使用技术获得其他期望的平均功率水平。令P_AVG为期望的平均功率水平。例如，考虑希望获得38％的平均值的情况，即，P_AVG＝0.38P_max。因为38％介于2中选1(50％)和3中选1(33％)之间，因此可以将脉冲频率限制在3中选1脉冲和2中选1脉冲之间选择(即，N限于等于2或3)。这可以通过保持跟踪当下的平均功率并采用如下规则来实现：如果当下的平均功率在0.38P_max的目标功率之上，那么接下来的脉冲序列应当为3中选1，以便降低平均值；如果当下的平均功率低于目标功率，那么接下来的序列应当是2中选1，以便提高平均值。

例如，假设第一脉冲序列使用的是2中选1的脉冲激励。在本例中采用上述规则的结果由图6的曲线图600和下面的表1示出。在开头两个子时段结束时，平均功率将为0.50P_max。由于高于目标0.38P_max，因此可以为下面三个子时段选择3中选1脉冲序列。在完成该序列之后，平均占空因数已经降到5中选2或0.40P_max，这仍在0.38P_max的目标之上。因此，可以为后面三个子时段选择另一个3中选1脉冲序列，之后总占空因数将是8中选3或0.375P_max。连续使用该技术可以使平均占空因数更接近0.38P_max的目标值，在这一例子中获得的结果在表1中示出。

  序列  P_max的净百分比  净误差(％)  2中选1  50  31.6  3中选1  40  5.3  3中选1  37.5  -1.3  2中选1  40  5.3  3中选1  38.5  1.2  3中选1  37.5  -1.3  2中选1  38.9  2.3  3中选1  38.1  0.2

                    表1

注意，表1中所示的脉冲序列组未必是精确重复的。在表1所示的二十一个子时段序列之后，已经以8/21的净比例或0.381P_max发出八个脉冲，这非常接近期望目标0.38P_max。还要注意，只有在短于打印头热迟豫时间的时间段上求平均才能够获得这种求平均的优点。

参考图4B，给出了在本发明的一个实施例中利用上述技术执行步骤410(图4A)的方法的流程图，上述技术用于获得通过单个值N的N中选1脉冲激励不能获得的期望功率级别。该方法确定对应于目标功率P_AVG之上的功率水平(1/N_L)*P_MAX的低值N_L(步骤432)。在上面提供的范例中，N_L＝2。该方法确定对应于目标功率P_AVG之下的功率电平(1/N_H)*P_MAX的高值N_H(步骤434)。在上面提供的范例中，N_H＝3。在本发明的一个实施例中，这样选择N_H和N_L，使得N_H＝N_L+1，并且(1/N_H)*P_MAX＜P_AVG＜(1/N_L)*P_MAX。

该方法将“图案列表”初始化为空列表(步骤436)。图案列表是脉冲图案中所用N值序列的表述。例如，图案列表(2，3)表示2中选1(N＝2)脉冲序列后面跟着3中选1(N＝3)脉冲序列的图案。该方法将当前为止累积子时段的计数S初始化为零(步骤438)。类似地，该方法将当前为止所累积包括的脉冲计数T初始化为零(步骤440)。该方法将N值初始化为N_L(步骤442)。该选择是任意的，N可以被初始化为N_H值。不过，在以室温下的打印头开始时选择N_L作为N的初始值可能是有利的。

该方法将N的当前值添加到图案列表中(步骤444)。如在图6和表1的情形中，假设将N初始化到值2，那么在第一次执行步骤444之后图案列表将是(2)，如图6的部分602a和表1中“序列”栏第一行中所示。例如通过判断是否已经将所需能量提供给介质，或当前脉冲图案是否已填充对应段，该方法判断是否已完成脉冲图案。如果图案已完成，则该方法终止(步骤460)。

否则，该方法将值S增大当前的N值(步骤448)。在该例中，执行步骤448之后S＝2。该方法将T值加1，因为已经在步骤444中向当前脉冲图案增加了一个脉冲(步骤450)。

该方法将当前段中的平均功率P确定为(T/S)*P_MAX(步骤452)。在该例中，T＝1，S＝2，因此如表1第一行的“P_MAX的净百分比”一栏所示，平均功率为P＝(1/2)*P_MAX。

该方法判断P的值是否对应于在图4A的步骤408中确定的小于P_AVG值的平均功率(步骤454)。假设P_AVG＝0.38*P_MAX且P＝0.50*P_MAX，那么P＞P_AVG，该方法将值N_H(即3)赋予N(步骤458)。该方法将N值添加到图案列表中，此时图案列表为(2，3)，如图6中的部分602a-b所示。

由于图案不完全(步骤446)，该方法将值5赋予S(步骤448)并将值2赋予T(步骤450)。因此此时的平均功率为P_MAX的2/5或0.40*P_MAX，如表1第二行的“P_MAX的净百分比”一栏所示(步骤452)。由于该值仍然大于P_AVG(0.38)，该方法将值N_H(即3)赋予N(步骤458)。该方法将N值添加到图案列表中，此时图案列表为(2，3，3)，如图6中的部分602a-c所示。

由于图案不完全(步骤446)，该方法将值8赋予S(步骤448)并将值3赋予T(步骤450)。因此此时的平均功率为P_MAX的3/8或0.375*P_MAX，如表1第三行的“P_MAX的净百分比”一栏所示(步骤452)。由于该值小于P_AVG(0.38)，该方法将值N_L(即2)赋予N(步骤456)。该方法将N值添加到图案列表中，此时图案列表为(2，3，3，2)，如图6中的部分602a-d所示。

应当认识到，随后反复步骤444-458中的循环产生对应于图6中所示的其余部分602e-i的脉冲，直到过程终止(步骤446)。那时用脉冲填充段部分完成，方法终止(步骤460)。应当认识到，可以利用任何使得(1/N_H)*P_MAX＜P_AVG＜(1/N_L)*P_MAX的N_H和N_L值、任何期望平均功率P_AVG＜P_MAX和任何数量的子时段应用相同的技术，只要P_AVG是能够在打印头的热时间常数之内以足够精度实现的值即可。

在上述范例中，通过改变提供给打印头元件的固定时长脉冲的图案来改变提供给打印头元件的平均功率。如将要更详细描述的，在本发明的一个实施例中，以减小打印头峰值功率需求的方式向多个打印头元件提供脉冲图案。可以在获得上述筛分技术提供的一些或全部优点的同时获得的这样的功率需求降低，所述优点例如是能够对多个打印头产生的输出之间的重合不良敏感度降低。

作为背景，例如考虑执行上述脉冲激励技术而不同时执行筛分的情形。例如，假设将行打印时段分成两段。第一(高功率)段具有38个子时段，第二(低功率)段具有629个子时段(其后370个为第二段的关闭时间部分的部分)。在行时段的低功率段期间，采用8中选1脉冲激励(N＝8)。

参考图7，给出了曲线图700，其包括曲线702a-o，示出了施加到热敏打印头上一组15个相邻打印头元件的脉冲时序。注意，为了便于说明，图7及其他附图可能未完全准确地描绘脉冲的形状、大小和数量。例如，在一些情况下，在附图中绘示的脉冲彼此间隔过密是为了以完全的精度表达。因此应当将附图示为用于理解的一般指导，而不是它们所代表的脉冲的完全精确的图示。

在图7中，出于解说的目的，用最大数量的脉冲填充第一段，在这种特殊情况中该段中没有关闭时间部分。虽然为了便于说明在图7中将每一行时间中的第一段示为了单个脉冲，但第一段实际上包括多个高占空因数的脉冲。假设施加到打印头中其余加热元件的脉冲图案与曲线702a-o所示的相同。

为了求出每个子时段中的总功率，可以通过将热敏打印头中所有像素的曲线求和来统计施加到所有加热器的功率。在曲线702a-o代表热敏打印头的重复图案的限度内，可以通过对曲线702a-o求平均来确定平均功率。结果在图8中的曲线图800中示出，用所有加热器同时打开时提供的功率对其进行归一化。因此曲线图800中的峰值功率P_MAX等于1.0。图8中还以虚线804示出了在行打印时段内平均获得的功率。

从图8显然看出，平均功率804和峰值功率806相当不同。这种不同对操作打印机1602所需的电源的性质有影响。具体而言，虽然电源所需的平均功率804较低，但在打印周期中有很多时刻功率需求要高得多。通常可以选择电源以满足由峰值功率806代表的“最坏情况”需求。这一般会增大电源的尺寸和成本。

在本发明的一个实施例中，通过将功率更均匀地分布在行打印时段上来降低峰值功率消耗减小了电源所需的尺寸。例如，可以通过改变施加到打印头元件的脉冲序列来在行打印时段中更均匀地分布功率，以降低在任一时刻施加到打印头元件的脉冲信号之和。

在本发明的一个实施例中，利用时间偏移，但不改变脉冲图案来改变脉冲序列。例如考虑三相筛分，其中施加到前15个像素的脉冲图案902a-o如图9所示。注意，脉冲图案902a-o在三个相同图案之间交替变化。还要注意在该仿真中所用的轨迹数量应当为相位数的倍数，以便所得的平均结果精确表示整个打印头的平均结果。具体而言，图案902a、902d、902g、902j和902m彼此相同；图案902b、902e、902h、902k和902n彼此相同；图案902c、902f、902i、902l和902o彼此相同。除了时间偏移之外，图案902b与图案902a相同；除了时间偏移之外，图案902c与图案902b相同；等等。参考图10，给出了曲线图1000，示出了在图9所示的脉冲激励图案902a-o的情形下施加到打印头的归一化总功率。

比较图10和图8可以看出，虽然图10中的平均功率1004与图8中的平均功率804相同，但峰值功率已经从水平806(图8)降到了水平1006(图10)。这表示峰值功率减小了33％，因此降低了打印机1602所用电源的要求。不过，从图10可以看出，一些子时段(例如子时段1008a-e)仍具有较高的功率需求，而在其他子时段(例如子时段1010a-e)，不需要功率。因此，还有机会进一步将功率在整个行时间上分布，因此进一步降低了电源要求。

图9所示的范例利用三个独特的时延降低了打印头的峰值功率。通常，使用大于子时段总数与第一段子时段总数之比的数量的时延是没有任何好处的。除了上述时间偏移之外或作为其替代，将脉冲图案偏移额外的小量以消除不同打印头元件中低功率段脉冲之间的时间重合，可以减小峰值功率需求。

参考图11A，给出了曲线图1100，示出了根据本发明一个实施例的备选的一套脉冲激励图案1102a-o。在该实施例中，且如图11B更清楚示出的，加热器3-5被延迟额外的子时段，以免它们的低功率脉冲与加热器0-2的低功率脉冲重合。类似地，加热器6-8被延迟额外2个子时段，以免与加热器0-2或加热器3-5重合。后面的加热器重复该套三个脉冲图案。所有加热元件的总和功率由图12的曲线图1200表示。注意，平均功率1204保持与前面的情况相同，不过与图8的峰值功率806相比，峰值功率1206已经进一步被降低到其原始值906的40％的值。

剩余的峰1208a-c大多是区域1104a-c(图11A)中的高功率时段重合的结果，可以利用具有更大数量的不同时延的筛分图案来解决。可以使用的不同时延的最大数量由行打印时间与高功率打印时间之比决定。在该例中，该比值为667个子时段/38个子时段＝17.5。因此，在该例中，可以使用多达17个不同的时延以降低峰值功率需求。

在该例中，例如，利用对15个加热器脉冲图案的每个具有不同时延的筛分可以进一步降低峰值功率。在图13A所示的一个特定范例中，在低功率段中使用8中选1脉冲激励，并使用45个子时段的时延。注意，虽然在图13A所示的特定范例中，以及如图13B所更清楚示出的，以特定顺序使用15个不同延迟，但可以以任何顺序使用这些延迟。超过14号以上的加热器重复相同的脉冲图案序列。

对于本领域的技术人员来说，显然，向施加到每个加热器的脉冲流中引入时延将导致打印对应像素的位置发生轻微偏移。这些偏移小于像素间隔，通常难以发现。不过，有时偏移的重复图案是可能被发现的。例如，图像中的水平直线会采取轻微带锯齿的图案，在某些背景下这可能是可见的。为了抵销这样的图案，可以对该图像再取样，以找到对应于将实际打印像素的点的内插图像值。例如，如果已知将对像素进行行时间一半的时延，那么可以用内插值替换该像素，该内插值对应于在原始像素位置和下一沿网格向下的像素位置之间一半的位置。当通过这种方式对图像数据进行再取样时，打印图象将很大程度上没有因时延导致的可见锯齿缺陷。

参考图14，针对图13所示的脉冲图案给出了曲线图1400，示出了施加到打印头的归一化总功率。从图14可以看出，峰值功率1406(0.133)几乎已经降到了平均功率1404(0.125)。此外，现在电源供应接近恒定的功率，只有少量对更高峰值功率的需求。

通常，为了降低功率需求可以根据本发明的实施例采取的步骤与获得对图象重合不良的耐受度的筛分图案类型不一致。例如，本领域的普通技术人员将知道如何将上述功率减小技术应用于上述题为“ImageStitching for a Multi-Head Printer”的专利申请中公开的筛分技术。

已经描述了用于降低打印头1604a-b上的峰值功率需求的技术的各种范例。更一般地说，可以通过单独或以任意组合的方式使用如下技术，根据本发明的各方面降低峰值功率需求：(1)选择时延的数量，使其接近但小于行打印时间与高功率段长之比，但具有足够的“松弛度”，以允许时延得以额外延续或延迟一个或多个子时段；(2)选择时延以接近相等地划分行打印时段，使得高功率段在任两个时延脉冲图案之间不重叠；以及(3)考虑由于不同相的低功率段脉冲之间的重合导致的任何剩余功率峰值，如有必要，调节时延以尽可能地减少或消除这些重合。应当注意，如果在低功率段中激活了N中选1脉冲，那么仅有N个子时段范围用于调节，如果时延数量超过N，那么低功率段脉冲的一些重叠是无法避免的。

例如，参考图15，给出了方法1500的流程图，可以执行方法1500以降低打印机1602的峰值功率需求。确定默认脉冲图案(步骤1502)。图7中所示的所有脉冲图案702a-o都是彼此同步的，它们是这种默认脉冲图案的范例。

方法1500选择第一组时间偏移以应用到默认脉冲图案，以减少高功率段脉冲之间的重合(步骤1504)。图9中所示的偏移后脉冲图案902a-o为已经被偏移以减少高功率段脉冲之间重合的脉冲图案的范例。

方法1500选择第二组时间偏移以应用到第一已偏移脉冲图案，以减少低功率段脉冲的重合(步骤1506)。图11A中所示的脉冲图案1102a-o为已经被偏移以减少低功率段脉冲之间重合的脉冲图案的范例。

该方法对默认脉冲图案施加第一和第二时间偏移以产生一组偏移后脉冲图案(步骤1508)。该方法将偏移后脉冲图案提供给一个或多个打印头以产生期望输出(步骤1506)。

返回到图13-14，对前8个相而言低功率段脉冲没有重合；因此在图13-14的范例中使用了低功率段脉冲的所有独特偏移，在该范例中使用了8中选1的脉冲激励。凭借15个不同的相和仅仅8个低功率段脉冲的独特偏移，不可能完全避免不同相的低功率段脉冲的重叠。不过，有可能实现最佳情形，其中，在每个具有重合的低功率段脉冲的子时段中有不超过两个相。

应当理解，虽然结合特定实施例描述了本发明，但上述实施例仅为了例示而给出，不限制或约束本发明的范围。各种其他实施例，包括但不限于如下实施例也在权利要求的范围之内。例如，这里描述的元件和组件可以被进一步分成更多的组件或结合到一起以形成更少的组件用于执行相同的功能。

注意，虽然在上述范例中，将所有单个脉冲的占空因数设置为可以接近100％的单一值，但如果打印头指标需要或由于其他原因希望，公共占空因数可以更低。

注意，虽然图16中示出了具有特定数量打印头1604a-b和特定数量打印头元件1606a-h的特定打印机1602，但这仅仅是范例，不构成对本发明的限制。相反，本发明的实施例可以与各种具有不同数量打印头、打印头元件及其他特征的打印机结合使用。

授予Bybell和Thornton的美国专利No.6661443提供了一种方法，用于在每个子时段期间向热敏打印头中的每个有源元件提供相同量的能量，不论在每个子时段期间有多少打印头元件是活动的都可用于打印图像。向多个打印头元件提供其时常部分基于活动打印头元件数的时间的功率，可以向打印头周期期间活动的多个打印头元件提供期望量的能量。该时间可以是打印头周期的一部分。根据本发明的一个实施例，在不同子时段之间改变脉冲占空因数，通过响应于因活动打印头元件数改变导致的电压变化改变脉冲持续时间实施所谓的“共模电压校正”，由此对所有脉冲保持恒定的能量。

例如，可以将上述技术实现为硬件、软件、固件或其任何组合。上述技术可以实现为在可编程计算机上执行的一种或多种计算机程序，可编程计算机包括处理器、可由处理器读取的存储介质(例如包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入装置和至少一个输出装置。可以向利用输入装置导入的输入施加程序代码以执行所述功能并产生输出。可以将输出提供到一个或多个输出装置。

例如，可以在打印机或具有用于执行图17中的系统1700所示的功能的组件的其他装置中实施这里公开的技术。图像处理单元1702接收打印原始数据并执行初始图像处理，例如解压。将处理后的打印数据提供给热历史控制引擎1704，该控制引擎如(例如)上述题为“ThermalImaging System”的专利申请中所述在打印数据上执行热历史控制。将热历史控制引擎1704的输出提供给打印头电阻校正引擎1706，其在打印数据上进行校正，例如，如上述题为“Method and Apparatus forControlling the Uniformity of Print Density of a Thermal Print Head Array”的专利申请所述。将打印头电阻校正引擎1706的输出提供给脉冲图案发生器1708，其根据这里公开的技术产生脉冲。将脉冲图案发生器1708产生的脉冲提供给共模电压校正引擎1709，其在脉冲上执行共模电压校正，例如，如上述题为“Method and Apparatus for Voltage Correction”的专利申请所述。将共模电压校正引擎1709的输出提供给热敏打印头1710以相应地脉冲激励打印头1710。

如下权利要求范围之内的每种计算机程序都可以在任何程序设计语言下实现，例如汇编语言、机器语言、高级过程程序设计语言或面向对象的程序设计语言。程序设计语言例如可以是汇编的或解释性程序设计语言。

每种这样的计算机程序都可以实现在计算机程序产品中，该产品物理地嵌入于机器可读的存储装置中，用于由计算机处理器执行。可以由执行物理嵌入于机器可读介质上的程序的计算机处理器执行本发明的方法步骤，以通过在输入上操作并产生输出来执行本发明的功能。例如，适当的处理器包括通用和专用微处理器。通常，处理器从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。例如，适于物理嵌入计算机程序指令的存储装置包括所有形式的非易失存储器，例如半导体存储器件，包括EPROM、EEPROM和闪速存储器件；诸如内部硬盘和可移除盘片的磁盘；磁光盘以及CD-ROM。任何上述器件都可以由专门设计的ASIC(专用集成电路)或FPGA(可现场编程门阵列)补充或并入其中。计算机通常还可以从诸如内部盘(未示出)或可换磁盘的存储介质接收程序和数据。还可以在常规台式机或工作站计算机以及其他适于执行实现这里所述的方法的计算机程序的计算机中发现这些元件。