(57)【要約】  すべてのノズルが正常に動作している場合に付着する液滴のパターンと比較して、印字ヘッドの出力の低下した領域に対応するノズルが通る列に付着するインクの液滴の数を選択的に増やすことにより、印刷出力における印刷濃度の不所望のむらを減ずるための方法が実現される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字ヘッドの欠陥ノズルに起因する基板上の印刷出力における印刷濃度のむらを減らすための方法であって、
（ｉ）  印字ヘッドの少なくとも一部に対する印刷濃度分布を得るステップを含み、前記印刷濃度分布は欠陥ノズルのために印刷濃度が低下した少なくとも１つの領域を示し、前記方法はさらに、
（ii）  前記少なくとも１つの領域内の印刷濃度に寄与するように、印字ヘッド内に位置決めされる複数のノズルに１％〜９９％の出力低減係数を割当てるステップと、
（iii）  印刷すべき画像に対応するデータを受取るステップと、
（iv）  基板の上で印字ヘッドを通過させつつインクの液滴を基板に供給するステップとを含み、
前記複数のノズルの各々が通る線に沿って前記基板に供給されるインク液滴の数は、前記出力低減係数のうち対応する１つの係数の関数として増加する、方法。
【請求項２】
前記出力低減係数の各々は、複数のノズルがカバーする領域にわたる印刷濃度の関数として生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記出力低減係数の各々は、印字ヘッドの印刷解像度よりも低い解像度でサンプル出力を走査することにより測定される印刷濃度の関数として生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記液滴の数は、前記印字ヘッドの２回の通過中に２つの別個のノズルを用い、選択されたドットを前記線に沿って２回印刷することにより増加する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記液滴の数は、前記複数のノズルによって印刷されるべき場所に関連付けられるスクリーンの一部分におけるスクリーン値を変更することにより増加する、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野および背景
この発明は印刷の分野に関し、特に、印刷濃度のむらを減らすための、インクジェットプリンタで用いるのに特に好適な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタからの出力がしばしば不均一な印刷濃度の問題を被ることは公知である。換言すれば、均一な濃淡で現われるよう意図された出力の領域が実際にはむらのある濃淡を呈する。これは、印字ヘッドのさまざまなノズルによって吐出される液滴寸法における均一性の欠如や、基板に不均一なカバレッジをもたらすさまざまなノズルからの滴下位置における精度の変化を含む複数の要素によってもたらされる。
【０００３】
印字ヘッドの特徴によってもたらされる印刷出力の不均一性についての問題はいずれも、基板にわたる印字ヘッドの動きに対応する規則的なパターンとして印刷出力に現われるだろう。目に見えるこのような周期的変化を減らすための周知の一技術は、印字ヘッドが印刷すべき基板の各領域にわたり帯状に重なって２回以上通過するマルチパス印刷である。この技術はむらを減ずる傾向があり、むらの空間周波数を上げるが、出力の均一性は得られない。
【０００４】
印刷品質のフィードバックを与えて印字ヘッドの動作を修正するための複数の方策が提案されてきた。その中でこの発明に最も関連するのは、ヒラマツ（Hiramatsu）他に対する米国特許第５，７９８，７７３号であり、濃度の不均一性を修正するための装置および方法が開示されている。この装置は、印刷された較正パターンにおける不均一性を読み手に識別させ、次いで不均一性の修正を行なう。この修正は、「記録ヘッドの所要のノズルの駆動信号（信号継続時間または電圧）を修正し」（５段目、２４〜２６行目）、これによりインクジェットノズルが選択された場所に射出する液滴の寸法を変えることによって実現されると記載されている。
【０００５】
ヒラマツ他の方策は理論的には正しいが、この方策の実現は大抵の場合複雑であり費用がかかりすぎる。特に、典型的なインクジェットプリンタは、同時に動作する数千、しばしば数万、ものノズルを有する。個々のノズルに対する動作電圧またはパルス幅の選択的な調整を可能にするハードウェア要件には典型的には法外に費用がかかる。
【０００６】
したがって、ヒラマツ他の技術に必要とされる複雑なハードウェア修正を必要とすることなく印字ヘッドからの出力の不均一性を少なくとも部分的に補償し得る、印刷濃度のむらを減らすための方法が必要とされる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
この発明は、インクジェットプリンタからの出力印刷濃度のむらを減らすための方法である。
【０００８】
この発明の教示に従い、印字ヘッドの欠陥ノズルに起因する基板上の印刷出力における印刷濃度のむらを減らすための方法が提供される。上述の方法は、（ａ）印字ヘッドの少なくとも一部に対する印刷濃度分布を得るステップを含み、この印刷濃度分布は欠陥ノズルのために印刷濃度が低下した少なくとも１つの領域を示し、上述の方法はさらに、（ｂ
）少なくとも１つの領域内の印刷濃度に寄与するように、印字ヘッド内に位置決めされる複数のノズルに１％〜９９％の出力低減係数を割当てるステップと、（ｃ）印刷すべき画像に対応するデータを受取るステップと、（ｄ）基板の上で印字ヘッドを通過させつつ基板にインクの液滴を供給するステップとを含み、この場合、複数のノズルの各々が通る線に沿って基板に供給されるインク液滴の数は、出力低減係数のうち対応する１つの係数の関数として増加する。
【０００９】
この発明のさらなる特徴に従って、出力低減係数の各々は、複数のノズルがカバーする領域にわたる印刷濃度の関数として生成される。
【００１０】
この発明のさらなる特徴に従って、出力低減係数の各々は、印字ヘッドの印刷解像度よりも低い解像度でサンプル出力を走査することにより測定される印刷濃度の関数として生成される。
【００１１】
この発明のさらなる特徴に従って、印字ヘッドの２回の通過中に２つの別個のノズルを用い、選択されたドットを上述の線に沿って２回印刷することにより、液滴の数が増す。
【００１２】
この発明のさらなる特徴に従って、複数のノズルによって印刷されるべき場所に関連付けられるスクリーンの一部分におけるスクリーン値を変更することにより、液滴の数が増す。
【００１３】
この発明は、添付の図面に関連して例示のためだけにこの明細書中に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
好ましい実施例の説明
この発明は、インクジェットプリンタからの出力印刷濃度のむらを減らすための方法である。
【００１５】
この発明に従った方法の原理およびその実施は、添付の図面および以下の説明を参照するとよりよく理解することができる。
【００１６】
この発明自体に取組む前に、この発明に関連する問題の概略的な例を説明する図１〜図４を簡潔に参照すると有用であるだろう。特に、例示の目的で、均一な５０％の印刷濃度の印刷出力が所望される事例が参照されるだろう。所望の出力の理想的な描写が図１に示される。例示したパターンは、走査方向Ｓに通過する１０本のノズルの線によって生成されるものとする。各ノズルは一画素おきの位置に液滴を射出するので、例示された２０画素分の長さの領域では各ノズルが１０ドットを印刷する。結果として得られる印刷濃度は、すべてのノズルが適切に働く場合、５０％の公称カバレッジであると考えられる。
【００１７】
この図をもとにして、さらに図２、図４および図６にも印刷濃度分布の概略図が示される。各々の場合、所与の列に対する百分率値は、完全な寸法の２０個の液滴の理論上の上限に対する液滴寸法の合計である。こうして、１０個の標準的な液滴の列が５０％の公称印刷濃度として規定される。所与の列の各液滴が１７％だけ減じられる場合、図２に関連して後に述べられるように、百分率が、（１０ｘ０．８３）／２０＝４１．５％にまで低下する。
【００１８】
図２には、欠陥のある印字ヘッドで図１のパターンを印刷しようと試みた結果が示され、図の左側の５列の印刷を担う５個のノズルは適切に動作し、図の右側の５列の印刷を担う５個のノズルは出力の低下をもたらしている。特に、欠陥ノズルが各々、標準的な液滴寸法よりも１７％小さい液滴を生成する場合、出力の右側に結果として得られる印刷濃度
は、所期の５０％濃度のほぼ０．８３、すなわち４１．５％になると想定され得る。結果として、印刷出力において濃度の低い明るい帯となるだろう。
【００１９】
図３Ａ〜図３Ｃおよび図４は、２画素のオフセットで同じ印字ヘッドが２回通過して印刷した結果を示す。図３Ａに示される１回目の通過では、当該領域における８列（ならびに図示されない左方の外側２列）に対しデータの半分が印刷される。これらのうち３列は標準寸法の液滴を印刷し、５列は小さな液滴を印刷する。各列は、図１に示される５０％のパターンの液滴を１つおきに印刷する（すなわち４つの画素ごとに１つの液滴）。図３Ｂに示される２回目の通過では１０列すべてに対しデータの半分が印刷され、そのうちの５列は標準の液滴を用い、５列は小さな液滴を用いる。図３Ｃに示される３回目の通過では、標準寸法の液滴を用い、最後に残った２列に対しデータの残り半分が印刷される。
【００２０】
図４はこれらの出力の累積効果を示す。列を左から右に番号１〜１０で参照すると、列１〜３は各々１０個の標準寸法の液滴の全割当分を受取り、列４、５、９および１０は５個の標準の液滴および５個の小さな液滴を受取り、列６〜８は１０個の小さな液滴を受取っている。結果として、印刷濃度のむらがいくらか滑らかになるが、そのむらの範囲は所期の５０％から４１．５％までとなり、これに伴い印刷出力が低下する。
【００２１】
ここでこの発明の教示を参照すると、その最も一般的な形状では、この発明は、すべてのノズルが正常に動作している場合に付着し得る液滴のパターンと比較して、印字ヘッドの出力の低下した領域に対応するノズルが通る列に付着したインクの液滴の数を選択的に増やすことにより、印刷出力における印刷濃度の不所望なむらを減ずるための方法を提供する。
【００２２】
この発明の方策は、図５Ａ〜図５Ｃおよび図６において概略的に示される。特に、図５Ａおよび図５Ｂを図３Ａおよび図３Ｂとそれぞれ比較することにより、複数の付加的な液滴Ｘが出力の低下したノズルによって印刷される列に付着していることに気付くだろう。この場合、出力の低下したノズルによって印刷される各列には、印刷される５個の小さな各液滴に対し付加的な小さな液滴が１つ追加されている。図６は結果として得られる全体的な印刷濃度を示し、列１〜３は１０個の標準的な液滴を有し、列４、５、９および１０は５個の標準的な液滴と６個の小さな液滴とを有し、列６〜８は１２個の小さな液滴を有する。全体的な結果として、実質的に均一な５０％のカバレッジとなり、通常の視野距離から見ると、図１の理想的なパターンの視覚効果に密に近付く。
【００２３】
印刷情報の破損を防ぐためにこの発明を実現する際に注意を払わなければならないことが当業者には明らかとなるだろう。特に、付加的な液滴は、明るいはずの出力の領域を過度に暗くすべきではなく、不要なアーティファクトの生成を防ぐために分散して非周期的に分布されなければならない。特定の好ましい複数の実現例がここで図７〜図１０に関連して記載される。しかしながら、当業者には明らかとなるように、この発明は、その最も一般的な形状ではこれらの特定の例には限定されず、他の多数の形状で実現され得ることが理解されるべきである。
【００２４】
図７には、印字ヘッドの欠陥ノズルに起因する基板上の印刷出力における印刷濃度のむらを減ずるためのこの発明に従った方法の第１の好ましい実現例が示される。概して、この方法は、印字ヘッドの少なくとも一部に対する、欠陥ノズルのために印刷濃度が低下した少なくとも１つの領域を示す印刷濃度分布を得るステップ（ステップ１０）と、印刷濃度が低下した領域内の印刷濃度に寄与するように、印字ヘッド内に位置決めされる複数のノズルに１％〜９９％の出力低減係数を割当てるステップ（ステップ１２）とを含む。印刷すべき画像に対応するデータを受取った（ステップ１４）後、この方法は、ノズルの各々が通る線に沿って基板に供給されるインク液滴の数が対応する出力低減係数の関数とし
て増加することを確実にするような態様で、基板の上で印字ヘッドを通過させつつインクの液滴を基板に供給する（ステップ１８）。ここで示される実現例では、液滴分布は、「修正された液滴パターン」が生成されるステップ１６において割当てられる。
【００２５】
この発明が不均一な印刷濃度の問題に対する極めて有利な解決策を提供することが容易に理解されるだろう。余分に液滴を追加することにより、動作不良のインクジェットノズルからの濃度の低下した出力の領域を部分的にまたは完全に補償することが可能である。同時に、付加的な別個のドットを用いることにより、動作電圧またはパルス幅をノズルごとに調整する必要をなくし、これにより、上述に参照されるヒラマツ他の技術よりもこの発明の方法を実現しやすくする。この発明のこの利点および他の利点が以下の説明からより明らかとなるであろう。
【００２６】
ここで図７の方法の特徴をより詳細に参照すると、ステップ１０およびステップ１２は、要求に応じて間欠的に実行し得るかまたは自動化されて定期的に実行し得る設定または保守手順２０の一部とみなされ得ることが理解されるだろう。残りのステップ１４、１６および１８はここでは、印刷のためにデータを受取るたびに実行される印刷手順２２の一部として示される。しかしながら、この細分は絶対的ではないことに留意しなければならない。たとえば、後に述べられるように、液滴パターン修正を或るハードウェアで実現することにより、修正の多くを設定手順２０の一部として実行することが可能となるだろう。
【００２７】
印刷濃度分布を得かつ適切な出力低減係数を決定するために用いられる特定の技術はこの発明にとっては概して重要ではない。最も好ましくは、光学走査およびその後の印字ヘッドからのサンプル印刷出力の分析により、印刷濃度の低下した領域が識別され、対応する低減係数が定量化される。この文脈では、出力低減係数は必要とされる修正を示すものであり、必ずしも各液滴に射出されるインクの量のみに従って設定されるわけではないことに留意すべきである。たとえば、位置合わせ不良なノズルにより、液滴がずれて隣接する液滴に重なる可能性があり、このためそのノズルが印刷すべき画素の部分が常に空白のままとなる。これにより、実際には適正な量のインクが吐出されたにもかかわらず、出力に明らかな「低濃度」領域がもたらされる可能性がある。
【００２８】
この発明の修正係数は、好ましくは、複数のノズルがカバーする領域にわたる印刷濃度の関数として生成されることに留意すべきである。換言すれば、その領域内における特定のノズルのどれが印刷濃度の低減を担うかを決定する必要なしに、対応する出力の領域における全体的な印刷濃度効果の関数として修正が行なわれる。この結果を得るための一方策は、印字ヘッドの印刷解像度よりも低い解像度でサンプル出力を走査することによるものである。これは、目に見える規模のむらに基づいて修正がなされることを本質的に確実にし得る。明らかに、数値処理技術により、たとえば高解像度で走査される印刷濃度測定を（たとえば移動平均（a rolling average）によって）均等化することにより、同様の結果が得られるだろう。
【００２９】
１％〜９９％の値をとる出力低減係数をここで参照する。明らかに、０％の低減は領域における十分に機能的なノズルに対応する。１００％の低減係数は、完全に動作不能な複数のノズルを含む領域を示すこととなる。動作不能のノズルの問題は、当該技術において公知の他のさまざまなシステムによって対処され、この発明自体によっては直接対処されない。明らかに、この発明は、随意には、詰まったノズルをきれいにするためのシステムと組合せて有利に実現されてもよい。
【００３０】
修正係数はこの明細書中では「出力低減係数」と称されるが、この係数を、たとえば「低減係数」の逆数である修正係数としてさまざまな異なる形で等しく表わし得ることが容
易に理解されるだろう。このような数値操作はすべて、「出力低減係数」という専門用語の範囲内にあると明瞭に理解されるはずである。さらに、この発明の教示に従った修正の実行を容易にするいかなる数値ファクタも、列挙されるファクタと等しいものであると明確に理解されるだろう。
【００３１】
ここで図８を参照すると、マルチパスプリンタの（すなわち２回以上の通過で印刷が行なわれる）場合に「修正された液滴パターン」を生成するためのステップ１６の特定の好ましい実現例が示される。まず、ステップ２４では、受取られた画像データが典型的には従来の態様で処理されて、どのドットが印字ヘッドのどの通過中に生成されるべきかに対応するドライバ情報を生成する。次いで、ステップ２６では、印刷濃度が低下した領域に対応するノズルによって各通過の際に印刷されるべきドットが識別される。次いで、ステップ２８では、データがドライバ情報に加えられて、印字ヘッドの少なくとも１回の他の通過中に二重に印刷されるべき選択されたドットを指定する。換言すれば、０以外の低減係数を有する各ノズルによって印刷されるべきドットの部分が少なくとも２回印刷され、これによりそれらのドットに対する濃さおよび／またはカバレッジを増す。随意には、あるドットは３回以上印刷されてもよい。二重にされる濃度の低下したドットの部分は、全体的な印刷画像において可能な限り最適に近い補償を行なうように濃度低減係数に従って選択される。
【００３２】
図８の特定の実現例は複数の重要な利点を提供する。第一に、ドットがいずれにしても「理想的な」出力にあるように意図された場所にすべてのドットが印刷されるので、印刷出力の破損が避けられる。第二に、この方策は「通常の」印刷出力の２倍近くまでの極めて広範なダイナミックレンジを提供し、これにより比較的激しい濃度のむらを修正することを可能にする。最後に、この方策は、印字ヘッドを駆動するためのハードウェアに変更を加えることなく主にソフトウェアを介して実現することができる。
【００３３】
ここで図９、図１０Ａおよび図１０Ｂでは、この発明の方法の好ましい代替的な実現例が示され、この場合、欠陥ノズルによって印刷されるべき場所に関連付けられるスクリーンの一部分におけるスクリーン値を選択的に変更することにより液滴の数が増す。
【００３４】
この方策を例示するために、図１０Ａには、１０レベルの出力濃度を生成するよう各々が０〜２５５の値をとる９つの画素の群に適用することのできる３ｘ３のスクリーン成分が概略的に示される。図１０Ａの標準的なスクリーン成分では、これらの値は２８、５６、８５、１１３などと均一に分散される。
【００３５】
図１０Ｂは、スクリーン成分の右側の列に対応する画素が１７％の出力低減係数を有する欠陥ノズル群として示されるノズルによって印刷される場合のための、この発明に従って変更される同様のスクリーン成分を示す。この線に沿って低出力を補償するために、対応する列のスクリーン値が０．８３減じられ、これにより、欠陥ノズル群が通る線に沿って印刷されるべきドットの数をこれに応じて増加させる。
【００３６】
スクリーンが印字ヘッドの特定のノズルに直接関連付けられる場合にのみこの方策を適用できることに留意されたい。結果として、この方策は、典型的には、スクリーンが選択的に再プログラム可能な値を有するハードウェアの実現には最適である。この場合、図７のステップ１６は、図９に示されるように、適切なスクリーン値が変更される設定手順１６ａと、本質的には標準的なスクリーニング手順であるが、変更されたスクリーン値で実行される計算ステップ１６ｂとに有効に細分される。
【００３７】
変更されたスクリーン値の方策は、１回通過の印刷でも用いることができる、図８の実現例に勝る注目すべき１つの利点を有する。注目すべき不利点は、達成可能な最高濃度が
この方策では高められないので修正のダイナミックレンジが制限されることである。
【００３８】
この発明を２つの好ましい例に関連して説明してきたが、この発明がこれらの例に限定されないことに留意すべきである。こうして、たとえば、ドットを選択的に「倍加する」よう付加的にパルスを発することにより随意にドットの数を増やし得る。この方策はインクジェットノズルの能力を利用して、通常の繰返し周波数よりも高い周波数で間欠的に２個の液滴を素早く連続して吐出し得る。この方策は１回通過の印刷でも可能であるだろう。
【００３９】
上述の記載が例示としての役割を果たすことのみを意図したものであり、他の多くの実施例がこの発明の精神および範囲内で可能であることが理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の原理を説明するために用いられる均一な５０％の印刷濃度の理想的な印刷出力を示す概略図である。
【図２】１回の通過で図１のパターンを印刷しようと試みた欠陥のある印字ヘッドによって生成される実際の出力を示す概略図である。
【図３Ａ】２回通過システムにおいて図１のパターンを印刷しようと試みた図２の印字ヘッドによって生成される部分的な印刷出力を示す概略図である。
【図３Ｂ】２回通過システムにおいて図１のパターンを印刷しようと試みた図２の印字ヘッドによって生成される部分的な印刷出力を示す概略図である。
【図３Ｃ】２回通過システムにおいて図１のパターンを印刷しようと試みた図２の印字ヘッドによって生成される部分的な印刷出力を示す概略図である。
【図４】図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃの出力の累積効果を示す概略図である。
【図５Ａ】この発明の教示に従って作動され、２回通過システムで図１のパターンを印刷する図２の印字ヘッドによって生成される部分的な印刷出力を示す概略図である。
【図５Ｂ】この発明の教示に従って作動され、２回通過システムで図１のパターンを印刷する図２の印字ヘッドによって生成される部分的な印刷出力を示す概略図である。
【図５Ｃ】この発明の教示に従って作動され、２回通過システムで図１のパターンを印刷する図２の印字ヘッドによって生成される部分的な印刷出力を示す概略図である。
【図６】図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃの出力の累積効果を示す概略図である。
【図７】この発明の方法の第１の好ましい実現例を示すフロー図である。
【図８】図７からの修正された液滴パターンを生成するためのステップの第１の実現例を示す詳細なフロー図である。
【図９】この発明の第２の実現例を示すために変形された図７に類似のフロー図である。
【図１０Ａ】正常に機能するノズルの群と、図９の実現例に従った出力の低下したノズルを含む群とに対するスクリーン値マトリックスを示す概略図である。
【図１０Ｂ】正常に機能するノズルの群と、図９の実現例に従った出力の低下したノズルを含む群とに対するスクリーン値マトリックスを示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005515087.tif 000014
【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
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