(57)【要約】  １つの概括態様において、ジェット印刷ノズルによって放出された液滴の属性に応じて動作する複数の検出器と、各検出器の出力に応じて動作する統計処理モジュールと、を特徴とするジェットプリンタを開示する。また、ジェット印刷ノズルから放出された印刷液小滴を、飛翔中に、その出力軌道に大きな影響を与えることなく検出する動作を行える非侵入型の第１印刷液小滴検出器と、検出器とノズルの有効空間関係を変更する動作を行うアクチュエータと、を備えたプリンタを開示する。更に、ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴を検出する動作を行う第１の印刷液小滴検出器と、ノズルから放出された印刷液小滴についての情報を、その軌道に干渉することで引き出す第１の液滴衝検出要素と、を備えたプリンタを開示する。
2007537071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェット印刷ノズルと、
前記ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴を、飛翔中に、その出力軌道に大きな影響を与えることなく検出する動作を行う、非侵入型の第１印刷液小滴検出器と、
前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器と前記ノズルの有効空間関係を変化させる動作を行うアクチュエータと、
を含むジェットプリンタ。
【請求項２】
前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器はカメラである、請求項１に記載のジェットプリンタ。
【請求項３】
前記小滴検出器は小滴の流れを検出する動作を行う、請求項１に記載のジェットプリンタ。
【請求項４】
前記アクチュエータはカメラの焦点距離を調整する動作を行う、請求項２に記載のジェットプリンタ。
【請求項５】
異なる焦点距離で撮影された画像に応じて動作する統計処理モジュールを更に含む、請求項４に記載のジェットプリンタ。
【請求項６】
前記アクチュエータは検出器を移動する動作を行う、請求項１に記載のジェットプリンタ。
【請求項７】
前記アクチュエータは検出器を回転させる動作を行う、請求項６に記載のジェットプリンタ。
【請求項８】
前記アクチュエータは前記軌道に相対的に検出器を並進移動させる動作を行う、請求項６に記載のジェットプリンタ。
【請求項９】
前記ジェット印刷ノズルは連続インクジェット印刷ノズルである、請求項１に記載のジェットプリンタ。
【請求項１０】
前記ジェット印刷ノズルはオンデマンド型インクジェット印刷ノズルである、請求項１に記載のジェットプリンタ。
【請求項１１】
前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器に応じて動作する小滴軌道誤差補正論理回路を更に含む、請求項１に記載のジェットプリンタ。
【請求項１２】
前記小滴軌道誤差補正論理回路は、前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器に応じて動作する統計処理モジュールを含む、請求項１１に記載のジェットプリンタ。
【請求項１３】
前記統計処理モジュールは検出器出力重み付け論理回路を含む、請求項１２に記載のジェットプリンタ。
【請求項１４】
前記統計処理モジュールはカルマンフィルタを含む、請求項１２に記載のジェットプリンタ。
【請求項１５】
前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器はカメラであり、
前記アクチュエータは、前記カメラの焦点距離を調整する動作を行い、
前記統計処理モジュールは、異なる焦点距離で撮影された画像に基づいて、補正値を導き出す動作を行う、
請求項１２に記載のジェットプリンタ。
【請求項１６】
前記小滴軌道誤差補正論理回路は、３次元のうちの任意の次元の誤差を補正する動作を行う、請求項１１に記載のジェットプリンタ。
【請求項１７】
前記ジェット印刷ノズルによって放出された液滴を、その出力軌道に大きな影響を与えることなく検出する動作を行う非侵入型の第２印刷液小滴検出器を更に含む、請求項１に記載のジェットプリンタ。
【請求項１８】
前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器と第２印刷液小滴検出器に応じて動作する統計処理モジュールを含む小滴軌道誤差補正論理回路を更に含む、請求項１７に記載のジェットプリンタ。
【請求項１９】
前記アクチュエータは、前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器と前記ノズルの有効空間関係を変化させる動作とともに、前記非侵入型の第２印刷液小滴検出器と前記ノズルの有効空間距離を変化させる動作を行う、請求項１７に記載のジェットプリンタ。
【請求項２０】
ジェット印刷ノズルと、
前記ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴を、飛翔中に、その出力軌道に大きな影響を与えることなく非侵入で検出する手段と、
液滴を非侵入で検出する前記手段と前記ノズルの有効空間関係を変化させる手段と、
を含むジェットプリンタ。
【請求項２１】
第１軌道内の印刷液小滴の少なくとも１つの属性を、第１検出器を用いて非侵入で検出することと、
前記非侵入で検出するステップの後で、前記第１検出器と前記第１軌道の有効空間関係を変化させることと、
前記変化させるステップの後で、前記第１検出器を用いて、同一の属性を、前記第１軌道内の他の印刷液小滴について再び非侵入で検出することと、
を含むジェット印刷方法。
【請求項２２】
ジェット印刷ノズルと、
前記ジェット印刷ノズルによって放出された液滴の属性に応じて動作する複数の検出器と、
前記複数の検出器それぞれの出力に応じて動作する統計処理モジュールと、
を含むジェットプリンタ。
【請求項２３】
前記統計モジュールは、同一のノズルについての検出器読取値に異なる重み付けを行う重み付け論理回路を含む、請求項２２に記載のジェットプリンタ。
【請求項２４】
前記統計モジュールはカルマンフィルタを含む、請求項２２に記載のジェットプリンタ。
【請求項２５】
ジェット印刷ノズルと、
前記ジェット印刷ノズルによって放出された液滴の複数の属性を検出する手段と、
液滴の複数の属性を検出する手段に応じて動作する統計処理手段と、
を含むジェットプリンタ。
【請求項２６】
印刷小滴軌道についての複数の検出器読取値を受け取ることと、
前記印刷小滴軌道についての検出器読取値を統計的に処理することと、
統計的に処理するステップからの結果に基づいて、軌道内の誤差を補正することと
を含むジェット印刷方法。
【請求項２７】
前記統計的に処理するステップは、同一の軌道についての検出器読取値に異なる重み付けを行う、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記受け取るステップは冗長情報を受け取る、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記処理するステップはカルマンフィルタを採用する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記誤差を補正するステップは、３次元における誤差を補正するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴を検出する動作を行う、第１の印刷液小滴検出器と、
前記ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴についての情報を、その軌道に干渉することによって引き出す、第１の液滴衝突検出要素と、
を含むジェットプリンタ。
【請求項３２】
前記第１の印刷液小滴検出器と前記第１の衝突検出要素は、それぞれ、複数の端部対を含み、該複数の端部対はプリンタの並進移動軸に沿った方向において異なる距離で分離され、前記並進移動方向と垂直なテスト方向に沿って異なる距離で配置される、請求項３１に記載のジェットプリンタ。
【請求項３３】
前記第１の印刷液小滴検出器と前記第１の衝突検出要素はいずれもＮ形の形状である、請求項３１に記載のジェットプリンタ。
【請求項３４】
前記ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴についての情報を、その軌道に干渉することによって引き出す第２の液滴衝突検出要素を更に含む、請求項３１に記載のジェットプリンタ。
【請求項３５】
前記第１と第２の液滴衝突検出要素は、それぞれ、複数の端部対を含み、該複数の端部対は、プリンタの並進移動軸に沿った方向において異なる距離で分離され、前記並進移動軸と垂直なテスト方向に沿って異なる距離で配置される、請求項３４に記載のジェットプリンタ。
【請求項３６】
前記第１と第２の液滴衝突検出要素はいずれもＮ形の形状である、請求項３４に記載のジェットプリンタ。
【請求項３７】
前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器はカメラである、請求項３４に記載のジェットプリンタ。
【請求項３８】
前記第１の印刷液小滴検出器は、印刷液小滴の出力軌道に大きな影響を与えることなく、印刷液小滴を検出する動作を行う非侵入の印刷液小滴検出器である、請求項３１に記載のジェットプリンタ。
【請求項３９】
前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器はカメラである、請求項３８に記載のジェットプリンタ。
【請求項４０】
照光小滴の検出を可能にするストロボ照光源を更に含む、請求項３９に記載のジェットプリンタ。
【請求項４１】
前記第１の液滴衝突検出要素は前記カメラの視野内に位置する、請求項３９に記載のジェットプリンタ。
【請求項４２】
前記ジェット印刷ノズルは連続インクジェット印刷ノズルである、請求項３１に記載のジェットプリンタ。
【請求項４３】
前記ジェット印刷ノズルはオンデマンド型インクジェット印刷ノズルである、請求項３１に記載のジェットプリンタ。
【請求項４４】
前記第１の印刷液小滴検出器に応じて動作する小滴軌道誤差補正論理回路を更に含む、請求項３１に記載のジェットプリンタ。
【請求項４５】
前記小滴軌道誤差補正論理回路は、前記第１の印刷液小滴検出器に応じて動作する統計処理モジュールを含む、請求項４４に記載のジェットプリンタ。
【請求項４６】
前記統計処理モジュールは検出器出力重み付け論理回路を含む、請求項４５に記載のジェットプリンタ。
【請求項４７】
前記統計処理モジュールはカルマンフィルタを含む、請求項４５に記載のジェットプリンタ。
【請求項４８】
前記小滴軌道誤差補正論理回路は３次元のうちの任意の次元の誤差を補正する動作を行う、請求項４４に記載のジェットプリンタ。
【請求項４９】
前記小滴軌道誤差補正論理回路は、前記第１の印刷液小滴検出器と前記第１の液滴衝突検出要素とに応じて動作する統計処理モジュールを含む、請求項４４に記載のジェットプリンタ。
【請求項５０】
前記統計処理モジュールは検出器出力重み付け論理回路を含む、請求項４９に記載のジェットプリンタ。
【請求項５１】
前記統計処理モジュールはカルマンフィルタを含む、請求項４９に記載のジェットプリンタ。
【請求項５２】
前記小滴軌道誤差補正論理回路は３次元のうちの任意の次元の誤差を補正する動作を行う、請求項４９に記載のジェットプリンタ。
【請求項５３】
前記第１の液滴衝突検出要素は能動的衝突検出器である、請求項３１に記載のジェットプリンタ。
【請求項５４】
前記第１の印刷液小滴検出器は、飛翔している小滴を検出する動作を行う直接検出器である、請求項３１に記載のジェットプリンタ。
【請求項５５】
ジェット印刷ノズルと、
前記ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴を検出する手段と、
前記ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴についての情報を、その軌道に干渉することによって導き出す手段と、
を含むジェットプリンタ。
【請求項５６】
印刷小滴軌道についての印刷液小滴検出読取値を受け取ることと、
印刷小滴軌道についての液滴衝突検出情報を受け取ることと、
前記非侵入の印刷液小滴検出読取値と前記液滴衝突検出情報の両方に基づいて、プリンタキャリブレーション信号を発行することと、
を含むジェット印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２００４年５月１０日に出願された「ＪＥＴ  ＰＲＩＮＴＥＲ  ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ（ジェットプリンタのキャリブレーション）」という名称の米国特許出願第１０／８４２１９７号からの優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、ジェットプリンタのキャリブレーションに関する。
【背景技術】
【０００３】
インクジェットプリンタはかなりの高速度で高品質カラー画像を印刷できるため、幅広く用いられるようになっている。このようなプリンタのうちの高品質なものは、通常、用紙シートまたは他の記録媒体を支持する回転ドラムと、前記ドラムの表面から間隔をあけて配置され、ドラムの軸と平行に移動するプリントヘッドと、を含む。ドラムとヘッドの移動は連動しており、ドラムの１回転毎にヘッドがドラム表面上の１つ以上のラスタを走査する。プリントヘッドは１つ以上のインクノズル（各インク色に少なくとも１つずつ）を含み、各インクノズルはインク飛沫の噴霧をドラム上の用紙に導くことができる。この噴霧は、走査時に選択された位置において活性化され、インクドットの配列からなる用紙上の画像を印刷する。
【０００４】
インクジェット印刷システムは、オンデマンド型ジェットシステムと連続ジェットシステムとに分類できる。前者では、電気駆動パルスの印加によって、インクが充填された圧力室の体積が急激に減少することで、前記圧力室と連通するノズルからインク飛沫が噴射される。このように、インクの一滴が単一の駆動パルスによって用紙または他の記録媒体上に移送されると、それに続いてシステムが元の状態に戻る。印刷中、連続した駆動パルスに応じて、このような飛沫がジェットとして連続的に噴射されて、所定のドットマトリクスに従って用紙上に画像を印刷する。連続ジェットタイプのシステムでは、連続したインク小滴がジェッタ（jetter）またはノズルから噴射される。これらのうちの指定の小滴は静電的にガター（gutter）内に偏向される一方で、偏向されていない残りの小滴がドラム上の用紙に到達し、そこに、所定のドットマトリクスに応じた印刷画像を形成する。本発明は両方のタイプのジェットプリンタに適用できるが、主として連続ジェットタイプのプリンタに適用した場合について、本発明を説明する。
【０００５】
インクジェットプリンタは、本来、高速高解像度のカラー印刷を行える。ただし、そのためには、プリンタ構成部品の正確な製造および組み立てが必要である。このような正確な製造と組み立てが行われたとしても、プリンタがキャリブレーションされ、プリントヘッドの各種ノズルがドラムに対してとノズル同士に対して正常に配置されない限り、プリンタが全ての色を正常な領域で印刷することはない。プリンタのキャリブレーションについての従来技術の１つの手法では、プローブを採用して、プリンタジェットの水平位置と垂直位置を検出している。提案されている他の手法では、１組のカメラを採用してプリンタジェットの水平位置と垂直位置を検出する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの概括態様において、本発明は、ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴を、飛翔中に、その出力軌道に大きな影響を与えることなく検出する動作を行う、非侵入型の第１印刷液小滴検出器を含むジェットプリンタを特徴とする。アクチュエータは、前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器と前記ノズルの有効空間関係を変化させる動作を行う。
【０００７】
好ましい実施形態において、非侵入型の第１印刷液小滴検出器はカメラであってよい。この小滴検出器は、小滴の流れを検出するように動作できる。前記アクチュエータは、カメラの焦点距離を調整する動作を行える。プリンタは、異なる焦点距離で撮影された画像に応じて動作する統計処理モジュールを更に含むことができる。アクチュエータは前記検出器を移動させる動作を行える。アクチュエータは前記検出器を回転させる動作を行える。アクチュエータは、前述の軌道に相対的に検出器を並進移動させる動作を行える。ノズルは連続インクジェット印刷ノズルであってよい。ノズルは、オンデマンド型インクジェット印刷ノズルであってよい。プリンタは、更に、非侵入型の第１印刷液小滴検出器に応じて動作する小滴軌道誤差補正論理回路を含むことができる。小滴軌道誤差補正論理回路は、非侵入型の第１印刷液小滴検出器に応じて動作する統計処理モジュールを含むことができる。統計処理モジュールは、検出器出力重み付け論理回路を含むことができる。前記統計処理モジュールはカルマンフィルタを含むことができる。非侵入型の第１印刷液小滴検出器はカメラであってよく、前記アクチュエータが前記カメラの焦点距離を調整する動作を行うと共に、前記統計処理モジュールが異なる焦点距離で撮影された画像に基づいて補正値を導出する動作を行う。小滴軌道誤差補正論理回路は、３次元のうちの任意の次元の誤差を補正する動作を行える。プリンタは、更に、ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴を、その出力軌道に大きな影響を与えることなく検出する動作を行う、非侵入型の第２印刷液小滴検出器を含むことができる。また、プリンタは、前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器と第２印刷液小滴検出器とに応じて動作する統計処理モジュールを含む小滴軌跡誤差補正論理回路を包含できる。アクチュエータは、前記非侵入型の第１印刷液小滴検出器と前記ノズルの有効空間関係を変化させる動作とともに、前記非侵入型の第２印刷液小滴検出器と前記ノズルの有効空間関係を変化させる動作を行う。
【０００８】
他の概括態様において、本発明は、ジェット印刷ノズルと、前記ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴を、飛翔中に、その出力軌道に大きな影響を与えることなく非侵入で検出する手段と、液滴を非侵入で検出する前記手段と前記ノズルの有効空間関係を変化させる手段と、を含むジェットプリンタを特徴とする。
【０００９】
更に他の概括態様において、本発明は、第１軌道内の印刷液小滴の少なくとも１つの属性を、第１検出器を用いて非侵入で検出することと、前記非侵入で検出するステップの後で、前記第１検出器と前記第１軌道の有効空間関係を変化させることと、前記変化させるステップの後で、前記第１検出器を用いて、同一の属性を、前記第１軌道内の他の印刷液小滴について再び非侵入で検出することと、を含むジェット印刷方法を特徴とする。
【００１０】
他の概括態様において、本発明は、ジェット印刷ノズルと、ジェット印刷ノズルによって放出された液滴の属性に応じて動作する複数の検出器と、前記複数の検出器それぞれの出力に応じて動作する統計処理モジュールと、を含むジェットプリンタを特徴とする。
【００１１】
好ましい実施形態において、統計モジュールは、同一ノズルについての検出器読取値に異なる重み付けを行う重み付け論理回路を包含できる。統計モジュールはカルマンフィルタを含むことができる。
【００１２】
更に他の概括態様において、本発明は、ジェット印刷ノズルと、ジェット印刷ノズルによって放出された液滴の複数の属性を検出する手段と、液滴の複数の属性を検出する手段に応じて動作する統計処理手段と、を含むジェットプリンタを特徴とする。
【００１３】
他の概括態様において、本発明は、印刷小滴軌道についての複数の検出器読取値を受け取ることと、印刷小滴軌道についての前記検出器読取値を統計的に処理することと、統計的に処理するステップからの結果に基づいて前記軌道内の誤差を補正することと、を含むジェット印刷方法を特徴とする。
【００１４】
好ましい実施形態において、統計的に処理するステップは、同一軌道についての検出器の読取値に異なる重み付けを行うことができる。受け取るステップは、冗長情報を受け取ることができる。処理するステップは、カルマンフィルタを採用できる。誤差を補正するステップは、３次元における誤差を補正するステップを含むことができる。
【００１５】
更なる総括的態様において、本発明は、ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴を検出する動作を行う第１の印刷液小滴検出器と、ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴についての情報を、その軌道に干渉することによって導出する動作を行う第１の液滴衝突検出要素と、を含むジェットプリンタを特徴とする。
【００１６】
好ましい実施形態において、前記第１の印刷液小滴検出器と前記第１の衝突検出要素は、それぞれ複数の端部対を含み、この複数の端部対はプリンタの並進移動軸に沿った方向において異なる距離で分離され、前記並進移動方向と垂直なテスト方向に沿って異なる距離で配置される。第１の印刷液小滴検出器と第１の衝突検出要素は、いずれもＮ形の形状であってよい。プリンタは、更に、ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴についての情報を、その軌道に干渉することによって導出する動作を行う第２の液滴衝突検出要素を含むことができる。前記第１と第２の液滴衝突検出要素は、それぞれ、複数の端部対を含むことができ、この複数の端部対はプリンタの並進移動軸に沿った方向において異なる距離で分離され、前記並進移動方向と垂直なテスト方向に沿って異なる距離で配置される。第１と第２の液滴衝突検出要素は、いずれもＮ形の形状であってよい。非侵入型の第１印刷液小滴検出器はカメラであってよい。第１の印刷液小滴検出器は、印刷液小滴の出力軌道に大きな影響を与えることなく、印刷液小滴を検出する動作を行う非侵入型の印刷液小滴検出体であってよい。非侵入型の第１印刷液小滴検出器はカメラであってよい。プリンタは、更に、照光小滴の検出を可能にするストロボ照光源を含むことができる。第１の液滴衝突検出要素は、カメラの視野内に位置できる。ジェット印刷ノズルは、連続インクジェット印刷ノズルであってよい。ジェット印刷ノズルは、オンデマンド型インクジェット印刷ノズルであってよい。プリンタは、更に、第１の印刷液小滴検出器に応じて動作する小滴軌道誤差補正論理回路を包含できる。小滴軌道誤差補正論理回路は、第１の印刷液小滴検出器に応じて動作する統計処理モジュールを含むことができる。この統計処理モジュールは、検出器出力重み付け論理回路を包含できる。統計処理モジュールはカルマンフィルタを含むことができる。小滴軌道誤差補正論理回路は、３次元のうちの任意の次元の誤差を補正する動作を実行できる。小滴軌道誤差補正論理回路は、第１の印刷液小滴検出器と第１の液滴衝突検出要素とに応じて動作する統計処理モジュールを含むことができる。この統計処理モジュールは検出器出力重み付け論理回路を包含できる。統計処理モジュールはカルマンフィルタを含むことができる。小滴軌道誤差補正論理回路は、３次元のうちの任意の次元の誤差を補正する動作を実行できる。第１の液滴衝突検出要素は、能動的衝突検出器であってよい。第１の印刷液小滴検出器は、飛翔している小滴を検出する動作を行う直接検出器であってよい。
【００１７】
他の概括態様において、本発明は、ジェット印刷ノズルと、ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴を検出する手段と、ジェット印刷ノズルによって放出された印刷液小滴についての情報を、その軌道に干渉することによって導き出す手段と、を含むジェットプリンタを特徴とする。
【００１８】
更に他の概括態様において、本発明は、印刷小滴軌道についての印刷液小滴検出読取値を受け取ることと、印刷小滴軌道についての液滴衝突検出情報を受け取ることと、非侵入型の印刷液小滴検出読取値と液滴衝突検出情報の両方に基づいてプリンタキャリブレーション信号を発行すること、とを含むジェット印刷方法を特徴とする。
【００１９】
本発明に係るシステムは、比較的簡単なキャリブレーションハードウェアを用いて、高速、精密、堅牢な、インクジェットプリンタのキャリブレーションを実現するという点で特に有利である。このハードウェアは、単一のカメラを必要とするのみで、追加の移動部品なしで動作できる。このため、比較的少ない費用でプリンタにキャリブレーションハードウェアを装備できると共に、そのシステムのキャリブレーションを不必要に遅延することなく頻繁に実行できる。
【００２０】
また、カルマンフィルタ処理等の統計的手法の利用によって、プリンタは所定のカメラから最大限の利益を得ることができる。これにより、極めて正確にプリンタをキャリブレーションでき、ひいては印刷品質を向上できる。一連の低品質画像から情報を抽出する、統計的手法の機能は、この機能を用いない場合に必要になるものよりも遥かに低価格のカメラの利用を可能にする。統計的手法は、また、２つ以上の同一または異なる検出器から情報を引き出して、より正確でより高精度な、あるいはそのいずれかを実現したキャリブレーションを達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係るジェットプリンタ１０は、印刷基板送り機構と、プリントヘッド１４と、検出器１６と、ジェットキャリブレーションモジュール１８と、を含む。前記送り機構は、印刷基板２０を支持する印刷ドラム１２を含むことができるが、本発明は、各種異なる送り機構、たとえば、プラテンやウェブをベースとした機構に適用できる。プリントヘッドは、１つ以上のジェットアセンブリ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ、・・・２２Ｎを包含でき、各ジェットアセンブリは、周知のインクジェット印刷技法に従って基板上にインクを滴下する１つ以上のノズルを含む。これらの技法に関する詳細な情報は、２０００年１０月１２日に出願された、「ＩＮＴＥＲＬＥＡＶＥＤ  ＰＲＩＮＴＩＮＧ（差し込み印刷）」という名称の米国特許第６，６２６，５２７号明細書内で入手できる。ジェットプリンタキャリブレーションの目的は、「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＭＥＡＮＳ  ＦＯＲ  ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＮＧ  ＡＮ  ＩＮＫ  ＪＥＴ  ＰＲＩＮＴＥＲ（インクジェットプリンタのキャリブレーション方法および手段）」という名称の米国特許第５，１６０，９３８号明細書と、２００３年１０月９日に公開された「ＪＥＴ  ＰＲＩＮＴＥＲ  ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ（ジェットプリンタキャリブレーション）」という名称の米国公開出願第２００３０１８９６１１号明細書に詳しく説明されている。
【００２２】
検出器１６は、集束レンズが搭載された安価なＣＭＯＳベースの集積回路を含むことができるが、他のタイプの検出器も利用できる。この検出器１６はリードねじ機構等の駆動機構に搭載でき、これにより、検出器１６のノズルに対する相対移動を実現できる。ただし、プリントヘッドが駆動式キャリッジに搭載されているプリンタでは、キャリッジの動作自体が、ノズルと固定検出器の相対移動を提供できる。また、中間光学要素を移動させて、検出器とノズルの効果的な相対移動を生成することも可能で、この中間光学要素の移動は、鏡を移動させたり、あるいはレンズアセンブリの焦点を調整したりすることにより実現できる。また、キャリブレーションは、通常、専用のキャリブレーションルーチンの実行時にドラム１２側で行われるが、このキャリブレーションについては、ドラム上方での実行と印刷時の実行の少なくともいずれかが可能である。ジェットキャリブレーションモジュールは、独立したハードウェアやソフトウェアの実体の一部であっても、あるいは、既存の実装プロセッサ内のプログラム実体の形式のように、プリンタの他の部品に内蔵することもできる。
【００２３】
動作において、相対移動は、ノズルと検出器の間でなされる。これら２つの要素が相手に対して移動する時に、検出器は一連の読取値を取得する。検出器がカメラである場合、その読取値は異なる視点位置からの一連の２次元画像である。ここで、ジェットキャリブレーションモジュールは、移動軸に沿ったノズルの位置（ｘ）と検出器からの距離（ｙ）を再構築できる。
【００２４】
この再構築には直進三角法（straightforward trigonometric）の手法を採用できるが、カルマンフィルタ処理等の統計的手法を利用すると好ましい。カルマンフィルタ処理は、カルマンフィルタと呼ばれる最適化された再帰型フィルタを用いるもので、このカルマンフィルタは、利用可能な測定値をその精度に関わりなく処理し、対象とする状態変数の現在値を推定する。カルマンフィルタ処理の実装では、共分散行列を採用して現在の推定値の信頼性を表す。カルマンフィルタ処理についての詳細情報は、たとえば、ローバー・グローヴァー・ブラウン（Ｒｏｂｅｒ  Ｇｒｏｖｅｒ  Ｂｒｏｗｎ）、パトリック・Ｙ．Ｃ．ホワン（Ｐａｔｒｉｃｋ  Ｙ．Ｃ．  Ｈｗａｎｇ）、ジョン・ワイリーアンドサンズ（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ）著による「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｓｉｇｎａｌｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｋａｌｍａｎ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ（ランダム信号と応用カルマンフィルタ処理の概要）」、第３版（１９９９年）から入手できる。
【００２５】
カルマンフィルタは、各画像内で認識できる一部またはすべてのノズルについてのｘ，ｙの距離に適用できる。異なる画像において、カメラに対するノズルの位置は変化するものであるため、一部の画像における測定値は他のものより精度が劣ることになるが、カルマンフィルタは、測定値の信頼性に基づいて測定値に重み付けするように設定される。したがって、総合的な結果は、基本的に、異なる重み付けが行われた測定値の集合である。対象のノズルがカメラに対して最適な位置にある画像の測定値のみに頼ることも可能であり、また恐らく魅惑的（tempting）でもあるが、他の画像からの精度の劣る測定値から得る重み付けされた情報の集合は、概して、総合的な結果の精度を向上させる。
【００２６】
現在のところ、カルマンフィルタ処理は好ましい手法であるが、特定の状況では他の統計的方法が適切である場合もある。これらの方法には、カルマンフィルタ処理の属性のすべてではないがその一部の属性、たとえば、再帰、入力の重み付け、冗長ソースからの情報の分離等を採用する単純化されたフィルタを採用できる。また、目的物を異なる方法で比較できる他のタイプの統計的方法も適用できる。
【００２７】
図２を参照しながら、プリンタ１０のキャリブレーションについて詳しく説明する。キャリブレーションは、配列の始点（または反対側）にカメラを移動して開始される（ステップ３０）。次に、プリンタが、前回の走査からの時間長さに基づいて、各ジェットの推定精度（共分散行列）を更新する（ステップ３２）。ここで、検出器は、読取値（たとえば、画像）を取得でき（ステップ３４）、キャリブレーションモジュール１８は、画像内に位置する可能性が最も高いノズルを判定できる（ステップ３６）。新たに取得した画像内の各ノズルについて、キャリブレーションモジュールは、ノズルの角度と検出器の位置をカルマンフィルタに適用する（ステップ３８）。この処理は、配列の最後に達するまで繰り返される（ステップ４０）。
【００２８】
一実施形態において、前記フィルタは、ｘ位置とｙ位置の２状態を持つ拡張カルマンフィルタである。各ジェットは、それぞれ固有の２×１状態と２×２共分散行列を持つ。まず、各ジェットのｘ位置とｙ位置は、オリフィスプレートに対応する位置に設定される。ここで、これらの位置はすべて完全に直線を示し、分散の対角（diagonal）は、二乗測定点においてＲＭＳ精度に設定されることが想定されている。
【００２９】
フィルタの各繰り返しでの入力は、現在の想定ジェット位置と、共分散と、カメラ位置と、測定角度である。出力は、新たに推定されたジェット位置と共分散である。遷移行列は恒等式であるため、方程式から除外される。
【００３０】
１つのジェットについて、列は次のように表現できる。
EANGLE=atan2(JET(2)-CAMERA(2),JET(1)-CAMERA(1));
H=[-sin(EANGLE)^2/ (JET(2)-CAMERA(2)), cos(EANGLE)^2/ (JET(1)-CAMERA(1))];
RES=EANGLE-ANGLE;
K=M*H'*(inv(H*M*H'+R));
P=(I-K*H)*M;
JET=JET-K*RES’;
P=P+QDT;
Where:（上式において、）
H=1x2 Partial derivatives of angle with respect to Xpos and Ypos Equal to zero if not in picture.（ピクチャ内にない場合、ゼロに等しいＸｐｏｓとＹｐｏｓを基準にした角度の偏導関数）
CAMERA=2x1 Camera Xpos Ypos
JET=2x1 Jet Position Xpos, Ypos（ジェット位置Ｘｐｏｓ，Ｙｐｏｓ）
EANGLE= 1x1 Expected Angle between camera and jet（カメラとジェットが成す予測角度）
ANGLE=Actual measured angle between camera and jet（カメラとジェットの実測角度）
R= 1x1 Measurement noise Variance in radians (Square of RMS)（ラジアン単位の測定雑音差異（ＲＭＳの二乗））
RES= 1x1 Residual error between what the expected and actual angle（予測角度と実角度の残差）
K= 2x2 Kalman Gain（カルマンゲイン）
P= Covariance Matrix（共分散行列）
QDT=2x2 Additive drift variance. Diagonal is DriftBetweenPictures^2 or DriftBetweenCalibrations^2（付加ドリフト分散。対角はＤｒｉｆｔＢｅｔｗｅｅｎＰｉｃｔｕｒｅｓ＾２またはＤｒｉｆｔＢｅｔｗｅｅｎＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎｓ＾２）
【００３１】
下記のＭＡＴＬＡＢプログラムのサンプルは、前述のフィルタ動作をより詳細に示す。
【数１】
2007537071.tif 000003
2007537071.tif 000004
2007537071.tif 000005
【００３２】
前述したキャリブレーション方法は、各種の手法を用いて変更できる。２次元測定の代わりに３次元測定を実行してもよい。また、焦点合わせ機構は必要ではないが、カメラに自動焦点システムを用いて、カルマンフィルタに角度と距離を含め、角度のみの利用よりも精度を上げるようにしてもよい。カメラはｚ軸を中心に回転する機構を内蔵できるので、異なる角度（たとえば、βではなくα）で追加のパスをカメラに規定できる。これにより、より正確な結果に応じたカメラの角度キャリブレーションも実現できる。複数のカメラも利用できるが、それらの角度応答性をキャリブレーションすることは単一の回転カメラの場合よりも難しくなる傾向がある。
【００３３】
図３を参照して説明すると、カメラ等の第１検出器５０Ａの使用を１つ以上の他の検出器（たとえば５０Ｎ）と組み合わせることもできる。これら他の検出器はカメラであっても、あるいは衝突プローブのような、タイプの異なる１つ以上の検出器であってもよい。この組み合わせ方式において、追加の検出器の使用は、追加のキャリブレーション情報を提供でき、この追加の情報は、カルマンフィルタ等の統計処理モジュール５２に追加入力を行うことによって、種類の更なる測定値（たとえば、５４Ｍ−ｘ位置、ｙ位置、角度情報）と、既存の測定値（たとえば５４Ａ）のより正確な実装の少なくともいずれかを得られる。
【００３４】
図４を参照して説明する。一例において、Ｎ形プローブ５６等の衝突プローブを用いて、ノズルの位置と速度を測定し、カメラ１６を用いてノズルの角度を測定する。この例では、上記で参照した「ＪＥＴ  ＰＲＩＮＴＥＲ  ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＯＮ（ジェットプリンタキャリブレーション）」という名称の公開出願に記載されるように、カメラが第２のレールに搭載され、図１に示したようなプリントキャリッジの移動方向に平行な方向２６に移動できる一方で、Ｎ形プローブ５６は印刷媒体に対して静止した状態に保たれる。また、この構成に第２のＮ形プローブ５８を追加して、深さ（Δｚ）測定を実行することもできる。
【００３５】
カメラと、プローブと、他のタイプの検出器のうちの少なくともいずれかを各種の他の方法で組み合わせることで、多数の異なるキャリブレーション変数をモニタできる。これらの検出器は、小滴の流れの位置を検出することによって、ノズル位置等の変数を直接検知できる。また、これらの検出器は、同一の変数を、たとえば、小滴が付着した後で小滴についての位置測定を行う等で、間接的に検知することもできる。また、受動衝突要素を用いて小滴のフローをマスキングし、次に、そのマスクを貫通した小滴についての情報を、第２の衝突検出器や非侵入型検出器で取得する等により、複合検知構成を提供することもできる。小滴軌道誤差補正論理回路に対応した検出器と伝達関数の特定の組の選択は、印刷速度と、小滴サイズと、目標キャリブレーション時間と、検出器パラメータの少なくともいずれかを含む各種プリンタ設計変数に応じて異なるものとなる。
【００３６】
カメラを用いる実施形態は、高輝度ストロボ光源６０で照光した場合に、より正確に動作するようになる。この点は、スウェーデンのルンドに所在するＬｕｎｄ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙのボウ・サミュエルソン（Ｂｏ  Ｓａｍｕｅｌｓｓｏｎ）による「Ｉｎｋ  Ｊｅｔ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｏｌｏｒ  Ｉｍａｇｅｓ（カラー画像のインクジェット印刷）」（１９８７年１月）に説明されている。検出器の範囲を一部重複した形にすることも好ましく採用できる。たとえば、カメラの視野内に衝突検出器を配置することにより、２つの検出器の読取値の間に正確な対応点を設けることができる。これにより、検出器の相対位置が不正確なことに起因する誤差を削減または排除できる。
【００３７】
本発明について、いくつかの特定の実施形態に関連付けて説明した。ただし、本発明の範囲内にあると考えられる多数の変更は、当業者には明らかなものとなるであろう。説明のための実施形態では、ドラムに支持された基板上の付着インクが用いられたが、本発明は他のタイプのシステム、たとえば、プラテンベースのプリンタ、ウェブベースのプリンタ、プレートセッタ（plate setter）等にも適用できる。したがって、本発明の範囲は、ここに添付する請求項の範囲によってのみ規定されるものである。また、請求項の提示順序は、請求項内の特定の用語の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るジェットプリンタの要素を示すブロック図である。
【図２】図１のジェットプリンタに用いるカルマンフィルタの動作を示すフローチャートである。
【図３】図１のシステムで利用できる複数検出器キャリブレーションシステムを示すブロック図である。
【図４】三重検出器キャリブレーションシステムを採用した、本発明に係るジェットプリンタの要素を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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