(57)【要約】  １つのノズルバンクのもう１つのノズルバンクに対する向き及び／又は位置を調整することによって、又は、作動を選択制御することによって互いに位置合わせ及び見当合わせされなければならない２つ以上のプリントヘッドノズルバンクを使用するプリンタにおいて、画像アーチファクトを低減する方法を与える。この方法では、個別のドットが、ターゲット受像媒体上にノズルバンクによって印刷される。受像媒体又はその複製の試験がスキャナによって行われ、ドットの位置に関する情報が生成される。ドットの位置に関する情報から、理想位置からのドットのエラー配置の決定が行われる。ノズルバンクの位置合わせは、配置において決定された任意のエラーに応じて行われる。
2007508169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタ機器の様々なノズルバンクによって生成されるドットの印刷を位置合わせする方法であって、
（ａ）受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する１つのノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第１のドットを印刷する段階と、
（ｂ）受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する第２のノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第２のドットを印刷する段階と、
（ｃ）前記第２のドットの少なくとも一部について配置エラーを決定する段階と、
（ｄ）配置において決定された任意のエラーに応じて前記第２のノズルバンクの位置合わせを調整する段階と、
を含み、
前記第２のドットは、前記第１のドットから間隔がおかれ、
前記第２のドットの少なくとも一部は、前記第１のドットの少なくとも一部に対して、前記第２のドットの前記少なくとも一部を噴出した前記第２のノズルバンク上のノズルと、前記第１のドットの前記少なくとも一部を噴出した前記第１のノズルバンク上のノズルとの間の各ノズル間隔より近い距離に位置付けられる方法。
【請求項２】
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクは、異なる色のインクを印刷する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクは、同じ色のインクを印刷する請求項１記載の方法。
【請求項４】
相対ドット配置を決定するようスキャナで前記受像媒体上の前記第１のドット及び前記第２のドット、又はその複製を走査する段階を含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記受像媒体上の前記ドット又はその複製を走査する段階は、前記プリンタ機器上のキャリッジから離れた位置にあるスキャナによって行われる請求項４記載の方法。
【請求項６】
デジタルカメラを用いて前記ドットの画像をデジタル化する段階を含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクは、前記受像媒体上の様々な位置にドットを与えるよう動き、
前記第１のドット及び前記第２のドットの一部は、異なるパスの間に印刷される請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクは、異なる色のインクを印刷する請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクは、同じ色のインクを印刷する請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクのうち少なくとも１つは、異なる液滴サイズのインクを印刷する請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクのうち少なくとも１つは、異なる液滴サイズのインクを印刷する請求項１記載の方法。
【請求項１２】
段階（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、前記受像媒体に対する前記ノズルバンクの異なる間隔において繰り返される請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
段階（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、前記受像媒体に対する前記ノズルバンクの異なる間隔において繰り返される請求項７記載の方法。
【請求項１４】
段階（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、前記受像媒体に対する前記ノズルバンクの異なる間隔において繰り返される請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記第２のドットの前記少なくとも一部の少なくとも一部は、前記第１のドットの少なくとも一部を印刷するのに使用する前記ノズルバンクの動作のパスとは異なるパスの間に印刷される請求項１記載の方法。
【請求項１６】
どのパスにおいてどのドットをどのノズルが印刷したかについての情報に基づいてエラーが決定される請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
インクジェットプリンタ機器の様々なノズルバンクによって生成されるドットの印刷を位置合わせする較正方法であって、
（ａ）受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する１つのノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第１の色の第１のドットを印刷する段階と、
（ｂ）前記受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する第２のノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第２の色の第２のドットを印刷する段階と、
（ｃ）前記受像媒体又はその複製の試験を介して前記受像媒体上に印刷された前記ドットに関するカラー情報を生成する段階と、
（ｄ）前記第２のドットの位置を特定するよう前記カラー情報を使用する段階と、
（ｅ）前記第２のドットの少なくとも一部について配置エラーを決定する段階と、
（ｆ）配置において決定された任意のエラーに応じて前記第２のノズルバンクの位置合わせを調整する段階と、
を含み、
前記第１のドットは、所定のパターンで印刷され、
前記第２のドットの前記少なくとも一部は、前記パターン内に印刷される方法。
【請求項１８】
段階（ｃ）において、スキャナが、前記プリンタ機器上のキャリッジから離れた位置において前記受像媒体を走査する請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクは、前記受像媒体上の様々な位置にドットを与えるよう動き、
前記第２のドットの前記少なくとも一部の一部は、１つのパスの間に印刷され、前記第２のドットの前記少なくとも一部のその他は、異なるパスの間に印刷される請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクのうちの少なくとも１つは、較正動作のために前記受像媒体上に異なる液滴サイズのインクを印刷する請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
段階（ａ）及び（ｂ）は、前記受像媒体に対する前記ノズルバンクの異なる間隔において繰り返される請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
段階（ａ）及び（ｂ）は、前記受像媒体に対する前記ノズルバンクの異なる間隔において繰り返される請求項１７記載の方法。
【請求項２３】
どのバスにおいてどのドットをどのノズルが印刷したかについての情報に基づいてエラーが決定される請求項１７記載の方法。
【請求項２４】
前記配置エラーが、前記第２のノズルバンクの回転位置における可能なエラーについて試験される請求項１７記載の方法。
【請求項２５】
前記第２のノズルバンクの前記回転位置は、前記第２のノズルバンクの回転の所定の関係点に対して決定される請求項１７記載の方法。
【請求項２６】
前記第２のノズルバンクの前記位置合わせに対する調整は、前記配置エラーの決定に応答して自動的に行われる請求項１７記載の方法。
【請求項２７】
前記第２のノズルバンクの前記位置合わせに対する調整は、ディスプレイ上に表示される請求項１７記載の方法。
【請求項２８】
前記パターン内に印刷され且つ前記第２のノズルバンクにおける各第２のノズルによって印刷される前記第２のドットの前記少なくとも一部の少なくとも一部は、前記パターン内に印刷され且つ前記第１のノズルバンク上の各第１のノズルによって印刷される第１のドットに対して、前記第２のノズルと前記第１のノズルとの間の各ノズル間隔より近い請求項１７記載の方法。
【請求項２９】
プリンタ機器の様々な記録素子バンクによる画素の記録を位置合わせする方法であって、
記録媒体上に、少なくとも第１のバンク及び第２のバンクのそれぞれの複数の記録素子によって個別の画素の所定パターンを印刷する段階と、
前記プリンタ機器から前記記録媒体を取り出す段階と、
前記印刷されたパターンにおける画素の位置に対する電子情報を得るために少なくとも５００ＤＰＩの解像度で前記記録媒体及びその複製を試験する段階と、
前記画素の各中心を決定するために前記情報を処理する段階と、
前記バンクが適切に位置合わせされた場合に前記中心があるべき位置からの前記画素の前記決定された中心の位置におけるエラーを決定する段階と、
１つのバンク或いは複数のバンク、又は、前記１つのバンク或いは前記複数のバンクにおける記録素子の、前記１つのバンク或いは前記複数のバンク、又は、前記１つのバンク或いは前記複数のバンクにおける記録素子によって記録される画素の位置合わせを向上するよう必要な調整を決定する段階と、
必要な調整の決定に応じて少なくとも１つのバンク又はその中の前記記録素子の少なくとも一部によって記録される画素の位置合わせを調整する段階と、
を含み、
各個別の画素は、前記記録素子のうちの単一の記録素子によって印刷される方法。
【請求項３０】
バンク又はその中の記録素子の必要な調整を決定する段階において、前記バンクの回転調整の必要に関する信号が与えられる請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
少なくとも１つのバンク又はその中の前記記録素子の少なくとも一部によって記録される画素の位置合わせを調整する段階において、位置合わせ調整は、前記バンクをピボットさせることによって行われる請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
前記画素のパターンは、前記バンクのうちの少なくとも１つの複数のパスによって印刷される請求項２９記載の方法。
【請求項３３】
前記記録素子はインクジェットノズルであり、前記画素はドットである請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記記録媒体上のパターン内に印刷され、前記第２のノズルバンクにおける各第２のノズルによって印刷される第２のドットの少なくとも一部は、前記第２のノズルと前記第１のノズルとの間の各ノズル間隔より前記パターン内に印刷され、前記第１のノズルバンク上の各第１のノズルによって印刷される第１のドットに近い請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
バンクの位置合わせの調整は、バンクの位置合わせエラーを補正する記録素子の作動のタイミングに対する情報を与えることにより行われる請求項２９記載の方法。
【請求項３６】
前記画素は、異なる色の画素を決定するようカラースキャナによって走査される請求項２９記載の方法。
【請求項３７】
インクジェットプリンタ機器の様々なノズルバンクによるドットの印刷を位置合わせする較正方法であって、
（ａ）受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する１つのノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第１のドットを印刷する段階と、
（ｂ）前記受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する第２のノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第２のドットを印刷する段階と、
（ｃ）前記受像媒体又はその複製の試験を介して前記受像媒体上に印刷された前記ドットに関する情報を生成する段階と、
（ｄ）前記第２のドットの位置を特定するよう前記情報を使用する段階と、
（ｅ）前記第２のドットの少なくとも一部について配置エラーを決定する段階と、
（ｆ）配置において決定された任意のエラーに応じて前記第２のノズルバンクの位置合わせを調整する段階と、
を含み、
前記第１のドットは、所定のパターンで印刷され、
前記第第２のドットの前記少なくとも一部は、前記パターン内に印刷される方法。
【請求項３８】
段階（ｆ）において、前記第２のノズルバンクの位置合わせにおける調整は、前記第２のノズルバンクの位置合わせエラーを補正するノズルの作動のタイミングを調整することによって行われる請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
段階（ｆ）において、前記第２のノズルバンクにおけるノズルの作動のタイミングの様々な調整が、前記第２のノズルバンクにおける位置合わせエラーを補正するようそのノズルによって噴出される異なる液滴サイズに対して与えられる請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
段階（ｃ）において、前記受像媒体は、前記受像媒体上に印刷される最小ドットの直径の少なくとも５倍の解像度で走査される請求項３７記載の方法。
【請求項４１】
前記第１のドットは、前記第２のドットとは異なる色で印刷される請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
段階（ｄ）において、ドットの質量中心の位置が決定される請求項３７記載の方法。
【請求項４３】
第１のドット及び第２のドットの前記パターンは、標準グラフィック情報ファイルとしてフォーマット化されたファイルから印刷される請求項３７記載の方法。
【請求項４４】
前記第１のノズルバンクは、単一のパスの間に印刷されたドットの基準ドット位置を決定する請求項３７記載の方法。
【請求項４５】
記録媒体上に様々なドットサイズを形成するよう様々な作動信号に応答して様々な液滴サイズの液体液滴を噴出可能なノズルを有するインクジェットプリンタによって噴出された液滴の位置合わせ方法であって、
前記ノズルに関連付けられるアクチュエータに各信号の起動を開始する様々なタイミングを供給し、それにより、前記ノズルによって噴出される様々な液滴サイズを生成する及び様々なサイズの液滴の噴出における位置合わせエラーを補正する際に、１つの液滴サイズの液滴を生成するための前記作動信号の起動を開始するタイミングが、第２の及び異なる液滴サイズの作動信号の起動を開始するタイミングに対する調整を有して与えられる段階を含む方法。
【請求項４６】
ノズルバンク上に形成される一連のノズルを有するインクジェットプリンタによって噴出される液滴を位置合わせする方法であって、
受像媒体上を亘る前記ノズルバンクの複数のパスの間に前記ノズルバンクから複数のノズルによって記録される複数の個別のドットを生成する段階と、
前記個別のドットのうちの少なくとも１つの配置におけるエラーを決定する段階と、
前記ノズルバンクによってドットの記録におけるエラーを補正する段階と、
を含み、
前記個別のドットの少なくとも一部は、異なるパスの間に記録され、
１つのパスの間に１つのノズルによって記録された個別のドットは、第２のパスの間に前記第２のノズルによって記録された第２の個別のドットに対して、前記受像媒体上において、前記ノズルバンク上の前記第１のノズルと第２のノズルとの間の間隔より近い距離において間隔がおかれる方法。
【請求項４７】
複数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドによる記録におけるエラーを補正する方法であって、
記録媒体に対して前記プリントヘッドを動かして、特定のノズルが各パスの間に各個別のドットを形成するよう前記記録媒体に対する前記プリントヘッドの動作の複数のパスのそれぞれの間に前記記録媒体上に個別のドットを形成する段階と、
予想位置と、前記ドットが記録された各パスに応じて記録されたドットの位置を決定するよう前記記録媒体を解析する段階と、
予想位置に対するドットの位置におけるエラーを決定する段階と、
前記プリントヘッドによるドットの記録を補正するよう決定されたエラーを使用する段階と、
を含む方法。
【請求項４８】
複数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドによるドットの記録におけるエラーを補正する方法であって、
前記インクジェットプリントヘッドによって記録されるべき個別のドットの画像ファイルを生成する段階と、
前記インクジェットプリントヘッドの複数のパスにおいて受像媒体上に前記個別のドットを印刷する段階と、
各ノズルによるドットの配置におけるエラーを決定する段階と、
前記エラーを補正するよう前記インクジェットプリントヘッドの位置合わせ又は前記ノズルの噴出時間における調整を与える段階と、
を含み、
前記画像ファイルは、標準グラフィックディスプレイファイル形式である方法。
【請求項４９】
複数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドによるドットの記録におけるエラーを補正する方法であって、
受像媒体上に複数のパスのそれぞれにおいて各ノズルからの個別のドットを形成する段階と、
１つのパスと第２のパスについて各ノズルによるドットの配置におけるエラーを決定する段階と、
前記エラーを補正するよう前記プリントヘッドの位置合わせ又は前記ノズルの噴出時間における調整を与える段階と、
を含み、
前記１つのパスの間の前記プリントヘッドからの前記受像媒体の間隔は、前記第２のバスの間の前記プリントヘッドからの前記受像媒体の間隔とは異なる方法。
【請求項５０】
複数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドによるドットの記録におけるエラーを補正する方法であって、
受像媒体上に複数のパスのそれぞれにおいて各ノズルからの個別のドットを形成する段階と、
１つのパスと第２のパスについて各ノズルによるドットの配置におけるエラーを決定する段階と、
前記エラーを補正するよう前記プリントヘッドの位置合わせ又は前記ノズルの噴出時間における調整を与える段階と、
を含み、
前記１つのパスの間の前記受像媒体に対する前記プリントヘッドの速度は、前記第２のバスの間の前記受像媒体に対する前記プリントヘッドの速度とは異なる方法。
【請求項５１】
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクは、同じ色のインクを噴出し、
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクの両方は、前記高速走査方向における動作のためにキャリッジ上に支持され、
前記第１のノズルバンク及び前記第２のノズルバンクは、前記同じ色とは異なる色のインクを噴出する追加のノズルバンクによって前記高速走査方向において離される請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、一般的に、例えば、インクジェット印刷といった印刷の分野、また、より具体的には、インクジェット印刷の分野において、インクジェットプリンタにおけるインクジェットノズルバンク即ちモジュールを位置合わせする方法に係る。本願において広く使用するように、ノズルバンクの位置合わせは、ノズルバンクの向き及び／又は位置の調整によって、並びに適切なドット配置を制御するようノズルバンクの各ノズルの作動の選択制御を介して、制御することが可能である。
【０００２】
［発明の背景］
インクジェット印刷は、デジタル信号に応答して画像記録素子内に画素毎にインク液滴を堆積させることによって画像を生成するノンインパクト方法である。所望の画像を得るために受像体上へのインク液滴の堆積を制御するよう様々な方法が使用されうる。ドロップオンデマンドインクジェット印刷として知られる１つの処理では、所望の画像を形成するよう個々の液滴が必要に応じて記録媒体上に噴出される。ドロップオンデマンド印刷においてインク液滴の噴出を制御する一般的な方法は、圧電変換器と、加熱されたアクチュエータを用いた熱気泡形成が関連する。加熱されたアクチュエータに関して、ノズル内の好適な場所又はノズル開口に配置された加熱器は、選択されたノズル内のインクを加熱し、それにより、画像データに応じて選択されたノズルにおける液滴が、記録媒体に向けて噴出される。圧電変換器に関して、圧電材料が、各ノズルと共に使用され、この材料は、電界が加えられるとその材料の中に機械的な応力が生じ、それにより、作動するよう選択されたノズルから液滴が選択的に噴出されるような特性を有する。プリントヘッドに信号として与えられる画像データは、受像シート上の特定の画素位置にむけて各ノズルからそれぞれの液滴を噴出するために選択されるノズルを決定する。特許文献に記載される一部のドロップオンデマンドインクジェットプリンタは、圧電アクチュエータと加熱されたアクチュエータの両方を使用する。
【０００３】
コンティニュアスインクジェット印刷として知られる別の処理では、各ノズルから液滴の連続ストリームが放出され、記録部材の表面上の各画素位置上に画像に関して制御された方法で偏向される。同時に、一部の液滴は選択的に捕捉され、記録部材に到達することが阻止される。インクジェットプリンタは、デスクトップ文書及び写真画像化から、短時間印刷及び産業ラベリングまでの市場範囲に亘って多く用いられている。
【０００４】
一般的なインクジェットプリンタは、間隔があけられたノズルのアレイを含むプリントヘッドからインクの小さな液滴を噴出させ、インク液滴が、丸いインクドットを形成するよう選択された画素位置において受像媒体（一般的に、紙、コーティングされた紙等）上に着弾することによって画像を再現する。通常は、液滴は、それぞれのドット中心が、水平方向及び垂直方向において等間隔を有する直線グリッド、即ち、ラスタ上になって堆積される。インクジェットプリンタは、同じサイズのドットのみ又は可変サイズのドットを生成可能である能力を有しうる。可変サイズのドットを生成可能なインクジェットプリンタは、（マルチトーン）又はグレイスケールインクジェットプリンタと呼ばれる。何故なら、ページにおける各選択画素位置において複数の濃度トーンを生成可能だからである。
【０００５】
インクジェットプリンタは更に、ページ幅プリンタ又はスワス（swath）プリンタであることによっても区別されうる。ページ幅プリンタの例は、米国特許第６，３６４，４５１号Ｂ１及び第６，４５４，３７８号Ｂ１に記載される。これらの特許に記載されるように、「ページ幅プリントヘッド」という用語は、１ページ上に一度に１ラインを印刷する印刷領域を有するプリントヘッドを意味する。このラインは、ページの長辺又は短辺のいずれかに平行である。ラインは、ページがプリントヘッドを通り過ぎる際に１ライン全体が印刷され、プリントヘッドは静止している。即ち、プリントヘッドは、ページ上をラスタ又はトラバース走査しない。これらのプリントヘッドは、非常に多数のノズルを有することを特徴とする。参照した米国特許は、１つのプリントヘッドのうちのノズルのどれかに不具合が生じた場合に、プリンタは、第２のプリントヘッドの選択されたノズルが第１のプリントヘッドの不具合を生じたノズルの代わりとなるよう設けられる該第２のプリントヘッドを含みうることを開示する。
【０００６】
今日では、ページ幅インクジェットプリントヘッドの製造は比較的複雑であり、また、あまり広く普及していない。更に、互いに隣接するインク液滴の同時配置は、液滴の融合をもたらしてしまい、比較的画質の良くない画像をもたらすので、高解像度印刷に関する問題がある。
【０００７】
その一方で、スワスプリンタはかなり人気があり、また、プリントヘッドのノズルの数が相当に少ないので相対的に安価である。更に、スワス印刷の使用時、且つ、各パスの際にある領域を印刷するための複数のパスにおいて、ドット配置は、隣接する液滴が、受像部材上に同時に又は実質的に同時に堆積されないよう選択的になされうる。「インタレース」、「印刷マスク」、又は「マルチパス印刷」として呼ばれる方法を使用して隣接するドットの印刷間の時間遅延を増加する方法を記載する多くの技術が従来技術にある。更に、１次元的な周期的アーチファクト、即ち、「バンディング」を減少するための技術も従来技術に存在する。これは、低速走査方向において、紙又は他の受像媒体を、プリントヘッド幅より小さい増分で前進させることにより、プリントヘッドの連続パス又はスワスが重なるようにすることによって達成される。プリントマスキングの技術とスワスオーバーラッピングの技術は一般的に組み合わされる。「プリントマスキング」の用語は、一般的に、受像媒体に対してプリントヘッドの複数のパスにおいて画像画素のサブセットを印刷することを意味する。スワス印刷では、列状に配置される複数のノズルを有するプリントヘッドは、印刷されるべきページを横断する高速走査方向で横断する。この横断は、ノズルの列の配列方向に垂直である。
【０００８】
Miller外の名前で出願された共通の譲受された米国特許第６，４６４，３３０号Ｂ１を参照するに、スワスプリンタに使用されるプリントヘッドの例が記載される。この特許の開示内容は、本願に参考として組み込む。添付図１を参照するに、印刷されるべきインクの各色用のプリントヘッド３１は、この実施例では、２つのプリントヘッドセグメント又はモジュール又はノズルバンク３９Ａ及び３９Ｂを含む。各プリントヘッドノズルバンクは、２つの部分的にずらされたノズル列を含み、各ノズル列におけるノズルは、列における隣接するノズル間に１／１５０インチ（１インチ＝２．５４センチメートル：約０．０１６９３センチメートル）の間隔を有する。しかし、ずれがあるので、図１には、１／３００インチ（約０．００８４６センチメートル）である各プリントヘッドノズルバンクにおける公称ノズルピッチ間隔Ｐを示す。第２のノズルバンク３９Ｂ上のノズルも、第１のノズルバンク３９Ａのノズルと同様であり、ノズルバンクは、ノズル間に１／３００インチの間隔をプリントヘッドについてノズル間隔を連続するよう配置される。プリントヘッドノズルバンクは、それぞれ「ノズルモジュール」とも称されうる。何故なら、ノズルバンクは、特定の色を印刷するプリントヘッドを形成するよう支持構造に個別に組み付けられるからである。各ノズルバンクは更に、ペン、セグメント、又はモジュールとも称されうる。ここでは、ノズルバンクと称する。尚、６つの異なる色インクを有するプリンタについて、プリントヘッド３１について説明したプリントヘッドと同様の６つのプリントヘッドが設けられうる。６つの異なる色のプリントヘッドは、１つの印刷パスについて受像シートを横断するキャリッジ上に配置される。６色のプリントヘッドのそれぞれにおけるノズルは、制御器又は画像プロセッサから受信する画像指示に従ってそれぞれの色におけるインクを印刷するよう作動される。ここでのプリンタの例では、各プリントヘッドは、２つのプリントヘッドノズルバンクを有する。
【０００９】
満足の行く印刷画像を作成するには、１つのノズルバンクによって印刷されるドットは、ノズルバンクのうちの１つによって印刷されるドットが、同じ色のインクを噴出するもう１つのノズルバンクによって印刷されるドットに対して近接して見当合わされるよう位置合わせされなければならない。ドットが良好に見当合わせされていない場合、そのプリンタによって達成可能な最大濃度が妥協され、バンディングアーチファクトが現れてしまう。例えば、各色について２つのノズルバンクを有する、図１において大幅に拡大されたノズル構成を用いて単色によって作成されたプリントを考える。図１に示すように、各色を印刷するよう使用される２つのノズルバンクは、高速走査方向において所定の既知の小さな距離「ｄ」で互いからオフセットである。これは、適切な見当合わせが存在するような状態であり、プリンタは、この小さな距離を考慮に入れて１つのノズルタンクにおけるノズルの作動又は発射時間を調整する。ノズルバンクが非常に良好に見当合わせされている場合、図２に示すような画像を印刷することが可能となり、ここでは、紙全体が、少なくとも１つのインク層によって覆われる。この例では、画像は、仮定として、画素の１スワスを印刷するために、ドットの半分が第１のノズルバンクによって印刷され、ドットの半分が第２のノズルバンクによって印刷されるよう各スワスについて２つのバンディングパスを用いて３００ｄｐｉで印刷される。対照的に、図１に示す２つのノズルバンクが、高速走査方向において僅かな（〜３５ミクロン）のずれを有する場合、ドットは、適切に位置合わせされず、図３に示すように一部の白空間が生成されてしまう。同様に、ずれが低速走査方向にある場合、同様の状況が図４に示すように発生する。より一層厄介なのは、図５に示すように２つのノズルバンク間に僅かな相対的なスキューがある場合である。この場合、スワスの１つの端では、２つのノズルバンクの良好な見当合わせが達成される。しかし、スワスのもう１つの端では、粗悪な見当合わせが発生しており、スワスの高さに等しい期間のバンディングが観察される。非常に僅かなずれでも好ましくない画像アーチファクトをもたらしてしまいうる。
【００１０】
２つのノズルバンク間の大きい物理的な分離は、適切な位置合わせをより一層困難にする。Matsufuji外による米国特許第４，５９３，２９５号に記載されるようなノズルバンク構成を考慮する。双方向印刷の結果もたらされうる色相差を緩和するために、米国特許第４，５９３，２９５号は、低速走査方向に平行である軸についてインク順序が対称であるノズルバンクの特定の配置を教示する。この対称性を維持するために、インクの１つの色は、上述の第４，５９３，２９５号の図４に示すように最左ノズルバンク、並びに、最右ノズルバンクによって噴出されなければならない。一般的なインクジェットプリンタでは、これらのノズルバンク間の距離は、１５センチメートル以上でありうる。そのような距離によって離される２つのノズルバンクのセットの正確な位置合わせを求めることは、一般的な技術を用いてでは非常に困難である。
【００１１】
上述は、インクジェットプリンタによって生成される画質が、様々なノズルバンクの粗悪な見当合わせによって妥協されうる状態の一部に過ぎない。更に、色平面間の粗悪な見当合わせも、ぼんやりとした又はノイズの多い画像と細部を全体的に失うことをもたらしうる。これらの問題によって、インクジェットプリントにおける全てのノズルバンクの良好な見当合わせ及び位置合わせは、良好な画質を確実とする為には重要であることが分かる。つまり、同じ色インクを噴出するノズルバンクが互いに対して良好に見当合わせされるべきであるだけではなく、別の色のインクを噴射するノズルバンクとも良好に見当合わせされるべきである。
【００１２】
良好な画質に加えて、インクジェットプリンタの顧客によって高速の印刷速度が所望される。スワスプリンタについては、高生産性を達成する周知の手段は、ノズルの数を増加することである。ノズル総数を増加しうる１つの方法は、単純に余分のノズルバンクを追加することによる。これは、同じプリントヘッド設計を使用しうるという利点を有する。しかし、これは、位置合わせされなければならないノズルバンクの数を追加してしまい、それにより、位置ずれの可能性を、且つ、全てのノズルバンクを適切に位置合わせするために必要な仕事を増やしてしまう。
【００１３】
高い生産性を得るための別の案は、１つのノズルバンクにおけるノズル総数を増加することである。これは、ノズルバンクの総数を増加しないが、より長いノズルバンクを通常もたらす。というのは、ノズルバンクのノズル密度を増加することは、一般的に、全く新しいプリントヘッド設計及び／又は新しい製造処理を必要とするからである。より長いノズルバンクも、角度変位に対する敏感さが比例的に増加するのでノズルバンクの位置合わせの困難さが増加する。例えば、図５に示す位置ずれは、図１に示す２つのノズルバンクがそれぞれ長さにおいて１インチ（２．５４センチメートル）である場合に、たった０．０８度の相対角度変位の結果もたらされる。
【００１４】
ワイドフォーマット適用において使用されうるようなハイエンドインクジェットプリンタでは、ノズルバンクの適切な位置合わせを確実にするために他の検討事項も考慮に入れなければならない。例えば、生産性を高めるための高速走査方向における双方向印刷は、右から左方向に移動する、又は左から右方向に移動するに関わらずノズルバンクが適切に位置合わせされることを必要とする。
【００１５】
一部のハイエンドプリンタは、厚さが相当に異なりうる様々なインク受像材料を受け入れる。その結果、プリンタは、これらの様々な受像体に対応するようノズルバンクとプリンタプラテンとの間に幾つかの許容可能な別個の空隙を有しうる。ノズルバンクと受像体の上面との間の空隙は、受像体の厚さの範囲と、個別のノズルバンクの高さの限られた数によって、相当に異なりうる。キャリッジの速度によって、液滴の飛行経路は、真っ直ぐに下ではなく、実際には液滴速度とキャリッジ速度のベクトルの和である。この角度が付いた経路とノズルバンクの高さにおける差は、ノズルバンクの見当合わせを、ノズルバンク高さの平均とノズルバンク高さにおける変動の両方に敏感なようにする。このような敏感さは、ノズルバンク位置合わせ処理を一層複雑なものにする。
【００１６】
更に、一部のハイエンドプリンタは、顧客が様々なキャリッジ速度を選択することを可能にする。より高いキャリッジ速度は、通常は画質を犠牲にして増加された生産性をもたらす。「キャリッジ速度」という用語は、レール又は他の支持体による動作のために支持されながら高速走査方向に動くキャリッジ支持体上のプリントヘッドの支持を意味する。上述した液滴の角度の付いた飛行経路は、キャリッジ速度の関数となる。これは、ノズルバンク位置合わせを、もう１つの変数、即ち、キャリッジ速度に敏感なようにしてしまう。
【００１７】
もう１つの事を複雑にする要因は、多くの新しいプリントヘッド設計が可能である複数の液滴サイズの使用である。上述したように、プリンタの位置合わせは、キャリッジ速度と液滴速度の組合せの関数である。液滴が空気中を飛行するドラッグにおける差によって、異なるサイズの液滴は、異なる液滴速度を有する。従って、良好な位置合わせを与えるためには、異なる液滴サイズに対して異なる位置合わせ設定を使用することが望ましい。
【００１８】
現在の位置合わせ技術は、２つの種類に分けられる。視覚的な技術は、プリンタによって印刷されるパターンを使用する。パターンは、ユーザが、様々な位置合わせ設定を同時に見て、最良の設定を選択することを可能にする（例えば、米国特許第６，１０９，７２２号、及び第６，４５０，６０７６号を参照されたい）。視覚的技術は、多くの面で不利である。第１に、多くのノズルバンク（２４個の別個のノズルバンクはまれではない）、複数のプリントヘッド高さ、及び複数のキャリッジ速度を有するプリンタでは、位置合わせの数は、各変動は、残りに対し倍数的に追加するので圧倒的になってしまう。第２に、これらの技術のほとんどにおいて適度なレベルの精度しか達成可能ではなく、微細に調整されたプリンタは、これらの技術の多くによって達成可能な精度より高い精度を必要とする。精度のレベルは、唯一の基準として単色を用いることによってオールカラーレコード間で更に妥協される。例えば、米国特許第６，４５０，６０７号Ｂ１は、白黒画像用にブラックノズルバンクを基準として使用し、カラー画像を印刷するときはカラーノズルバンクを基準として使用することによってこの敏感さを低減するよう試みる。例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックを含む４色プリンタは、カラー画像を印刷するとき基準としてシアンを使用する。１インチの約６００分の１の精度が、米国特許第６，４５０，６０７号Ｂ１において記載される視覚的技術を用いて引用されるが、これは、米国特許第６，４５０，６０７号により開示される発明を実施しても、イエロー及びマゼンタは、依然として６００分の１インチの２倍、即ち、３００分の１インチ分ずれている場合があることを意味する。第３に、様々な位置合わせパラメータ間での相互作用が発生しうる場合があり、これは、これらの視覚的技術を通して達成可能な位置合わせの最終的な品質を更に劣化させるか、又は、複数の繰り返しが必要となり、それにより、努力の労務を増加する。最後に、これらの技術の幾つかは、幾つかの位置合わせ設定をオペレータに対し提供し、そのオペレータが最良の選択を選択することによって通常動作するので、全ての印刷モードにおいて全てのノズルバンクの満足のいく位置合わせを達成するために相当量の消耗品（インク及び媒体）が、必要となりうる。
【００１９】
ノズルバンクが一般的に位置合わせされる第２の方法（例えば、米国特許第５，２５０，９５６号、第６，４７８，４０１号Ｂ１、及び第５，４５１，９９０号）は、ノズルバンク位置合わせに対して自動的に調整を行うようノズルバンクによって印刷されたパターンを解釈するオンキャリッジ光学センサを用いる方法である。一般的な視覚的技術よりは非常に改善されるが、これらの方法も、幾つかの欠点を有する。第１に、これらの方法は、別個の光学センサと付随する電子機器を必要とするので各プリンタに対する追加のハードウェア費用を必要とする。第２に、光学センサは、一般的に、経済的な光学部品を有し、また、微細に調整されたハイエンドプリンタに必要とされる高い精度を提供することのできないＬＥＤの種類から形成される。第３に、これらのセンサは、信頼のある信号を生成するためには相当な平均化を必要とし、これは、位置合わせを行うために必要とされる受像体の量を所望するよりも大きくしてしまう。更に、この高い度合いの平均化は、各ノズルバンクに対する別個の測定を必要とし、これは、ノズルバンクの数が増加するほどより一層多くのインク及び受像体を必要とする。第４に、これらのオンキャリッジ光学センサは、一般的に、主として高速走査方向におけるデータを供給するよう配置される。多機能が求められる適用においては、低速走査調整も同様に重要である。一部の技術は、低速走査の位置ずれを決定しうる手段を提供するが、これらの測定には、別個の、追加のパターンを必要とし、これは、追加のインク及び受像体を更に消費することになる。米国特許第６，４７８，４０１号Ｂ１におけるパターンは、例えば、斜めにされるブロックを必要とする。低速走査測定の精度は、角度がより浅くされるに従って改善されるが、これは、精度が上がるにつれて更なる受像体を必要とする。更に、この高速走査制限は、ノズルバンクスキューの判断を非常に困難にするか又は不可能にし（第５，２５０，９５６号は、例えば、ノズルバンクスキューを確認するために８つの別個の測定を必要とし、第６，０７６，９１５号は、スキューの測定のためにはなんの手段も提供しない）、また、図５に示すように、このことは位置合わせのためには危機的な状況である。高速走査方向の制限のもう１つの結果は、受像体の前進におけるエラーを測定することができないことである。受像体の前進は、もう１つの重要な位置合わせのための変数である。最後に、これらのオンライン光学センサ技術は、各液滴サイズが、僅かに異なる位置合わせを好適には必要としうる様々な液滴サイズを使用するノズルバンクの位置合わせに関してはなんの手段も提供しない。
【００２０】
米国特許第６，３４７，８５７号Ｂ１は、オンプリンタ検出スキームを実施し、この検出スキームによって、単一の分離した液滴が、各ノズルの相対状態を確実にするよう解析され、それにより、ノズルの性能が良くない場合には補正又は補償動作が行われうる。相対的に安価な装置に対する高速画像捕捉を維持するために、この技術は、比較的低費用の捕捉技術を使用する。この技術は、プリントヘッド性能問題を検出するのに有効である一方で、複数のノズルバンクを用いたインクジェット印刷において不利益であると示す極めて小さい位置合わせエラーを検出することが不可能である。更に、発明の一部として、そのような測定を可能にすることを可能な印刷パターンの教示は提供されていない。更に、米国特許第６，３４７，８５７号Ｂ１に開示される発明は、追加のプリンタハードウェアと、解析のための特別な受像体を必要とし、プリンタの全費用を加算してしまう。
【００２１】
従って、実行するのに労力と時間がほとんどかからず、且つ、可能な限り少量のインク及び受像体を消費しながら全ての重要な位置合わせ変数の高精度の位置合わせを提供するノズルバンク位置合わせ技術及び処理を開発することが所望される。
【００２２】
［発明の概要］
本発明の発明に従って、１つのノズルバンクのもう１つのノズルバンクに対する向き及び／又は位置を調整することによって、又は、適切なドット配置を制御するよう１つのノズルバンクの各ノズルの作動を選択制御することによって互いに位置合わせ及び見当合わせされなければならない２つ以上のプリントヘッドノズルバンクを使用するプリンタにおいて、画像アーチファクトを低減する方法が与えられる。本願での説明は、各色を印刷するのに２つのノズルバンクを使用するプリンタに関するが、本発明は、各インク色を印刷するのに１つ以上のノズルバンクを使用するプリンタにも同等に適用可能であることを理解するものとする。
【００２３】
本発明の第１の実施例では、インクジェットプリンタ機器の様々なノズルバンクによって生成されるドットの印刷を調整する方法を提供する。この方法は、（ａ）受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する１つのノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第１のドットを印刷する段階と、（ｂ）受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する第２のノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第２のドットを印刷する段階と、（ｃ）第２のドットの少なくとも一部について配置エラーを決定する段階と、（ｄ）配置において決定された任意のエラーに応じて第２のノズルバンクの位置合わせを調整する段階を含み、第２のドットは、第１のドットから間隔がおかれ、第２のドットの少なくとも一部は、第２のドットの少なくとも一部を噴出した第２のノズルバンク上のノズルと、第１のドットの少なくとも一部を噴出した第１のノズルバンク上のノズルとの間の各ノズル間隔より第１のドットの少なくとも一部に近い距離で位置付けられる。
【００２４】
本発明の第２の面では、インクジェットプリンタ機器の様々なノズルバンクによって生成されるドットの印刷を調整する較正方法を提供する。この方法は、（ａ）受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する１つのノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第１の色の第１のドットを印刷する段階と、（ｂ）受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する第２のノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第２の色の第２のドットを印刷する段階と、（ｃ）受像媒体又はその複製の試験を介して受像媒体上に印刷されたドットに関するカラー情報を生成する段階と、（ｄ）第２のドットの位置を特定するようカラー情報を使用する段階と、（ｅ）第２のドットの少なくとも一部について配置エラーを決定する段階と、（ｆ）配置において決定された任意のエラーに応じて第２のノズルバンクの位置合わせを調整する段階を含み、第１のドットは、所定のパターンで印刷され、第２のドットの少なくとも一部は、パターン内に印刷される。
【００２５】
本発明の第３の面では、プリンタ機器の様々な記録素子バンクによる画素の記録を調整する方法を提供する。この方法は、記録媒体上に、少なくとも第１のバンク及び第２のバンクのそれぞれの複数の記録素子によって個別の画素の所定パターンを印刷する段階と、
プリンタ機器から記録媒体を取り出す段階と、印刷されたパターンにおける画素の位置に対する電子情報を得るために少なくとも５００ＤＰＩの解像度で記録媒体及びその複製を試験する段階と、画素の各中心を決定するために情報を処理する段階と、バンクが適切に位置合わせされた場合に中心があるべき位置から画素の決定された中心の位置におけるエラーを決定する段階と、１つのバンク或いは複数のバンク、又は、１つのバンク或いは複数のバンクにおける記録素子の、１つのバンク或いは複数のバンク、又は、１つのバンク或いは複数のバンクにおける記録素子によって記録される画素の位置合わせを向上するよう必要な調整を決定する段階と、必要な調整の決定に応じて少なくとも１つのバンク又はその中の記録素子の少なくとも一部によって記録される画素の位置合わせを調整する段階を含み、各個別の画素は、記録素子のうちの単一の記録素子によって印刷される。
【００２６】
本発明の第４の特徴では、インクジェットプリンタ機器の様々なノズルバンクによるドットの印刷を調整する較正方法を提供する。（ａ）受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する１つのノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第１のドットを印刷する段階と、（ｂ）受像媒体上に、関連付けられる複数のノズルを有する第２のノズルバンクからの一連の間隔がおかれた個別の第２のドットを印刷する段階と、（ｃ）受像媒体又はその複製の試験を介して受像媒体上に印刷されたドットに関する情報を生成する段階と、（ｄ）第２のドットの位置を特定するよう情報を使用する段階と、（ｅ）第２のドットの少なくとも一部について配置エラーを決定する段階と、（ｆ）配置において決定された任意のエラーに応じて第２のノズルバンクの位置合わせを調整する段階を含み、第１のドットは、所定のパターンで印刷され、第第２のドットの少なくとも一部は、パターン内に印刷される。
【００２７】
本発明の第５の面では、記録媒体上に様々なドットサイズを形成するよう様々な作動信号に応答して様々な液滴サイズの液体液滴を噴出可能なノズルを有するインクジェットプリンタによって噴出された液滴の位置合わせ方法を提供する。この方法は、ノズルに関連付けられるアクチュエータに各信号の起動を開始する様々なタイミングを供給し、それにより、ノズルによって噴出される様々な液滴サイズを生成する及び様々なサイズの液滴の噴出における位置合わせエラーを補正する際に、１つの液滴サイズの液滴を生成するための作動信号の起動を開始するタイミングが、第２の及び異なる液滴サイズの作動信号の起動を開始するタイミングに対する調整を有して与えられる段階を含む。
【００２８】
本発明の第６の面では、ノズルバンク上に形成される一連のノズルを有するインクジェットプリンタによって噴出される液滴を位置合わせする方法を提供する。この方法は、受像媒体上を亘るノズルバンクの複数のパスの間にノズルバンクから複数のノズルによって記録される複数の個別のドットを生成する段階と、個別のドットのうちの少なくとも１つの配置におけるエラーを決定する段階と、ノズルバンクによってドットの記録におけるエラーを補正する段階を含み、個別のドットの少なくとも一部は、異なるパスの間に記録され、１つのパスの間に１つのノズルによって記録された個別のドットは、受像媒体上において、ノズルバンク上の第１のノズルと第２のノズルとの間の間隔より第２のパスの間に第２のノズルによって記録された第２の個別のドットに近い距離において間隔がおかれる。
【００２９】
本発明の第７の面では、複数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドによる記録におけるエラーを補正する方法を提供する。この方法は、記録媒体に対してプリントヘッドを動かして、特定のノズルが各パスの間に各個別のドットを形成するよう記録媒体に対するプリントヘッドの動作の複数のパスのそれぞれの間に記録媒体上に個別のドットを形成する段階と、予想位置と、ドットが記録された各パスに応じて記録されたドットの位置を決定するよう記録媒体を解析する段階と、予想位置に対するドットの位置におけるエラーを決定する段階と、プリントヘッドによるドットの記録を補正するよう決定されたエラーを使用する段階を含む。
【００３０】
本発明の第８の面では、複数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドによるドットの記録におけるエラーを補正する方法を提供する。この方法は、インクジェットプリントヘッドによって記録されるべき個別のドットの画像ファイルを生成する段階と、インクジェットプリントヘッドの複数のパスにおいて受像媒体上に個別のドットを印刷する段階と、各ノズルによるドットの配置におけるエラーを決定する段階と、エラーを補正するようインクジェットプリントヘッドの位置合わせ又はノズルの噴出時間における調整を与える段階を含み、画像ファイルは、標準グラフィックディスプレイファイル形式である。
【００３１】
本発明の第９の面では、複数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドによるドットの記録におけるエラーを補正する方法を提供する。この方法は、受像媒体上に複数のパスのそれぞれにおいて各ノズルからの個別のドットを形成する段階と、１つのパスと第２のパスについて各ノズルによるドットの配置におけるエラーを決定する段階と、エラーを補正するようプリントヘッドの位置合わせ又はノズルの噴出時間における調整を与える段階を含み、１つのパスの間のプリントヘッドからの受像媒体の間隔は、第２のバスの間のプリントヘッドからの受像媒体の間隔とは異なる。
【００３２】
本発明の第１０の面では、複数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドによるドットの記録におけるエラーを補正する方法を提供する。この方法は、受像媒体上に複数のパスのそれぞれにおいて各ノズルからの個別のドットを形成する段階と、１つのパスと第２のパスについて各ノズルによるドットの配置におけるエラーを決定する段階と、エラーを補正するようプリントヘッドの位置合わせ又はノズルの噴出時間における調整を与える段階を含み、１つのパスの間の受像媒体に対するプリントヘッドの速度は、第２のバスの間の受像媒体に対するプリントヘッドの速度とは異なる。
【００３３】
本発明の第１の実施例では、調整されるプリンタは、（ａ）ノズルバンクにおける全てのノズル又は可能な場合はノズルのサブセットによってドットのセットを印刷するよう命令される。ターゲットは、最小で２つのノズルバンクの組合せであるが、理想的には全てのノズルバンクの組合せによって印刷されたドットを含む。各ドットは、各ドットは分離しており且つはっきりと区別可能であるようその隣接ドットから十分に離れて印刷される。ターゲットは次に、（ｂ）オペレータによってプリンタから取り出され、そのサンプルをデジタル化するよう設計される器具内に位置付けられ、（ｃ）サンプルはデジタル化される。ターゲットがデジタル化されうる手段は様々でありうるが、一般的に、フラットベッドスキャナ、ドラムスキャナ、又はデジタルカメラが最も有用でこの目的のためには十分である。次に、デジタル化された画像は、（ｄ）各分離したドットを検出し、デカルト座標において各ドット中心の位置を見つける画像処理アルゴリズムに送られる。次に、各ドットの理想的な位置が、（ｅ）基準ノズルバンクによって印刷されたドットの絶対位置を用いて計算される。実際の位置と理想位置との差によって計算される配置におけるエラーは、（ｆ）各ノズルについて、集計される。次に、ノズルバンクとキャリッジ幾何学（例えば、各ノズルバンクの回転中心）の知識は、（ｇ）各ドットのエラーと組み合わされて使用されることが可能であり、それにより、各ノズルバンクの位置合わせに対してどのような調整が行われるべきか決定する。このような方法における計算は、全ての位置合わせ調整を逆畳み込みする（deconvolve）（例えば、角度調整が、回転の中心がノズルバンクの中心からずれていることによって高速走査及び低速走査方向変位をもたらす場合）よう使用することが可能であり、反復が必要とされない。
【００３４】
本発明の第２の特徴では、ターゲットはプリンタ上に残され、ターゲットの２ｄビットマップを作成可能な画像化センサがサンプルをデジタル化するために使用される。
【００３５】
本発明の第３の特徴では、理想位置は、ターゲットの極端に又はターゲットの可能な場合には内側に位置付けられる、基準ノズルバンクによって印刷される基準を使用することによって決定される。
【００３６】
本発明の第４の特徴では、理想位置は、単一のノズルバンクからのノズルの小さいセットによって印刷されたドットの相対位置を観察することによって決定される。
【００３７】
本発明の第５の特徴では、ターゲットは、媒体をプリントヘッドの１つのパス又は全てのパスの間に前進させながら、幾つかのパスによって理想的に印刷される。これは、ノズルバンクの１つの端によって印刷されたドットが、ノズルバンクの全長に関係なくノズルバンクのもう一つの端によって印刷されたドットの近くにあることを可能にする。このような方法でのターゲットの適切な設計は、ターゲットを比較的小さなサイズに維持しながらノズルバンクスキューの正確な測定を確実にし、それにより、必要な受像体がテストを行うことと、走査されなければならない画像量を少なくし、それにより、全体の測定時間を短くする。
【００３８】
本発明の第６の特徴では、全ての位置合わせ調整パラメータは、プリンタに電子的にダウンロードされ、プリンタは次に、例えば、各ノズルの噴出タイミングを調整することによって、又は、機械装置に支援されてノズルバンクを機械的に動かすことによって、適切な調整を行う。
【００３９】
この明細書は、本発明の主題を特に指摘し且つ明白に述べる請求項を結論とするが、本発明は、添付図面と共に以下の詳細な説明を考慮することによってより良好に理解されるであろう。
【００４０】
［発明の詳細な説明］
以下の説明は、本発明による機器及び方法の一部を形成する又は直接的に協働する阻止に特に関連する。具体的に示さない又は説明しない素子は、当業者には周知である様々な形状を取りうることを理解するものとする。明細書中、様々な用語が使用されるが、それらを以下のように定義する。
【００４１】
「バンディング」という用語は、好ましくないライン又は濃度変化が画像中に見える画像化アーチファクトを意味する。バンディングは、垂直バンディング又は水平バンディングとして生じうる。水平方向は、高速走査方向と一致し、垂直方向は、低速走査方向に一致する。
【００４２】
「ドットサイズ」という用語は、印刷されたドットのサイズを意味し、ドットを含むデジタル化されたターゲットの閾値化によって決定されうる。ドットサイズは、面積、直径、又は他の好都合な測定基準によって表現されうる。ドットサイズは、印刷されたドットの中心の光学濃度から推測されてもよい。
【００４３】
「液滴サイズ」という用語は、容積単位か又は直径で表現されえ、また、ノズルによって噴出された液滴のサイズに関する。
【００４４】
「位置合わせ」及び「見当合わせ」という用語は相互に置換可能に使用され、また、１つのノズルバンクによって印刷されたドットが、別のノズルバンクによって配置されるドットに対して配置可能な精度を意味する。位置合わせ及び見当合わせは、低速走査及び高速走査における相対ドット変位、及び／又は図１０によって定義されるようなＸ−Ｙ面における可変ノズルバンク回転による変位の組合せを含む。
【００４５】
「フラットフィールド画像」という用語は、コード値が比較的一定である画像を意味する。本願に与える例では、フラットフィールド画像は、本願に記載する目的のために十分なデータを与えるのに十分な比較的小さい領域における各画素位置において液滴が必要とされることを意味する。当然ながら、本発明の方法の実施において、実際の印刷としてではなくコンピュータシミュレーションとして行われるフラットフィールド画像の仮定印刷が考慮されることを理解するものとする。
【００４６】
「人間のコントラスト感度関数」という用語は、サイクル／度合いの関数としての人間の視覚系の尖鋭度の記述を意味し、また、基準を満足するよう決定された様々な周知の関数から、又は、例えば、ガウス分布といったその近似によって推測されうる。
【００４７】
「ラスタ列」という用語は、１／ＤＰＩに等しい高さの画像の水平方向スワスを意味する。
【００４８】
「ＤＰＩ」という用語は、１インチ当たりのドット数を意味する。対称印刷の場合、ＤＰＩは、高速走査方向及び低速走査方向の両方において同じである。非対称印刷の場合、ＤＰＩは、低速走査方向における解像度を意味する。
【００４９】
「高速走査方向」という用語は、印刷パス時にプリントヘッドが運ばれる方向を意味する。
【００５０】
「低速走査方向」という用語は、印刷パス間に受像媒体が前進させられる方向を意味する。一般的に、高速走査方向及び低速走査方向は直交する。
【００５１】
「印刷されたターゲットをデジタル化する」という表現は、プリンタによって印刷されたドットを含む物理的なターゲットを、そのターゲットの意味のある表現を含むデジタル画像情報に変換することを意味し、このデジタル画像情報は、様々なアルゴリズムによって続けて処理されうる。
【００５２】
「ドット対ノズルマッピング」という用語は、各印刷されたドットについて、そのドットを印刷した又は印刷するノズルバンク、そのドットを印刷した又は印刷するノズル数、及び、そのノズルによってそのドットが印刷された又は印刷するパスを表す記述を意味する。
【００５３】
「閾値化」という用語は、あるコード値を決定することを意味し、このコード値より下では、デジタル化されたターゲット内のドットの一部であると考えられ、このコード値より上では、同ターゲット内のドットの一部ではないと考えられる。デジタル化されたターゲットにおける高いコード値は、物理的なターゲットにおけるより低い光学濃度に関連付けられると考えられる。
【００５４】
「衛星」という用語は、より大きい「親」液滴によるドットから離れた場所において受像体に落ちる、親液滴に付随する小さい、通常は意図しない液滴を意味する。
【００５５】
「質量中心」、又は「ドット重心」は、ドットの物理的な中心を意味する。この中心は、単純な質量中心計算又は同様の方法によって決定可能でありうる。より高度な方法は、質量中心を決定する前にそのコード値によって各画素位置に重み付けしうる。
【００５６】
「受像体」という用語は、「記録媒体」と交換可能に使用される。
【００５７】
１スワスに亘っての複数の印刷パスは、１スワスの印刷における複数のパスのそれぞれにおいてどの位置において液滴がプリントヘッドから噴出されるか特定する印刷マスクを使用して、空間的又は時間的の両方におけるインク液滴の分離を必要とする理由から使用されうる。更に、複数の印刷パスは、より小さい所望のドットピッチを与えるようプリントの解像度を上げるために与えられうる。例えば、公称の１／３００インチのピッチ解像度を有するプリントヘッドは、スワス領域に亘って２つの解像度パスを与えることによって６００ＤＰＩで印刷する、又は、スワス領域に亘って４つの解像度パスを与えることによって１２００ＤＰＩでの印刷のために使用されうる。
【００５８】
図１０を参照するに、上述した方法に従って位置合わせされるプリントヘッドノズルバンクを組み込んだプリンタ１０を示す。参照番号１１は、キャリッジを表す。インクジェットプリントヘッド３１は、記録媒体に面し、プリントヘッドモジュラー構造２５（図１１）上に取り付けられるノズルバンク３９Ａ及び３９Ｂを含む。この構造２５は、キャリッジ１１上に取り付けられる。キャリッジ１１は、ガイド部材又はレール１５によって案内されながら、記録媒体１２に対して再生可能に可動である（矢印Ａ−Ｂの方向において）よう駆動モータ（図示せず）によってタイミングベルト１３を介して結合される。インクジェットプリントヘッド３１は、インク供給管１７を介してそれぞれのインク色バルク供給タンク１６からインクを受け取る。周知であるように、別個のより小さいインクの供給部が、プリントヘッドの付近のより小さいレザバに関連付けられ、それにより、プリントヘッドがこの小さなレザバからインクを受け取り、この小さなレザバは、供給タンク１６から補填される。各プリントヘッド３１に異なるインクの供給部が設けられる。運搬ローラ１８は、駆動モータ（図示せず）によって駆動されると、キャリッジ１１の動作方向に垂直な方向（矢印Ｃ）において記録媒体１２を運ぶ。
【００５９】
図１１及び１２は、２つの組み付けられたノズルバンク３９Ａ及び３９Ｂを特徴とする圧電プリントヘッド組立体モジュール２５の実施例を示す。参照番号３６は、各ノズルバンクに関連付けられるノズルプレートを示し、その中に形成されたノズル開口３７を有する。供給ポート３８が、組立体モジュール２５上に設けられ、その供給ポート３８を介してインクが、インクタンク１６から（又は上述したような別個のレザバから）インク供給管１７を介して流れる。この図面は、圧電プリントヘッドとして与えるが、本発明は、サーマル及びコンティニュアスインクジェットプリントヘッドといった他のプリントヘッドと共にも実行されうる。
【００６０】
６つの異なるカラープリントヘッドが、キャリッジ１１上に配置され、また、印刷パスの為に受像シート１２をキャリッジが横断すると、６つの色のプリントヘッドのそれぞれにおけるノズルは、制御器又はＲＩＰ（ラスタ画像プロセッサ）といった画像プロセッサから受信される画像命令に従ってそれぞれの色のインクで印刷するよう作動され、このような命令は、好適な一例として米国特許第６，４６４，３３０号に記載した教示内容に従って変更される。一般的に、このようなタイプのプリンタでは、与えられるノズルの数は、１つの印刷パスの間に画像全体を印刷するには不十分であり、従って、画像を印刷するには複数の印刷パスが必要とされ、受像シートは、各パスの後に矢印Ｃ（図１０）の方向にインデクスされる。印刷マスクが使用される場合、一般的に、低速走査方向における受像シートのインデキシングは、このスワスにおいて印刷されるべき画像がプリントヘッドの複数のパスを介して印刷されるまでノズルバンクの長さより小さい量で行われる。
【００６１】
従って、本願に使用するインクジェットプリンタ構成は、１つ以上のインクジェットプリントヘッドを含み、それぞれ、２つ以上のノズルバンクを有する。各ノズルは、独立して液滴を噴出可能である。インクジェットプリントヘッド駆動機構は、プリントヘッドを、ノズルのアレイを横断する又はアレイに対して略垂直な方向において動かす。この方向は、高速走査方向と称する。この方向にプリントヘッドを動かす機構は、周知であり、また、通常、ネジ山を有するレールを含みうるレール上にプリントヘッド（又はプリントヘッドを支持するキャリッジ）の支持を与えることと、プリントヘッドを、レールに沿って、例えば、ネジ山でレールを回転させることによって前進させるか、そうでなければ、プリントヘッドを、レールに沿って、タイミングベルト及びキャリッジを用いることによって前進させることが含まれる。一部の機構は一般的に、プリントヘッドに前後運動を与える。データ及び制御信号を含むプリントヘッドへの信号は、導線の弾性バンド又は電子光学リンクを介して供給されることが可能である。プリントヘッドが高速走査方向に運ばれるに従って、ノズルは、プリンタに入力された画像データに応じる制御器からのイネーブル信号と、キャリッジの位置（パス位置）、及びパス番号の識別に応じた間隔で液滴を選択的に噴出する。ノズル間隔と組み合わされた間隔は、アドレス指定可能な直線グリッド、又は、ラスタを表し、その上に液滴が配置される。液滴がその間に噴出されるプリントヘッドのパスは、印刷パスとして周知である。プリントパスの間に噴出される液滴は、インクジェット受像媒体上に着弾する。１つ以上の印刷パスの後に、印刷媒体ドライブは、インクジェット印刷受像媒体、即ち、紙、コーティングされた紙又はプラスチックといった受像シート、又は、プリント可能な皿（リソグラフィックプレート）を、高速走査方向に対し垂直な又は高速走査方向を横断する低速走査方向においてプリントヘッドを過ぎるよう動かす。印刷媒体又は受像媒体部材が前進された後、プリントヘッドは、１つ以上の印刷パスからなる別のセットを実行する。次のパスの間の印刷は、プリントヘッドが、前のパスの間に動いた方向に対して逆の方向で動かされる間でありうる。受像部材は、ローラ又は他の周知の駆動装置によって動かされる不連続のシートであっても、又は、受像シートは、一般的には断続的に、巻き取りローラ又はフィードローラドライブにドライブによって動かされる連続シートでありうる。
【００６２】
本発明が関連するプリントヘッドは更に、図１３に示すノズルバンク２０を含む。このノズルバンクは、１つ又は２つのノズルの平行列２１を有し、これらは互い違いにされていないので、同じ画素位置において、連続して２つのノズルによって出力される液滴を用いて少なくとも特定の画素を印刷することを可能にする。
【００６３】
図１４を参照するに、インクジェットプリンタは、制御器１３０が、プリントヘッド３１、プリントヘッド制御器及びドライバ１５０、及び印刷媒体制御器及びドライバ１６０を制御するインクジェットプリンタを概略的に示す。１つ以上のマイクロコンピュータを含みうる制御器１３０は、好適にプログラムされて、プリントヘッド制御器及びドライバ１５０に信号を供給する。この信号は、プリントヘッドドライブが、プリントヘッドを高速走査方向に動かすよう命令する。プリントヘッドが高速走査方向に動いている間、制御器は、プリントヘッドが、ラスタの適切な画素位置において受像媒体上にインク液滴を噴出するよう命令する。このとき、ラスタ上の画素は、各画素位置におけるプリントあり又はプリントなし判断、及び／又は、各画素位置における画素濃度傾斜又は液滴サイズを表す画像信号に応じて選択的に印刷される。制御器１３０は、ラスタ画像プロセッサを含みうる。このプロセッサは、通信ポートを通じて遠隔にあるコンピュータを介してプリンタに供給されうる画像ファイルの画像操作を制御する。オンボードメモリが、プリンタが動作時に、画像ファイルを格納する。従って、上述したように、プリンタは、カラーインクの数分印刷するプリントヘッドの数を含みうる。また、好適には、プリンタは、３つ以上の異なるカラーインクを印刷するよう十分なプリントヘッドを含む。
【００６４】
本発明に従って、且つ、本願において教示するように、バンディングにおける減少、増加された光学濃度、増加された鮮明度、及び改善された画像の忠実度は、複数のノズルバンクを含むプリンタに使用するプリントヘッドノズルバンクの適切且つ効率的な位置合わせを介して少ないオペレータ介入と、少ないインク及び記録媒体の消費で達成しうる。
【００６５】
本発明の基本的な概念は、図６に示す位置合わせ処理の段階を見ることによって最良に理解できるであろう。図６の段階２００では、ドットの空間分布を特定するパターンが決定される。この分布内の各ドットについて、そのドットを印刷するためのノズルと、そのドットが印刷されるべきパスが特定される。この詳述全体を、「ドット対ノズルマップ」と称する。１つのそのような例示的なマップの一部を図１５に与える。この例示的なドット対ノズルマップは、２５×２５ラスタを示し、このラスタでは、５つ毎の画素が、ドットが投入される。図１５における各空白の画素は、ラスタのこの画素位置ではドットが必要とされないことを示す。ドット対ノズルマップにおける各要求されるドットについて、プリントヘッドと、そのドットが印刷されたパスと共に液滴を噴出する特定のノズルが、全て、［ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ］の形式で特定される。ここで、ｘｎは、プリントヘッド識別子であり、ｙｎは、そのプリントヘッド内のノズル数であり、ｚｎは、パス番号である。この例では、プリンタが６色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ライトシアン、及びライトマゼンタ、これらは、１から６まで連続して番号が付けられる）と、各色に対する単一のプリントヘッドを有し、各プリントヘッドは、１から６００まで連続して番号が付けられた６００個のノズルを含む単純な構成を考慮する。各プリントヘッドは、図１に示すように、１つのバンクにノズル１−３００、もう１つのバンクに３０１−６００を有する２つのノズルバンクから構成されうる。又は、或いは、各プリントヘッドは、６００個のノズルを有する単一のノズルバンクから構成されてもよい。図９は、この小さなドット対ノズルマップが、そのようなプリンタで印刷される様子を示す。図８が示すように、一般的なドット対ノズルマップは、図１５に示すような例より相当に大きい。
【００６６】
ドット対ノズルマップを設計する際に幾つかの重要な検討事項がある。第１に、多くのデジタル処理機器は、小さな距離に亘って相対的に正確且つ信頼できる距離測定を生成可能である。例えば、フラットベッドスキャナは、サンプルを、線形センサアレイを過ぎるよう運ばなければならない。運搬におけるエラーは蓄積してしまい、数インチに及ぶ測定が非常に疑わしいものにしてしまう。同様に、デジタルカメラ内における光学部品は、２ｄセンサアレイの１つの端からもう１つの端に同様の問題をひき起こしうる僅かな収差の影響を受ける。従って、多くの確かな距離測定は、比較的短い距離に亘ってなされる。従って、ドット対ノズルマップは、理想的には、プリンタに、互いに相対的に近い近接性にあるノズルバンクの様々な部分からドットを配置するよう命令すべきである。これは、角変位の測定をより一層信頼できるようにする。何故なら、同じノズルバンクの２つの異なるノズルによって印刷された２つのドットの相対変位量は、ノズル間の距離に比例するからである。例えば、ラスタ横列＃１、ラスタ縦列＃１において印刷されるドットは、ノズル＃１４７によって印刷されたシアンドットである。図１のノズルバンクの構成についてのノズル＃付けに関して図１を参照されたい。ラスタ横列＃６、ラスタ縦列＃６におけるドットもシアンであるが、ノズル＃６００（ノズルバンク３９Ｂ上の最後のノズル）によって印刷され、このノズルは、ノズル＃１４７のノズルバンクとは異なるノズルバンク上にある。これらの２つのドットの配置における相対エラーは、治安ノズルバンクの角変位の非常に良好な指示を与えることになる。
【００６７】
ドット対ノズルマップについてのもう１つの検討事項は、異なるノズルバンクによって印刷されるドットの相対配置である。異なるノズルバンクからのドットを互いに近い近接性で配置することによって、相対変位量は、一般的に利用可能なデジタル処理技術を用いて測定することが非常に容易である。図９を考慮するに、プリントヘッド＃２（マゼンタ）によって印刷されたドットは、他のプリントヘッドに比べて低速走査方向に僅かにずれていることが分かる。この変位量は、多くのデジタル処理技術によって容易に検出される。従って、この較正の為にドットを配置する際に、一部のドットは受像体上に堆積されが、これらのドットは、これらのドットを堆積した各ノズル間の間隔より近い間隔に互いに対して配置される。
【００６８】
ドット対ノズルマップについてのもう１つの検討事項は、プリンタキャリッジの異なるパスによって印刷されるドットの相対配置である。各パスの間で受像体を前進させることによって、各前進によるエラーの推定値を計算しうる。受像体の正確な前進は、受像体上に正確にドットを配置するためには重要な要素であり、従って、印刷された画像の最終的な品質に直接影響を与える。全ての相対エラーを適切に処理することによって、受像体の前進におけるエラーは、ノズルバンクの位置合わせにおけるエラーから容易に切り離すことが可能である。受像体前進の注意深い解析によって、前進の調整と、前進における変動の評価を改善することができ、前進における変動は、恐らくプリンタサービスが必要であることを示していることになる。
【００６９】
ドット対ノズルマップについてのもう１つの検討事項は、パターンのインテリジェント設計によって与えられる反復である。図１５の非常に小さい例示的なドット対ノズルマップは、上述した特徴の略全てを網羅しているが、たった約０．００５平方インチ（０．０１２７平方センチメートル）の空間しか消費していない。このパターン、又は、より理想的には、このパターンに類似するが、可能な場所では異なるノズルを使用するパターンを繰り返すことによって、非常に少量の空間においてすばらしい量の平均化が可能である。例えば、図８は、１．２平方インチ（３．０４８平方センチメートル）しか消費しないが、図１５と同様にドット対ノズルマップの約２５０回の繰り返しを有する。このような相対的に小さい領域における高い度合いの平均化は、フラットベッドスキャナといった相対的に安価でたくさん入手可能なデジタル処理機器の使用を可能にする。更に、この高い度合いの平均化は、測定における確かさを向上し、それにより、非常に正確な位置合わせ調整を可能にする。最後に、インクジェットプリントヘッドは、それらが液滴を噴出可能な精度において幾らかの制限があることが知られている。ノズルバンクの多くの異なるノズルを使用することによって、ノズルバンクに固有の任意のドット配置エラーは、この大規模な平均化によって取り除かれることが可能である。
【００７０】
「マルチトーニング」としばしば称される異なるサイズの液滴を噴出可能なプリンタは、ドット対ノズルマップについてもう１つの設計検討事項を提示する。上述したように、飛行中のドラッグにおける差によって、小さい液滴の液滴速度は、より大きい液滴の液滴速度とは異なる。これは、一部の液滴サイズに対しては最終的な位置合わせが、最適ではないようにしてしまいうる。ドット対ノズルマップを、異なるサイズを有する液滴が、様々なノズルバンクから噴出されるよう設計することによって、これらの小さな差は、ノズルに小さな調整を行うことによって考慮され、それにより液滴を噴出するために使用される波形を可能にする（従って、調整は、異なる液滴サイズについて噴出の時間を変化させることを含む）か、又は、全ての利用可能な液滴サイズのサブセットしか使用しない要求された印刷モードに基づいて異なる位置合わせ設定を用いることによって考慮される。
【００７１】
図６の段階２０２において、プリンタは、ドット対ノズルマップを印刷するよう命令される。これは、画像データを、制御器１３０内に、所定のドット対ノズルマップに応じて入力することによって行われる。或いは、そのような画像データを供給するプログラムが、制御器１３０内に格納される。
【００７２】
図６の段階２０４において、段階２０２から得られる印刷された画像は、「ターゲット」とも呼び、デジタル形式に変換される。このことは様々な技術によって達成されうる。最も単純で最も簡単な技術は、較正パターンが印刷された受像媒体を走査するようフラットベッドスキャナを使用することである。フラットベッドスキャナを使用する際に、ターゲットは、一般的にプリンタから取り出され、スキャナプラテン上に置かれる。スキャナは、１列以上のセンサ素子を特徴とし、これらの列は、較正パターンの全幅に亘って延在する。走査は、ターゲットをスキャナ素子に対して動かすことによって高解像度にて行われることが好適である。上述した大規模な平均化によって、最小の印刷されたドットの直径の２又は３倍より大きいスキャナ解像度を必要としない。例えば、最も小さい印刷されたドットの直径が１００ミクロンである場合、約５００ｄｐｉの走査解像度が最も下で許容可能であるが、１２００ｄｐｉ以上がよりより好適でありうる。画像は、単一のチャンネル、即ち、８ビットモードで走査されうる。しかし、一部のインク色又は濃度（例えばイエロー）は、単一チャンネル、即ち、８ビットモードで走査される場合には検出するのが困難である。従って、３チャンネル、即ち、２４ビットモードで、多くのカラーフラットベッドスキャナにおけるカラーフィルタリング能力を有利に利用して走査し（段階２０６）、色（各ドットのＲＧＢ情報）及び濃度を決定することが好適である。
【００７３】
段階２０４のためのもう１つのデジタル処理技術は、ターゲットをデジタル化するためにデジタルカメラを使用することである。この処理において、デジタルカメラには、ターゲット全体を撮像するための必要な光学部品が具備され、デジタル写真が、サンプルから撮られる。光学部品及びカメラは、１つのドットが、可能ならばより高い解像度を有するフラットベッドスキャナの制約と同様に、各方向において捕捉装置の最小で２つの画素をカバーするような十分な設計及び解像度でありうる。
【００７４】
他のデジタル処理技術は、当業者には明らかであろう。例えば、フラットベッドスキャナではなくドラムスキャナを用いてもよい。同様に、ターゲットの銀塩写真を撮影し、後からデジタル化の為にフラットベッド又はドラムスキャナ上で走査されてもよい。光センサと組み合わされたシンスリットアパーチャも、ターゲットをデジタル化するために一般的に使用される。マイクロデンシトメータも更にもう１つのオプションである。本願に説明する発明は、位置合わせ統計値が所望される最小ドットに対するデジタル化されたターゲットの各方向における２画素の最小解像度を得る能力の他のデジタル処理技術によって限定されるわけではない。
【００７５】
図６の段階２０８では、デジタル化された画像は、ドットの位置を検出するよう処理される。これは、一般的に、幾つかの段階からなる。最初に、デジタル化画像のコード値が、印刷されたドットを表す最小光学濃度を表すよう特定される。一般的に、フラットベッドスキャナ又はデジタルカメラから出力されるコード値は、光学濃度が減少すると増加する。従って、この閾値コード値は、そのコード値より上であればデジタル化画像は印刷されていない受像体を表し、この閾値コード値より下であればデジタル化画像は印刷されている受像体、即ち、ドットの部分を表すと考えられるコード値を特定する。
【００７６】
閾値コード値を決定しうる幾つかの手段がある。例えば、他の人（ＩＳ＆Ｔ参考文献を参照されたい）は、ターゲット全体を調べ、コード値のヒストグラムを作成し、閾値を自動的に設定するアルゴリズムを開発した。この技術は様々なタイプの受像体又はインクが定期的にテストされるならば非常に貴重であることが可能である。定期的に行われなければ、閾値は、トライアルアンドエラーによって経験的に決定されうる。このトライアルアンドエラー方法は、受像体とインクの単一の組合せが定期的にテストされる場合には好適である。
【００７７】
閾値を決めた後、走査された画像は、次に、どの画素が異なるドットに属するのか決定するよう処理される。この処理は、様々な文献にこれまでにもたくさん書かれており、一般的に、「クラスタリング」又は「結合されたコンポーネントのラベリング」と呼ばれる。例えば、Ｍ．Ｂ．ディレンコート（Dillencourt）、Ｈ．サメット（Samet）、及びＭ．タミネン（Tamminen）による「A General Approach to Connected-Component Labeling for Arbitrary
Image Representations」Ｊ．ＡＣＭ、第３９巻、ｐ．２５３−２８０、１９９２年を参照されたい。
【００７８】
このクラスタリング演算に従うと、各ドットの面積は容易に決定されうる。段階２０８の第３の演算として、予想と顕著に異なる面積を有するドットは更なる解析を容易にするよう除外することが可能である。インクジェットプリンタは、液滴を噴出することによってドットを作成する。しばしばこれらのメインの液滴には、メインの又は親の液滴とは異なる位置において受像体上に着弾しうる衛星と呼ばれる小さな意図的ではない液滴が付随する。一般的に、プリンタのノズルバンクを位置合わせするとき、これらの液滴は無視されるべきである。予想より小さな面積を有するドットを取り除くことによって、これらの衛星も効率よく取り除かれる。
【００７９】
段階２０８の最後の処理は、各ドットの中心を決定することである。図９に示すように、単一のドットは、デジタル化ターゲットの多くの画素を占有しうる。インテリジェントアルゴリズムが、ドットの中心を、デジタル化ターゲットの解像度の精度より大きい精度で決定することが可能である。一般的な技術には、ドットによって画成される領域の質量中心を見つけることが含まれる。より高度な技術は、オリジナル画像のコード値によって各画素に重みを付し、それにより、ドット質量中心の決定をより一層正確にする。
【００８０】
段階２０８の終了後、全てのドット中心の実際の相対位置が既知となる。段階２１０において、各ドットの位置エラーを計算するために、全てのドットの理想位置を決定しなければならない。このことが達成されうる方法は多くあり、また、理想位置の効果的且つ効率的な決定は、これらの技術の組合せを使用しうる。第１に、多くの位置合わせ設定に対して、重要な特徴は、基準ノズルバンクと称する所与のノズルバンクに対するドットの配置である。つまり、一般的に、プリンタシャーシに対するノズルバンクからのドットの絶対配置は、他のノズルバンクに対する配置よりあまり重要ではない。従って、ノズルバンクのうちの１つを基準として任意に設定することは、他のエラーを決定しうる手段を与え、ノズルバンクはその後に調整される。これの１つの例外は、角変位である。この場合、基準は、一般的に、キャリッジの高速走査動作であり、全てのプリントヘッドノズルバンクは、この方向に対して位置合わせされるべきである。一般的に、ノズルアレイは、キャリッジ動作によって決定されるように高速走査方向に垂直であるよう設定さる。しかし、他の向きも可能であり、時にはそれが望ましい。例えば、ノズルバンクの意図的な回転は、プリントヘッドの見かけ上のノズル密度を増加するのに使用可能である。
【００８１】
理想位置を決定するための第１の及び最も簡単な手段は、基準ノズルバンクのノズルから幾つかの基準マークを噴出することである。キャリッジの単一のパスにおいて、基準ノズルバンクの１つ以上のノズルから多数の液滴を噴出することによって、高速走査方向が、デジタル化処理の向きに対して決定されうる。このデータから多くの角変位を計算しうる。
【００８２】
位置合わせエラーの決定を容易にすることが可能なもう１つの特徴は、デジタル化装置の既知の解像度を利用することである。これは、デジタル化装置の較正によって事前に決定されうる。基準ノズルバンクの絶対位置が決定されると、全ての他のドットの予想位置は簡単に計算されうる。
【００８３】
質量中心自体も理想位置のマトリクスを計算するよう使用することが可能である。図８を考慮するに、実際の印刷ドットは、一般的に、完全な格子の角から小さなずれを有する規則正しい格子上に落ちることを認識する。ドットのパターンが十分にランダムであり（即ち、ノズル及び画素位置割当てのランダムな選択）、また、十分に大きい場合、容認可能な結果は、後続のドット縦列の間の間隔を平均化し且つ後続のドット横列の間の間隔を平均化することによって理想的な格子の間隔を計算することによって得られる。
【００８４】
好適な手順に従うと、以下の段階を用いて、プリンタによって印刷されたターゲットを用いて質量中心の理想位置を決定しうる。即ち、
（ａ）基準ノズルバンクが最初に識別される；
（ｂ）好適なターゲットスキャナを用いてターゲットを走査することによって基準ノズルバンク及び他のノズルバンクによって印刷された全てのドットの質量中心が見つけられる；
（ｃ）基準ノズルバンクによって印刷される段階（ｂ）におけるドットの質量中心のうち、単一のパスにおいて複数のドットを印刷した単一のノズルによって印刷されたドットの質量中心を識別する；
（ｄ）段階（ｃ）において見つけられたドットの質量中心を各セットにおいてラインをフィットするよう使用する。即ち、基準ノズルバンクの同じノズルによって印刷されたドットの質量中心が、質量中心のセットを構成する；
（ｅ）段階（ｄ）において決定されたラインの傾斜を決定し、傾斜を平均化する（尚、これは、ターゲットがターゲットスキャナの走査ヘッド又は画像捕捉装置に対して幾らかのスキューを有しうるのでスキャナに対する媒体のスキューを平均化する）；
（ｆ）段階（ｅ）において決定されたスキュー角度のネガティブ（negative）によって、ターゲットから走査されたドットの質量中心のフィールド全体を回転する。尚、このフィールド全体には、基準ノズルバンクだけではなく全てのノズルバンクによって印刷されたターゲット上のドットが含まれ、この回転は、ターゲットとターゲットスキャナとの間の可能なスキューを調整し、従って、ターゲットスキャナを用いて高速走査方向において基準ノズルバンクによって印刷されたドットを位置合わせする；
（ｇ）スキャナの既知の解像度（最低で１／５００インチ、好適には１／３０００インチ）を用いて、低速走査方向において全てのドットを通る直線垂直ラインをフィットし、また、ライン間の間隔を決定する。これは、ターゲットの走査からの走査データを使用してソフトウェアにおいて行われる。尚、各「垂直」ドットのセットに対し別個のラインがフィットされる。即ち、第１の垂直ラインに属するドットが選択され、次に、ラインにフィットされる。第２の垂直ラインに属するドットが選択され、次に、ラインにフィットされる。続いて、全てのこれらの垂直ラインの間の間隔が、段階（ｈ）において平均化される；
（ｈ）段階（ｇ）において見つけられた垂直ラインの平均間隔を決定する：
（ｉ）低速走査方向における理想格子を決定する。別個のドットが、ターゲット上に、例えば、５画素位置間隔で印刷され、プリンタの公称解像度が３００ＤＰＩであると仮定すると、ターゲットスキャナがターゲットを６００ＤＰＩで走査する場合、理想格子におけるライン間の間隔は、１０スキャナ画素間隔となる。尚、この格子は、例えば、１０スキャナ画素毎に、高速走査方向においても決定されることが可能であり、また、この理想格子位置は、整数の画素の間隔である必要はない；
（ｊ）段階（ｉ）において見つけられた（低速走査方向における）理想格子を用いて、格子のライン間の間隔は維持しながら、理想格子の位置を低速走査方向にずらすことによってドットの質量中心に亘っての最高にフィットする条件を決定する。これは、基準ノズルバンクによって印刷されたドットの質量中心のみを用いて行うことが最良でありうるが、全てのノズルバンクによって印刷された質量中心を用いて行われうる。格子の最良にフィットする位置条件は、理想格子上のラインに対するターゲット上に印刷されたドットの平均間隔が最低であるときに存在する。尚、このことは、高速走査方向において繰り返される；
（ｋ）ｘ，ｙ理想格子の全ての交差点の座標値を決定する；
（ｌ）段階２１２に進む。
【００８５】
本願に記載した説明を考慮して当業者には理想ドット中心を決定する多数の他の方法が明らかであろう。
【００８６】
図６の段階２１２において、各ドットに対してドット配置エラーが決定される。理想ドット中心が計算され（段階２１０）、実際のドット中心は既知である（段階２０８）ので、この処理は、単純に、理想中心と実際の中心の間の直交距離を見つけることである。
【００８７】
図６の段階２１４において、位置合わせエラーの根本的原因の決定は、プリントヘッドとノズルバンクの幾何学、キャリッジの配置、及びドット対ノズルマップの詳細な知識を必要とする。例えば、プリントヘッドの回転中心は、プリントヘッドにおける各ノズルの高速走査及び低速走査エラーに対して回転が有する効果を推定可能であるよう既知でなければならない。一旦体系化されると、この複雑さは、プリンタのオペレータからは完全に隠され、また、反復がほとんどない又は全くなしで最良の位置合わせをもたらす正確な所定の調整を結果としてもたらしうる。これらの計算からの結果は、オペレータに対して単純に表示されるか、及び／又は、格納される（段階２１８）が、この調整は、プリンタに直接ダウンロードされることが好適である。プリンタは、所定の調整を自動的に又は半自動的に行う。一部のプリンタでは、これらの調整は、プリントヘッド又はノズルバンクの実際の物理的な調整を必要としうる。この調整は、手動か、又は、プリンタによって制御される電気機械手段に支援されて行われうる。例えば、第１の色を印刷するのに使用される第２のノズルバンクは、ピボット可能に、そうでなければ、第１の色を印刷するのに使用される第１のノズルバンクに対して調整可能であるよう取り付けられうる。ノズルバンク又はプリントヘッドの調整のための手段は、国際公開第０２／０８７８８８号Ａ１に記載される。この国際公開は、２つのノズルバンクのピボット動作を示すが、ピン３２についてノズルバンク３９Ｂをピボットするよう使用可能なカム３３（図１２参照）といった同様の機構を、他のノズルバンクに対する単一のノズルバンクの位置の調整のために設けることが可能である。高速走査方向におけるノズルバンクの相対位置合わせといった他の調整は、例えば、個々のノズルの噴射タイミングを調整することによってプリンタの処理制御器内で容易に実施可能である。この点について、国際公開０２／０９６６５６号Ａ１を参照されたい。噴射タイミングの調整又は機械的調整は、上述した２つの国際公開を考慮するに当該技術において良好であると考えられる。更に、ノズルバンクにおける異なる液滴サイズの位置合わせは、遅い液滴に対して速い液滴の噴出を単純に遅延することによって容易に達成可能である。これらの調整は全て、ユーザ又はオペレータから隠されることが好適である。一部のプリンタについて、１００を遙かに超える位置合わせ調整を必要とすることは珍しいことではない。これらの調整の全ては、図６の処理において記載したような単一のターゲットを用いて決定されうる。
【００８８】
図６に説明した処理の代案を図７に示す。図６に記載した処理は、所定のドット対ノズルマップの決定及び実施を必要とする。更に、異なる印刷モード（例えば、パスの回数、又は、印刷解像度、印刷日、ページ前進について）は、それらが異なる位置合わせ設定を必要とする場合、異なるドット対ノズルマップを必要とし得、それにより、必要なプログラミングを増加する。この追加のプログラミングを必要としない処理を図７に記載する。図７の段階３００では、Ｎ個のチャンネルを有するパターンが決定される。Ｎは、プリンタ内のインクの種類の数である。各パターンチャンネルは、互いの上に又は互いの隣りに「オン」画素を有するチャンネルが２つとしてないよう協調設計される。これは、プリンタによって印刷されるドットは、離され且つ個別であることを確実にする。任意選択的に、段階３０２において追加の画像処理が行われる。この処理は、段階３００からのパターンの、ＴＩＦ、ＪＰＥＧ、又はプリンタが理解可能な他の標準化されたグラフィックディスプレイファイル形式といった画像形式への変換でありうる。マルチカラードットのパターンと、そこから生成されたＴＩＦ又はＪＰＥＧファイルを決定するためにコンピュータが使用されうる。そのファイルは、プリンタの制御器又はラスタ画像プロセッサが理解し、印刷されるべき任意の他の画像に対して行うように、どのノズルがどのドットをどのパスで印刷するのか自分自身で判断可能である。
【００８９】
図７の段階３０４において、段階３０２からの画像は、画像がプリントされるモードを決定する図７の要素３２６、３２８、３３０、及び３３２によって特定されるモードにおいて印刷される。図７において記載される処理についての段階２０４、２０６、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、及び２１８は、図６に説明した同じ処理要素と同一である。
【００９０】
図７の段階３２２は、段階３０２からの画像データと、段階３２６、３２８、３３０、及び３３２によって与えられる印刷モード仕様を受け取る。即ち、印刷モード仕様は、スワスを印刷するために仕様される複数の選択可能な印刷パスモードのうちの１つ（段階３２６）、例えば、３００、６００、又は１２００ＤＰＩである印刷解像度（段階３２８）、使用された印刷マスク（段階３３０）、及び、受像媒体前進スキームを確立するページ前進ＬＵＴ即ちルックアップテーブル（段階３３２）から識別可能である。段階３２２の処理は、印刷処理をシミュレートする手段と共に、プリンタにおけるノズル幾何学（例えば、図１に示すような幾何学）を具現化するシミュレータとして最良に説明される。段階３０２からの各画像チャンネルは、シミュレータの構造に依存して個別に又は一緒に処理されうる。シミュレータが、印刷処理の正確な表現である場合、出力は、段階３２４のドット対ノズルマップとなる。図７のような処理を使用することは、プリンタの位置合わせの為に最も効率の良いパターン及びモードが決定可能であるよう多数の印刷モードにおいて多くの異なるパターンを印刷する柔軟性を提供しながらプリンタ制御器において必要とされるプログラミングを大幅に単純にする。
【００９１】
図６及び図７の処理は、アルゴリムが迅速に実行されオペレータのインタラクションが殆ど必要としないよう最適化されることが可能である。更に、これらの処理は、最適位置合わせが得られるよう、異なるノズルバンク空隙設定又は異なる媒体厚さにおいて繰り返されることが可能である。これらの設定は、プリンタメモリ内に保存され、ユーザがプリンタを同じ設定に戻したときに後日呼び出ししうる。この技術は、プリンタ組立体のばらつきを測定するのにも有用である。例えば、キャリッジがそれに沿って動くガイド部材（図１０の１５）は、完全に直線ではない場合がある。このような曲げは、図６又は図７に記載した測定が高速走査軸に沿って様々な位置において繰り返されたのならば変化する角変位として最終的には示されうる。同様に、ガイド部材は、媒体が印刷ゾーンを通り抜ける際にその上に置かれるプリンタプラテンと平行ではない場合がある。これは、ノズルバンク空隙における変化をもたらし、これは、高速走査軸に沿っての様々な位置において行われる位置合わせ測定における変化から容易に明らかである。この処理も、必要である場合には、異なるキャリッジ速度で繰り返されうる。
【００９２】
一般的には必要ではないが、図６又は図７の処理は、反復的に繰り返されうる。各反復は、位置合わせの追加の精度を与える。
【００９３】
図１６を参照するに、図示しないが、図１０に示すキャリッジと同様のキャリッジ上に８個のノズルバンクが設けられ且つ取り付けられたノズルバンクの構成を示す。ノズルバンクＹ２、Ｍ２、Ｃ２、及びＢ２からなる１つのグループは、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの液滴をそれぞれ選択的に付着することによって印刷する高速走査方向のうちの１つの方向におけるキャリッジの動作の間に印刷するよう使用され、ノズルバンクＹ１、Ｍ１、Ｃ１、及びＢ１からなるもう１つのグループは、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの液滴をそれぞれ選択的に付着することによって印刷する高速走査方向のうちの第２の方向におけるキャリッジの動作の間に印刷するよう使用される。反対に、ノズルバンクの両方のセットは、いずれの方向においても印刷するよう使用されえ、それにより、最小の画質損失で向上された生産性がもたらされる。尚、ノズルバンクＹ１及びＹ２に使用されるインクは同じ色でありまた同一のインクである。２つのノズルバンクＹ１及びＹ２は、それらの間の他のノズルバンクがあることによって比較的大きい距離で離される。同様に、マゼンタ色インク噴出ノズルバンクＭ１及びＭ２も同じ色及び同一のインクであり、シアン色インク噴出ノズルバンクＣ１及びＣ２と、ブラック色インク噴出ノズルバンクＢ１及びＢ２についても同様である。尚、ノズルバンクのこの構成は、低速走査方向に平行な線に対してその構成において対称性を与え、また、少なくとも３つのノズルバンク対（Ｙ１、Ｙ２；Ｂ１、Ｂ２；Ｍ１、Ｍ２）のそれぞれにおける各ノズルバンクは、各対の色とは異なる色のインクを噴出するノズルバンクによって離される。Ｙ１、Ｍ１、Ｃ１、及びＢ１を含むグループといったノズルバンクの１つのグループは更に、ノズルバンク上のノズルのピッチ間隔の半分を含む量によってノズルバンクの別のグループに対して低速走査方向においてオフセットでありうる。従って、例えば、低速走査方向において１インチ当たり１５０ノズルのノズル間隔を有するノズルバンクについて、オフセットは、同じ色のインクの２つのノズルバンクが使用されると、１インチ当たり３００ノズルの向上された解像度を与えうる。しかし、図１６に示す様々な色の配置は、例示的であり、ノズルバンクの他の構成を、受像シート上の色付きドットの構築の好みによって用いうる。
【００９４】
上述したように、本発明は、リソグラフィックプレート上への印刷、又は、回路基板又は他の基盤上への導電性パターン又は設計の印刷、又は、ケーキ又はペストリー上への食用色素の印刷、又は、基盤上への３次元構造の構築といったインク以外の液体を印刷するのに使用するノズルバンクからの液滴の位置合わせと共に使用してもよい。印刷される液体がインクか又は他の液体であるかに関わらず、各ノズルから液体を噴出又は排出するプリンタは依然としてインクジェットプリンタと称される。更に、本発明は、プリントヘッドアレイを形成するよう組み付けられる発光記録素子又は熱記録素子のバンクを有するプリンタにも適用可能である。
【００９５】
本発明は、その好適な実施例を特に参照しながら説明したが、当業者は、本発明から逸脱することなく、様々な変更が可能であり、また、好適な実施例の要素と置き換えられうることを理解するであろう。更に、多くの修正が、特定の状況及び材料を、本発明の根本的な教示内容から逸脱することなく本発明の教示内容に適応させるよう行われうる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】２つのプリントヘッドノズルバンクを特徴とする従来技術のプリントヘッドを示す図である。
【図２】全てのノズルバンク間に良好な位置合わせがある図１に示すノズル構成によって印刷された〜１／７．５インチ×１／７．５インチのシミュレートフラットフィールド画像の拡大図を示す図である。ここでのシミュレーションは、２つのパスを用いて印刷された１１５ミクロンの直径をそれぞれ有する丸ドットを有する３００ｄｐｉ画像を考慮する。グレイは印刷されたドットを示し、黒はこのフラットフィールドにおけるドットの重なりを示す。
【図３】高速走査方向において３５ミクロンの位置ずれがある図１に示すノズル構成によって印刷された〜１／７．５インチ×１／７．５インチのシミュレートフラットフィールド画像の拡大図を示す図である。ここでのシミュレーションも、２つのパスを用いて印刷された１１５ミクロンの直径をそれぞれ有する丸ドットを有する３００ｄｐｉ画像を考慮する。ドット間に見える白の空間は、高速走査方向における位置ずれを示唆する。
【図４】低速走査方向において３５ミクロンの位置ずれがある図１に示すノズル構成によって印刷された〜１／７．５インチ×１／７．５インチのシミュレートフラットフィールド画像の拡大図を示す図である。ここでのシミュレーションも、２つのパスを用いて印刷された１１５ミクロンの直径をそれぞれ有する丸ドットを有する３００ｄｐｉ画像を考慮する。白のドットは、低速走査方向における位置ずれを示唆する。
【図５】２つのノズルバンク間に０．０８度の角度ずれがある図１に示すノズル構成によって印刷された〜１／７．５インチの×１／７．５インチのシミュレートフラットフィールド画像の拡大図を示す図である。図示する画像の一部は、拡大図の上部が第１のスワスの下部を示し、画像の下部が第２のスワスの上部を示すよう画像の上部より約１インチ下に中心が置かれる。ここでのシミュレーションも、２つのパスを用いて印刷された１１５ミクロンの直径をそれぞれ有する丸ドットを有する３００ｄｐｉ画像を考慮する。角位置ずれは、目に見えるバンディングを形成する。
【図６】本発明によるノズルバンクを位置合わせする方法における段階を説明するフローチャートである。
【図７】本発明によるノズルバンクを位置合わせするより柔軟性があり一般的な方法における段階を説明するフローチャートである。このフローチャートでは、複数のターゲットが単一の印刷モードに対して使用されるか、又は、単一のデジタルターゲットが複数の印刷モードと共に使用されうる。
【図８】本発明による６チャンネルプリンタ（シアン、マゼンタ、ライトシアン、ライトマゼンタ、イエロー、及びブラック）を位置合わせするために使用されうるターゲットの走査を示す図である。図示するドットは、異なる色又はブラックであることが可能である。
【図９】図８の左上角を示す拡大図である。
【図１０】本願に記載する方法に従って位置合わせされる組み付けられたプリントヘッドノズルバンクを組み込んだプリンタを示す図である。
【図１１】図１０のプリンタにおいて使用する２つのノズルバンクを特徴とするプリントヘッド組立体モジュールを示す図である。
【図１２】受像媒体から見た図１１のプリントヘッド組立体モジュールを示す図である。
【図１３】本発明に使用しうる代替のノズルバンク構成を示す図である。
【図１４】プリンタ制御システムを示すブロック図である。
【図１５】本願に記載するようなドット対ノズルマップである。
【図１６】カラーインクジェットプリンタに使用してもよく、且つ、本発明が理想的に適しているノズルバンクの構成を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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