(57)【要約】【課題】印刷媒体によって不吐出ノズルに相当する印刷データの処理を変更し、ヘッドの故障率を低減することを目的とする画像処理手段。【解決手段】インク液滴吐出不良なノズルとインク液滴吐出良好なノズルとを有する複数のインク吐出ノズルを備えた印刷ヘッドを有するインクジェットプリンタにおいて、印刷媒体の情報によりインク吐出情報を変更するか否かを選択できることを特徴とするインクジェットプリンタ用データ処理システム。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク液滴吐出不良なノズルとインク液滴吐出良好なノズルとを有する複数のインク吐出ノズルを備えた印刷ヘッドを有するインクジェットプリンタにおいて、印刷媒体の情報によりインク吐出情報を変更するか否かを選択できることを特徴とするインクジェットプリンタ用データ処理システム。
【請求項２】
インク液滴吐出不良なノズルとインク液滴吐出良好なノズルとを有する複数のインク吐出ノズルを備えた印刷ヘッドを有するインクジェットプリンタにおいて、上記インク液滴吐出不良なノズル情報と印刷媒体の情報によりインク吐出情報を変更するか否かを選択できることを特徴とする請求項１に関するインクジェットプリンタ用データ処理システム。
【請求項３】
インク液滴吐出不良なノズルとインク液滴吐出良好なノズルとを有する複数のインク吐出ノズルを備えた印刷ヘッドを有するインクジェットプリンタにおいて、上記インク液滴吐出良好なノズル情報と印刷媒体の情報によりインク吐出情報を変更するか否かを選択できることを特徴とする請求項１に関するインクジェットプリンタ用データ処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
インクジェットプリンタの吐出不良対策に関わる制御手段であり、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの印刷媒体に記録を行なう製品の印刷画像生成方法に関わる技術分野を対象とする。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インク液滴吐出が不良な状態にあるインクジェットプリンタを用いて印刷する場合、インク液滴吐出不良ノズルを特定し、不良ノズルで印刷すべきデータを近傍のノズルで印刷し、見た目上画像不良を認識させない印刷物を作成する手法を取っていた。
【０００３】
図１３は上述した不良ノズルを補完し見た目上画像不良を認識させない手法の一例である。
【０００４】
図１３−ａインク吐出情報の変更手段１：２値化後の変更手段
図１３−ａに不良ノズルの補完方法を説明する。図１３−ａ左図で白い桝目は非インク吐出情報、黒い桝目はインク吐出情報を示している。上記状態は印刷データとして吐出と非吐出の２状態しかないため２値の補完方法と定義する。各桝目は（行、列）で指定され、（Ｒ１，Ｃ１）から（Ｒ７，Ｃ５）である。ここでインク吐出ノズルが行方向に５本のノズルで構成される印刷ヘッド（印刷ヘッドは図示しない）で印刷すると図１３−ａの状態となる。ここで、印刷ヘッドの中央のノズルがインク不吐出状態になったとするとＣ３の列は印刷不能となる。このため、Ｃ３列の印刷情報をＣ２列に移動補完した状態が図１３−ａの右図である。
【０００５】
図１３−ｂインク吐出譲歩の変更手段２：多値状態での変更手段
図１３−ｂは印刷情報が多値状態における補完方法を示している。上記Ｚ１３−ａと同様にＣ３列がインク不吐出状態になった場合であり、Ｃ３列の情報はＣ４列に加算されて補完される。多値の印刷可能なインクジェットプリンタを用いて印刷することにより不吐出状態を補完した状態で印刷される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
吐出不良ノズルがある印刷ヘッドを使用し、印刷を行なう場合、該不良ノズルが本来印刷すべきインク吐出情報が印刷されないために生じる画像不良を回避するために、各種画像不良対策が行なわれてきた。上記画像不良対策は一般的にインク吐出不良ノズルの周辺ノズルの使用頻度を上げる手法が取られてきた。前述の手法により、上記画像不良対策は吐出不良ノズル部周辺の使用頻度を上げることにより、該吐出不良ノズルの周辺部ノズルの吐出回数が他のノズル部より早く寿命吐出回数に達し、該インク吐出不良ノズルの周辺部ノズルが吐出不良状態におちいった。
【０００７】
更に、上記状態が周辺部のノズルに連鎖拡大し、結果として印刷ヘッドの交換時期を早めていた。図１４バスタブカーブに示す様に、故障率は初期故障期と偶発故障期、磨耗故障期の３期に分けられる。不吐ノズルがなければ磨耗故障期に入る時間は、各ノズルともほぼ同じ時期になるが、近傍のノズルが不吐ノズルの印刷データも印刷することになると近傍のノズルの磨耗故障に入る時期が早まり、結果として、不吐ノズル近傍のノズルが早期に磨耗故障期に入り不吐ノズルになることがあった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
インクジェットプリンタにおいて、印刷媒体は複数存在する。例えば、オフィスで使用するインクジェットプリンタでは、コピー等で用いられる普通紙、インクの発色を良くするコート紙、写真調の画像を印刷するための光沢紙など多くの種類の印刷媒体が存在する。
【０００９】
インク液滴が印刷媒体に着弾した場合、印刷媒体の種類によりインクのにじみ状態が異なることを利用し、印刷媒体毎に不吐ノズルに対する画像不良対策を行なうか否かを選択することを可能にすることにより、上述した様な不吐ノズル近傍のノズルの磨耗故障期に入る時期を遅らせることが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
普通紙と呼ばれている媒体と光沢紙と呼ばれている媒体では同じインク液滴量が媒体表面に着弾しても媒体の物理構成の違いによりそのにじみ領域は異なる。例えば、約４．５ｐｌのインク液滴が普通紙に着弾した場合のにじみにより形成される印刷領域は直径約８０μｍであり、用紙の繊維の状態によりにじむ方向もさまざまに変化する。一方、光沢紙ではにじみにより形成される印刷領域は直径約４０μｍのほぼ円に近い状態となる。
【００１１】
上記の様なインク液滴量と印刷媒体のにじみ状態の関係を把握し、印刷媒体により、不吐ノズルに対しする補正手段を施さないと目的とする画像品質が得られないか否かを判断し、目的とする画像品質が得られないときに不吐ノズルに対する補正を行う形態をとることを特徴とする。
【００１２】
図１５はドット径と生成画像について示す。図１５−ａ１は元もとの画像であり、列Ｃ３の位置に不吐ノズルがあった場合隣接するＣ４の位置に印刷データを移動させたデータが図１５−ａ２である。図１５−ｂ１、図１５−ｃ１はインク液滴のにじみ率の差による生成される画像の差をあらわしている。図１５−ｂ１はにじみ率の大きい印刷媒体の例であり、図１５−ｃ１はにじみ率の小さい印刷媒体の例である。又、図１５−ａ２、図１５−ｂ２、図１５−ｃ２は列Ｃ３の位置に吐出不良ノズルがある場合の処理と生成される画像を示した図である。一般的に、にじみ率の小さい印刷媒体の方が形状を詳細に表現できるが、ドットが欠けた場合には図１５−ｃ２の様にスジ状の画像障害に敏感となり、にじみ率の大きい図１５−ｂ２に比べると画像品質が一般的に悪くなる。
【００１３】
（実施例）
図１：判断手段１：フローチャート１：媒体種類検知で画像不良対策を行なうか否かの判断フローチャート
図１に本願の最も特徴的な制御判断をフローチャートで示す。図１中Ｆ０１１からスタートし、Ｆ０１２において印刷媒体の判断を行なう。印刷媒体が普通紙であれば、不良ノズル対応は行なわない。普通紙以外の印刷媒体であればＦ０１３で不良ノズルの情報を読込み、Ｆ０１４でＦ０１３での不良ノズルの情報から指定される不良ノズルの印刷データを読み込み、Ｆ０１５にて不良ノズルの隣接ノズルの画像データに不良ノズルデータを加算、或いは、データを移動して、Ｆ０１６にて終了する。
【００１４】
普通紙とは、光沢紙に対してにじみ率が大きく、１液滴での描画領域が連続したノズルで描画される２液滴の描画領域に対して変化量が小さい状態であることを一般的用語用いて説明したものであって、一般的に、印刷解像度ピッチの３倍以上の描画領域直径を有する印刷媒体をさす。
【００１５】
図２：インクジェットプリンタ構成図１：メカレイアウト
図２にインクジェットプリンタの機構的構成例の模式図を示す。図２において印刷用紙はカセット０２０１にセットされている。印刷を行なう場合、用紙搬送ベルト０２０２は３個のローラーにより回転駆動力を与えられ事前に定められた搬送速度に到るまで加速駆動され、その後、定常駆動動作になる。
【００１６】
又、同時に印刷ヘッド群０２０４はヘッドキャップ（図示せず）を退避後、搬送ベルトの方向に移動し、印刷ヘッドのインク吐出面と搬送ベルト方面との距離が約１ｍｍの位置で停止する。上記状態でカセットより印刷媒体をピックアップし、搬送ベルトに乗せる。搬送ベルトは静電気力（機構は図示せず）で印刷媒体を吸着し、搬送する。印刷ヘッドの直下を搬送ベルトにより搬送されてきた印刷媒体が通過するタイミングで印刷ヘッドよりインク液滴が吐出され、印刷媒体上に画像が形成される。その後、印刷媒体は搬送ベルトから」分離され、用紙受け０２０５に積み重ねられる。
【００１７】
図３：インクジェットプリンタ構成図２：ブロック図
図３にインクジェットプリンタの電気的構成図を示す。インクジェットプリンタはＣＰＵ０３０１により制御される。ＣＰＵ０３０１の処理手順はＲＯＭ０３０２内に格納され、ＣＰＵ０３０１がＲＯＭ０３０２より逐次読み出して命令を実行していく。その時に必要な一時的な記憶領域をしてＲＡＭ０３０３が必要である。このＲＡＭ０３０３はＣＰＵの一時的な記憶領域としての使用方法の他に、ホストコンピュータから送られてくる印刷情報を記録する領域やインク吐出情報０３０９を記憶する領域も確保されている。
【００１８】
印刷情報はプリンタのインターフェイス部０３０６を介してＲＡＭ０３０３内に取りこまれ、ＣＰＵ０３０１等によりインク吐出情報に変換され、再び、ＲＡＭ０３０３に格納される。印刷時にはインク吐出情報０３０９のデータが印刷ヘッドの各ノズルのインクを吐出するアクチュエータの駆動情報として印刷ヘッド０３１１に高速データ転送手段であるＤＭＡ０３０５を用いて印刷制御部０３１０を介して転送される。又、印刷時に必要な印刷ヘッドの位置センサーや用紙の有無を判断する用紙センサー類はセンサー読み取り部０３０７からＣＰＵ０３０１に読み込まれ、モータ・プランジャー駆動部０３０８のオンオフを制御する。
【００１９】
図４：インクジェットプリンタ構成図３：システム構成図１
図４に印刷に関わるデータの処理内容を表したシステム構成例を示す。印刷情報はホストコンピュータにて合成される。文字情報０４０１はコード化部０４０２でコード表現に変換され、文字サイズ、文字種、印刷位置等の情報も付加され印刷ファイル０４０６に書き込まれる。写真等の画像情報０４０３は圧縮部０４０４にてＪＰＥＧ等の手法で圧縮され転送容易な容量に変換され、印刷位置情報等とともに印刷ファイル０４０６に書き込まれる。
【００２０】
更に、印刷部数、片面・両面指定、余白領域指定等の印刷制御情報０４０５も印刷ファイル０４０６に書き込まれる。完成した印刷ファイル０４０６は通信回線を用いてインクジェットプリンタに送られる。インクジェットプリンタでは送られてきたファイル０４０７より文字情報についてはコード解析部０４０８にて文字コード、文字サイズ、文字種等が分析され、文字生成部０４０９にてビットマップ画像０４１０が生成される。
【００２１】
一方、画像情報は伸張部０４１０にて元の画像情報に復元され、その後色変換部０４１１にてプリンタが使用している色空間に変換される。その後、ハーフトーニング処理部０４１２にてハーフトーニング処理が行なわれる。この時、ハーフトーニング処理は印刷媒体により異なるため印刷制御情報部０４１３から指定される印刷媒体に適した処理手法が選択される。文字生成部０４０９とハーフトーニング部０４１２で作成された印刷情報は組み合わされインク吐出情報としてインク吐出情報部０４１４に蓄えられる。
【００２２】
その後、インク吐出情報変換部０４１５にて印刷媒体情報を用いて図１で示した画像情報の変換の有無が判断され、画像情報の変換が必要と判断されると変換が行なわれる。この様にして生成されたインク吐出情報は吐出制御部０４１６により分散駆動、ブロック駆動等の制御方法によりインク吐出される。図４はインク吐出情報を一度生成後、インク吐出情報を変換するか否かを判断することを示す。
【００２３】
図５：インクジェットプリンタ構成図４：システム構成図２
図５では、文字情報０５０１はホストＰＣ内に保有するビットマップ０５０３の情報を文字情報として文字生成０５０２に使用される。画像情報０５０４は圧縮０５０５で圧縮され、上記の文字生成０５０２の情報と混合され印刷ファイル０５０６が生成される。プリンタ側では受信ファイル０５０７として印刷ファイル０５０６が受取られる。受信ファイル０５０７で圧縮されていたファイルは伸張０５０８され、更に、ラスター情報にレンダリング０５０９される。
【００２４】
その後、色変換０５１０が行われる。この状態では画像情報はプリンタの有するインク色の多値情報としてメモリー内に保存されている。ここで、プリンタ自体が有している印刷媒体情報０５１１を用いて多値状態におけるインク吐出情報変換部０５１２において図１で示す制御が行われ、その後、ハーフトーニング０５１３が行われ、インク吐出情報０５１４となる。図５は印刷媒体情報を鑑みながらインク吐出情報を変換するか否かを判断しつつ、最終的なインク吐出情報を生成することを示している。
【００２５】
図６：インクジェットプリンタ構成図５：システム構成図３
図６に現在シリアルプリンタで多く使用されている構成例を示す。ホストＰＣ０６０１からプリンタ０６０２に対してインク吐出情報０６０３が直接送付されてくる。プリンタ０６０２では印刷媒体を判断し、その媒体情報０６０５を用いてインク吐出情報変換制御部０６０４において図１の制御を行う。上記処理を行った後印刷ヘッドに対し印刷制御０６０５を行う。
【００２６】
図７：インクジェットヘッド構成図１：ノズル構成
図７にインク吐出を行うノズル構成図を示す。図７において、インクは液室０７０５に蓄えられている。又、インクを吐出するためのヒーター０７０２は基材０７０４の上に形成される。ノズル０７０１は基材０７０４の上にノズル材０７０３により形成される。インクが液室に充填された状態においてヒーター０７０２に通電するとインク液が発泡し、ノズル部の圧力を上げる。ノズル部においてはヒーターの上部に開口部であるノズル０７０１が設けられており、ヒーター０７０２の発泡によるノズル内の圧力上昇によりヒーター０７０２の上部のインクがノズル０７０１より吐出される。
【００２７】
図８：インクジェットヘッド構成図２：不良ノズルの種類：ヒーター断線
図８にノズル部の電気的構成を示す。ヒーターは抵抗０８０４からなり、ヒーター電源ＶＨに片方が接続され、他方がＩＣ０８０３内のトランジスタ０８０２に接続されている。又、ＩＣ０８０３からは、複数の内部トランジスタからの共通グランド信号ＶＨ−ＧＮＤが出ている。抵抗０８０４に通電制御する信号はロジック信号０８０１として与えられる。抵抗０８０４には加熱により発生する泡が消泡するときに生じるキャビテーションにより抵抗の構成物に力学的衝撃が与えられる。抵抗０８０４に繰返しキャビテーションによる衝撃が加えられると図１４のバスタブカーブで示す磨耗故障期に到達し、抵抗０８０４自体に亀裂が発生し断線する。一度断線すると通電してもヒーターによる発熱はなく、発泡現象は発生しない。従って、インクの吐出も行われない。
【００２８】
図９：インクジェットヘッド構成図３：不良ノズルの種類：ごみつまり
図９にゴミによる不吐状態を説明する。印刷用紙から離脱した紙繊維はプリンタ内を浮遊しており、時にノズル部に付着してしまう。図９の紙粉０９０１の様にノズル部内まで紙粉が入り、インクの増粘が発生すると、紙粉はノズル部から取れなくなる。この状態で、ヒーターを加熱し発泡を行っても、ノズル形状が破壊されているため正常なインク液滴は形成されず、細かな霧状になったり、吐出方向が異なったりする。
【００２９】
図１０：用紙種類判断手段１：ホストコンピュータからの指定
図１０にパソコンの画面上からの印刷用紙指定方法を説明する。図１０において、印刷選択項目１００１の右欄１００２をマウスでクリック指定すると仕様可能な印刷媒体の一覧表がプルダウンメニューとして表示される。その中より使用用紙をマウスにてクリックすることにより用紙を選択できる。図１０では光沢紙１００３を選択した状態を示している。
【００３０】
図１１：用紙種類判断手段２：反射光による表面状態判断
図１１は印刷媒体自動選別構成を説明する。印刷媒体はその種類によりその表層の状態が異なっている。写真画質のための光沢紙は表層の凹凸が少なく光沢感がある。一方電子写真で使用されるＰＰＣ用紙では表層に凹凸があり光沢感はない。その印刷媒体の表層状態を計測し、媒体の種類を特定する方法が図１１−ａに示す構成である。
【００３１】
図１１−ａにおいて印刷媒体１１０２の表層状態を判断するためのセンサーとしてフォトインタラプタ１１０１が用意されている。図１１−ｂにフォトインタラプタによる媒体選別構成を示す。フォトインタラプタはＬＥＤ１１０８とフォトトランジスタ１１０９から構成される。ＬＥＤ１１０８は電源Ｖｃｃ１１０３から制限抵抗１１０７を介して電流が供給され発光する。ＬＥＤ１１０８から出た光は印刷媒体に照射され、その散乱光がフォトトランジスタ１１０９に受光される。受光した光量によりフォトトランジスタ１１０９は流れる電流値を決定する。
【００３２】
図１１−ｂの電気構成では、受光量が多いとフォトトランジスタ内を多くの電流が流れ、出力電圧Ｖｏｕｔ１１０５の出力電圧が低くなり、反対に、受光量が少ないと出力電圧Ｖｏｕｔ１１０５の出力電圧が高くなる構成となっている。このような構成において、ＰＰＣなどの電子写真用の普通紙では表面の凹凸が多いため多方向に拡散するが、光沢紙の様に反射率の高い用紙では光の拡散量は前記の普通紙に比べ少ない量になる。
【００３３】
このため、図１１−ｃに示すようにフォトトランジスタによる媒体ごとの出力電圧は普通紙では出力電圧がＶ２と高くなり、一方光沢紙においては出力電圧はＶ１となる。このＶ２とＶ１の電圧差を検知して媒体の種類を判断できる。
【００３４】
図１２用紙種類判断手段３：紙圧による判断
媒体は媒体プロファイルとしてユニークな媒体の厚みを持っている。その特性を用いて媒体厚みより媒体を特定できる。図１２に媒体の厚みを利用して媒体の種類を判別する方法を説明する。印刷媒体の斜め上部よりレーザー光を照射する半導体レーザー１２０３を設置する。その照射されたレーザー光が媒体に反射し、その反射したレーザー光を受光する位置にＣＣＤなどのアレイタイプの受光素子アレイを配置する。
【００３５】
上記構成において、レーザーの主の反射光は媒体厚みｔ１とｔ２の差によりその主反射光の照射される受光素子アレイの位置は異なった場所となる。図１２では用紙媒体厚みがｔ１のときは受光素子アレイの４番目の素子にその主反射光が照射され、用紙媒体厚みがｔ２のときは８番目の素子にその主反射光が照射される。この様に受光素子アレイの中で受光量の最も多い位置を特定することにより媒体厚みを特定できる。従って、媒体厚みが特定できることにより媒体が特定できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば不良ノズルの周辺ノズルの寿命を極力延命することができ、ひいては装置寿命を延ばすことが可能となる。このことは、ランニングコストの低減に結びつく。
【図面の簡単な説明】
【図１】制御フローチャート
【図２】インクジェットプリンタ構成図１：メカニカルレイアウト
【図３】インクジェットプリンタ構成図２：ブロック図
【図４】インクジェットプリンタ構成図３：システム構成図１
【図５】インクジェットプリンタ構成図４：システム構成図２
【図６】シリアルプリンタの例
【図７】インクジェットヘッド構成図１：ノズル構成
【図８】インクジェットヘッド構成図２：電気回路構成
【図９】不吐出要因：紙粉
【図１０】ＣＲＴ画面からの選択操作
【図１１−ａ】媒体選別構成
【図１１−ｂ】フォトインタラプタによる選別構成
【図１１−ｃ】フォトインタラプタによる媒体毎の出力電圧
【図１２】媒体厚みセンサー
【図１３−ａ】補完方法（２値）
【図１３−ｂ】補完方法（多値）
【図１４】バスタブカーブ
【図１５】ドット径と生成画像
【符号の説明】
０２０１  カセット
０２０２  用紙搬送ベルト
０２０４  印刷ヘッド群
【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−ａ】
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【図１１−ｂ】
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【図１１−ｃ】
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【図１２】
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【図１３−ａ】
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【図１３−ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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