(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１列に多くのピクセルを有する二次元ビットマップ化された画像を印刷するための印刷ヘッドを較正する方法であって、
この印刷ヘッドは、印刷チャンネルの列を有し、
それぞれの印刷チャンネルは、関連する放出電極を有し、
この放出電極に対し、印刷液の塊内から粒状の濃縮物を作成するのに十分な電圧が使用時に加えられ、
印刷中に、多くの所定体積値のうち、１つの体積を有する帯電した粒状の濃縮物を、印刷ヘッドの選択された印刷チャンネルから放出させて印刷したピクセルを作成するために、それぞれの画像ピクセルのビット値によって決定されるそれぞれの所定の振幅および持続時間を有する電圧パルス値が、選択した印刷チャンネルの電極に加えられ、
既定の印刷チャンネルについて放出されるマーキング液の体積が制御パルスのパルス値によって決定されるようにして、使用時のそれぞれの印刷チャンネルから放出されるマーキング液の体積を、それぞれの制御パルスによって独立して制御し、
このパルス値は、それぞれの画像ピクセルのビット値によって決定され、
マーキング液の既定の体積を放出するために必要なパルス値は、印刷ヘッドの印刷チャンネル間で可変であり、
この較正する方法は、
較正されていない印刷ヘッドによって印刷された場合に、印刷ヘッドに複数列の印刷をさせる画像を与えることと（ここで、各列は印刷ヘッドの複数の印刷チャンネルと平行になるように方向付けられており、各列を印刷するために、印刷ヘッドのそれぞれのチャンネルを同じパルス値で駆動させ、複数の印刷チャンネルが駆動されるパルス値は一連の規定された工程における画像の複数列の間において異なる）、
前記画像の１つ以上の試験印刷物を印刷することと、
グリッド状に配置された位置で１つ以上の試験印刷物の光学密度を測定し、印刷ヘッド全体にわたる位置で光学印刷密度およびパルス値のデータを得ることと、
光学密度  対  画像のグレーレベルによってあらわされる印刷プロセスにとって望ましいトーン再現曲線を選択することと（ここで、トーン再現曲線は、異なるピクセルのビット値と関連する望ましい光学密度を規定する）、
各印刷チャンネルについて、測定した１つ以上の試験印刷物から、選択した画像のグレーレベル値に対応する各望ましい光学印刷密度値を作り出すように概算された複数のパルス値を計算し、このパルス値が、非印刷パルス値を含んでいてもよいことと、
各印刷チャンネルについて、印刷チャンネルからマーキング液を放出させることなくマーキング液を印刷チャンネルに集めさせる制御パルス値に対応する非放出パルス値を較正することと（ここで、この非放出パルス値は、その印刷チャンネルの最も低い算出パルス値から外挿することによって生成される）、
それぞれの前記画像のグレーレベルについて、印刷ヘッド全体にわたって、それぞれの前記位置についてパルス値をメモリに記録することと、
を含む、
方法。
【請求項２】
前記画像の１つの試験印刷物が提供され、印刷ヘッドは、試験印刷物を印刷するために印刷方向に移動され、そのパルス値が、光学密度を測定する前に、試験印刷物に沿った印刷方向に最大値から最小値まで変動する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記印刷ヘッドは、１または複数の前記試験印刷物を印刷するために、印刷方向に移動され、
パルス値が、異なるパルス値での多くの印刷バンドを印刷するために試験印刷に沿った印刷方向に変動し、
各印刷バンドは、１つの目標サイズのインクドットに対応し、目標サイズは、適切なスクリーニング方法と組み合わせて画像をレンダリングするために使用時のプリンタによって利用される、望ましい一連のドットサイズの１つに対応する、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
試験印刷物中に複数の印刷ブロックが提供され、それぞれのブロックは、印刷チャンネルのいずれかによって印刷される、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
制御パルスが電圧パルスである、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
特定のチャンネルのバイアス電圧に、振幅または持続時間が放出するには十分ではない非印刷電圧パルスを選択的に加えることによって、それぞれのチャンネルについて有効バイアスレベルの電圧を作成することをさらに含む、
請求項１および５に記載の方法。
【請求項７】
それぞれの前記画像のグレーレベルについて、印刷ヘッド全体にわたるそれぞれの前記位置についてパルス値をメモリに記録する工程は、印刷ヘッドのメモリ作成部に前記値を格納することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
１列に多くのピクセルを有する二次元ビットマップ化された画像を印刷する方法であって、この印刷ヘッドは、印刷チャンネルの列を有し、それぞれの印刷チャンネルは、関連する放出電極を有し、この放出電極に対し、印刷液の塊内から粒状の濃縮物を作成するのに十分な電圧が使用時に加えられ、印刷中に、多くの所定体積値のうち、１つの体積を有する帯電した粒状の濃縮物を、印刷ヘッドの選択された印刷チャンネルから放出させて印刷したピクセルを作成するために、それぞれの画像ピクセルのビット値によって決定されるそれぞれの所定の振幅および持続時間を有する電圧パルス値が、選択した印刷チャンネルの電極に加えられ、
請求項１〜７のいずれか一項に従って印刷ヘッドが較正される、方法。
【請求項９】
画像を印刷するためのそれぞれの画像ピクセルのビット値によって決定される個々の電圧パルス値が、ルックアップテーブルに格納された対応する値によって修正される、
請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電式インクジェット印刷技術に関し、さらに具体的には、ＷＯ  ９３／１１８６６号および関連する特許明細書に記載されるような種類の印刷ヘッドおよびプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の静電式プリンタは、加えられた電場を用いることによって、化学的に不活性な絶縁性キャリア流体に分散した帯電固体粒子を、まずは濃縮するように放出し、次いで、この固体粒子を放出する。加えられた電場によって電気泳動が起こるため、濃縮が起こり、帯電した粒子は、インク表面に出会うまで、電場中を基材に向かって移動する。加えられた電場が、表面張力に打ち勝つのに十分大きな電気泳動力を作り出すとき、放出が起こる。放出位置と基材との間の電位差を作り出すことによって、電場が作られる。このことは、放出位置で、および／または放出位置の周囲で電極に電圧を加えることによって達成される。
【０００３】
放出が起こる位置は、印刷ヘッドの幾何形状、電場を作り出す電極の位置および形状によって決定される。典型的には、印刷ヘッドは、印刷ヘッドの本体からの１つ以上の突出部からなり、これらの突出部（放出直立部としても知られる）は、その表面に電極を有する。電極に加えられたバイアスの極性は、帯電した粒子の極性と同じであり、その結果、電気泳動力の方向は、基材に向かう方向である。さらに、印刷ヘッド構造の全体的な幾何形状および電極の位置は、突出部の先端周囲の高度に局在化した領域で濃縮、次いで放出が起こるように設計される。
【０００４】
信頼性高く操作するために、インクは、放出された粒子を再び補充するために、連続的に放出位置を通過して流れなければならない。この流れを可能にするために、インクは、低い粘度、典型的には、数センチポイズを有していなければならない。放出される材料は、粒子の濃縮のため、さらに粘性が高くなる。その結果、材料が衝突したときに大きく広がらないため、この技術を使用し、非吸収性基材の上に印刷することができる。
【０００５】
当該技術分野において、種々の印刷ヘッドの設計が、例えば、ＷＯ  ９３／１１８６６号、ＷＯ  ９７／２７０５８号、ＷＯ  ９７／２７０５６号、ＷＯ  ９８／３２６０９号、ＷＯ  ０１／３０５７６号およびＷＯ  ０３／１０１７４１に記載されており、すべて、ＷＯ  ９３／１１８６６号に記載される、いわゆるＴｏｎｅｊｅｔ（登録商標）法に関連している。
【０００６】
図１は、この従来技術に記載されている種類の静電印刷ヘッド１の先端領域の図であり、それぞれに先端部２１を有するいくつかの放出直立部２を示す。それぞれの２つの放出直立部の間には、壁部３（チークとも呼ばれる）があり、それぞれの放出セル５の境界を規定している。それぞれのセルでは、インクが、２つの経路４に流れ、放出直立部２のそれぞれの側面の片方および使用時のインクメニスカスは、チーク上部と、放出直立部の上部との間に固定されている。この幾何形状で、ｚ軸の正の方向は、基材から印刷ヘッドに向かう方向であると定義され、ｘ軸は、放出直立部の先端の線に沿った方向であり、ｙ軸は、これらに垂直である。
【０００７】
図２は、同じ印刷ヘッド１の１個の放出セル５のｘ−ｚ平面の模式図であり、直立部２の先端部の中央に沿って切断し、ｙ軸に沿って見た図である。この図は、チーク３と、放出直立部２とを示し、これらが、放出位置６の位置、インク経路４、放出電極７の位置、インクメニスカス８の位置を規定する。実線の矢印９は、放出方向を示し、これも基材に向かう方向である。それぞれの直立部２およびその関連する電極およびインク経路は、放出チャンネルを効率的に形成する。典型的には、放出チャンネル間のピッチは、１６８μｍである（これにより、印刷密度１５０ｄｐｉが得られる）。図２に示す例では、インクは、通常は、この紙面の中を読み手から離れる方向に流れる。
【０００８】
図３は、ｘ軸に沿って、放出直立部の側面図を示す、ｙ−ｚ平面での同じ印刷ヘッド１の模式図である。この図は、放出直立部２、直立部の電極７の位置および中間電極（１０）として知られる要素を示す。中間電極１０は、その内側表面に（時には、表面全体に）電極１０１を有する構造であり、使用時に、放出直立部２の放出電極７とは異なる電位にバイアスされている。中間電極１０は、それぞれの放出直立部２が、個々に割り当て可能な放出直立部２に面する電極を有するようにパターン形成されていてもよく、または、中間電極１０の表面全体が一定のバイアスで保持されるように均一に金属処理されてもよい。中間電極１０は、外部の電場から放出チャンネルをスクリーニングすることによって静電シールドとして作用し、放出位置６の電場を注意深く制御することができる。
【０００９】
実線の矢印１１は、放出方向を示し、これもまた、基材の方向に向かう。図３では、インクは、通常は、左から右に流れる。
【００１０】
操作時に、接地状態（０Ｖ）で基材を保持するのが通常であり、中間電極１０と基材との間に電圧ＶIEを印加する。中間電極１０と、放出直立部２およびチーク３の上にある電極７との間には、さらなる電位差ＶBが加えられ、その結果、これらの電極の電位は、ＶIE＋ＶBである。ＶBの大きさは、放出位置６で粒子を濃縮するが、粒子を放出しない電場が発生するように選択される。粒子の電気泳動力が、実際に、インクの表面張力と釣り合う電場の強さに対応する特定の閾電圧ＶSよりも高いＶBのバイアスがかけられたとき、放出が自然に起こる。従って、この場合には、常に、ＶBは、ＶSより小さくなるように選択される。ＶBが加えられると、インクメニスカスは、放出直立部２の多くを覆うように前に移動する。濃縮した粒子を放出するために、振幅がＶPのさらなる電圧パルスが放出直立部２に加えられ、その結果、放出直立部２と中間電極１０との電位差は、ＶB＋ＶPである。電圧パルスが続く間、放出が続くだろう。これらのバイアスに典型的な値は、ＶIE＝５００ボルト、ＶB＝１０００ＶおよびＶP＝３００ボルトである。
【００１１】
使用時に実際に加えられる電圧は、印刷されるビットマップ化された画像の個々のピクセルのビット値から誘導されてもよい。従来のデザイングラフィックソフトウェア（例えば、Ａｄｏｂｅ  Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ）を用い、ビットマップ化された画像が作られるか、または処理され、メモリに保存され、メモリから、多くの方法（パラレルポート、ＵＳＢポート、目的ごとに作られたデータ移動用ハードウエア）によって印刷ヘッドの駆動電気部にデータを出力することができ、印刷ヘッドの放出電極に加えられる電圧パルスが作られる。
【００１２】
この種類の静電式プリンタの利点の１つは、電圧パルスの持続時間または振幅のいずれかを調整することによって、グレースケール印刷を行うことができることである。個々のパルスの振幅がビットマップデータから誘導されるように、または、パルスの持続時間がビットマップデータから誘導されるように、またはこれら両方の技術の組み合わせを用いて、電圧パルスが作られてもよい。
【００１３】
静電式インクジェット印刷ヘッドの放出特徴は、放出部の幾何形状および放出部での電極の位置に依存して変わる。これらの因子の変動によって、印刷物全体にわたって光学密度または色の変動が生じることがある。
【００１４】
解決すべき問題は、元の性能によって印刷ヘッド全体にわたって安定な変動パターンを生じる静電式インクジェット印刷システムから、改良されたもっと均一な放出性能を作り出すことである。この変動特徴に関する従来の知識から、印刷システムの応答を較正し、印刷ヘッドからの性能の均一性を顕著に高めることができる。
【００１５】
静電式インクジェットの印刷ヘッドは、放出部からの放出を調節するために印刷ヘッド放出部に対する電気パルスの持続時間および／または振幅を用いて制御することができる。放出される液滴の大きさが、主に加圧チャンバおよびノズルの物理的な寸法の関数である圧電式インクジェットまたはサーマルインクジェットの印刷ヘッドとは異なり、静電式印刷ヘッドの放出部から放出されるインクの体積は、放出部のインクに作用する電場の振幅および／または持続時間によって制御することができ、これらは、印刷ヘッドの電極に加えられる電圧の波形によって決定される。これにより、放出部のアレイ全体にわたる放出性能の安定な変動を相殺することができる。
【００１６】
パルスの持続時間および振幅を制御することができる様式を図４Ａおよび図４Ｂに模式的に示す。
【００１７】
加えられた電圧パルスに応答して放出されるインクの体積は、上述のように、インクメニスカスの位置、インクに作用する電場および加えられたパルスの持続時間によって管理される。理想的には、印刷ヘッド内のそれぞれの放出部が等しく機能し、すなわち、同じ加えられたパルスについて、同時に同じ体積のインクを放出する。しかし、印刷ヘッド全体にわたる放出部の幾何形状、電極の位置またはメニスカスの位置の変動によって、放出部の性能が変動し、印刷ヘッドの幅全体にわたって印刷物の光学密度が変動する。このような変動は、一般的に、ヘッドの片側から反対側への印刷密度のゆるやかな変化（ｇｒａｄｕａｌ  ｂｏｗ）として表出するが、この変動は安定なものであり、個々の印刷ヘッドに特徴的である。そのため、それぞれの放出部または連続する小さな放出部群について、印刷ヘッド全体にわたって印刷性能を等しくする一連のパルス電圧および／または持続時間を個々に選択することによって、変動を相殺することができる。この較正プロセスによって、印刷ヘッド全体にわたる性能を等しくし、１回のプロセスで印刷ヘッドのトーン再現曲線（光学密度  対  画像のグレーレベル）を較正する。
【００１８】
さらに、放出部に加えられた電圧パルスに対するインクの応答は、バイアス電場（すなわち、放出の間に放出部にバイアス電圧を加えることによって作られる電場）に依存して変わる。実際に、バイアス電圧ＶBは、自然な放出が起こる電圧ＶSのすぐ下に設定される。ＶBをＶSに近い値（実際には、約２０Ｖ下）に保持することは、インクが放出パルスにすばやく応答するために重要である。しかし、放出部の幾何形状および電極の位置における上述の変動によって、印刷ヘッド全体にわたってＶSの変動が生じ、その結果、その列全体にわたる印刷ヘッドの位置に依存して、放出部の応答が変動する場合がある。
【００１９】
ＵＳ２００６／０１８５６１号は、画像を構築するために必要なドットのパターンを変えることによって新しい画像を作成し、次いで、この新しい画像のデータを標準的な駆動パルス値に変える標準的な変換を行い、それにより、較正されていないドットサイズに変換することによる、印刷ヘッド全体にわたる性能の変動を調節するプリンタを開示する。印刷ヘッドのそれぞれのチャンネルについて一連の試験印刷物を作成することによって較正が行われ（図８を参照）、その結果、放出される体積ではなく、画像データ自体が較正される。
【００２０】
ＵＳ２０１１／０２３４６７７号は、スキャンする印刷ヘッドが何回か重なり合って通過して画像を構築するときに起こるバンディングを相殺する方法を開示する。暗い線および明るい線が、吐出部の大きさおよび／または角度の誤差から生じることがあり、異なる通過での特定のノズルの並列から生じることがあり、このことは、個々のノズルに１対１に対応しない。従って、ＵＳ２０１１／０２３４６７７号は、既知の重なり合いスキームを用いて印刷され、所与の印刷ヘッドからの特徴的なバンディングパターンを生じる印刷物のバンディングを相殺するために画像の調節（図８を参照）を行うことを教示する。この補正は、同じヘッドであっても、異なる重なり合いスキームを使用した場合には、再び行う必要があるだろう。具体的には、印刷パルス値の修正によって個々の印刷ヘッドチャンネルを較正するのではなく、新しい画像データを作成し、次いで、これを標準的な様式で駆動シグナルに変換する。
【００２１】
ＷＯ２０１２／０４０４２４号は、透明フィルムにインクジェット印刷するカラープロファイリングを開示する。このカラープロファイリングは、グレースケールパッチを含む試験パターンを印刷することと、このグレースケールパッチの密度を測定することと、予測密度と実際の密度の偏差に基づいて出力ピクセル値を調節することとを含み、これらはすべて、望ましいトーン再現曲線を達成スルためのよく知られているカラープロファイリングである。ＷＯ２０１２／０４０４２４号は、画像をハーフトーン化する（少数の所定のドットサイズにスクリーニングする）前に、グレースケール画像にピクセル値の修正が適用されることを教示する。この方法は、ドットサイズの制御を行わず（すなわち、望ましいドットサイズを達成するために放出される体積を制御するのではなく）、そのため、印刷されるドットサイズの補正を行うのではなく、新しい画像データを作成し、次いで、これを標準的な様式で駆動シグナルに変換する。
【発明の概要】
【００２２】
本発明によれば、１列に多くのピクセルを有する二次元ビットマップ化された画像を印刷するための印刷ヘッドを較正する方法であって、この印刷ヘッドは、印刷チャンネルの列を有し、使用時のそれぞれの印刷チャンネルから放出されるマーキング液の体積を、それぞれの画像ピクセルのビット値によって決定されるそれぞれの制御パルスによって独立して制御し、この構成方法は、
印刷ヘッドのそれぞれのチャンネルを同じパルス値で駆動させる画像を与えることと、
前記画像の１つ以上の試験印刷物を印刷することと、
一連の規定された工程において、その試験印刷物内で、またはそれぞれの試験印刷物間ですべてのチャンネルについてパルス値を変えることと、
グリッド状に配置された位置で１つ以上の試験印刷物の光学密度を測定し、印刷ヘッド全体にわたる位置で光学印刷密度およびパルス値のデータを得ることと、
光学密度  対  画像のグレーレベルによってあらわされる印刷プロセスにとって望ましいトーン再現曲線を選択することと、
測定した１つ以上の試験印刷物から、選択した画像グレーレベル値に対応する望ましい光学印刷密度値を作り出すように概算されたパルス値を計算し、このパルス値が、非印刷パルス値を含んでいてもよいことと、
それぞれの前記画像グレーレベルについて、印刷ヘッド全体にわたって、それぞれの前記位置についてパルス値をメモリに記録することとを含む方法が提供される。
【００２３】
上述の従来技術で参照した種類の印刷ヘッドでは、制御パルスは、通常は電圧パルスであるが、他の印刷技術では、他の可能性が存在する（例えば、電流パルス、圧力パルス、熱パルス、光パルスなど）。
【００２４】
この方法は、１列に多くのピクセルを有する二次元ビットマップ化された画像を印刷する方法であって、この印刷ヘッドは、放出チャンネルの列を有し、それぞれの放出チャンネルは、関連する放出電極を有し、この放出電極に対し、印刷液の塊内から粒状の濃縮物を作成するのに十分な電圧が使用時に加えられ、印刷中に、多くの所定体積値のうち、１つの体積を有する帯電した粒状の濃縮物を、印刷ヘッドの選択された放出チャンネルから放出させて印刷したピクセルを作成するために、上に定義する印刷ヘッドが較正される方法を利用し、それぞれの画像ピクセルのビット値によって決定されるそれぞれの所定の振幅および持続時間を有する電圧パルス値が、選択した放出チャンネルの電極に加えられ、
前記印刷ヘッド全体にわたるそれぞれの位置の必要なグレーレベルに対応して記録されたパルス値をそれぞれの印刷されるピクセルに利用し、画像を印刷する方法も含む。
【００２５】
従って、本発明は、印刷ヘッド全体にわたるチャンネル性能の固有の変動を相殺しつつ、正しい印刷画像を作成することができるように、それぞれの印刷されるピクセルについて、放出される体積の制御を利用する。放出される体積は、所与の振幅で所与の持続時間電圧パルスＶPを加えることに起因して、流体および粒状物の１つの塊として放出され、放出される実際の体積、そのときの印刷条件に依存していてもよく、または依存していなくてもよく、印刷される基材を置く前に一連の液滴が壊れてもよく、または壊れなくてもよい。従って、放出される体積は、「印刷される複数の液滴」、「印刷される液滴」、「液滴」または「体積」とさまざまに呼ばれる。
【００２６】
画像の１つの試験印刷物を与えてもよく、そのパルス値が、光学密度を測定する前に、試験印刷に沿った印刷方向に最大値から最小値まで変動してもよい。
【００２７】
または、パルス値が、使用時のプリンタによって利用される望ましい一連のドットサイズのいずれかにそれぞれ対応する異なるパルス値で、印刷物の多くの印刷バンドを印刷するために試験印刷に沿った印刷方向に変動し、適切なスクリーニング方法と組み合わせて画像をレンダリングしてもよい。
【００２８】
さらなる方法において、試験印刷物中に複数の印刷ブロックが提供され、それぞれのブロックは、放出チャンネルのいずれかによって印刷される。
【００２９】
印刷を生じさせるには持続時間が短すぎ、および／または振幅が小さすぎるＶB電圧パルスに重ね合わせることによって、共通のヘッドのＶBの有効値を追加するために、内蔵型のパルス制御を使用することも望ましいが、このとき、印刷ヘッドの元の性能の測定によってあらかじめ決定された量によるＶBの追加は、印刷ヘッド全体のどの同じ場所でもＶSと有効なバイアス電圧とに差があるようにする。この方法は、最も低い印刷レベルのパルス値から外挿することによって、非放出レベルのパルス値を較正する工程をさらに含んでいてもよい。このことは、それぞれのチャンネルについて有効バイアスレベルの電圧を作り出すことによって、特定のチャンネルのバイアス電圧に、振幅または持続時間が放出するには十分ではない非印刷電圧パルスを選択的に加えることによって達成される。
【００３０】
好ましくは、それぞれの前記画像グレーレベルについて、印刷ヘッド全体にわたるそれぞれの前記位置についてパルス値をメモリに記録する工程は、印刷ヘッドのメモリ作成部に前記値を格納することを含む。
【００３１】
本発明は、１列に多くのピクセルを有する二次元ビットマップ化された画像を印刷する方法であって、この印刷ヘッドは、放出チャンネルの列を有し、それぞれの放出チャンネルは、関連する放出電極を有し、この放出電極に対し、印刷液の塊内から粒状の濃縮物を作成するのに十分な電圧が使用時に加えられ、印刷中に、多くの所定体積値のうち、１つの体積を有する帯電した粒状の濃縮物を、印刷ヘッドの選択された放出チャンネルから放出させて印刷したピクセルを作成するために、それぞれの画像ピクセルのビット値によって決定されるそれぞれの所定の振幅および持続時間を有する電圧パルス値が、選択した放出チャンネルの電極に加えられ、上に定義したいずれかの方法に従って印刷ヘッドが較正される方法も含む。
【００３２】
画像を印刷するためのそれぞれの画像ピクセルのビット値によって決定される個々の電圧パルス値は、ルックアップテーブルに格納された対応する値によって修正されてもよい。
【００３３】
較正されたスキャナまたは走査型分光計を使用し、試験印刷物をキャプチャしてもよい。
【００３４】
上に参照したＴｏｎｅｊｅｔ（商標登録）方法は、電圧パルス長の制御機構によって放出体積を連続的に、割り当て可能に変えることができるという特徴を有する。Ｔｏｎｅｊｅｔ（商標登録）方法において、所与のピクセルレベルについて、連続するトーンパルス値を割り当て、望ましいドットサイズを作ることができる。このような較正は、液滴の体積がチャンバの体積、ノズルの大きさなどによって量が決まる従来のドロップオンデマンド（ＤＯＤ)型インクジェットの印刷ヘッドでは不可能である。
【００３５】
この種類の印刷ヘッドは、１列または複数列の放出チャンネルを有していてもよく、複数列のチャンネルを有する印刷ヘッドは、二次元アレイを生成してもよい。
【００３６】
添付の図面を参照しつつ、本発明の方法および装置の例を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】静電式プリンタの放出チャンネルおよびインク供給経路の詳細を示すＣＡＤ図
【図２】図１に示す種類の静電式印刷ヘッド内にある放出チャンネルのｘ−ｚ面における模式図
【図３】図１に示す種類の静電式印刷ヘッド内にある放出チャンネルのｙ−ｚ面における模式図
【図４Ａ】放出パルスの振幅をどのようにして調節することができるかを示すブロック図および得られた例示的な調節後のパルス振幅を示す関連する波形図
【図４Ｂ】放出パルスの持続時間をどのようにして調節することができるかを示すブロック図および得られた例示的な調節後のパルス持続時間を示す関連する波形図
【図５】本発明の第１の実施例である実施例１の較正プロセスで使用する画像の試験印刷物を示す図
【図６】図５の画像の試験印刷をスキャンする態様を示す図
【図７】本発明の一実施例の印刷プロセスについて、望ましいトーン再現曲線（光学密度  対  画像のグレースケールレベル）を示す図
【図８】スキャンした試験印刷物の上に重ねて置かれた印刷密度が一定の７つの輪郭を有する、図６のスキャンした画像を示す図
【図９】較正プロセスから得られるパルス値のルックアップテーブルの一例を示す図
【図１０】印刷ヘッドチャンネル（ｘ軸）に対し、初期の光学密度および較正した光学密度（ｙ軸）を示す図
【図１１】本発明の第１の実施例である実施例１の較正プロセスを記載するフロー図
【図１２】本発明の第２の実施例である実施例２の較正プロセスを記載するフロー図
【図１３】実施例２の適切な較正試験画像を示す図
【図１４】本発明の第３の実施例である実施例３の較正プロセスを記載するフロー図
【図１５Ａ】実施例３の適切な較正試験画像を示す図
【図１５Ｂ】印刷物間に１ピクセルピッチの工程を１００回用い、印刷ヘッドの個々のチャンネルによってそれぞれ印刷される光沢密度測定に適した印刷パッチを作成した、図１５Ａの較正画像の印刷結果を示す図
【図１６】実施例４の較正プロセスから得られるパルス値のルックアップテーブルの一例を示す図
【図１７】本発明に従って較正したプリンタから画像を印刷するときに用いられるいくつかのプリンタ要素のブロック図
【図１８】本明細書に記載するいずれかの実施例に従って較正した後に画像を調製し印刷するプロセスをあらわすフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の方法の実施例を記載する前に、Ｔｏｎｅｊｅｔ（登録商標）法を用いて印刷する（または放出する）液体の体積を制御するために一般的に用いることが可能な２つの方法について記載するのが有用であろう。
【００３９】
図４Ａは、印刷ヘッド１のそれぞれの放出部（直立部２および先端部２１）について、放出電圧パルスＶＥの振幅を制御し、それによって、印刷されるビットマップピクセルのＰｎ値（８ビット数、すなわち、０〜２５５の値を有する）が、デジタル−アナログ変換器３１によって低電圧の振幅に変換され、その出力が、印刷ヘッドの放出部に加えられる高電圧パルスＶPの持続時間を規定する所定の持続時間のパルスＶＧによって転送されるように使用可能な回路３０のブロック図を示す。次いで、この低電圧パルスは、高電圧線形増幅器３２によって増幅され、ピクセルのビット値に依存して高電圧パルスＶP（典型的には、１００〜４００Ｖの振幅を有する）が得られ、次いで、バイアス電圧ＶBおよびＶIEに重ね合わされ、放出パルスＶＥ＝ＶIE＋ＶB＋ＶPが得られる。
【００４０】
図４Ｂは、印刷ヘッド１のそれぞれの放出部について、放出電圧パルスＶＥの持続時間を制御し、それによって、印刷されるビットマップピクセルのＰｎ値が、印刷されるピクセルの開始時に「印刷同期」シグナルＰＳの転送によってカウンタ４１にロードされ、カウンタ出力を高に設定し、カウンタへのクロック入力の連続的な周期（周期Ｔ）によって、カウントがゼロになるまで、カウントが減少し、カウンタ出力を低にリセットするために使用可能な代替回路４０のブロック図を示す。従って、カウンタの出力は、持続時間がピクセル値に比例する論理レベルのパルスＶPＴ（ピクセル値Ｐｎとクロック周期Ｔの積）であり、次いで、このパルスを高電圧スイッチング回路４２によって増幅し、低のときの電圧（ＶIE＋ＶB）から、高のとき（ＶIE＋ＶB＋ＶP）にスイッチングするため、持続時間が制御された放出パルスＶＥ＝ＶIE＋ＶB＋ＶPが生成する。印刷されるビットマップピクセルのＰｎ値（８ビット数、すなわち、０〜２５５の値を有する）は、０％〜１００％の（放出パルスの）デューティ比に対応する。典型的には、６００ｄｐｉの解像度で印刷し、印刷基材（図示せず）と印刷ヘッド１が１ｍｓ−１の速度で相対的に移動する場合、この値は、４２μｍのパルス反復期間での０〜４２μｍのパルス長に等しい。
【００４１】
これらの代替的な技術の中で、実際には、パルスの持続時間を調節する方が簡単であるが、所与の状況にいずれかの技術が適している場合があり、両方の技術を一緒に使用してもよい。
【００４２】
一連の実施において、それぞれがいくつかの色成分（例えば、ＣＭＹＫ）の１つを印刷するために用いられる複数の単色印刷ヘッドを用い、印刷されるカラー画像を作成する。以下の記載は、それぞれの印刷ヘッドに適用され、較正プロセスをそれぞれの印刷ヘッドについて繰り返す。単純化のために、このプロセスを１回のみ記載する。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
本発明の第１の実施例の較正プロセスは、図１１に示され、最初に、工程１００で開始した後に、印刷ヘッドの駆動電気部が、同じパルス値を用いて印刷ヘッド１の幅全体にわたってそれぞれの放出チャンネルを駆動し、このパルス値が、所定の工程の印刷方向に最大（２５５）からゼロ（０）に変動する、画像の試験印刷物５０（図５を参照）を印刷する工程１０１を含む。
【００４４】
次いで、試験印刷は、好ましくは自動的に、スキャナを通過し、画像がスキャンされる（工程１０２）。図６は、重ね合わされたグリッド５１を含み、スキャンされた態様の試験印刷画像５０を示し、水平軸（ｘ軸）に印刷ヘッドチャンネルの番号を示し、垂直軸（ｙ軸）にパルス値を示す。次いで、スキャナによって、規則的なグリッド状に配置された位置で試験画像５０の光学密度を測定し、印刷ヘッド全体にわたる規則的な位置で印刷密度  対  パルス値のデータを得る。この操作は、本実施例では、較正されたスキャナ（図示せず）を利用することによって行われ、このスキャナを使用して試験印刷物をキャプチャし、図６に示すようなスキャンされた画像を得る。
【００４５】
印刷プロセスについて、望ましいトーン再現曲線５２（光学密度  対  画像のグレースケールレベル）（図７に示す実施例）があらかじめ選択される。この曲線は、元々の画像と同じように検知されるグレーレベルおよび色の印刷物を製造する目的で、どのようにして画像ピクセル値を最終的に印刷物でのインク密度に翻訳するかを決定する。この決定は、色が元々の画像ピクセル値でどのようにあらわされるか（すなわち、画像データファイルに一般的に埋め込まれている画像の色符号化仕様（Color Encoding Specification））によって変わる。色符号化仕様は、デジタル印刷の分野でよく知られており、ここではさらなる記載はしない。トーン再現曲線は、例えば、異なる色および吸収性の結果として、印刷される基材材料によっても変わることがあり、異なる基材材料に対応する曲線を（本発明の一部ではなく別個の操作で）作成するのが一般的である。
【００４６】
印刷は、典型的には、スクリーニングされたパターンにおいて、連続したトーンではなく、例えば、４または８の少数の個別のドットサイズからレンダリングされる。このことは、それぞれのピクセルを規定するのに必要なデータのビット深さが少ないため、データの取り扱いおよび制御するコンピュータから印刷ヘッドへの移動が迅速になり、もっと効率的になるという利点がある。これらの別個のドットサイズのいずれかに一致するグレーレベルを有する画像の領域は、典型的には、１種類のドットサイズを使用してレンダリングされ、その領域のそれぞれのピクセルを印刷する。対照的に、２種類の別個のドットサイズの中間にあるグレーレベルの画像は、望ましい印刷密度を達成するために、正しい割合でこれら２種類のドットサイズをランダムに分布してレンダリングされる。最小のドットサイズよりも明るいグレーレベルの画像は、ランダムに分布する最小のドットサイズを用いてレンダリングされる。制御するコンピュータで自動的に行われるラスタ画像処理の一部として、画像データにスクリーニングプロセスが適用される。このようなスクリーニング方法は、デジタル印刷の分野でよく知られており、ここではさらなる記載はしない。
【００４７】
図７の曲線５２は、適切なスクリーニング方法と組み合わせて画像をレンダリングするために使用され得るドットサイズに対応する７個の値を示す。
【００４８】
工程１０３において、画像をレンダリングするように選択したドットサイズに対応する一定の印刷密度の７個の輪郭５３が計算され、スキャナに接続したコンピュータ内で、スキャナによってスキャンされた画像から、スキャンされた試験印刷物５０と重ねて置かれたこれらの画像の表示を図８に示す。図８のそれぞれの位置ｘについて、輪郭のｙ座標値は、その輪郭について特定された画像のグレースケールレベルに必要な印刷密度を作り出すパルス値であることが理解されるだろう。これらの座標は、工程で記録され、このデータが使用され（工程１０５）、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）５４に集められ、その一部を図９に再現している。次いで、このＬＵＴデータを印刷ヘッドに関連するメモリに格納し（工程１０６）、次いで、較正プロセスは工程１０７で終了する。印刷中にＬＵＴデータを使用し、印刷ヘッドに供給される画像ピクセルデータをパルス値データに変換し、望ましい正確性で画像を再現することができる。このプロセスは、後で、図１８と合わせて記載する。
【００４９】
図１０は、較正プロセスで利用する印刷密度レベルについて、印刷ヘッドチャンネル（ｘ軸）全体にわたる初期の光学密度および較正した光学密度（ｙ軸）を示す。較正プロセスは、示されたそれぞれのドットサイズレベルで、印刷ヘッド全体にわたる光学密度の変動を０．１付近から０．０３未満まで減らす（光学密度の測定は、ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ  Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ分光計を用い、紙基材に対するＤＩＮ密度標準を用いて行った）。
【００５０】
（実施例２）
本発明の第２の実施例の較正プロセスを、図１２のフロー図を参照しつつ記載する。このプロセスは、最初に、印刷ヘッドを一連のデフォルト値に設定すること（工程２００）および試験画像（較正画像）（例えば、図１３の画像）を印刷すること（工程２０１）を含み、印刷ヘッド駆動電気部が、同じパルス値を用いて印刷ヘッド１の幅全体にわたってそれぞれの放出チャンネルを駆動させる。パルス値は、適切なスクリーニング方法と組み合わせて画像をレンダリングするために用いられる望ましいドットサイズのセットのいずれかにそれぞれ対応する異なるパルス値で印刷物のバンド番号５５．１〜５５．７を印刷するように、印刷方向に変動する。
【００５１】
次いで、印刷ヘッド全体にわたる規則的な位置での印刷密度  対  パルス値のデータを得るために印刷物全体に規則的なグリッド状に配置された位置で、図１３の試験画像の光学密度を、適切なスキャナを用いて事前に測定する（工程２０２）。この密度をコンピュータのメモリに対数化し（工程２０３）、調べ、このレベルが仕様の範囲内であるかどうかを決定する（工程２０４）。このレベルは、特定のレベルについてヘッド全体にわたって測定した密度と、そのレベルでの目標密度とを比較することによって、コンピュータ内で仕様の範囲内であるかどうかを決定するように調べられ、測定した密度は、すべてが目標値（典型的には０．０５ＯＤＵ）の選択した許容範囲の誤差範囲内にあるべきであるが、この用途の印刷品質の要求に応じて、この範囲よりも大きくてもよく、または小さくてもよい。
【００５２】
印刷密度の均一性が仕様の範囲内であれば、さらなる作業は行わず、較正を終了する（工程２０５）。仕様の範囲内でなければ、印刷ヘッド全体にわたる密度測定間の補間を行い（工程２０６）、その領域の密度測定（典型的には、印刷ヘッドのチャンネルよりも低い空間解像度である）から、個々のチャンネルを概算する。密度測定値の線形補間は、一般的に、印刷ヘッド全体にわたる変動の形状を概算するのに十分であり、個々のチャンネルの性能の十分な概算値を与える。
【００５３】
望ましい密度を与えるパルス値を計算するために、さらなる補間工程（工程２０７）を使用し、測定した（または補間した）チャンネルの密度から、それぞれの印刷レベルの目的密度を引き算し、密度の誤差を計算する。パルス値の補正値を（密度誤差）／ｋＬとして計算し、ここで、ｋＬは、密度  対  各レベルのパルス値の曲線の典型的な勾配よりも約２０％高くなるように選択された各レベルについての定数である。これにより、２回または３回の繰り返し（以下に示す）の後、安定な進行で特定されたレベルに値が集中するように密度の誤差をわずかに下側に相殺し、正しい値が得られる。ｋＬは、典型的には、印刷プロセスで使用する最も小さいグレースケールレベルのパルス値では０．００５ＯＤＵずつの増分から、最大レベルでのパルス値での０．０１１ＯＤＵずつの増分の範囲である。次いで、コンピュータは、従来のパルス値から、それぞれのチャンネルのそれぞれのグレースケールレベルについてのパルス値の補正値を引き算して、新しいパルス値を計算する。
【００５４】
これらの計算されたパルス値を対数化し（工程２０８）、メモリ（好ましくは、印刷ヘッド内のメモリ）に保存する（工程２０９）。このようにして決定されたパルス値を用い、さらなる試験（較正）用の印刷物が印刷され、印刷したバンドの均一性が仕様の範囲内になるまで、このプロセスを繰り返す。典型的には、このプロセスを２回繰り返すと、望ましい均一性が得られる。
【００５５】
（実施例３）
このプロセスの第３の実施例の較正プロセスを、図１４のフロー図を参照しつつ記載する。このプロセスは、それぞれの個々の印刷ヘッドチャンネルについて測定可能なパッチ６１（図１５Ｂを参照）を作成するできるだけ多くの較正試験用画像を使用するという点で実施例２のプロセスと異なり、その結果、密度測定値を補間し、チャンネルの性能を概算する工程が必要ではない。
【００５６】
図１４は、最初に、印刷ヘッドをデフォルト値のセットに設定すること（工程３００）を含み、次いで、試験画像（較正印刷物）が工程３０１で印刷されるプロセスを示す。適切な試験印刷は、図１５Ａおよび図１５Ｂに示され、印刷ヘッドのそれぞれ３０番目のチャンネル（例えば、チャンネル１、３１、６１など）から印刷されたそれぞれ長さ約４ｍｍのライン６０．１の第１のセットからなる。この第１のセットのラインの後、割り当てられたチャンネル番号を繰り返し１ずつ増加させ、チャンネル２、３２、６２などからライン６０．２のさらなるセットを得て、列６０．３０まで、印刷ヘッドのそれぞれのチャンネルがラインを印刷する（図１５Ａを参照）。次いで、図１５Ｂの最終的な試験印刷物を構築するために、それぞれの通過の間に基材に対して右側に印刷ヘッドを１ピクセルピッチずつ増加させ、このパターンを約１００回重ね刷りし、それぞれの印刷ヘッドチャンネルについて個々の四角形のパッチを得る。
【００５７】
この実施例の印刷ヘッドを較正するために、図１５Ｂに示す種類の一連の試験印刷物を印刷し、それぞれの印刷物は、画像をレンダリングするために使用する望ましいドットサイズレベルのセットのいずれかに対応する。
【００５８】
次いで、図１５Ｂの種類の試験画像のパッチ６１の光学密度を、適切なスキャナを用いて事前に測定し（工程３０２）、印刷ヘッドのそれぞれのチャンネルについて、印刷密度  対  パルス値のデータを得る。コンピュータのメモリで密度を対数化し（工程３０３）、これらが仕様の範囲内にあるかどうかを決定するために調べる（工程３０４）。実施例２と同様に、特定のレベルについてヘッド全体にわたって測定した密度と、そのレベルでの目標密度とを比較することによって、コンピュータ内で仕様の範囲内であるかどうかを決定するように調べられ、測定した密度は、すべてが目標値（典型的には０．０５ＯＤＵ）の選択した許容範囲の誤差範囲内にあるべきであるが、この用途の印刷品質の要求に応じて、この範囲よりも大きくてもよく、または小さくてもよい。
【００５９】
これらの印刷物からの密度測定値が、図１４のフロー図に従って用いられ、それぞれのチャンネルから望ましいドットサイズレベルを達成するのに必要なパルス値を概算し、補間工程（工程３０６）は、実施例２の工程２０７と実質的に同じである。これらのパルスレベルを対数化し（工程３０７）、メモリに保存し（工程３０８）、さらに、決定されたようなパルス値を用いて試験（較正）印刷物のセットを作成し（工程３０１）、それぞれの印刷ヘッドチャンネルからの出力の均一性が仕様の範囲内になるまでこのプロセスを繰り返す。典型的には、このプロセスを２回繰り返すと、望ましい均一性が得られる。
【００６０】
（実施例４）
実施例１〜３のいずれかが、レベル１からの下への外挿によって、レベル０（有効なバイアス）を作成するさらなる工程を含んでいてもよい。既に説明したように、バイアス電圧ＶBの大きさは、放出位置６で粒子を濃縮するが、粒子を放出しない電場が発生するように選択される。粒子の電気泳動力が、実際に、インクの表面張力と釣り合う電場の強さに対応する特定の閾電圧ＶSよりも高いＶBのバイアスがかけられたとき、放出が自然に起こる。従って、この場合には、常に、ＶBは、ＶSより小さくなるように選択される。等しい印刷パルスに対する放出部の応答について、ＶB−ＶSの差が、印刷ヘッド全体にわたって同じであることが望ましいが、放出強度が変動を示し得る同じ理由のために、同じ様式で、ＶSが、印刷ヘッド全体にわたって変動を示すことが一般的である。有効なバイアスレベル（レベル０）を作成することによって、ＶB−ＶSの変動を小さくすることができ、またはなくすことができ、有効なバイアスレベルは、振幅または持続時間が放出するには十分ではないが、放出部での電圧を時間で平均した値がＶBよりも少量だけ上がるように、特定のチャンネルのバイアス電圧に非印刷電圧パルスを選択的に加えることによって作られる。
【００６１】
このような較正プロセスは、最も低い印刷レベル（レベル１）から下に外挿することによって、非放出の有効なバイアスレベル（レベル０）の較正を行う。最も単純な場合には、レベル１のパルス値から一定数を引き算することによって行われ、この一定数は、レベル１について較正されたパルス値の最小値である。これを例えば図１６のルックアップテーブルによって示す。この結果は、印刷ヘッド全体にわたる印刷パルスに対する放出部の応答を等しくする目的で、有効なバイアスと第１の印刷レベルとの一定の差である。
【００６２】
上のすべての実施例において、較正されたパルス値がメモリに格納されることを注記しておく。このメモリは、このようにして得られた較正データを保持し、電源が入ったときに印刷ヘッド駆動電気部にＬＵＴの形態でデータをアップロードするために、印刷ヘッドに内蔵されたいわゆる「スモールチップ」に含まれていてもよい。このことは、入ってくる印刷データに応答して、このようなスマートチップが取り付けられた印刷ヘッドで実質的に同一の印刷を確保するという利点を有する。
【００６３】
上に記載したいずれかの実施例に従って較正された印刷ヘッドの操作において、図１７および図１８に示すように、例えば、（いわゆる）よく知られた多くの画像作成ソフトウエアパッケージのいずれか（例えば、Ａｄｏｂｅ  Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｏｒ）を用いて作成されたカラー画像４００を、コンピュータ４０２のメモリ４０１にアップロードする。次いで、初期の画像４００を、画像処理ソフトウエア４０３を用いてコンピュータ４０２内でラスタ処理し、次いで、対応するカラービットマップ画像４０４を作成し、メモリ４０５に保存する。次いで、色プロフィール４０６をビットマップ画像に適用し、カラー画像を原色プロセス（典型的にはシアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）に分離するための規則を適用し、次いで、ピクセルのそれぞれの色成分が、数（ｎ）の異なる「レベル」（例えば、図１３、５５．１〜５５．７）にフィルタリングされるように、それぞれのピクセルを「スクリーニング」し（４０７）、この場合には、ＣＭＹＫのｎレベルの画像をあらわすデータ（４０８）がＲＡＭに格納され（４０９）、個々の原色成分を、それぞれのデータセット４１２ｃ、４１２ｍ、４１２ｙおよび４１２ｋに分割する（４１０）。
【００６４】
複数の印刷ヘッドを使用し、それぞれの色の分割部分を印刷する場合には、例えば、重ね合わされる個々のヘッド幅よりも広い基材に広がるように印刷ヘッドを末端同士で接続し、印刷ヘッド放出部の空間よりも基材全体にわたって多くの数のインチあたりのドット数が得られ、ビットマップ４０２を小片に分割し（４０３）、個々の印刷ヘッドに対応してデータセット４１４Ａ、４１４Ｂなどを作成する。
【００６５】
基材の上に対し、印刷ヘッドの複数通過を使用して印刷物を構築する場合には、ビットマップ４１２を小片に分割し（４１３）、印刷ヘッドの個々の通過に対応してデータセット４１４Ａ、４１４Ｂを作成する。
【００６６】
次いで、ビットマップデータ４１４Ａ（簡便のために、１回目の通過について「ヘッドＡ」のみが示されている）を、工程４１８で、印刷基材と印刷ヘッドの相対位置（シャフトエンコーダ４１６によって決定される）に従って、パルス生成部４２０に転送する。ここで、ＬＵＴ５４は、メモリに保持されており、典型的には、印刷ヘッドの電源を入れたときにコンピュータのメモリまたはスモールチップからパルス生成部に前もってダウンロードされており、これを使用し、印刷ヘッドについてＬＵＴに格納された較正値に従って、入ってきたビットマップデータをパルス長値および／または振幅に翻訳し、これを利用し、パルス作成部によって、作成される駆動パルスの長さおよび／または振幅を決定し（４２３）、個々の印刷ヘッドの放出チャンネルに加えられる。このデータは、時間に依存して、基材の位置およびシャフトエンコーダの位置からの印刷ヘッドのオフセットに送られる（４１７）。
【００６７】
図１８に示される実施の変更例は、ＬＵＴが、制御するコンピュータに留まり、これを使用し、印刷ヘッドの駆動電気部にリアルタイムデータ転送される前にヘッドのビットマップデータファイルを翻訳する（４１４）。この場合には、印刷ヘッド駆動電気部に転送されたデータは、パルス値のデータであり、このパルスから、組み込まれたＬＵＴを用いることなく、パルス作成部（４２０）でパルスが作られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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