(57)【要約】【課題】  インクジェットプリンターにおける少液滴量による印字異常をマスキングするための方法および装置を提供する。【解決手段】  本発明では、印字マスクを取得し、個々のインクジェットノズルが少液滴量を作り出し、修正因子を決定し、さらに少液滴量を補正する。少液滴量は、液滴濃度を増大させ、印字マスクを修正し、またはこれら両方を組み合わせることで、補正することができる。【選択図】図３
2005193683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字システムにおけるインク射出ノズルの少液滴量を修正する方法であって、
（ａ）インク射出ノズルが少液滴量のインクを射出する確度を決定するステップと、
（ｂ）インクの少液滴量を修正するために修正因子を決定するステップと、および、
（ｃ）インクの少液滴量を補正するステップ
とを備えてなる方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）がインク射出ノズルの不作動度に基づいて修正因子を決定するステップをさらに備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｃ）がインクの少液滴を修正するために必要とされたインクの量に従ってステップレベルを変更することをさらに備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップレベルは、インクの液滴の数に対応している、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｃ）が印字マスクを修正するステップをさらに備えている、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記印字マスクを修正するステップは、マスクにおける１つ以上の個々の画素の印字順序を逆にすることからなる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記印字マスクを修正するステップは、
少インク量の確度を有するように印字マスクによって表されたある箇所の前方における１つの箇所でインク射出ノズルを噴射させること、および
印字マスクによって表されたその箇所でインクを射出すること
からなる、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップ（ａ）は、液滴量の変化が起こりやすい時間に相関した閾値を設定することと、インク射出ノズルの活動度を監視するカウンターを設けることからなり、前記カウンターが前記閾値に至ると少インク量の確度を決定する、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記修正因子は経験則的データに基づいている、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記修正因子は計算モデルに基づいている、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記修正因子は経験則的データおよび計算モデルの組み合わせに基づいている、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
印字システムにおけるインク射出ノズルの少液滴量を修正する装置であって、
（ａ）印字マスクを取得するための確保手段と、
（ｂ）インク射出ノズルが少インク量を射出する確度を決定するための第１決定手段と、
（ｃ）インクの少液滴量を修正するために必要なインクの量を決定するための第２決定手段と、
（ｄ）インクの少液滴量を補正するための補正手段と
（ｅ）インク射出ノズルの不作動度を監視するための監視手段と
を備えてなる装置。
【請求項１３】
前記第１決定手段はインク射出ノズルの不作動度に基づいて液滴量の変化を決定する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１決定手段はカウンターからなる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記補正手段は、インクの少液滴量を修正するために必要なインクの量に従ってステップレベルを変化させる手段からなる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記ステップレベルはインクの液滴の数に対応している、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記補正手段は印字マスクを修正する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記補正手段は、印字マスクを、該マスクにおける１つ以上の個々の画素の印字順序を逆にすることで修正する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記補正手段は、印字マスクを、インクの少液滴量を補正するために多重パスモードにおいて次の印字パスを増大させることによって修正する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記印字マスクを修正するための手段は、
前記印字マスクによって表された箇所の前方における１つの箇所でインク射出要素にインクを射出させるための手段と、
前記印字マスクによって表された箇所でインクを射出するための手段と
からなる、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記補正手段は、印字マスクを修正するための手段をさらに備えている、請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
前記液滴量の変化は経験則的に求められる、請求項１３に記載の装置。
【請求項２３】
前記液滴量の変化は計算モデルに基づいている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２４】
前記液滴量の変化は、経験的データと計算モデルとの組み合わせに基づいている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２５】
前記印字マスクを修正することは、第１印字ヘッドからの印字異常をマスキングするために第２印字ヘッドからの液滴を代用することからなる、請求項５に記載の方法。
【請求項２６】
前記補正手段は、第１印字ヘッドからの印字異常をマスキングするために第２印字ヘッドからの液滴を代用することによって印字マスクを修正する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２７】
インクの少液滴量を補正するために多重パスモードにおける次の印字パスを増大させることによって印字マスクを修正する、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の液滴よりも小さい液滴の射出によって引き起こされる印字異常を最小限に抑えるための、インクジェット式印字装置に用いるのに特に適した方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体インク式プリンターには、液体インクの液滴が記録媒体へ向かってそこから導かれる少なくとも１つの印字ヘッドが備わっており、さまざまな型式のものが知られている。典型的には、それらは、連続流型または滴下要求型のものである。これらの例には、圧電式、音響式、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）式、相変化ワックス式、または、熱インクジェット式のプリンターが含まれる。印字ヘッドの内部では、インクは複数のインク導管すなわちインク流路（チャネル）の中に収容されている。出力パルスによって、インクの液滴が、これらの流路の端部におけるオリフィス（ｏｒｉｆｉｃｅ）すなわちノズルから必要に応じて吐出される。
【０００３】
熱インクジェット式プリンターでは、出力パルスは熱変換器または抵抗器によって作り出されるのが普通であり、典型的には個々に対応することができるとともに、前記流路の１つに関連している。電圧が特定の抵抗器にわたって（抵抗器の両端に）加えられると、関連する流路の中におけるインクの温度は、いくらかのインクが液体から蒸気へ遷移するまで上昇する。蒸気の気泡は、大きさが増えて流路オリフィスの外側へインク流を押し出し、その後に冷却されると収縮してインクを前記流路の中へ後退させ、そのインク流を分離する。このようにして、流路オリフィスから離れかつ記録媒体へ向かう方向へ移動するインクの液滴が形成される。インクの液滴すなわちスポットは記録媒体に当たると付着する。次いで、前記流路が、液体インクの供給容器から毛管作用によって再び満たされる。
【０００４】
このインクジェット式印字ヘッドは、キャリッジ型プリンター、部分幅配列型プリンター、またはページ幅配列型プリンターの中に組み入れることもできる。キャリッジ型プリンターには、インク流路およびノズルの含まれている比較的小さい印字ヘッドがあるのが普通である。この印字ヘッドは使い捨て式のインク供給カートリッジに機能的に取り付けることができ、また、そのように組み合わされた印字ヘッドおよびカートリッジのアセンブリーは、用紙または透明原稿のような静止した記録媒体の上に１つの帯状の（ノズルの列の長さに等しい）情報を一度に印字するために往復移動するキャリッジに取り付けられる。その帯状の情報が印字された後に、用紙は、その印字ずみ帯状情報の高さに等しい距離だけ間欠送りされるので、次の印字ずみ帯状情報が、それに隣接しているかまたは重なっている。印字すべきデータのない大きいブロックが存在するときには、用紙はより大きい量だけ間欠送りされる。このような手順は全ページが印字されるまで繰り返される。これに対して、ページ幅プリンターには、記録媒体の全幅または全長にわたって一度に印字するために充分な長さのある静止した印字ヘッドが含まれている。記録媒体は、印字ヘッドの長さ方向に対して実質的に垂直な方向に、かつ、印刷過程の間に一定速度または変動速度で、そのページ幅印字ヘッドを通り越して連続的に移動される。ページ幅インクジェットプリンターは、例えば米国特許第５，１９２，９５９号に記載されている。
【特許文献１】米国特許第５，１９２，９５９号
【特許文献２】米国特許第６，２３８，１１２号
【特許文献３】米国特許第６，０４２，２１１号
【特許文献４】米国特許第６，１８９，９９３号
【特許文献５】米国特許第６，２６４，２９８号
【特許文献６】米国特許第６，４１１，３９９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクジェット式印字技術における一般的な課題は、用紙の上にインクを適切に配置することである。液滴量のいくらかの不均一性は常に存在するが、この不均一性は、ノズルの特定の幾何学的形態、印字ヘッドの温度、インクの表面張力および粘度偏差、局部的流体力学（以上は主として印字履歴によって決定される）、加えられる動力、および他の多くの因子に左右されるものである。これらの変動のいくつかはよくわかっており、人々は、変動可能性を低減するために、体系的な調整を行うことができる。例えば、相異なる温度で相異なる駆動パルスを用いると、広がった温度範囲にわたって、液滴量はかなり均一になる。
【０００６】
不均一な液滴量の原因になっている１つの機構はかなりよくわかっている。熱インクジェット式印字ヘッドノズルは、開放されたオリフィス開口部での蒸発によって、水蒸気あるいは他の溶媒を失いがちである（すなわち、ラテンシー（潜伏））。これによって、インク粘度が増大するとともに、インクの物理的諸特性における他の特性がそのノズルオリフィスであるいはその近傍で変化し、また、その後に続いて射出された液滴の大きさおよび速度もまた変化することがある。特定のインク配合量は、失われた水あるいは他の溶媒の量に左右され、さらに、インクが大気にさらされた時間、湿度、公称インク配合量、ノズルの幾何学的形態、および他の諸因子にも左右される。ラテンシーの重大な発現において、かなりの量の水あるいは他の溶媒が失われ、また、粘着性の凝固物がノズル開口部に形成される。この凝固物を通してインクを射出させることは困難であるかまたは不可能であるかもしれず、その結果、１つ以上の液滴が印字画像から失われるおそれがある。いくらかのインク配合量は、他のものよりもこの現象の影響を受けやすく、インク凝固物を１秒以下で形成する。他のインクおよび印字ヘッドの組み合わせは、６０秒以上で凝固物を形成する。
【０００７】
この問題を解決するための試みでは、廃棄物バケツの中へ吐出させたり、圧力をかけてあるいは真空で（すなわちプライミング）印字ヘッドを通してインクを流したりするような保守用日常業務が定期的に行なわれる。しかしながら、これらの対応策は、インクを浪費するものであり、また、プリンターの速度および処理能力を低下させるおそれもある。インクジェットの性能は１ページ当たり３秒を超えるので、もっと少ない時間でさえノズルの保守に利用することができる。
【０００８】
この問題または関連した問題を解決するための試みでは、人々は、規定された試験条件の下で寿命の開始時点における個々のノズルそれぞれからの誤噴射の確率を根本的原因にかかわりなく判定することで、誤噴射ジェットを補正することを試みてきた。ジャイロンズ（Ｇｉｒｏｎｅｓ）らに付与された米国特許第６，２３８，１１２号には、ノズルが試験期間中に得られた統計的確率に基づいていっそう噴射しがちであることに基づいて元の印字マスクを修正するための方法が記載されている。
【０００９】
ハドソン（Ｈｕｄｓｏｎ）らに付与された米国特許第６，０４２，２１１号（以下、「ハドソン」という）には、ＣＭＹＫの階調レベルを修正することによってインク液滴量の変動を補正するための方法が記載されている。ハドソンでは、規定された試験条件の下で寿命の開始時点における液滴量が決定されて印字ヘッド／カートリッジに記憶される。その印字ヘッドが公称液滴量よりも大きいかあるいは小さいことがわかったときには、そのデータが、カラー参照表を調整するかまたは電圧を印字ヘッドのものに変更するかのいずれかによって液滴量を印字ヘッドのものまで増大／減少させるために用いられる。ハドソンにおける方法は完全な印字ヘッドに適用されるものであって、特定の噴射に適用されるものではない。
【００１０】
局部的なインク配合量の力学的変化によって変化する液滴量を補正するための改善された方法および装置についての要望が存在している。
【００１１】
それぞれのノズルが未噴射のまま残される時間の経過を維持することができるだけでなく、また、現在のコンピューター処理速度のためにそのようにするのが実際的でもあるので、どの画素が小さくなりやすいかまたは失われやすいかを予測することは可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、インクジェットプリンターにおける少液滴量による印字異常をマスキングするシステム、方法および構造が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、少液滴量による印字異常を検出しかつ修正するために個々のインクノズルのラテンシーを追跡するシステム、方法および構造が提供される。
【００１４】
さらに、本発明によれば、インクノズルのラテンシーを、個々のノズルそれぞれについての射出どうしのタイミングに関連するカウンターを用いて検出するためのシステム、方法および構造が提供される。
【００１５】
さらに、本発明によれば、予想されたインクノズルのラテンシーに関連する印字異常を、その異常を補正するために多重パス印字モードにおいてその次の印字パスを増やすことによって修正するためのシステム、方法および構造が提供される。
【００１６】
また、本発明によれば、インクノズルのラテンシーに関連する印字異常を、予想された少印字量異常を増やすかまたは補正するために印字濃度レベルを調節することによって修正するためのシステム、方法および構造が別の選択肢として提供される。
【００１７】
さらに、本発明によれば、予想されたインクノズルのラテンシーに関連する印字異常を、その異常を修正するために印字マスクを修正することによって修正するためのシステム、方法および構造が提供される。
【００１８】
例示的ないくつかの実施形態では、少液滴量の補正は画像処理レベルで達成される。
【００１９】
本発明のさまざまな例示的実施形態では、印字ヘッドノズルがラテンシーに基づいたインクの少液滴量を作り出す確度を決定し、その低下の重大度を算出し、そしてその少液滴量を補正する方法および装置が提供されている。例示的ないくつかの実施形態では、このことは、少なくともインク配合量、ノズルの幾何学的形態、印字モード、印字方向、および印字される画像に基づいているそれぞれの印字ヘッドについての閾値を決定することによって達成することができる。この閾値は、単一のノズルが所定の時間帯の中で噴射すべき回数の測定値である。例示的ないくつかの実施形態では、それぞれのノズルにはカウンターが備わっている。このカウンターはセットされ、次いで、ノズルがインクを射出するか射出されるたびにゼロにリセットされる。ノズルが噴射されないときには、そのカウンターは、１つの画素ユニットによって増分されるか、または他のユニットにおける他の適切な量だけ増分される。このことは、そのカウンターが前記閾値に至るかそれを超えるまで続けられる。カウンターが前記閾値に至るかそれを超えると、そのノズルは、本発明のシステム、方法および構造によって、補正の必要がある少液滴量の印字異常を作り出しやすいと判定される。
【００２０】
１つの例示的な実施形態によれば、この補正は、ノズルの濃度レベルを増大させることによってもたらすことができる。この濃度レベルは、単一パス印字モードかまたは多重パス印字モードかのいずれかにおいてノズルから射出されるインクの添加液滴に対応している。
【００２１】
別の例示的な実施形態では、この補正は、印字マスクを修正することによって達成することができる。
【００２２】
別の例示的な実施形態では、濃度の変更および印字マスクの変更の組み合わせは、この補正をもたらすために用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１には例示的なキャリッジ型インクジェット式印字器具２が示されている。示されたように垂直状に配列されていてもよい線状配列体の液滴製造用流路（ノズル）が、往復式キャリッジアセンブリー５に取り付けられた印字ヘッド４の中に収容されている。図１において、印字ヘッド４とは、任意の単一あるいは多数のモノクロ印字ヘッド、１つ以上のカラー印字ヘッド、または特定の位置関係にあるカラー印字ヘッドおよびブラック印字ヘッドの組み合わせを意味している。例示目的のために、ブラックヘッドおよびカラーヘッドの組み合わせが図２に示されている。インク液滴６がシート状用紙のような記録媒体８へ飛ばされ、記録媒体８は、印字ヘッド４が矢印１４で表された方向の一方へ記録媒体８を横断するたびに、あらかじめ設定された距離（多くの場合、この配列体の大きさに等しい）だけ、矢印１２で表された印字方向へモーター１０によって間欠送りされる。記録媒体８は、供給ロール１６に設けられて、ステッピングモーター１０によって巻取ロール１８に間欠送りされることができ、あるいは、シート形態で設けられて、当業者に周知の構造体、装置または器具を使って前進されることができる。
【００２４】
印字ヘッド４は支持用基盤２０に固定的に取り付けられており、この基盤は、平行な２本のレール２２のような周知の任意の構造体、装置または器具を使った往復移動に適合されている。印字ヘッド４を往復移動させるために、１本のケーブルまたはベルト２４と一対のプーリー２６とを使うことができる。プーリー２６の一方には、可逆モーター２８によって動力を供給することができる。印字ヘッド４は一般に、収納用部材１８がモーター１０によって動かされる方向に対して垂直に、記録媒体８を横切って移動する。キャリッジアセンブリー５を往復移動させるための他の構造体を実施することができるのはもちろんである。
【００２５】
このインクジェット式印字器具２は印字制御装置１００の制御によって作動される。印字制御装置１００は、画像記録媒体８に画像を作り出すために、コマンドをモーター１０，２８および印字ヘッド４へ送信する。さらにまた、印字制御装置１００は印字ヘッド４からのインクの射出を制御する。
【００２６】
図２には、ブラック印字ヘッド２００とカラー印字ヘッド２５０とを含んでなる印字ヘッド４の例示的な構造が示されている。カラー印字ヘッド２５０は相異なるカラー部分２５２，２５４，２５６に分けることができる。例えば、図２に示されたように、カラー印字ヘッド２５０は、シアンカラー部分２５２、マゼンタカラー部分２５４およびイエローカラー部分２５６に分けられる３色カラー印字ヘッドである。このカラー印字ヘッド２５０は本発明の精神および範囲から逸脱することなく任意の数のカラー部分に分けることができる、ということは理解されたい。例えば、任意の順序でインク部が備わった１つの印字ヘッド、任意の順序でインク部が備わった図２に示されたような２つの印字ヘッド、または任意の順序でインク部が備わった４つの印字ヘッドのような、多重型のインク部連結体が存在する。
【００２７】
ブラック印字ヘッド２００はそのノズルからブラックインクだけを射出する。考察の目的のために、このブラック印字ヘッドへの射出ノズルの分布は均一であるのに対し、ブラック印字ヘッド２００は、一般にカラー部分２５２，２５４，２５６に対応している第１部分２０２、第２部分２０４および第３部分２０６に分かれていると考える。ブラック印字ヘッド２００はまた、カラー印字ヘッド２５０に対してずれた位置にあってもよい。
【００２８】
画像化、印字、文書化および／または用紙搬送の制御機能および制御論理を制御装置１００のような従来型または多目的型のマイクロプロセッサーに関するソフトウェア命令でプログラム化して実行することは、当業界において周知である。このことは、従来のさまざまな特許および市販商品によって教示されている。このようなプログラミングまたはソフトウェアは、特定の機能、ソフトウェアの種類、および利用されたマイクロプロセッサーまたは他のコンピューターシステムによって変わるのはもちろんであるが、この明細書にもたらされたような機能的記述から、またはソフトウェアおよびコンピューターの分野における一般知識とともに普通のものである機能に関する従来の知識から、過度な実験によることなく、利用することができるかまたは容易にプログラムすることができる。それには、Ｃ＋＋のようなオブジェクト指向型ソフトウェアの開発環境が含まれる。これに代えて、開示された方法または装置は、標準的な論理回路あるいは超ＬＳＩ設計を用いるシングルチップまたはファームウェアを用いて、部分的にまたは完全に実施することができる。
【００２９】
図２に示されたように、ブラック印字ヘッド２００は、ブラック印字ヘッド２００の第３部分２０６すなわちずれた部分が、印字方向１２におけるカラー印字ヘッド２５０の部分２５２〜２５６の後方へずれているように、カラー印字ヘッド２５０に対してずれた位置に置くことができる。さらにまた、第２部分２０４はカラー印字ヘッドのシアン部分２５２と整合され、第１部分２０６はカラー印字ヘッド２５０のマゼンタ部分２５４と整合されてもよい。カラー印字ヘッド２５０のイエロー部分２５６はブラック印字ヘッド２００の前方に置かれていてもよく、したがって、印字方向１２におけるブラック印字ヘッド２００の第１〜第３部分２０２〜２０６すべての前方に置かれていてもよい。
【００３０】
作動時に、印字ヘッド４が記録媒体８を横切って走行すると、印字ヘッド４によって、インクがその記録媒体の表面に射出されて、記録媒体８の表面にインクの帯が作り出される。印字ヘッド４のそれぞれの帯は一般にカラー部分２５２，２５４，２５６と同じ高さである。さまざまな例示的実施形態では、印字ヘッド４の帯は画素の高さである。図２に示された例示的な実施形態では、印字ヘッド４が１つの帯を完全に印字するために、印字ヘッドは、画像のそれぞれの帯を少なくとも４回通過する。
【００３１】
例えば、１回目のパスでは、印字ヘッド４のイエロー部分２５６だけが「現在の」帯を通過する。したがって、印字ヘッド４は、１回目のパスの間に記録媒体８の「現在の」帯へイエローインクを射出するだけである。２回目のパスでは、印字ヘッド４のブラック部分２０６およびマゼンタ部分２５４が「現在の」帯を通過する。したがって、この時に、印字ヘッド４が、マゼンタインクとブラックインクの第１部分との両方を記録媒体８の「現在の」帯へ射出する。３回目のパスでは、印字ヘッド４のブラック部分２０４とシアン部分２５２が「現在の」帯を通過する。したがって、印字ヘッド４は、マゼンタインクとブラックインクの第２部分との両方を記録媒体８の「現在の」帯へ射出する。４回目のパスでは、ブラック部分２０２が「現在の」帯を通過する。したがって、印字ヘッド４は、ブラックインクの最終部分だけを記録媒体８の「現在の」帯へ射出する。
【００３２】
このような構成を用いることで、「現在の」帯が、シアン、マゼンタおよびイエローのカラー部分２５２，２５４，２５６のそれぞれによって、一度だけ横断される。したがって、カラー部分２５２，２５４，２５６のそれぞれが帯を通過すると、対応するカラー部分は、そのパスが画像の対応部分を適切に形成するために必要な間にそれらのカラーインクのすべてを射出しなければならない。
【００３３】
同様に、ブラック印字ヘッドのそれぞれの部分２０２，２０４，２０６は、記録媒体８のそれぞれの帯を一度だけ通過する。しかしながら、すべての部分２０２，２０４，２０６がブラックインクだけを射出するので、それぞれの部分２０２〜２０６は、それぞれの帯について必要なブラックインク総量の一部を射出するだけでよい。したがって、帯を完全なものにするのに必要なブラックインクの総量を射出するためには、ブラック印字部分２０２，２０４，２０６のそれぞれは、ブラックインクの３分の１のような一部を移送するだけでよい。
【００３４】
例えば、単一パスカラーモードについての図２によれば、印字ヘッド４が「現在の」帯を通過すると、まず、イエローインクがカラー印字ヘッド２５０のイエロー部分２５６によって射出される。先に説明したように、このことは、イエロー部分２５６がこの「現在の」帯を通過する時間だけ行なわれるので、イエロー部分２５６は必要なイエローインクのすべてを射出しなければならない。イエローインクは一般に最初に射出されるように選択されるが、その理由は、イエローインクがブロックインクとのカラー間ブリーディングを最も引き起こしやすいインクの１つであるからである。
【００３５】
先の考察は、カラーヘッドにおける３つの印字部分どうしの間に一般に非印字部分が存在するという経験則を単純化したものである、ことを理解すべきである。このことの実際の効果は、さまざまなインクまたはその部分の使用どうしの間に付加的な遅れがある小さい帯域を作り出すことである。
【００３６】
さまざまな帯の印字は、特定のノズル幾何学的形態、インク配合量、供給された動力、温度などを含む、印字方法の公知のパラメーターに基づいている。このことと印字される画像を表示するデータとから、プリンター制御装置１００によって、印字ヘッド４の個々のジェットと用紙送りとのタイミングが制御される。しかしながら、出願人は、このいくぶん静的な基準解析が非均一なインク液滴量をまだ引き起こすということを発見した。
【００３７】
これは、熱インクジェット型の印字ヘッドノズルが、開放したノズルオリフィスでの蒸発のために水蒸気を失いがち（すなわちラテンシーしがち）であるからである。このラテンシー問題は、それぞれのノズルにおける噴射のタイミングに関連しているということがわかった。すなわち、特定のノズルが最後に噴射されてから時間が増大すると、そのノズルオリフィスの近傍にあるインクの配合量が変化して、ラテンシー問題がますます現れるからである。一般に、ノズルオリフィスの近傍にあるインクの粘度が増大すると、そのインクによって、インクの射出が困難になる、ノズル開口での小さいかまたは大きい粘性の凝固物が形成されることがある。
【００３８】
この問題は、噴射どうしの間における相異なる遅延時間を伴うジェット動作を測定することによって、任意の印字ヘッドとインクとの組み合わせについて体系的に特徴付けることができる。例えば、図６には、時間が経過した場合のインクジェット作用を表す顕微鏡写真が示されている。特定のインク配合量と印字方法とを用いる実験的なプリンター設計では、そのインクジェット動作は５秒までの遅延時間に対して良好であることがわかった。１０〜１５秒の遅延時間の後には、それぞれのノズルにおける第１のインク消失部は小さいかまたは見当たらない。約２０秒の遅延の後には、それぞれのノズルにおける第１のインク消失部はまったく見当たらず、第２のインク消失部は小さいかまたは見当たらない。したがって、このことによってラテンシー問題が確認され、また、粘性インク凝固物の形成はある時間帯にわたって増大する。
【００３９】
本発明におけるいくつかの態様は、このラテンシー問題を改善することを目指しており、また、このようなラテンシー問題を予測しかつそれを補正するために、個々のノズルについての噴射とそれらの噴射どうしの時間間隔とを監視することで保守遂行時間を減少させるとともに消費インクを最小限にすることを目指している。
【００４０】
図３は、本発明に係る、ラテンシーによる印字異常を判定するとともに修正するための方法における１つの例示的実施形態を概説するフローチャートである。処理はステップＳ３００で始められて、ステップＳ３０４へ進められる。ステップＳ３０４では、個々のノズルについて、ノズルを噴射させるときに減少しているかまたはまったくないインク量が射出されることで印字異常が引き起こされやすいかどうかの判定が行われる。例示的な実施形態におけるインク量の減少または低下は、そのノズルが最後に噴射されてからの時間量によるものである。好ましい実施形態では、所定のノズルについてのインク液滴の減少または低下の確度は、それぞれのノズルについてカウンターを使うことで決定することができる。この実施形態は図４を参照してさらに説明される。
【００４１】
図３に戻ると、ステップＳ３０４における決定が終了すると、この処理はステップＳ３０６へ進められ、そこで、ステップＳ３０４における諸因子に基づいて、異常を修正するために必要なインク量についての決定が行われる。この決定の結果によって、少液滴量を補正するかあるいはマスキングするためにどのステップが採用されるかの決定が行われる。
【００４２】
低下量が決定されると、フローはステップＳ３０８へ進められ、そこで、インク量の低下がいくつかの方法の１つで補正される。ステップＳ３０８から、フローはステップＳ３１０へ進められ、そこで、画像が印字される。この処理はステップＳ３１２で停止される。
【００４３】
１つの例示的な実施形態において、液滴量の低下がノズルについてのラテンシーによるものであれば、この液滴量の低下は、媒体に溶着するインクの濃度を増大させてより多くの液滴がそのノズルから現在の位置で射出されるようにすることで、画像処理によって補正される。所定の濃度レベルについて用いられる添加液滴の数は、例えば濃度参照表によって決定される。
【００４４】
代替的な実施形態では、画像処理によって印字マスク自体を修正することで、この液滴量の低下が補正される。
【００４５】
図４は、インク射出ノズルについての少インク量の確度を決定するために用いられる例示的なアルゴリズムを表すフローチャートである。このサブルーチンはステップＳ４００で開始される。印字カートリッジには１つ以上の所定閾値Ｔがあるが、この閾値は、実験的にあるいは経験的に導き出され、ステップＳ４０２で、上記のような少インク量ラテンシー問題に関連付けるために印字カートリッジ設計およびインク配合量の特性に基づいて設定される。例えば、一例としての図６を用いると、時間ラテンシーによって第１液滴が小さくなる第１閾値Ｔ1と、時間ラテンシーによって第１液滴がなくなる第２閾値Ｔ2とがある。
【００４６】
この閾値は、時間単位、クロックサイクル単位、画素単位、またはその他の適用可能な任意の単位のものであってよい。例えば、プリンターには、画素を単位として３００である閾値Ｔがあってもよいが、これは、３００画素を超える画素の間ノズルが使われていないでいるとノズルに少インク液滴量の問題が生じるということを意味している。閾値Ｔが最初に決定された後には、この処理は繰り返す必要はない。
【００４７】
処理は次いでステップＳ４０４へ移り、そこで、それぞれの印字ヘッドノズルについての個々のカウンターＣが０にセット／リセットされる。この印字処理の間に、ステップＳ４０６によって、個々のノズルを噴射するかどうかが決定される。特定のノズルを噴射しないときには、フローはステップＳ４０８へ進められ、そこでＣは１画素単位だけ増分される。この増分は時間または他の単位の適切な数であってもよい。Ｃは、それぞれの印字パスでの印字カートリッジおよびカートリッジの応答時間、用紙の装填および装填解除の時間、または印字ヘッドの準備のような非印字事象によって調整されるものであってもよい。ステップＳ４１０で、Ｃが閾値Ｔ1よりも小さいかどうか、すなわち、少インク液滴量の可能性が小さくて補正をする必要がないかどうか、が決定される。ノズルが噴射されると、そのカウンターはゼロにリセットされて監視が続けられる。ＣがＴ1よりも大きいかそれに等しいときには、少インク液滴量の可能性が大きくて補正が必要である。次にラテンシー重大度レベルを決定する。Ｃが閾値Ｔ2よりも小さいときには、ラテンシー重大度レベルは１であり、適切な補正が必要である。ステップＳ４１４，Ｓ４１８〜Ｓ４２２では、Ｃは、Ｓ４１６，Ｓ４２０，Ｓ４２４〜Ｓ４２６でのラテンシー重大度レベルを決定するために、Ｔ2，Ｔ3，……，Ｔxと続けて比較される。次に、カウンターは、ノズルが噴射されるとゼロにリセットされて、監視が続けられる。
【００４８】
カウンターが閾値Ｔのどれにも該当しないときには、補正は不要であり、また、濃度レベル０をもたらすことができる。しかしながら、小さな液滴の形成のような軽い重大度の少量液滴を表している第１閾値Ｔ1に該当すると、補正用液滴を添加するために濃度レベル１がセットされる。１つ以上の液滴抜けのような重大度がいっそう高い不吐出を表しているいっそう高い第２閾値Ｔ2に該当すると、ラテンシーによるインク抜けを補正するためにより多くの液滴を添加することで補正用液滴を添加するため、濃度レベル２がセットされる。
【００４９】
図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、少量補正（ステップＳ３０８）をもたらすことのできる濃度表の例である。これら３つの例には、ラテンシーについての２つの閾値および重大度レベルがある。例えば、図５Ａには、濃度が２つのビット間隔で設定されていることが示されている。例えば、濃度レベル０では欠損した画素箇所へ液滴は添加されず、濃度レベル１では２滴のインクが添加され、濃度レベル２では欠損した画素箇所へ４滴のインクが添加される。少液滴量が重大度レベル１であると認められると、濃度レベル０，１，２がそれぞれ０，２，２まで上げられる。少液滴量が重大度レベル２であると認められると、濃度レベルがそれぞれ１，２，２まで上げられる。図５Ｂおよび図５Ｃには、４つの濃度レベルと２つの重大度レベルとが示されている。当業者には、所定の濃度レベルによって添加インク液滴の相異なる増分がもたらされるということがわかるであろう。濃度レベルを調整するための適切なシステムおよび方法は、マンテル（Ｍａｎｔｅｌ）に付与された米国特許第６，１８９，９９３号に見ることができるが、この内容は、その全体が引用によってこの明細書に組み入れられる。
【００５０】
このステップは、多重の液滴を走査方向に射出することによるか、あるいは、印字ヘッドの多重パスの間に少液滴量が予想される箇所でインクを射出することによるかのいずれかで実行することもできる。単一パスかあるいは多重パスかのいずれかを用いる方法は、マンテルに付与された米国特許第６，２６４，２９８号およびマンテルらに付与された米国特許第６，４１１，３９９号に見ることができるが、これらの内容は、それらの全体が引用によってこの明細書に組み入れられる。
【００５１】
再び図３を参照すると、別の実施形態におけるステップＳ３０８では、印字マスクそれ自体を修正することによってインク液滴量の低下が補正される。少インク液滴量を補正するために印字マスクを修正することは、印字される画像およびインクジェットの処理能力に左右されるいくつかの方法において達成することができる。
【００５２】
１つの例示的な実施形態によると、印字マスクは、画素の印字順序を逆にすることで修正することができる。例えば、左方向から右方向へ印字されるように意図されている画素が少液滴量になりがちであると判定されると、その画素は、その後、逆に、すなわち右から左へ印字される。加えて、問題のあるノズルは、逆方向に印字される前に、例えばそのキャリッジのいずれかの端部に配置されている廃棄区域の中へ吐出、すなわち暫定的に噴射することができる。
【００５３】
これに代えて、その印字パターンすなわちマスクは、印字が多重パスモードにある場合に、閾値Ｔに至るカウンターＣによることなく印字を行うマスクを設けることによって、少液滴問題を最小限にするために調整することができる。すなわち、印字マスクは、ラテンシー問題を引き起こさないような、あるいは少なくとも減らすようなパターンでジェットの噴射を達成するように、修正することができる。さらに、次のパスの印字マスクは、最終画像がラテンシー問題点のために修正されるように少液滴問題が起きるときには、液滴を画素に添加するように修正することができる。
【００５４】
さらに別の実施形態では、画素が少液滴量になりがちであると判定されると、その印字マスクは、ノズルが、予定画素位置と同様に、予定画素位置の上方にある１つの画素位置に噴射するように修正することができる。このことは、実質的に画像出力に影響を及ぼさないがラテンシー問題を克服してそのノズルが次の所望画素で噴射するその上方位置における少液滴量を引き起こしがちである。
【００５５】
さらに別の実施形態では、画素が少液滴量になりがちであると判定されると、印字異常をマスキングするために別の印字ヘッドからの液滴を用いることができる。例えば、もとの印字マスクに画素がブラック（Ｋ）で印字されることが必要であるときには、その画素は、代わりに、その画素位置でＣＭＹ液滴を用いることによってブラック過程で印字することができる。
【００５６】
これらの補正方法のさまざまな組み合わせを用いることができる、ということもまた意図されている。例えば、画像にかなりの濃度調整が必要とされ、かつ、最大濃度レベルへの調整がラテンシー問題を補正するのに充分でないときには、次のパスにおいて所望の画素で印字するために、あるいは隣りの画素で噴射してラテンシー問題を改善するために、その印字マスクを修正することもできる。
【００５７】
インクジェットプリンターにおける少液滴量による印字異常をマスキングするために画像処理の例示的な種々の装置および方法が説明されてきた。本発明は、特定の実施形態と併せて説明されてきたが、多くの代案、修正案、および変形例が当業者にとって明らかである。例えば、本発明は、熱インクジェット式印字に限定されるのではなく、液滴が媒体または媒介物に溶着され、かつ、ラテンシー問題に直面するすべての種類の流体射出システムを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るインクジェット式印字用のシステムおよび方法とともに使用することができる例示的な印字システムの模式図である。
【図２】本発明に係るインクジェット式印字用のシステムおよび方法とともに使用することができる例示的な印字システムの模式線図である。
【図３】少インク液滴量を検出するとともに補正する例示的な方法のフローチャートである。
【図４】少インク液滴量の確度を決定する例示的な実施形態のフローチャートである。
【図５Ａ】本発明に係る濃度参照表の例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明に係る濃度参照表の例を示す図である。
【図５Ｃ】本発明に係る濃度参照表の例を示す図である。
【図６】相異なる不作動時間の後における印字異常を示す顕微鏡写真である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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