JP2005193686A - 自動流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステムのための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 一つまたは複数の平面における自動的な流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスの評価ならびに修正のための方法および装置を提供する。
【解決手段】 流体噴射器は液滴検出モジュールを介して液滴を噴射する。液滴の有無を示す信号がコンピュータに送られる。コンピュータはデータを解析し、流体噴射器を使用する好適な方法の補償決定を行なう。補償決定は、流体噴射器のアラインメントまたはパフォーマンスエラーによる明らかな印刷画像のエラーが軽減されるように、印刷される画像データを電子的に修正すること、流体噴射器を物理的に操作すること、印刷動作中に流体噴射器を完全にスキップすること、または何らかの他の仕方で流体噴射器または画像を修正することを含む。
【選択図】 図6
【解決手段】 流体噴射器は液滴検出モジュールを介して液滴を噴射する。液滴の有無を示す信号がコンピュータに送られる。コンピュータはデータを解析し、流体噴射器を使用する好適な方法の補償決定を行なう。補償決定は、流体噴射器のアラインメントまたはパフォーマンスエラーによる明らかな印刷画像のエラーが軽減されるように、印刷される画像データを電子的に修正すること、流体噴射器を物理的に操作すること、印刷動作中に流体噴射器を完全にスキップすること、または何らかの他の仕方で流体噴射器または画像を修正することを含む。
【選択図】 図6
Description
本発明は、少なくとも一つの流体噴射器のアラインメントおよび動作を決定する能力を有し、かつ動作の不良および誤りを修正するための様々な実現方法を提供することができる、自動流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステムのための方法および装置に関する。即ち、本発明は、少なくとも一つの流体噴射器の少なくとも一つの動作特性を決定し、前記流体噴射器を使用する好適な方法を決定し、前記流体噴射器を使用する前記好適な方法を前記流体噴射器に適用するための装置、該装置を備えた流体噴射器、該装置を備えたインクジェットプリンタ、流体噴射器の流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンス評価を実行するための方法、プリントヘッドアラインメントのための方法に関する。
圧電プリンタ、音響プリンタ、相変化ワックス系プリンタ、またはサーマルプリンタをはじめとするドロップオンデマンド液体インクプリンタなどの流体噴射器(エジェクタ)システムは、少なくとも一つの流体噴射器を有し、そこから流体の液滴が受容シートに向かって噴射される。流体噴射器内で、流体は複数のチャネルに含まれる。電力パルスは流体の小滴を必要に応じて、チャネルの端部のオリフィスまたはノズルから排出させる。
流体噴射器がインクジェットプリントヘッドである場合、流体噴射器は例えばキャリッジ型プリンタ、部分幅アレイ型プリンタ、またはページ幅型プリンタに組み込むことができる。キャリッジ型プリンタは一般的に、インクチャネルおよびノズルを含む比較的小さいプリントヘッドを有する。プリントヘッドは使捨て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る。組み合わされたプリントヘッドとカートリッジの組立体は、紙または陽画紙のような静止した受容媒体上に、一度に一スワス(swath, 列)の情報を印字するために往復するキャリッジに取り付けられる。ここで、各スワスの情報は一列のノズルの長さに等しい。
従来の印字システムは、一般的に受容媒体を印字されるべきスワスの高さに等しいかそれ以下の距離だけ歩進させて、次に印字されるスワスが前に印字されたスワスに隣接するかまたは重なるようにする。大きいブロックに印字するデータがない場合には、受容媒体を大量に歩進させることができる。この手順は、画像全体が印刷されるまで繰り返される。
流体噴射器の最適パフォーマンスは、ノズルを適切に位置合わせすることを必要とする。流体噴射器が四色カラープリントヘッド(CMYK)のようなカラーインクジェットプリントヘッドである場合、様々なカラーヘッドの適切なアラインメントが必要であり、一般的に印字テストパターンが使用される。垂直ヘッド対ヘッドアラインメント、水平ヘッド対ヘッドアラインメント、双方向アラインメント、および傾きアラインメントを含む各アラインメント手順は、四プリントヘッドプリンタの場合、四つのテストパターンセットを実行する必要がある。さらに、プリントヘッドキャリッジが下書きおよび標準のような複数の速度で動作する場合、幾つかのアラインメント手順用のテストパターンセットを各速度毎に実行しなければならない。アラインメントを是正するための手動手順は、ユーザのかなりの労力を必要とし、ユーザエラーを引き起こす傾向がある。これらの手順はユーザがテストパターンセットを実行し、テストパターンセットを視覚的に観察し、様々な選択肢の中で最適なテストパターンセットを視覚的に判断し、調整値を選択することを必要とする。
自動アラインメント手順も公知である。特許文献1は、印刷およびドット記録位置の双方向ミスアラインメントを補正するための調整値の決定のための技術を開示しており、その開示を参照によって丸ごと本書に組み込む。該印刷装置は、プリンタノズルから噴射されるインク小滴の連続ストリームの通過を工学的に検出する検査装置を含む。調整値は順方向パステストおよび逆方向パステストのパフォーマンスの結果に基づいて決定され、人間の観察を必要とすることなく、双方向ミスアラインメントを決定することができる。
流体噴射器システムのパフォーマンスは、流体噴射器のノズルのパフォーマンスによっても影響される。流体噴射器がインクジェットプリントヘッドであるときに、粒子汚染物がノズルに詰まったり、加熱器のコゲーションが液滴速度を低下させたり、抵抗器の焼損などのためノズルに損傷が生じたり、プリントヘッドが印刷媒体に擦触したり、ノズルプレートが頻繁な使用のために摩耗した場合に、流体噴射器のパフォーマンスに影響することがある。他の要素もノズルのパフォーマンスに影響することがある。流体噴射器のパフォーマンスはしばしば、テストパターンを印刷し、テストパターン結果を視覚的に検査することによって決定される。
流体噴射器のパフォーマンスを決定するための自動化された方法も公知である。特許文献2は、プリンタのノズルの目詰まりを検出するために、インク小滴の連続ストリームの噴射を必要とするノズルを検査するためのシステムであって、検査を実行するための印刷動作のタイミングが少なくとも二つの印刷モードに対して事前設定されたシステムを開示しており、その開示全体をここでの参照によって本書に組み込む。同様に、特許文献3は、連続検出パルス間の時間間隔を特定のしきい値と比較することにより、作動不能ノズルの有無を検出するための技術を開示しており、その開示全体をここでの参照によって本書に組み込む。同様に、特許文献4は、インクジェット印刷装置における異常なノズルを決定するための方法を開示しており、その開示全体をここでの参照によって本書に組み込む。
米国特許第6,609,777B2号
米国特許第6,454,380B1号
米国特許第6,585,346B2号
米国特許第6,604,807号
米国特許第5,160,403号
米国特許第4,463,359号
流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを決定しかつ修正するための現在の流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンス技術は、重大な不利点を有する。例えば、多数のテストパターンセットを印刷する必要がある。次いでユーザはテストパターンセットを視覚的に分析し、値を手動でコンピュータに入力して、流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを修正する。ユーザの関与のため、該方法は煩雑であり、時間がかかり、かつエラーを引き起こす傾向がある。したがって、従来の方法はしばしば、流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスの決定および修正の両方に一貫性のない結果をもたらす。
本発明の方法および装置は、一つまたは複数の平面における自動的な流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンス評価ならびに修正を達成する。
本発明の方法および装置は、個々のノズル毎に特性を決定することができる、自動的な流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンス評価を別個に提供する。
様々な例示的実施形態で、流体噴射器は、液滴検出モジュールのレーザから射出されるレーザビームを介して流体液滴を噴射する。流体液滴がレーザビームに衝突すると、液滴検出モジュールのフォトダイオードに影が形成される。液滴野噴射動作が流体液滴の噴射に失敗するか、あるいは流体液滴がレーザビームに衝突し損なうと、影は形成されない。影信号または影欠落信号は、顕微鏡によってアパーチャを介してフォトダイオードに合焦される。顕微鏡は本発明に不可欠なものではなく、顕微鏡を取り外すと、結果的により単純な装置になる。
様々な例示的実施形態で、フォトダイオード上の影または影欠落の焦点は増幅器によって増幅され、信号に変換される。信号はデータとしてコンピュータに送られる。データを解析した後、コンピュータは補償決定を行ない、次いでそれは流体噴射器に適用されて、流体噴射器のミスアラインメントまたはパフォーマンスエラーによる印刷画像のエラーが軽減されるように、印刷される画像データが電子的に修正され、流体噴射器ノズルが物理的に操作され、印刷動作中に流体噴射器が完全にスキップされ、あるいは何らかの他の方法で流体噴射器または画像データが修正される。
本願全体を通して、流体噴射器によって印刷画像に誘発されるエラーが軽減されるように流体噴射器をいかに修正するかに関するコンピュータによる決定を、包括的に補償決定と称する。数ある決定の中でも特に、コンピュータは、印刷される画像データを修正し、流体噴射器を物理的に操作し、あるいは印刷プロセス中に流体噴射器を完全にスキップするための補償決定を行なうことができる。
補償決定は、選択された流体噴射器を使用して印刷画像を作成する好適な方法を決定する。流体噴射器のアラインメントまたはパフォーマンスエラーを是正するために、印刷される画像を修正する補償決定の一例は、画像を回転することを含んでよい。同様に、エラーを補償するために流体噴射器を物理的に操作する決定は、流体噴射器のワイピングまたはプライミング、あるいは流体噴射器への電圧の変更を含んでよい。
様々な例示的実施形態で、補償決定は、定期的に装置を自己検査させ流体噴射器のメトリクスを修正させる、コントローラのような内蔵診断ツールによって行なうことができる。
本発明の他の目的、利点、および特徴は、本発明の例示的実施形態を開示する添付の図面に関連して取り上げる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
本発明について添付の図面に関連して説明するが、それらの図において類似の参照番号は類似の要素を指す。
本発明に係る流体噴射器システムの様々な例示的実施形態の以下の詳細な説明は、分かり易くするため、かつよく知られているため、特定の型の流体噴射器システムつまりインクジェットプリンタについて言及する。しかし、以下で概説し考察する本発明の原理は、本書で具体的に論じるインクジェットプリンタを越えて、公知または今後開発されるいずれの流体噴射器システムにも均等に適用することができることを理解されたい。
図1は、本発明のシステムおよび方法を組み込んだ、流体噴射器システムの液滴検出モジュール200の例示的実施形態を示す。流体噴射器または射出器305はプリントヘッド300内に収容される。コンピュータ400は、液滴検出モジュールレーザビーム210を発射するようにレーザ205に信号を送る。コンピュータ400はまた、流体噴射器305350から液滴310を発射するようにプリントヘッド300に信号を送ることもできる。顕微鏡215はレーザビーム210を捕捉し、アパーチャ220を通してレーザビーム210をフォトダイオード225上に合焦させる。フォトダイオード225からの信号を増幅器230によって増幅して、コンピュータ400に送ることができる。液滴検出モジュール200およびその構成部品は、アラインメントおよび/またはパフォーマンス監視の目的のために、射出器305からの個々の液滴310の通過を検出するために設けられる。
単純かつ明快にするために、本発明に係るシステムおよび方法の様々な例示的実施形態の動作原理および設計要素を、図2に示すようなキャリッジ型インクジェットプリンタ100の一つの例示的実施形態、および図1〜3に示すようなプリントヘッド300の一つの例示的実施形態に関連して説明する。インクジェットプリンタ100およびプリントヘッド300の動作の基本的説明は、本発明を組み込むどのような流体噴射器システムの理解および設計に対しても当てはまる。本発明のシステムおよび方法をインクジェットプリンタ100およびプリントヘッド300に関連して説明するが、本発明に係るシステムおよび方法は、公知または今後開発されるいずれの流体噴射器システムにも使用することができる。
図2は、キャリッジ型サーマルインクジェット印刷装置100を示す。直線配列の小滴生成チャネルは、往復キャリッジアセンブリ105に取り付けられたプリントヘッド300に収容される。プリントヘッド300が矢印120で示したプロセス方向に対し垂直な走査軸に沿って受容媒体110を横切るたびに、多数のインク小滴310が、該プロセス方向に予め選択された距離だけモータ115によって歩進される一枚の紙等の受容媒体110に向かって発射される。受容媒体110は供給ロール125上に貯蔵し、モータ115または当業者には周知の他の手段によって巻取ロール130上に歩進させることができる。例えば、受容媒体は、プロセス方向120にインデックスされた個々の枚葉紙とすることができる。
図2に示す例示的実施形態では、小滴310はプリントヘッド300から受容媒体110に向かって水平に発射(噴射)される。しかし、小滴310を垂直または斜めに発射することもできる。したがって、図2の例示的実施形態に示すように水平に発射される小滴310に関連して本発明のシステムおよび方法を説明するが、本発明に係るシステムおよび方法は、垂直または斜めに発射される小滴310を含むことができる。
プリントヘッド300は、二つの平行なガイドレール145に沿って往復運動する、キャリッジアセンブリ105の支持台135に固定される。プリントヘッド300は、ケーブルまたは無縁ベルト150、および可逆モータ160によって一方に動力が供給される一対のプーリ155によって往復運動させることができる。プリントヘッド300は一般的に、受容媒体110がモータ115によって移動する方向に対して垂直に、受容媒体110を横切って移動する。言うまでもなく、キャリッジアセンブリ105を動かすために利用可能な他の公知または今後開発されるどんな構造でも、インクジェット印刷装置100に使用することができる。
代替的に、直線配列の小滴生成チャネルは、当業者には周知の通り、受容媒体110の全幅にわたって延在することができる。これは一般的に全幅配列と呼ばれる。例えば、特許文献5および特許文献6を参照されたい。それら全体を各々ここでの参照によって本書に組み込む。
キャリッジアセンブリおよび/またはインクジェット印刷装置100に対するプリントヘッド300の配置または位置を決定することができるように、符号器165が配置される。例示的符号器165は、直線ストリップエンコーダまたは回転エンコーダを含むことができる。しかし、プリントヘッド300または流体噴射器305の位置を決定するために使用可能な公知または今後開発されるどんな構造でも、インクジェット印刷装置100に使用することができる。
様々な例示的実施形態において、二つの液滴検出モジュール200がインクジェット印刷装置100内に配置され、各々のモジュールは異なる平面内で流体小滴を検出するように設けることが好ましい。例えば、図示した実施形態では、一つは垂直方向に配列され、もう一つは水平方向に配列される。しかし、本発明はこれに限定されない。さらに、二つのモジュールが図示されているが、本発明の一部の実施形態において、必要な液滴検出モジュール200は一つだけである。液滴検出モジュール200はレーザ205、顕微鏡215、アパーチャ220、フォトダイオード225、および増幅器230を含む。図2に示す通り、少なくとも一つの液滴検出モジュール200が少なくとも一つの平面内で移動できることが好ましい。
例示的実施形態では、可動の液滴検出モジュール200は、往復キャリッジアセンブリ235に取り付けられたレーザ205、ならびに往復キャリッジアセンブリ240に取り付けられたフォトダイオード225および増幅器230を有してよい。往復キャリッジ235、240は、二つの平行なガイドレール245、250に沿ってそれぞれ移動することができる。往復キャリッジ235、240は、各々ケーブル255、260、および一対のプーリ265、270によって移動することができる。往復キャリッジ235、240には、可逆モータ275、280によってそれぞれ動力を供給することができる。稼動の液滴検出モジュール200は、受容媒体110がモータ115によって移動する方向に平行な方向に、プリントヘッド300を横切って移動することが好ましい。しかし、一部の実施形態では、一つまたはそれ以上の液滴検出モジュールを、受容媒体110がモータ115によって移動する方向に対し垂直な方向など、異なる方向に移動することができる。さらに、一部の実施形態では、液滴検出モジュールのレーザを回転可能にすることができ、フォトダイオードを移動可能にすることができる。液滴検出モジュールの移動、ならびにレーザの回転およびフォトダイオードの移動に関連して、液滴検出モジュール200を移動させ、あるいは同様にレーザを回転させ、フォトダイオードを移動させるために使用可能な公知または今後開発されるいずれかの構造を、インクジェット印刷装置100に使用することができる。
例示的実施形態では、第二の液滴検出モジュール200は、インクジェットプリンタ100に固定されたレーザ205、ならびに同じくインクジェット印刷装置100に固定された対応するフォトダイオード225および増幅器230を含む。図2に示した例示的実施形態では、この第二の液滴検出モジュール200は、一般的により多くの空間がある用紙の側辺に沿った用紙の経路外に配置される。しかし、液滴検出モジュール200は用紙の面からずらして、用紙の面とプリントヘッドとの間に直接配置することもできる。
各液滴検出モジュール200は、レーザ205によってレーザビームをプリントヘッド300を横切るように発射し、かつ対応するフォトダイオード225によって受け止められ、これにより小滴310がプリントヘッド300の個々のノズルから発射されたかどうかの指標を提示するように、平面内に配向される。
図3は、各々流体噴射器305の配列を含む四つのプリントヘッド300の一つの例示的実施形態を示す。複数のそのような噴射器305は、典型的なインクジェットプリントヘッド300に見出される。本発明に係るシステム、方法、およびアーキテクチャは、サイドシュータ型噴射器、ルーフシュータ型噴射器、またはその他の噴射器と共に使用することができる。
図3は、四つの例示的プリントヘッド300の正面315を示す第一の方向からの図である。この例示的実施形態では、各プリントヘッド300は、例証を目的として正面315に7行の噴射器305および2列の噴射器305を持つ状態で示されている。例示的実施形態では、噴射器305は、1インチ当たり300〜1200個またはそれ以上の噴射器の直線配列として寸法決定され構成される。当業者には周知の通り、他の例示的実施形態では、他の構成および寸法を使用することができる。言うまでもなく、流体噴射器はプリントヘッド上に行列状に構成したり、複数の噴射器を含む必要はない。
プリントヘッドの正面は単一のプリントヘッド色を含むことができ、あるいはシアンインク噴射器群、マゼンタインク噴射器群、イエローインク噴射器群、および黒色インク噴射器群を含む、四色プリントヘッド(CMYK)のような多色ノズルを含むことができる。
プリントヘッド300は走査方向に移動可能にすることができる。走査方向はプロセス方向に対し垂直である。同様に、少なくとも一つの液滴検出モジュール200を、走査方向以外の方向に移動可能にすることができる。さらに、図示した例示的実施形態のように、少なくとも一つの他の液滴検出モジュール200をインクジェット印刷装置100に不動に取り付けることができる。図示した実施形態では、一つの液滴検出モジュールは水平に配向される一方、第二の液滴検出モジュールは垂直に配向される。
図4は、図3の図に対して垂直な第二の方向から見た流体噴射器装置の図である。使用時に、液滴(図示せず)のような流体が噴射器305から射出される。流体は一般的にビーム210に対し垂直に、受容媒体110に向かって移動する。個々の小滴は次いで液滴検出モジュール200によって検知される。
図5は二つのプロットを示すグラフである。プロット421は、図2〜4のプリントヘッド300および液滴検出モジュール200を使用した場合のフォトダイオード225からの出力液滴信号を経時的に示すプロットである。プロット422は、流体噴射器305が液滴を噴射するために、流体噴射器305の加熱器に送られる電流のプロットである。
一般的に、図5に示すグラフは次のように生成される。コントローラは、電流バーストまたはパルス422を流体噴射器305の加熱器に送ることなどによって、少なくとも一つの液滴310を発射するように、プリントヘッド300上の流体噴射器305に信号を送る。流体噴射器によって発射された液滴310が、液滴検出モジュール200によって発射されたレーザビーム210に衝突すると、影が形成される。影はフォトダイオード225がレーザビーム210を受け取ることができなかったことを意味する。影は顕微鏡215によってアパーチャ220を介してフォトダイオード225上に合焦される。顕微鏡215は本発明に不可欠ではないが、それは液滴検出モジュール200の空間解像度を高めることができる。ひとたびフォトダイオード225によって受け止められた影信号または影欠落信号421は、増幅器230によって増幅して、コンピュータ400に転送することができる。増幅器は本発明に不可欠ではないが、それはコンピュータ400に転送される信号421を増強する。
フォトダイオード225からの信号421は、図5のグラフにプロットされる。プロット421のスパイクは、レーザビーム210に衝突する個々の液滴310と同時に発生する。時を同じくして、プロット422のスパイクは、電流バーストが液滴を噴射させる信号として流体噴射器に送られるのと同時に発生する。したがって、液滴信号421を監視、かつ各々の噴射器305から流体を選択的に噴射することにより、個々の噴射器からの非常に少量の液体の発射を検出することが可能である。実際、レーザ/フォトダイオード構成を使用することにより、1ピコリットル程度の小さい小滴の量を検知し、解像することができる。
図5に示す例示的実施形態では、液滴信号(y値)はボルト(V)単位で0から8までの範囲であり、時間信号(x値)は秒(s)単位で0から277.8×10-6までの範囲である。しかし、本発明に係るシステムおよび方法では、電流および時間に対し他の値および範囲を使用することもできる。
図6は、本発明に係る流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを制御する、流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステム410の一つの例示的実施形態を示す。このシステムは、コンピュータ400に収容することができる。図6に示すように、流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステム410は、一つまたはそれ以上の制御および/またはデータバスおよび/またはアプリケーションプログラミングインタフェース475によって相互接続された入力/出力インタフェース415、コントローラ420、メモリ425、アラインメントおよびパフォーマンス決定回路、ルーチンまたはアプリケーション430、位置決定回路、ルーチンまたはアプリケーション445、アラインメントおよびパフォーマンス修正回路、ルーチンまたはアプリケーション450、位置修正回路、ルーチンまたはアプリケーション460、タイマ465、およびカウンタ470を含む。I/Oインタフェース415は、噴射器を噴射させるための入力として画像信号のようなデータ信号をデータソース(DS)500から受け取ることができる。
図6に示すように、流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステム410は、様々な例示的実施形態で、プログラムされた汎用コンピュータに実装される。しかし、流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステムは専用(目的)コンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラおよび周辺集積回路素子、ASICまたは他の集積回路、デジタル信号プロセッサ、個別素子回路のようなハードワイヤード電子または論理回路、PLD、PLA、FPGA、またはPALのようなプログラマブル論理デバイス、または類似物に実装することもできる。一般的に、図7〜15に示すフローチャートを実行することができる有限状態機械を実装可能な任意の装置を、流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステムを実現するために使用することができる。
図6で、メモリ425の可変部分は、様々な例示的実施形態で、スタティックまたはダイナミックRAMを使用して実現される。しかし、メモリ425はフロッピー(登録商標)ディスクおよびディスクドライブ、書込み可能光ディスクおよびディスクドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリまたは類似物を使用して実現することもできる。図6で、メモリ425の一般的にスタティックな部分は、様々な例示的実施形態でROMを使用して実現される。しかし、スタティックな部分は、PROM、EPROM、EEPROMのような他の不揮発性メモリ、CD−ROMまたはDVD−ROMのような光ROMディスクおよびディスクドライブ、フラッシュメモリ、または上述したような他の可変メモリ、または類似物を使用して実現することもできる。
図6に示すように、メモリ425は、可変の揮発性もしくは不揮発性メモリまたは非可変すなわち固定メモリの任意の適切な組合せを使用して、実現することができる。可変メモリは、揮発性か不揮発性かに関わらず、スタティックまたはダイナミックRAM、フロッピー(登録商標)ディスクおよびディスクドライブ、書込み可能または書換え可能光ディスクおよびディスクドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリまたは類似物を使用して実現することができる。同様に、非可変または固定メモリは、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、例えばCD−ROMまたはDVD−ROMディスクのような光ROMディスク、およびディスクドライブのうちのいずれか一つまたはそれ以上を使用して実現することができる。
流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステム410の様々な例示的実施形態は、各々、プログラムされた汎用コンピュータ、専用コンピュータ、マイクロプロセッサ、または類似物で実行されるソフトウェアとして実現できることが理解されるであろう。また、図6に示す回路、ルーチン、アプリケーション、オブジェクトまたはマネージャの各々を、適切にプログラムされた汎用コンピュータの一部分として実現することができることも理解されるはずである。あるいは、図6に示す回路、ルーチン、アプリケーション、オブジェクトまたはマネージャは各々、デジタル信号プロセッサ(DSP)を使用するか、FPGA、PLD、PLAおよび/またはPALを使用するか、あるいは個別論理素子または個別回路素子を使用して、ASIC内に物理的に別個のハードウェア回路として実現することができる。図6に示す回路、ルーチン、アプリケーション、オブジェクトまたはマネージャの特定の形態は設計上の選択であり、当業者には明白かつ予測可能であろう。図6に示す回路、ルーチン、アプリケーション、オブジェクトまたはマネージャが同一設計である必要はないことを理解されたい。
さらに、メモリ425をコンピュータ400に接続するプログラミングインタフェース475は、ネットワークへのワイヤードまたはワイヤレスリンクとすることができることを理解されたい。ネットワークはローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、イントラネット、インターネット、またはいずれかの他の分散処理および格納ネットワークとすることができる。
流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステムは、アラインメントおよび/またはパフォーマンスを検査すべく手動で実行できるだけでなく、自動的に実行することもできる。該システムを手動で操作する場合、ユーザはシステムの始動要求を入力する。システムを自動的に実行するように設定する場合、システムをコントローラ420によって実行するように設定する。流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステムが自動的に実行される場合、本発明の様々な例示的実施形態は、システムを印刷数カウンタ470またはタイマ465のいずれかに基づいて実行させることができる。例えば、所定回数の印刷ジョブ後、またはプリントヘッドのいずれかを交換した後の始動時に実行させることができる。言うまでもなく、流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステムを自動的に実行させる他の公知または今後開発されるどんな方法でも、本発明に使用することができる。
流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステムが自動的に実行される場合、コントローラ420は少なくとも一つの試験対象の流体噴射器を選択し、必要ならば修正する。あるいは、複数の流体噴射器を選択するルーチンを実装することができる。例えば、全ての噴射器が発射して試験されるまで、液滴検出モジュールがプリントヘッドの列または行内の各流体噴射器を波及(リプルスルー)するように、複数の流体噴射器を選択するルーチンを選択することができる。
異なる平面内の流体噴射器の動作特性を決定する液滴検出モジュールを使用することによって決定された結果に基づいて、特定の流体噴射器または流体噴射器群を自動的に選択することができる。流体噴射器を選択するための他の自動的な方法として、印刷される画像または画像の種類に基づいて任意の流体噴射器を選択するルーチン、タイマ465に基づいて選択される流体噴射器、または印刷数カウンタ470に基づいて選択される流体噴射器を含めることができる。言うまでもなく、流体噴射器を選択する他の公知または今後開発されるどんな方法でも、本発明に使用することができる。
タイマ465を使用して流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステムの実行を制御する場合、コントローラ420は、内部クロックに基づいて、アラインメントおよびパフォーマンス試験ならびに必要ならば修正のための流体噴射器を自動的に選択する。
同様に、印刷数カウンタ470を使用して流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンスシステムの実行を制御する場合、コントローラ420は、選択された流体噴射器の印刷数に基づいて、アラインメントおよびパフォーマンス試験ならびに必要ならば修正のための流体噴射器を自動的に選択することができる。
ひとたび試験対象の流体噴射器群または組が選択されると、アラインメントおよび/又はパフォーマンス動作特性ならびに必要ならば修正を決定するために、組内の第一の流体噴射器が選択される。
アラインメントおよび/またはパフォーマンス決定コントロール、ルーチン、またはアプリケーション430は、少なくとも一つの液滴検出モジュールを使用して、選択された流体噴射器の動作アラインメントおよび/またはパフォーマンス特性を決定する。
アラインメントおよび/またはパフォーマンス修正コントロール、ルーチン、またはアプリケーション450は、様々な方法を使用して補償決定を行なうことができる。これらの補償決定は次いで流体噴射器に適用することができ、さもなければ選択された流体噴射器のアラインメントまたはパフォーマンス特性を修正するために使用することができる。
図7は、流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを自動的に決定するための方法の一つの例示的実施形態の要点をまとめたフローチャートである。ステップS1000で、ルーチンが開始される。ルーチンはステップS6000に続く。
ステップS2000で、流体噴射器または流体噴射器の組が、アラインメントおよびパフォーマンスのいずれか一方または両方について試験するために選択される。この流体噴射器のアラインメントおよび/またはパフォーマンスをこのルーチンで修正することもできる。
少なくとも一つの流体噴射器が選択された後、制御ルーチンはステップS3000に進む。
ステップS3000で、制御ルーチンは増分カウンタを適用し、選択された組のどの流体噴射器が試験されたかを計数する。
ステップS4000で、液滴検出モジュール制御ルーチンが実行される。このステップで、少なくとも一つの液滴検出モジュールを使用して流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを決定するための方法が、選択された流体噴射器に適用される。さらに、このステップで、アラインメントおよび/またはパフォーマンス決定および修正コントロール、ルーチン、またはアプリケーションを選択された流体噴射器に適用することによって、流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを修正することができる。流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを決定するために液滴検出モジュールを使用するための様々な例示的モードが可能であり、幾つかの例示的モードについて本書で詳細に後述する。
ステップS4000が選択された流体噴射器に適用された後、制御ルーチンはステップS5000に進む。ステップS5000で、選択された流体噴射器の全てを試験し終わったかどうかの判定が行なわれる。ステップS5000における判定が、選択された全ての流体噴射器が試験し終わったというものであった場合、ルーチンはステップS6000に進み、そこでルーチンは終了する。ステップS5000における判定が、選択された流体噴射器の全てを試験し終わっていないというものであった場合、ルーチンはS2000に戻り、そこで次の流体噴射器が選択される。したがって、全ての流体噴射器が試験し終わるまで、ルーチンはステップS2000からS5000まで続行される。
図8は、液滴検出モジュールを使用して流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを決定し、かつ必要ならばこれを修正するための方法の一つの例示的実施形態の要点をまとめたフローチャートである。ステップ4005でルーチンが開始される。
ステップ4010で、第一の液滴検出モジュールが第一の平面内に設置される。ステップ4015で、第二の液滴検出モジュールが、第一の平面とは異なる第二の平面内に設置される。
様々な例示的実施形態で、液滴検出モジュールは、本書で記載しまたは図面に示す平面とは異なる平面内に設置することができる。液滴検出モジュールが配置される平面は、モジュールが試験することができる流体噴射器のアラインメントを決定する。例えば、走査方向(プリントヘッドの正面)に対して垂直または水平方向のアラインメントのような、一平面における流体噴射器のアラインメントの場合、液滴検出モジュールは、走査方向に対してそれぞれ平行または垂直な平面内にそれぞれ配置することができる。
液滴検出モジュールが設置された後、ルーチンはステップ4020に進み、そこで液滴検出モジュールのレーザが発射される。レーザは同時に発射する必要はない。レーザは、流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンス情報を得ることを希望する平面に対して発射される。様々な例示的実施形態で、レーザの代わりにLEDのような発光器を使用することができる。
ステップS4025で、位置決定コントロール、ルーチン、またはアプリケーションが選択された流体噴射器に適用され、インクジェット印刷装置の基準点に対する流体噴射器の位置が決定される。
流体噴射器のオフセットも位置決定コントロール、ルーチンまたはアプリケーションから決定することができる。位置決定コントロール、ルーチンまたはアプリケーションは液滴検出モジュールを使用して、流体噴射器によって発射された液滴がレーザビームにいつ衝突するかに基づき、流体噴射器の位置を決定することができる。
ステップS4030で、選択された流体噴射器が液滴を噴射する。
液滴が発射された後、ルーチンはステップS4035に進み、そこでルーチンで動作するそれぞれの液滴検出モジュールのうちの一つまたはそれ以上のレーザビームに液滴が衝突したかどうかの判定が行なわれる。液滴がレーザビームに衝突した場合、ルーチンはステップS4050に進み、そこでルーチンは終了する。しかし、液滴が少なくとも一つのレーザビームに衝突しなかった模様であるという判定が下されると、ルーチンはステップS4040に進む。
ステップS4040で、アラインメントおよび/またはパフォーマンス修正コントロール、ルーチンまたはアプリケーションによって補償決定が自動的に算出される。補償決定は、少なくとも一つの液滴をレーザビームに衝突させることができなかった流体噴射器ノズルに対して算出される。この補償は、個々のノズル発射後または一配列のノズルの発射の完了後に実行することができる。
補償決定後、ルーチンはステップS4045に進む。ステップS4045で、選択された流体噴射器は、アラインメントおよび/またはパフォーマンス修正コントロール、ルーチンまたはアプリケーションによって行なわれた補償決定に従って修正される。アラインメントおよび/またはパフォーマンス修正コントロール、ルーチンまたはアプリケーションによる補償決定を適用して、流体噴射器アラインメントおよび/またはパフォーマンスを電子的に修正することができる。流体噴射器を適切に電子的に修正することができない場合、補償値のような異なる補償決定を算出して、画像データに適用することができる。この値が画像データに適用され、印刷製品が明らかな流体噴射器のアラインメントまたはパフォーマンスエラーを反映しないように、画像データが修正される。流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを修正するための他の方法について、本書でさらに論じる。
ステップS4045の後、制御ルーチンはステップS4050に進み、そこで制御ルーチンは終了する。様々な例示的実施形態で、ステップS4050はさらなるルーチンを含むこともでき、そこでステップS4010〜ステップS4050を含むステップが選択された流体噴射器に再適用され、アラインメントおよび/またはパフォーマンスコントロール、ルーチンまたはアプリケーションが選択された流体噴射器を充分に修正したかどうかが判定される。
上述の通り、液滴検出モジュールが配置された平面は、モジュールが試験することができる流体噴射器のアラインメントを決定する。例えば、図9および図10は、水平方向のアラインメントおよび垂直方向のアラインメントをそれぞれ決定する方法の二つの例示的実施形態を示す。
図9は、液滴検出モジュールを使用して流体噴射器の水平方向のヘッドアラインメントおよびパフォーマンスを決定し、かつ必要ならば修正するための方法の一つの例示的実施形態の要点をまとめたフローチャートである。ステップS4105で、ルーチンが開始される。
ステップS4110で、液滴検出モジュールはキャリッジの移動に対して垂直な平面内に設置される。
ステップS4115で、一つまたはそれ以上の選択された流体噴射器がプリントヘッドから液滴を噴射する。これは例えば配列内の真ん中の噴射器とすることができる。液滴が発射された後、制御ルーチンはステップS4120に進み、そこでフォトダイオードによって生成された信号が監視される。ステップS4120の後、制御ルーチンはステップS4125に進む。
ステップS4125で、選択された噴射器の列が検出されたかどうかの判定が行なわれる。選択された流体噴射器の列が検出されなかったという判定であった場合、制御ルーチンはステップS4130に進む。ステップS4130で、プリントヘッドキャリッジはインクリメントしながらレーザビームを横切り、選択された流体噴射器の列が検出されるまで、ステップS4115、S4120、およびS4125が繰り返される。あるいは、プリントヘッドを固定したままで、液滴モジュール200をインクリメントしてもよい。
選択された流体噴射器の列が検出されたという判定であった場合、制御ルーチンはステップS4135に進み、そこで、液滴がレーザビームに衝突したときのキャリッジの位置から、このプリントヘッドおよび/または噴射器の列の水平方向のオフセットが決定される。各プリントヘッドおよび/または噴射器の列の水平方向のオフセットは、相対的または絶対的オフセット量とすることができる。それは、流体噴射器の液滴がレーザビームに衝突したときの液滴モジュールに対するキャリッジの位置の決定に基づき、かつ/またはノズル間の既知の距離に基づくことができる。ステップS4135が完了した後、制御ルーチンはステップS4140に進む。
ステップS4140で、噴射器の各列がステップS4115〜S4135を完了したかどうかに関する判定が行なわれる。列がステップS4115〜S4135を完了していないという判定であった場合、制御ルーチンはS4115に戻り、そこで次の列がステップS4115〜S4135を完了する。そうでなければ、制御ルーチンはステップS4145に進む。
ステップS4145で、各プリントヘッドノズルの水平方向のオフセットによるエラーを、遅延発射、プリントマスク補償等のような公知または今後開発される方法によって、電子的に補償することができる。
ステップS4145の後、制御ルーチンはステップS4150に進み、そこで制御ルーチンは終了する。様々な例示的実施形態で、ステップ4150はさらなるルーチンを含むこともでき、そこでステップS4110〜ステップS4145を含むステップが選択された流体噴射器に再適用され、アラインメントおよび/またはパフォーマンスコントロール、ルーチンまたはアプリケーションが選択された流体噴射器を充分に修正したかどうかが判定される。
同様に、図10は、液滴検出モジュールを使用して、流体噴射器の垂直方向のヘッドのアラインメントおよびパフォーマンスを決定し、かつ必要ならば修正するための方法の一つの例示的実施形態の要点をまとめたフローチャートである。ステップS4205でルーチンが開始される。
ステップS4210で、液滴検出モジュールは、レーザビームがキャリッジの移動と平行になるように、平面内に設置される。
液滴検出モジュールが設置された後、ルーチンはステップS4220に進み、そこで制御ルーチンは流体噴射器の一つ、幾つか、または全てを選択的に発射させる。ステップ4220の後、制御ルーチンはステップS4225に進む。
ステップS4225で、制御ルーチンはフォトダイオードによって生成された液滴出力信号を監視する。このステップは、液滴がレーザビームに衝突するかあるいは衝突し損なったときに、フォトダイオードがコントローラに警報を出すことを含む。ステップS4225が完了した後、制御ルーチンはステップS4230に進む。
ステップS4230で、各列および/またはプリントヘッドの少なくとも一つの噴射器が検出されたかどうかの判定が行なわれる。全ての列および/またはプリントヘッドの噴射器が検出されなかった場合、制御ルーチンはステップS4220に戻り、そこで異なる噴射器を選択し、かつ/またはプリントヘッドに対して液滴検出モジュールを移動させた後、ステップS4220〜ステップS4230が再適用される。全ての列および/またはプリントヘッドの噴射器が検出されたという判定であった場合、制御ルーチンはステップ4235に進み、そこで、どの流体噴射器の液滴がレーザに衝突したか分析することによって、各列および/またはプリントヘッドの垂直方向のオフセットが決定される。
ステップS4235が完了した後、制御ルーチンはステップS4240に進む。ステップS4240で、各プリントヘッドの垂直方向のオフセットを電子的に補償することができる。
ステップS4240の後、制御ルーチンはステップS4245に進み、そこで制御ルーチンは終了する。様々な例示的実施形態で、ステップS4245はさらなるルーチンを含むこともでき、そこでステップS4210〜ステップS4240を含むステップが選択された流体噴射器に再適用され、アラインメントおよび/またはパフォーマンスコントロール、ルーチンまたはアプリケーションが選択された流体噴射器を充分に修正したかどうかが判定される。
プリントヘッドの正面に対する垂直方向または水平方向の流体噴射器のアラインメント以外に、アラインメント決定および修正コントロール、ルーチンまたはアプリケーションと共に少なくとも一つの液滴検出モジュールを使用することによって、流体噴射器の傾きアラインメントおよび双方向アラインメントを決定し、かつ必要ならば修正することができる。
傾きアラインメントを決定するためには、少なくとも二つの流体噴射器が試験され、少なくとも二つの液滴噴射器の位置を決定することができるように液滴検出モジュールが配置される。プリントヘッドの両端の流体噴射器を選択することが好ましい。各流体噴射器は液滴を別個に噴射し、液滴検出モジュールはそれぞれの各液滴によって発生する信号を別個に記録する。ひとたび液滴検出モジュールが各信号をそれぞれコンピュータに送ると、位置決定コントロール、ルーチンまたはアプリケーションから、各流体噴射器に関する流体噴射器オフセットを決定することができる。
次に、アラインメントおよび/またはパフォーマンスルーチンまたはアプリケーションによって補償決定を生成することができる。画像データに適用される補償値を生成し、印刷前に画像データを修正するために適用することができる。したがって、ひとたび画像データが印刷されると、画像データを修正するために適用された補償値のため、プリントヘッドの傾きオフセットによる明らかなエラーは軽減される。一般的に、補償値を生成して、一画素より大きいプリントヘッドの傾きオフセットを修正することができる。
図11は、液滴検出モジュールを使用して、流体噴射器の傾きアラインメントおよびパフォーマンスを決定し、かつ必要ならば修正するための方法の一つの例示的実施形態の要点をまとめたフローチャートである。ステップS4305で、ルーチンが開始される。
ステップ4310で、液滴検出モジュールから発射されるレーザビームがキャリッジの移動に対し垂直な面内にくるように、液滴検出モジュールが設けられる。
液滴検出モジュールが設置された後、ルーチンはステップS4315に進み、そこで第一の選択された流体噴射器が液滴を噴射する。ステップS4315の後、制御ルーチンはステップS4320に進む。
ステップS4320で、フォトダイオードによって生成された出力信号が監視され、発射された液滴がレーザビームに衝突したかどうかが決定される。ステップS4320の後、制御ルーチンはステップS4325に進む。
ステップS4325で、少なくとも二つの流体噴射器が試験されたかどうかの判定が行なわれる。選択された個数の流体噴射器の試験が終わっていなければ、制御ルーチンはステップS4315に戻り、そこで次の流体噴射器が発射される。選択される噴射器は、精度を向上するために、位置合わせされる液滴噴射器の列全体に及ぶことが好ましい。そういうものとして、ステップS4315〜ステップS4325が次の流体噴射器に適用される。一方、ステップS4325で、選択された個数の噴射器が試験し終わったという判定が下された場合、制御ルーチンはステップ4330に進み、そこでプリントヘッドの傾きが決定される。
ひとたびプリントヘッドの傾きが決定されると、制御ルーチンはステップS4335に進み、そこで、プリントヘッドの傾きを補償するために、補償値を決定し、画像データに適用することができる。
ステップS4335の後、制御ルーチンはステップS4340に進み、そこで制御ルーチンは終了する。様々な例示的実施形態で、ステップ4340はさらなるルーチンを含むこともでき、そこでステップS4310〜ステップS4335を含むステップがプリントヘッドに再適用され、アラインメントおよび/またはパフォーマンスコントロール、ルーチンまたはアプリケーションが画像データを適切に充分に修正したかどうかが判定される。
流体噴射器の双方向アラインメントも同様の仕方で決定し、かつ修正することができる。図12は、液滴検出モジュールを使用して、流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを決定し、かつ必要ならば修正するための方法の一つの例示的実施形態の要点をまとめたフローチャートである。ステップS4405で、ルーチンが開始される。
図12に示した例示的実施形態では、ステップ4410で、液滴検出モジュールがキャリッジの移動に対して垂直に設けられる。次に、ステップ4415で、液滴検出モジュールが紙面またはそれに近接して設置される。液滴検出モジュールは紙自体の上にある必要はなく、紙の経路の外に配置することができる。液滴検出モジュールは、レーザビームがキャリッジの移動に対して垂直になるように配置すべきである。液滴検出モジュールはまた、紙およびプリントヘッドの両方に対する液滴検出モジュールの位置が分かるように、基準点に対して配置すべきである。
ステップ4415が完了した後、制御ルーチンはステップS4420に進み、そこでタイマがセットされる。タイマがセットされた後、制御ルーチンはステップS4425に進む。ステップS4425では、液滴検出モジュールのレーザが発射される。次いでプリントヘッドは走査方向に移動され、インクジェット印刷装置上の基準点に対する流体噴射器の位置が決定される。プリントヘッドが移動する間に、選択された流体噴射器が液滴を噴射し、同時にコントローラによって制御されるタイマが作動する。
流体噴射器が液滴を噴射し、タイマが作動した後、ステップS4430で、液滴がレーザビームに衝突したときにタイマが停止する。
ひとたび液滴がレーザビームと衝突すると、ルーチンはステップS4435に進み、そこで液滴噴射器から液滴がレーザビームに衝突するまでの液滴通過時間が算出される。
ステップS4435が完了した後、制御ルーチンはステップ4440に進み、そこで、液滴がノズルからレーザビームに衝突するまでの間にプリントヘッドが走査方向に移動することによる流体噴射器の速度が算出される。この情報は、位置エンコーダからの信号を使用して算出することができる。
次に、ステップS4445で、液滴が発射された位置から紙に衝突するまでの液滴のオフセットが、通過時間およびプリントヘッド速度に基づいて決定される。オフセットおよび液滴位置が算出された後、制御ルーチンはステップS4450に進む。
ステップS4450で、プリントヘッドが最初に移動した方向とは反対の方向にプリントヘッドが移動する状態で、ステップS4420〜S4445が繰り返される。プリントヘッドは最初にステップS4425で移動した。
ステップS4455で、流体噴射器の発射時間を制御するために補償値を決定することができ、あるいは、双方向アラインメントエラーによる画像品質のエラーを軽減するか、または少なくとも視覚的にあまり目立たなくすることができるように画像データを修正することができる。
次に、ステップS4455に示すように、補償値を画像データに適用して、双方向アラインメントエラーを電子的に補償することができる。
ステップS4455の後、制御ルーチンはステップ4460に進み、そこで制御ルーチンは終了する。
双方向アラインメントを決定し修正するときに、液滴検出モジュールをプリントヘッドおよび紙に対して適切に配置することが重要である。液滴検出モジュールの配置が難しく、液滴の紙までの通過時間を直接測定することができない場合、双方向アラインメントルーチンに追加ステップを加えることができる。
この追加ステップで、同じ流体噴射器からの液滴の通過時間が、プリントヘッドからの二つの異なる距離で決定される。これには、液滴検出モジュールまたはその一部分を、プリントヘッドと紙との間で既知の距離だけ移動させる必要がある。液滴検出モジュールまたはその一部分は、モータにより移動させることができる。通過時間の変化および距離の変化から、おおよその液滴速度を決定することができる。次いで、プリントヘッドと紙との間の公称距離を知ることにより、液滴の紙までの通過時間のおおよその決定が可能になる。
上述の通り、アラインメントおよびパフォーマンス修正コントロール、ルーチンまたはアプリケーションは、選択された流体噴射器を使用して印刷画像を形成する好適な方法を算出する。例えば、補償決定の中でも特に、ルーチンは、画像を回転または伸縮させる補償値の計算を結果的にもたらすことができ、あるいは選択された流体噴射器をワイピングまたはプライミングしたり、選択された流体噴射器への電圧を変化させたり、印刷プロセス中に流体噴射器をスキップさせる決定を下すことができる。アラインメントおよび/またはパフォーマンスのいずれかに対する流体噴射器の自動的修正は、流体噴射器を修正するための他の公知または今後開発されるいずれかの方法を含んでよい。
例えば、図13に示すように、本発明の様々な例示的実施形態は、長い遊休時間のためパフォーマンスが劣化した流体噴射器の検出および修正を含むことができる。図13に示す例示的実施形態では、選択された流体噴射器が長い遊休時間にさらされた後、回復修正手順を使用することができる。回復修正手順は、噴射器から廃棄物容器内に流体を噴射する、流体噴射器をプライミングする、流体噴射器をワイピングする、流体噴射器を加熱するなど、流体噴射器を修正するための修正技術、または当業者が精通した他の方法を含めることができる。回復修正手順の後、アラインメントおよび/またはパフォーマンスについて流体噴射器を再び試験することができる。
図13は、液滴検出モジュールを使用して流体噴射器を修正するための方法の一つの例示的実施形態の要点をまとめたフローチャートである。ステップS4505で、制御ルーチンが開始される。
ステップS4510で、流体噴射器またはプリントヘッドに長い遊休時間があったかどうかについて、判定が行なわれる。あったとする判定の場合、制御ルーチンはS4515に続き、そうでなければ制御ルーチンはS4545に続き、そこで制御ルーチンは終了する。
ステップS4515で、液滴検出モジュールのレーザが選択された流体噴射器を走査することができるように、液滴検出モジュールが第一の平面内に設置される。液滴検出モジュールが設置された後、ルーチンはステップS4520に進み、そこで選択された流体噴射器が液滴を噴射する。
ステップS4525で、流体噴射器の液滴が液滴検出モジュールのレーザビームと衝突したかどうかの判定が行なわれる。液滴がレーザビームに衝突した場合、ルーチンはステップS4540に進む。しかし、液滴がレーザビームに衝突しなかったようであるという判定が下された場合、ルーチンはステップS4530に進む。
ステップS4530で、選択された流体噴射器に適用される修正方法の決定が行なわれる。上述の通り、修正方法は、流体噴射器のワイピングもしくはプライミング、または当業者に既知の他のいずれかの修正方法を含むことができる。
修正方法が決定された後、ルーチンはステップS4535に進み、そこで修正方法が選択された流体噴射器に適用される。
ステップS4535の後、ルーチンはステップS4540に進み、そこで全ての流体噴射器が試験し終わったかどうかの判定が行なわれる。そうであった場合、制御ルーチンはステップS4545に進み、そこでルーチンは終了する。全ての流体噴射器が試験し終わってはいないと判断された場合、制御ルーチンはステップS4520に進み、全ての流体噴射器が試験し終わるまで、ステップ4520〜ステップ4540が繰り返される。
様々な例示的実施形態で、ステップS4545はさらなるルーチンを含むこともでき、そこでステップS4510〜ステップS4540を含むステップが選択された流体噴射器に再適用され、アラインメントおよび/またはパフォーマンスコントロール、ルーチンまたはアプリケーションが選択された流体噴射器を充分に修正したかどうかが判定される。
上述の通り、本発明と共に多くの修正手順を使用することができる。例えば、コゲーション、リフィル問題、および周波数問題を是正するために修正手順を使用することができる。流体噴射器にコゲーションまたはしきい電圧変動の問題がある場合、様々なイネーブルトレインまたは主パルス長により、液滴速度変動を調整することができる。修正手順でイネーブルトレインまたは主パルス長を調整した後、流体噴射器を再試験し、流体噴射器の液滴速度が受入れ可能な許容範囲内になるまで、イネーブルトレインを再修正することができる。
リフィル問題および最大周波数問題のような流体噴射器の他の問題も、修正手順によって制御することができる。例えば、フィルタが目詰まりしてリフィル前の発射が発生し、かつ/またはスピア(spear)のような過度に高速の液滴が発生する場合、より低い周波数で噴射するように流体噴射器およびプリンタを修正し、問題を緩和することができる。
図14は、液滴検出モジュールを使用して流体噴射器のアラインメントおよびパフォーマンスを決定し、かつ必要ならば修正するための方法の一つの例示的実施形態の要点をまとめたフローチャートである。ステップS4605で、ルーチンは開始される。
ステップS4610で、液滴検出モジュールは選択された流体噴射器を走査するために第一の平面内に設置される。
液滴検出モジュールが設置された後、ルーチンはステップS4615に進み、そこでタイマがセットされる。タイマがセットされた後、制御ルーチンはステップS4620に進み、そこで第一の流体噴射器が液滴を噴射する。同時にタイマが作動する。
液滴が発射され、タイマが作動した後、ルーチンはステップS4625に進み、そこで液滴速度が解析される。同一の流体噴射器からの液滴の通過時間が、プリントヘッドからの二つの異なる距離で決定される。これには、液滴検出モジュールまたはその一部分を、プリントヘッドと紙との間で既知の距離だけ移動させる必要がある。液滴検出モジュールまたはその一部分は、モータまたは類似物により移動させることができる。通過時間の変化および距離の変化からおおよその液滴速度を決定することができる。
ステップS4625が完了した後、ルーチンはステップS4630に進み、そこで液滴速度が受入れ可能な製品の許容範囲内であるかどうかの判定が行なわれる。液滴速度が製品の特定の許容範囲外であると判定された場合、ルーチンはステップS4635に進み、そこで電子補償を決定し、選択された流体噴射器に適用して、液滴速度を補償することができる。この補償は、様々なイネーブルトレインによる調整または噴射の周波数の調整を含むことができる。ひとたび電子補償が選択された流体噴射器に適用されると、ルーチンはステップS4640に進む。
しかし、ステップS4630で液滴速度が製品の受入れ可能な許容範囲内であると判定された場合、ルーチンはステップS4630からステップS4640に進む。
ステップS4640で、全ての流体噴射器が試験し終わったかどうか、判定が行なわれる。そうである場合、制御ルーチンはステップS4645に進み、そこで制御ルーチンは終了する。他方、全ての流体噴射器が試験し終わってはいないと判定された場合、制御ルーチンはステップS4615に戻り、全ての流体噴射器が試験し終わるまで、ステップS4615〜ステップS4640を繰り返す。
言うまでもなく、様々な例示的実施形態で、ステップS4645はさらなるルーチンを含むこともでき、そこでステップS4610〜ステップS4640を含むステップが選択された流体噴射器に再適用され、アラインメントおよび/またはパフォーマンスコントロール、ルーチンまたはアプリケーションが選択された流体噴射器を充分に修正したかどうかが判定される。
様々な例示的実施形態で、本発明の装置は修正装置をも含むことができる。修正装置は、流体噴射器のパフォーマンスまたはアラインメントを修正するために、流体噴射器のノズルのワイピングまたは流体噴射器の他の操作に使用することができる。
修正が流体噴射器のアラインメントまたはパフォーマンスを適切に修正し損なった場合は、スマート画像処理または代替印刷モードにより、印刷される画像の欠陥を回避することができる。さらに、選択された流体噴射器を修正プロセスで適切に修正し損なった場合、画像処理中に該流体噴射器をスキップすることができる。
本発明を上で概説した特定の実施形態に関連して述べたが、多くの代替例、変化例、および変形例が当業者には明らかになることが明白である。例えば、印刷技術の当業者は該システムおよび方法をインクによる印刷に適用するであろうが、本発明のシステムおよび方法はインク以外の流体に適用されることに留意すべきである。したがって、上述した本発明の例示的実施形態は例証であって、限定の意図は無い。本書で記載した発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変形を施すことができる。
Claims (27)
- 少なくとも一つの流体噴射器の少なくとも一つの動作特性を決定し、前記流体噴射器を使用する好適な方法を決定し、前記流体噴射器を使用する前記好適な方法を前記流体噴射器に適用するための装置であって、
流体噴射器の経路に対し略垂直な光ビームを射出する少なくとも一つの発光装置と、
前記少なくとも一つの発光装置からの前記光ビームを受け取るように配置されると共に、前記光ビームの受容を示す出力を提供する少なくとも一つの光検出器と、
制御装置と、を含み、
前記制御装置が、
試験対象の少なくとも一つの流体噴射器の組を選択する選択部と、
前記流体噴射器の前記動作特性を決定する動作特性決定部と、
前記決定された動作特性に基づいて前記流体噴射器を使用する好適な方法を決定する補償決定部と、
前記流体噴射器を使用する前記好適な方法を前記流体噴射器に適用する修正決定部と、を含むことを特徴とする装置。 - 前記少なくとも一つの発光装置と前記少なくとも一つの光検出器との間に顕微鏡をさらに備えた、請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも一つの光検出器からの出力を増幅する増幅器をさらに備えた、請求項1に記載の装置。
- 修正装置をさらに備えた、請求項1に記載の装置。
- 前記発光装置がレーザであり、前記光検出器がフォトダイオードである、請求項1に記載の装置。
- 前記発光装置が少なくとも一つの平面内で移動することができる、請求項1に記載の装置。
- 前記光検出器が前記少なくとも一つの平面内で移動することができる、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも二つの発光装置が設けられ、各々が相互および前記流体噴射器の経路に対し略垂直である、請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも二つの発光装置の一方が、前記流体噴射器の動作特性として、流体噴射器の配列からの少なくとも一つの液滴の垂直方向のアラインメントを検出するように配向される、請求項8に記載の装置。
- 前記少なくとも二つの発光装置の一つが、前記流体噴射器の動作特性として、流体噴射器の配列からの少なくとも一つの液滴の水平方向のアラインメントを検出するように配向される、請求項8に記載の装置。
- 検出される前記動作特性が双方向アラインメントである、請求項1に記載の装置。
- 検出される前記動作特性が傾きアラインメントである、請求項1に記載の装置。
- 検出される前記動作特性が閉塞ノズルまたは誤った方向に向けられたノズルのうちの一方である、請求項1に記載の装置。
- 検出される前記動作特性が流体のコゲーションである、請求項1に記載の装置。
- 前記制御装置が、
試験対象の流体噴射器の前記組中の試験済み流体噴射器を計数するカウンタと、
試験対象の流体噴射器の前記組の試験が完了したかどうかを決定するカウンタ決定部と、
をさらに含む、請求項1に記載の装置。 - 前記制御装置が、
試験対象の流体噴射器の前記組の試験間の間隔時間を計るタイマと、
試験対象の流体噴射器の前記組の試験が完了したかどうかを決定するタイマ決定部と、
をさらに含む、請求項1に記載の装置。 - 前記補償決定部が、
タイマと、
前記組の流体噴射器が長時間遊休状態であったかどうかを決定するためのタイマ決定部と、
を備えた、請求項1に記載の装置。 - 流体噴射器の流体噴射器アラインメントおよびパフォーマンス評価を実行するための方法であって、
第一の発光装置を第一の平面内で第一の光検出器と対応するように設置して、前記第一の発光装置から射出される第一の光ビームが前記第一の光検出器によって受容されるようにする工程と、
試験対象の少なくとも一つの流体噴射器の組から、試験する流体噴射器を選択する工程と、
試験する流体噴射器を前記第一の発光装置に対し略垂直に設ける工程と、
前記第一の発光装置から前記第一の光ビームを発射する工程と、
前記流体噴射器から前記第一の光ビームに向かって少なくとも一つの個別液滴を噴射する工程と、
前記第一の光検出器によって捕捉された第一の信号を解析することによって、前記個別の液滴が前記第一の光ビームに衝突したかどうかを決定する工程と、
前記第一の光検出器によって捕捉された前記第一の信号に基づいて、前記流体噴射器の第一の動作特性を決定する工程と、
前記流体噴射器の前記第一の動作特性に基づいて、前記流体噴射器を使用する好適な方法を決定する工程と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記流体噴射器を使用する前記好適な方法に基づいて、前記流体噴射器を修正する工程をさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記流体噴射器を使用する前記好適な方法に基づいて、印刷される画像データを修正する工程をさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記第一の平面とは異なる第二の平面内に第二の発光装置を設置して、前記第二の発光装置から放射される光ビームが第二の光検出器によって受容されるようにする工程と、
前記第二の光検出器によって捕捉される第二の信号に基づいて、前記流体噴射器の第二の動作特性を決定する工程と、
をさらに含む、請求項18に記載の方法。 - 前記流体噴射器の前記第二の動作特性に基づいて、前記流体噴射器を使用する前記好適な方法を決定する工程をさらに含む、請求項21に記載の方法。
- プリントヘッドアラインメントのための方法であって、
第一の発光装置を第一の平面内で第一の光検出器と対応するように設置して、前記第一の発光装置から射出される第一の光ビームが前記第一の光検出器によって受容されるようにする工程と、
試験対象のプリントヘッド上の少なくとも二つの流体噴射器の組を選択する工程と、
試験される第一の流体噴射器の位置を基準点に基づいて決定する工程と、
前記第一の発光装置から前記第一の光ビームを発射する工程と、
前記第一の流体噴射器から液滴を噴射する工程と、
前記第一の光検出器によって捕捉された第一の信号を解析することによって、前記液滴が前記第一の光ビームに衝突したかどうかを決定する工程と、
前記第一の光検出器によって捕捉された前記第一の信号に基づいて、前記第一の流体噴射器の第一の動作特性を決定する工程と、
試験される第二の流体噴射器の位置を基準点に基づいて決定する工程と、
前記第二の発光装置から前記第二の光ビームを発射する工程と、
前記第二の流体噴射器から液滴を噴射する工程と、
前記第二の光検出器によって捕捉された第二の信号を解析することによって、前記液滴が前記第二の光ビームに衝突したかどうかを決定する工程と、
前記第二の光検出器によって捕捉された前記第二の信号に基づいて、前記第二の流体噴射器の第二の動作特性を決定する工程と、
前記第一の動作特性と前記第二の動作特性を比較して、前記流体噴射器を使用する好適な方法を決定する工程と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記少なくとも一つの流体噴射器に対して相対的に前記光ビームを移動させる工程をさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 前記流体噴射器が噴射器ノズルの配列を含み、前記第一のおよび第二の動作特性が、水平方向のノズルアラインメント、垂直方向のノズルアラインメント、傾きアラインメント、双方向アラインメント、欠落小滴、およびコゲーションから成る群から選択される、請求項23に記載の方法。
- 流体噴射器の配列を持つ流体ヘッドと、
請求項1に記載の装置と、を備えたことを特徴とする流体噴射器。 - 前記流体噴射器として機能するプリントヘッドノズルの配列を持つプリントヘッドと、
請求項1に記載の装置と、を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
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