JP4624764B2 - インクジェット印刷方法及びプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット印刷方法およびプリンタに係り、特に不適切な機能のインク噴射口がある場合のインクジェット印刷方法およびプリンタに関する。

インクジェット印刷では通常、プリンタ内におけるプリントヘッドの噴射口の各々には、その時点で当該噴射口の印刷領域内にある所定領域に対して、必要に応じ、インクを噴射する役目が与えられている。

しかし、時には噴射口の機能が不適切であったり、機能しなくなったり、ほとんど機能しなくなったりというように、噴射口からインク滴を適切に噴射できない場合がある。これは、例えば、インクの詰まりやインク噴射用回路の電気系統の問題が原因かもしれない。こうしたことが生じた場合、機能しなくなった噴射口に担当される所定領域は印刷されないか、適切に印刷されない。１個以上の噴射口が機能しなくなった場合に、印刷された画像の品質が悪くなって、多くのデータソースに対して許容しがたい品質になる場合もあるかもしれない。

米国特許第５，６２５，３９０号明細書 米国特許第６，３６４，４４７号明細書 米国特許第６，３７０，２７７号明細書 米国特許第６，３９８，３４２号明細書 米国特許第６，４３９，６８６号明細書

したがって、プリンタのエンドユーザが機能しなくなった噴射口を素早く見つけ、これを代替するソフトウェアを実現できるようにして、良好な印刷品質でプリンタの動作を続けられるようにする必要がある。エンドユーザが、機能しなくなったまたは機能が不適切である噴射口を素早く代替することができれば、プリンタが受容できる印刷品質を持つので、プリンタを修繕するためのサービスコールのタイミングをより柔軟とできる。冗長性、交換可能性及び廃棄性は、信頼性に問題があり、あるいは摩耗する部品を用いて商業的に成功的な製品を作り上げるための、全く普遍的な方法である。プリントヘッド技術において噴射口代替モードを用いることは、ヘッドの全寿命を長くし、また、１つのヘッド当たり非常に多数の噴射口が設けられていることのため、あるいはこれを含む理由のために適当なものである。

本発明の目的は、インクジェット印刷に関し、特に、１またはそれ以上の不適切な機能のインク噴射口を検出し、当該不適切な機能のインク噴射口を残りの作動インク噴射口をもって補償する方法およびプリンタを提供することである。

インク噴射装置において、故障し、本質的に動作しないインク噴射口を補償する方法を開示する。実施形態におけるこの方法は、１またはそれ以上の噴射口の機能が不適切であるかどうかを検出し、これを、適切に機能する１個以上のインク噴射口を用いて補償する。作動インク噴射口は、１またはそれ以上の機能が不適切であるインク噴射口のために補充される隣接する作動インク噴射口である。第１画像パスの遂行において１またはそれ以上の機能が不適切であるインク噴射口は使用不可とされ、１またはそれ以上の隣接する作動インク噴射口を使用可とすることによって１またはそれ以上の使用不可インク噴射口を補充するため、１回以上の追加的な画像パスが続けられる。この追加的画像形成パスは、右充填画像形成パスでも、左充填画像形成パスでも、これらの組合せでもよい。

装置の少なくとも１個の噴射口が、機能しなくなったかどうか、または不適切にしか機能しないかどうかを検出し、当該噴射口を少なくとも１個の適切に作動インク噴射口によって代替する方法を開示する。ここで開示される機能不全インク噴射口の検出および代替方法は、ソリッドインクカラープリンタ等のプリンタにおける使用のために設計されることができるが、画像形成要素のアレイを用いた上記以外の印刷技術でも使用されることができる。このプリンタは、オフセット印刷処理や、溶融ソリッドインクを噴射する圧電性プリントヘッド技術を用いる。

以下において、図面は一定の比率ではなく、例示することのみを目的とする。図１および図２は、インクを塗布した画像を中間転送表面から最終的な受容基体に転写するためのこの処理において利用されるプリンタのための画像形成装置１０のサブアセンブリを示す。プリントヘッド１１は、適切なハウジングおよび支持要素（図示せず）によって支持され、液体または溶融した状態のインクを、支持面１４上に塗られた支持中間転送表面上に配置するために、固定または可動状態で使用される。中間転送表面は支持面１４上に形成された液体層１２であって、支持面１４は、ドラム、バンド、プラテン、またはその他の適切な設計によるもの等であり、アプリケータまたは計量ブレードのアセンブリ１６に収容される計量ブレード、ローラ、ウェブ、吸上パッド等のアプリケータによって接触されている。

アプリケータアセンブリ１６は、液体を塗布するためのリザーバ１８を選択的に含み、周期的にドラム３０にオイルを供給するローラを含むことが最も好適である。アプリケータアセンブリ１６は、上方に移動してドラムの支持面１４と接触し、下方に移動してドラムの支持面１４および中間転送面または液体層１２から離脱するように装着されている。この動作は、カム、エアシリンダまたは、モータもしくはソレノイドのような電気アクチュエータ等の適切な機構（図示せず）の手段によって行われる。

この処理中、固体または熱く溶融したインクは加熱された容器（図示せず）に入れられてインクが液状に保たれる。この高度に調合されたインクは、噴射温度における低粘性、ドラムから媒体への転写温度における特定の粘弾性特性、室温における高い耐久性等の多数の制約条件を満たすように処方される。一旦プリントヘッド１１内に供給された液状インクは、圧電性変換器（ＰＺＴ）プリントヘッド技術の使用によって複数の小さな開口部から吐出されるためにマニフォールドを流れる。再現性があり正確な圧力パルスがインクにかけられ、その結果、適切な量、速度、軌道の小滴２６となるように、ＰＺＴに印加される電気パルスの継続時間および振幅は非常に正確に制御される。個々のインク小滴２６は、回転するドラム３０に支持された液体層１２の上に噴射される。

ドラム３０と液体層１２は、インクを硬化させて延性を有する粘弾状態にするように、ドラムヒータ（図示せず）の使用により特定の温度に保持される。ドラムの支持面１４上の液体層１２に全ての画像を噴射した後、事前に加熱された受容媒体２１（紙、透明紙等）に転写し次いで固定、または転写固定される。高いデュロメータ硬度の圧力ローラ２３は、ドラムの支持面１４に対向して配置されるとき、紙とインクを合わせて加圧し、インク小滴２６を広げ、インク小滴を媒体２１中に溶かし込む、高い圧力のニップ２２を形成する。

図１および図２をもう一度参照して、媒体最終ガイド２０および媒体プレヒータ２７は、ポジティブ供給装置（図示せず）からの紙等の最終的な受容媒体２１を通し、ローラ２３と、ドラム３０に支持された中間転送面との向かい合って駆動される面の間に形成されるニップ２２を通して案内する。最終的な受容媒体２１が中間転送面１２からの剥がれを支援するために、剥ぎ取りの複数の指状突起またはブレード２４（１本のみを図示する）を画像形成装置１０に軸支装着してもよい。ローラ２３は、エラストマカバーを有する、好適にはスチールの金属の芯を有し、中間転送面の液体層１２からインク画像２６が転写される最終的な受容媒体２１の裏側に接する。

図２〜図４を参照して、プリントヘッド１１の微小な開口部５４は、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、および黒）体系のカラーインクを放出するために複数行に配置され、ここで、色の開口部の各列５６は、間隔５８だけ分離されている。画像解釈・処理ソフトウェアが、プリンタ１０の一部として配置されたプリントエンジン（図示せず）に指令を送り、ユーザが選択した噴射口を使用可（enable）または使用不可（disenable）にする。画像解釈・処理ソフトウェアは、１またはそれ以上のポストスクリプト等のページ記述言語（ＰＤＬ）を含み、ユーザとの対話のためにプリンタの外側に設けられるフロントパネルコントロール（図示せず）を有する。

この使用可または使用不可にする処理は、フロントパネルコントロールを通すか、または、製品特定コマンドを用いたプリントジョブを通すか、いずれでも行うことができる。ユーザが選んだ噴射口が機能不全または故障の噴射口６２であると決定され、そして、故障した噴射口に隣接する１またはそれ以上の故障していない噴射口６０、６４が故障噴射口６２を代替することが可能であると、後続の印刷ジョブが、プリントエンジンが故障噴射口代替を遂行できるか否かを示すフラグによって、プリントエンジンを指令する。デフォルトの印刷コマンドは、１またはそれ以上の噴射口が使用不可の場合に、プリントエンジンが噴射口代替を遂行する。ユーザが作成した印刷ファイルは、噴射口代替を遂行しないようプリンタに指令できる。

さらに詳細には、画像形成パスを、ドラムがＮ回転する１方向性回転当りの、プリントヘッドがドラム１４を横切る方向にＸ個の画素分移動する（矢印４２）動きと定義する。Ｘは１以上の数であり、可能なヘッド移動行程５０によって制限される。Ｘが１以上のときは、隣り合う噴射口がインクを配列する領域の間を次の各噴射口が通るので、媒体の供給方向１９に平行な垂直画像ラスタは、ドラム１４上において飛び越し走査方式で配置される。場合によっては、ある噴射口が、他の噴射口がすでにインクを置いたところにインクを置くことを避けるため、画像形成中に１またはそれ以上の追加的なヘッド位置決め調整がなされる。ドラムの第７番目回転の後に単一の画素位置決め調整をする、２画素飛び越し走査（Ｘ＝２）の一例を図５に示す。Ｎは、２つの要素：プリントヘッド前面の噴射口列５８間の物理的な間隔、及び印刷された画像の水平解像度５０とによって決まる。

ドラムの各回転（１５）中に、各噴射口の開口部が割り当てられた色のインクを噴射し、特定の色の走査ライン５６、つまり垂直画像ラスタをドラムの支持面１４上に形成する。複数のインク色のそれぞれの１つが列状に垂直方向に配列された噴射口の群分け（グルーピング）があるので、ドラムが回転する間に堆積された各走査線によって画像が完成する。これらの走査ラインは媒体の供給方向に平行である。各追加的ドラム回転（１５）が遂行される度に、画像が更にドラム面に形成される。画像形成パスについて、全てのドラム回転が遂行されると、画像形成パスのための全てのインクがドラム面上に堆積され、中間転送層の液体層１２上に完成された画像が生ずる。

第１画像形成パスは最初の画像形成パスであり、このパスでは、全ての使用可の噴射口を使ってドラム上にインクを堆積する。使用不可の噴射口がないならば、ドラム上の画像は完成する。もし、使用不可噴射口があり噴射口代替が遂行されるならば、第１画像形成パスは、使用可噴射口のためのみにインクをドラム上に堆積する。第１画像形成が完了した後に、第１画像形成パス中に使用不可噴射口がインクを堆積すべきであった部分に、隣接する噴射口のみを用いてインクを堆積するために、１またはそれ以上の２次的画像形成パスが遂行される。

実施形態の方法の更なる詳細を図６〜図８のフローチャートを用いて更に説明する。図３を参照して、ユーザが、印刷されたページ上に印刷アーティファクトがあることに気づいた場合（９０）、診断印刷を行うだろう（９２）。印刷アーティファクトは、インクの欠損または不完全なインクの蔽い、そして時にはページ上に期待されない白い筋のように見えるものによって特徴づけられる。図３に示すように、噴射口の診断印刷を使って、故障噴射口６２の有無および何れの噴射口がそれかを検出する（９４）。もし、どの噴射口にも欠陥が発見されなければ（９６）、ユーザは全ての噴射口が使用可であることを確認し、通常の印刷処理を再開する（９８）。

しかし、ユーザがテストプリント上に１またはそれ以上の噴射口が適切に機能しないことを発見した場合（９６）、フロントパネルを使ってヘッドクリーニング手順を行い（１０２）、故障噴射口の回復を試みる。適切に機能しないとは、視覚的には、インクの不在、不完全なインクの蔽い、または不適切な位置に配置されたインク等で示されるが、これらに限定されない。各クリーニング（１０６）の後、診断テストページがユーザのために印刷される。もし、故障噴射口が回復しない場合、つまり画像品質が不良のままである場合には、ユーザはクリーニングステップを所定回数、または故障噴射口が回復するまで繰り返すことができる。もしプリントヘッドのクリーニングが問題を解決すれば（９６）、ユーザは全ての噴射口が使用可であることを確認し、通常の印刷処理を再開する（９８）。

プリントヘッドをクリーニングしても問題が解決しなければ、ユーザは支援のためのテクニカルサポートに連絡する（１０４）。もし、噴射口代替を使用すべきことがけって去れると（１０８）、ユーザは、フロントパネルまたは顧客のプリントファイルの使用を通して、噴射口の代替を可能にする。これは、図４及び以下にさらに詳細に示されるように、プリンタに、選択した故障噴射口を使用不可にし、使用不可にした故障噴射口が第１画像形成パス６６の間に正規に噴射するインクを、動作する隣接した噴射口６０または６４を用いて、１またはそれ以上の２次的な画像形成パス７０および７４の間に代替することを指令して可能にする。

図７を参照し、噴射口を使用不可または使用可にするために、ユーザはフロントパネルのメニューにアクセスする（１１２）。次にユーザは診断印刷の結果に基づいて複数の色の中の１色を選択する（１１４）。この場合、シアン、マゼンタ、イエロー、または黒である。次にユーザは診断印刷に基づいて噴射口の番号を選択する（１１６）。ユーザは使用不可にする必要があるさらなる問題噴射口があるかどうかを決定し（１１８）、もしあれば、それが終わるまでずっと選択処理を続行する。そしてユーザはフロントパネルのメニューを抜け出て印刷処理を再開する（１２０）。

図５を参照し、もし使用不可にする噴射口がなければ、プリントヘッドの標準的動作が使用される。これは、全ての噴射口を用いて画像形成ドラムを横切る単一の画像形成パス７６で、また、第１画像形成パス８２とも呼ぶことができる。もし、１またはそれ以上の噴射口を使用不可にし、噴射口代替が可能ならば、そこで第１画像形成パス８２は全ての使用可噴射口が使用されてなされ、そして、隣接する代替噴射口のみで、１またはそれ以上の２次的画像形成パス（以下でより詳細に説明するように８４または８８）がなされる。

さらに詳細には、図８において、画像解釈・処理ソフトウェアが画像処理を開始すると、プリントエンジンが遂行する１またはそれ以上の画像形成パスのリストを作る（１４０）。最初は第１画像形成パスである。もし使用不可にされる噴射口がない場合（１２２）、このパスのみをリストに加えそして全ての噴射口が使用される。もし１またはそれ以上の噴射口を使用不可にした場合、使用不可の噴射口を除いた全ての噴射口を使用する第１画像形成パスがリストに置かれる（１２４）。次に、画像解釈・処理ソフトウェアは、どの噴射口が使用不可にされたかを確かめ、遂行すべき２次的画像形成パスの最小回数を決定する。

もし、全ての使用不可にされた噴射口が、当該噴射口の右側に隣接する噴射口を使用して代替できる場合（１２６）、単一の２次的画層形成パスがリストに加えられる。プリントヘッドの移動開始位置８０は、第１画像形成パスの左方側であって、使用不可にされたインク噴射口の右側の代替噴射口が、当該使用不可にされたインク噴射口が第１画像形成パスにおいて移動を開始した位置と同じ位置から移動を開始するようにする。これを左充填画像形成パスと呼び（１２８）、図５における矢印８８、および図４におけるインク噴射口７４として示す。

もし、単一の左充填画像形成パスが全ての使用不可噴射口を代替できない場合、すべての使用不可にしたインク噴射口が、使用不可にされたインク噴射口の左側に隣接するインク噴射口を使用して代替できるかどうかを見ることのチエックがなされる（１３０）。そして、もし代替できれば、単一の２次的画像形成パスがリストに加えられる。プリントヘッドの移動開始位置７８は、第１画像形成パスの右方側であって、使用不可にされたインク噴射口の左側の代替噴射口が、当該使用不可にされたインク噴射口が第１画像形成パスにおいて移動を開始した位置と同じ位置から移動を開始するようにする。これを右充填画像形成パスと呼び（１３２）、図５における矢印８４、および図４におけるインク噴射口７０として示す。

もし、単一の右充填画像形成パスで不十分であれば、左充填と右充填の画像形成パスの組み合わせがリストに加えられ（１３４）、使用不可にされた幾つかの噴射口を左充填画像形成パスで代替し（１３６）、残りの噴射口を右充填画像形成パス１３８によって代替する（１３８）。

充填を選択する順番は無関係である。左充填を選択遂行してから右充填を選択遂行しても良いし、その逆でもよい。隣接する噴射口の使用可能状況やヘッド移動行程による制限に依存して、すべての故障噴射口を代替できないかもしれない。

更に、機能不全の噴射口の色によっては、当該噴射口を、異なる色の組み合わせで代替することができることに注意すべきである。この一例として、故障した黒色の噴射口を合成黒で置き換えるために、シアン、マゼンタ、イエローの組み合わせを使用することがある。例示の方法によって（但しこれに限定されない）、もし、故障噴射口が黒色ならば、それは、シアン、マゼンタ、イエローの組み合わせで追加的な画像形成パスなしに充填することができる。

ユーザが、プリンタ上で噴射口置き換えのための方法を使用できるとき（すなわち、印刷されたページに故障噴射口を示す画像アーティファクトを発見し、そして隣接する噴射口を用いてこれを置き換える）、必要なパスの数にほぼ比例して印刷速度が遅くなる。例えば、所定の画像を印刷するために、２次的画像形成パスがあると、単一のパス画像を印刷する場合と比べて約２倍の時間が必要になる。したがって、事前処理、または印刷中に平行して画像処理を行うことによって、上記の噴射口組み合わせ代替モードが使用可能にされたか、その画像において置き換えられた噴射口が使用されるかを決定することができる。置き換えられた噴射口が使用されない場合、２次的または多数の追加的なパスは必要ない。これは、プリンタのスループットが、付加的な画像処理のために元々のスループットより僅かに遅くなるのみの結果となるだろう。ユーザは、フロントパネルを使って画像解釈・処理ソフトウェアを使用可能にしたり使用不可にしたりしてもよい。例えば、もし新しいヘッドを装着されると、全ての噴射口が使用可能で、自動的にフルスピード印刷処理が可能である。

噴射口の検出や置き換えの実際の方法は、プリンタの構造に応じた別の実施形態が可能である。例えば、追加的なプリントヘッド移動行程を有するプリンタ構造では、プリントヘッドを２次的パスに配置すれば、第３のパスを用いずに多数の噴射口を充填することができる。

最初に提示され、及びそれらが補正された請求項は、ここで開示された実施形態および教示の変形、代替、修正、改良、均等および実質的な均等物をも含み、現在では予測できず、あるいは評価されないもの、そして、例えば、出願人又は特許権者の少なくとも一方およびその他から生じるかもしれない事柄も含む。

本発明に係る実施の形態におけるインク噴射口プリンタシステムの構成要素を示すブロック図である。 図１に示すインク噴射口プリンタシステムの斜視図である。 診断テスト印刷の一例を示す図である。 本発明に係る実施の形態において、噴射口代替の噴射口使用状態を模式的に示す図である。 本発明に係る実施の形態において、画像処理中に噴射口がインクを堆積する様子を模式的に示す図である。 本発明に係る実施の形態において、噴射口代替処理を行うべきかを決定するための方法のフローチャートである。 図６に示す、失われた噴射口の代替を可能または不可にする方法のフローチャートの続きである。 図７に示す、失われた噴射口の代替に関するフローチャートの続きである。

符号の説明

１０ 画像形成装置、１１ プリントヘッド、１２ 液体層、１４ 支持面、１６ アプリケータアセンブリ、１８ リザーバ、２０ 媒体最終ガイド、２１ 受容媒体、２３ ローラ、２６ インク小滴、２６ インク画像、２７ 媒体プレヒータ、３０ ドラム、５６ 走査ライン、６０，６２，６４ 噴射口、６６ 第１画像形成パス、７０，７４ ２次的画像形成パス。

Claims (2)

1. 画像形成面の移動方向に垂直な方向を左右方向としてその左右方向に沿ってプリントヘッドの複数のインク噴射口が所定の間隔で分離されて配置されており、
   複数のインク噴射口の中で使用可にされたインク噴射口を用いて、
   画像形成面の移動方向に平行に、使用可にされたインク噴射口の数の複数の走査ラインを印刷し、その走査ライン形成ごとに、プリントヘッドを１個以上の画素分左右方向に移動させ、その左右方向に移動させた位置でさらに複数の走査ラインを印刷し、これを画像形成面移動について予め定められた所定の移動回数まで繰り返して複数の走査ラインを印刷する第１画像形成パスを遂行し、
   １またはそれ以上の使用可にされたインク噴射口を用いて、１またはそれ以上の使用不可とされたインク噴射口のために充填する１またはそれ以上の追加的な画像形成パスを遂行して追加的な走査ラインを印刷し、
   ここで、追加的な走査ラインは、１またはそれ以上の使用不可にされたインク噴射口が仮に動作状態にあれば、通常はこれらによって印刷されるものであって、
   使用不可にされたインク噴射口の右側に隣接する使用可とされたインク噴射口を代替噴射口として用いる場合は、その代替噴射口が印刷した第１画像形成パスの左側であって、使用不可にされたインク噴射口が第１画像形成パスにおいて左右方向の移動を開始した位置と同じ位置から移動を開始するようにする左充填画像形成パスと、または、
   使用不可にされたインク噴射口の左側に隣接する使用可とされたインク噴射口を代替噴射口として用いる場合は、その代替噴射口が印刷した第１画像形成パスの右側であって、使用不可にされたインク噴射口が第１画像形成パスにおいて左右方向の移動を開始した位置と同じ位置から移動を開始するようにする右充填画像形成パスとの少なくともいずれか１つを遂行するところの方法。
2. 一方向に回転する印刷表面の回転方向に垂直な方向を左右方向としてその左右方向に沿ってプリントヘッドの複数のインク噴射口が所定の間隔で分離されて配置されており、
   複数のインク噴射口の中で使用可にされたインク噴射口を用いて、
   一方向に回転する印刷表面上にその回転方向に平行に、使用可にされたインク噴射口の数の複数の走査ラインを堆積し、その走査ライン堆積ごとに、プリントヘッドを１個以上の画素分左右方向に移動させ、その左右方向に移動させた位置で複数の走査ラインをさらに堆積し、これを予め定められた所定の回転回数まで繰り返して第１画像形成パスとして複数の走査ラインを堆積し、
   １またはそれ以上の使用可にされたインク噴射口を用いて、一方向に回転する印刷表面に複数の追加的な走査ラインを堆積し、
   複数の追加的な走査ラインは、使用不可にされたインク噴射口が仮に動作状態にあれば、通常これらによって印刷されるものであり、
   これによって、１またはそれ以上の使用可にされたインク噴射口が１またはそれ以上の使用不可にされたインク噴射口を充填するものであって、
   使用不可にされたインク噴射口の右側に隣接する使用可とされたインク噴射口を代替噴射口として用いる場合は、その代替噴射口が堆積した第１画像形成パスの左側であって、使用不可にされたインク噴射口が第１画像形成パスにおいて左右方向の移動を開始した位置と同じ位置から移動を開始するようにする左充填画像形成パスと、または、
   使用不可にされたインク噴射口の左側に隣接する使用可とされたインク噴射口を代替噴射口として用いる場合は、その代替噴射口が堆積した第１画像形成パスの右側であって、使用不可にされたインク噴射口が第１画像形成パスにおいて左右方向の移動を開始した位置と同じ位置から移動を開始するようにする右充填画像形成パスとの少なくともいずれか１つを遂行するところの方法。
   
   

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