JPH07186389A - インク・ジェット・プリンタの滴体積測定方法 - Google Patents

インク・ジェット・プリンタの滴体積測定方法

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JPH07186389A
JPH07186389A JP6288874A JP28887494A JPH07186389A JP H07186389 A JPH07186389 A JP H07186389A JP 6288874 A JP6288874 A JP 6288874A JP 28887494 A JP28887494 A JP 28887494A JP H07186389 A JPH07186389 A JP H07186389A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単、かつ、低コストでペンの滴体積を決定
でき、印字品質、インク乾燥時間、ペンの寿命を一定に
できるインク・ジェット・プリンタの滴体積測定方法を
提供する。 【構成】 インク・ジェッド・プリントヘッド制御装置
６２の制御により、インク・ジェット・プリントヘッド
４０はメモリ６８に記憶されているテスト印字パターン
にしたがって、一連の印字サンプル７０を記録媒体１４
上に印字し、一連の印字サンプル７０の中の個々の印字
サンプル内にデポジットされるインク滴の数を変えるこ
とにより、インク含量を変えて個々の印字サンプルを形
成し、一連の印字サンプル７０を分析して個々の印字サ
ンプル間のインク含量の変化を検出し、この変化に基づ
き、インク・ジェッド・プリントヘッド４０の滴体積を
決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク・ジェット・プ
リンタの滴体積を測定するインク・ジェット・プリント
タの滴体積測定に関する。
【０００２】
【従来の技術】インク・ジェット・プリンタは、ノンイ
ンパクトプリンタの１タイプであり、インク滴をプリン
トヘッドから制御可能に噴霧することによって文字その
他のイメージを形成する。従来のインク・ジェット・プ
リンタの一タイプは、移動可能なキャリッジに搭載され
た交換可能なカートリッジまたはペンからなる。ペンは
液体のインクを環状の滴の形で多数のノズルを通して制
御可能に噴出し、インク滴は小さなエアギャップを横切
って進み、記録媒体に到達する。インク滴はその後すぐ
に乾燥して、滴どうしが組み合わさって所望の印字イメ
ージを形成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】インク・ジェット・プ
リンタに関連した問題の１つは、それぞれの滴の形成中
にペンからデポジットするインクの量に関する。デポジ
ットされたインクの量、これは通常ペンの「滴体積」と
呼ばれるものであるが、は、ペンによって大きく変わ
る。このように滴体積が大きく変わるため、印字品質、
インク乾燥時間、ペンの寿命が悪影響を受ける。一般的
に、ペンの滴体積が変わることは、製造に特有の許容誤
差または他のペンの特性により引き起こされる。その一
方で、任意のどんなペンにおいても、そのペンの寿命の
大部分の期間、滴体積はだいたい一定のままである。し
たがって、異なったペンの滴体積を検出する技術を開発
することが望ましい。
【０００４】上記の問題を解決する従来の方法の１つ
は、単に、製造におけるより厳重な許容誤差にしたがっ
てペンを生産する、というものである。ペンをより精密
な仕様書にしたがって生産すれば、より一定した滴体積
を有する傾向になる。しかし、あいにく、このような方
法では製造装置が高価となり、それによりペンの製造コ
ストが釣り上げられてしまう。
【０００５】また、別の従来の解決法では、インクの
「べた」（solid)印字範囲の光学的濃度を測定すること
により滴体積を計算する。しかし、測定が本質的に変動
するものであるため、光学的濃度から滴体積を精密に読
み取ることは困難である。印字された固体化した範囲の
光学的濃度は、滴体積とは別の要因、たとえば記録媒体
やインク等、によっても左右されるため、ペンの滴体積
を分離して取り出す効果は劣る。
【０００６】これに関連した方法として、単一のインク
滴を一ライン印字してその幅を測定する、というものが
ある。比較的大きい滴体積を有するペンはより広いライ
ンを作り、比較的小さい滴体積を有するペンはより狭い
ラインを生じる。しかし、この測定は大げさな(noisy)
ものになりがちで、また、結果を再現できないことが多
い。
【０００７】別の従来の技術で、ペンから射出されるイ
ンク滴の質量を測定することにより、演繹的に滴体積を
決定するというものもある。この技術の欠点は、インク
滴の質量を正確に量るために、精密はかり等の高価な装
置が必要であるということである。さらに、この技術は
時間をとり、高速の製造環境につながる自動化に適して
いない。その結果、この方法は、実際に低コストのイン
ク・ジェット・プリンタの製造に実施することはできな
い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のいずれの先行技
術の解決法も、インク・ジェット・ペンの滴体積を正確
に決定する低コストの方法を提供するのに効果的だとは
立証できていない。したがって、本発明の目的は、ペン
の公称滴体積を検出するインク・ジェット・プリンタの
滴体積測定方法を提供することである。本発明の他の目
的は、種々のペンの滴体積を補正して、印字品質、イン
ク乾燥時間、ペンの寿命をより一定にすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
れば、インク・ジェット・プリントヘッドの滴体積の測
定方法は、以下のステップを含む。（１）個々の印字サ
ンプルが個々のインク滴をデポジットすることによって
形成されるような一連の印字サンプルを、記録媒体上に
印字し、（２）印字が、一連の中の個々の印字サンプル
内にデポジットされるインク滴の数を変えて、インク含
量を変えた個々の印字サンプルを作ることを含み、
（３）一連の印字サンプルを分析して印字サンプル間の
インク含量における変化を検出し、（４）一連の中の印
字サンプル間のインク含量における検出された変化をベ
ースに、インク・ジェット・プリントヘッドの滴体積を
決定すること。
【００１０】本発明の他の態様によれば、インク・ジェ
ット印字システムは、プラテンと、プラテンに近接し
て、しかしプラテンとは間隔をおいて配置されてプラテ
ンとの間を記録媒体が通過できるようにしたインク・ジ
ェット・プリントヘッドを含む。プリントヘッドは多数
のノズルを有していて、それらのノズルが記録媒体上に
インク滴をデポジットして印字イメージを形成する。印
字システムは、さらに、光学センサを含む。光学センサ
は、プラテンに向けて光ビームを放つよう方向付けられ
た光源と、反射光を検出するように整列した感光検出器
(light sensitivedetector)を含む。プリントヘッドに
よりデポジットされる多数のインク滴の数と位置を規定
する複数のテスト印字パターンを記憶するのに、メモリ
が用いられる。個々の印字パターンは、文字領域と空乏
領域を有し、それによって、テスト印字パターン間で空
乏領域内にデポジットされるインク滴の数と位置が変化
する。
【００１１】インク・ジェット・プリントヘッドは、テ
ストモードの間、動作可能であって、メモリに記憶され
たテスト印字パターンにしたがい一連の印字サンプルを
印字する。プリントヘッドは、略一定数のインク滴を、
第１の印字サンプル範囲（これはテスト印字パターンの
文字領域の印字形式である）内にデポジットし、変化す
る数のインク滴を、第２の印字サンプル範囲（これはテ
スト印字パターンの空乏領域の印字形式である）内にデ
ポジットする。このように、第２の印字サンプル範囲
は、第１の印字サンプル範囲と比較して、選択された程
度の変化するインク空乏がわかる。それから、光学セン
サが、テストモードの間、動作可能であって、印字サン
プルを走査し、第１の印字サンプル範囲と第２の印字サ
ンプル範囲の間の光学的濃度における変化を検出する。
【００１２】
【実施例】図１は、インク・ジェット・プリンタのイン
ク・ジェット印字システム１０を示す。システム１０
は、プラテン１２、シャトル・アセンブリ(shuttle ass
embly)２０、インク・ジェット・プリントヘッド４０、
光学センサ５０、制御サブシステム６０を含む。プラテ
ン１２は、好ましくは静止していて印字中記録媒体１４
を支持する。記録媒体１４は、連続用紙でも個々のシー
トの用紙でもよく、印字できる物質ならば、紙でも、裏
に接着剤のついたラベルでも、また他のタイプのもので
もよい。フリクションローラまたはトラクタ送りシステ
ム等の媒体送り機構（図示せず）が、媒体がプリンタを
通して駆動するのに用いられる。
【００１３】シャトル・アセンブリ２０は、固定された
細長いロッド２４に摺動可能に搭載されプラテン１２を
横切って双方向に動くキャリッジ２２を含む。キャリッ
ジ２２は、プラテン１２に近接して、しかしプラテンと
は間隔をおいて配置されてプラテンとの間を記録媒体１
４が通過できるようにした鼻部２５を有する。シャトル
・アセンブリ２０はさらに、機械的に結合して駆動キャ
リッジ２２をロッド２４に沿って前後に作動させる駆動
サブアセンブリ２６を含む。駆動サブアセンブリ２６
は、キャリッジ２２に取り付けられ対向する滑車３０の
まわりに巻き付けられたワイヤまたはベルト２８と、滑
車のうちのひとつを動かすために接続されたモータ３２
｛直流(DC)またはステッパ｝を含む。シャトル・アセン
ブリ２０は、説明のため、ひとつの典型的な形式で示さ
れており、その構造は、当業者には公知である。しか
し、本発明において、他のタイプのシャトル・アセンブ
リの構成を用いてもよい。
【００１４】キャリッジ２２の鼻部２５上に、プラテン
と並列して、インク・ジェット・プリントヘッド４０が
搭載されている。インク・ジェット・プリントヘッド４
０は、従来の構造であって、したがってキャリッジ２２
の鼻部２５上にブロックとして概略的に示すにとどめて
ある。インク・ジェット・プリントヘッド４０は、様々
な形に配置することができる多数のノズル（たとえば４
８個のノズル）を有している。例として挙げたノズルの
配置では、単一の垂直な列（すなわちインラインのプリ
ントヘッド）、２つの並列した垂直な列（たとえば並行
または千鳥状）、またはマトリクスの構成を含む。個々
のノズルは、電気エネルギ・パルスを印加されて選択的
に射出する。ノズルが発射すると、インクがエア分離ギ
ャップを横切って媒体上に噴霧または噴出され、媒体上
に略環状の滴を形成する。インク・ジェット・プリンタ
は通常１インチに１８０個から６００個（ｄｐｉ）の範
囲内のドットを印字するため、滴は非常に小さい。この
小さな滴同士が組合わさって印字イメージを形成する。
【００１５】公知の構造のひとつのタイプによれば、イ
ナク・ジェット・プリントヘッド４０は、１つまたはそ
れ以上の交換可能な使い捨てのペンとして実施される。
単一のペンは、単一色の印字（黒等）に用いられ、多数
のペンは、多色印字に用いられる。個々のペンは、通常
インク供給チャンバとインク分配ネットワーク(ink dis
tribution network)（すなわち、インク・ジェット・ノ
ズル、供給チャンバからノズルへの導管、関連する射出
機構）を含む。この構成においては、交換可能なペンが
本質的にプリントヘッド全体を形成している。これが好
ましい操作環境であるため、本開示で用いられる「ペ
ン」という用語と「プリントヘッド」という用語は、本
質的に入れ替えることができる。
【００１６】しかし、他の公知の設計においては、プリ
ントヘッドのすべてまたは一部は永続的に使われ、使い
捨ての部品ほど容易に交換することはできない。たとえ
ば、インク・ジェット・プリンタには、永続的に搭載さ
れたインク・ジェット・ノズルと射出手段を有するプリ
ントヘッドを用いるものもある。これらにおいては、イ
ンク供給チャンバのみが交換可能である。しかし、引き
続いて述べる説明で理解されるように、本発明は、すべ
てのタイプのインク・ジェット・プリンタに用いること
ができる。
【００１７】インク・ジェット・プリントヘッド４０
は、関連する滴体積を有する。本開示で用いられる「滴
体積」という用語は、任意のイメージ形成においてペン
がデポジットするインクの量を指すものとする。滴体積
は、比較的大きい滴体積を有するペンはより大きいイン
ク滴を形成し比較的小さい滴体積を有するペンはより小
さいインク滴を形成するという点で、滴ごとのレベル(p
er drop level)に関係させることができる。この概念
は、以下で図２ないし図５を参照してより詳細に議論す
る。
【００１８】光学センサ５０もまた、キャリッジ２２上
に搭載されて媒体１４の上に位置することができるよう
になっている。光学センサ５０は、プラテン１２に向け
て光ビームを放つよう方向付けられた光源｛たとえばフ
ォトエミッタ(photoemitter)、ＬＥＤ、レーザ・ダイオ
ード、スーパ発光ダイオード(super luminescent diod
e) 、光ファイバ光源(fiber optic source)｝と、プラ
テンまたは媒体からの反射光を検出するように整列した
感光検出器（たとえばフォトレシーバ(photoreceiver)
、荷電結合素子、フォトダイオード）を含む。光学セ
ンサ５０は、好ましくはインク・ジェット・プリントヘ
ッド４０の印字ノズルに近接し、インク・ジェット・プ
リントヘッド４０の印字ノズルに略整列して搭載され、
既に印字されたテキストのラインまたは他のイメージを
監視する。
【００１９】インク・ジェット印字システム１０の制御
サブシステム６０は、インク・ジェット印字システムの
動作を監視し制御するために用いられる種々の構成要素
からなっている。制御サブシステム６０は、インク・ジ
ェット・プリントヘッド制御装置６２、光学センサ制御
装置６４、キャリッジ制御装置６６、メモリ６８、プロ
セッサ６９を含む。これらの構成要素は、議論を明確に
するために、ブロックの形で図示されている。制御サブ
システム６０は、組み立てられると、ひとつまたはそれ
以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、Ａ
ＳＩＣ、またはその他の回路や論理として実施される。
【００２０】インク・ジェット・プリントヘッド制御装
置６２は、インク・ジェット・プリントヘッド４０と電
気的に結合して、プリンタにダウンロードされた(downl
oaded)デジタル・データを記録媒体上に与えられる所望
のパターンに変換することに関連するタスクを取り扱
う。このようなタスクは、規定されたイメージを形成す
るために個々のインク・ジェット・プリントヘッドのノ
ズルを選択することと、選択されたノズルを射出するた
めに用いられるエネルギ・パルスの持続時間と振幅を制
御することを含む。
【００２１】光学センサ制御装置６４は、電気的に結合
して光学センサ５０の発生する信号を監視する。キャリ
ッジ制御装置６６は、モータ３２を取り扱うよう構成さ
れていて、それによってキャリッジ２２をプラテン１２
または媒体１４に関して選択された位置に制御可能に配
置する。メモリ６８は、好ましくは、以下で図６を参照
してより詳細に議論するとおり、テストモードの間に用
いられる複数のテスト印字パターンを記憶する不揮発性
メモリ（ROM 等）である。
【００２２】インク・ジェット印字システム１０におい
て用いられるひとつまたはそれ以上のインク・ジェット
・ペンの寿命は、インク・ジェット・プリンタ全体の寿
命と比べて、かなり短い。したがって、ペンは、ひとつ
のプリンタの長い寿命の初めから終わりまでに通常非常
に多くのペンが用いられるように、交換可能に設計され
ている。この欠点としては、インク・ジェット・ペンが
それぞれに特有の機械的設計と許容誤差のために互いに
非常に異なる滴体積を供給する、ということが知られて
いる。単なる一例として、個々のノズルのオリフィスの
サイズは、インク・ジェット・ペン間で非常に異なる傾
向があり、結果として滴体積が一貫しない。したがっ
て、空のペンを新しいペンに取り替えたとき、たとえそ
の他のすべての印字パラメータが同じままであっても、
単にペンの滴体積が違うということだけのために、印字
品質が非常に変化する、ということがあり得る。
【００２３】このことをはっきり示すために、図２ない
し図４は、異なる滴体積を有する３つの異なるペンが同
じ印字パターンをデポジットしたものを示す。議論のた
めに、それぞれの印字パターンは滴の総数２５の５×５
のマトリクスからなる。インク滴は丸い円で表され、円
の大きさはインク滴が覆う範囲を示す。図２は、インク
・ジェット・ペンの理想的な滴体積を示している。イン
ク・ジェット・ペンのデポジットした滴は十分大きく、
隣合う滴とわずかに重なり合って滴の間の白い部分を効
果的に覆う。この滴体積であれば、明確で、精密で、走
査したり複写したときにイメージそれ自体が引き起こす
大きな劣化がない、高品質の印字イメージがもたらされ
る。
【００２４】図３は、比較的小さい滴体積を有するペン
がデポジットするパターンを示す。円周が表すドットの
大きさは、上記の場合よりも小さい。したがって、イン
ク滴は隣合う滴と重なり合って間に位置する白い部分を
埋めることはない。滴が小さく互いに接近している（標
準の１８０〜６００ｄｐｉの印字密度で）ため、この白
い部分は人間の目には見えない。しかし、その結果とし
て生じたイメージは色がはげているように、つまり灰色
に見える。滴体積が小さすぎるペンは、結果として生じ
るイメージの光学的密度を減少しその他の印字品質を低
下させるアーティファクト(artifacts)を生み出すた
め、望ましくない。したがって、ペンの滴体積はこの状
態を避けるために通常スキュ(skewed)され、その結果多
くのペンが、図４に示すように、最適の滴体積よりも大
きい滴体積を有することになっている。
【００２５】図４は、比較的大きい滴体積を有するペン
が印字した上記と同一の５×５のパターンを示す。この
例では、滴は、すべての隣合う滴が覆う範囲の約半分が
重なり合うような大きさである。結果として生じるイメ
ージは望ましい程度の暗さであり色がはげてはいない
が、この場合、ペンは、有効寿命(utility life)が短く
なりインク乾燥時間が長くなる等の他の欠点を有する。
これらふたつの欠点は、ともに理想的な体積よりも多い
インクをデポジットすることによって引き起こされるも
のである。さらに、このようなペンではより明るい、つ
まりいわゆる「グレースケールの」イメージを印字しに
くいため、グラフィックイメージの印字品質には悪影響
を与える可能性がある。
【００２６】滴が十分大きい（図４の滴等）場合、白い
部分を生み出したり光学的密度を減少させたりすること
なく内部の滴をいくつか除去することができるだけの量
が重なり合っていることがあるかもしれない。この態様
を示すために、図５は図４の大きい滴体積を有するペン
が形成するマトリクスパターンで内部の１２個の滴を除
去したものを示す。これは、印字品質を大きく低下させ
ることなくほとんど５０％の滴のインクを減少させるこ
と、つまり「インク空乏」を表している。
【００２７】本発明は、異なるインク・ジェット・ペン
にそれぞれ特有の種々の滴体積を補償するシステムと方
法に関する。本発明は、上に説明した、互いに重なり合
う滴と、本質的にイメージに影響を与えることなくパタ
ーン内にデポジットした滴の数を減らしたり変化させる
能力の、概念を用いている。全般的に、ひとつの方法
は、一連の印字サンプルを記録媒体上に印字することを
含む。個々の印字サンプル内にデポジットされるインク
滴の数を変化させ、個々の印字サンプルをインク含量を
変えて作り出す。たとえば、それぞれの後続の印字サン
プルに漸減するインク滴をデポジットしていって、印字
サンプルが一連の印字サンプルの最初のものからあとの
ものへと、漸増するインク空乏がわかるようにする。印
字サンプルはその後、好ましくは目視の観察によって、
分析することができ、印字サンプル間のインク含量にお
ける変化を検出することができる。検出された一連の印
字サンプルのインク含量における変化をベースに、その
インク・ジェット・ペンの滴体積が決定される。
【００２８】好適な実施例による本発明のより具体的な
例を、図１、図６と図７ないし図１１を参照して説明す
る。インク・ジェット印字システム１０は、テストモー
ドで、インク・ジェット・ペンまたはインク・ジェット
・プリントヘッド４０の公称滴体積を決定することがで
きるように動作するように構成されている。テストモー
ドの間、インク・ジェット・プリントヘッド４０は、不
揮発性のメモリ６８に記憶されたマスクまたはテスト印
字パターンにしたがって、一連の印字サンプル７０（図
１）を印字する。テスト印字パターンは、インク・ジェ
ット・プリントヘッドがデポジットするインク滴の数と
位置（すなわち、総合的なパターン）を規定する。テス
ト印字パターンと対応する印字サンプルは、それによっ
て印字システムがインク含量または光学的濃度における
変化を簡単に検出するようなどんな任意のデザインから
構成することもできるが、テストパターンと印字サンプ
ルは、好ましくは、光学的濃度における変化を対比する
ために用いることができるような、識別できる文字また
はパターンを含む。
【００２９】図６は、一連の印字パターンから選択され
たテスト印字パターン８０の例を示す。「１」と「０」
は、画素情報を表していて、「１」のビットはインク滴
をデポジットすることに変換され（すなわち、インク・
ジェット・プリントヘッド制御装置６２が、インク・ジ
ェット・プリントヘッド４０に、対応するノズルを射出
させて所望のドットを印字するようにする）、「０」の
ビットはインク滴をデポジットしないことに変換され
る。テスト印字パターン８０は、「Ｉ」つまり棒型の文
字を規定するように示された文字領域８２と、文字領域
の外側の空乏領域８４を有する。文字領域８２は、一連
のテスト印字パターンの初めから終わりまで、本質的に
変化しないままである。一方、空乏領域８４は、パター
ン間で変化する。図６に示すように、空乏領域８４から
約半分の滴が除去される（「０」で示す）ため、関連す
る印字サンプル範囲において５０％のインク空乏がもた
らされる。
【００３０】図７ないし図１１は、図１の一連の印字サ
ンプル７０に含まれる個々の印字サンプル７１ないし７
５をそれぞれ示している。印字サンプル７１〜７５は、
好ましくは滴体積のテストの過程の初めから終わりまで
一定の大きさの、多数のインク滴よりなる。個々の印字
サンプルは、それぞれ、関連するテスト印字パターン８
０（図６）の文字領域８２を表す第１の印字サンプル範
囲７６ａ〜７６ｅを有する。第１の印字サンプル範囲７
６ａ〜７６ｅは、好ましくは、最大量の滴がデポジット
された濃い部分（べた印字部）であり、この一連の初め
から終わりまで、略一定数のインク滴を含む。印字サン
プル７１〜７５はまた、それぞれ、テスト印字パターン
８０の空乏領域８４を表す第２の印字サンプル範囲７８
ａ〜７８ｅを有する。第２の印字サンプル範囲７８ａ〜
７８ｅは、第１の印字サンプル範囲と比較して、数が変
化していくインク滴を有し、インク空乏の程度の変化が
生み出される。
【００３１】図７は、印字サンプル７１を示す。印字サ
ンプル７１においては、すべてのデポジット可能な滴が
デポジットされ、それによって、最大量のインク含量の
印字サンプルが形成されている。第１の印字サンプル範
囲７６ａと第２の印字サンプル範囲７８ａの間には、対
比が検出できない。図８は、続いてデポジットされる印
字サンプル７２を示す。印字サンプル７２においては、
第２の印字サンプル範囲７８ｂに、元の対応する第２の
印字サンプル範囲７８ａの所定の割合だけ空乏が行われ
ている。つまり、第２の印字サンプル範囲７８ｂにおい
ては、図７の第２の印字サンプル範囲７８ａにおいてデ
ポジットされるインク滴の数と比較して、より少ないイ
ンク滴がデポジットされている。
【００３２】図９は、図８の印字サンプルに続いてデポ
ジットされる印字サンプル７３を示す。印字サンプル７
３においては、第２の印字サンプル範囲７８c に、さら
に所定の量だけ空乏が行われている（すなわち、第２の
印字サンプル範囲７８c は、第２の印字サンプル範囲７
８ｂにデポジットされたインク滴よりも少ないインク滴
を含む）。図１０と図１１は、この流れを繰り返したも
ので、最後には第２の印字サンプル範囲７８ｅ全体に本
質的にインク滴がない状態になる。このように系統だっ
た空乏を行った結果、第２の印字サンプル範囲７８ａ〜
７８ｅに与えられるインクの体積は、漸減される。この
一連の例におけるサンプルの数と空乏の率は、本発明の
方法とシステムをはっきり示すために誇張したものであ
る。実際には、１０〜２０個の一連のサンプルが、それ
ぞれのパターン間で比較的わずかに空乏の程度を変化さ
せて、印字される。印字サンプルごとの空乏率の一例
は、約３％−８％、最も好ましくは５％である。
【００３３】印字されるインク滴がますます少なくなる
につれて、暗い棒型の文字と、ますます明るくなる空乏
領域の間のコントラストが顕著になっていく。このよう
にコントラストが顕著になっていくため、個々の印字サ
ンプルの間で光学的濃度における変化が観察できるよう
になる。この変化は、使用者が目視で検出することもで
きるし、また、電子スキャナ（バーコードリーダ等）等
を用いて検出することもできる。一旦この棒型の文字が
認識されれば、使用者は、空乏範囲７８（第２の印字サ
ンプル範囲７８a 〜７８e 内の任意の空乏範囲であっ
て、アルファベットの添字「a 」〜「e 」の記載を省略
している）が含むインク滴が、任意の滴体積に対して少
なすぎるということがわかる。したがって、使用者は、
直接またはコンピュータのインターフェイスを通して、
プリンタに情報を入力することができ、プリンタはそれ
に応じてペンの滴体積を補償することになる。
【００３４】なお、上記の過程を逆にして、後続する印
字サンプルにより多くのインク滴が加えられ、一連の印
字サンプルを分析して識別できるコントラストから識別
できないコントラストへの変わり目を見つけるようにす
ることもできる。その上、印字サンプルは、空乏背景範
囲の上に暗い文字領域をおくことなしに形成することも
できる。
【００３５】本発明の他の態様によれば、キャリッジ２
２上の光学センサ５０は、テストモードの間、印字サン
プル７０を走査するために用いることができる。光学セ
ンサ５０は、第２の印字サンプル範囲７８（アルファベ
ットの添字「a 」〜「d 」は記入を省略）において第１
の印字サンプル範囲７６（アルファベットの添字「a」
〜「d 」は記入を省略）に関して適切に空乏が行われた
ときの光学的密度における変化を検出する。垂直の棒型
の文字を用いることによって、光学センサの、２つのサ
ンプル範囲７６と７８の間の識別できるコントラストを
できるだけ早く検出する能力が高められる。光学センサ
制御装置６４とプロセッサ６９は、光学センサ５０の信
号レベル出力における変化を監視する。信号は、棒型の
文字が空乏範囲からますます識別できるようになるにし
たがい変化する。一旦信号が所望のレベルに達する（コ
ントラストが光学的に識別できることを表す）と、制御
サブシステム６０が、変わり目のサンプルを印字するた
めに用いられた印字パターンを識別する。
【００３６】空乏を行った滴の数がわかっているので、
ペンの滴体積を計算することができる。滴体積と空乏の
一定の関係は、以下の（１）式に示す関数にしたがって
経験的に決定することができる。
【００３７】
【数１】
【００３８】ただし、d は空乏、i はインクのタイプ、
p は使用する印字システムを表す。滴体積は、この関数
にしたがい、制御サブシステム６０のプロセッサ６９に
よって計算される。
【００３９】この設計にしたがい、インク・ジェット印
字システム１０は自動的に自己分析して滴体積を求める
（ペンが取り替えられるたびごとに、等）。一旦制御サ
ブシステムが新しいペンの滴体積を決定すると、制御サ
ブシステムは自動的にプリンタの操作パラメータを調整
してインク・ジェット・プリントヘッドの所望の滴体積
を生じるようにする。パラメータの一例は、インク・ジ
ェット・プリントヘッドの温度、インク・ジェット・プ
リントヘッドのノズルに射出させるのに用いるエネルギ
の量、インクの粘性を含む。このようにして、ペンが比
較的小さい滴体積を有している場合には、使用者または
自動のプリンタが、個々のインク滴を射出するために用
いる温度またはエネルギ・レベルを調整してそれぞれの
滴においてデポジットされるインクの量を増加させるこ
とができる。ペンの滴体積を補償する他の調整技術は、
後続するすべてのイメージにおいて、イメージの印字品
質を低下させることなく選択された割合のインク（また
は滴）だけ空乏を行う、というものである。
【００４０】本発明の方法およびシステムは、いくつか
の利点を有する。第１に、本発明は、いかなる複雑な外
部の測定ハードウェアを用いることなしに、ペンの滴体
積を決定する簡単で低コストの技術を提供する。最も簡
単なレベルにおいては、使用者がテストモードを起動さ
せ、一連の印字サンプルを印字することができる。使用
者は、次に、サンプルを目視で検査し、適切な滴体積を
選択し、情報をプリンタに入力することができる。より
複雑なレベルにおいては、印字サンプルは光学電子スキ
ャナによって走査することができる。
【００４１】第２に、本発明のシステムは、ペンの滴体
積を自己分析し自己調整してより一定の印字品質、イン
ク乾燥時間、ペンの寿命をもたらすことのできる廉価で
自動化したタイプのシステムをもたらす。
【００４２】第３に、本発明は、ペンの製造工程の間に
ペンの滴体積を監視する、効果的で高速で廉価の技術を
提供するために用いることができる。
【００４３】第４に、本発明は、印字サンプルの絶対光
学的密度を測定する先行技術の方法よりも厳密である。
本発明が光学的密度における変化を求めるものであるた
め、本発明では、媒体のタイプ、インクのタイプ、環境
条件の影響が、完全に除去されることはないかもしれな
いが、大きく減少する。
【００４４】特許法に基づき、本発明を構造的組織的特
質に関していくぶん詳細な言葉で説明した。しかし、こ
こで開示した手段は本発明を実施する好適な形式を含ん
でいるのであって、本発明は、示され説明された特質に
限定されるものではない。したがって、本発明は、同等
物の原則にしたがい適切に解釈される添付の特許請求の
範囲の適切な範囲内にあるすべての形式または修正にお
いて特許を請求する。
【００４５】ここで、本発明の各実施例の理解を容易に
するために、各実施例を要約して以下に列挙する。
【００４６】１． 多数のインク滴をデポジットしてイ
メージを形成するインク・ジェット・プリントヘッド
（４０）の滴体積測定方法であって、個々の印字サンプ
ルが個々のインク滴をデポジットすることによって形成
されるような一連の印字サンプル（７０）を記録媒体
（１４）上に印字し、前記印字が、前記一連の中の前記
個々の印字サンプル内にデポジットされたインク滴の数
を変化させることを含んで、インク含量の変化する個々
の印字サンプルを生み出し、前記一連の印字サンプルを
分析して、前記印字サンプルの中のインク含量における
変化を検出し、前記一連内の前記印字サンプルの中のイ
ンク含量における前記検出された変化をベースに、前記
インク・ジェット・プリントヘッド（４０）の滴体積を
決定する、ステップを含む、インク・ジェット・プリン
タの滴体積測定方法である。
【００４７】２． 前記インク滴の数を変化させるステ
ップが、前記一連内の後続の印字サンプルに漸減するイ
ンク滴をデポジットしていって、前記印字サンプルが前
記一連の最初の印字サンプルからあとの印字サンプルへ
と、漸増するインク空乏(depletion) を経験するように
することを含む前記１に記載のインク・ジェット・プリ
ンタの滴体積測定方法である。
【００４８】３． 前記印字するステップが、個々のパ
ターンが関連する個々の印字サンプルのインク滴の所望
の数と位置を規定するような一組の対応するあらかじめ
規定された印字パターンにしたがい一連の印字サンプル
を印字することを含む前記１に記載のインク・ジェット
・プリンタの滴体積測定方法である。
【００４９】４． 前記印字サンプルを分析するステッ
プが、前記一連の印字サンプルを目視で観察して光学的
濃度における変化を検出することを含む前記１に記載の
インク・ジェット・プリンタの滴体積測定方法である。
【００５０】５． 前記印字サンプルを分析するステッ
プが、前記一連の印字サンプルを光学的に走査して光学
的濃度における変化を検出することを含む前記１に記載
のインク・ジェット・プリンタの滴体積測定方法であ
る。
【００５１】６． 前記個々の印字サンプル内に文字を
形成し、前記文字が覆う第１の印字サンプル範囲（７
６）と前記文字が覆わない第２の印字サンプル範囲（７
８）を規定し、前記第２の印字サンプル範囲（７８）内
にデポジットされるインク滴の数を変化させて、前記第
２の印字サンプル範囲（７８）のインクを選択的に空乏
させることをさらに含む前記１に記載のインク・ジェッ
ト・プリンタの滴体積測定方法である。
【００５２】７． インク滴をデポジットしてイメージ
を形成するインク・ジェット・プリントヘッド（４０）
滴体積測定方法であって、（ａ）．前記インク・ジェッ
ト・プリントヘッド（４０）から記録媒体（１４）上へ
インク滴をデポジットし、文字が規定する第１の印字サ
ンプル範囲（７６）と前記文字の外の第２の印字サンプ
ル範囲（７８）を含む印字サンプルを形成し、（ｂ）．
前記インク・ジェット・プリントヘッド（４０）から、
前記記録媒体（１４）上へインク滴をデポジットし、ス
テップ（ａ）の前記印字サンプルと本質的に同様である
が前記第２の印字サンプル範囲（７８）内により少ない
インク滴を有するような後続する印字サンプルを形成
し、（ｃ）．ステップ（ｂ）を選択された回数繰り返
し、後続する印字サンプルが前の印字サンプルと比較し
て前記第２の印字サンプル範囲（７８）内に漸減するイ
ンク滴を有するような一連の印字サンプルを印字し、前
記一連の印字サンプルの前記第２の印字サンプル範囲に
与えるインクの体積を漸減し、（ｄ）．前記一連の印字
サンプルを光学的に走査して、個々の印字サンプルの前
記第１の印字サンプル範囲（７６）と前記第２の印字サ
ンプル範囲（７８）の間のコントラストを検出し、
（ｅ）．前記検出したコントラストに応答して前記イン
ク・ジェット・プリントヘッド（４０）の公称滴体積を
決定する、ステップを含む、インク・ジェット・プリン
タの滴体積の測定方法である。
【００５３】８． ステップ（ａ）〜（ｃ）において形
成された前記一連の印字サンプルが、順次デポジットさ
れる印字サンプルの前記第１および第２の印字サンプル
範囲内にデポジットされるインク滴の数を規定する一組
のあらかじめ規定された印字パターン（８０）にしたが
い印字されることを特徴とする前記７に記載のインク・
ジェット・プリンタの滴体積の測定方法である。
【００５４】９． ステップ（ａ）〜（ｃ）が棒型の文
字を形成し、ステップ（ｄ）が、電子光学走査手段を用
いて、前記棒型の文字を含む前記印字サンプルを光学的
に走査する、ことを含むことを特徴とする前記７に記載
のインク・ジェット・プリンタの滴体積の測定方法であ
る。
【００５５】１０． プラテン（１２）、前記プラテン
（１２）に近接するが前記プラテンとは間隔をおいて配
置されて前記プラテンとの間を記録媒体（１４）が通過
できるようにしており、前記記録媒体上にインク滴をデ
ポジットして印字イメージを形成するための多数のノズ
ルを有する、インク・ジェット・プリントヘッド（４
０）、前記プラテンに向けて光ビームを放射するように
指向された光源と、反射光を検出するように整列した感
光検出器(light sensitive detector)を有する光学セン
サ（５０）、前記プリントヘッドによりデポジットされ
る多数のインク滴の数と位置を規定し、個々のテスト印
字パターン（８０）が文字領域（８２）と空乏領域（８
４）を有しそれによって前記テスト印字パターン間で前
記空乏領域内にデポジットされるインク滴の数と位置が
変化するような、複数のテスト印字パターン（８０）、
を記憶するメモリ（６８）、を含み、前記インク・ジェ
ット・プリントヘッド（４０）がテストモードの間動作
可能であって前記メモリ（６８）に記憶された前記テス
ト印字パターンにしたがい一連の印字サンプル（７０）
を印字し、個々の印字サンプルが前記テスト印字パター
ンの前記文字領域（８２）を表す第１の印字サンプル範
囲（７６）と前記テスト印字パターンの前記空乏領域
（８４）を表す第２の印字サンプル範囲（７８）を有
し、前記インク・ジェット・プリントヘッド（４０）が
略一定数のインク滴を前記第１の印字サンプル範囲（７
６）内にデポジットし変化する数のインク滴を前記第２
の印字サンプル範囲（７８）内にデポジットして前記第
２の印字サンプル範囲（７８）が前記第１の印字サンプ
ル範囲（７６）と比較して選択された程度の変化するイ
ンク空乏がわかるようにし、前記光学センサ（５０）が
前記テストモードの間動作可能であって前記印字サンプ
ルを走査し前記第１の印字サンプル範囲（７６）と前記
第２の印字サンプル範囲（７８）の間の光学的濃度にお
ける変化を検出する、ことを特徴とする、インク・ジェ
ット・プリンタの滴体積の測定方法に適用されるインク
・ジェット印字システムである。
【００５６】１１． 前記プラテン（１２）を横切って
双方向に動くように構成され、前記プラテン（１２）と
は間隔をおいて配置されて前記プラテン（１２）との間
を前記記録媒体（１４）が通過できるようにしたキャリ
ッジ２２をさらに含み、前記インク・ジェット・プリン
トヘッド（４０）と前記光学センサ（５０）が前記キャ
リッジに搭載されて前記記録媒体の上に動作可能に位置
することができることを特徴とする前記１０に記載のイ
ンク・ジェット・プリンタの滴体積の測定方法に適用さ
れるインク・ジェット印字システムである。
【００５７】１２． 前記光学センサ（５０）と動作可
能に結合して、前記走査された印字サンプルにおける前
記光学的に検出された変化をベースに、前記インク・ジ
ェット・プリントヘッド（４０）の滴体積を引き出すプ
ロセッサ（６９）をさらに含む前記１０に記載のインク
・ジェット・プリンタの滴体積の測定方法に適用される
インク・ジェット印字システムである。
【００５８】１３． 前記光学センサ（５０）と動作可
能に結合して、前記走査された印字サンプルにおける前
記光学的に検出された変化をベースに、前記インク・ジ
ェット・プリントヘッド（４０）の滴体積を引き出すプ
ロセッサ（６９）と、前記記録媒体上へのインク滴のデ
ポジットに関連する前記インク・ジェット印字システム
の操作パラメータを制御するために接続され、前記プロ
セッサ（６９）が引き出した前記滴体積に応答して自動
的に前記システムのパラメータを調整して前記インク・
ジェット・プリントヘッド（４０）に対して所望の滴体
積を生じるような制御サブシステム（６０）をさらに含
む前記１０に記載のインク・ジェット・プリンタの滴体
積の測定方法に適用されるインク・ジェット印字システ
ムである。
【００５９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、個々のイ
ンク滴を記録媒体上にデポジットして一連の印字サンプ
ルを記録媒体上に印字し、一連の中の個々の印字サンプ
ル内にデポジットされるインク滴の数を変えることによ
り、インク含量を変えて個々の印字サンプルを作り、一
連の印字サンプルを分析してインクサンプル間のインク
含量の変化を検出し、その検出した変化に基づいて、イ
ンク・ジェット・プリントヘッドの滴体積を決定するよ
うにしたので、外部の複雑なハードウェアを用いること
なく、簡単、低コストでペンの滴体積を決定でき、使用
者がテスト・モードで一連の印字サンプルを印字でき、
その印字サンプルを検査できる。したがって、種々のペ
ン滴体積を補正して印字品質、インク感想時間、ペンの
寿命をより一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインク・ジェット・プリンタの滴
体積測定方法に適用される印字システムを概略的に示し
た構成説明図である。
【図２】インク・ジェツト・ペンの理想滴な滴体積を有
するペンからの印字サンプルを示す説明図である。
【図３】比較的小さい液体積を有するペンがデポジット
する印字パターンの印字サンプルを示す説明図である。
【図４】比較滴大きい滴体積を有するペンが印字した５
×５のマトリックス・パターンの印字サンプルを示す説
明図である。
【図５】図４の大きい滴体積を有するペンが形成するマ
トリックス・パターンで内部の１２個の滴を除去し状態
の印字サンプルを示す説明図である。
【図６】「Ｉ」つまり棒型の文字とインク空乏背景領域
を規定するテスト印字パターンを示した説明図である。
【図７】インク空乏の程度の変化を経験している領域の
上に置かれた「Ｉ」つまり棒型の文字を有するすべての
デポジット可能な滴がデポジットされることによって最
大のインク含量の一連の印字サンプルが形成された状態
を示す説明図である。
【図８】図７の第２の印字サンプル範囲でデポジットさ
れるインク滴より少ないインク滴数で図７に続いてデポ
ジットされる印字サンプルを示す説明図である。
【図９】図８の第２の印字サンプル範囲でデポジットさ
れるインク滴より少ないインク滴数で図８に続いてデポ
ジットされる印字サンプルを示す説明図である。
【図１０】図９の第２の印刷サンプル範囲にデポジット
されたインク滴数より少ないインク滴数で第２の印刷サ
ンプル範囲にデポジットして形成した印字サンプルを示
す説明図である。
【図１１】図７から図１０の印字サンプル形成手順を繰
り返して最後に第２の印字サンプル範囲全体にインク滴
がない空乏状態を有する印字サンプルを形成した状態を
示す説明図である。
【符号の説明】
１０ インク・ジェット印字システム １２ プラテン ２２ キャリッジ ４０ インク・ジェット・プリントヘッド ５０ 光学センサ ６０ 制御サブシステム ６２ インク・ジェット・プリントヘッド制御装置 ６４ 光学センサ制御装置 ６６ キャリッジ制御装置 ６８ メモリ ６９ プロセッサ ７０〜７５ 印字サンプル ７６a 〜７６e 第１の印字サンプル範囲 ７８a 〜７８e 第２の印字サンプル範囲 ８０ テスト印字パターン ８２ 文字領域 ８４ 空乏領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多数のインク滴をデポジットしてイメー
    ジを形成するインク・ジェット・プリントヘッド（４
    ０）の滴体積測定方法てあって、 個々の印字サンプルが個々のインク滴をデポジットする
    ことによって形成されるような一連の印字サンプル（７
    ０）を記録媒体（１４）上に印字し、 前記印字が、前記一連の中の前記個々の印字サンプル内
    にデポジットされたインク滴の数を変化させることを含
    んで、インク含量の変化する個々の印字サンプルを生み
    出し、 前記一連の印字サンプルを分析して、前記印字サンプル
    の中のインク含量における変化を検出し、 前記一連内の前記印字サンプルの中のインク含量におけ
    る前記検出された変化をベースに、前記インク・ジェッ
    ト・プリントヘッドの滴体積を決定する、ステップを含
    む、インク・ジェット・プリンタの滴体積測定方法。
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