KR20020021988A

KR20020021988A - 잉크 제트 인쇄 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20020021988A
Application number: KR1020010053716A
Authority: KR
Inventors: 시바따쯔요시; 고이따바시노리부미; 야시마마사따까
Original assignee: 미다라이 후지오; 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2001-09-01
Publication date: 2002-03-23
Also published as: DE60115345D1; US6471323B2; KR100458540B1; EP1184185A1; US20020054179A1; JP2002067296A; CN1178788C; DE60115345T2; EP1184185B1; ATE311298T1; CN1345663A; JP3472250B2

Abstract

본 발명은 컬러 잉크와 인쇄 성능 개선 잉크를 사용하여 손상 또는 불량 노즐들에 의해 형성된 블랭크 라인들로 인한 화질 저하를 최소화시키는 잉크 제트 인쇄 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 시스템은 화질 저하를 최소화함으로써 손상 또는 불량 노즐들을 구비하고도 프린터 헤드의 사용을 가능하게 하여 교체 전에 인쇄 헤드의 수명을 연장한다. 인쇄 성능 개선 잉크는 블랭크 라인의 부근에 토출 및 정착되지 않으며, 따라서, 블랭크 라인의 부근에 잉크 컬러 잉크 도트들의 살포를 허용함으로써 블랭크 라인의 구별을 확실하지 않게 한다.

Description

잉크 제트 인쇄 방법 및 장치{INK JET PRINTING METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 내부에 형성된 잉크 노즐 어레이, 및 인쇄 성능(이후, 인쇄 성능 개선 잉크로 지칭됨)을 개선하기 위한 액체 및 착색제를 포함하는 컬러 잉크를 이용하고, 인쇄 매체 상에 이미지를 인쇄하는 잉크 제트 인쇄 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 종이, 천, 가죽, 부직포, OHP 시트 및 금속을 포함한 인쇄 매체를 이용하는 모든 장치에 적용가능하다. 적용가능한 장치의 예들은 인쇄기, 복사기, 및 팩스밀리 및 산업상 제조 설비들을 포함한다.

복사기, 워드 프로세서, 컴퓨터 및 통신 장치 등의 정보 처리 장치, 이미지를 기록하기 위한 이러한 설비용 출력 장치로서 잉크 제트 인쇄 장치는 점점 더 널리 사용되게 되었다.

전술한 잉크 제트 인쇄 장치에서, 인쇄 헤드는 내부에 배열된 복수개의 잉크 노즐, 복수개의 잉크 토출 포트, 및 인쇄 속도를 개선하기 위해 내부에 일체식으로 형성된 잉크 통로를 포함한다. 최근에는, 컬러 인쇄를 처리하기 위해 두 개 이상의 인쇄 헤드가 이용된다.

잉크 제트 인쇄 시스템은 매체 상에 잉크 도트를 형성하기 위해 종이 등의인쇄 매체 상에 인쇄 액체 또는 잉크 액적을 토출한다. 이는 비접촉 형태이므로, 그 소음 정도가 낮다. 노즐의 증가된 밀도는 해상도 및 인쇄 속도를 증가시키며, 고화질의 이미지는 현상 등의 특정 처리를 필요로 하지 않고 평이한 종이 등의 인쇄 매체 상에 고정하지 않고 저 비용으로 생산될 수 있다. 이러한 잇점으로 인해, 잉크 제트 인쇄 장치는 광범위한 적용예에서 발견된다.

주문형(on-demand type)의 잉크 제트 인쇄 장치는 특히 컬러 인쇄에 용이하게 대처할 수 있으며 인쇄 장치 본체는 크기가 작아지며 간단화될 수 있다. 따라서, 주문형의 잉크 제트 인쇄 장치는 미래에 광범위한 요구를 수용할 것으로 예상된다. 컬러 인쇄가 보다 널리 이용되자, 고화질의 이미지 및 보다 신속한 인쇄 속도에 대한 요구가 증가된다.

이러한 잉크 제트 인쇄 시스템에서, 이미지 화질을 개선하기 위해 인쇄 매체 상에 컬러 도트의 상태를 개선할 수 있는 인쇄 성능 개선 잉크를 이용하는 기술이 제안되어졌다. 인쇄 성능을 개선하기 위한 잉크는 컬러 잉크 내의 착색제를 비용해성으로 만드는 화합물을 함유한 무색 또는 밝은 컬러의 액체이다. 인쇄 매체 상에 컬러 잉크가 혼합되거나 반응하였을 때, 인쇄 성능을 개선하기 위한 잉크는 비교적 신뢰성있는 이미지 화질을 생성하기 위해 컬러 도트의 방수 및 내후성이 개선되며, 동시에 고화질의 고 인쇄 밀도를 제공하기 위해 상이한 색 사이에 페더링 또는 블리딩이 감소된다.

그러나, 종래의 잉크 제트 인쇄 장치는 인쇄 성능 개선 잉크가 사용된 경우에도 하기의 문제점을 갖는다.

내부에 배열된 복수개의 잉크 노즐을 구비한 인쇄 헤드가 사용되는 경우에, 하나 이상의 노즐이 막히거나 동일한 이유로 구동되지 않는 경우, 노즐로부터 잉크가 토출되지 않고, 인쇄 매체 상에 인쇄되야하는 도트가 인쇄되지 않는다. 이는 주 스캔 방향으로 연장하는 이미지 상에 블랭크 라인이 형성되도록 초래하며, 이미지 화질을 저하시킨다.

더욱이, 인쇄 헤드가 토출 조건이 통상의 노즐과는 상이한 결손 노즐을 구비하고 있는 경우에, 불균일한 밀도로 인해 이미지 상에 블랭크 라인 또는 동일형태의 라인이 생성되어, 이미지 화질을 실질적으로 저하시킨다.

이러한 라인은 멀티패스 인쇄가 수행되지 않거나 멀티패스 인쇄 중에 복수회의 패스가 적을 때 두드러진다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 비토출 노즐 또는 결손 노즐이 존재하는 경우에는, 비토출 또는 불량 노즐의 토출 성능을 재생시키기 위해 노즐 세정 기구를 이용하는 것이 일반적인 방식이다. 하나의 완전한 인쇄 라인이 복수개의 패스에 의해 생성되어 수행되는 경우에, 종래의 시행 방식은 비토출 또는 불량 노즐을 보완 노즐로 대체하고자 하는 것이다.

그러나, 멀티패스 인쇄 시스템은 종이가 인쇄 시간이 더 오랫동안 소요되는 복수개의 노즐로 하나의 래스터 라인을 인쇄하기 위해 주 스캔 중에 n 배로 인쇄된 1/n 으로 보완적으로 발취된 데이터 및 발췌된 노즐의 1/n로 공급됨으로 인해 단점을 갖는다. 인쇄 성능을 재생하기 위한 세정은 잉크의 소모로 인해 비용 증가를 초래하고 시간을 소요하는 단점을 갖는다. 단순히 비토출 또는 불량 노즐을 구비한 인쇄 헤드의 교체는 환경적인 면에서 바람직하지 못하다.

장래의 잉크 제트 인쇄 장치에 요구되는 것은 신속한 인쇄 속도 및 감소된 비용을 인지하는 동시에 이미지 화질을 개선하는 것이다.

본 발명은 전술한 문제점의 관점에서 달성되며 비정상(비토출 또는 불량) 노즐이 있을 때에도 블랭크 라인을 포함하는 어떠한 이미지 화질 저하없이 간단한 처리로 부드러운 그라데이션(smooth gradation)을 갖는 이미지를 인쇄할 수 있는 잉크 제트 인쇄 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이 이러한 문제점을 해결하기 목적이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따라, 잉크 제트 인쇄 방법은 내부에 배열된 복수개의 잉크 토출 포트를 구비한 컬러 잉크 인쇄 헤드, 인쇄 성능을 개선하는 잉크 인쇄 헤드 및 컬러 잉크 인쇄 헤드를 이용하는 단계와, 입력 이미지 데이터에 따라 인쇄 매체 상에 이미지를 형성하기 위해 인쇄 매체 상에 인쇄 성능을 개선하는 인쇄 헤드로부터 인쇄 성능 개선 잉크 및 컬러 잉크 인쇄 헤드로부터 컬러 잉크를 토출하는 단계를 포함하며, 잉크 성능을 개선하는 잉크 인쇄 헤드는 내부에 배열된 복수개의 잉크 토출 포트를 구비하고 있으며, 인쇄 매체 상에 이미지를 형성할 때, 인쇄 성능 개선 잉크는 저하된 토출 상태를 갖는 것으로 측정된 컬러 잉크 인쇄 헤드 내에 복수개의 잉크 토출 포트 중에 비정상 잉크 토출 포트에 대응하는 도트 위치 및 비정상 잉크 토출 포트에 대응하는 도트 위치의 부근에 적용되지 않는다.

예를 들어, 인쇄 성능 개선 잉크는 비정상 잉크 토출 포트 및 인쇄 라인의 각각의 전후의 적어도 하나의 라인에는 적용되지 않는다.

본 발명의 다른 태양에 따라, 잉크 제트 인쇄 장치는, 컬러 잉크를 토출하기 위해 배열된 복수의 잉크 토출 포트를 갖는 컬러 잉크 인쇄 헤드와, 인쇄 성능 개선 잉크를 토출하기 위해 배열된 복수의 잉크 토출 포트를 갖는 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드와, 저하된 잉크 토출 상태를 갖도록 결정된 비정상의 잉크 토출 포트를 컬러 잉크 인쇄 헤드의 복수의 잉크 토출 포트로부터 식별하기 위한 수단과, 식별된 비정상의 잉크 토출 포트에 상응하는 잉크 성능 개선 잉크를 도트 위치에, 그리고 비정상 잉크 토출 포트에 상응하는 도트 위치 주변에 적용하지 않기 위한 제어 수단을 갖고, 컬러 잉크와 잉크 성능 개선 잉크는 이러한 인쇄 헤드로부터 인쇄 매체로 입력 이미지 데이터에 따라 인쇄 매체에 이미지를 형성하기 위해 토출된다.

본 발명은 손상되고 불량 노즐에 상응하는 도트 위치 및 이들 도트 위치 주변에 인쇄 성능 개선 잉크가 적용되지 않기 때문에, 컬러 잉크 헤드 내의 몇몇 노즐이 손상되거나 불량될 때 간단한 공정으로 인쇄된 이미지에 원치않는 블랭크 라인을 크게 감소시키는 것이 가능하다. 한편, 고화질 이미지가 형성된다. 게다가, 손상 노즐 또는 비토출 노즐을 갖는 잉크 헤드는 교체없이 환경적인 관점에서 바람직하게 장기간 사용될 수 있다.

본 발명의 전술한 목적 및 다른 목적, 효과, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참고하여 다음 실시예의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예로서 잉크 제트 인쇄 장치의 개략 구조를 도시한 평면도.

도2는 잉크 제트 인쇄 헤드 내의 잉크 토출 포트 장치를 도시한 개념적인 다이어그램.

도3은 잉크 제트 인쇄 헤드의 구조를 도시한 분해 사시도.

도4는 잉크 제트 인쇄 장치의 제어 시스템의 예시적인 구성을 도시한 블록 다이어그램.

도5a, 도5b 및 도5c는 인쇄 매체 상의 컬러 잉크 및 인쇄 성능 개선 잉크의 상태를 도시한 개략도.

도6은 본 발명에 따른 잉크 제트 인쇄 방법에 의해 수행되는 작동 순서를 도시한 플로우 차트.

도7a 및 도7b는 비토출 또는 불량 노즐을 탐지하기 위해 사용되는 예시적인 단계 차트를 도시한 다이어그램.

도8a 및 도8b는 비토출 노즐이 없을 때 컬러 잉크 및 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 도시한 개념적인 다이어그램.

도9의 (a), (b) 및 (c)는 비토출 노즐이 있을 때 교정 공정 전후에, 컬러 잉크 및 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 도시한 개념적인 다이어그램.

도10a, 도10b 및 도10c 및 도10d는 멀티 패스 인쇄 동안 비토출 노즐이 있을 때, 컬러 잉크 및 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 도시한 개념적인 다이어그램.

도11a 및 도11b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 교정 공정 전후에, 컬러 잉크 및 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 도시한 다이어그램.

도12a 내지 도12n은 본 발명의 제2 실시예에 따른 교정 공정 전후에 컬러 잉크 및 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 도시한 다이어그램.

도13a 내지 도13b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 교정 처리 전후에 컬러 잉크 및 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 도시한 다이어그램.

도14a 내지 도14l은 본 발명의 제3 실시예에 따른 교정 처리 전후에 컬러 잉크 및 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 도시한 다이어그램.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:이미지 데이터 입력 유닛

2:작동 유닛

3:CPU

4:저장 매체를

4a:인쇄 데이터 저장 메모리

4b:제어 프로그램 저장 메로리

5:램

6:이미지 처리 유닛

7:이미지 인쇄 유닛

8:버스

20:캐리지

21:잉크 제트 헤드

22:잉크 탱크

23:케이블

24:인쇄 매체

27:가이드 샤프트

29:구동 벨트

30:캐리지 모터

28:리니어 인코더

31:캡 부분

32:회복 유닛

102:히터

104:히터 보드

105:기저판

106:상판

108:잉크 토출 포트

110:액체 통로

112:분리 벽

116:잉크 공급 포트

114:잉크 챔버

이제 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들이 설명될 것이다.

도1은 본 발명에 따른 잉크 제트 인쇄 장치의 일 실시예의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.

도1에서, 복수개의 잉크 제트 헤드(인쇄 헤드)(21-1 내지 21-5)는 캐리지(20)에 장착된다. 도2에 도시된 바와 같이 각각의 잉크 제트 헤드(21)는 그에 배열된 복수개의 잉크 토출용 잉크 토출 포트(108)를 갖는다. 도면 부호(21-1, 21-2, 21-3, 21-4 및 21-5)는 각각 흑색(K)용 잉크 제트 헤드, 인쇄 성능 개선 잉크(P), 시안(C), 마젠타(M) 및 옐로우(Y)을 나타낸다.

도2에 도시된 바와 같이, 인쇄 성능 개선 잉크(P) 토출용 인쇄 헤드(21-2)는 서로 엇갈린 두 개의 열로 배열된 32개의 잉크 토출 포트(108)를 갖는다. 즉, 하나의 열의 각각의 잉크 토출 포트(108)는 다른 열의 잉크 토출 포트(108)에 인접해서 사이에 위치한다. 유사한 구성이 두 개의 엇갈린 열로 배열된 32개의 잉크 토출 포트(108)와 함께 컬러 잉크 인쇄 헤드(21-1, 21-3...등)용으로 만들어진다. 각각의 인쇄 헤드(21) 내의 잉크 토출 포트 내측(액체 통로)에 잉크 토출용 열에너지를 발생시키는 가열 요소(열전자 에너지 변환기)가 제공된다.

잉크 카트리지(21)는 인쇄 헤드(21-1 내지 21-5) 및 헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크 탱크(22-1 내지 22-5)를 포함한다.

잉크 제트 헤드(21)로의 제어 신호는 가요성 케이블(23)을 통해 적용된다. 종이, 고품질 종이, OHP 시트, 광택 종이, 광택 필름 및 엽서와 같은 인쇄 매체(24)들은 도시되지 않은 공급 롤러에 의해 공급되고, 보유되고, 이동 모터가구동됨에 따라 (부스캔 방향인) 화살표 방향으로 이동된다.

캐리지(20)는 가이드 샤프트(27)를 따라 이동할 수 있도록 가이드 샤프트(27)에 지지된다. 캐리지(20)는 구동 벨트(29)를 통한 캐리지 모터(30)에 의해 가이드 샤프트(27)를 따라 주 스캔 방향으로 왕복운동 한다. 가이드 샤프트(27)는 리니어 인코더(28)에 장착된다. 리니어 인코더(28)의 판독 타이밍에서, 각 인쇄 헤드(21)의 가열 요소는 인쇄 매체에 이미지를 형성하기 위해 잉크 액적을 이미지 데이터에 따라 인쇄 매체 상에 잉크 액적을 토출하기 위해 구동된다.

인쇄 영역 밖으로 설치한 캐리지(20)의 홈(home) 위치에서, 캡 부분(31)을 갖는 회복 유닛(32)이 설치된다. 인쇄가 수행되지 않을 때, 캐리지(20)는 점성을 증가시키는 잉크 용해물의 증발이나, 또는 먼지 같은 이물질의 고착으로 인해 야기 될 수 있는 잉크 토출 포트의 막힘을 방지하기 위해 각각의 잉크 제트 헤드(21)의 잉크 토출 포트 면을 밀폐하여 캡 부분(31)의 31-1 내지 31-5의 홈 위치로 이동된다.

캡 부분(31)의 캡 기능은 잉크 토출 포트로부터 부적당한 토출 또는 자주 사용되지 않는 이러한 잉크 토출 포트의 막힘을 제거하기 위한 캡 부분내로 잉크를 토출하는 회복 토출을 형성하거나, 손상된 토출 포트를 정상 상태로 회복시키기 위하여 잉크 토출 포트로부터의 잉크를 소기하기 위해 덮혀진 토출 포트와 함께 도시되지 않은 펌프를 작동시키는 회복 소기 작동을 수행하기 위해 사용된다.

각각의 잉크 제트 헤드(21-1 내지 21-5)가 인쇄 시작 직전에 잉크 수용부(도시 안됨)를 통과할 때, 잉크 제트 헤드는 잉크 수용부를 향하여 예비 잉크 토출을수행한다. 블레이드와 같은 와이핑 부재(도시 안됨)는 각 잉크 제트 헤드(21)의 잉크 토출 포트 면을 깨끗하게 닦아낼 수 있도록 캡 부분(31)에 인접한 위치에서 장착된다.

도3은 인쇄 헤드(21)의 구성을 도시한다.

도3에서, 인쇄 헤드(21)는 대략 잉크를 가열하기 위한 복수의 히터(102)로 형성된 히터 보드(104), 히터 보드(104) 상에 장착된 상판(106) 및 히터 보드(104)를 지지하는 기저판(105)을 포함한다.

상판(106)은 복수의 잉크 토출 포트(108)들로 형성되는데, 각 포트의 후방에는 대응되는 잉크 토출 포트(108)와 연통된 터널형의 액체 통로(110)가 형성된다. 각 액체 통로(110)는 분리 벽(112)에 의해 인접 액체 통로로부터 분리된다. 액체 통로(110)는 일반적으로 그 후방 단부가 잉크 공급 포트(116)를 통하여 잉크가 공급되는 하나의 잉크 챔버(114)와 연결된다. 잉크는 잉크 챔버(114)로부터 개별적인 액체 통로(110)로 공급된다. 히터(102)가 대응 액체 통로(110)와 잘 맞도록 히터 보드(104)와 상판(106)은 정렬되고 조립된다.

소정의 구동 펄스가 히터(102)에 적용될 때, 히터(102) 위의 잉크는 비등하는데, 그 부피 팽창이 잉크 액적을 잉크 토출 포트(108)로부터 밀어낸다.

본 발명에 적용될 수 있는 잉크 제트 인쇄 시스템은 도3에서 도시된 가열 요소(히터)를 사용하는 버블 제트(BJ)시스템에 한정되지 않는다. 잉크 액적을 연속적으로 토출하고 그것들을 원자화하는 연속형 잉크 제트 인쇄 장치에서, 본 발명은 충진 제어형과 분산 제어형에 적용될 수 있다. 게다가, 필요한 만큼 잉크 액적을토출하는 주문형의 잉크 제트 인쇄 장치에서, 본 발명은 또한 압전기 요소의 기계적 진동에 의해 오리피스로부터 잉크 액적을 토출하는 압력 제어형에 적용될 수 있다.

도4는 잉크 제트 인쇄 장치의 제어 시스템의 한 구성예를 도시한 블록 다이아그램이다.

도4에서, 도면 부호1은 이미지 데이터 입력 유닛을, 2는 작동 유닛을, 3은 다양한 처리를 실행하기 위한 CPU를, 4는 다양한 데이터를 저장하기 위한 저장 매체를, 4a는 비토출 및 불량 노즐 데이터와 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드의 인쇄 데이터를 저장하기 위한 인쇄 데이터 저장 메모리를, 4b는 제어 프로그램의 그룹을 저장하기 위한 제어 프로그램 저장 메로리를, 5는 램을, 6은 이미지 처리 유닛, 7은 이미지 출력을 위한 이미지 인쇄 유닛(프린터)을, 그리고 8은 주소 신호, 데이터, 제어 신호 및 그 외의 것을 전송하기 위한 버스 라인을 갖는 버스를 나타낸다.

이미지 데이터 입력 유닛(1)으로 입력되는 것은 디지털 카메라와 스캐너와 같은 이미지 입력 장치로부터의 다중치 이미지 데이터 및 개인용 컴퓨터의 하드 디스크에 저장된 다중치 이미지 데이터이다. 작동 유닛(2)은 인쇄의 시작을 지정하고 다양한 변수를 설정하기 위한 다양한 키(key)를 갖는다. CPU(3)는 저장 매체 내의 다양한 프로그램에 전적으로 호환하는 인쇄 장치를 제어한다.

저장 매체(4)는 인쇄 장치가 작동됨에 따라 제어 프로그램과 에러 과정 프로그램과 같은 프로그램을 저장한다. 이 실시예의 작동은 모두 이러한 프로그램을 기초로 한다. 프로그램을 저장하는 이 저장 매체(4)는 롬(ROM), FD, CD-롬, HD,메모리 카드 및 광자기 디스크일 수 있다.

램(5)은 저장 매체(4)에서 저장된 다양한 프로그램에 의해 에러 과정동안의 임시 저장 영역 및 이미지 처리동안의 작업 영역과 같은 작업 영역으로 사용된다. 램(5)은 또한 저장 매체(4)로부터의 다양한 표를 복사하고 이미지 처리동안 표의 내용을 수정하기 위해 사용된다.

이미지 데이터 처리 유닛(6)은 입력 다중치 이미지 데이터를 관련 컬러 프린트 헤드의 성분 컬러로 분리하고 에러 스프레드법(error spreading method) 및 디더 행렬법(dither matrix method) 등과 같은 회색 스케일 처리 방법을 사용하여 분색된 회색 이미지를 2진 값으로 변형한다.

이미지 인쇄 유닛(7)은 인쇄 매체 상의 도트(dot) 이미지를 형성하기위해 이미지 데이터 처리 유닛(6)에 의해 발생된 토출 패턴에 상응하는 잉크를 토출한다.

다음으로, 인쇄된 도트를 형성하는 과정은 도5a내지 5c를 참조하여 설명될 것이다.

이 잉크 제트 인쇄 장치에서, 픽셀은 착색제를 포함하는 컬러 잉크로부터의 것과 인쇄 성능 개선 잉크로부터의 것, 두 종류의 점에 의해 형성된다.

이하의 설명에서, 인쇄 성능 개선 잉크는 저분자 구성 성분과 고분자 구성 성분의 양이온 물질을 포함하고 컬러 잉크는 음이온 염료 또는 적어도 하나의 음이온 합성물 및 안료를 포함한다고 가정한다. 인쇄 성능 개선 잉크와 컬러 잉크가 인쇄 매체상에서나 인쇄 매체 내로 침투한 후에 함께 혼합할 때, 인쇄 성능 개선 잉크 내의 저분자 구성 성분 또는 양이온 물질의 양이온 저중합체와 컬러 잉크내에사용된 음이온 그룹 또는 음이온 안료 잉크를 가지는 수용성 염료는 이온 상호작용을 통하여 결합되고 즉시 용액 상으로부터 유리된다. 결과적으로, 안료 잉크는 응고 안료를 형성하기 위해 분산 파괴된다.

도5a에 도시된 바와 같이, 단지 컬러 잉크 액적(Da)만이 인쇄 매체(24) 상에 정착할 때, 잉크 액적은 인쇄 매체의 표면층에서 수평으로 분사되고 잉크 도트를 형성하도록 상기 매체 내에 수평으로 침투한다.

반면에, 도5b 및 도5c에 도시된 바와 같이, 인쇄 성능 개선 잉크 액적(Db)은 인쇄 도트 상에서 컬러 도트(Da)를 갖기 전, 후 또는 동시에 인쇄 매체에 정착될 때, 컬러 잉크 액적은 응고된 착색제의 형태로 단지 컬러 잉크가 사용될 때보다 더 협소한 깊이에서 인쇄 매체(24)의 표면층에 부착되고, 따라서 선명하고 미세한 잉크 도트를 형성한다.

컬러 잉크 액적 및 인쇄 성능 개선 잉크 액적이 그들 사이에서 증가된 시간차를 갖고 정착될 때, 인쇄 매체(24)의 표면층에서 응고 착색제에 의해 생산된 선명한 도트가 형성되기 어렵다. 컬러 잉크와 인쇄 성능 개선 잉크 사이의 작동중의 인쇄 매체 정착 시간차는 2000 msec 보다 작은 것이 바람직하다.

다음, 본 발명의 특징적인 부분이 도6의 플로우 차트와 관련해서 설명될 것이다.

먼저, 복수개의 컬러 잉크 헤드(21-1, 21-3, 21-4, 21-5)에서 비토출 노즐 및 불량 노즐(이러한 노즐들은 비정상 노즐 또는 비정상 잉크 토출 포트라고 한다)이 감지된다. 여기서, 비토출 노즐들은 고점성 잉크로 인해 막히거나 증발 후에잉크가 응고되거나 또는 잉크 토출 요소들이 손상되어 잉크를 토출하지 못하는 노즐을 나타낸다. 불량 노즐들은 몇몇 이형들(anomalies) 때문에 정상 노즐에 비해 심각하게 노즐 성능이 저하된 노즐을 나타낸다. 토출 성능의 저하는 잉크가 정상 방향으로 토출되지 않고 잉크 토출의 양이 의도된 양과 현저히 다른 것들을 포함한다.

비정상 노즐을 감지하기 위해, 컬러 잉크를 위한 인쇄 헤드들(21-1, 21-3, 21-4, 21-5)은 도7a 및 도7b에 도시된 바와 같이 인쇄 매체(24) 상에 계단식 인쇄 패턴을 인쇄하도록 구동된다.(도6의 단계 100)

도7a 및 도7b의 계단식 패턴은 일렬의 8개의 노즐 각각이 계단식 짧은 라인을 인쇄하도록 연속 또는 비연속으로 컬러 잉크를 토출함으로써 형성된다. 비정상 노즐이 없을 때 계단식 패턴이 도7a에 도시된 바와 같이 완전하게 인쇄될 수 있다. 도7b는 비토출 문제가 제18 노즐(N18)에 일어나고 부적절 또는 불량 토출이 제28 노즐(N28) 및 제30 노즐(N30)에 일어나는 것을 나타내는 계단식 패턴이다. 비토출 노즐 또는 불량 노즐에 의해 인쇄되는 도트의 라인들은 부분적 또는 전체적으로 손실되고 그들은 쉽게 구별될 수 있다.

인쇄된 계단식 차트는 인쇄 장치 상에 장착된 스캐닝 센서(도시 안됨)에 의해 스캔되고 따라서 데이터 판독은 노즐이 비정상인 것을 결정하는 인식 과정이 쉽다(도6의 단계 101). 이와 달리, 상기 인쇄된 차트는 인쇄 장치에 입력되는 비토출/불량 노즐을 발생하는 스캐닝 센서를 사용하지 않고 시각적으로 검토될 수 있다.

이러한 방식으로 감지된 각각의 컬러 인쇄 헤드에 대한 비토출/불량 노즐을 근거로 비정상 노즐 데이터가 발생된다. 비정상 노즐 데이터는 복수의 노즐로부터 비토출/불량 노즐을 식별하도록 사용된다. 발생된 비정상 노즐 데이터는 각각의 컬러 인쇄 헤드를 위한 장치의 메모리에 저장된다. 도7b의 경우에, 비정상 노즐 데이터는 노즐들(N18, N28, N30)을 비정상 노즐로 식별한다.

어떤 비정상 노즐도 비정상 노즐 감지 과정(단계 101)의 결과로 감지되지 않을 때 정상 인쇄 출력 제어가 실행된다(도6의 단계 102).

비정상 노즐들이 비정상 노즐 감지 과정의 결과로서 감지될 때 각각의 컬러 인쇄 헤드를 위한 노즐 구동 데이터는 발생된 비정상 노즐 데이터에 따라서 수정된다(단계 103). 더욱 상세히 설명하면, 비정상 노즐에 상응하는 스캔 라인 데이터는 각각의 컬러 인쇄 헤드를 위한 노즐 구동 데이터로부터 제거되고, 즉 상응하는 스캔 라인 데이터는 비토출 데이터("0")로 변화된다. 이것은 관련된 인쇄 데이터를 끄거나 또는 신호를 비정상 노즐에 전기적으로 마스킹함으로써 수행될 수 있다.

다음, 비정상 노즐 데이터를 근거로, 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 헤드(21-2)를 위한 노즐 구동 데이터는 수정된다(단계 104). 더욱 상세히 설명하면, 인쇄 성능 개선 잉크 프린터 헤드를 위한 노즐 구동 데이터 중에서, 비정상 노즐에 상응하는 스캔 라인 및 그러한 스캔 라인 근처의 다른 스캔 라인들의 데이터는 비토출 데이터로 변화된다(제거). 이것은 상술한 바와 같이 관련된 인쇄 데이터를 끄거나 또는 신호를 비토출 노즐로 전기적으로 마스킹하여 노즐을 근접화함으로써 수행될 수 있다.

변경된 노즐 구동 데이터에 따라 인쇄 헤드를 구동함으로써, 이미지가 인쇄 매체(24)에 형성된다(단계 105).

지금, 단계(103 및 104)의 과정이 더욱 구체적인 용어로 설명될 것이다.

본 명세서에서, 도트 위치는 도트가 실제로 인쇄되는지 아닌지에 관계없이 도트가 인쇄되는 위치를 나타낸다.

(제1 실시예)

다음의 실시예에서, 인쇄 성능 개선 잉크를 위한 노즐 구동 데이터는 흑색 잉크 헤드를 위한 노즐 구동 데이터에 기초를 두고 발생된다. 각각의 인쇄 성능 개선 잉크 액적의 양은 흑색 헤드의 인쇄 조건에 따라 증가되거나 또는 감소될 수 있고, 예를 들어, 흑색 헤드에 의해 인쇄된 도트와 인쇄 성능 개선 잉크의 도트가 함께 더 가까워지도록 하기 위해 흑색 잉크의 헤드가 잉크 토출 방향으로 매우 큰 편차를 가질 때 인쇄 성능 개선 잉크 액적의 양을 증가시키며, 따라서 인쇄 성능 개선 잉크를 흑색 잉크를 갖는 접점 내부로 확실하게 가져온다.

제1 실시예에서, 흑색 헤드에 의해 인쇄된 도트는 인쇄 성능 개선 잉크의 도트 위치에 일치한다고 가정된다.

도8a는 비정상 노즐이 없을 때 흑색 잉크 인쇄 데이터에 상응하는 인쇄된 상을 나타낸다. 도8b는 흑색 잉크 인쇄 데이터와 관련된 잉크 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 나타낸다. 이러한 경우에, 비정상 노즐이 없기 때문에 이러한 인쇄 데이터 둘 다 일치한다.

도9의 (a)는 비토출 노즐이 있을 때의 흑색 잉크 인쇄 데이터를 도시하고 흑색 라인은 도시된 비토출 노즐을 나타낸다. 도9의 (b)는 수정 전의 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터이고 토출 데이터가 비토출 노즐 라인에 상응하는 라인에 존재하는 것을 도시한다. 도9의 (c)는 수정 후의 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 도시하고 비토출 노즐 라인에 상응하는 라인과 제거된 라인에 선행 및 후행하는 라인들에 대한 인쇄 데이터가 도시된다.

흑색 헤드 내의 제N 노즐이 예컨대 비토출 노즐로 감지되면, 흑색 헤드 내의 제N 노즐에 대한 인쇄 신호는 꺼진다(비토출). 또한, 비토출 제N 노즐에 대응하는 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드(21-2)의 노즐에 대한 인쇄 신호와, 비토출 노즐에 선행하고 후속하는 인쇄 성능 잉크 인쇄 헤드의 노즐에 대한 인쇄 신호는 꺼진다(비토출).

도10a는 비토출 노즐이 있을 때, 2-패스 인쇄에서 제1 패스에 대한 인쇄 데이터를 나타낸다. 도10b는 비토출 노즐 라인이 형성된 제2 패스에 대한 인쇄 데이터를 나타낸다. 도10c는 필요한 수정이 된 후에 제1 패스에 대한 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 나타내고, 비토출 노즐에 대응하는 라인과 상기 라인의 직전 직후의 라인에 대한 인쇄 데이터가 삭제되었음을 알 수 있다. 도10d는 수정 과정 후에 제2 패스에 대한 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 나타내고, 비토출 노즐에 대응하는 라인과 상기 라인의 직전 직후의 라인에 대한 인쇄 데이터가 삭제되었음을 알 수 있다.

즉, 2-패스 인쇄에서, 제1 패스에서 비토출 노즐에 의해 생성된 이미지에서 블랭크 라인(blank line)이 그 블랭크 라인을 보완하는 다른 노즐에 의해 제2 패스에서 인쇄된다 하더라도, 제2 패스에서 상기 블랭크 라인을 지나는 노즐이 또한 비토출 노즐이라면, 이미지에서 상기 블랭크 라인을 삭제하기 어렵다. 따라서, 멀티패스 인쇄에서도, 도10a 내지 도10d에 도시된 바와 같이, 인쇄 성능 개선 잉크는 비토출 노즐 라인에 대응하는 라인과 그 라인의 직전의 라인과 직후의 라인 상에는 토출되지 않는다.

멀티패스 인쇄에서, 컬러 도트와 대응 인쇄 성능 개선 잉크 도트 사이의 정착 시간의 차이가 증가함에 따라, 명확히 한정된 도트를 형성하는 것이 어렵게 되었다. 따라서, 동일한 인쇄된 도트 또는 픽셀에 대해, 컬러 도트 및 인쇄 성능 개선 잉크 도트는 동일한 패스로 토출된다.

전술한 제1 실시예에서, 컬러 잉크 도트 및 인쇄 성능 개선 잉크 도트는 위치 및 인쇄 데이터가 일치하도록 제작되었다. 또한, 요구하는 바에 따라, 인쇄 성능 개선 잉크를 소정의 농도로 균일하게 인쇄하거나 컬러 잉크의 인쇄 데이터 상에서 적절한 처리를 수행하고 인쇄 성능 개선 잉크의 인쇄 데이터를 증가 또는 감소시키는 것이 가능하다. 인쇄 성능을 개선하기 위해 컬러 도트에 가능한한 근접하게 인쇄 성능 개선 잉크를 인쇄하는 것이 필요하다. 어느 경우에 있어서나, 인쇄 성능 개선 잉크는 비토출/불량 노즐의 스캔 라인에 대응하는 라인과 상기 라인의 직전 및 직후의 스캔 라인에 대응하는 라인 상에는 토출되지 않는다. 이것은 비토출/불량 노즐 라인 근방의 잉크 도트가 번지도록 하여, 블랭크 라인을 식별 불가능하게 한다.

(제2 실시예)

다음으로, 본 발명의 제2 실시예가 도11a, 도11b 및 도12a 내지 도12n을 참조하여 기술된다.

제2 실시예에서, 각 잉크 액적을 600dpi의 해상도로 8.5±0.5 pl 로 토출하는 인쇄 헤드(21)가 사용된다.

안료를 함유하는 컬러 잉크의 조성과 인쇄 성능 개선 잉크의 조성은 다음과 같다.

(옐로우 잉크)

- 글리세린(Glycerine) 5.0 중량％

- 티오디글리콜(Thiodiglycol) 5.0 중량％

- 요소(Urea) 5.0 중량％

- 이소프로필 알콜(Isopropyl alcohol) 4.0 중량％

- 다이스터프, 씨. 아이. 다이렉트 옐로우 142 2.0 중량％

(Dystuff, C. I. Direct Yellow 142)

- 수분(Water) 79.0 중량％

(마젠타 잉크)

- 글리세린(Glycerine) 5.0 중량％

- 티오디글리콜(Thiodiglycol) 5.0 중량％

- 요소(Urea) 5.0 중량％

- 이소프로필 알콜(Isopropyl alcohol) 4.0 중량％

- 다이스터프, 씨. 아이. 엑시드 레드 289 2.5 중량％

(Dystuff, C. I. Acid Red 289)

- 수분(Water) 78.5 중량％

(시안 잉크)

- 글리세린(Glycerine) 5.0 중량％

- 티오디글리콜(Thiodiglycol) 5.0 중량％

- 요소(Urea) 5.0 중량％

- 이소프로필 알콜(Isopropyl alcohol) 4.0 중량％

- 다이스터프, 이. 아이. 다이렉트 블루 199 2.5 중량％

(Dystuff, C. I. Direct Blue 199)

- 수분(Water) 78.5 중량％

(흑색 잉크)

- 글리세린(Glycerine) 5.0 중량％

- 티오디글리콜(Thiodiglycol) 5.0 중량％

- 요소(Urea) 5.0 중량％

- 이소프로필 알콜(Isopropyl alcohol) 4.0 중량％

- 다이스터프, 후드 블랙 2 3.0 중량％

(Dystuff, Food Black 2)

- 수분(Water) 78.0 중량％

(인쇄 성능 개선 잉크)

- 폴리아릴라민 하이드로클로라이드 5.0 중량％

(Polyarylamine hydrochloride)

- 벤잘코니엄 클로라이드 1.0 중량％

(Benzalkonium chloride)

- 디에틸렌 글리콜 10.0 중량％

(Diethylene glycol)

- 수분(Water) 83.9 중량％

사용된 인쇄 매체는 전자사진 및 잉크 제트 인쇄용 PB-종이(캐논)이다.

제2 실시예에서, 인쇄 성능 개선 잉크의 도트 메트릭스는 도11a 및 도11b에서 도시된 바와 같이, 대응 컬러 잉크의 도트 메트릭스로부터 1/k 화소(예컨대, 1/4 화소 또는 1/2 화소) 전환되어 인쇄된다. 도11a 및 도11b의 경우에는, 인쇄 성능 개선 잉크의 도트는 컬러 잉크의 대응 도트로부터 1/4 화소만큼 화면에서 우하향으로 벗어나서 인쇄된다. 이것은 카트리지에 장착할 때 컬러 인쇄 헤드 및 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드를 소정의 거리로 상호 이격 이동하여 쉽게 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 인쇄 성능 개선 잉크의 도트 위치가 컬러 잉크의 대응하는 도트 위치로부터 이동하면서, 컬러 도트가 비토출 노즐의 도트 위치로 확산 또는 확장되는 것이 가능하다.

제2 실시예에서 도6의 처리 단계(103, 104)를 도12a 내지 도12n을 참조하여 보다 구체적으로 기술하기로 한다.

도12a는 수정되기 전의 디지털화된 이미지 데이터를 개략적으로 도시하는데, 상기 이미지 데이터는 32개의 노즐(잉크 토출 포트)을 갖는 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드에 의해 인쇄되고, 주 스캔 방향에서 32 도트(화소)의 6개 열(제M 내지 제M+5 열)에 이른다. 검은 화소는 이미지 데이터 도트 "1"을 나타내고, 빈 화소는 이미지 데이터 도트 "0"을 나타낸다.

도12b는 32개의 노즐을 갖는 컬러 인쇄 헤드에 의해 인쇄될 디지털화된 이미지 데이터를 개략적으로 도시하는데, 상기 이미지 데이터는 주 스캔 방향에서 32 도트의 6개 열(제M 내지 제M+5 열)에 이른다. 이러한 경우에, 컬러 인쇄 헤드와 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드는 동일한 이미지 데이터(노즐 구동 데이터)가 주어지는 것으로 생각된다.

도12b에 도시된 바와 같이, 컬러 인쇄 헤드의 제N 노즐(이경우에 N=16)은 비토출 노즐이라고 가정한다.

도12c, 도12e, 도12g, 도12i, 도12k 및 도12m에 도시된 바와 같이, 컬러 인쇄 헤드의 제N 노즐(이경우에 N=16)이 비토출 노즐이므로, 대응 화소에서 본래의 이미지 데이터가 "0" 또는 "1"에 관계 없이 제M 내지 제M+5 열 범위의 컬러 인쇄 헤드로 주어지는 이미지 데이터는 제N 노즐 인쇄 데이터를 설정하기 위해 "0"(비토출)으로 수정된다.

제M 열에서 제M+5 열까지의 범위를 갖는 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드에 주어진 이미지 데이터에 대해, 제N-1, 제N 및 제N+1 노즐 인쇄 데이터는 대응 픽셀에서 원래 이미지 데이터는 "0" 또는 "1"인지에 관계없이 "0"으로 보정된다.(도12d, 도12f, 도12h, 도12j, 도12l, 도12n 참조)

즉, 컬러 인쇄 헤드에 제M 열 이미지 데이터에서, 도12c에 도시된 바와 같이, 제N-1 및 제N+1 노즐을 위한 이미지 데이터는 없다. 그러므로, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드(21-2)에 제M 열 이미지 데이터에서 제N-1 및 제N+1 노즐을 위한 인쇄 데이터는 도12d에 도시된 바와 같이 바뀌지 않고 "0"으로 남아있다. 비록 제N 노즐을 위한 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 데이터는 "1"이지만, 이는 "0"으로 바뀐다.

다음으로, 컬러 인쇄 헤드에 제M+1 열 이미지 데이터에서, 도12e에 도시된 바와 같이, 제N-1, 제N 및 제N+1 노즐을 위한 이미지 데이터는 없다. 그러므로, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드(21-2)에 제M+1 열 이미지 데이터에서 제N-1, 제N 및 제N+1 노즐을 위한 인쇄 데이터는 도12f에 도시된 바와 같이 바뀌지 않고 "0"으로 남아있다.

컬러 인쇄 헤드에 제M+2 열 이미지 데이터에서, 도12g에 도시된 바와 같이, 제N-1 및 제N 노즐을 위한 이미지 데이터가 있다. 그러므로, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드(21-2)에 제M+2 열 이미지 데이터에서 제N-1 및 제N 노즐을 위한 인쇄 데이터는 도12h에 도시된 바와 같이 "0"으로 바뀐다.

다음으로, 컬러 인쇄 헤드에 제M+3 열 이미지 데이터에서, 도12i에 도시된 바와 같이, 제N+1 노즐을 위한 이미지 데이터가 있다. 그러므로, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드(21-2)에 제M+3 열 이미지 데이터에서 제N+1 노즐을 위한 인쇄 데이터는 도12j에 도시된 바와 같이 "0"으로 바뀐다. 제N-1 및 제N 노즐을 위한 인쇄 데이터는 바뀌지 않고 "0"으로 남아있다.

다음으로, 컬러 인쇄 헤드에 제M+4 열 이미지 데이터에서, 도12k에 도시된 바와 같이, 제N-1 노즐을 위한 이미지 데이터가 있다. 그러므로, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드(21-2)에 제M+4 열 이미지 데이터에서 제N-1 노즐을 위한 인쇄 데이터는 도12j에 도시된 바와 같이 "0"으로 바뀐다. 제N 및 제N+1 노즐을 위한 인쇄 데이터는 바뀌지 않고 "0"으로 남아있다.

다음으로, 컬러 인쇄 헤드에 제M+5 열 이미지 데이터에서, 도12m에 도시된 바와 같이, 제N-1, 제N 및 제N+1 노즐을 위한 이미지 데이터가 있다. 그러므로, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드(21-2)에 제M+5 열 이미지 데이터에서 제N-1, 제N 및 제N+1 노즐을 위한 인쇄 데이터는 도12n에 도시된 바와 같이 "0"으로 바뀐다.

이런 식으로, 유사한 과정이 컬러 잉크와 인쇄 성능 개선 잉크로 도트를 인쇄함에 의해서 전체 이미지 데이터를 위해 실행된다.

도11b는 컬러 인쇄 헤드의 제N 노즐이 잉크를 토출하는 데 실패할 때 제2 실시예에서 보정된 후 컬러 도트 잉크 인쇄 데이터 및 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 데이터에 따라 인쇄된 도트를 도시한다.

이 도면에서 볼 수 있는 것과 같이, 컬러 잉크 도트는 토출 실패가 일어난라인 상에서는 형성되지 않는다. 또한, 인쇄 성능 개선 잉크 도트는 토출 실패가 일어난 라인과 바로 앞 및 뒤 라인 상에는 형성되지 않는다는 것을 알 수 있다.

(제3 실시예)

다음으로, 본 발명의 제3 실시예가 도13a, 도13b 및 도14a 내지 도14l을 참조하여 설명될 것이다.

앞의 제2 실시예에서는 인쇄 성능 개선 잉크는 비정상 노즐 라인 및 비정상 노즐 라인의 바로 앞 및 뒤의 하나씩, 두 개의 인접 라인 상에는 토출되지 않는다. 제3 실시예에서는, 인쇄 성능 개선 잉크는 비정상 노즐 라인 및 비정상 노즐 라인의 바로 앞 및 뒤의 두 개씩, 전체 4개의 인접 라인 상에는 토출되지 않는다.

이 실시예에서는 인쇄 헤드(21)는 제2 실시예에서와 같이 600 dpi의 해상도에서 각각 8.5 ±0.5 pl인 잉크 액적을 토출하는 데 사용된다. 인쇄 매체 및 인쇄 성능 개선 잉크 및 컬러 잉크 함유 착색제의 구성은 제2 실시에의 구성과 유사하다.

도13a 및 도13b에 도시된 바와 같이, 인쇄 성능 개선 잉크 도트는 제2 실시예에서와 같이, 대응 컬러 잉크 (흑색 잉크)에서 1/4 픽셀만큼 오른쪽 아래로 벗어나서 인쇄된다. 이 실시예에서도 역시 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드를 위한 노즐 구동 데이터는 흑색 인쇄 헤드를 위한 노즐 구동 데이터에 따라 생성된다.

이 경우, 역시 컬러 인쇄 헤드(흑색 헤드)의 제N 노즐(이 경우 N=16)은 실패 노즐로 간주된다.

컬러 인쇄 헤드의 제N 노즐(이 경우 N=16)은 비토출 노즐이기 때문에, 제M열에서 제M+5 범위를 갖는 잉크 인쇄 헤드에 주어진 이미지 데이터는 도14a, 도14c, 도14e, 도14g, 도14i 및 도14k에 도시된 바와 같이, 대응 픽셀에서 원래 이미지 데이터의 값에 관계없이 제N 노즐 인쇄 데이터를 "0"으로 설정하도록 보정된다.

제M 열에서 제M+5 열까지의 범위를 갖는 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드에 주어진 이미지 데이터에 대해, (N-2)번째, 제N-1, 제N, 제N+1 및 제N+2 노즐 인쇄 데이터는 대응 픽셀에서 원래 이미지 데이터가 "0" 또는 "1"인지에 관계없이 "0"으로 보정된다.(도14b, 도14d, 도14f, 도14h, 도14j, 도14l 참조)

즉, 컬러 인쇄 헤드에 제M 열 이미지 데이터에서, 도14a에 도시된 바와 같이, (N-2)번째 및 제N+2 노즐을 위한 이미지 데이터가 있다. 그러므로, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드에 제M 열 이미지 데이터에서 (N-2)번째 및 제N+2 노즐을 위한 인쇄 데이터는 도14b에 도시된 바와 같이 "0"으로 바뀐다. 제N-1 및 제N+1 노즐을 위한 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 데이터는 바뀌지 않고 "0"으로 남는다. 제N 노즐은 "0"으로 설정된다.

다음으로, 컬러 인쇄 헤드에 제M+1 열 이미지 데이터에서, 도14c에 도시된 바와 같이, (N-2)번째 및 제N+2 노즐을 위한 이미지 데이터는 없다. 그러므로, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드에 제M+1 열 이미지 데이터에서 (N-2)번째 내지 제N+2 노즐을 위한 인쇄 데이터는 도14d에 도시된 바와 같이 바뀌지 않고 "0"으로 남아있다.

다음으로, 컬러 인쇄 헤드에 제M+2 열 이미지 데이터에서, 도14e에 도시된바와 같이, (N-2)번째 및 제N-1 노즐을 위한 이미지 데이터는 있고 제N+1 및 제N+2 노즐에 대한 이미지 데이터는 없다. 그러므로, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드에 제M+2 열 이미지 데이터에서 (N-2)번째 및 제N-1 노즐을 위한 인쇄 데이터는 도14f에 도시된 바와 같이 "0"으로 바뀌고, 제N+1 및 제N+2 노즐은 "0"에서 바뀌지 않는다. 제N 노즐을 위한 인쇄 데이터는 "0"으로 설정된다.

다음으로, 컬러 인쇄 헤드에 있어서 제M+3 열 데이터 내에는, 도14g에 도시된 바와 같이, 제N+1 노즐에 대한 이미지 데이터가 있고 제N-2, 제N-1 및 제N+2 노즐에 대한 이미지 데이터는 없다. 그러므로, 도14h에 도시된 바와 같이, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드에 있어서 제M+3 열 이미지 데이터에는, 제N+1 노출에 대한 인쇄 데이터는 "0"으로 고쳐지고 제N-2, 제N-1 및 제N+2 노즐에 대한 인쇄 데이터는 "0"에서 변하지 않고 남아있다. 제N 노즐에 대한 인쇄 데이터는 "0"으로 설정된다.

다음으로, 컬러 인쇄 헤드에 있어서 제M+4 열 데이터 내에는, 도14i에 도시된 바와 같이, 제N-1 및 제N+2 노즐에 대한 이미지 데이터가 있고 제N-2 및 제N+1노즐에 대한 이미지 데이터는 없다. 그러므로, 도14j에 도시된 바와 같이, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드에 있어서 제M+4 열 이미지 데이터에는, 제N-1 및 제N+2 노출에 대한 인쇄 데이터는 "0"으로 고쳐지고 제N-2 및 제N+1 노즐에 대한 인쇄 데이터는 "0"에서 변하지 않고 남아있다. 제N 노즐에 대한 인쇄 데이터는 "0"으로 설정된다.

다음으로, 컬러 인쇄 헤드에 있어서 제M+5 열 데이터 내에는, 도14k에 도시된 바와 같이, 제N-1 및 제N+1 노즐에 대한 이미지 데이터가 있고 제N-2 및 제N+2노즐에 대한 이미지 데이터는 없다. 그러므로, 도14l에 도시된 바와 같이, 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 헤드에 있어서 제M+5 열 이미지 데이터에는, 제N-1 및 제N+1 노출에 대한 인쇄 데이터는 "0"으로 고쳐지고 제N-2 및 제N+2 노즐에 대한 인쇄 데이터는 "0"에서 변하지 않고 남아있다. 제N 노즐에 대한 인쇄 데이터는 "0"으로 설정된다.

이러한 방식으로, 유사한 처리가 컬러 잉크 및 인쇄 성능 개선 잉크를 갖는 도트들을 인쇄함으로써 전체 이미지 데이터에 대하여 수행되기를 계속한다.

도13b는 컬러 인쇄 헤드(흑색 헤드) 내의 제N 노즐이 잉크를 토출하는데 실패할 때 제3 실시예에서 고쳐진 다음 컬러 도트 인쇄 데이터 및 인쇄 성능 개선 잉크 인쇄 데이터에 따라 인쇄된 도트를 도시한다.

이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 컬러 잉크 도트는 토출 실패가 발생된 라인 상에서는 형성되지 않는다. 인쇄 성능 개선 잉크 도트는 토출 실패가 발생된 라인과, 전체 4 개의 라인, 즉 각각 두 개의 그 라인 바로 앞과 그 라인에 이어지는 라인 상에 형성되지 않는다는 것도 알 수 있다.

(제4 실시예)

제2 및 제3 실시예에 따른 기술은 세 종류의 인쇄 매체를 사용하여 평가된다. 검은 라인이 뚜렷하지 않은 정도는 세가지 수준인, 우수, 양호 및 보통으로 평가된다.

PB-페이퍼를 사용하는 제2 실시예의 기술 : 양호

PB-페이퍼를 사용하는 제3 실시예의 기술 : 우수

HR-101을 사용하는 제2 실시예의 기술 : 양호

HR-101을 사용하는 제3 실시예의 기술 : 양호

GP-101을 사용하는 제2 실시예의 기술 : 보통

GP-101을 사용하는 제3 실시예의 기술 : 양호

인쇄 매체의 종류에 따라서, 인쇄 성능 개선 잉크가 적용되지 않은 라인의 수와 같은, 인쇄 성능 개선 잉크의 적용 모드를 바꾸는 것은 구체적인 인쇄 매체 상의 검은 라인의 형성을 최적으로 방지할 수 있다는 것을 위의 결과로부터 알 수 있다.

다른 실험이, 인쇄 성능 개선 잉크가 인쇄된 후, 손상된 노즐을 갖춘 컬러 인쇄 헤드가 다른 스캐닝 중 인쇄를 수행하는 데에서도 수행되었다. 인쇄 성능 개선 잉크와 컬러 인쇄 사이의 인쇄 매체 상의 도트 정착 시간의 차이는 2초였다. 이 경우에, 앞서의 실시예들에서 발생된 이로운 효과는 발견되지 않고, 검은 라인으로 인한 이미지 화질의 감소에 있어서 아무런 개선도 만들어지지 않는다.

본 발명에서, 인쇄 성능 개선 잉크는 무색 선명 또는 컬러일 수도 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 컬러 도트 및 인쇄 성능 개선 잉크 도트가 서로 접촉할 때, 착색제는 순간적으로 인쇄 매체 상에서 응고된다. 그러므로, 원하는 효과는 컬러 도트 및 인접하는 인쇄 성능 개선 잉크 도트가 충분히 긴 간격으로 떨어져 인쇄될 때 기대될 수 없다. 그러므로 컬러 도트 및 인쇄 성능 개선 잉크 도트 중 하나가 인쇄 매체 내에 충분히 흡수되기 전에 서로 접촉되게 되는 것이 바람직하다.

또한, 컬러 도트 및 인쇄 성능 개선 잉크 도트는 인쇄 매체 상에서 서로 실제적으로 혼합되는 것이 바람직한 것으로 여겨지기 때문에, 그들의 정착 시간 사이의 간격은 더 짧아지는 것이 바람직하다. 인쇄 순서에 대해서는, 인쇄 성능 개선 잉크가 먼저 인쇄된 후 컬러 잉크가 인쇄되거나 또는 그 반대일 수도 있다. 양 경우에 있어서, 이들 두 잉크 사이의 정착 간격은 컬러 잉크 또는 인쇄 성능 개선 잉크가 마르지 않는 동안 인쇄 매체 상에 원하는 위치에 두 잉크 중 하나가 정착되는 것만이 필요하다. 컬러 잉크는 어떠한 원하는 컬러일 수도 있다. 대안으로서는, 본 발명은 하나의 구체적인 컬러 잉크에만 적용될 수도 있다. 본 발명에서, 위에서 설명된 잉크에 대하여 가장 효과적인 시스템은 위에서 설명된 막 비등 방법을 실행하는 것이다.

상기 실시예에서 계단식 인쇄 패턴이 인쇄 매체 상에 실제 인쇄되고 비토출 또는 불량 노즐을 탐지하기 위해 확인되는 구조를 설명하였지만, 본 발명은 다른 탐지 기술을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 비정상 노즐을 탐지하기 위한 구조가 제공되지 않을 때 비정상 노즐을 식별하는 목적을 달성할 수 있다. 예로써, 불량 노즐 또는 손상된 노즐은 사용자가 시각적으로 확인한 결과를 인쇄 장치에 직접 연결되거나 또는 호스트 장치의 드라이버를 통해 연결된 인쇄 장치 안으로 입력함으로써 식별될 수 있다. 인쇄 헤드 상에 설치된 메모리와 같은 저장 수단을 갖는 구조에서, 각각의 노즐에 및 손상된/불량 노즐에 대한 정보는 인쇄 장치가 손상된/불량 노즐을 식별하도록 이러한 정보를 판독할 수 있게 저장 수단 내에 저장될 수 있다. 이러한 정보가 인쇄 헤드 내의 저장 수단에 저장되는 순간, 선적시의 저장수단에 저장된 초기 상태에 대한 정보는 사용자가 사용하는 히스토리에 따라 갱신될 수 있다.

잉크 제트 인쇄 시스템에서, 본 발명은 인쇄 헤드와, 잉크를 방출하기 위한 열에너지를 발생시키기 위한 수단(예로써, 전열 변환기 및 레이저 비임)을 갖고 발생된 열 에너지에 의해 잉크 내의 상태를 변화시키는 형태의 인쇄 장치에 적용될 때 매우 효과적이다. 이러한 형태의 인쇄 헤드 및 인쇄 장치는 본 발명에 인가될 때 보다 높은 농도 및 보다 높은 선명도를 달성할 수 있다.

이러한 형태의 잉크 제트 인쇄 시스템의 대표적 및 바람직한 구조 및 작동 원리는 미국 특허 제4,723,129호 및 제4,740,796호에서 발견할 수 있다. 이러한 형태의 인쇄 시스템은 소위 주문 인쇄(on-demand printing)와 연속 인쇄 모두에 적용할 수 있다. 주문 인쇄가 특히 다음의 이유로 해서 유리하다. 각각의 종이 또는 유로 유지 유체(잉크)에 장착된 전열 변환기는 인쇄 데이터에 상응하는 적어도 하나의 구동 신호에 인가되고 전열 변환기 내에 열 에너지를 발생시키기 위해 응집 비등점을 초과하여 급격히 온도를 상승시켜 차례로 인쇄 헤드 내의 가열 작동 표면 상에 막을 비등시킨다. 결국, 기포는 구동 신호에 상응하게 일대일로 각각의 유로 내의 유체(잉크) 내에 형성될 수 있다. 이러한 기포의 성장 및 수축은 적어도 하나의 플라잉 액적을 형성하도록 노즐 개구를 통해 유체(잉크)를 방출한다. 구동 신호는 바람직하게는 펄스 형상으로 형성된다. 펄스 구동 신호에 따라, 기포는 즉시 성장 및 수축될 수 있고, 매우 훌륭한 반응성을 갖는 유체(잉크) 방출을 실현할 수 있다. 바람직한 펄스 구동 신호의 예는 미국 특허 제4,463,359호 및제4,345,262호에 기재된 것들을 포함한다. 또한, 가열 작동면 상에서 상승되는 온도의 비율과 관련된 미국 특허 제4,313,124호에 기재된 조건을 적용시킴으로써 개선될 수 있다.

본 발명이 적용될 수 있는 인쇄 헤드의 구조는 유체 방출 포트, 유로 및 전열 변환기가 일체로 조합된 것으로 상기 인용된 명세서에 개시된 것과 가열 작동 포트가 만곡 영역에서 장착된 것으로 미국 특허 제4,558,333호 및 제4,459,600호에 개시된 것을 포함한다. 본 발명은 개별적인 전열 변환기의 방출 포트를 형성하는 다수의 전열 변환기에 통상의 슬릿이 형성된 일본 특개평 제59-123670호에 개시된 구조와, 열 에너지의 압력파를 흡수하기 위한 개구가 각각의 방출 포트에 형성된 일본 특개평 제59-138461호에 개시된 구조에 효과적으로 적용시킬 수 있다. 즉, 인쇄 헤드의 형태가 어떠하든 간에, 본 발명은 신뢰할 수 있고 효과적인 인쇄를 수행한다.

또한, 본 발명은 인쇄 매체의 최대 인쇄 가능한 폭과 매칭하는 길이를 갖는 최대 라인 형태 인쇄 헤드에 효과적으로 적용될 수 있다. 이러한 인쇄 헤드는 상기 최대 길이가 다수의 인쇄 헤드의 조합 또는 단일 일체형으로 형성된 인쇄 헤드에 의해 제공될 수 있는 구조를 가질 수 있다.

상기 설명한 일련의 형태에서, 본 발명은 인쇄 헤드가 인쇄 장치에 고정된 구조, 인쇄 헤드가 인쇄 장치에 장착될 때 상기 장치와 전기 접속을 설정하여 상기 장치로부터 잉크를 수용할 수 있는 대체 가능한 칩 형태인 구조 또는 인쇄 헤드가 일체식으로 형성된 잉크 탱크를 갖는 카트리지 형태인 구조에 유리하게 적용시킬수 있다.

본 발명의 인쇄 장치에 인쇄 헤드 방출 수행 회수 수단, 예비적인 보조 수단 등을 부가하는 것은 본 발명의 유익한 효과를 안정화시키는 데 도움이 되기 때문에 바람직하다. 이러한 인쇄 헤드용 부가적인 보조 수단의 예에는 캐핑(capping) 수단, 세척 수단, 압박 또는 흡입 수단, 전열 변환기 또는 분리식 가열 소자 또는 이들의 조합을 사용하는 예비적인 가열 수단과, 인쇄보다는 다른 목적을 위해 잉크를 방출시키기 위한 예비 방출 수단을 포함한다.

인쇄 장치 상에 장착된 인쇄 헤드의 종류 및 개수에 관한 한, 단지 하나의 인쇄 헤드가 단일 컬러 잉크를 위해 구비될 수 있거나 또는 다수의 인쇄 헤드가 상이한 컬러 및 상이한 밀도인 다수의 잉크용으로 사용될 수 있다. 즉, 본 발명은 상이한 인쇄 모드 중 적어도 하나를 갖고, 인쇄 헤드가 단일 일체형 헤드로 형성되든 또는 다중 헤드의 조합으로 형성되든 간에 흑색 잉크를 사용하는 흑백 인쇄 모드, 주류의 컬러, 상이한 컬러를 사용하는 다수의 컬러 인쇄 모드와 컬러를 혼합하여 사용하는 완전한 컬러 인쇄 모드를 포함하는 인쇄 장치에 효과적으로 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 잉크 제트 인쇄 장치는 컴퓨터, 판독기와 조합된 복사기 및 변환 및 수신 기능을 갖춘 팩시밀리와 같은 정보 처리 기구용 화상 출력 단자에 사용될 수 있다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였고, 이 기술 분야의 숙련자는 상기 설명으로부터 본 발명의 기술 사상 내에서 변경 및 수정이 가능하다는것을 명백히 알 수 있으므로, 본 명세서에 첨부되는 청구항은 이 기술 사상 내의 모든 변경 및 수정을 커버할 수 있다.

본 발명은 비정상(비토출 또는 불량) 노즐이 있을 때에도 블랭크 라인을 포함하는 어떠한 이미지 화질 저하없이 간단한 처리로 부드러운 그라데이션(smooth gradation)을 갖는 이미지를 인쇄할 수 있는 잉크 제트 인쇄 방법 및 장치를 제공한다.

Claims

복수의 잉크 토출 포트들이 배열된 컬러 잉크 프린트 헤드와 복수의 잉크 토출 포트들이 배열된 인쇄 성능 개선 잉크 프린트 헤드를 사용하고, 컬러 잉크 프린트 헤드로부터의 컬러 잉크와 인쇄 성능 개선 잉크 프린트 헤드로부터의 인쇄 성능 개선 잉크를 기록 매체상에 토출함으로써, 입력 이미지 데이터에 따라 인쇄 매체에 이미지를 형성하는 잉크 제트 인쇄 방법으로서,

인쇄 매체에 이미지를 형성할 때 인쇄 성능 개선 잉크가 불량 토출 상태를 갖는 것으로 판정된 컬러 잉크 프린트 헤드의 복수의 잉크 토출 포트들 중에 비정상 잉크 토출 포트에 대응하는 도트 위치와 비정상 잉크 토출 포트에 대응하는 도트 위치의 부근에 도포되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 인쇄 성능 개선 잉크는 비정상 잉크 토출 포트에 대응하는 인쇄 라인과 비정상 잉크 토출 포트에 대응하는 인쇄 라인의 전후에 각각 인접한 적어도 하나의 라인에 도포되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 인쇄 성능 개선 잉크가 도포되지 않은 라인들의 수는 인쇄 매체의 종류에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 입력 이미지 데이터에 따라 이미지를 형성하기 전에, 불량토출 상태를 갖는 복수의 잉크 토출 포트들 중의 잉크 토출 포트가 판정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 비정상 잉크 토출 포트는 인쇄 매체 상에 소정의 인쇄 패턴을 형성하도록 인쇄 매체 상에 컬러 잉크 프린트 헤드의 개별의 잉크 토출 포트들로부터 잉크를 토출하여 인쇄된 인쇄 패턴을 판독함으로써 판정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 인쇄 헤드들은 기포를 형성하고 형성된 기포에 의해 잉크를 토출하도록 잉크에 열을 가하는 것을 특징으로 하는 방법.
컬러 잉크를 토출하도록 복수의 잉크 토출 포트들이 배열된 컬러 잉크 인쇄 헤드와 인쇄 성능 개선 잉크를 토출하도록 복수의 잉크 토출 포트들이 배열된 인쇄 성능 개선 잉크 프린트 헤드를 구비하고, 컬러 잉크와 인쇄 성능 개선 잉크가 입력 이미지 데이터에 따라 인쇄 매체상에 이미지를 형성하도록 인쇄 매체상에 토출되는 잉크 제트 인쇄 장치로서,

상기 컬러 잉크 프린트 헤드의 복수의 잉크 토출 포트들 중에서 불량 토출 상태를 갖는 것으로 판정된 비정상 잉크 토출 포트를 식별하는 수단과,

식별된 비정상 잉크 토출 포트에 대응하는 도트 위치와 비정상 잉크 토출 포트에 대응하는 도트 위치의 부근에 인쇄 성능 개선 잉크를 도포하지 않도록 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 제어 수단은 식별된 비정상 잉크 토출 포트에 대응하는 인쇄 라인과 비정상 잉크 토출 포트에 대응하는 인쇄 라인의 전후에 각각 인접한 적어도 하나의 라인에 인쇄 성능 개선 잉크를 도포하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서, 제어 수단은 인쇄 성능 개선 잉크가 도포되지 않은 라인들의 수를 인쇄 매체의 종류에 따라 변경시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 인쇄 매체 상에 소정의 인쇄 패턴을 형성하도록 인쇄 매체 상에 컬러 잉크 프린트 헤드의 잉크 토출 포트들로부터 잉크를 토출하고 인쇄된 인쇄 패턴을 판독함으로써 비정상 잉크 포트를 판정하는 결정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 프린트 헤드들은 기포를 형성하고 형성된 기포에 의해 잉크를 토출하도록 잉크에 열을 가하는 것을 특징으로 하는 장치.