JP2000037866A

JP2000037866A - プリントヘッドにおける誤動作及び不動作のインクノズルを補償するインクジェットプリンタ及び方法

Info

Publication number: JP2000037866A
Application number: JP11192729A
Authority: JP
Inventors: Xin Wen; ウェンシン; Lam Jacqueline Ewell; ジャクリーヌイーウェルラム; Douglas W Couwenhoven; ダブリュコーウェンホーベンダグラス; Edward A Hauschild; エイハウスチャイルドエドワード
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1998-07-21
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2000-02-08
Also published as: US20020008723A1; EP0974467A1

Abstract

(57)【要約】【課題】プリントヘッドにおける不動作状態のノズル
を補償するプリンタ及び方法を提供する。【解決手段】プリンタ１０は、プリントヘッド４０
と、該プリントヘッドに形成された複数のノズル５０
と、を備える。該ノズルの少なくとも一つは不動作であ
る可能性があり、該ノズルの少なくとも他の一つは動作
している。検出システム３２５が該ノズルに接続されて
いて、該不動作のノズルを検出する。コンピュータ９０
が該検出システムに接続されていて、該不動作のノズル
のプリント機能を動作しているノズルに再割当てし、幾
つかのノズルが不動作であっても、適切な出力イメージ
が印刷される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはインク
ジェットプリンタ装置及び方法に関し、より具体的に
は、プリントヘッドにおいて、正しく動作しない或いは
不動作のインクノズルの動作を補償して、幾つかのイン
クノズルが正しく動作しなかったり不動作であっても、
高品質なイメージを印刷できるインクジェットプリンタ
及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタで被印刷物の上
にイメージを生成する際には、インクの小滴を被印刷物
の上に、イメージ全体に渡って射出する。白紙の上に印
刷できるという能力に加えて、インパクトがない、騒音
が小さい、使用エネルギーが小さい、動作コストが低い
といった利点によって、インクジェットプリンタは市場
で広く受け入れられている。

【０００３】インクジェットプリンタで高品質の印刷を
行うためには、プリンタのプリントヘッドにおけるイン
クノズルから、インク小滴を繰り返し射出する必要があ
る。しかし、これらのインクノズルのうちの幾つかが、
正しく動作しないことがある。すなわち、あるインクノ
ズルからは、実際にインク小滴が射出されているもの
の、所望の軌跡から外れてインク小滴が射出されて、そ
の結果として、印刷されたイメージに欠陥（アーティフ
ァクト；ａｒｔｉｆａｃｔｓ）を生じさせることがあ
る。また、あるインクノズルから射出されるインク小滴
の容積が、所望の容積の値に比べて、少なすぎる或いは
多すぎることがある。加えて、あるインクノズルから
は、インク小滴が望ましくない速度で射出されることが
ある。更に、インク小滴を全く射出しないインクノズル
も存在し得る。そのような正しく動作しないノズルが存
在すると、望ましくないラインや欠陥が印刷されたイメ
ージに現れて、その結果として、イメージの質が低下す
る。また、ノズルの故障が生じると、印刷されたイメー
ジに、プリントノズルの移動方向に沿って、印刷されな
いラインが現れて、イメージの質を大きく低下させる。

【０００４】ノズルの不正確な動作や不動作は、例え
ば、ノズルの中のインク流体における固体粒子の凝結に
より、インクノズルが詰まることによって発生すること
がある。ノズルの不正確な動作や不動作は、また、イン
クの中に偶然に外部の粒子が紛れ込んだり、インクノズ
ルに取り付けられたノズルプレートに不完全なノズル孔
が偶然に存在したりすることによっても、発生すること
がある。ノズルの不正確な動作や不動作の更に他の理由
としては、要求に応じてインク小滴を駆動することがで
きないと言う点も考えられ得る。すなわち、インク小滴
を射出するためにノズルを駆動する電子駆動回路の故障
のために、インクノズルが、望まれるようにインク小滴
を射出し損なうこともある。更に、電子駆動回路の故障
によるインクノズルの不正確な動作は、所望の容積及び
／或いは所望の速度を有さないインク小滴を生成して、
これが、イメージの欠陥をもたらす。また、そのような
ノズルの不正確な動作が、間欠的にしか発生しないこと
もある。すなわち、そのような正しく動作しないノズル
は、あるときには所望の動作を行い、その後にある期間
だけ不正確な動作を行って、またノズルの所望の動作に
復帰することがある。更に、サーマルインクジェットプ
リントヘッドの場合には、インク小滴を射出するために
ノズル中のインクに熱を伝達する抵抗ヒータ素子が、オ
ン・オフ加熱デューティサイクルの繰り返しによって劣
化することもある。そのようなヒータ素子の劣化は、駆
動時に所望の熱量を供給する能力を損ねる。例えば、劣
化したヒータ素子からインクに与えられる熱量が所望の
熱量よりも少ない場合には、対応するインクノズルから
インク小滴が射出されないことがある。従って、そのよ
うな正しく動作しない或いは不動作のインクノズルを取
り除くか、或いは、そのような正しく動作しない不動作
のインクノズルが質の良いイメージを生成できるように
することが、望まれている。

【０００５】故障したインクノズルをパージする技術
は、公知である。例えば、米国特許第４，４８９，３３
５号は、インク小滴を射出できないノズルを検出する検
出器を開示している。故障したインクノズルが検出され
ると、次にノズルパージング操作が行われる。他の例と
して、米国特許第５，４５５，６０８号は、ノズルがイ
ンク小滴を射出し損なうということが起こらなくなるま
で強度を増加していく、一連のノズルクリアリング手順
を開示している。同様のノズルクリアリング技術は、米
国特許第４，１６５，３６３号及び米国特許第５，６５
９，３４２号に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した技術
は、ノズルが完全にインク小滴を射出しなくなったとき
の復帰手順に関している。これより、この技術は、パー
ジされたノズルはインク小滴を射出するものの、小滴が
所望の特性（例えば、所望の軌跡、所望の容積など）を
有さないという場合を、無視しているようである。更
に、上述の技術は、ノズルクリアリング操作（例えば、
ワイピング、パージング、強力な射出など）を行うだけ
では、動作しないノズルの全てが動作状態に復帰できな
いという場合を、無視しているようである。例えば、イ
ンクノズルを詰まらせているインク中の固体凝結物は、
ノズルクリアリング操作による除去に、強力に抵抗する
ことがある。すなわち、もし、固体凝結物の一部のみが
除去されたら、インク小滴は射出されるであろうが、射
出されたインク小滴は、所望の軌跡や所望の容積などを
有していないかもしれない。更に、そのようなノズルク
リアリング操作は、固体凝結物の除去には成功しても、
故障した抵抗ヒータや故障した電子駆動回路を修理する
ことはできない。もちろん、そのような正しく動作しな
い或いは不動作のノズルが永久的に存在したら、イメー
ジの質が低下する。

【０００７】従って、本発明の目的は、プリントヘッド
において、正しく動作しない及び不動作のインクノズル
の動作を補償して、幾つかのインクノズルが正しく動作
しなかったり不動作であっても、高品質なイメージを印
刷できるインクジェットプリンタ及び方法を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を考慮して、
本発明は、添付の幾つかの請求項によって規定される。

【０００９】プリンタは、プリンタヘッドと、該プリン
タヘッドに形成された複数のノズルと、を備える。該ノ
ズルの少なくとも一つは不動作である可能性があり、該
ノズルの少なくとも他の一つは動作している。検出シス
テムが該ノズルに接続されていて、該不動作のノズルを
検出する。コンピュータが該検出システムに接続されて
いて、該不動作のノズルのプリント機能を動作している
ノズルに再割当てし、幾つかのノズルが不動作であって
も、適切な出力イメージが印刷される。

【００１０】本発明の一つの特徴は、正しく動作せず及
び不動作のインクノズルを補償することができる、動作
しているインクノズルを含むプリントヘッドを備えたイ
ンクジェットプリンタを設けることである。

【００１１】本発明のある効果は、インクノズルの幾つ
かが正しく動作しなかったり不動作であっても、高品質
なイメージを印刷できることである。

【００１２】本発明の他の効果は、プリンタヘッドの寿
命が延びて、それによって印刷コストが低減することで
ある。

【００１３】本発明のこれら及び他の目的、特徴、及び
効果は、本発明の例示的な実施形態が描かれ且つ記述さ
れている図面と共に考慮されれば、以下の詳細な説明を
読むことによって、当業者には明らかであろう。

【００１４】

【発明の実施の形態】本明細書には、本発明の主題を特
に指摘し且つ明示的に規定している請求項が添付されて
いるが、本発明は、添付の図面と共に考慮されれば、以
下の説明からより良く理解されると信じられる。

【００１５】以下の説明は、本発明の装置の一部を形成
し、或いは本発明の装置のより直接的に協調して動作す
る構成要素に、特に関している。具体的に示されず或い
は説明されない構成要素は、当業者には公知の様々な形
態をとり得ることが、理解されるであろう。

【００１６】従って、図１及び図２の（Ａ），（Ｂ）を
参照すると、一般的に参照番号１０として示されている
プリンタが描かれており、これは、被印刷物３０の上に
出力イメージ２０を印刷する。被印刷物３０は、反射型
の被印刷物（例えば紙）或いは透過型の被印刷物（例え
ば透明シート）であり得る。プリンタ１０は、イメージ
２０を、プリントヘッド４０によって印刷するが、プリ
ントヘッド４０は、複数のインク射出ノズル５０がその
中に形成されているインクジェットプリントヘッドであ
る。以下に説明する理由により、各ノズル５０には固有
のインデックス番号「Ｎ_i」（但しｉ＝０...Ｍ）が割り
当てられている。ここで、「Ｍ」の値は、プリントヘッ
ド４０に形成されているノズル５０の総数に等しくても
良い。限定の意味ではなく単なる例として、２００のイ
ンデックス番号Ｎ_i（ｉ＝０〜１９９）があるとする。
すなわち、プリントヘッド４０には、２００個のインク
ノズル５０があるとする。

【００１７】図１及び２を参照すると、プリンタ１０
は、一般的に以下の構成要素を備えている：（ａ）被印
刷物３０をプリントヘッド４０に対して移動させる回転
ローラ６０及び被印刷物ガイド７０、（ｂ）プリントヘ
ッド４０に接続されて、プリントヘッド４０の中のノズ
ル５０の動作を制御するプリントヘッド制御電子回路
（エレクトロニクス）８０、（ｃ）プリントヘッド制御
電子回路８０に接続されて、イメージデータをプリント
ヘッド制御電子回路８０に供給するコンピュータ９０、
（ｄ）コンピュータ９０に接続されてデジタルイメージ
データを処理するイメージプロセッサ１００、及び
（ｅ）プリントヘッド４０及びローラ６０に関連して、
プリントヘッド４０の並進移動及びローラ６０の回転を
制御するモーション制御電子回路（エレクトロニクス）
１１０。本発明を規定する他の構成要素に加えて、これ
らの構成要素は、以下により詳細に説明される。

【００１８】更に図１及び２を参照すると、プリンタ１
０は、一般的に参照番号１２０で示されているプリント
ヘッド移動機構を備えている。プリントヘッド移動機構
１２０はプリントヘッド４０に接続されていて、プリン
トヘッド４０を被印刷物３０に対して、双方向矢印１２
５で示されている方向に沿って水平移動させる。本発明
の好適な実施形態では、プリントヘッド移動機構１２０
は、ギア１４０に係合した第１のモータ１３０を有して
おり、このギア１４０は、プーリベルトアセンブリ１５
０に係合している。プーリベルトアセンブリ１５０は、
第１のモータ１３０が動作しているときに、プリントヘ
ッド４０を被印刷物３０に対して、矢印１２５で示され
ているファストスキャン方向に沿って移動させる。示さ
れていないが、プリントヘッド移動機構１２０は、位置
フィードバック、リニアエンコーダ、及び直流第１モー
タ１３０を含んでいても良い。或いは、プリントヘッド
移動機構１２０は、ローラ６０に平行に延びる細長いリ
ードネジ（図示されていない）と、孔を通すように（ｔ
ｈｒｅａｄａｂｌｙ）リードネジに係合してリードネジ
の長手軸に沿って水平移動するプリントヘッド４０と、
を有するネジ駆動型構成であっても良い。更に、プリン
タ１０は、一般的に参照番号１６０で示されている被印
刷物移動機構も備えていて、これは、プリントヘッド４
０に対して被印刷物３０を、矢印１６５で示されている
方向に沿って移動させる。本発明の好適な実施形態で
は、被印刷物移動機構１６０は、モーション制御電子回
路１１０に接続し且つギアアレンジメント１８０に係合
している第２のモータ１７０を含む。第２のモータ１７
０は、ギアアレンジメント１８０によってローラ６０を
動作させて、これによって、第２モータ１７０の動作時
には、被印刷物３０が矢印１６５の方向に移動して、ガ
イド７０に沿ってスライドする。

【００１９】再び図１及び２を参照すると、デジタルイ
メージ源１９０がコンピュータ９０に接続されて、入力
デジタルイメージ（図示されていない）をコンピュータ
９０に供給する。この入力デジタルイメージは、デジタ
ルイメージを画素の色や画素の位置などによって特徴付
ける、複数の画素値を備えている。これに関連して、デ
ジタルイメージ源１９０は、デジタルカメラやスキャナ
など（やはり図示されていない）であってもよい。或い
は、この入力デジタルイメージは、コンピュータ９０の
上に、ディスプレイ、キーボード、スタイラス、及び／
或いは「マウス」（やはり示されていない）を含む適切
なユーザインターフェースによって生成されても良い。
コンピュータ９０は、好ましくは、少なくとも一つの通
信ポート（示されていない）を含み、イメージファイル
及び他の情報を、コンピュータネットワーク大型記憶領
域のような外部機器に転送する。ノズル動作情報源２０
０は、コンピュータ９０に接続されたメモリ（示されて
いない）の中に格納されて、コンピュータ９０に、各ノ
ズル５０の動作に関する情報を供給する。これに関し
て、コンピュータ９０に供給されるノズル動作情報は、
以下に説明するように、各ノズル５０が「正しく動作し
ていない」か、「不動作である」か、或いは「完全に動
作している」かを、特定する。

【００２０】加えて、インクジェット印刷では、イメー
ジ行は、少なくとも２つの理由から、しばしば複数の印
刷パスにて印刷される。第１に、全イメージ画素の中の
サブセットのみが各印刷パスで印刷されるので、インク
レシーバ上でインクが混じるリスクを最小限に抑えるこ
とができる。これはまた、隣接する画素において、イン
クスポットが液体状で接触する可能性も、低減させる。
第２に、インクノズル間のばらつきによって生じる、目
に見える欠陥が低減される。そのようなばらつきは、プ
リントヘッドの製造時に生じたばらつきによる場合があ
る。そのようなばらつきを改善するために、各イメージ
行は、複数の印刷パスにおける複数のインクノズルによ
って印刷される。これによって、複数の印刷パスが形成
されれば、インクノズル５０間のインク滴の配置やイン
ク滴の容積のようなばらつきがお互いにキャンセルされ
て、イメージの欠陥を肉眼には見え難くする。

【００２１】従って、図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、全て
のノズル５０が完全に動作しているときの、２つのパス
における単一のイメージ行２１０の印刷状態を示してい
る。ノズル５０に関する「完全に動作している」という
表現は、ここでは、ノズル５０が、所望のインク滴の軌
跡、所望のインク滴の容積、及び所望のインク滴の速度
のような、所望の特性を有するインク滴を射出している
ことを意味するものとする。イメージ行２１０のマスク
パターンの入力値は、画素位置インデックス番号Ｐ
_ij（但し、ｉ＝０...Ｍ及びｊ＝１...Ｃ）を有する複数
の画素位置２２０を備える。本発明の例示的な実施形態
では、「Ｍ」は、被印刷物３０の水平方向に延びる画素
の行の総数であり、「Ｃ」は、被印刷物３０の垂直方向
に延びる画素の列の総数である。これより、画素位置Ｐ
_ijにおける添字の「ｉ」は行の位置を示し、画素位置Ｐ
_ijにおける添字の「ｊ」は列の位置を示す。従って、イ
メージ２０における各画素の位置は、２次元の画素位置
番号Ｐ_ijによって説明される。しかし、以下により詳細
に説明されるように、Ｐ_ijの値は、デジタル入力イメー
ジから得られる画素の値と言うよりは、むしろ、イメー
ジ行２１０のマスクパターンの値である。画素が印刷さ
れるかどうかを決定するために、マスクパターンの値及
びデジタル入力イメージからの画素の値は、論理的に掛
け合わされる（すなわち、論理的には「ＡＮＤ」演
算）。

【００２２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）を参照すると、完
全に動作しているプリンタ１０では、全てのノズル５０
が動作している。印刷プロセスの開始時には、被印刷物
移動機構１６０が、被印刷物３０を、イメージ行２１０
がノズルＮ₀に整合するように位置させる。次に、プリ
ントヘッド移動機構１２０が、プリントヘッド４０をフ
ァストスキャン方向（すなわち、矢印１２５の方向）に
沿って水平移動させて、Ｍ個のイメージ行を有するスワ
ス面を印刷する。より詳細には、イメージ行２１０は、
第１の印刷パスに対応する第１のマスクパターン２５０
を使用して印刷される。説明のために、ノズル５０のた
めの第１のマスクパターン２５０は、入力値「０」及び
「１」を含むものとして描かれている。なお、入力値
「１」は、ここでは、ノズルＮ₀が画素位置Ｐ_ijに所定
の画素値で画素を印刷することを示すものとして使用さ
れ、一方、入力値「０」は、ここでは、ノズルＮ₀が画
素位置Ｐ_ijに画素を印刷しないようにされていることを
示すものとして使用されている。図２の左側の３０は被
印刷物の移動を示し、１０は、プリントヘッドの保守範
囲を示す。

【００２３】図２の（Ｂ）を参照すると、被印刷物３０
は、被印刷物移動機構１６０によって進められて、イメ
ージ行２１０がＮ₁₀₀に整合するようになる。この時点
で、イメージ２０の次のスワス面（ｓｗａｔｈｐｌａ
ｎｅｓ）が印刷される。より具体的には、イメージ行２
１０は、第２のマスクパターン２６０を使用して印刷さ
れる。以上に説明したように、第２のマスクパターン２
６０の画素位置Ｐ_ijにおける値「０」及び「１」は、そ
れぞれ、その特定のパスにおいて各画素での印刷が行わ
れるか行われないかを示している。

【００２４】再び図２の（Ａ）及び（Ｂ）を参照する
と、第２のマスクパターン２６０の入力値は、第１のマ
スクパターン２５０の値とは相補的である。すなわち、
画素位置Ｐ_0、1のように、第１のマスクパターン２５０
の列「ｊ」に入力値「０」があるときには、画素位置Ｐ
_100、1のように、第２のマスクパターン２６０の同じ列
「ｊ」には、相補的な入力値「１」が現れる。逆に、画
素位置Ｐ_0、2のように、第１のマスクパターン２５０の
列「ｊ」に入力値「１」があるときには、画素位置Ｐ
_100、2のように、第２のマスクパターン２６０の同じ列
「ｊ」には入力値「０」が現れる。

【００２５】更に図２の（Ａ）及び（Ｂ）を参照する
と、イメージ行２１０は、第１の印刷パスにおいて、イ
ンデックス番号Ｎ₀を有するノズル５０によって印刷さ
れ、その後に、第２の印刷パスにおいて、インデックス
番号Ｎ₁₀₀を有するノズル５０によって重ね印刷され
る。このような方法で、第１及び第２の印刷パスでそれ
ぞれ生成されるマスクパターン２５０及び２６０の組み
合わされた効果によって、イメージ行２１０の全画素が
印刷される。このように、第１の印刷パスの間には、ノ
ズルＮ₀は、マスクパターン２５０を使用してイメージ
行２１０の所定の位置を印刷するように駆動される。同
様に、第２の印刷パスの間には、ノズルＮ₁₀ ₀が駆動さ
れて、マスクパターン２６０を使用してイメージ行２１
０の残りの位置を印刷する。本発明では、ノズルＮ₀及
びＮ₁₀₀のように同じイメージ行の上に重ねて印刷を行
うノズルは、一つのノズル群に割り当てられる。他のノ
ズル群は、ノズルＮ₂及びＮ₁₀₂を含み、更に他のノズル
群は、ノズルＮ₉₉及びＮ₁₉₉を含み得る。ここにおける
説明から、本発明が、選択された特定の印刷モードに依
存して変更され且つ上記で説明した例からは異なってい
るような、ノズル群の他の配置方法にも互換性を有して
いることが、理解されるであろう。そのような特定の印
刷モードとは、例えば、印刷パスの数や各パス後の紙の
移動量などであり得る。

【００２６】図１及び２を参照すると、入力デジタルイ
メージは、デジタルイメージ源１９０からコンピュータ
９０に伝達されて、そこで、入力デジタルイメージがイ
メージプロセッサ１００によって処理される。これに関
して、イメージプロセッサ１００は、入力デジタルイメ
ージのサイズ変更、カット、色調スケールの変換、色の
変換、及び／或いは中間色化を行う。更に、イメージプ
ロセッサ１００は、入力デジタルイメージを、インクジ
ェットプリントヘッド４０に有用なフォーマットに配置
する。このフォーマットは、入力イメージデータを有す
る別個の色平面（例えば、イエロー、マゼンタ、シア
ン、及びブラック平面）の形態を取ることがあり、或い
は、上記で説明したように、各々が異なる印刷パスで印
刷される複数のスワス面の形態を取ることがある。以下
により詳細に説明するように、イメージプロセッサ１０
０は第１のアルゴリズム２７０（図３参照）も含み、こ
のアルゴリズムで、ノズル５０が動作しているか、正し
く動作していないか、或いは不動作であるかのような、
ノズル動作情報を獲得する。同じく以下により詳細に説
明するように、イメージプロセッサ１００は第２のアル
ゴリズム３７０（図７参照）も含み、このアルゴリズム
で、不動作ノズル５０を補償する。これらのアルゴリズ
ム２７０及び３７０は、ノズル動作情報を獲得し、動作
しているノズル５０のみを使用することによって、不動
作ノズル５０の存在を補償するために、使用される。

【００２７】更に再び図１及び２を参照すると、イメー
ジプロセッサ１００によって供給された、処理後のデジ
タルイメージデータは、イメージプロセッサ１００か
ら、先に説明したプリントヘッド制御電子回路８０に伝
達される。プリントヘッド制御電子回路８０は、この処
理後のデジタルイメージデータを受け取って、このデー
タを、ノズルを選択的に駆動させる（すなわち選択的に
動作させる）電気信号に変換する。これらの選択的に駆
動されたノズル５０が、被印刷物３０の上に複数のイメ
ージ行２１０を印刷することによって、被印刷物３０の
上に出力イメージ２０を生成する。加えて、モーション
制御電子回路１１０が第１のモータ１３０を制御して、
プリントヘッド４０を被印刷物３０に対して制御された
状態で水平移動させ、第１のマスクパターン２５０にお
ける各イメージ行２１０を印刷する。加えて、各々のス
ワス面が印刷された後には、モーション制御電子回路１
１０が第２のモータ１７０を制御して、ローラ６０を回
転させて、被印刷物３０を矢印１６５で示される方向に
進める。被印刷物３０はこのように進められて、同じノ
ズル群のインクノズルが、イメージ２０のイメージ行２
１０に異なるイメージマスクパターン２６０を印刷する
ようにする。以上の説明から、イメージ２０に属する単
一のイメージ行２１０が、望まれる場合には、３つ、４
つ、６つ、或いはその他の任意の数の印刷パスにて完全
に印刷されることが、理解されるであろう。

【００２８】上記の説明は、全ノズル５０が動作してい
て、正しく動作しない或いは不動作のノズル５０が存在
していない正常な場合に関していたが、実際には、ノズ
ル５０の幾つかは、正しく動作しなかったり、不動作状
態であったりする。高品質の出力イメージ２０を供給す
るために、完全に動作しているノズルを駆動することに
よって、正しく動作しない或いは不動作状態のノズルを
検出して補償することが、望まれる。

【００２９】図１、２、及び３を参照すると、ノズル動
作情報を提供する第１のアルゴリズム２７０は、まず、
第１のアルゴリズム２７０のステップ３１０で、不動作
のノズル５０を検出することから開始される。不動作ノ
ズル５０は、現在開示されている方法によって検出され
る。次に、ステップ３２０で、ノズル５０は、上述した
ようにノズル群に分けられる。インデックス番号Ｎ_iの
幾つかは、正しく動作しない且つ不動作のノズル５０に
関連しており、他のインデックス番号Ｎ_iは、完全に動
作しているノズル５０に関連している。ステップ３４７
で、正しく動作していないか、不動作であるか、或いは
動作しているかの何れかを示すこれらのノズルインデッ
クス番号Ｎ_iが、ノズル動作情報源２００のノズル動作
情報に記憶される。このノズル動作情報は、その後に、
ノズル動作情報源２００からコンピュータ９０に伝達さ
れて、そこで、イメージプロセッサ１００で使用される
ように処理される。ノズル動作情報源２００は、ノズル
インデックスＮ_iを記憶するためにコンピュータ９０に
接続されている電子メモリに記憶されても良い。

【００３０】図３及び４に最も良く示されているよう
に、不動作状態のノズル５０は、一般的に参照番号３２
５で示されている光学的検出システムによって検出され
る。この検出システム３２５は、プリントヘッド４０の
片側に横方向に配置された光源３３０と、プリントヘッ
ド４０の反対側に横方向に配置された光センサ３４０
と、を備えている。光センサ３４０は、ノズル動作情報
源２００に接続されて、ここにより詳細に説明するよう
に、ノズル動作情報源２００に電気信号を伝達する。光
源３３０はレーザ光源であり得て、光センサ３４０と同
じ線上に配置されて、ノズル５０に隣接して通る光ビー
ム路３４２に沿って、光ビームを発する。もちろん、フ
ォトダイオードであり得る光センサ３４０は、光源３３
０から発せられた光を受ける。このようにして、動作し
ているノズル５０を検出するために、モーション制御電
子回路１１０は、プリントヘッド４０を、光源３３０と
光センサ３４０との間の位置に移動させる。インク小滴
２９０が動作しているノズル５０から射出されると、光
ビームが遮られる。このようにして光ビームが遮られる
と、光センサ３４０によって生成された電気信号が、ノ
ズル動作情報源２００に、このノズル５０を動作してい
るノズル５０として、記録する。一方、ノズル５０が駆
動されてもインク小滴２９０が射出されないと、光ビー
ムは遮られず、光センサ３４０によって電気信号は生成
されない。この後者の場合には、ノズル５０は、ノズル
動作情報源２００に不動作状態のノズル５０として記録
される。この情報を使用して、、マスクパターン２５０
及び２６０が、全ての動作しているノズルを有するノズ
ル群に与えられる。マスクパターン３４５及び３４８
（図５参照）が、引き続いて、不動作ノズルを有するノ
ズル群に与えられる。

【００３１】しかし、あるノズル５０は、インク小滴２
９０が意図しないように射出されると言う意味で、正し
く動作していない可能性がある。そのようなノズルは、
完全に「不動作」ではなく、「完全に動作している」わ
けでもない。例えば、あるインクノズル５０からは、実
際にインク小滴２９０は射出されているが、所望の軌
跡、すなわち、プリントヘッド４０に属するノズルプレ
ート（示されていない）に垂直な軌跡から外れた軌跡に
沿って、射出されていることがある。他のインクノズル
からは、所望のインク小滴の容積よりも少ないか或いは
多い容積を有するインク小滴が、射出されているかもし
れない。そのようなインクノズルの振舞いは、出力イメ
ージ２０の上に現れる欠陥を生じさせることがある。す
なわち、そのような正しく動作しないノズル５０が存在
すると、帯（バンディング；ｂａｎｄｉｎｇ）のような
欠陥が印刷されたイメージの上に現れて、それによって
イメージの質を低下させる。ここで説明しているよう
に、本発明は、高品質な出力イメージ２０を得るため
に、完全に故障したノズルと同様に、このような正しく
動作しないノズル５０も補償する。

【００３２】従って、図６に最も良く示されているよう
に、ノズル動作情報を獲得するために、テストイメージ
３６１が、まず特定のプリントヘッド４０によって印刷
される。テストイメージ３６１を印刷する目的は、完全
に故障したノズルと共に、正しく動作しないノズルを検
出することである。これに関して、印刷されたテストイ
メージ３６１は、ライン３６２のような複数のインクマ
ークを含んでおり、各ライン３６２は、異なるノズルＮ
_i（ｉ＝０〜１９９）によって印刷される。明瞭化のた
めに、図６には、全部で２００個のノズルの内のあるサ
ブセットについてのテスト印刷結果のみが、示されてい
る。すなわち、ノズルＮ_i（ｉ＝０〜１９）についての
テスト結果のみが、示されている。

【００３３】更に図６を参照すると、完全に動作してい
るノズルＮ₁₂によって印刷された所望の（すなわち完全
に形成された）ライン３６３は、実質的に同じサイズの
ほぼ一列にそろった複数のインクドット３６４ａを有し
ており、各インクドット３６４ａは、独立したインク小
滴２９０から形成されている。しかし、ノズル５０のう
ちの何れか、例えばノズルＮ₂がインク小滴２９０を射
出し損なうと、所望のライン３６３が存在すべき箇所に
空白３６５が観察されることになる。加えて、ノズル５
０の何れか、例えばノズルＮ₇が、所望のものとは異な
る軌跡に沿ってインク小滴２９０を射出すると、印刷さ
れたテストイメージ３６１において、ライン３６６が意
図された位置からずれる。更に、ノズル５０の何れか、
例えばノズルＮ₁₇が、インク小滴２９０として不十分な
量のインクを射出すると、所望のラインに比べて薄く且
つ細いライン３６７が形成される。この場合、所望のラ
インよりも薄いライン３６７は、インクドット３６４ａ
よりも小さいインクドット３６４ｂを有している。加え
て、ノズル５０の何れか、例えばノズルＮ₁₉が、インク
小滴２９０として所望の容積よりも多くを射出すると、
所望のラインに比べて濃く且つ太いライン３６８が形成
される。この場合、所望のラインよりも濃いライン３６
８は、インクドット３６４ａよりも大きいインクドット
３６４ｃを有している。正しく動作していないノズルと
同様に、完全に動作しているノズルに対するノズルイン
デックスＮ_iも、ノズル動作情報源２００に記憶され
る。

【００３４】再び図５を参照すると、完全に故障したノ
ズル５０を含む正しく動作していないノズル５０は、視
覚的に、或いは自動的に動作される装置（示されていな
い）によって、検出されることができる。視覚的な検出
に関して、プリンタ１０のオペレータがノズル５０を検
査して、完全に故障したノズルを含めて、正しく動作し
ないノズルを決定する。次に、オペレータは、望ましく
ない方法でインク小滴２９０を射出しているノズル、及
び完全にインク小滴を射出し損なっているノズルに対応
するノズルインデックス番号Ｎ_iを、特定する。オペレ
ータはその後に、この情報をコンピュータ９０に入力
し、コンピュータ９０は、この情報をノズル動作情報源
２００に記憶する。一方、自動操作装置による検出に関
しては、印刷されたテストイメージ３６１が、好ましく
はプリンタ１０に一体的に接続されたイメージセンサ
（示されていない）によって撮像される。そのイメージ
はその後に、当該技術で良く知られている複数のイメー
ジパターン認識プログラムの少なくとも一つによって分
析されて、完全に故障しているノズルを含めて、正しく
動作していないノズルを検出する。この情報は、その後
にノズル動作情報源２００に記憶される。

【００３５】図４及び７を参照すると、上記の議論よ
り、先に説明した光源３３０及び光センサ３４０が、完
全に故障したノズル５０を検出するために使用されてい
ることが理解されるであろう。また、上記の議論より、
テストイメージ３６１もまた、他の正しく動作していな
いノズル５０と同様に、完全に故障したノズル５０を検
出するために使用されていることが理解されるであろ
う。従って、完全に故障したノズル５０を検出すること
のみを希望する場合には、光源３３０及び光センサ３４
０を使用しても良い。或いは、テストイメージ３６２
が、完全に故障したノズル５０を検出するために使用さ
れてもよい。完全に故障したノズル５０を検出するため
に光源３３０及び光センサ３４０を使用する利点は、テ
ストイメージ３６２の印刷が不要であることである。こ
れによって、テストイメージ３６２の印刷及び分析に時
間を費やすことがなくなるので、これらに関連した時間
が節減されることになる。

【００３６】図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、そのような正
しく動作していない且つ不動作状態のノズル５０が、如
何にして、動作しているノズル５０によって補償される
かを、例示的に描いている。ここに説明されている例で
は、ノズルＮ₀を、不動作状態（すなわち故障した）ノ
ズルと仮定する。このノズルＮ₀は、第１の印刷パスで
第３のマスクパターン３４５を規定する。これに関し
て、ノズルＮ₀によって規定された第３のマスクパター
ン３４５は、入力値として全て「０」（すなわち、ノズ
ルＮ₀が不動作状態にある）を含むとして、描かれてい
る。一方、ノズルＮ₁₀₀を、動作しているノズルと仮定
する。このノズルＮ₁₀₀は、第２の印刷パスで第４のマ
スクパターン３４８を規定する。これに関して、ノズル
Ｎ₁₀₀によって規定された第４のマスクパターン３４８
は、入力値として全て「１」（すなわち、ノズルＮ₁₀₀
が動作状態にある）を含むとして、描かれている。これ
より、第４のマスクパターン３４８に現れている入力値
が、第３のマスクパターン３４５に現れている入力値と
相補的である。すなわち、第３のマスクパターン３４５
の列「ｊ」に入力値「０」が現れているときには、第４
のマスクパターン３４８の同じ列「ｊ」には、相補的な
入力値「１」が現れる。

【００３７】図５の（Ａ）及び（Ｂ）を参照すると、上
記で説明したように、第３のマスクパターン３４５は全
て「０」の入力値を含み（すなわち、ノズルＮ₀が不動
作状態にある）、第４のマスクパターン３４８は全て
「１」の入力値を含み（すなわち、ノズルＮ₁₀₀が動作
状態にある）として、描かれている。上記の説明より、
第３のマスクパターン３４５における入力値が特定の不
動作ノズル５０に対して「０」であると、画素位置Ｐ
_0,j（ｊ＝１...Ｃ）は、これらの画素位置におけるイメ
ージ値にかかわらず第１の印刷パスでは印刷されないこ
とが理解されるであろう。同様に、上記の説明より、第
４のマスクパターン３４８における入力値が特定の不動
作ノズル５０に対して「１」であると、画素位置Ｐ
_100,jは、これらの画素位置におけるイメージ値に一致
して第２の印刷パスで印刷されることが理解されるであ
ろう。このような方法で、イメージ行２１０における全
画素が、幾つかのノズル５０が不動作状態にあっても印
刷される。また、第１の印刷パス及び第２の印刷パスの
完了後に、第３のマスクパターン３４５の上に第４のマ
スクパターン３４８が重ねて置かれると、組み合わされ
た効果によって、イメージ行２１０の全画素が、不動作
状態のノズル５０に代えて動作しているノズル５０を使
用して印刷される。

【００３８】図３及び、５を参照すると、もしノズルＮ
₀が、上記の方法によって不動作状態にあると検出され
たら、ノズルＮ₀に対する第３のマスクパターン３４５
が、先に説明したアルゴリズム２７０のステップ３４７
で、ノズル動作情報源２００に記憶される。次に、イン
デックス番号Ｎ₀を有する不動作状態のノズル５０が、
アルゴリズム２７０のステップ３５０で、非駆動状態に
置かれる。この非駆動状態に置かれたインデックス番号
Ｎ₀を有するノズルが図５の（Ａ）に描かれており、こ
こでは、各画素位置に対する入力値が「０」である。こ
れらの入力値「０」は、イメージ行２１０の画素が、何
れも第１の印刷パスでは印刷されないことを示してい
る。次に、非駆動状態に置かれたインデックス番号Ｎ₀
を有するノズル５０（すなわち、入力値「０」を有する
非駆動ノズル５０）の印刷機能が、第１のアルゴリズム
２７０のステップ３６０にて、インデックス番号Ｎ₁₀₀
を有するノズル５０（すなわち、入力値「１」を有する
動作しているノズル５０）に再割り当てされる。すなわ
ち、非駆動状態におかれたノズルＮ₀の印刷機能が、動
作しているノズルＮ₁₀₀に再割り当てされる。これによ
り、イメージ行２１０の入力値は、第２の印刷パスの間
には値「１」を有して、第１の印刷パスでは不動作状態
のノズルＮ₀に関連して印刷されたなかった全画素が、
第２の印刷パスでは、動作しているノズルＮ₁₀₀によっ
て印刷される。

【００３９】図７を参照すると、一般的に参照番号３７
０が付されている第２のアルゴリズムが示されている。
第２のアルゴリズム３７０は、イメージプロセッサ１０
０によって実行されるイメージステップを描いている。
これに関して、ステップ３８０で、入力イメージに対し
て処理が行われて、サイズ変更、カット、色調変更、中
間色化、色変換を行い、また、各印刷パス及び各色に対
するイメージ行の面を分離する。イメージプロセッサ１
００は、必要であれば、他の所望のイメージ処理操作を
行うことが理解されるであろう。ステップ３９０で示さ
れているように、複数のイメージ行２１０を含むスワス
面が抽出される。すなわち、そのスワス面の全画素が、
イメージプロセッサ１００によって読み出される。次
に、ステップ４００で、イメージ列がそのスワス面から
抽出される。イメージ画素がその後に、ステップ４１０
で、イメージ列「ｊ」（但し、ｊ＝１...Ｃ）から抽出
される。加えて、ステップ４２０で、ノズルが不動作ノ
ズルを含むノズル群に入るかどうかが、決定される。あ
るノズル群の全ノズルが動作していれば、図２の（Ａ）
及び（Ｂ）に示されるようにステップ４３０で、名目的
な（すなわち通常の）マスクパターンが適用される。一
方、ノズル５０が不動作状態のノズルを含んでいるとき
には、新しいマスクパターン３４５及び３４８が、ステ
ップ４４０で適用される。このとき、ステップ３９０〜
４１０は、ステップ４５０〜４７０で全画素Ｐ_ijに対し
て繰り返される。第１のアルゴリズム２７０と第２のア
ルゴリズム３７０とは、好ましくは、機械語でコンピュ
ータの中に収納されていることが理解されるであろう。

【００４０】上記の説明から、本発明のある効果が、幾
つかのインクノズルが正しく動作しないか或いは不動作
状態であっても、高品質なイメージが印刷されること
が、理解される。これは、第１の印刷パスで不動作状態
のインクノズル５０によって印刷されるはずであった画
素が、代わりに、第２の印刷パスで、動作しているイン
クノズル５０によって印刷されるからである。

【００４１】本発明の他の効果は、印刷コストが低減さ
れることである。これは、正しく動作しない且つ不動作
のノズルを交換するためだけに新しいプリントヘッドを
購入することが、実質的に避けられるからである。

【００４２】本発明が、好適な実施形態を特に参照して
説明されてきたが、当業者には、本発明から逸脱するこ
となく、様々な変更を行うことができ、好適な実施形態
の構成要素を置き換えることができることが、理解され
るであろう。例えば、プリンタ１０は、各ノズル５０に
連係したノズルパージング装置を含んでいても良い。そ
のようなノズルのパージングは、インクポンプや真空吸
引装置によって実行されることができる。これより、本
発明を使用して不動作ノズルを補償する前に、正しく動
作しない或いは不動作状態のノズルをパージすることが
できる。この技術によれば、正しく動作しない或いは不
動作状態のノズルの機能を可能であれば復帰させて、最
小限の数の正しく動作しない及び不動作状態のノズルの
みを、動作しているノズルによって補償すればよいとい
う効果を有する。この方法で、印刷速度は、著しく低減
することはない。また、これらの正しく動作しない及び
不動作状態のノズルのいくつかが、パージング操作に抵
抗することがある。この技術によれば、そのような永久
的に正しく動作しない及び不動作状態のノズルの動作し
ているノズルによる補償は、パージング操作が成功しな
かった後にのみ、行われることになるであろう。

【００４３】以上の説明から明らかなように、本発明の
その他の幾つかの特徴は、示された例における特定の詳
細なケースに限られるものではなく、従って、他の改変
及び適用が、当業者によって行われ得ると予期される。
従って、請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲を逸
脱することなく、そのような全ての改変及び適用をカバ
ーすることを意図したものである。

【００４４】従って、ここに提供されているのは、プリ
ントヘッドにおける正しく動作しない且つ不動作のイン
クノズルを補償して、幾つかのインクノズルが正しく動
作しなかったり不動作であっても、高品質なイメージを
印刷できるインクジェットプリンタ及び方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】明瞭化のために部品が取り除かれたプリンタ
の斜視図である。

【図２】動作ノズルのマスクパターンを示す図であ
る。（Ａ）は、第１の印刷パスの間に、プリンタの動作
しているノズルによって生成された、第１のマスクパタ
ーンを示す図で、（Ｂ）は第２の印刷パスの間に、プリ
ンタの動作しているノズルによって生成された、第２の
マスクパターンを示す図である。

【図３】ノズル動作情報（すなわち、ノズルが動作し
ているか、正しく動作していないか、或いは動作してい
ないか）を獲得するための第１のアルゴリズムを示す図
である。

【図４】明瞭化のために部品が取り除かれた、プリン
タの平面図である。

【図５】不動作ノズルと対応する動作ノズルのマスク
パターンを示す図である。（Ａ）は第１の印刷パスの間
に、プリンタの不動作のノズルによって生成された、第
１のマスクパターンを示す図で、（Ｂ）は第２の印刷パ
スの間に、プリンタの動作しているノズルによって生成
された、第２のマスクパターンを示す図である。

【図６】正しく動作していないインクノズル及び完全
に動作しているインクノズルを検出するためのテストイ
メージを示す図である。

【図７】正しく動作していない或いは不動作のインク
ノズルを補償するイメージ処理ステップをもたらす第２
のアルゴリズムを示す図である。

【符号の説明】

１０プリンタ、２０出力イメージ、３０被印刷
物、４０プリントヘッド、５０インク射出ノズル
（ノズル）、６０回転ローラ、７０被印刷物ガイ
ド、８０プリントヘッド制御電子回路（エレクトロニ
クス）、９０コンピュータ、１００イメージプロセ
ッサ、１１０モーション制御電子回路（エレクトロニ
クス）、１２０プリントヘッド移動機構、１３０第
１モータ、１４０ギア、１５０プーリベルトアセン
ブリ、１６０披印刷物移動機構、１７０第２モー
タ、１８０ギアアレンジメント、１９０デジタルイ
メージ源、２００ノズル動作情報源、２１０イメー
ジ行、２９０インク小滴、３３０光源、３４０光セ
ンサ、３６１テストイメージ、２５０，２６０，３４
５，３４８マスクパターン、２７０，３７０アルゴ
リズム。

フロントページの続き (72)発明者ダグラスダブリュコーウェンホーベンアメリカ合衆国ニューヨーク州フェアポートウォーターフォードウェイ 96 (72)発明者エドワードエイハウスチャイルドアメリカ合衆国ニューヨーク州ピッツフォードミルウッドコート 12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェットプリンタであって、（ａ）第１のノズルが、第２のノズルによって先に印刷
された第２のパスと実質的に同じである第１のパスに沿
って、印刷を行うように構成されて配置されている、複
数の滴射出ノズルと、（ｂ）前記第１のパスの全体を通じて前記第１或いは第
２のノズルが動作するように、前記第１のパスのある部
分の間には前記第１のノズルを動作させ、前記第１のパ
スの相補的な部分の間には前記第２のノズルを動作させ
るように構成されている制御装置であって、前記制御装
置は、前記第１或いは第２のノズルを前記第１のパスの
全体を通じて非駆動状態に、また、前記第１のノズル或
いは第２のノズルを前記第２のパスの全体を通じて駆動
状態にすることができる、制御装置と、を備える、イン
クジェットプリンタ。
【請求項２】（ａ）ノズルの少なくとも一つが不動作
状態にあり、前記ノズルの少なくとも他の一つが動作状
態にある、複数のノズルと、（ｂ）前記ノズルに接続されて、前記不動作状態のノズ
ルの印刷機能を前記動作状態にあるノズルに再割り当て
するコンピュータと、を備える、プリントヘッド。
【請求項３】プリンタのアセンブリ方法であって、（ａ）第１のノズルが、第２のノズルによって先に印刷
された第２のパスと実質的に同じである第１のパスに沿
って、印刷を行うように構成されて配置されている複数
の滴射出ノズルを設ける工程と、（ｂ）前記第１のパスの全体を通じて前記第１或いは第
２のノズルが動作するように、前記第１のパスのある部
分の間には前記第１のノズルを動作させ、前記第１のパ
スの相補的な部分の間には前記第２のノズルを動作させ
るように構成されている制御装置であって、前記第１或
いは第２のノズルを前記第１のパスの全体を通じて非駆
動状態に、また、前記第１のノズル或いは第２のノズル
を前記第２のパスの全体を通じて駆動状態にすることが
できる、制御装置を設ける工程と、を含む、方法。
【請求項４】プリントヘッドのアセンブリ方法であっ
て、（ａ）第１のノズルが、第２のノズルによって先に印刷
された第２のパスと実質的に同じである第１のパスに沿
って、印刷を行うように構成されて配置されている複数
の滴射出ノズルを設ける工程と、（ｂ）前記第１のパスの全体を通じて前記第１或いは第
２のノズルが動作するように、前記第１のパスのある部
分の間には前記第１のノズルを動作させ、前記第１のパ
スの相補的な部分の間には前記第２のノズルを動作させ
るように構成されている制御装置であって、前記第１或
いは第２のノズルを前記第１のパスの全体を通じて非駆
動状態に、また、前記第１のノズル或いは第２のノズル
を前記第２のパスの全体を通じて駆動状態にすることが
できる、制御装置を設ける工程と、を含む、方法。