| 【発明の名称】 |
インクジェットプリンタ検出方法、この方法に使用される構成、及び画像パターンプリント方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】ジェフリー ジェイ．フォーキンズ
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| 【要約】 |
【課題】プリントプロセス中のジェットノズルのＸ軸とＹ軸とのアラインメントの精度を確実とする方法及び配置の提供。
【解決手段】一度に単一画素をプリントするように各々動作可能な一つ以上のノズルから成る第１のセットに画像領域内に少なくとも部分的に第１の画像パターンをプリントさせ（ステップ２０２）、さらに、適切な制御信号を送り、一度に単一の画素をプリントするように各々動作可能である一つ以上のノズルから成る第２のセットによって、画像領域内に少なくとも部分的に第２の画像パターンをプリントさせる（ステップ２０４）、第１の画像パターンと第２の画像パターンは画像領域内に複合画像パターンを形成する。光学的検出器で光学的特性を測定し（ステップ２０６）、測定された光学的特性と所望される光学的特性値を比較する（ステップ２０８）。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上のノズルの第１のセットからインクを射出して、画像領域内に少なくとも部分的に第１の画像パターンを形成するステップと、
一つ以上のノズルの第２のセットからインクを射出して、前記画像領域内に少なくとも部分的に第２の画像パターンを形成するステップであって、前記第１の画像パターンと前記第２の画像パターンとが前記画像領域内に複合パターンを形成するステップと、
前記画像領域の光学的特性の測定値を得るために光学的検出器を用いるステップと、
を有する、方法。
【請求項２】
単一画素のサイズより大きい解像度を有する光学的検出器と、
処理回路と、
を備える、
プリンタに使用される構成であって、
前記処理回路によって画素をプリントするように各々動作可能な一つ以上のノズルから成る第１のセットが、画像領域内に、少なくとも部分的に、第１の画像パターンをプリントし、画素をプリントするように各々動作可能な一つ以上のノズルから成る第２のセットが、画像領域内に、少なくとも部分的に、第２の画像パターンをプリントし、前記処理回路は、前記光学的検出器から画像領域の光学的特性の測定値を受け取るように動作可能である、
構成。
【請求項３】
画素をプリントするように各々動作可能な一つ以上のノズルから成る第１のセットが、画像領域内に、少なくとも部分的に、第１の画像パターンをプリントするステップと、
画素をプリントするように各々動作可能な一つ以上のノズルから成る第２のセットを用いて、画像領域内に、少なくとも部分的に、第２の画像パターンをプリントするステップと、
画素サイズより大きな解像度を有する光学的検出器を用いて画像領域の光学的特性を測定するステップと、
を有する、方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、インクジェットプリンタに係り、より詳細には、インクジェットプリンタ内のジェットノズル動作の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェットプリントシステムは、直接プリント又はオフセットプリントアーキテクチャのいずれかを使用する。一般的な直接プリントシステムでは、プリントヘッド内のジェットノズル（射出口）から最終的な受容媒体へインクが直接射出される。オフセットプリントシステムでは、プリントヘッドがドラム上の液体層などの中間転写面にインクを射出する。次に、最後の受容媒体が中間転写面に接触して、媒体上にインク画像が転写、溶融、定着される。
【特許文献１】米国特許第５，３８９，９５８号
【特許文献２】米国特許第５，９４９，４５２号
【特許文献３】米国特許第６，１１３，２３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
オフセットプリントアーキテクチャでは、一般に、プリントヘッドは、中間転写面が支持される回転ドラムの軸と並行なＸ軸方向に移動する。一般に、プリントヘッドは、ドラムの回転毎に中間転写面上に一組の走査線をプリントする一つ以上の線形アレイとして配置された複数のジェットノズルを有する。画像の解像度の必要条件を満たすとともにバンディング（縞模様）又はストリーキング（すじ模様）などの望ましくないプリントによる副産物が生成されるのを回避するために、走査線は正確に配置されなければならない。従って、走査線の適切な配置を確実とするために、Ｘ軸（ヘッド移動）とＹ軸（ドラム回転）動作は、ジェットノズルの発射に対応して、注意深く調整されなければならない。
【０００４】
また、他の構成の中には、特定の解像度を達成するために必要なジェットノズル数を削減すべく、Ｘ軸をいくらか変位したものがある。例えば、使用可能なプリント幅が１２インチ（約３５ｃｍ）のプリンタに対して、１インチ（２．５４ｃｍ）当たり６００ドット（ＤＰＩ）のＸ軸解像度が所望される場合、単一パスプリンタ（Ｘ軸変位なし）は、１インクカラー当たり、７２００個のジェットノズル（インク射出口）を必要とする。しかしながら、ある程度のＸ軸の変位を利用する２４回パスを有する複数パスプリンタを用いた場合、同一解像度の画像を達成するために必要とされるジェットノズルの数は、１インクカラー当たり３００個にすぎない。具体的には、３００個のジェットノズルが２４回のプリントパス毎に個別の独自なＸ軸方向位置へ移動することによって、最終的に、７２００個の全画素が被覆される。
【０００５】
一般に、複数パスプリンタは、所望の解像度を達成するためにインターリーブ方式又はインターレース方式を用いる。インターリーブ方式又はインターレース方式のプリントにおいて、プリントヘッドは、最終的なＤＰＩ（ドット／インチ）解像度より大きな距離だけ離間されたジェットノズルを有する。中間転写面上の各パス中、選択され離間されたＸ軸方向の位置でプリントするようにジェットノズル間がアラインメント（位置合わせ）される。各パスの後、プリントヘッドは、Ｘ軸方向に移動し、前回、プリントされなかったＸ軸方向位置に沿ってプリントを行うようにジェットノズルを位置合わせする。最終的には、ある回数のパスが行われた後、プリント可能スペース幅内の全画素列が一つのジェットノズルに対して露出される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このように、プリントプロセス中のジェットノズルのＸ軸とＹ軸とのアラインメントの精度を確実とすることが重要である。
【０００７】
従って、本明細書に開示された方法は、画像領域内に、少なくとも部分的に第１の画像パターンを形成するために一つ以上のノズルの第１のセットからインクを射出することを含む。同様に、この方法は、画像領域内に、少なくとも部分的に第２の画像パターンを形成するために一つ以上のノズルの第２のセットからインクを射出することを有する。第１の画像パターンと第２の画像パターンは画像領域内に複合画像パターンを形成する。次に、光学的検出器は画像領域の光学的特性の測定値を得る。この測定値は画像領域内の複合画像パターンに対する基準となる光学的特性と比較されてもよい。
【０００８】
本発明の一つの態様は、一つ以上のノズルの第１のセットからインクを射出して、画像領域内に少なくとも部分的に第１の画像パターンを形成するステップと、一つ以上のノズルの第２のセットからインクを射出して、画像領域内に少なくとも部分的に第２の画像パターンを形成するステップであって、第１の画像パターンと第２の画像パターンとが画像領域内に複合パターンを形成するステップと、画像領域の光学的特性の測定値を得るために光学的検出器を用いるステップとを有する方法である。
【０００９】
本発明の一つの態様は、単一画素のサイズより大きい解像度を有する光学的検出器と、処理回路と、を備えるプリンタに使用される構成であって、処理回路によって画素をプリントするように各々動作可能な一つ以上のノズルから成る第１のセットが、画像領域内に、少なくとも部分的に、第１の画像パターンをプリントし、画素をプリントするように各々動作可能な一つ以上のノズルから成る第２のセットが、画像領域内に、少なくとも部分的に、第２の画像パターンをプリントし、処理回路は、光学的検出器から画像領域の光学的特性の測定値を受け取るように動作可能である構成である。
【００１０】
本発明の一つの態様は、画素をプリントするように各々動作可能な一つ以上のノズルから成る第１のセットが、画像領域内に、少なくとも部分的に、第１の画像パターンをプリントするステップと、画素をプリントするように各々動作可能な一つ以上のノズルから成る第２のセットを用いて、画像領域内に、少なくとも部分的に、第２の画像パターンをプリントするステップと、画素サイズより大きな解像度を有する光学的検出器を用いて画像領域の光学的特性を測定するステップとを有する方法である。
【００１１】
以下の詳細な説明及び添付図面を参照することによって、本発明の上述された特徴及び利点ならびに他の特徴及び利点は、通常の知識を有する当業者にとってより明確となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、例示的なオフセットプリンタ１０を示す略ブロック図である。特に、オフセットプリンタは、検出器２８と、プリンタコントローラ１４の形態を有する処理回路と、を含み、該プリンタコントローラ１４は、プリンタの種々のジェットノズル間のアラインメント（位置合わせ）及び／又はレジストレーション（レジストレーションカラー）を特に測定するように構成される。図３及び図４は、プリンタ１０で使用され得るプリントエンジン１６の機械的な構成の限定されない例を詳細に示す。本明細書中に記述された進歩性のある特徴の一つ以上を、一つ以上のプリントヘッドのジェットノズル間でのアラインメント及び／又はレジストレーションがテストされる任意のプリンタに、組み込んでよいことが理解されよう。
【００１３】
プリンタコントローラ１４に加えて、プリンタ１０は、モータコントローラ２２及び２３と、プリントエンジン１６と、を有する。プリントエンジン１６は、プリントヘッドアレイ１８と、Ｘ軸駆動機構２０と、ドラムモータ２４と、転写ドラム２６と、光学的検出器２８と、を備える。モータコントローラ２２は、ドラムモータ２４の動作を制御するように構成され、モータコントローラ２３は、Ｘ軸駆動機構２０の動作を制御するように動作可能である。ドラムモータ２４は、転写ドラム２６に回転力を付与すべく動作可能に接続されている。Ｘ軸駆動機構２０は、Ｘ軸駆動機構２０ヘＸ軸方向への移動を付与する。その目的を達成する上で、Ｘ軸駆動機構２０は、図示されないが、周知のステッパモータとベルト機構であってもよい。
【００１４】
プリンタコントローラ１４は、モータコントローラ２２及び２３へ制御信号を送るだけでなく、プリントヘッドアレイ１８の動作を制御するように動作可能である。プリントヘッドアレイ１８は、多数のインク射出ジェットノズルを有する一つ以上のプリントヘッドを有する。多くの実施の形態において、プリントヘッドアレイ１８は、複数のカラーインクを印刷又は射出するジェットノズルを有する。或いは、プリンタ１０は、黒のインクだけを射出するジェットノズルを有する単色のプリンタであってもよい。以下に更に説明されるように、図４は、８個のプリントヘッドを有する例示的なプリントヘッドアレイ１８を示す。
【００１５】
通常のプリント動作において、プリンタコントローラ１４は、データソース１２から、画像形成データを受け取る。データソース１２は、分離した演算装置であることが特に好ましい。プリンタコントローラ１４は、画像データを処理し、この処理に応じて、プリントエンジン１６の動作を制御する。
【００１６】
特に、プリンタコントローラ１４は、フォーマットされた画像形成データをプリントヘッドアレイ１８へ送るとともに、制御データをモータコントローラ２２及び２３へ送ることによってプリントヘッドの動作を制御する。プリントヘッドアレイ１８は、選択されたインクジェットを射出させ、これによって、フォーマットされた画像形成データに応じて、制御された量のインクを特定の位置に放出する。インクジェットの射出を調整する際、モータコントローラ２２は、制御された回転又はＹ軸方向の動作をドラム２６へもたらすように、ドラムモータ２４の動作を制御し、一方、モータコントローラ２３は、プリントヘッドアレイ１８のＸ軸の動作を制御するようにＸ軸駆動機構２０の動作を制御する。
【００１７】
ドラム２６のＹ軸方向の動作、Ｘ軸駆動機構２０のＸ軸方向の動作、及びプリントヘッドアレイ１８内のジェットノズルの発射を調整することによって、転写ドラム２６へ所定の画像が付与される。次に、ドラム２６は、最終受容媒体に接触し（図３を参照）、インク画像を受容媒体へ転写する。
【００１８】
プリントヘッドアレイ１８のプリントヘッド内のジェットノズルの垂直及び／又は水平のアラインメントを時々テスト又は測定することは有利である。このようなアラインメント／レジストレーション測定を実行する際、プリンタコントローラ１４は、データソース１２又は他の図示されてないデータソースから一つ以上のアラインメントレジストレーション動作を実行するためのリクエストを表すデータを受け取る。
【００１９】
アラインメントをテストするリクエスト即ちコマンドに応答して、プリンタコントローラ１４は、アラインメントテストを実行するために、図２（ａ）の動作を実行する。特に、ステップ２０２において、プリンタコントローラ１４は、プリントヘッドアレイ１８、モータコントローラ２２、及びモータコントローラ２３に適切な制御信号を送って、一つ以上のノズルの第１のセットによって、画像領域内に、少なくとも部分的に第１の画像パターンをプリントさせる。第１のセットの各ノズルは、一度に単一画素をプリントするように動作可能である。
【００２０】
その後、ステップ２０４において、プリンタコントローラ１４は、適切な制御信号を送り、一つ以上のノズルの第２のセットによって、画像領域内に、少なくとも部分的に第２の画像パターンをプリントさせる。第２のセットの各ノズルも、一度に単一の画素をプリントするように動作可能である。プリンタコントローラ１４は、第１と第２の画像が、既知の所望の光学的特性を有する干渉パターンなどの所定のパターンを所望通りに（理想的に）形成するように信号を送る。一般に、所定のパターンは、単一画素の寸法より大きい高さと幅を有する。プリントヘッド又はジェットノズルのミスアラインメント（位置合わせ誤り）によって、所望の（理論上、予想された）光学的特性とは異なる光学的特性が生じる。
【００２１】
ステップ２０６において、プリンタコントローラ１４は、光学的検出器２８から、画像領域の選択された光学的特性の光学的測定値を受け取る。選択された画像領域の測定値を得るため、光学的検出器２８は画像領域に対してアラインメントされなければならない。この目的のために、画像領域が検出器２８に対してＹ軸方向にアラインメントされるまで、モータコントローラ２２によってドラムを回転させる。プリンタコントローラ１４は、光学的検出器２８が、プリントされた画像領域とアラインメントされるまで、光学的検出器２８をＸ軸方向に移動させる。検出器２８のこのような移動を可能とするために、分離したＸ軸の変位機構及びモータコントローラ（図示されず）が含まれていてもよい。
【００２２】
光学的検出器２８が画像領域に対してアラインメントされると、プリンタコントローラ１４は、画像領域の光学的特性の一つ以上の測定値を得ることもできる。例えば、光学的特性は、全体的な光学的濃度又は輝度であってもよい。このような場合において、光学的検出器２８は濃度計などを有することが好ましい。光学的特性は、カラープリンタの場合、全体的な色相又はクロミナンス値であってもよく、この場合、光学的検出器２８は、比色計を有する。上述されたように、第１と第２の画像は、既知の所望の光学的特性を有する干渉パターンなどの複合パターンを理想的にはに形成する。所望の（理論上、予想される）光学的特性は、経験的又は実験的に決定され得るが、第１と第２の画像パターンは、ともかく、ほぼ互いにアラインメントされている複合画像パターンの全体的な特性を表す。
【００２３】
ステップ２０８において、プリンタコントローラ１４は、測定された光学的特性を、所望の光学的特性と比較する。第１のセットのジェットノズルと第２のセットのジェットノズルが適切にアラインメントされた場合、測定された光学的特性は所望の光学的特性にほぼ等しい。第１のセットのジェットノズルと第２のセットのジェットノズルが、例えば、Ｙ軸方向又はＸ軸方向で適切にアラインメントされないなどの特定の状態において非整合であると、その非整合の程度に応じて、測定された光学的特性は、所望の光学的特性から異なる。
【００２４】
ステップ２１０において、プリンタコントローラ１４は、所望の光学的特性と測定された光学的特性の差又はエラーが、受容可能な範囲又は許容範囲内にあるかどうかを決定する。エラーがしきい値を越える場合、プリンタコントローラ１４は、ステップ２１２において、エラーの信号を送ったり、エラーを補正する試みを行ったりする。エラーの補正は、関連するプリントヘッドのＸ軸のレジストレーションを調整することによって、或いは、関連するプリントヘッド内のいくつかのジェットノズルの発射タイミングを調整することによって、達成されてもよい。エラーが単に信号化される場合、プリントヘッドアレイ１８に対する機械的調整が行われてもよい。しかしながら、ステップ２１０において、エラーが許容範囲内であると判断された場合、プリンタコントローラ１４は、ステップ２１４によって示されるように、通常のプリント動作へ戻ってもよい。
【００２５】
上記の動作は、水平のミスアラインメント、垂直のミスアラインメント、プリントヘッドの歪みなどの異なるタイプのミスアラインメントを検出するために使用されてよい。プリンタコントローラ１４は、図５に関連して、下記で更に説明されるように、異なるタイプのミスアラインメントを検出するために異なる所望の画像パターンを用いる。
【００２６】
図２（ｂ）は、プリンタコントローラ１４によって実行され得る他の方法を示す。プリンタコントローラ１４は、このようなテストをリクエストする信号に応答して一つ以上のアラインメントテストを実行する際、図２（ｂ）のステップを実行してもよい。
【００２７】
図２（ｂ）は、所望の又は基準となる光学的特性が既知ではなく、むしろ、第１と第２の画像パターン間のオフセットが変化する複数の複合画像パターンをプリントし測定することによって固有に決定される方法を示す。特に、プリンタコントローラは、最小又は最大の光学的特性をもたらすオフセット値を識別するために、第１の画像パターンと第２の画像パターンとの間のいくつかの異なるオフセットを用いて、いくつかの測定値を得る。第１と第２の画像パターンが完全に重なる場合（即ち、一方の画像パターンで他方の画像パターンを完全に覆える場合）であれば、濃度値は最小値を有することがわかる（なぜなら、複合パターン内の白スペースが最大となるから）。或いは、第１と第２の画像パターンが互いに補完し合う形状であるならば（即ち、一つの画像パターンが他の画像パターンの白スペースにぴったり収まるならば）、濃度は最大値を有する。従って、最大濃度値又は最小濃度値の判断は、ノズルの第１のセットと第２のセットのノズルの適切なアラインメントを達成するために必要なオフセット値を判断するために使用され得る。
【００２８】
特に、ステップ２５２において、プリンタコントローラ１４は、一つ以上のノズルの第１のセットによって、画像領域内に、少なくとも部分的に第１の画像パターンをプリントさせるべく、プリントヘッドアレイ１８、モータコントローラ２２、及びモータコントローラ２３へ、適切な制御信号を送る。第１のセットの各ノズルは、単一の画素を一度にプリントするように動作可能である。
【００２９】
この後、ステップ２５４において、プリンタコントローラ１４は、一つ以上のノズルの第２のセットが、選択されたオフセット値を用いて、画像領域内に、少なくとも部分的に第２の画像パターンをプリントするように、適切な制御信号を送る。選択されたオフセット値は、ノズルの第１のセットと第２のセットとの間の相対的なアラインメントに対するＸ軸方向又はＹ軸方向の調整を表す。プリンタコントローラ１４は、第１の画像パターンと第２の画像パターンの間の選択されたオフセット値で第１の画像と第２の画像が結果的に所定のパターンを所望通りに形成するように信号を送る。オフセットの量は、現時点で存在するアラインメントエラーと組み合わされて、第１と第２の画像パターンがオーバーラップする程度に影響を与える。オーバーラップの程度もまた、画像領域内の光学的特性の全体的な濃度測定に影響を与える。
【００３０】
ステップ２５６において、プリンタコントローラ１４は、光学的検出器２８から、選択された画像領域の光学的特性の光学的測定値を受け取る。この目的のために、図２（ａ）に関して上記に説明されるステップ２０６におけるように、プリンタコントローラ１４は、光学的検出器２８を画像領域にアラインメントさせる。光学的検出器２８が画像領域に対してアラインメントされると、プリンタコントローラ１４は、画像領域の光学的特性の一つ以上の測定値を得ることができる。
【００３１】
その後、ステップ２５８において、プリンタコントローラ１４は、異なるオフセット値で十分な数の測定値が得られたかを判断する。具体的には、プリンタコントローラ１４が、好ましくは、いくつかの測定値を受け取る。即ち、最大（又は最小）の測定された光学的特性が判断されるデータポイントの数を増加させるために、いくつかの異なるオフセット値を用いてステップ２５２、ステップ２５４及びステップ２５６を反復する。
【００３２】
ステップ２５８で肯定的な回答がなされた場合、プリンタコントローラ１４は、ステップ２６０に進む。そうでない場合、プリンタコントローラ１４は、ステップ２６２においてオフセット値を変更して、ステップ２５２へ戻って、プリントし、最終的に新規なセットの画像パターンを測定する。
【００３３】
ステップ２６０において、異なるオフセット値を用いて、十分な数の測定値が得られた後、プリンタコントローラ１４は、測定値の比較に基づいて、最大及び／又は最小の測定された光学的特性を判断する。最大値又は最小値は、上述のように、ノズルの第１のセット及び第２のセットが適切にアラインメントされている状態に最も近いオフセット値に対応している。
【００３４】
ステップ２６０の後、プリンタコントローラ１４は、ステップ２６４へ進む。ステップ２６４において、プリンタコントローラ１４は、ノズルの第１のセットと第２のセットの間の任意のアラインメントエラーを補正するためのオフセット調整を判断するために最小（又は最大）の測定された光学的特性に対応するオフセット値を用いる。
【００３５】
従って、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、第１と第２の画像パターンは、アラインメントエラー又はオフセットを判断する際に有用である。複合画像パターンの測定された全体的な光学的特性を他の基準となる光学的特性と比較する（つまり、最大値又は最小値を求めるべきか、或いは、所望の光学的特性との差を求めるべきかを決定する）ことによって、アラインメントの問題を補正及び／又は識別するための高精度の画像解析の必要性が低減される。
【００３６】
図３は、図１のプリンタのプリントエンジン１６として使用され得る例示的なプリントエンジンの機械的な特徴を示す略図である。プリントエンジン１６は、図１に示されていない更なる機械的な素子を有する。概して、プリントエンジン１６は、最終的な受容基体又は媒体３１において、複数のインクの液滴を画像様に配置するように動作する。
【００３７】
プリントヘッドアレイ１８を有する四つのプリントヘッドモジュール３２ａ乃至３２ｄは、ドラム２６の周りに位置決めされる。四つのプリントヘッドモジュール３２ａ乃至３２ｄは、ドラム２６上の中間転写面２９へ、インクの液滴を、射出するように動作する。プリントヘッドモジュール３２ａ乃至３２ｄは、それぞれ、Ｘ軸方向への個別に制御された移動が可能である。図４は、四つのプリントヘッドモジュール３２ａ乃至３２ｄを示す立面図である。図４に示されるように、プリントヘッドアレイ１８は、プリントヘッドモジュール３２ａ乃至３２ｄ上で対で配置された８個のプリントヘッド６１乃至６８を有する。各プリントヘッド６１乃至６８は、プリントヘッドアレイ内の四つのＸ軸のプリントヘッド位置のいずれか一つと、プリントヘッドアレイ内の四つのＹ軸方向のプリントヘッド位置のいずれか一つに配置される。
【００３８】
図４に具体的に示されるように、プリントヘッド６１乃至６８の位置決めの例として、千鳥型の全幅アレイのプリント配列がある。
【００３９】
第１のプリントヘッドモジュール３２ａは、第１のプリントヘッド６１と第２のプリントヘッド６２とを有する。第１のプリントヘッド６１は、ジェットノズル列７１ａとジェットノズル列７１ｂの２列を有する。第１のジェットノズル列７１ａ内の各ジェットは、黒インクを射出するように構成されているが、第２のジェットノズル列７１ｂ内の各ジェットは、黄インクを射出するように構成されている。同様に、第２のプリントヘッド６２は、黒インク射出ジェットノズル列７２ａと黄インク射出ジェットノズル列７２ｂとを有する。ジェットノズル列７２ａとジェットノズル列７２ｂは、同一の垂直又はＹ軸方向の位置でアラインメントされるのが好ましい。同様に、好ましくは、ジェットノズル列７２ａとジェットノズル列７２ｂは同一のＹ軸方向の位置でアラインメントされる。
【００４０】
第２のプリントヘッドモジュール３２（ｂ）もまた、第１のプリントヘッド６３と第２のプリントヘッド６４とを有する。第１のプリントヘッド６３は、黒インクの射出ジェットノズルの列７３ａと黄インクの射出ジェットノズルの列７３ｂとを有する。同様に、第２のプリントヘッド６４は、黒インク射出ジェットノズルの列７４ａと黄インク射出ジェットノズルの列７３４とを有する。第１のプリントヘッド３２ａと同様に、ジェットノズル７３ａと７４ａの列は、同一の垂直即ちＹ軸方向位置にアラインメントされ、ジェットノズル７３ｂと７４ｂの列は、同一のＹ軸方向位置にアラインメントされる。
【００４１】
図４に示されるように、プリントヘッド６１乃至６４は、列７１ａと列７２ａが列７３ａと７４ａとは異なったＹ軸方向位置に位置されるように千鳥状に配置される。さらに、列７１ａの最後のジェットノズル８２は、列７３ａの最初のジェットノズル８６に隣接したＸ軸方向位置にある。同様に、列７３ａの最後のジェットノズル８８は、列７２ａの最初のジェットノズル９２に隣接したＸ軸方向位置にある。最後に、列７２ａの最後のジェットノズル９４は、列７４ａの最初のジェットノズルに隣接したＸ軸方向位置にある。
【００４２】
このように、水平線をプリントするために、列７１ａと列７２ａのジェットノズルは、列７１ａと列７２ａがドラム２６に対して特定のＹ軸方向位置でアラインメントされる時、同時に射出する。これと同じＹ軸方向位置に画像を連続形成するために、列７３ａと列７４ａのジェットノズルは、これらの列が上記特定のＹ軸方向位置に対してアラインメントされた時にこれらのジェットノズルに射出させる。しかしながら、列７１ａ、列７２ａ、列７３ａ及び７４ａの単パスの後、プリントのインターリーブ性によって、選択されたライン上の画像の一部分がプリントされるに過ぎない。よって、水平ラインを連続印刷するため、ドラム２６は、選択されたＹ軸方向位置に再びアラインメントされるまで、再び回転する。しかしながら、列７１ａと列７２ａは、インターリーブを達成すべく、Ｘ軸方向に既にわずかに移動している。そして、列７１ａと７２ａのジェットノズルが射出する。ドラム２６は、列７３ａと列７４ａがアラインメントされるまで再び回転し、この時点で、これらの列のジェットノズルが射出を行う。このプロセスは、完全なインターリーブサイクルが完成するまで続けられる。プリントヘッド６１乃至６４のすべてが適切にアラインメントされた場合、単一の比較的に連続した水平方向のインクによるラインがドラム２６上に形成されるはずである。
【００４３】
結果的に、プリントヘッド６１乃至６４の互いに対する位置あわせだけでなく、ドラム２６の回転に対する列７１ａ乃至列７４ａのプリントのタイミングも注意深く制御されなければならない。位置あわせの誤り又はタイミングのずれは結果的に、列７１ａと列７３ａの交差部、列７３ａと列７２ａの交差部、及び列７２ａと列７４ａの交差部に現れるプリント画像における可視の継ぎ目となる。同様な問題が、黄インクの射出の列７１ｂ乃至７４ｂに対しても現れる。
【００４４】
更なるアラインメントの問題は、同じ水平位置ｍにあるプリントヘッド間のジェットノズルのＸ軸方向アラインメントに関する。例えば、プリントヘッド６１のジェットノズルは、プリントヘッド６５のジェットノズルとＸ軸方向でアラインメントされなければならない。具体的には、列７１ａの内部のジェットノズルは、プリントヘッド６５の列７５ａの同一の相対水平位置のジェットノズルと水平においてアラインメントされなければならない。よって、例えば、列７１ａの内部ジェットノズル８４がプリントヘッド６１内のｎ番目の水平位置にあると仮定した場合、プリントヘッド６５の列７５ａのｎ番目の水平ジェットノズル位置にある内部ジェットノズル９６は、内部ジェットノズル８４と水平においてアラインメントされなければならない。適切なアラインメントがされない場合、カラーインクの混合と、これによってもたらされる色相は、不正確である可能性があり、最終画像に不要な色のひずみ、縞模様やスジ模様が生じる。
【００４５】
同じ理由で、プリントヘッド６２のジェットノズルはプリントヘッド６６のジェットノズルとＸ軸方向で、プリントヘッド６３のジェットノズルはプリントヘッド６７のジェットノズルとＸ軸方向で、及びプリントヘッド６４のジェットノズルはプリントヘッド６８のジェットノズルとＸ軸方向で、それぞれアラインメントされなければならない。
【００４６】
本明細書において説明されるアラインメント測定動作において、光学的検出器２８は、ドラム２６の中間転写面２９から光学的測定値を得るように構成されるので、最終的な印刷媒体は不要である。概して、テスト手順中、プリントヘッドモジュール３２ａ乃至３２ｄのプリントヘッド６１乃至６８の一つ以上が、中間転写面２９上へテスト画像又はテストパターンをプリントする。光学的検出器２８はこの中間転写面２９から直接光学的測定値を得て、プリンタコントローラ１４へデータを提供する（図１参照）。
【００４７】
図５は、アラインメント測定動作のパフォーマンスにおけるプリンタコントローラ１４の動作を更に詳細に示す。
【００４８】
図１、図２及び図４に示されたプリンタに関連し、図５に示すフローチャートの例示的な実行について説明する。
【００４９】
図５に示されたアラインメント測定動作は、図４に示されるような千鳥状のプリントヘッドアレイ内の異なるプリントヘッドに対して、ジェットの水平方向のアラインメントについてテストする。「水平方向にアラインメントされる」とは、異なるプリントヘッドのジェットノズルが、Ｘ軸方向の適切な位置でインクを射出するように配列されることを意味する。異なるプリントヘッド間でＸ軸方向におけるミスアラインメントが生じた場合、一つのプリントヘッドの最後のジェットノズルから次のプリントヘッドの最初のジェットノズルへの移行がスムーズでなくなる。即ち、画像がシームレスにならない。このようなエラーは、ヘッドの機械的なミスアラインメントによって発生し、しばしば、その補正方法を用いて補正され得る。特に、プリントヘッドモジュール３２ａ乃至３２ｄがある程度Ｘ軸方向に移動可能なので、プリントヘッド間のＸ軸方向アラインメントにおけるエラーは、一つ以上のプリントヘッドをＸ軸方向へ移動して、プリントヘッドのアラインメントを達成することによって補償されてもよい。
【００５０】
一般に、ステップ５０２において、プリンタコントローラ１４は、Ｘ軸方向のプリントヘッド位置ｍに配置された選択されたプリントヘッドに、交互する垂直ラインパターンを、その最後のジェットノズルのみを用いてプリントさせる。以下に更に説明される図６（ａ）は、ステップ５０２でプリントされ得る交互する垂直ラインパターンの例を示す。プリンタコントローラ１４は、プリントヘッドアレイ１８とモータコントローラ２２及び２３とに、適切な制御信号を送ることによって、パターンを、所定の画像領域内に、見掛け上、ぴったり収まるようにする。画像領域の大きさは、光センサー２８の視界に対応する。画像パターンをプリントするために、プリンタコントローラ１４は、交互するラインパターンを得る上で、パス間に必要とされるＸ軸方向の移動をもたらしつつ、ドラムを何回転かさせながら、選択されたプリントヘッドの最後のジェットノズルによって、インクを選択的に射出させる。
【００５１】
例えば、ステップ５０２において、プリンタコントローラ１４は、列７１ａの最後のジェットノズル８２によって、図６（ａ）に示されるような交互する垂直ラインパターンをプリントさせてよい。図６（ａ）は、複数の交互する垂直ライン６０４を有する画像領域６０２を示す。
【００５２】
ステップ５０４において、プリンタコントローラ１４は、次に隣接したプリントヘッドの最初のジェットノズルによって（但し、その最後のジェットのみを用いて）、交互する垂直ラインパターンをプリントさせる。「次に隣接するプリントヘッド」とは、「ｍ＋１」プリントヘッド水平位置にあるプリントヘッドのことである。交互する垂直ラインパターンは、ステップ５０２で作成された垂直ラインパターンと同一であると共に見掛け上は同じ画像領域内に配置される。従って、ステップ５０２の画像領域は、位置ｍにおけるプリントヘッドの最後のジェットノズルと位置ｍ＋１におけるプリントヘッドの最初のジェットノズルとの両方が、同一画像領域をプリントするためのＸ軸方向の変位範囲を見掛け上有するように選択されなければならない。
【００５３】
このように、ステップ５０２と同様に、プリンタコントローラ１４は、プリントヘッドアレイ１８とモータコントローラ２２及び２３へ好適な制御信号を送って、ステップ５０４で形成されたパターンが所定の画像領域内に見掛け上は収まるようにする。
【００５４】
引き続いて、図６（ａ）に関して上述された例によれば、ステップ５０４において、プリンタコントローラ１４は、列７３ａの最初のジェットノズル８６によって、図６（ｂ）に示されるような交互する垂直ラインパターンをプリントさせる。図６（ｂ）は、ステップ５０４で形成された交互する垂直ライン画像パターン６０６を、あたかもブランク表面にプリントされたかのように示す。しかしながら、画像パターン６０６は、画像パターン６０４が既に存在する画像領域６０２内でドラム２６上にプリントされるよう意図されている。
【００５５】
図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、ステップ５０２とステップ５０４のそれぞれの画像パターン６０４と６０６をプリントすることによって得られる複合画像の予測される例を示す。列７１ａの最後のジェットノズル８２と列７３ａの最初のジェットノズル８６とのＸ軸のアラインメントが比較的うまく位置合わせされた場合、図６（ｃ）に示されるように、画像パターン６０６は、画像パターン６０４に略完全に重畳される。しかしながら、ジェットノズル８２とジェットノズル８６との相対的なＸ軸方向位置決めがいくらかミスアラインメント（位置合わせ誤り）だった場合、図６（ｄ）に示されるように、画像パターン６０６は画像パターン６０４に対していくらかずれる。
【００５６】
再び、図５を参照すると、ステップ５０４の後、画像領域内に実質的に配置されたドラム２６上に複合画像が存在する。その後、プリンタコントローラ１４は、ステップ５０６へ進む。ステップ５０６において、プリンタコントローラ１４は、画像領域の平均濃度又は全体濃度を表す信号を光学的検出器２８から受け取る。この目的のために、プリンタコントローラ１４は、光学的検出器２８の測定視界が画像領域にアラインメントされるようにドラム２６の回転と光学的検出器２８のＸ軸変位とを制御する。光学的検出器２８がアラインメントされると、プリンタコントローラ１４は、光学的検出器２８の視界内、即ち、画像領域の画像濃度を表すセンサー信号を、検出器２８から、得る。
【００５７】
本明細書に記載されている方法を用いるとき、光学的検出器２８の解像度が、単一画素解像度では実際の画像の細部を得る上で、不適当であることもあり得るが、そうした場合であっても、画像領域の大きさ（面積）の全体的な濃度測定値（即ち、平均濃度測定値）を得ることが可能である。解像度の不足にもかかわらず、このような測定値は、二つのプリントヘッドの相対的なアラインメントに関する情報をも含む。具体的には、水平のアラインメントにおけるエラーが、実際の複合画像パターンに影響を与えるので（例えば、図６（ｃ）と図６（ｄ）を比較されたい）、アラインメントエラーは、そのエラーの分だけ、測定された濃度値に影響を与える。
【００５８】
引き続いて、図６（ａ）乃至図６（ｄ）を関して、上述された例によれば、ジェットノズル８２及びジェットノズル８６が適切にアラインメントされてないと仮定された図６（ｄ）の複合画像の測定された濃度値は、ジェットノズル８２及びジェットノズル８６が適切にアラインメントされていると推定された図６（ｃ）の複合画像の測定された濃度値とは異なることが理解されよう。
【００５９】
再び、図５を参照すると、プリンタコントローラ１４が光学的検出器２８から画像領域の測定された濃度値を得た後、プリンタコントローラ１４は、ステップ５０８へ進む。
【００６０】
ステップ５０８において、プリンタコントローラ１４は、測定された濃度値を予想濃度値と比較する。予想濃度値は、ミスアラインメントがないと推定された複合画像パターンに基づいている。例えば、図６（ａ）乃至図６（ｄ）に示された例では、プリンタコントローラ１４は、同一パターン６０４及び６０６が同じ場所にプリントされること、即ち、互いに重畳されることを試みた。この場合、予想濃度値は、図６（ｃ）に示される画像に対応する値となる。
【００６１】
プリンタコントローラ１４は、様々な方法で予想画像濃度値を得ることができる。プリンタコントローラ１４は、予想画像濃度値に関する先験情報と共にプログラミングされてもよいし、或いは、測定プロセス中に情報を経験的に得ることもできる。例えば、図６（ａ）乃至図６（ｄ）に示された例における場合のように、ステップ５０２及びステップ５０４で、理想的には重畳された画像がプリントされることになっている場合、プリンタコントローラ１４は、製造プロセス中に作成された較正測定値に基づいて計算されるか、或いは、予想された画像に対して理論的に計算される予想濃度と共に予めプログラミングされてよい（即ち、画像パターンが画像領域の半分を占める場合、予想濃度値は最大濃度値の２分の１に相当する）。
【００６２】
或いは、プリンタコントローラ１４は、ステップ５０２に続いて画像領域の濃度を測定し、得られた値を予想画像濃度値として使用することもできる。特に、ステップ５０２及び５０４で作成された画像パターンが理想的には完全に重畳されることになっている場合、ステップ５０２以降に測定される濃度は、ミスアラインメントがないと仮定すれば、ステップ５０４以降の画像領域濃度に等しいはずである。理想の濃度値を得るべく、ステップ５０２の後で濃度を測定することの一つ利点は、検出器２８の較正エラー及び第１のプリントヘッドの絶対レジストレーションエラーが、アラインメントの測定結果に、それほどの影響を及ぼさないことである。
【００６３】
ステップ５０８においてプリンタコントローラ１４が予想濃度値を測定された濃度値と比較した後、プリンタコントローラ１４は、ステップ５１０を実行する。ステップ５１０において、ステップ５０８の比較結果が、受容可能なしきい値を越えたエラーを表す場合、プリンタコントローラ１４は、アラームをセットするか、アラインメント補正を試みる。プリントヘッド間のＸ軸方向アラインメントエラーを補正するために、プリントヘッドの一つ以上のＸ軸基準アラインメントを変更してよい。
【００６４】
このように、上記のシステムは、副画素又は画素レベルの画像形成解像度を有するセンサーを使用せずに、隣接するＸ軸方向位置においてプリントヘッドのＸ軸アラインメントを決定するためのシステム及び方法を提供する。このような能力によって、アラインメントテストに用いられるコンポーネントが低価格化される。
【００６５】
通常の当業者は、本発明の基本原理を包含し且つ本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、独自の具体化形態を考案してよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】例示的なオフセットプリンタを示す略ブロック図である。
【図２ａ】プリンタの動作の第１のセットの流れ図である。
【図２ｂ】プリンタの動作の第２のセットの流れ図である。
【図３】オフセットインクジェットプリンタ用の例示的なプリントエンジンの機械的特徴を示す概略図である。
【図４】図３のプリントエンジンの四つのプリントヘッドモジュールの拡大立面図である。
【図５】第１の例示的な水平アラインメント測定を実施する際の図１のオフセットプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図６】ａ乃至ｄは、本明細書中に開示されたプリンタによって生成され得る例示的な垂直ライン画像パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０： プリンタ
１４： プリンタコントローラ
１６： プリントエンジン
１８： プリントヘッドアレイ
２０： Ｘ軸駆動機構
２２、２３： モータコントローラ
２４： ドラムモータ
２６： 転写ドラム
２８： 検出器
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９６１７０１７０
【氏名又は名称】ゼロックス コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
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| 【出願日】 |
平成１６年１１月１０日（２００４．１１．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９０４９
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳
【識別番号】１０００８４９９５
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 和詳
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| 【公開番号】 |
特開２００５−１４５０６５（Ｐ２００５−１４５０６５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年６月９日（２００５．６．９） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−３２５９０３（Ｐ２００４−３２５９０３） |
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