JPH11334058A - プリントヘッド - Google Patents
プリントヘッドInfo
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- JPH11334058A JPH11334058A JP11124505A JP12450599A JPH11334058A JP H11334058 A JPH11334058 A JP H11334058A JP 11124505 A JP11124505 A JP 11124505A JP 12450599 A JP12450599 A JP 12450599A JP H11334058 A JPH11334058 A JP H11334058A
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
- B41J2/2132—Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding
- B41J2/2139—Compensation for malfunctioning nozzles creating dot place or dot size errors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J29/00—Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
- B41J29/38—Drives, motors, controls or automatic cut-off devices for the entire printing mechanism
- B41J29/393—Devices for controlling or analysing the entire machine ; Controlling or analysing mechanical parameters involving printing of test patterns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Abstract
知可能な、また、各ノズルが形成するドットの形状を感
知可能なプリントヘッドを提供すること。 【解決手段】 インク滴を印刷媒体上に放出してドット
を形成する複数のノズルと、制御信号に応答してドット
で画像を形成する結像センサとを有する。ノズル12〜
14,19は規則的なアレイで配置され、結像センサ1
5は光検出器16の規則的な2次元のアレイから成る。
各光検出器16は、ノズル間の間隔よりも小さい距離だ
け互いに離れて配置されており、A/D変換器と接続さ
れている。各A/D変換器は光検出器16の行の1つに
対応する。また、複数のプロセッサはA/D変換器の出
力を処理し、該プロセッサから出力された値は、その行
の光検出器16が走査したドットの位置および大きさに
ついての情報を提供する。出力値はレジスタ内に記憶さ
れ、レジスタの内容は制御手段が読み出す。
Description
ンタに係り、特に、インクジェットプリンタ等に利用さ
れるプリントヘッドに関する。
をベースにしたコンピュータのプリンタは、「インクジ
ェット」プリンタと呼ばれることが多い。こういったプ
リンタは、レーザをベースにしたプリンタと比較してコ
ストはかなり低く、解像度やカラー印字能力も同等であ
る。しかしながら、インクカートリッジのコストが高い
ために、白黒印字のページ当たりのコストはレーザをベ
ースにしたプリンタで得られるものよりも高くなってし
まう。
インクを吐出する多数のノズルを有するプリントヘッド
を利用している。プリントヘッドには、加熱されたイン
クが膨張して毛管の端に最も近いインクが吐出されるよ
うに毛管内のインクを加熱することによって、インク滴
が吐出されるタイプのものがある。各ノズルは、このよ
うな毛管を1本、および加熱手段を駆動する回路を有す
る。該回路は、通常、プリントヘッドの一部である「チ
ップ」上に収容されている。カートリッジは、通常、1
つのインク槽で供給されるべきインクが使い果たされる
と廃棄されるが、インク槽を再補充するキットが入手可
能である。しかしながら、プリントヘッドの寿命は限ら
れており、摩耗とノズルの詰まりとによって決まる。し
たがって、印字品質が許容できないものとなる前に、比
較的少しの再補充しか利用することができない。
予想された印字位置に真っ直ぐに発射されるわけではな
い。インク滴が当たる位置やインク滴の形状は、1つに
は、インク滴を吐出するために用いる駆動電圧によって
決まる。インク滴が吐出される速度は、そのインク滴の
後方の液体(インク)を膨張させる過熱手段であるヒー
タに印加される電力によって、制御することができる。
プリントヘッドはまた、印字工程中に移動するので、イ
ンク滴が当たる位置は、インク滴の速度とプリントヘッ
ドの速度とによって決まる。さらに、紙上のインク滴に
よるドットの形状もまた、1つには、インク滴が吐出さ
れる速度によって決まる。インク滴が吐出される速度が
速すぎると、インク滴は飛んでいく途中でばらばらにな
ってしまったり、紙に当たるとはね散ってしまったりす
る。
ク滴の発射(吐出)が所要精度に満たないものが除去さ
れる。さらに、プリントヘッドの自然の摩耗によって、
インク滴の形状および軌道(飛翔経路)が変化し、制御
されない領域に乱れた線が現れることがあるため、表示
品質に影響を与えることがある。製造後にインク滴の発
射が所要精度の範囲に収まらないプリントヘッドを廃棄
しなければならなくなると、製造ラインの歩留まりが低
下するため、プリントヘッドのコストが増大する。ま
た、摩耗に関連する故障があるとプリントヘッドの寿命
が短くなるため、これによってもまたインクジェットプ
リンタでの印字コストが増大する。
ルの状態を得ることができれば、ノズルに供給する電力
やインク滴の発射タイミングを調整し、発射不良を引き
起こす問題がなくなるように補正することによって、問
題の多くを解決することができる。例えば、発射された
インク滴が紙上をはね散るようなインク滴を吐出するノ
ズルに対しては、インク滴を吐出するために供給される
電力を低くして、インク滴が紙に衝突する速度が遅くす
ることによって、修正することができる。同様に、プリ
ントヘッドの動く方向に沿った紙上のドットの位置も、
各ノズルのインク滴の発射タイミングを調整することに
よって変えることができる。
カートリッジが有効に使用され得る寿命を延ばすことが
できる。上述のように、再補充した場合であっても、イ
ンクジェットのプリントヘッドは摩耗するため、比較的
寿命が短い。摩耗に関連する問題には、個々のノズルの
駆動パラメータを調整することによって解決できるもの
がある。したがって、プリンタに較正システムを設ける
ことによって、プリントヘッドの有効寿命も長くするこ
とができる。
問題点に鑑みてなされたものであって、概して、改良さ
れたインクジェットのプリントヘッドを提供すること、
また、各ノズルから吐出されたインク滴の位置を感知可
能なインクジェットのプリントヘッドを提供すること、
さらに、各ノズルが生成するドットの形状を感知可能な
インクジェットのプリントヘッドを提供することを目的
としている。
トプリンタ等に用いられるプリントヘッドに関する。プ
リントヘッドは、インク滴を印刷媒体上に放出し、それ
によって印刷媒体上にドットを生成する複数のノズルを
有する。プリントヘッドはまた、制御信号に応じて該制
御信号によるドットで画像を形成する結像センサを有す
る。プリントヘッド内の制御手段は、画像情報をプリン
トヘッドに接続されたプロセッサに読み出す。本発明の
一実施形態において、画像は、一ノズルからのドットの
結像センサによる検出に応答して形成され読み出され
る。本発明の好適な実施形態において、ノズルは各ノズ
ル間の間隔に特徴のある規則的なアレイに配置され、結
像センサは光検出器の規則的な2次元のアレイから成
る。光検出器は、ノズル間の間隔よりも小さい距離だけ
互いに離れて配置されている。光検出器の好適な2次元
のアレイは、複数のA/D変換器と接続された複数行の
光検出器であって、各A/D変換器は行の1つに対応す
る。各A/D変換器は、そのA/Dに対応する行内の選
択された光検出器を示すデジタル値を生成し、選択され
る光検出器はポインタによって指定される。本発明の一
実施形態において、それぞれが各行に対応する複数のプ
ロセッサがさらに、A/D変換器の出力を処理する。各
プロセッサは、そのプロセッサに対応する行についての
A/D出力をもとに計算を行い、その行についての出力
を生成する。出力された値は、その行の光検出器が走査
したドットの位置および大きさについての情報を提供す
る。出力値はレジスタ内に記憶され、レジスタの内容は
制御手段が読み出す。
ク滴の位置および形状を測定することのできる、内蔵さ
れた結像システムを有するプリントヘッドである。本発
明の好適な実施形態において、較正動作中に各ドットの
基準ドットに対する位置が測定される。情報はプリンタ
ドライバが用いるために符号化され、ドットの飛翔経路
が修正される。プリントヘッドには集積回路チップが既
に含まれているので、本発明は、好ましくはその集積回
路チップに組み込まれている。したがって、本発明によ
ってプリントヘッドやプリンタのコストが著しく増大す
ることはない。
て容易に理解することができる。図1は、本発明の一実
施形態に係るプリントヘッド10の一部を示す底面図で
ある。プリントヘッド10は、12,13で示す2行の
ノズルを有する。代表的なノズルを14で示す。ノズル
の各行は、異なったカラーのインクに用いられる。図1
においては簡略化のために、通常のプリントヘッドで見
られる行の内の2つのみを示すが、通常はノズルの行が
さらに存在する、ということが理解されるべきである。
カラーのプリントヘッドであれば、通常3行または4行
のノズルがある。
置されている。このアレイは、好ましくは、画素密度が
ノズルの画素密度よりも大きい2次元のアレイであり、
ノズルが生成するドットの位置および形状が、ノズル間
の間隔よりも高い精度まで決定することができるように
なっている。本発明の好適な実施形態において、それぞ
れのノズルに対して2つの結像検出器がある。典型的な
光検出器を16で示す。プリントヘッドは18の矢印で
示すように2方向に動く。
る。プリントヘッド10が印刷媒体である紙の上を動く
向きは、結像アレイ15が現在の行のノズルが生成する
ドットの上を通るように選択される。本発明の好適な実
施形態において、結像アレイ15は、ノズル19が生成
するドットを画素センサ17が検出することによってト
リガされる。現在測定中の行のノズルが生成する画像
が、確実に結像アレイ15の中央に来る。
ャッタを利用する。好適な結像アレイは、CMOS能動
画素フォトダイオードのアレイである。アレイ内の光検
出器は、アレイが最後にリセットされてから各光検出器
が受光した光の総和を示す(integrate)。したがって、
アレイに入ってくる光を制御する別個の電子シャッタが
設けられていない場合には、アレイからデータを素早く
読み出さなければならない。本発明の好適な実施形態に
おいて、アレイは、300個のノズル出力測定用の60
0×64個の光検出器から成る。このアレイ内のデータ
は、10ミリ秒以下で読み出さなければならない。
によってコンピュータに接続されている。したがって、
結像アレイからのデータは、プリンタに取り付けられた
コンピュータが直接読み出すことはできない。したがっ
て、データはまずチップ上で処理されて、それから較正
システムが用いるようにコンピュータに送られなければ
ならない。データは、最低限アナログ形式からデジタル
形式に変換され、記憶されなければならない。
は、コンピュータに送られるデータ量をさらに小さくす
るために処理される。必要な処理速度とするために、ア
レイ内の600行の各画像センサに対して、別個の1ビ
ットA/D変換器および別個のビットシリアルプロセッ
サが設けられる。次に図2を参照する。図2は、本発明
の実施形態に係る結像システムを示すブロック図であ
る。結像システム20は、図1に示したような結像アレ
イ21を有する。シャッタ画素26が基準ドットを検出
すると、結像アレイ21がリセットされる。結像アレイ
21が十分露光されると、制御手段27が結像アレイ2
1の読み出しを開始する。露光時間は、プリントヘッド
が1インクドットの距離を動くのに必要な時間と比較す
ると短い。したがって、結像アレイ21は動作を「停
止」する。
イ22内の対応する1ビットA/D変換器によってA/
D変換後、プロセッサのアレイ23内の対応するプロセ
ッサ内にシフトする。プロセッサのアレイ23内の各ビ
ットシリアルプロセッサの出力は、出力レジスタ24内
で対応する9ビットのワード(word)に記憶される。こ
のレジスタの内容は、その後、プリンタに接続されたコ
ンピュータに読み出される。任意の所与の時間において
処理中の結像アレイ21内の特定のビットも、そのビッ
トに対応するA/D変換器に接続されビットシリアルプ
ロセッサにアドレスを供給するアドレスポインタ25に
よって特定される。結像アレイ21内の全ての光検出器
が処理されると、制御手段27の制御のもとで出力レジ
スタ24の出力がプロセッサに送られる。そしてこのプ
ロセスは、ノズルの全てが検査(examine)され、較正
手続きが完了するまで繰り返される。出力レジスタ24
からプロセッサまでのデータ通信は、従来技術であるの
で、ここではこれ以上の説明は行わない。
シリアルプロセッサは、各行の画素について3つのパラ
メータを決定する。第1のパラメータは、「Addr
C」と呼ばれるインク滴の重心の位置である。出力レジ
スタ24の9ビットの内の6ビットがこのパラメータに
利用される。第2のパラメータは、「Wt」と呼ばれる
インク滴の大きさである。出力レジスタの9ビットの内
の2ビットがこのパラメータに用いられる。第3のパラ
メータは、「BigDot」と呼ばれるエラーフラグで
あり、これは出力レジスタ24の1ビットを占める。エ
ラーフラグは、幅が3画素よりも大きいドットを示すよ
うに設定される。これらのパラメータ、「Spac
e」、「Pass」、および「Mdot」という内部パ
ラメータは、読み出し動作の最初にゼロにリセットされ
る。
ンタ位置AddrNにおける画素は、1ビットA/D変
換器によって2進数の「DotN」に変換される。この
動作は、制御手段27の一部であるクロックの立ち上が
りによってトリガされる。クロック信号の立ち下がり
は、ビットシリアルプロセスをトリガして以下のアルゴ
リズムを実行する。
s=0の場合、 No Action (ラインは、AddrNがこの値になるまでブラン
ク。)
合、 No Action (ラインは、1個以上の暗画素(dark pixel)の後ブラ
ンク。)
t=2またはWt=3)かつSpace=1かつPas
s=0の場合、 Pass=1 (重心の計算は完了。インク滴の最後を示すのに1より
も多いスペースが用いられることに注意。)
t=3)かつSpace=0かつPass=0の場合、 Space=1 (インク滴の最後を検出する第1のステップとして、ス
ペース変数を「1」にセット。本アルゴリズムにおい
て、2つの暗ドット(DotN=1)の間にスペースが
1個(DotN=0)である場合も、有効なインクドッ
トの一部とされる。)
s=0の場合、 BigDot=1 Pass=1 (インクドットの大きさが3画素よりも大きい場合に
は、そのインクドットは大きすぎると考えられる。出力
フラグ(BigDot=1)を用いてこの状況を示す。
この変数を用いて、1ビットA/D変換器内の比較器の
基準レベルを、アレイ読み出し時の第2のパス用に調整
しても良い。)
s=0の場合、 Wt=1 AddrC=AddrN (これは、インクドットの存在を示す最初の画素であ
る。Wtは「1」にセットされ、重心は現在のAddr
Nである。)
ce=0かつPass=0の場合、 Wt=2 AddrC=AddrN (これは、最初の画素に隣接する第2の暗画素である。
Wtはインクリメントされ、重心はAddrNの現在の
値に変更される。)
ce=0かつPass=0の場合、 Wt=3 (これは、第2の画素に隣接する第3の暗画素である。
Wtはインクリメントされ、重心は変わらない。)
ce=0かつPass=0の場合、 Space=1 Mdot=1 (一スペースは、暗画素間の一有効スペースまたはイン
クドットの終わりのどちらかを示す。重心の値は変わら
ず、変数Spaceは「1」に設定され、一時的変数
(Mdot)は「1」に設定される。)
つWt=1かつMdot=1かつPass=0の場合、 AddrC=AddrN Mdot=0 Wt=2 (これは、一スペースの後の暗画素であり、重心アドレ
スはAddrNに変更され、一時的な変数Mdotは
「0」にリセットされ、ドット重量変数はインクリメン
トされる。)
つWt=2かつMdot=1かつPass=0の場合、 Wt=3 (これは、一スペースの後の暗画素であり、重心アドレ
スは上述の第7ステップで定義されたAddrCに等し
く、一時的変数Mdotは「0」にリセットされ、ドッ
ト重量変数はインクリメントされる。)
つWt=2かつMdot=0かつPass=0の場合、 Wt=3 Mdot=0 (これは、一スペースの後の一暗画素の次の暗画素であ
り、重心アドレスは上述の第10ステップで決定された
AddrCに等しく、一時的変数Mdotは「0」にリ
セットされ、ドット重量変数はインクリメントされ
る。)
合、 BigDot=1 (エラー状態:暗画素の間に2以上のスペース。)
ップ処理を行うが、上述の説明から、当業者には、この
ような処理を行わない本発明の実施形態もまた構成する
ことができることが明白であろう。このような実施形態
の1つにおいて、図2に示すプロセッサのアレイ23は
削除され、出力レジスタ24が幅64ビットに拡張され
る。
センサ内に結像するのに十分な周辺光が利用可能である
と仮定している。したがって、チップ上には光源は供給
されない。本発明は、較正中の使用を意図しているの
で、周辺光が十分ではない場合には、印字カートリッジ
上の一位置に光を供給しても良い。しかし、上述の説明
から、当業者には、センサが結像アレイがカバーする領
域を照明する1つまたは複数のLEDを含んでも良い、
ということが明白であろう。ライトパイプを用いて、プ
リントヘッド近傍に搭載された個々のLEDからの光を
伝送し、プリントヘッド下の結像領域を照明しても良
い。この場合、LEDは光パルスを供給するように周期
的に動作させても良い。この光パルスは電子シャッタの
役割をする。このようなシャッタ手段が利用されれば、
画像は、その結像アレイをA/D変換器を介してプロセ
ッサが直接読み出すのに十分な時間だけ、結像アレイ上
に記憶することができる。すなわち、出力レジスタ24
もまた削除することができる。
をトリガする画素センサ17を利用している。しかし、
上述の説明から、当業者には、このアレイはノズルのイ
ンク滴発射後所定の時点でトリガしても良い、というこ
とが明白であろう。トリガは、較正中の特定のノズルの
アレイには依存しないので、画素センサ17を用いるの
が好ましい。
は、本発明の様々な変形が明白となろう。したがって、
本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され
るべきである。
によって前記印刷媒体上にドットを生成する複数のノズ
ル(12乃至14)と、制御信号に応じて前記ドットで
画像を形成する結像センサ(15,21)と、前記画像
から得られる情報を読み出す制御手段(27)と、を備
えたプリントヘッド(10,20)。
1つによって生成されたドットを検出する光検出器と、
該ドットを検出する前記光検出器に応答して前記制御信
号を発生する回路と、を有する画素センサ(17,2
6)をさらに備えた上記1記載のプリントヘッド(1
0,20)。
ル間の間隔に特徴のある規則的なアレイに配置され、前
記結像センサ(15,21)は、前記ノズル間の間隔よ
りも小さい距離だけ互いに離れて配置された、前記光検
出器の規則的な2次元のアレイを有して構成された上記
1記載のプリントヘッド(10,20)。
行の光検出器を有して構成され、当該プリントヘッド
(10,20)は、ポインタ(25)および複数のA/
D変換器(22)をさらに備え、各A/D変換器が前記
行の1つに対応し、該A/D変換器に対応する前記行内
の選択された光検出器を示すデジタル値を生成し、前記
選択された光検出器が前記ポインタ(25)によって指
定される上記3記載のプリントヘッド(10,20)。
数のプロセッサ(23)をさらに備え、前記複数のプロ
セッサの1つが前記行のそれぞれに対応し、各プロセッ
サが該プロセッサに対応する行について生成されたA/
D値をもとに計算を行い、該行に対応する出力を生成す
る上記4記載のプリントヘッド(10,20)。
する前記行の前記光検出器によって結像(image)され
たドットの一部の画像の位置を示す上記5記載のプリン
トヘッド(10,20)。
する前記行の前記光検出器によって結像されたドットの
一部の画像の大きさを示す上記5記載のプリントヘッド
(10,20)。
を有する出力レジスタ(24)をさらに備え、前記出力
レジスタ(24)は、前記プロセッサ(23)が生成し
た前記出力値を記憶する上記5記載のプリントヘッド
(10,20)。
ヘッドによれば、各ノズルから吐出されたインク滴の位
置を感知することができ、また、各ノズルが生成するド
ットの形状を感知することができる。
を示す底面図である。
ロック図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 インク滴を印刷媒体上に放出し、該イン
ク滴の放出によって前記印刷媒体上にドットを生成する
複数のノズル(12乃至14)と、 制御信号に応じて前記ドットで画像を形成する結像セン
サ(15,21)と、 前記画像から得られる情報を読み出す制御手段(27)
と、を備えたことを特徴とするプリントヘッド(10,
20)。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/072,408 US6227644B1 (en) | 1998-05-04 | 1998-05-04 | Inkjet dot imaging sensor for the calibration of inkjet print heads |
| US09/072-408 | 1998-05-04 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11334058A true JPH11334058A (ja) | 1999-12-07 |
| JPH11334058A5 JPH11334058A5 (ja) | 2006-06-01 |
| JP4328410B2 JP4328410B2 (ja) | 2009-09-09 |
Family
ID=22107356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12450599A Expired - Fee Related JP4328410B2 (ja) | 1998-05-04 | 1999-04-30 | プリントヘッド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6227644B1 (ja) |
| EP (1) | EP0955176B1 (ja) |
| JP (1) | JP4328410B2 (ja) |
| DE (1) | DE69926682T2 (ja) |
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