特許 7614776 ノズル故障を予測し、補償するための方法および処理ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-07

(45)【発行日】2025-01-16

(54)【発明の名称】ノズル故障を予測し、補償するための方法および処理ユニット

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20250108BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 207

B41J2/01 205

【請求項の数】 9

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020171090

(22)【出願日】2020-10-09

(65)【公開番号】P2021062616

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2023-09-06

(31)【優先権主張番号】10 2019 127 279.3

(32)【優先日】2019-10-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】516255493

【氏名又は名称】キャノン プロダクション プリンティング ホールディング ビー． ヴィ．

【氏名又は名称原語表記】Ｃａｎｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｂ．Ｖ．

【住所又は居所原語表記】Ｖａｎ ｄｅｒ Ｇｒｉｎｔｅｎｓｔｒａａｔ １０， ５９１４ ＨＨ Ｖｅｎｌｏ， Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】クラウス シュナイダー

(72)【発明者】

【氏名】ウルリヒ シュテックレ

【審査官】岩本 太一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０９３７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９３７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１７４２２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２００７－０１０２７９２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

印刷画像を印刷するためにインク滴を記録媒体（１２０）に向けて噴射するように構成されている少なくともノズル（２１，２２）を含んでいるインクジェット印刷装置（１００）用の処理ユニット（１０１）であって、該処理ユニット（１０１）は、
一連の連続する時点において、前記記録媒体（１２０）上のそれぞれの時点において前記ノズル（２１，２２）により吐出されたインク滴のずれに関するそれぞれ１つのずれ測定値（２０３）を求め、
前記一連の時点における前記ずれ測定値（２０３）の時間的な経過（２１０）に基づいて、前記ノズル（２１，２２）の故障に至るまでの、または前記ずれ測定値（２０３）の前記時間的な経過（２１０）がずれ閾値（２１３）に達する時点に至るまでの継続期間（２２４）を予測し、
前記予測された継続期間（２２４）に応じて、前記ノズル（２１，２２）の故障を、または吐出されたインク滴の前記ずれ閾値（２１３）を超えるずれを少なくとも部分的に補償するように、補償措置を開始する、
ように構成されており、
前記インクジェット印刷装置（１００）は、該補償措置が開始される時点から、所定の間隔時間の経過後にはじめて、前記インクジェット印刷装置（１００）により印刷される印刷画像に前記補償措置が作用するように、構成されていて、
前記処理ユニット（１０１）は、前記間隔時間にも応じて前記補償措置を開始するように、構成されており、
前記処理ユニット（１０１）は、
前記予測された継続期間（２２４）を前記間隔時間と比較し、
前記比較に応じて、前記補償措置を開始するまたは開始しない
ように構成されている、インクジェット印刷装置（１００）用の処理ユニット（１０１）。

【請求項2】

印刷画像を印刷するためにインク滴を記録媒体（１２０）に向けて噴射するように構成されている少なくともノズル（２１，２２）を含んでいるインクジェット印刷装置（１００）用の処理ユニット（１０１）であって、該処理ユニット（１０１）は、
一連の連続する時点において、前記記録媒体（１２０）上のそれぞれの時点において前記ノズル（２１，２２）により吐出されたインク滴のずれに関するそれぞれ１つのずれ測定値（２０３）を求め、
前記一連の時点における前記ずれ測定値（２０３）の時間的な経過（２１０）に基づいて、前記ノズル（２１，２２）の故障に至るまでの、または前記ずれ測定値（２０３）の前記時間的な経過（２１０）がずれ閾値（２１３）に達する時点に至るまでの継続期間（２２４）を予測し、
前記予測された継続期間（２２４）に応じて、前記ノズル（２１，２２）の故障を、または吐出されたインク滴の前記ずれ閾値（２１３）を超えるずれを少なくとも部分的に補償するように、補償措置を開始する、
ように構成されており、
前記インクジェット印刷装置（１００）は、該補償措置が開始される時点から、所定の間隔時間の経過後にはじめて、前記インクジェット印刷装置（１００）により印刷される印刷画像に前記補償措置が作用するように、構成されていて、
前記処理ユニット（１０１）は、前記間隔時間にも応じて前記補償措置を開始するように、構成されており、
前記処理ユニット（１０１）は、
前記予測された継続期間（２２４）が前記間隔時間をバッファ期間だけまたはバッファ期間よりも小さく上回った場合にまたは上回るとすぐに、前記補償措置を開始し、かつ／または
前記予測された継続期間（２２４）が前記間隔時間をバッファ期間よりも大きく上回った場合に、前記補償措置を開始しない、
ように構成されている、インクジェット印刷装置（１００）用の処理ユニット（１０１）。

【請求項3】

前記処理ユニット（１０１）は、前記ずれ測定値（２０３）の前記時間的な経過（２１０）を、その先の予測時間間隔（２２３）に外挿し、これにより、前記ノズル（２１，２２）の故障に至るまでの、または前記ずれ測定値（２０３）の前記時間的な経過（２１０）が前記ずれ閾値（２１３）に達する時点に至るまでの前記継続期間（２２４）を予測することができるように、構成されている、請求項１または２記載の処理ユニット（１０１）。

【請求項4】

前記処理ユニット（１０１）は、前記一連の時点における前記一連のずれ測定値（２０３）を、ローパスフィルタにより、かつ／または移動平均の形成により平滑化し、これにより前記ずれ測定値（２０３）の前記時間的な経過（２１０）を求めることができるように、構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の処理ユニット（１０１）。

【請求項5】

前記処理ユニット（１０１）は、
前記ノズル（２１，２２）に、前記一連の時点における１つの時点において、前記記録媒体（１２０）上にテスト印刷画像（２００）を印刷させ、かつ
前記インクジェット印刷装置（１００）のセンサユニット（１５０）に、前記テスト印刷画像（２００）に関するセンサデータを検出させ、かつ
前記センサデータに基づいて前記時点における前記ずれ測定値（２０３）を求める
ように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の処理ユニット（１０１）。

【請求項6】

前記テスト印刷画像（２００）が、複数のドットを備えたライン（２０１）を含み、
前記処理ユニット（１０１）は、
前記センサデータに基づいて前記ライン（２０１）の実際位置を求め、かつ
前記実際位置を前記ライン（２０１）の目標位置と比較し、これにより前記ずれ測定値（２０３）を求める
ように構成されている、請求項５記載の処理ユニット（１０１）。

【請求項7】

前記インクジェット印刷装置（１００）が、複数のノズル（２１，２２）を含み、
前記処理ユニット（１０１）は、前記複数のノズル（２１，２２）のうちの各ノズルのために、
ずれ測定値（２０３）を求め、
前記各ノズル（２１，２２）の起こり得る故障に至るまでの、または前記ずれ閾値（２１３）に達するまでの継続期間（２２４）を予測し、かつ
前記予測された継続期間（２２４）に応じて、前記各ノズル（２１，２２）のための補償措置を開始する
ように構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の処理ユニット（１０１）。

【請求項8】

インク滴を記録媒体（１２０）に噴射し、これにより印刷画像を印刷するように構成されている少なくとも１つのノズル（２１，２２）を含むインクジェット印刷装置（１００）を運転するための方法（３００）であって、
前記方法は、
一連の連続する時点のために、前記記録媒体（１２０）上のそれぞれの時点において前記ノズル（２１，２２）により吐出されたインク滴のずれに関するずれ測定値（２０３）を求めるステップ（３０１）と、
前記一連の時点における前記ずれ測定値（２０３）の時間的な経過（２１０）に基づいて、前記ノズル（２１，２２）の故障に至るまでの、または前記ずれ測定値（２０３）の前記時間的な経過（２１０）がずれ閾値（２１３）に達する時点に至るまでの継続期間（２２４）を予測するステップ（３０２）と、
前記予測された継続期間（２２４）に応じて、補償措置を引き起こすステップ（３０３）であって、該補償措置は、前記ノズル（２１，２２）の故障または吐出されたインク滴の、前記ずれ閾値（２１３）を超えるずれを少なくとも部分的に補償するように、構成されているステップと
を含み、
前記インクジェット印刷装置（１００）は、該補償措置が開始される時点から、所定の間隔時間の経過後にはじめて、前記インクジェット印刷装置（１００）により印刷される印刷画像に前記補償措置が作用するように、構成されていて、
前記補償措置を引き起こすステップ（３０３）では、前記予測された継続期間（２２４）を前記間隔時間と比較し、前記比較に応じて、前記補償措置を開始するまたは開始しない、インクジェット印刷装置（１００）を運転するための方法。

【請求項9】

インク滴を記録媒体（１２０）に噴射し、これにより印刷画像を印刷するように構成されている少なくとも１つのノズル（２１，２２）を含むインクジェット印刷装置（１００）を運転するための方法（３００）であって、
前記方法は、
一連の連続する時点のために、前記記録媒体（１２０）上のそれぞれの時点において前記ノズル（２１，２２）により吐出されたインク滴のずれに関するずれ測定値（２０３）を求めるステップ（３０１）と、
前記一連の時点における前記ずれ測定値（２０３）の時間的な経過（２１０）に基づいて、前記ノズル（２１，２２）の故障に至るまでの、または前記ずれ測定値（２０３）の前記時間的な経過（２１０）がずれ閾値（２１３）に達する時点に至るまでの継続期間（２２４）を予測するステップ（３０２）と、
前記予測された継続期間（２２４）に応じて、補償措置を引き起こすステップ（３０３）であって、該補償措置は、前記ノズル（２１，２２）の故障または吐出されたインク滴の、前記ずれ閾値（２１３）を超えるずれを少なくとも部分的に補償するように、構成されているステップと
を含み、
前記インクジェット印刷装置（１００）は、該補償措置が開始される時点から、所定の間隔時間の経過後にはじめて、前記インクジェット印刷装置（１００）により印刷される印刷画像に前記補償措置が作用するように、構成されていて、
前記補償措置を引き起こすステップ（３０３）では、
前記予測された継続期間（２２４）が前記間隔時間をバッファ期間だけまたはバッファ期間よりも小さく上回った場合にまたは上回るとすぐに、前記補償措置を開始し、かつ／または
前記予測された継続期間（２２４）が前記間隔時間をバッファ期間よりも大きく上回った場合に、前記補償措置を開始しない、インクジェット印刷装置（１００）を運転するための方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ノズル故障を予測し、かつ必要に応じて少なくとも部分的に予め補償することを可能にする方法および対応する処理ユニットに関する。

【0002】

記録媒体に印刷するための印刷装置、特にインクジェット印刷装置は、それぞれ１つ以上のノズルを備えた１つ以上の印刷ヘッドを有している。ノズルは、記録媒体上に印刷画像のドット（Bildpunkt）を印刷するために、インク滴を吐出するようにそれぞれ構成されている。その際に、１つ以上の印刷ヘッドと記録媒体とは、互いに対して相対的に運動させられ、これにより特に種々異なる列の種々異なる位置においてドットを記録媒体上にインク付けし、かつこれにより印刷画像を記録媒体上に印刷することができる。

【0003】

種々異なる外的要因または内的要因により、ノズルから吐出されたインク滴の位置精度の悪化が時間の経過とともに生じてしまう。劣化現象、摩耗、インクの気泡形成および／または乾燥に基づいて、ノズルのアクチュエータの力は、液滴を所要の速度および精度で記録媒体上に位置決めするために、もはや十分ではなくなってしまう。この状態は、次第に悪化し、したがって場合によってはノズルの故障につながってしまう。

【0004】

印刷ヘッドのノズルの位置精度を特定するために、印刷装置に、記録媒体上に特別なラインパターンを印刷させることができる。次いで、記録媒体上のラインパターンに基づいて、ノズルにより印刷されたラインが欠けていないか、または比較的高い位置のずれを有していないかを検査することができる。次いで、これに基づいて、ノズル故障が存在しているか否かを決定することができる。さらに、１つ以上の補償措置を開始することができ、これにより、検出されたノズル故障を少なくとも部分的に補償することができる。

【0005】

ノズル故障の検出および続く補償措置の開始は、補償措置が作用し始める時点まで少なくとも一時的に印刷装置の印刷品質が損なわれていることにつながる。

【0006】

本明細書は、インクジェット印刷装置の印刷品質へのノズル故障の影響を減じるという技術的な課題に関する。特に、効率的かつ確実な形式でノズル故障に基づく印刷品質の一時的な低下を少なくとも部分的にまたは完全に阻止することが望ましい。この課題は、装置クレームである請求項１に記載の特徴および方法クレームである請求項１０に記載の特徴により解決される。

【0007】

本発明の１つの態様によれば、インクジェット印刷装置用の処理ユニットが記載されている。この印刷装置は、少なくとも１つのノズルを含んでいて、ノズルは、印刷画像を印刷するためにインク滴を記録媒体に向けて噴射するもしくは放出するように、構成されている。処理ユニットは、一連の連続する時点において、記録媒体上のそれぞれの時点においてノズルにより吐出されたインク滴のずれ、特に横方向のずれに関するずれ測定値を求めるように、構成されている。さらに処理ユニットは、一連の時点におけるずれ測定値の時間的な経過に基づいて、ノズルの故障に至るまでの、またはずれ測定値の時間的な経過がずれ閾値に達する時点に至るまでの継続期間を予測するように、構成されている。さらに処理ユニットは、予測された継続期間に応じて、ノズルの故障または吐出されたインク滴のずれ閾値を超えるずれを少なくとも部分的に補償するように、少なくとも補償措置を開始するように、構成されている。

【0008】

本発明の別の１つの態様によれば、インク滴を記録媒体に噴射し、これにより印刷画像を印刷するように構成されている少なくとも１つのノズルを含むインクジェット印刷装置を運転するための方法が記載されている。方法は、一連の連続する時点のために、記録媒体上のそれぞれの時点においてノズルにより吐出されたインク滴のずれに関するずれ測定値を求めるステップを含む。さらに方法は、一連の時点におけるずれ測定値の時間的な経過に基づいて、起こり得るノズルの故障に至るまでの、またはずれ測定値の時間的な経過がずれ閾値に達する時点に至るまでの継続期間を予測するステップを含む。方法はさらに、予測された継続期間に応じて、補償措置を引き起こすステップを含む。

【0009】

以下に本発明の実施例を概略的な図面につき詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】例示的なインクジェット印刷装置のブロック図である。

【図2a】例示的なテスト印刷画像を示す図である。

【図2b】ずれ測定値の例示的な時間経過を示す図である。

【図3】印刷装置を運転するための例示的な方法のフローチャートである。

【0011】

図１に図示された印刷装置１００は、枚葉紙、シートまたはプレート状または帯状の記録媒体１２０上に印刷するように設計されている。記録媒体１２０は、紙、厚紙、ボール紙、金属、プラスチック、布地、これらの組み合わせおよび／または印刷可能であるその他の適当な材料から製造されていてもよい。記録媒体１２０は、矢印により図示されている搬送方向１に沿って、印刷装置１００の印刷ユニット１４０を通ってガイドされる。

【0012】

印刷装置１００の印刷ユニット１４０は、図示された例では２つの印刷バー（Druckriegel）１０２を含んでいる。各印刷バー１０２は、特定の色、たとえばブラック、シアン、マゼンタおよび／またはイエローのインクおよび場合によってはＭＩＣＲインクでの印刷のために使用することができる。互いに異なる印刷バー１０２は、それぞれ異なるインクでの印刷のために使用することができる。さらに、印刷ユニット１４０は、少なくとも１つのセンサユニット１５０、たとえばカメラを含んでいてもよい。カメラは、記録媒体１２０上に印刷された印刷画像に関するセンサデータを検出するように、構成されている。

【0013】

印刷バー１０２は、１つ以上の印刷ヘッド１０３を含んでいてもよい。これらの印刷ヘッドは、場合によっては複数の列で相並んで配置されていて、これにより、記録媒体１２０上に印刷画像の種々異なる行３１，３２のドットを印刷することができる。図１に図示された例では、印刷バー１０２は、５個の印刷ヘッド１０３を含んでいる。各印刷ヘッド１０３は、記録媒体１２０上に印刷画像の行３１，３２の群のドットを印刷する。印刷画像の互いに異なる行３１，３２は、横方向２に沿って相並んで配置されている。さらに、個別の行３１，３２はそれぞれ搬送方向１に沿って延びている。

【0014】

印刷ユニット１４０の各印刷ヘッド１０３は、図１に示された実施形態では、複数のノズル２１，２２を含んでいる。各ノズル２１，２２は、インク滴を記録媒体１２０に向けて噴射するまたは放出するように、構成されている。印刷ユニット１４０の１つの印刷ヘッド１０３は、たとえば効果的に使用される数千個のノズル２１，２２を含んでいてもよく、これらのノズル２１，２２は、搬送方向１に対して直交する複数の列に沿って、つまり記録媒体１２０の横方向２に沿って配置されている。印刷ユニット１４０の１つ印刷ヘッド１０３のノズル２１，２２によって、印刷画像の１つの行のドットを記録媒体１２０上に搬送方向１に対して横方向に、つまり記録媒体１２０の幅に沿って印刷することができる。

【0015】

印刷装置１００は、印刷ユニット１４０の個別の印刷ヘッド１０３の個別のノズル２１，２２のアクチュエータを駆動するように構成されている制御もしくは処理ユニット１０１、たとえば制御ハードウェアおよび／またはコントローラをさらに含んでいて、これにより、印刷データに応じて印刷画像を記録媒体１２０に被着させることができる。

【0016】

冒頭で述べたように、印刷装置１００が運転するにつれて、印刷ヘッド１０３のノズル２１，２２の損傷が生じてしまう。特に、時間がたつにつれて、ノズル２１，２２はインク滴を搬送方向１に対して横方向のずれを伴って吐出し、したがって印刷すべき印刷画像の行３１，３２に沿ってノズル２１，２２により印刷されたラインが、搬送方向１に対して横方向のずれを有することが生じてしまう。このような横方向のずれの大きさは、場合によってはノズル２１，２２の完全故障に至るまで、時間がたつにつれて増大してしまう。

【0017】

印刷装置１００の個別のノズル２１，２２の状態を特定するために、例示的に図２ａに図示されているように、テストパターンを備えたテスト印刷画像２００を印刷することができる。テストパターンは、個別のライン２０１を含んでいてもよい。各ライン２０１は、それぞれまさに個別のノズル２１，２２によって印刷される。したがって、印刷装置１００の各個別のノズル２１，２２に、まさに１つのライン２０１を印刷させることができる。テストパターンを備えたテスト印刷画像２００は、センサユニット１５０によって検出することができる。

【0018】

次いで、センサユニット１５０のセンサデータに基づいて、各個別のノズル２１，２２のために、実際に印刷されたライン２０１が目標位置２０２に対して横方向２に沿ってずれているか否かを検査することができる。目標位置２０２と、印刷されたライン２０１の、センサデータに基づいて求められた実際位置との間の横方向のずれの量は、ずれ測定値２０３として提供することができる。したがって、印刷装置１００の各ノズル２１，２２のために、テストパターンを備えたテスト印刷画像２００の印刷によって、それぞれ１つのずれ測定値２０３を求めることができる。このずれ測定値２０３は、場合によってはライン２０１の複数のドットを介して求められる、各ノズル２１，２２により吐出されたインク滴の横方向のずれを示す。

【0019】

一連の時点において個別のノズル２１，２２のためのずれ測定値２０３を求めるために、一連の時点においてテストパターンを備えたそれぞれ１つのテスト印刷画像２００を印刷することを特に周期的に繰り返すことができる。したがって、１つのノズル２１，２２のために、対応する一連の時点のために一連のずれ測定値２０３が生じる。図２ｂは、１つのノズル２１，２２のための例示的な一連のずれ測定値２０３を示している。ずれ測定値２０３は、初期時間間隔２２１において、かつ続く測定時間間隔２２２において求めることができる。

【0020】

一連の測定されたずれ測定値２０３に基づいて、ずれ測定値２０３の時間的な経過２１０、特に平滑化された時間的な経過２１０を求めることができる。ずれ測定値２０３の時間的な経過２１０は、ずれ測定値２０３の今後の経過２１１，２１２を予測するために、現在の時点を起点として外挿することができる。換言すると、一連の測定されたずれ測定値２０３に基づいて、その先の予測時間間隔２２３においてずれ測定値２０３がどのように展開するかを予測することができる。

【0021】

ずれ測定値２０３の１つ以上の予測された経過２１１，２１２に基づいて、ノズル２１，２２の完全故障に至るまでの継続期間２２４を予測することができる。このためには、１つ以上の予測された経過２１１，２１２をずれ閾値２１３と比較することができる。ずれ閾値２１３は、ノズル２１，２２が故障していることが想定される横方向のずれを示すか、かつ／または補償措置により補償されるべき横方向のずれを示す。

【0022】

図２ｂに図示された例では、第１の予測された経過２１１は、ずれの比較的緩慢な時間的増大を想定しながら求められる。さらに、第２の予測された経過２１２は、ずれの比較的強い時間的増大を想定しながら求められる。ノズル２１，２２の完全故障に至るまでの継続期間２２４として、たとえば、第１の予測された経過２１１と、第２の予測された経過２１２との加重平均値がずれ閾値２１３に達する、かつ／またはずれ閾値２１３を上回る時点までの期間を求めることができる。

【0023】

ノズル２１，２２の故障は、１つ以上の補償措置によって少なくとも部分的に補償することができるので、ノズル２１，２２の故障は印刷画像において見ることができない、または減じられた程度でしか見ることができない。たとえば、高められた量のインクを吐出し、かつこれにより故障したノズル２１，２２を少なくとも部分的に補償するために、故障したノズル２１，２２の１つ以上の隣接したノズル２１，２２を制御することができる。

【0024】

ノズル故障の検出および続く補償措置の開始は、印刷画像２００の印刷品質が故障したノズル２１，２２により損なわれている特定の期間を必要とする。ノズル故障の補償に至るまでに必要となる期間、つまり間隔時間のための例示的な成分は、以下の通りである：
・故障したノズル２１，２２もしくは高い横方向のずれを有するノズル２１，２２による印刷画像２００の最初の印刷までに必要となる時間
・ノズル故障を検出するためのテストパターンを備えたテスト印刷画像２００が印刷されるまでの時間的な遅延
・テストパターンを備えた記録媒体１２０をセンサユニット１５０にまで搬送するために必要となる期間
・テストパターンに関するセンサデータを検出するために必要となる期間
・テストパターンに関するセンサデータを評価するために必要となる期間
・印刷装置１００の制御装置に評価の結果を伝達するために必要となる期間
・補償アルゴリズムを使用するため、もしくは補償措置を実施するために必要となる期間
・第１の補償されたページに達するまでの印刷装置１００のページバッファを印刷するために必要となる期間
・能動的な補償を有する第１のページを印刷するために必要となる期間。

【0025】

したがって、全体的に、補償措置が開始されるべき否かかが決定される決定時点と、補償措置が印刷装置１００の印刷品質に効果的に補償するように作用し始める作用時点との間の特定された最低所要期間、つまり間隔時間が生じる。

【0026】

印刷装置１００の処理ユニット１０１は、ノズル２１，２２の故障に至るまでの予測された期間２２４を、補償措置を開始するための最低所要期間、つまり不動作時間と比較するように、構成されていてもよい。さらに処理ユニット１０１は、たとえば時間的な安全バッファを考慮しながら、ノズル２１，２２の故障が印刷品質に作用する前に補償措置を開始するためにノズル２１，２２の故障に至るまでの予測された期間２２４が辛うじて足りていることが検出されるとすぐに、補償措置を開始するべきか否かを決定するように、構成されていてもよい。したがって、補償措置のこのような早期かつ／または適宜の開始により、確実な形式で印刷装置１００の印刷品質の一時的な低下を阻止することができる。さらに、これにより、補償措置が過度に早く開始され、これによりノズル２１，２２の故障より前に印刷品質が損なわれることを阻止することができる。

【0027】

したがって、テスト印刷画像２００のラインパターンから、ライン２０１の位置のずれ２０３を求め、連続する複数の時点における複数の測定にわたって観察することができる。場合によっては比較的頻繁に、たとえば４ページ毎にテストパターンを印刷し、測定を実施することができる。位置のずれ２０３の実施された測定を介して、たとえばスライディングウィンドウによる継続的な平均化を行うことができる。平均化は、初期時間間隔２２１の経過後に、初期時間間隔２２１において検出された測定値２０３に基づいて開始することができ、次いで測定時間間隔２２２内で継続することができる。たとえば、平均化は、それぞれ１０個の測定値２０３を介して行うことができる。したがって、測定値２０３の平滑化されたもしくは平均化された時間的な経過２１０を求めることができる。平均化により、個別の異常値が排除され、測定が安定化される。これにより個別の異常値が補償措置の開始につながることを確実に阻止することができる。

【0028】

位置のずれ２０３の時間的な経過２１０をトレースし、品質関数を使用しながら今後の続く経過２１１，２１２を予測することができる。ずれ２０３のこの予測は、図２ｂにおいて、予想間隔２２３内で点線として図示されている。これにより、今後の経過２１１，２１２が、たとえば２１μｍの閾値２１３をいつ上回るかを確認することができ、その時点までの継続期間２２４を計算することができる。継続期間２２４が、補償ループのために必要となる期間、すなわち不動作時間よりも短い場合、補償を直ちに開始することができる。これにより、補償が、もはや許容不能である位置のずれ２１３の発生後にできるだけ迅速に適用されることが達成される。

【0029】

したがって、少なくとも１つのノズル２１，２２を含んでいるインクジェット印刷装置１００のための処理ユニット１０１が説明される。特に、印刷装置１００は、たとえば図１に関連して示されているように、１つ以上の印刷ヘッド１０３内かつ／または１つ以上の印刷バー１０２内に配置されていてもよい複数のノズル２１，２２を含んでいてもよい。印刷されるべき記録媒体１２０を、１つ以上の静止したノズル２１，２２の傍らを通ってガイドすることができる。印刷装置１００の１つのノズル２１，２２は、記録媒体１２０上に印刷画像のまさに１つのライン２０１もしくは行３１，３２のドットを印刷するように、構成されていてもよい。印刷画像のライン２０１もしくは行３１，３２と印刷装置１００の１つのノズル２１，２２との間には、１対１の関係が成り立っていてもよい。印刷装置１００のノズル２１，２２は、印刷画像を印刷するために、記録媒体１２０に向けてインク滴を噴射するもしくは放出するように、構成されていてもよい。印刷すべき各ドットのために、１つ以上のインク滴を吐出することができる。

【0030】

処理ユニット１０１は、記録媒体１２０上のそれぞれの時点においてノズル２１，２２から吐出されたインク滴のずれに関するそれぞれ１つのずれ測定値２０３を、１つの時点または一連の連続する時点において求めるように、構成されていてもよい。たとえば、それぞれ１つのずれ測定値２０３を周期的に求め、場合によっては記憶することができる。したがって、ずれ測定値２０３の時系列を求めることができる。

【0031】

特に、処理ユニット１０１は、ノズル２１，２２に一連の時点のうちの１つの時点において、テスト印刷画像２００を記録媒体１２０上に印刷させるように、構成されていてもよい。テスト印刷画像２００は、複数のドットを備えたライン２０１を含んでいてもよく、ドットはそれぞれ観察されているノズル２１，２２により印刷されている。

【0032】

さらに、処理ユニット１０１は、印刷装置１００のセンサユニット１５０、たとえばカメラに、テスト印刷画像２００に関するセンサデータを検出させるように、構成されていてもよい。この場合、各時点におけるずれ測定値２０３は、センサデータに基づいて正確な形式で求めることができる。特に、処理ユニット１０１は、センサデータに基づいて記録媒体１２０上のライン２０１の実際位置を求めるように、構成されていてもよい。さらに、処理ユニット１０１は、ライン２０１の実際位置を目標位置２０２と比較し、これにより、これによりずれ測定値２０３を、特に実際位置と目標位置２０２との間の間隔として求めるように、構成されていてもよい。したがって、ずれ測定値２０３を正確な形式で求めることができる。

【0033】

一連の時点は、過ぎた時点を含んでいてもよい。換言すると、過去のずれ測定値２０３がどのように発展したのかを求めることができる。さらに換言すると、過去におけるずれ測定値２０３の時間的な経過２１０を求めることができる。

【0034】

処理ユニット１０１は、一連の時点におけるずれ測定値２０３の時間的な経過２１０に基づいて、ノズル２１，２２の起こり得る故障に至るまでに、またはずれ閾値２１３に達するまでにその先の継続期間２２４を予測するように、構成されていてもよい。特に、過去の時点におけるずれ測定値２０３の時間的な経過２１０に基づいて、未来における継続期間２２４を予測することができる。たとえば、処理ユニット１０１は、決定時点において継続期間２２４を予測するように、構成されていてもよい。ずれ測定点２０３の時間的な経過２１０は、決定時点の少なくとも部分的にまたは完全に前にあってもよい。他方では、予測された継続期間２２４は、決定時点後の時点にまで延びていてもよい。

【0035】

処理ユニット１０１は、ノズル２１，２２の起こり得る故障に至るまで、またはずれ閾値２１３に達するまでの継続期間２２４を予測するために、ずれ測定値２０３の時間的な経過２１０をその先の予測時間間隔２２３に外挿するように、構成されていてもよい。その際に、１つ以上の外挿ルールを使用することができる。次いで、ずれ測定値２０３の外挿された経過２１１，２１２をずれ閾値２１３と比較することができ、これにより、継続期間２２４を求めることができる。特に、決定時点から、ずれ測定値２０３の外挿された経過２１１，２１２がずれ閾値２１３に達する時点に至るまでの継続期間２２４を求めることができる。このようにして、継続期間２２４を特に正確に求めるか、もしくは予測することができる。

【0036】

処理ユニット１０１は、ローパスフィルタを用いて、かつ／または移動平均を形成することによって、一連の時点での一連のずれ測定値２０３を平滑化し、これによりずれ測定値２０３の時間的な経過２１０を求めることができるように、構成されていてもよい。その後、ずれ測定値２０３の平滑化された時間的な経過２１０は、特に正確な形式で継続期間２２４を求めるか、もしくは予測するために使用することができる。

【0037】

継続期間２２４の予測は、機械学習された人工的なニューラルネットワークを用いて実施することができる。ニューラルネットワークは、入力値としてずれ測定値２０３の時間的な経過２１０を取り入れることができる。さらに、ニューラルネットワークは、出力値として継続期間２２４を提供するように、構成されていてもよい。ニューラルネットは、多数のトレーニングデータセットを含むトレーニングデータに基づいて学習されていてもよい。トレーニングデータセットは、印刷装置１００の個別のノズル２１，２２における測定に基づいて求めることができる。トレーニングデータセットは、ずれ測定値２０３の測定された時間的な経過２１０と、ずれ測定値２０３の測定された時間的な経過２１０のために測定された継続期間２２４とのタプルであってもよい。学習されたニューラルネットワークを使用することにより、継続期間２２４を特に正確な形式で予測することができる。

【0038】

処理ユニット１０１はさらに、ノズル２１，２２の故障、または吐出されたインク滴の、ずれ閾値２０３を超えるずれを少なくとも部分的に補償するために、予測された継続期間２２４に応じて補償措置を開始するように、構成されていてもよい。補償措置は、決定期間において開始することができる。換言すると、補償措置が開始されるか否かを、決定期間において決定することができる。したがって、補償措置は、ノズル故障が発生する前に、かつ／またはノズル２１，２２により吐出されるインク滴の過大なずれが行われる前に、開始することができる。これにより、印刷装置１００の印刷品質の低下を確実に阻止することができる。

【0039】

補償措置は、ノズル２１，２２の故障および／またはノズル２１，２２によって印刷されたドットの過大なずれを少なくとも部分的に補償するように構成されていてもよく、これによって、ノズル２１，２２の損傷の影響は印刷画像においてあまり見ることはできない、または全く見ることができない。補償措置の枠内において、損傷したノズル２１，２２の１つ以上の隣接するノズル２１，２２に、補償措置を有しない状態とは異なり、より多くまたはより少ないインクを吐出させることができる。

【0040】

印刷装置１００は、補償措置が開始される決定時点から、不動作時間の経過後にはじめて、補償措置が印刷装置１００によって印刷された印刷画像に影響を与えるように、構成されていてもよい。不動作時間は、上記で挙げた時間成分のうちの１つ以上の時間成分を含んでいてもよい。

【0041】

処理ユニット１０１は、不動作時間に応じて補償措置を開始するように、構成されていてもよい。特に、処理ユニット１０１は、決定時点において補償措置を開始するか否かの決定時に、不動作時間を考慮するように、構成されていてもよい。特に、処理ユニット１０１は、予測された継続期間２２４と不動作時間とを比較するように、構成されていてもよい。次いで、この比較に応じて、補償措置を決定時点において開始すべきか否かを確実な形式で決定することができる。

【0042】

好適な例では、処理ユニット１０１は、予測された継続期間２２４が不動作時間をバッファ期間だけ上回った、またはバッファ期間よりも小さく上回った場合に、または上回るとすぐに、決定時点において補償措置を開始するように、構成されている。他方では、処理ユニット１０１は、予測された継続期間２２４が不動作時間をバッファ期間よりも大きく上回った場合に、補償措置を決定時点において開始しないように、構成されていてもよい。バッファ期間は、比較的小さく、たとえばゼロであってもよい。したがって、印刷品質がノズル故障の前に損なわれることを阻止するために、補償措置をできるだけ遅く開始するが、ノズル故障の結果、印刷品質が一時的に低下することを阻止するために、十分に早く開始するようにすることができる

【0043】

処理ユニット１０１は、ずれ測定値２０３の経過２１０を更新し、それぞれ更新されたずれ測定値２０３の経過２１０に基づいて、それぞれ更新された継続期間２２４を予測するために、連続する決定時点においてそれぞれ１つの現在のずれ測定値２０３を繰り返し求めるように、構成されていてもよい。次いで、それぞれ更新された継続期間２２４に基づいて、それぞれの決定時点において、補償措置を開始するか否かを決定することができる。これにより、高い印刷品質を継続的に提供することができる。

【0044】

上で説明したように、印刷装置１００は、典型的には、複数のノズル２１，２２を含んでいて、処理ユニット１０１は、以下のように構成されていてもよい：複数のノズル２１，２２の各ノズルのためにずれ測定値２０３を求める；各ノズル２１，２２の起こり得る故障に至るまでに、またはずれ閾値２１３に達するまでの継続期間２２４を予測する；かつ予測された継続期間２２４に応じて、各ノズル２１，２２のための補償措置を開始する。したがって、印刷装置１００の各個別ノズル２１，２２の位置ずれ状況の監視および予測を行うことができる。これにより、印刷装置１００の印刷品質をさらに向上させることができる。

【0045】

したがって、ノズル２１，２２により吐出されるインク滴のずれ、特に横方向ずれに関するずれ測定値２０３の時間的な経過２１０に基づいて、ノズル２１，２２の故障に至るまでの継続期間２２４を予測するように構成されている、インクジェット印刷装置１００の処理ユニット１０１が記載されている。予測に基づいて、補償措置が遅くとも、好適にはまさにノズル２１，２２の実際の故障または予測された故障の時点において有効であり、したがって印刷品質の低下を確実に回避することができるようにするために、ノズル２１，２２の実際の故障の前に適宜、補償措置を開始することができる。

【0046】

さらに本明細書では、本明細書において説明した処理ユニット１０１を含むインクジェット印刷装置１００を説明する。

【0047】

図３は、少なくとも１つのノズル２１，２２を含むインクジェット印刷装置１００を運転するための例示的な方法３００のフローチャートを示しており、ノズル２１，２２は、印刷画像を印刷するために、インク滴を記録媒体１２０に放出させるように、構成されている。方法３００は、印刷装置１００の処理ユニット１０１によって実施することができる。

【0048】

方法３００は、記録媒体１２０上のそれぞれの時点においてノズル２１，２２から吐出されたインク滴のずれに関連したそれぞれ１つのずれ測定値２０３を、一連の連続する時点のために求めるステップ３０１を含んでいる。さらに、方法３００は、一連の時点におけるずれ測定値２０３の時間的な経過２１０に基づいて、ノズル２１，２２の起こり得る故障に至るまでの、かつ／または時間的な経過２１０がずれ閾値２１３に達するまで、またはずれ閾値２１３を上回る時点に至るまでの継続期間２２４を予測するステップ３０２を含んでいる。さらに方法３００は、予測された継続期間２２４に応じて補償措置を引き起こすステップ３０３を含む。補償措置は、ノズル２１，２２の故障、または吐出されたインク滴の、ずれ閾値２０３を超えるずれを少なくとも部分的に補償するように、構成されていてもよい。

【0049】

本明細書に記載された措置により、インクジェット印刷装置１００の故障補償の安定化を引き起こすことができる。さらに、目に見える印刷品質の損傷につながるノズル故障を確実に阻止することができる。さらに、印刷装置１００で発生する刷損じを減少させることができる。

【符号の説明】

【0050】

１ 搬送方向
２ 横方向
２１，２２ ノズル
３１，３２ 行
１００ 印刷装置
１０１ 制御もしくは処理ユニット
１０２ 印刷バー
１０３ 印刷ヘッド
１２０ 記録媒体
１４０ 印刷ユニット
１５０ センサユニット
２００ 印刷画像（テストパターン）
２０１ 印刷されたライン
２０２ １つのラインの目標位置
２０３ ずれ測定値
２１０ ずれ測定値の平滑化された時間的な経過
２１１，２１２ ずれ測定値の予測された経過
２１３ ずれ閾値
２２１ 初期時間間隔
２２２ 測定時間間隔
２２３ 予測時間間隔
２２４ ノズル故障に至るまでの継続期間
３００ ノズル故障を補償する方法
３０１～３０４ 方法ステップ

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】