特表 2022-525508 プリント品質の光学モニタリングを用いるＣＩＪプリンタを動作させる方法、プリント品質の光学モニタリングを用いるＣＩＪプリンタ及びプリント品質の光学モニタリングを用いるＣＩＪプリンタを訓練する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-05-17

(54)【発明の名称】プリント品質の光学モニタリングを用いるＣＩＪプリンタを動作させる方法、プリント品質の光学モニタリングを用いるＣＩＪプリンタ及びプリント品質の光学モニタリングを用いるＣＩＪプリンタを訓練する方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/08 20060101AFI20220510BHJP

   B41J 2/085 20060101ALI20220510BHJP

   B41J 2/09 20060101ALI20220510BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20220510BHJP

【ＦＩ】

B41J2/08

B41J2/085

B41J2/09

B41J2/01 451

B41J2/01 401

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021552743

(86)(22)【出願日】2019-12-10

(85)【翻訳文提出日】2021-10-26

(86)【国際出願番号】 EP2019084488

(87)【国際公開番号】W WO2020177912

(87)【国際公開日】2020-09-10

(31)【優先権主張番号】19161144.1

(32)【優先日】2019-03-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521395757

【氏名又は名称】ポール ライビンガー ゲーエムベーハー ウント コー．カーゲー ヌメリアー－ウント マーキーラングスシステメ

【氏名又は名称原語表記】ＰＡＵＬ ＬＥＩＢＩＮＧＥＲ ＧＭＢＨ ＆ ＣＯ．ＫＧ ＮＵＭＭＥＲＩＥＲ－ＵＮＤ ＭＡＲＫＩＥＲＵＮＧＳＳＹＳＴＥＭＥ

(74)【代理人】

【識別番号】100116322

【弁理士】

【氏名又は名称】桑垣 衛

(72)【発明者】

【氏名】シュペッカー、クラウス

【テーマコード（参考）】

2C056

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C056EB26

2C056EB58

2C056EC28

2C056HA58

2C057AL31

2C057AL35

2C057AM40

2C057DC03

2C057DC15

(57)【要約】

本発明は、光学モニタ手段（８０）によってＣＩＪプリンタを動作させる方法であって、プリントされるプリント画像のビットマップ（９０、１９０）を生成するステップと、インク液滴（１２）を、プリントされる被印刷物（１００）に印刷することにより、ビットマップ（９０、１９０）のドット又はドット群を生成し、もって、リアルプリント画像（１９５）を被印刷物（１００）に順次印刷するように、ＣＩＪプリンタの荷電電極（２５）及び偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方を順次作動させるステップと、光学モニタ手段（８０）を使用して、被印刷物（１００）に印刷されたリアルプリント画像（１９５）を検知するステップと、所望のプリント画像のビットマップ（９０、１９０）と、光学モニタ手段（８０）を使用して検知され、且つ被印刷物（１００）に印刷されたリアルプリント画像（１９５）とを自動的に比較するステップとを有し、所望のプリント画像のビットマップ（９０、１９０）及び被印刷物（１００）に印刷されたリアルプリント画像（１９５）は、ビットマップ（９０、１９０）の行若しくは列又はビットマップ（９０、１９０）の行若しくは列の構成要素のいずれかに基づいて自動的に比較される、方法に関する。本発明は、そのような方法を実行するためのＣＩＪプリンタ及びそのようなＣＩＪプリンタの光学モニタ手段（８０）をトレーニングする方法にも関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学モニタ手段（８０）を有するＣＩＪプリンタを動作させる方法であって、
プリントされるプリント画像のビットマップ（９０、１９０）を生成するステップと、
インク液滴（１２）を、プリントされる被印刷物（１００）に印刷することにより、前記ビットマップ（９０、１９０）のドット又はドット群を実現し、もって、前記被印刷物（１００）にリアルプリント画像（１９５）を順次印刷するように、前記ＣＩＪプリンタの荷電電極（２５）及び偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方を順次制御するステップと、
前記光学モニタ手段（８０）によって、前記被印刷物（１００）に印刷された前記リアルプリント画像（１９５）を撮像するステップと、
所望のプリント画像の前記ビットマップ（９０、１９０）と、前記被印刷物（１００）に印刷されるとともに前記光学モニタ手段（８０）によって撮像された前記リアルプリント画像（１９５）とを自動的に比較するステップと
を有する方法において、
前記所望のプリント画像の前記ビットマップ（９０、１９０）と、前記被印刷物（１００）に印刷された前記リアルプリント画像（１９５）との前記自動的な比較は、前記ビットマップ（９０、１９０）の行若しくは列と、前記ビットマップ（９０、１９０）の行若しくは列の構成要素との何れかに基づいて実行されることを特徴とする方法。

【請求項2】

前記ＣＩＪプリンタの荷電電極（２５）及び偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方を前記順次制御するための少なくとも１つの制御信号が、それぞれの行又は列の期待されるプリント画像を特定するために、前記所望のプリント画像の前記ビットマップ（９０、１９０）と、前記被印刷物（１００）に印刷されるとともに前記光学モニタ手段（８０）によって撮像された前記リアルプリント画像（１９５）との前記自動的な比較において使用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ＣＩＪプリンタの荷電電極（２５）及び偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方を前記順次制御するための少なくとも１つの更なる制御信号が、前記ビットマップ（９０、１９０）のそれぞれの行又は列の期待されるプリント画像を特定するために、前記所望のプリント画像の前記ビットマップ（９０、１９０）と、前記被印刷物（１００）に印刷されるとともに前記光学モニタ手段（８０）によって撮像された前記リアルプリント画像（１９５）との前記自動的な比較において使用されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ＣＩＪプリンタの荷電電極（２５）及び偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方の前記順次制御は、行毎又は列毎にも行われることを特徴とする、請求項１～３の何れか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記ＣＩＪプリンタが複数のプロセッサ又は複数のプロセッサコアを有するプロセッサを有し、一のプロセッサにおいて、前記所望のプリント画像の前記ビットマップ（９０、１９０）が生成され、且つ前記ＣＩＪプリンタの前記荷電電極（２５）及び偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方を前記順次制御するための制御信号の生成がモニタされるとともに、他のプロセッサにおいて、前記所望のプリント画像の前記ビットマップ（９０、１９０）と、前記被印刷物（１００）に印刷されるとともに前記光学モニタ手段（８０）によって撮像された前記リアルプリント画像（１９５）との前記自動的な比較が実行されることを特徴とする、請求項１～４の何れか一項に記載の方法。

【請求項6】

請求項１～５の何れか一項に記載の方法を実行するためのＣＩＪプリンタであって、
インク供給のための液圧モジュール（５）と、
ノズル（１０）及び発振器（２０）を有する液滴生成器であって、前記液圧モジュール（５）によってインクを供給され、且つインク液滴（１２）を生成する液滴生成器と、
規定された電荷を、前記液滴生成器によって生成されたインク液滴（１２）に印加するための少なくとも１つ荷電電極（２５）と、
前記液滴生成器によって生成され、且つ前記荷電電極（２５）によって荷電された前記インク液滴（１２）の軌道に影響を及ぼすための少なくとも１つの偏向電極（３０）と、
行毎に又は列毎にプリントされるビットマップ（９０、１９０）を一連の制御信号に変換するように構成された制御部であって、前記一連の制御信号により、前記荷電電極（２５）及び前記偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方は、前記行又は列の画像が液滴シーケンスの液滴（１２）からプリントされる被印刷物（１００）上に形成されるように制御される、制御部と、
前記プリントされる被印刷物（１００）上に形成された前記リアルプリント画像（１９５）をモニタするための光学モニタ手段（８０）と
を有するＣＩＪプリンタにおいて、
請求項１～５の何れか一項に記載の自動的に比較するステップを実行するように構成されたデータ処理装置を有することを特徴とするＣＩＪプリンタ。

【請求項7】

前記制御部に関連付けられた第１のプロセッサ又は第１のプロセッサコアを有し、且つ前記データ処理装置に関連付けられた第２のプロセッサ又は第２のプロセッサコアを有することを特徴とする、請求項６に記載のＣＩＪプリンタ。

【請求項8】

前記制御部は、前記データ処理装置と信号通信し、それにより、前記それぞれの一連の制御信号又は前記一連のものに対応する制御コマンドは、前記制御部によって前記データ処理装置に転送されることを特徴とする、請求項６又は７に記載のＣＩＪプリンタ。

【請求項9】

請求項６～８の何れか一項に記載のＣＩＪプリンタの光学モニタ手段（８０）を訓練する方法において、
少なくとも１つのパスにおける前記ＣＩＪプリンタは、ストローク（４０、４１）を実行するとき、前記ＣＩＪプリンタの荷電電極（２５）及び偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方を制御するための一連の制御信号を含むビットマップ（９０、１９０）を生成し、
前記ビットマップ（９０、１９０）のリアルプリント画像（１９５）は、プリントされる被印刷物（１００）にインク液滴を印刷することによって実現され、
前記リアルプリント画像（１９５）の画像が、前記光学モニタ手段（８０）によって撮像されるとともに、所与のストローク（４０、４１）のための制御信号に応答して前記被印刷物（１００）に印刷される前記リアルプリント画像（１９５）のそれぞれの部分が識別されるように評価され、且つ、前記ストローク（４０、４１）又は前記制御信号に関連付けられた期待されるプリント画像として記憶されるように評価されることを特徴とする方法。

【請求項10】

前記プリンタが、複数のパスにおいて、前記ビットマップ（９０、１９０）のドット又はドット群を、プリントされる被印刷物（１００）にインク液滴（１２）を印刷することにより、リアルプリント画像にするように、前記ＣＩＪプリンタの荷電電極（２５）及び偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方を制御するための一連の制御信号を含むビットマップ（９０、１９０）をプリントし、及び
前記制御信号に応答してそれぞれの場合に前記被印刷物に印刷される前記プリント画像は、前記光学モニタ手段によって撮像及び識別され、且つ前記制御信号に関連付けられたプリント画像として記憶されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記プリンタは、前記複数のパスのそれぞれにおいて、前記ＣＩＪプリンタの荷電電極（２５）及び偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方を制御するための一連の制御信号を生成し、前記ＣＩＪプリンタの前記荷電電極（２５）及び前記偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方を制御するための前記制御信号が生成される順序がシーケンス毎に変わることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記プリンタが前記複数のパスのそれぞれにおいて、前記ＣＩＪプリンタの前記荷電電極（２５）及び前記偏向電極（３０）の少なくともいずれか一方を制御するための一連の制御信号を生成し、異なるパスにおいて、前記ＣＩＪプリンタのプリント動作で変動し、且つ前記プリント画像（１９５）の変更をもたらし得るプリントパラメータは、変わることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プリント品質の光学モニタリングを用いるＣＩＪプリンタを動作させる方法、プリント品質の光学モニタリングを用いるＣＩＪプリンタ及びプリント品質の光学モニタリングを用いるＣＩＪプリンタを訓練する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェットプリンタは、広く使用されているプリンタのクラスである。産業用途に特に適し、従ってこの分野で高い人気を達成したこのクラスのファミリは、いわゆる連続インクジェットプリンタ（ＣＩＪプリンタ）である。

【0003】

連続インクジェットプリンタは、可変量の溶媒を含むインクによってプリントする。従って、溶媒槽からの溶媒及びインク槽からの濃縮インクが一緒に混合されて、プリントに使用されるインクを得る混合槽がある。以下では、用語「インク」が使用されるとき、プリントに使用される液体を意味し、用語「濃縮インク」は、インク槽に提供される液体に使用される。

【0004】

混合槽から、インクは、圧力下でプリントヘッドのノズルに供給され、そこで、実際のプリントプロセスに必要な液滴がレイリーの液体層流噴流減衰の基本原理に従ってインクジェットから生成される。液滴の形成、特に液滴のサイズは、モジュレーションにより制御され、これは、例えば、適するように励起される圧電素子によりインクジェットに付与される。

【0005】

このように生成された液滴は、好適に帯電し、偏向電極により所望の軌道に導かれ、所望の軌道は、プリントされる被印刷物の所望の位置に液滴をつなぐか、又はプリントプロセスがその瞬間に実行されない場合、プリントヘッド、例えば捕集管において捕捉し、インク液滴のリサイクル、すなわち混合槽へのその帰還を可能にする。

【0006】

それぞれの場合にプリントされる要素、例えば文字又は数字は、多くの場合、インク液滴のマトリックス又はビットマップにより、例えば多くの場合に７×５マトリックスによりこのように実現され、それにより、一般に、マトリックス又はビットマップの行又は列を意味する一方の次元は、インク液滴の偏向により実現され、他方の次元は、プリントされる材料の材料供給により実現される。従って、原則として、ＣＩＪプリンタは、一連のいわゆるストローク、すなわち並べて配置されたインク液滴の一連の行をプリントし、その制御において、表される文字は、解像度に対応するマトリックス又はビットマップに変換され、これは、次に、行毎又は列毎に処理される。

【0007】

明らかに、基本的な目的は、プリント画像が所与の被印刷物上で歪むことなく、しかも連続してプリントされる被印刷物上のプリント画像の位置が大きく変化することもないように、プリントされる被印刷物の正確な場所に可能な限り再現可能にインク液滴が着地することを、偏向電極を制御することにより保証することである。プリント画像の位置が大きく変化することは、潜在的に動作パラメータの変動に起因して生じることがあり、一方では、設定を調整することによって所望のプリント画像を再度生成するため、他方では、ミスプリントを有する製品を製造ラインから適時に取り出せるようにするために、それらを可能な限り迅速に検出することが望ましい。

【0008】

この目標に近づく既知の方法は、プリント画像のカメラモニタリングを実行することであり、カメラは、好ましくは、ＣＩＪプリンタと信号通信し、それにより、カメラにより収集されたデータ及び撮像された画像は、ＣＩＪプリンタのディスプレイに表示され得る。

【0009】

特に、プリント速度に最適化されたシステムにおいて、製品の異なるコピーがプリントされる２つの連続したプリントプロセス間の時間間隔は、非常に短いことが多く、従って、目標は、プリントが不正確な製品数を可能な限り低く保つように、ミスプリントを可能な限り迅速に識別することである。

【0010】

プリント画像のカメラモニタリングにおける別の大きい問題は、確かに、これが自動的に行われる場合、訓練プロセスが実行されなければならないことである。
この訓練プロセスは、複雑なものであり、特にＣＩＪプリンタの場合、少なくともプリント速度を保証するように最適化されて動作する場合、個々の液滴の位置（すなわちプリント画像のドット）の変動が、例えば、前に生成された液滴がプリント／偏向されたか否か及び／又はそうされた場所に応じて生じるという事実により複雑である。その結果、カメラが接続又は統合されたＣＩＪプリンタは、真のプラグアンドプレイシステムを表さず、代わりに複雑な試運転手順を最初に実行する必要があり、複雑な試運転手順は、プリント条件、例えばプリントされる材料のそれぞれの変化するたびに新しく実行する必要があり得る。

【発明の概要】

【0011】

従って、本発明の目的は、特にモニタリング中の応答時間及び／又は光学モニタリングシステムの訓練に必要な時間に関して、光学モニタリングを用いるＣＩＪプリンタを改善することである。

【0012】

この目的は、請求項１の特徴を有する、光学モニタ手段を有するＣＩＪプリンタを動作させる方法、請求項６の特徴を有する、そのような方法を実行するための、光学モニタ手段を有するＣＩＪプリンタ、及び請求項９の特徴を有する、そのようなＣＩＪプリンタの光学モニタシステムを訓練する方法により達成される。本発明の更なる有利な発展形態は、それぞれの従属請求項の主題である。

【0013】

本発明による、光学モニタ手段を有するＣＩＪプリンタを動作させる方法は、少なくとも、以下の順に、しかし、必ずしも直ちに続けてではなく実行される。
所望のプリント画像のビットマップを生成するステップと、
インク液滴を、プリントされる被印刷物に印刷することにより、ビットマップのドット又はドット群を実現し、もって、被印刷物にリアルプリント画像を順次印刷するように、ＣＩＪプリンタの荷電電極及び／又は偏向電極若しくは偏向板を順次制御するステップと、
光学モニタ手段によって、被印刷物に印刷されたリアルプリント画像を撮像するステップと、
所望のプリント画像のビットマップと、被印刷物に印刷された、光学モニタ手段によって撮像されたリアルプリント画像とを自動的に比較するステップと
を有する。

【0014】

本発明にとって重要なことは、所望のプリント画像のビットマップと、被印刷物に印刷されたリアルプリント画像との自動的な比較が、通常、ストロークによって形成されるプリント画像の行若しくは列に基づいて実行されること、又はインク液滴の位置を意味するプリント画像の行若しくは列の構成要素に基づいて実行されることである。

【0015】

これは、全体ビットマップ、例えばプリントされる文字又はプリントされる数字が、プリントされる材料上のリアルプリント画像として実現された後、前記実現されたビットマップが所望のプリント画像又は全体ビットマップに対応するか否かがもはや確認されず、ストローク毎、特に各ストローク後又は該当する場合には更にストロークの実行中、このストローク又はこのストロークを構成する個々のインク液滴が正確に配置されたことが確認されることを意味する。

【0016】

この手法には、多くの利点がある。認識又はチェックされるパターンは、はるかに単純であり、パターン認識をより容易且つより確実にし、それらの計算時間要件及びハードウェア要件を低減する。加えて、確認速度が大幅に増大し、それによりエラーをより迅速に検出することができる。

【0017】

方法の有利な実施形態によれば、少なくとも１つの制御信号が、それぞれの行又は列の期待されるプリント画像を特定するために、所望のプリント画像のビットマップと、プリントされ、且つ例えば光学モニタ手段によって撮像された画像との自動的な比較中、ＣＩＪプリンタの荷電電極及び／又は偏向電極の順次制御のために使用されることが提供される。

【0018】

上述した実施形態の更なる発展形態では、少なくとも１つの更なる制御信号は、それぞれの行又は列の期待されるプリント画像を特定するために、所望のプリント画像のビットマップと、被印刷物に印刷されるとともに光学モニタ手段によって撮像されたプリント画像との自動的な比較中、ＣＩＪプリンタの荷電電極及び／又は偏向電極の順次制御のために使用されることが提供される。このようにして達成され得ることは、文字比較の精度向上、従って例えば前に実行されたストロークに応じて変わり得る、所与のストロークのプリント画像のわずかな変化をもたらし得る出現した干渉影響の検出感度の増大である。

【0019】

ＣＩＪプリンタの荷電電極及び／又は偏向電極の順次制御が行毎又は列毎にも行われる場合、この制御信号は、モニタリングのターゲット位置の定義に直接使用することができる。

【0020】

ＣＩＪプリンタが、複数のプロセッサ又は複数のプロセッサコアを有するプロセッサを有する場合、特に有利であることが証明されており、その場合、１つのプロセッサにおいて、所望のプリント画像のビットマップが生成され、且つＣＩＪプリンタの荷電電極及び／又は偏向電極の順次制御のための制御信号の生成がモニタされ、他のプロセッサにおいて、所望のプリント画像のビットマップと、被印刷物に印刷されるとともに光学モニタ手段によって撮像されたプリント画像との自動的な比較が検出される。このようにして、高ＣＰＵ電力が要求されても、画像処理が実際のプリント動作に悪影響を有さないことを特によく保証することができる。

【0021】

本発明による方法を実行する本発明によるＣＩＪプリンタは、インク供給のための液圧モジュールと、ノズル及び圧力変調する発振器を含む液滴生成器であって、液圧モジュールによってインクを供給され、且つインク液滴を生成する液滴生成器と、規定された電荷を、液滴生成器によって生成されたインク液滴に印加するための少なくとも１つの荷電電極と、液滴生成器によって生成されたインク液滴の軌道に影響を及ぼすための少なくとも１つの偏向電極と、行毎に又は列毎にプリントされるビットマップを一連の制御信号に変換するように構成された制御部であって、一連の制御信号により、荷電電極及び／又は偏向電極は、一連の液滴の液滴から、この行又はこの列の画像が、プリントされる被印刷物上に形成されるように制御される、制御部と、プリントされる被印刷物上に形成された画像をモニタするための、特にＣＣＤカメラとして設計され得る光学モニタ手段とを含む。

【0022】

ＣＩＪプリンタは、請求項１～５の何れか一項に記載の自動的に比較するステップを実行するように構成されたデータ処理装置を有することが本発明にとって重要である。
本発明の好ましい発展形態によれば、ＣＩＪプリンタは、制御部に割り当てられた第１のプロセッサ又は第１のプロセッサコアを有し、且つデータ処理装置に割り当てられた第２のプロセッサ又はプロセッサコアを有することが提供される。このようにして、実行される画像分析によるプリント速度への望ましくない影響を回避することができる。

【0023】

更に、制御部がデータ処理装置と信号通信し、それにより、それぞれの一連の制御信号又はこれらの一連のものに対応する制御コマンドが制御部によってデータ処理装置に転送される場合、有利である。前者は、アナログ信号送信に対応し、後者は、デジタル信号送信に対応する。

【0024】

本発明による、そのような光学モニタシステムを有するＣＩＪプリンタの光学モニタシステムを訓練する方法では、ストロークの実行中、ＣＩＪプリンタは、ＣＩＪプリンタの荷電電極及び／又は偏向電極を制御するための一連の制御信号を含む少なくとも１つのランでビットマップを生成し、このビットマップのリアルプリント画像は、プリントされる被印刷物にインク液滴を印刷することによって実現され、リアルプリント画像の画像は、光学モニタ手段によって撮像され、及び所与のストロークのための制御信号に応答してそれぞれの場合に被印刷物に印刷されるリアルプリント画像の部分が識別され、且つ制御信号に関連付けられた期待されるプリント画像として記憶されるように評価されることが提供される。このシーケンスが全ての制御信号を含む場合、特に有利であるが、プリント画像が、特定の予期されるずれを含むストロークの特定の示差的な制御信号のみを含む場合でも十分であり得る。

【0025】

原理上、このビットマップをストローク毎に生成することもできること、すなわち、ＣＩＪプリンタは、インク液滴を、プリントされる被印刷物に印刷することにより、ビットマップのドット又はドット群を実現するように、少なくとも１回の実行においてＣＩＪプリンタの荷電電極及び／又は偏向電極を制御するための全ての制御信号を順次生成することと、制御信号に応答してそれぞれの場合に被印刷物に印刷されるプリント画像は、光学モニタ手段によって撮像され、且つ制御信号に関連付けられたプリント画像として記憶されることとが指摘されるべきである。

【0026】

第１の事例では、可能な又は選択された「基本ストローク」からより複雑なビットマップが形成され、光学モニタ手段によって撮像されたこのビットマップの画像が評価される一方、第２の事例では、各ストロークが個々に実行及び分析される。第１の手法の利点は、連続ストローク間の相互作用を既に考慮に入れることができるが、第２の事例での評価がより単純になり得ることである。

【0027】

両方の事例において、画像ファイルとして記憶されることの他に、記憶は、インク液滴の信号が期待されるカメラピクセルの座標の形態で行うことができる。このようにして、それぞれストロークに割り当てられた少なくとも１つの画像のライブラリがそれぞれ自動的に作成されるか、又は特定のストロークでの期待されるインク液滴位置のライブラリが作成される。

【0028】

この訓練方法の大きい利点は、プリントコマンドの結果とプリントコマンドとの間の即時且つ自動的な関連付けが可能になることであるが、現在まで、ユーザによる訓練を用いる場合、複数のストロークによってビットマップが作成された後、より複雑なビットマップを分類する必要があった。

【0029】

更なる利点は、個々のストロークにおいて系統的なずれをより容易に識別することができることが多く、必要に応じて補正できることである。例えば、プリントされる媒体が供給される速度が速すぎる場合、ストローク及びストロークを構成するビットマップが傾き得る。この特性は、個々のインク液滴のオフセットがストロークの具体的なプリント画像に関係なく系統的に生じることであり、これは、対象の液滴が生成されたのがストロークの終わりに近いほど大きくなる。

【0030】

得られる液滴位置の変動範囲を得るために、プリンタが、インク液滴を、プリントされる被印刷物に印刷することにより、ビットマップのドット又はドット群を実現するように、ＣＩＪプリンタの荷電電極及び／又は偏向電極を制御するための一連の――必須ではないが、好ましくは全ての――制御信号を生成する場合、及び制御信号に応答してそれぞれの場合に被印刷物に印刷されるプリント画像が、光学モニタ手段によって撮像され、且つ制御信号に割り当てられるプリント画像として記憶される場合に有利である。

【0031】

プリント画像、特に個々の液滴のサイズ又は１つの液滴により生成される液滴若しくはドットのサイズは、使用されるインク及び被印刷物にも依存することにも留意されたい。
特に、そのように処理する場合、所与のストロークでの異なる先行ストロークにより生じるプリント位置の差を検出し、プリント結果のモニタリングに使用することができる。このために、プリンタは、複数のパスにおいて、ＣＩＪプリンタの荷電電極及び／又は偏向電極を制御するための一連の――必須ではないが、好ましくは全ての――制御信号を生成することが許容され、ＣＩＪプリンタの荷電電極及び／又は偏向電極を制御するための一連の制御信号が生成され、シーケンス毎に変えられる。原理上、ストロークの全ての可能な組合せについてこれを行うことも可能である。次に、プリントプロセスの成功についてのモニタリングに使用することができる個々の液滴位置の変動マージンの完全な検出に加えて、この場合、例えばプリントされるストローク前にプリントされたストロークを考慮に入れ、それによりプリント画像のモニタリング中に位置情報の精度を上げることも可能である。

【0032】

訓練ルーチンで得られたデータによってもたらすことができる分析可能性は、複数のパスにおいて、プリンタが、ＣＩＪプリンタのプリント動作中に変動し、且つプリント画像の変更をもたらし得るプリントパラメータを変更する場合、更に増大させることができる。例えば、動作中、インクの粘度が変動することがあり、これは、プリント画像の変化をもたらし得る。訓練フェーズにおいて、このパラメータを意図的に変えることにより、その影響を捕捉し、一方ではプリントプロセスの成功のモニタリングの改善に使用することができるが、他方では起こりつつある誤作動の早期検出にも使用することができる。

【0033】

本発明について、例示的な実施形態を表す図に基づいて以下で詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1a】プリントされる文字の概略表現。

【図1b】個々のストロークへのプリントプロセスの分割の概略表現。

【図1c】ＣＩＪプリンタによる被印刷物上のストロークのライティングの概略表現。

【図1d】ユーザにより作成することができる複雑なビットマップの一例。

【図2a】カメラの訓練にも使用することができるプリントされるビットマップの一例。

【図2b】図２ａのビットマップのプリント中に得られる、カメラによって撮像されたプリント結果。

【図3】例示的な手順の概略フローチャート。

【図4】例示的な訓練プロセスの概略フローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0035】

まず、ＣＩＪプリンタの動作原理について、図１ａ～図１ｄに基づいて概略的に説明する。プリントされる文字は、それぞれマトリックス上のドット群として定義され、次に、ドットは、インク液滴により作成される。これは、機械処理のビットマップ９０として表すことができる。

【0036】

図１ａでは、７×５のマトリックス１上の文字「Ｅ」がそのようなビットマップ９０の単純な例として示されている。しかしながら、現実では、今日、ＣＩＪプリンタは、通常、２行以上のドット、例えば３２ドットを示すことができ、図１ｄの例に示されるように、ユーザが所望のプリント画像として複雑な内容を編纂できるようにし、これは、次に、対応するビットマップに変換されて処理される。

【0037】

そのようなビットマップ９０がプリントされる場合、ビットマップが基づくマトリックスの一次元である図１ａの向きにおいて、行の方向ｚは、インク液滴の異なる偏向により実現される一方、図１ａの向きにおいて、他方の次元である列の方向ｓは、プリントされる材料の移動により実現される。特に、異なる向きの場合、行及び列の役割は、当然のことながら、逆にされ得る。

【0038】

図１ｃは、インク液滴の生成及び偏向がＣＩＪプリンタによってどのように実現されるかを概略的に示す。インクは、規定された属性、特に規定された圧力及び規定された粘度で、図１ｃに概略的にのみ示される液圧モジュール５により提供され、図１ｃでは見ることができないノズル１０のインクチャネルに供給される。ノズル１０のインクチャネルにおけるインク列は、例えば、圧電アクチュエータとして設計することができる発振器２０により変調される。ジャーナル・オブ・アプライド・マスマティックス・アンド・メカニクス（ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ａｐｐｌｉｅｄ ｍａｔｈｍｅｔｉｃｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ）、第２巻、１９３１年において、Ｃ．ウェーバ（Ｃ．Ｗｅｂｅｒ）によって理論的に導出された適宜選択された噴射条件によって、ノズル１０を出た後、インク液滴噴流を形成するテアオフ点１１におけるインク液滴１２のスプラッターなし分離があるまで制約が形成される。通常、これらの条件を満たす噴流のインク液滴１２は、２０ｍ／ｓ～３０ｍ／ｓの速度で伝播し、今日、毎秒当たり５桁という高い数、更に６桁の数のインク液滴１２を生成することができる。

【0039】

インク液滴１２の分離後、荷電電極２５にターゲット電荷が提供される。図１ｃでは認識可能ではない検出電極によって荷電プロセスの成功をチェックすることができる。図１ｃに例によりに示されるように、帯電したインク液滴１２は、プリントされる被印刷物１００に衝突するとき、文字を定義するマトリックスの、現在の向きでのマトリックス位置における多少なりとも明確に定義された位置に着地するように電荷に応じて異なる程度で、通電された偏向板すなわち偏向電極３０において偏向される一方、帯電しない使用されないインク液滴１２ａは、捕集管３５内に飛び続け、液圧モジュール５内のインク混合槽（図示せず）に戻る。

【0040】

荷電電極２５は、制御部により制御され、制御部は、ユーザによりメモリ６０において直接又は間接的に生成されるプリント画像をグリッド画像プロセッサ６５におけるビットマップ９０に変換する一方、好ましくは別個のプロセッサとして設計される荷電電圧コンピュータ７０に、プリントされる行又は列についての情報を転送する。荷電電圧コンピュータ７０は、印加すべき計算された電荷に従って対応する荷電信号を生成し、それを制御信号として荷電電極２５に渡す。

【0041】

プリントされる被印刷物１００が移動することは、特にプリント速度を最大化すべき場合、液滴１２の異なる偏向により生成される行（又は列）を可能な限り高速でプリントする必要性を生じさせる。なぜなら、これらは、他の場合にもはや１行ではなくなるためである。従って、図１ｂに示されるように、これらは、それぞれ共通の「ストローク」４０、４１としてＣＩＪプリンタにより処理される。

【0042】

具体的には、概略流れ図の形態の図３に示されるように、処理は、例えば、カウンタ情報を含む場合、順次直接実行されるべきプリントプロセス間で変更することができ、メモリ６０に記憶又はキャッシュされる、ステップ１１０においてユーザにより予め定義されたプリント画像であるプリントされるビットマップ９０が、リッピング１２０と呼ばれるプロセスにおいてプロセッサ又はプロセッサコアであるラスタ画像プロセッサ（ＲＩＰ：Ｒａｓｔｅｒ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）６５で得られ、特にドットを生成するためにインク液滴１２が印刷されるべき被印刷物１００上の場所を示す、ＣＩＪプリンタにより次に撮像される各ドットシーケンスである現在ストローク４０、４１が特定されるという点でＣＩＪプリンタにおいて達成される。

【0043】

この時点で、モニタリング成功のターゲット仕様として本発明により構成される、期待されるプリント画像についての少なくとも暗黙的な情報が既に存在することが本発明にとって重要である。

【0044】

次に、この情報は、一方では、ステップ１２５において、入力としてデータ処理システム７５に転送され、データ処理システム７５は、ここで、別個のプロセッサによって実施され、プリントされる信号と、本実施形態においてＣＣＤカメラとして実行される光学モニタ手段８０からデータ処理システム７５に転送された、実行されたプリントの画像との比較を実行する。

【0045】

他方では、情報は、荷電電圧コンピュータ７０により更に処理される。ステップ１３０において、荷電電圧コンピュータ７０は、前記情報から荷電電圧を計算する。計算には、好ましくは、１つ以上の何れのストロークが直前にプリントされたかの情報、及び、該当する場合には１つ以上の何れのストロークがその直後にプリントされるかの情報も既に考慮に入れられる。計算される荷電電圧は、接近通過中に荷電電極２５に印加できるように被印刷物の所望の場所に着地するべく、ストロークに関連付けられた液滴に印加する必要があるものである。

【0046】

これらの計算は特に複雑である。一方では空間電荷、他方では他の液滴のスリップストリーム等の空気力学的効果がインク液滴の軌道及び被印刷物上へのインク液滴の衝突点に大きく影響を及ぼし得るからである。従って、プロセスステップ１３０も、好ましくは、別個のプロセッサ又はプロセッサコアで実行される。

【0047】

次に、このようにして得られた荷電電圧は、ステップ１４０において、実際のプリントプロセスが実行される間、荷電電極２５を制御するために用いられ、連続インク液滴ストリームの液滴１２を荷電する。それによって、前記インク液滴は、偏向板３０に印加される偏向電圧により捕集管３５に移動中の非帯電インク液滴１２ａのストリームから偏向され、被印刷物１００に印刷される。

【0048】

印刷されるプリント画像のプリントプロセスの開始時間を規定し、そのタイミングを可能にするために、例えばＣＩＪプリンタを通過し、通過する間にプリントされるべきプリントされる対象物が、ＣＩＪプリンタに対して定義された位置に達したとき、「プリントゴー（ｐｒｉｎｔ ＧＯ）」信号が生成される。これは、次に、好ましくは調整された待機時間後に、第１のストローク４０、４１から開始して、プリントをトリガーする。連続するストローク４０、４１間の予め指定可能な待機時間だけ待機することが有用であり得る。

【0049】

プリントプロセスをチェックしモニタするために、ステップ１５０において、好ましくは、本実施形態においてＣＣＤカメラとして設計される光学モニタ手段８０によってカメラ画像が撮像される。これは、例えば、プリントゴー信号を基準時間枠として使用してトリガーすることができる。次に、カメラ画像の画像データは、データ処理システム７５に転送され、ステップ１６０において評価される。

【0050】

この評価は、最新の技術において、通常、対象物上のプリント全体の評価として実行されるが、プリントされるビットマップ９０と比較する本発明によれば、これは、ストローク４０、４１によりそれぞれ形成されたプリント画像の個々の行又は列の評価により行われる。明確に指摘されるべきことは、これは、依然として自動的ではない、ということである。本実施形態ではＣＣＤカメラとして設計される光学モニタ手段８０のＣＣＤチップの個々のセルが画像評価中に行毎又は列毎に読み出される場合、次に対応するデータが更に処理されるのであるが、それはプリント画像の行又は列の評価ではなく、カメラ画像の行又は列の評価である。しかしながら、これは、被印刷物上のインク液滴がカメラ画像内の設定されたピクセルのみに対応する場合、獲得可能な解像度精度にとって満足がいくものではないであろうという理由のみで、同じ結果を提供することができない。

【0051】

ステップ１６０における評価が誤作動又はプリントエラーの指示を示す場合、ステップ１７０において、エラー警告又はプリント停止をトリガーすることができる。そうでなければ、特に次のストローク４０、４１が依然として計算されていない場合、処理は、ステップ１２０に戻ることにより継続することができる。しかしながら、ステップ１２０に戻るに当たり、ローカルメモリから既に計算された更なるストロークを読み出すことも可能であり、これは、好ましくは、ＦＩＦＯ原理に従って管理される。

【0052】

そのような行又は列に基づく評価から生じる手順の利点を更に精確に理解するために、プリントされるビットマップ１９０と、本実施形態においてＣＣＤカメラとして実行される光学モニタ手段８０により撮像される、図２ｂに示される対応するプリント画像１９５とについて、図２ａを参照してここで考察する。本実施形態においてＣＣＤカメラとして実現される光学モニタ手段８０により撮像されたプリント画像１９５内のインク液滴１２の撮像は、通常、１０～２０個のピクセルを含む。当然のことながら、厳密な値は、使用される各光学モニタ手段８０の解像度と、プリントされる被印刷物１００に対するその幾何学的配置とに依存する。

【0053】

図２ａに示されるビットマップ１９０、特に、本発明による訓練プロセスに使用することもできるビットマップ１９０は、５ドットのストローク４０、４１によって記述することができる、一連の全てのドット又はインク液滴の組合せ、すなわち５つの液滴幅を記述する、プリンタにより実行される可能な全てのストローク４０、４１により形成される。

【0054】

２つの図２ａ及び図２ｂを互いに比較すると、図２ａによるビットマップ１９０からの、図２ｂによるリアルプリント画像１９５の幾つかの系統的なずれを明確に見ることができる。

【0055】

例えば、個々のストローク４０、４１の左へのわずかな傾斜を即座に見ることができ、従って、それぞれの場合において、ストローク４０、４１の一番上の液滴は、被印刷物上の最も左に配置されたストローク４０、４１の液滴である。この影響は、被印刷物１００が移動する速度に関連する。

【0056】

しかしながら、加えて、個々の行の位置は、特に隣接する液滴が存在するか否かに応じて変わることを見ることもできる。この影響は、この液滴群の最後の８つのストローク４０、４１に属する液滴群を、この液滴群の最後の９番目から１６番目のストローク４０、４１に属する群であって、最初の群と比較して上方にオフセットされたものと比較した場合に、一番上の行において特に明確に見ることができるが、前記影響は、明らかに、最後の行に属する液滴の高さのオフセットからも生じる。

【0057】

図２ｂによる光学モニタ手段８０により撮像された、生成されたプリント画像１９５において、図２ａのビットマップ１９０により特定される、理想的な画像からの更なるずれは、隣接するインク液滴が収束し得ることからなるものである。例えば、これは、図２ｂの下から２番目の行の、例えばこの行の５番目及び８番目の液滴の対の幾つかで見ることができる。

【0058】

これらの各ずれは、干渉の影響の現れではなく、干渉なしで行われるプリントでも生じる。プリントされるビットマップ１９０との全体プリント画像１９５の従来の慣例的な比較では、新たに生じつつあるいかなるプリントエラーによっても実際には生じないずれが考慮に入れられる。

【0059】

これに対して、本発明による教示を使用する場合、光学モニタ手段８０により撮像された個々のストローク４０、４１のプリント画像を、このストローク４０、４１のプリントコマンドに応答して生成されるべき所望の画像として使用することができ、非常に迅速な評価が可能になる。まず、プリントされた結果をビットマップ１９０と比較するために、全体ビットマップ１９０がプリントされるまで待つ必要がなく、比較は、ストローク４０、４１の実行直後に可能である。

【0060】

画像評価を用いる場合、互いに比較すべき対応する対象がはるかに小さいことのみならず、光学モニタ手段８０のＣＣＤチップ上で現在プリントされたストローク４０、４１のドットを探すべき場所を事前に知ることも有利な点である。なぜなら、一方では、図２ｂに示されるようなカメラ画像からストローク４０、４１に特徴的なｙ方向のインク液滴位置を導出することができ、他方では、隣接するストローク４０、４１間のｘ方向におけるオフセットを導出することができるためである。

【0061】

これにより、非常に的を絞った比較アルゴリズムが可能になり、プリントされたインク液滴のサーチは、ＣＣＤチップの正確なエリアで即座に開始することができ、インク液滴画像の期待される位置は、比較的高い確実度で指定することができる。

【0062】

このような予想される位置と、カメラ画像内でそれぞれのストローク４０、４１の対応するインク滴が発見される位置との間のずれが体系的に記録されていれば、インク粘度の変化や濃縮インクと溶媒の割合の変化など、徐々に現れ、長期的には印刷パラメータの修正が必要となる変化を、印刷画像の対応する変化から早期に導き出し、故障やミスプリントが発生する前に適切な対策を開始して修正できる可能性がある。

【0063】

加えて、ストロークベースの手法は、最終的には、真のプラグアンドプレイモジュールとしてＣＩＪプリンタの光学モニタ手段８０を動作させることを更に可能にし得る、極めて簡単な訓練プロセスを可能にし、この訓練プロセスは、図４に概略的に示されている。設置後、光学モニタ手段８０を訓練するために必要とされることは、ステップ２１０において、後の動作条件下で、全てのストローク４０、４１の少なくとも１つの定義されたシーケンス、すなわちストローク４０、４１における書き込まれたインク液滴位置の全ての可能な組合せをビットマップとして生成し、ステップ２２０において、このシーケンスを被印刷物１００にプリントすることのみである。

【0064】

次に、ステップ２３０において、このプリント画像は、カメラとして設計される光学モニタ手段８０によって撮像され、ステップ２４０において、少なくとも１つの対応するカメラ画像が評価されて、好ましくは個々のストローク４０、４１のインク液滴位置の期待値を得る。

【0065】

具体的には、例えば、各ストローク４０、４１又はこれらのストローク４０、４１に対応する制御信号は、期待されるインク液滴位置として、インク液滴１２の偏向方向に対応するｙ方向における、カメラとして実行される光学モニタ手段（８０）のＣＣＤチップ上のインク液滴１２の位置に割り当てられるか又は論理的に結び付けられる。他方では、カメラとして設計される光学モニタ手段８０のＣＣＤチップ上の個々のストローク４０、４１の画像間の距離を分析することにより、光学モニタリングのＣＣＤチップ上の何れのｘ位置が、所定のシーケンスのストローク４０、４１のｎ番目のストローク４０、４１の８０個のインク液滴により期待されるかの情報が得られる。

【0066】

次に、訓練プロセス後、実際の動作でビットマップ９０、１９０がプリントされる場合、特定のストローク４０、４１を表すリッパ６５の出力は、該当する場合にはこのビットマップ９０、１９０を記述するためのストローク４０、４１についての情報と共に、カメラ画像を分析するデータ処理装置７５の入力として直接転送され得る。

【0067】

次に、この入力は、このストローク４０、４１に関連付けられたインク液滴１２の期待されるピクセル位置の組に直接変換することができ、対応するピクセルがカメラ画像において設定されているか否かチェックすることができる。液滴位置がわずかに動いた場合でも、このように新たに追加された液滴１２を迅速に見つけることが保証され、ずれを分析することにより、一方では、決定される許容範囲との比較によりプリントがなお許容可能であるか否かを判断することが可能であり、他方では、ターゲット位置からのずれを生じさせた目下の問題の指示を既に取得し得る。

【符号の説明】

【0068】

５ 液圧モジュール
１０ ノズル
１１ テアオフ点
１２ インク液滴
１２ａ 非帯電インク液滴
２０ 発振器
２５ 荷電電極
３０ 偏向板
３５ 捕集管
４０、４１ ストローク
６５ ラスタ画像プロセッサ（リッパ）
７０ 荷電電圧コンピュータ
７５ データ処理装置
８０ 光学モニタ手段
９０ ビットマップ
１００ 被印刷物
１１０ プリント画像を指定
１２０ リッピング
１２５ 入力のデータ処理システムへの転送
１３０ 荷電電圧の計算
１４０ 荷電電極の制御
１５０ カメラ画像の撮像
１６０ カメラ画像の評価
１７０ エラー警告
１９０ ビットマップ
１９５ プリント画像
２１０ ビットマップとして可能な限りのストロークのシーケンスを生成
２２０ ビットマップのプリント
２３０ カメラ画像の撮像
２４０ カメラ画像の評価
ｓ 列方向
ｚ 行方向

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図1d】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】