(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク・ジェット・プリンタにおいてインクを記録媒体上の複数の画素位置に与える方法であって、
（a）前記記録媒体を各々の画素位置において調子を整えるべく、精密に計量され精密に位置決めされたインク前駆物質を少なくとも一つの前駆物質プリント・ヘッドから前記記録媒体に与えるステップ、
（b）少なくとも一つのインクを少なくとも一つのインク・プリント・ヘッドから前記記録媒体上の各々の調子を整えられた画素位置に与えるステップ、
（c）前記記録媒体の調子を整えるために使用可能な前記インク前駆物質の残量を検出するステップ、
（d）前記記録媒体の表面の調子を整えるのに不充分な量しか前記インク前駆物質が残っていない場合には、前記プリンタを単一パスプリントモードから複数回パスプリントモードに切りかえるステップ、
を含み、
前記インク前駆物質が使用されることになる前記記録媒体の領域にのみ前記インク前駆物質を送り届けることができるように、前記記録媒体に与えられる前記インク前駆物質の量及び前記記録媒体上で調子を整えられる領域のサイズが精密に制御され、結果、賦与される前記インク前駆物質の量が最小化されており、
前記インク前駆物質が、前記インク前駆物質の与えられた前記画素領域によって規定される領域内に前記インクを固定化する、方法。
【請求項２】
複数の有色インクの各々を与える個々のプリント・ヘッドを有する多色インク・ジェット・プリンタにおいて、２成分または３成分インク・ジェット・インクを記録媒体表面上の複数の画素位置に与える方法であって、
（a）前記有色インクの付与に先立って前記記録媒体の各々の画素位置の調子を整えるべく、無色のインク前駆物質を少なくとも一つの別個のプリント・ヘッドを用いて前記記録媒体表面上の各々の画素位置に与えるステップ、
（b）前記調子を整えられた画素位置の各々に有色インクを与えるステップ、
（c）前記記録媒体の調子を整えるために使用可能な前記インク前駆物質の残量を検出するステップ、
（d）前記記録媒体の表面の調子を整えるのに不十分な量しか前記インク前駆物質が残っていない場合には、前記プリンタを単一パスプリントモードから複数回パスプリントモードに切りかえるステップ、
前記インク前駆物質が使用されることになる前記記録媒体の領域にのみ前記インク前駆物質を送り届けることができるように、前記記録媒体に与えられる前記インク前駆物質の量及び前記記録媒体上で調子を整えられる領域のサイズが精密に制御され、付与される前記インク前駆物質の量が最小化されており、
前記インク前駆物質と前記有色インクが反応し、これによって前記インク前駆物質によって規定された画素位置に前記有色インクが閉じ込められ、これによって前記有色インクが前記画素位置に直ちに固定化される、方法。
【請求項３】
前記インク前駆物質及び前記有色インクが、別個のものであるが物理的に結合されている槽に各々貯えられる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記インク前駆物質及び前記有色インクが、単一パスにて与えられる、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記インク前駆物質が、乾湿によるしわを防止するように、前記記録媒体の調子を整える、請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記インク前駆物質が、そこに記録される画像の乾燥時間を改善するように、前記記録媒体の調子を整える、請求項２記載の方法。
【請求項７】
（e）前記複数の有色インクの各々について、各々の画素位置においてプリンタ・スワース・メモリ中のすべてのデータの論理和を実行して、前記複数の有色インクのうちのどのインクを前記記録媒体上の前記各々の画素位置にプリントするかを判定するステップ、
（f）前記有色インクの画素がプリントされるべき前記記録媒体表面位置の各々に前記前駆物質を与えるステップ、
をさらに包含する、請求項２記載の方法。
【請求項８】
（g）複数の有色インク画素を画素群の一部として与えるタイミングを判定するステップ、
（h）前記画素群の一部として記録されることになる前記複数の有色インク画素の各々について、前記インク前駆物質を記録媒体表面に与えて、前記記録媒体表面の調子を整えるステップ、
をさらに包含する、請求項２記載の方法。
【請求項９】
（i）双方向プリントの間、２つの別個の前駆物質プリント・ヘッドを用いて、前記インク前駆物質を与えるステップ、
をさらに包含する、請求項２記載の方法。
【請求項１０】
インク・ジェット・プリンタにおいて、記録媒体表面を有する記録媒体上の複数の画素位置にインクを与える装置であって、
（a）前記記録媒体を各々の画素位置において調子を整えるべく、精密に計量され精密に位置決めされたインク前駆物質を前記記録媒体に与える、少なくとも一つの前駆物質プリント・ヘッドと、
（b）少なくとも一つの有色インクを前記記録媒体上の調子を整えられた画素位置の各々に与える少なくとも一つのインク・プリント・ヘッドと、
（c）前記少なくとも一つの前駆物質プリント・ヘッドに結合され、前記記録媒体の調子を整えるために使用可能な前記インク前駆物質の残量を検出するようになっている検出器であって、前記記録媒体の表面の調子を整えるのに不充分な量しか前記インク前駆物質が残っていないことを検出した場合には、前記プリンタを単一パスプリントモードから複数回パスプリントモードに切り替えるように結合されている、検出器と、
を含み、
前記インク前駆物質が、前記インク前駆物質の与えられた画素位置によって規定される前記記録媒体上の領域内に前記有色インクを固定化する、装置。
【請求項１１】
複数の有色インクの各々を与えるための個別のプリント・ヘッドを有する多色インク・ジェット・プリンタにおいて、記録媒体表面上の複数の画素位置に２成分または３成分のインクを与える装置であって、
（a）有色インクの付与に先立って前記記録媒体を各々の画素位置において調子を整えるべく、無色のインク前駆物質を前記記録媒体表面上の各々の画素位置に与える、第１のプリント・ヘッドと、
（b）調子を整えられた画素位置の各々へ有色インクを与える少なくとも一つの第２のプリント・ヘッドと、
（c）前記第１のプリント・ヘッドに結合され、前記インク前駆物質を前記第１のプリント・ヘッドに供給するようになっている前駆物質槽と、
（d）前記第１のプリント・ヘッドに結合され、前記記録媒体の調子を整えるために使用可能な前記インク前駆物質の残量を検出するようになっている検出器であって、前記前駆物質槽中に前記記録媒体の表面の調子を整えるのに不充分な量しか前記インク前駆物質が入っていないことを検出した場合には、前記プリンタを単一パスプリントモードから複数回パスプリントモードに切り替えるように結合されている、検出器と、
を含み、
前記インク前駆物質が使用されることになる前記記録媒体の領域にのみ前記インク前駆物質を送り届けることができるように、前記記録媒体に与えられる前記インク前駆物質の量及び前記記録媒体上で調子を整えられる領域のサイズが精密に制御され、結果、付与される前記インク前駆物質の量が最小化されており、
前記インク前駆物質と前記有色インクとが反応し、これによって前記インク前駆物質によって規定された画素位置に前記有色インクが閉じ込められ、これによって前記有色インクが前記画素位置に直ちに固定化される、装置。
【請求項１２】
（e）前記第１のプリント・ヘッドに結合され、インク前駆物質を前記第１のプリント・ヘッドに供給する前駆物質槽と、
（f）前記第２のプリントヘッドに結合され、有色インクを前記第２のプリントヘッドに供給する有色インク槽と、
を含み、
前記前駆物質槽と前記有色インク槽とが、別個のものではあるが物理的に結合されている、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記前駆物質と前記有色インクとが、単一パスにて与えられる、請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
前記第１のプリント・ヘッドが、前記インク前駆物質を前記記録媒体の各々の画素位置に与え、
前記インク前駆物質が、媒体に依存しない一定のサイズを有するスポットがプリントされるように各々の画素位置の調子を整える、請求項１１記載の装置。
【請求項１５】
前記第１のプリント・ヘッドが、前記インク前駆物質を前記記録媒体表面に与え、
前記インク前駆物質が、しわを防止するように前記記録媒体の調子を整える、請求項１１記載の装置。
【請求項１６】
前記第１のプリント・ヘッドが、前記インク前駆物質を前記記録媒体表面に与え、
前記インク前駆物質が、前記記録媒体上に記録された画像の乾燥時間を改善するように前記記録媒体表面の調子を整える、請求項１１記載の装置。
【請求項１７】
（g）画素位置に対応したプリント・データを貯えるプリンタ・スワース・メモリと、
（h）前記プリンタ・スワース・メモリに結合され、前記プリンタ・スワース・メモリ中に貯えられたすべてのデータに対して、各々の画素位置において前記複数の有色インクの各々の色について論理和を実行して、画素がプリントされるべき前記記録媒体上の位置を判定する論理要素と、
（i）前記論理要素に結合され、前記第１のプリント・ヘッドを動作させて、前記記録媒体表面の画素がプリントされるべき各々の位置に前記インク前駆物質を与える手段と、
をさらに含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１８】
（j）前記インク前駆物質が与えられた位置の境界内の画素群の一部として、複数の有色インク画素を与えるタイミングを判定する手段と、
（k）前記判定手段に結合されるとともにそれに応答して、前記第１のプリント・ヘッドを動作させて、前記インク前駆物質を、前記画素群の一部として記録されることになる前記複数の有色インク画素の各々について与える手段と、
をさらに含む、請求項１１記載の装置。
【請求項１９】
前記第１のプリント・ヘッドが、前記インク前駆物質を双方向プリントの間に与える第１及び第２の前駆物質プリント・ヘッドを有する、請求項１１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インク・ジェット・プリンタに関する。より詳細には、本発明は、様々な媒体のうちいかなるものの上でも可変的な印刷濃度を有する、一貫し、高品質な、多色のインク・ジェット印刷を提供する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インク・ジェット印刷技術が導入されて以来、単一成分(single-part)からなるインクに伴う、フェザリング、ドットの増大(dot gain)、記録媒体のしわとカール、カラー・ブリード(color bleed)、という問題に対する解決法として、インクが記録媒体上に印刷される速度を最小限にすることを公式化してできる限り最適化することと、完全なまたは部分的な相転移が行われるように印刷の前または後にインクにエネルギーを加えることを含むことが受け入れられてきた。このような相転移としては、溶解度や粘度における大きな変化のみならず、液体−固体、液体−気体の両方の転移が含まれる。前述の方法のどちらにおいても、印刷品質（「ＰＱ」）が媒体の表面の特性に左右されるということは、同じままである。というのも、所望するインクの相転移が十分速く起こらないために、通常紙または透明フィルムである記録媒体の表面上でいくらか着色材(colorant)の移行が起こることを防ぐことができないからである。このように、印刷特性と、その結果としての印刷品質は、媒体によって変化する。
【０００３】
媒体に塗布するインクの量を最小にし、そのようにすることで、色から色へのブリードや紙のしわとカールを多少避けるために、いわゆるタイリング(tiling)・アルゴリズムが用いられてきた。このようなタイリング・アルゴリズムは、印刷中に塗布されるインクの量を制御して、走査するプリントヘッドのそれぞれのパス(pass)上に空乏マトリックスを生み出す。それによって、結局、プリントヘッドが数回通過した後にのみ、密な領域充填(solid area fill)が確立される。このように、媒体はどのひとつの印刷パスの間においても飽和せず、媒体は、印刷パスと印刷パスの間隔の間に部分的に乾燥することができる。
【０００４】
しかし、このようなタイリング・アルゴリズムは、印刷プロセス速度を低下させ、結果として処理能力において大きな不利益を生じ、また、単一パスの多色印刷に使用するページ幅アレイ(page-wide array)印刷には容易に適用することができない。タイリング法の処理能力における不利益によって、いくつかの色のそれぞれに対していくつかの印刷パスを実施しなければならないカラー印刷に用いるとき、プリンタの性能はひどく低下する。このような性能の低下は、カラー印刷の処理能力を黒のみの印刷の処理能力と比較する際に特に顕著である。通常、３：１または４：１という時間上の不利益がある（カラー印刷時間：黒の印刷時間）。
【０００５】
印刷の直前および／または印刷中に記録媒体を加熱することによって印刷プロセスにエネルギーを加えることで、媒体表面からのインク・ビヒクルの蒸発速度が増大し、それによって、媒体に塗布されたインクが媒体表面で乾燥する速度が速まる。紙が記録媒体として用いられるときには、このインク・ビヒクルの蒸発によって、インクが紙の繊維の中へしみこむことが制限され、また、紙の表面上の毛細管現象も制限される。これらふたつの効果により、しわとカラー・ブリードが減少する。しかし、エネルギーの加え方は、記録媒体のタイプ（普通紙、特殊紙、ＯＨＰ透明フィルム）と印刷濃度に適応させなければならない。加熱器には、一般的にインクの気体を除去するファンが必要であり、これらの構成要素が一緒になって、デスクトップ型のプリンタのコストと複雑さを大きく増大する。
【０００６】
印刷プロセスに熱を加えることを伴う別の方法においては、ホットメルト（固体）インクが液体の状態で記録媒体に供給される。インクは記録媒体表面に接触するとすぐに凝固し、これによってインクの着色材の成分が記録媒体表面上に固定化される。固体のインクを供給するシステムと、かかるシステムに必要な関連する熱管理をつけ加えることによって、通常１５０〜２００℃で動作せねばならないプリントヘッドを製造するのに用いられる材料への要求が増大するのみならず、プリンタのコストと複雑さも大きく増大する。
【０００７】
上記のいずれの場合においても、過度の加熱を用いることによって、媒体内に望ましくない構造上の変化が引き起こされる。たとえば、寸法上の変化、褐変、紙の媒体においては水分の損失による、そして透明フィルム等のポリマーをベースにした媒体においては溶解による脆化が引き起こされる。さらに、インク・ビヒクルの気化の速度が速すぎるときには、インクにおいて用いられている様々な着色材が媒体表面上で沈澱する可能性がある。このようなときには、その結果、印刷領域が褐変し、着色材の媒体表面への付着が悪くなる。
【０００８】
反応化学は、カラー印刷において用いることのできるインクの相転移に影響を及ぼす他のエネルギー源を提供する。このアプローチによれば、記録媒体に塗布されるいくつかの着色材間の陽イオン／陰イオン反応を導入することにより、前記の問題のいくつかが軽減される。このように、相転移のエネルギー源が、２成分からなるインクシステムにおける化学エネルギーの形で提供される。この２成分からなるインクシステムにおいては、システムの２つの成分のうちの１つは着色材を含み、他方は定着剤を含む。このような２成分からなるインクシステムは、記録媒体表面上で化学反応を経験する。
【０００９】
通常、２成分からなるシステムの第１の成分が、２成分からなるシステムの第２の成分と同時に、または第２の成分よりも少し前に塗布される。前処理および後処理の両方がこの従来技術において考慮されている。この２つの成分が記録媒体上で化合すると、化学反応が起こってインクが固定化される。このような複数の成分からなるインクを塗布する上でこの技術において教示されている様々な方法の中には、印刷されていない媒体上のウェットローラとワイパー、スプレーヘッドと噴霧装置(misting devices)、そして熱インク・ジェット・プリントヘッドを用いることが含まれている。
【００１０】
着色材を紙表面上の本来の場所に固定化するために、多くの方法が提案されている。このような既知の方法には、金属イオンと結合させてキレートを作ること、陽イオン／陰イオン反応、重合反応が含まれる。たとえば、インクを紙自体の中に存在する、または紙に別途塗布される反応種、と化合させて、インク・ジェットのインクの水分の定着(water fastness)を増大する方法を開示した、Hackleman他の米国特許第４，６９４，３０２号「Reactive Ink-Jet Printing （反応性インク・ジェット印刷）」を参照。
【００１１】
熱インク・ジェット・プリンタにおいて複数の成分からなるインクを用いることについての研究は、これまで限られたものであった。このような研究がこれまで追求してきたのは、カラー・ブリードの問題を解決するという狭いことに集中したものだった。このように、複数の成分からなるインクをインク・ジェット・プリンタに用いて、紙の乾湿によるしわ、カラー・ブリード、乾燥時間（すなわち、ある領域をどんな色であっても印刷してからその印刷領域が十分乾燥してそのインクで汚れることがなくなるまでに経過する時間）が遅いこと、といった互いに結びついた問題を除去し、媒体に左右されない高品質の単一パスによるカラー印刷を可能にすることは、これまで研究、提案、適用はされていなかった。一般的に受け入れられている複数パスのタイリング・アルゴリズムと熱エネルギーの印加をインク・ジェット印刷プロセスに用いることの代わりに、このようなインクを用いることが実際に有効であるとの提案も、これまでされていなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、任意の印刷媒体上でも可変的な印刷濃度を有し、高品質で多色の印刷を行うことのできる印刷方法および装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２成分または３成分からなるインク化学(ink chemistry)を、紙やＯＨＰの透明フィルム等の印刷媒体に塗布する方法と装置を提供する。本発明の好適な実施例によれば、以下のプロセスの段階にしたがって、４色のインク・ジェット印刷システムにおける前記の問題が解決される。
ａ．紙表面の調子を整えて、しわとカールを防ぐ。
ｂ．紙表面の調子を整えて、着色材を固定化して単一パスの４色印刷ができるようにする。
ｃ．紙表面の調子を整えて、着色材を固定化してカラー・ブリードを除去する。
ｄ．紙表面の調子を整えて、媒体に左右されない一定のドットの増大となるようにする。
ｅ．紙表面の調子を整えて、乾燥時間を減少する。
【００１４】
本発明は、２成分または３成分からなる化学反応に携わる成分を精密に計量した量にて、記録媒体表面上の精密に規定した位置に供給し得るというインク・ジェット・プリンタの特性を有利に利用している。記録媒体表面に塗布されるこのような成分の量を精密に制御し得るので、その結果生じる、記録媒体表面上の調子を整えられた領域の大きさも、精密に制御される。化学薬品は、それらが用いられる領域にのみ供給されるため、当該化学薬品の効率的な消費がもたらされる。このようにして、本発明は、２成分および３成分からなるインク化学品をインク・ジェット・プリンタを用いて記録媒体に塗布する方法と装置を提供する。
【００１５】
本発明の好適な実施例においては、４色プリンタに５番目のプリントヘッドを加えることによって、上述のように、媒体の調子を整える。５番目のプリントヘッドは、２成分または３成分からなるインク化学品のうちの１成分である無色の液体を記録媒体に塗布する。通常、２成分からなる化学作用では、この「５番目のプリントヘッド」内の成分と、１つの原色（通常シアン、マゼンタ、イエロー、またはブラック）が関連する。３成分からなる化学作用では、通常、二次的な色（レッド、グリーン、ブルー）を形成するための２つの原色と、「５番目のプリントヘッド」内の成分が関連する。
【００１６】
この無色のインク成分を記録媒体表面に塗布することで、媒体表面に着色材を塗布する前に、媒体の調子が整えられる。このようにして、塗布時に着色材が固定されその境界内に着色材が保持されるような印刷位置が、記録媒体表面上に規定される。その結果、着色材は記録媒体表面上にただちに固定化され、それによってカラー・ブリードが避けられる。また、着色材は無色のインク成分が規定する記録媒体表面位置の中に閉じこめられ、このようにして、所望するいかなる記録媒体上でも、信頼性のある、高品質の、１つのパスの多色印刷が可能となる。本発明で用いられる２成分または３成分からなるインク化学には、化学的手段によってしわや乾燥時間を制御するという目的があるため、加熱器やファンは省いてもよい。
【００１７】
【実施例】
本発明は、２成分または３成分からなる化学作用に携わる、前駆（すなわち部分「Ａ」）成分と呼ぶ１成分を、精密に計量し位置決めして、紙やＯＨＰ透明フィルム等の記録媒体に塗布する方法と装置を提供する。前駆成分は、記録媒体表面の調子を整えてしわやカールを防ぐのに役立つ。前駆成分はまた、記録媒体表面に着色材が塗布されるとただちに着色材を固定化するように、したがって単一パスによる４色印刷を可能にするように、記録媒体表面の調子を整える。さらに、この前駆物質を記録媒体表面に塗布することで、媒体表面の調子が整えられ、そこに塗布される着色材が固定化され、それによってカラー・ブリードが除去され、媒体に左右されない均一のドットの増大が可能になり、乾燥時間が減少する。そしてそれによって、印刷速度が増大する。本発明は、前記の利点を提供する一方で、前駆成分の消費を最小限にしつつ前駆成分を記録媒体表面に塗布することになり、ハードウェアやファームウェアにかける負担を最小限にする。
【００１８】
図１は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の着色材を供給するカートリッジまたはプリントヘッド１２、１４、１６、１８を用い、前駆物質（Ａ）のカートリッジまたはプリントヘッド２０を用いた、熱インク・ジェット・プリンタ１０の部分概略側面図である。本発明の好適な実施例において、部分「Ａ」カートリッジ２０は、動作して、２成分からなるインクのうちの無色の成分を、記録媒体１３において、次に続くＣＭＹまたはＫの液滴が置かれるそれぞれの画素の位置に、塗布する。本発明のこの実施例は、走査プリントヘッドまたはページ幅アレイのプリントヘッドのどちらかを有するプリンタに提供される。というのも、このインクシステムの目的は単一パスのＣＭＹＫ印刷（多数のパスのタイリングのない）を提供することであるからである。走査キャリッジのプリンタが用いられる本発明の実施例においては、印刷キャリッジのアセンブリの両側に１つずつあり、黒のプリンタがブリード、乾燥時間、媒体に左右されないことに関する目的を達成するために部分「Ａ」成分を必要とする場合には双方向の黒の印刷ができるようになっている２つの部分「Ａ」アプリケータを有することが必要かもしれない。当業者には、本発明をこれより多い、または少ないプリントヘッドを有するプリンタにも適用することができる、ということが理解されるであろう。
【００１９】
本発明において、部分「Ａ」成分、つまり前駆物質は、記録媒体の調子を整える助けとなり、それによって、カラー・ブリードを防ぎ、しわを作ることなく媒体に左右されない点の大きさを生み出す。インク・ジェット・プリンタが精密に計量された量のインクを記録媒体上の精密に決定された位置に置くことができることはよく知られているので、既知のインク・ジェット・プリンタを本明細書内の教示にしたがって動作するように適用させることは容易であると思われる。本発明の実施においては、選択された２成分または３成分からなるインク化学に関して適当な量の部分「Ａ」成分を記録媒体表面上に置くようなプリントヘッドを用いることが重要である。このような選択を行うことは、プリントヘッドの液滴体積を所望のとおりに容易に制御できるという事実に鑑みて、従来技術の範囲内にある。
【００２０】
本発明の実施において考慮せねばならない重要なことに、部分「Ａ」成分が表面吸収と浸透を通して記録媒体と相互に作用するのに要する時間がある。この反応時間によっては、部分「Ａ」成分の記録媒体表面への塗布と第１の色の液滴の記録媒体への塗布（または、本発明の適用の仕方によって着色材がまず最初に塗布されるときにはこの逆である）の間に時間をおくことが必要である。ページ幅の装置においては、このように時間をおくことは、部分「Ａ」成分を供給するプリントヘッドを第１の色のプリントヘッドから物理的に離し、それによって移動する記録媒体上のある点が両方のプリントヘッドの下を通り過ぎるのに要する時間を増大することによってなされる。
【００２１】
キャリッジの幅がプリンタの製品形状の大きな要因となる、走査を行う装置においては、部分「Ａ」成分のプリンタは、ＣＭＹＫのプリンタのスワース(swath)とは別の前のスワース上に印刷するよう置かれ動作するようにしてもよい。このことは、製品の幅を減少するためにも好ましいし、潜在的に部分「Ａ」材料がカラーインクを加える前に記録媒体上に広がって記録媒体と反応することができるようにするためにも好ましい。このように、本発明の１つの形態では、プリンタの幅が最小となるように、カラーおよび／または黒のプリンタ（オリフィス）に対して、部分「Ａ」、即ち前駆物質のプリンタ（オリフィス）が配置される。
【００２２】
【例】
記録媒体の調子を整えるために、着色材の液滴の位置に関係して、部分「Ａ」成分を記録媒体表面上に印刷するタイミングにおいて考慮すべきことは、通常次のとおりである。
異なる色の隣接するプリンタがインク滴を被着する時間の間隔は、次の式により決定される。
ｔ＝ｘ／ｖ                    （１）
ただし、
ｔ＝連続するインク滴の時間間隔＝１／頻度(frequency)［Ｈｚ］
ｘ＝アウト・オン・アウト印刷の同じ画素上に記録する異なるプリントヘッドにおける液滴発生器の間のインチ（またはセンチメートル）で表した間隔
ｖ＝印刷キャリッジのスルー速度(slew speed)［インチまたはｃｍ／秒］
【００２３】
印刷キャリッジのインチ／秒で表したスルー速度は、次のとおり決定される。
ｖ＝ｆ／ｒ                    （２）
ただし、
ｆ＝液滴噴出（または画素印刷）速度
ｒ＝ドット／インチで表した印刷解像度
【００２４】
プリントヘッド間の間隔が１インチ、スルー速度が２０インチ／秒（すなわち、印刷頻度６ｋＨｚ÷解像度３００ドット／インチ）のときに上式を適用すると、インク滴の塗布の時間の通常の間隔は、５０ｍｓとなる。すなわち、ドット上へのドットの印刷(printing dot on dot)は通常最小で５０ｍｓ遅延してなされる。このように、部分「Ａ」のプリントヘッドを隣接する次のプリントヘッドから１インチ離れて置くためには、部分「Ａ」成分が記録媒体に塗布され記録媒体表面が調子を整えられて着色材を受け取る準備ができるのが部分「Ａ」成分が塗布されてから５０ｍｓ後であるようなインク化学品を用いることが必要である。上記の例によれば、部分「Ａ」のプリントヘッドを隣接する次のプリントヘッドから２インチ離して置けば、記録媒体の調子を整えること等には１００ｍｓあることになる。前記より、どういったインク化学を選択するかということと、プリンタの幅／プリントヘッドの位置は、相互に関係があることがわかる。このように、本発明の実施においては、インク化学品は、記録媒体の調子を整えるのに必要な時間を最小限にし、それに応じて部分「Ａ」成分のプリントヘッドと着色材のプリントヘッドの間隔が最小限になるように、選択せねばならない。
【００２５】
５番目のプリントヘッドがあるということは、製品の機械的な面、エレクトロニクス的複雑さが増すということである。たとえば、走査キャリッジは、５番目のプリントヘッドの配置によって、幅が広くなるか、あるいは奥行きが深くなるであろう。また、本発明の実施例には、ノズル板またはサービスステーションの部品上で着色材ＣＭＹＫと前駆物質「Ａ」が接触したり混ざったりすることを避けなければならないため、サービスステーションの配置が複雑になるというものもある。電源、駆動エレクトロニクス、スワースのＲＡＭ、プロセッサの負担、相互接続もさらに必要になるかもしれない。
【００２６】
部分「Ａ」成分の消費速度は、他のすべてのインクの色の全体的な使用に左右される。本発明の好適な実施例においては、部分「Ａ」成分の供給が枯渇するときは、いかなる色とも同期しないようにしている。噴出する液滴の質によって、部分「Ａ」成分の消費速度が最も大きいかもしれないし、１つの色、好ましくは最も用いられるもの、すなわちブラックの消費速度と略等しいかもしれない。
【００２７】
本発明の実施形態では、前駆物質の枯渇または少量の前駆物質しか残っていないときのどちらかを検出し、それに応答してプリンタを従来の複数パスによるタイリングモードに切り換えてカラー・ブリードを最小限にするセンサを備えることが好ましいものもある。従来の印刷モードに切り換えることで、プリンタのカラー・ブリードおよびしわ特性が劣化するかもしれないが、そのようにすることによって、使用者は印刷を続けることができる。このように、この実施例は、本発明のオプション的な実施と考えられる。印刷品質が低下することが許されないような用途においては、前駆物質の消耗または今にも起ころうとしている前駆物質の枯渇を検出した時点でプリンタの動作を中止することが望ましい。
【００２８】
図２は、Ｎ*７のプリントヘッドの７つの潜在的な印刷位置に対応する７つの画素位置２３を含む表面２４を有する記録媒体２２の平面図である。印刷の間に紙が進む方向は、図において矢２５で示されている。図は、部分「Ａ」の点２６が印刷されており、着色材つまりインクの点を受け取ることになっているそれぞれの位置に対応する位置を示している。言い換えれば、部分「Ａ」成分は、黒または色の点が現れることになる全ての場所に印刷されていることが示されている。たとえば数字２１が示しているように、点の直径が連続して増大していくように表現されているのは、部分「Ａ」が被着の少し後にほんの少し紙上に広がることを概略的に示すためのものである。
【００２９】
本発明のＣＭＹＫプリンタで印刷することのできる様々な色が、図２の記録媒体２２の表面上に示されている。これらは、シアン２７、ブルー２８、グリーン２９、マゼンタ３０、レッド３１、イエロー３２、ブラック３３ａ−３３ｃを含む。たとえば、ブラックのインク滴３３ａが紙の表面上の調子を整えられた位置に塗布される。図において数字３３ｂで示すように、インクは調子を整えられた位置の中で広がるので、インクは無色の部分「Ａ」成分と相補反応をし、図において数字３３ｃで示すように、インクは、記録媒体表面上の、部分「Ａ」成分が塗布された位置が境界をつける領域内に固定化される。このように、本発明のプリンタは、無色の液体の画素をそれぞれの印刷位置に印刷して、精密な方法で均一の印刷ドットを規定する。このように調子を整えられた位置に次に印刷される着色材は、あらかじめ規定されたドットを横切って運ばれて均一のドットの増大がなされると同時に、調子を整えられた領域内に閉じこめられてフェザリングが防止される。ブリードは、部分「Ａ」の前駆成分と着色材が反応して着色材が調子を整えられた領域内に固定化されるため、避けられる。言い換えれば、インク滴は、紙の表面に塗布すると、液滴の着水の運動学的影響によりわずかに広がるが、紙の表面を横切って大きく拡散することはない。本発明に関連して用いることのできるインク化学として、様々のものが知られている。たとえば、Hackleman他の米国特許第４，６９４，３０２号「反応性インク・ジェット印刷」を参照せよ。
【００３０】
本発明の実施形態では、部分「Ａ」成分がＣＭＹＫプリンタと同じ解像度、または何分の１かの解像度で印刷することができる。言い換えれば、１つの部分「Ａ」成分の液滴がＮ2 *ＣＭＹＫの画素に及ぶ調子を整えられた位置を生み出す、というものである。ただし、Ｎ＝１、２、３、．．．である。この場合、ＣＭＹＫが１点でもこのＮ×Ｎの領域内に印刷されるのであれば、部分「Ａ」のプリンタ（オリフィス）が起動する。これによって、部分「Ａ」のプリンタ（オリフィス）の数を減少でき、それに対応して駆動エレクトロニクスの複雑さも減少できる。これら２つの減少がともに、プリンタを実施するコストの低減に寄与する。また、部分「Ａ」は、部分「Ａ」の点の境界内にＣＭＹＫの画素が印刷されない場合にも印刷することができる。
【００３１】
以下の節では、部分「Ａ」成分の塗布の様々な印刷解像度の関係を説明する。
【００３２】
ＣＭＹＫの解像度：
５個のプリントヘッドを有するプリンタは、スワースバッファを走査してすべてのデータの論理和を実行し、ＣＭＹＫの液滴が置かれることになるすべての場所に部分「Ａ」の液滴が印刷されるようなスワースビットマップが作られる。本発明の好適な実施例においては、ＣＭＹＫのスワースバッファがいっぱいなので、この論理和の機能はファームウェアにおいて果たされる。
【００３３】
たとえば、任意の画素に、部分「Ａ」成分を部分「Ｂ」成分と共に印刷する例を示す概略図である図３を参照されたい。図において、それぞれの色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ）と部分「Ａ」に対して１つずつのスワースバッファが設けられている（図ではひとまとめにして番号３０で示している）。図に示す例において、カラープリンタ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ）のそれぞれの画素位置「０」（３３）に印刷されることになっている点が、それぞれのスワースバッファから論理和ゲート３１、３２に出力され、それによって、部分「Ａ」のプリンタが起動して、その位置に部分「Ａ」成分のドットが印刷される。
【００３４】
物理的に同じスワースにＡ＋ＣＭＹＫの印刷をするプリンタに対して、単一のバッファがＣＭＹＫのデータの論理和のハードウェアと共に用いられる。この構成において、部分「Ａ」成分のプリンタは、ＣＭＹＫのプリントヘッドのうち一番数の多いものと同数のノズルを有していて、単一のスワースで記録媒体の調子を整えることができるようになっている。これにより、駆動装置と相互接続の数が、プリントヘッドのシステムに比べて約２５％増大する。
【００３５】
部分「Ａ」成分が前のスワースに塗布されるような走査キャリッジを用いた、本発明の別の実施例については、少なくとも２つのスワースバッファが必要である。１つは、次のＣＭＹＫのスワースのデータを含む先行の部分「Ａ」のスワース、１つは現在のＣＭＹＫのスワースである。データは交互のスワースの交互のバッファに記憶することができ、ここにおいては、１つのバッファがいっぱいであるときには他のバッファが読み出されている。
【００３６】
低解像度のＡ＋高解像度のＣＭＹＫ：
本発明のこの実施例においては、部分「Ａ」のプリンタ上のノズルの数が減少していて、それによって、駆動装置の数と相互接続の複雑さが減少している。部分「Ａ」成分のプリンタのスワース幅は、依然としてＣＭＹＫの成分のプリンタのうち一番数の多いものと等しい。本発明のこの実施例においては、スワースのＲＡＭの要求事項は必ずしも減少していない、というのもＣＭＹＫのスワースは前処理されてＣＭＹＫの液滴が１つでもより数の多い部分「Ａ」成分の画素の境界内に印刷されているかどうかを決定せねばならないからである。
【００３７】
たとえば、部分「Ａ」を部分「Ｂ」の１／２の解像度で印刷する例を示す簡略概略図である図４ａと図４ｂを見よ。図４ａにおいて、Ｎドット／インチの解像度（ｄ）を有し、画素１、画素２、画素３、画素４（４０）として識別される一群の部分「Ｂ」の画素が示されている。図示の一群の部分「Ｂ」の画素（４０）のうち１つでも印刷されることになっていれば、部分「Ａ」もまた印刷され（４１）、これは好ましくは画素１（ｐ１）、画素２（ｐ２）、画素３（ｐ３）、および／または画素４（ｐ４）として印刷されるかもしれないそれぞれの画素位置を覆うのに十分大きい解像度（ｄ１）を有する。この結果、部分「Ａ」の画素は、Ｎ／２ドット／インチ（４２）で印刷される。すなわち、この２×２の画素群４０の画素が１つでも印刷されることになっていれば、この２×２の群の大きさと同じ大きさの解像度を有する部分「Ａ」成分が４１のように印刷され、それによって、記録媒体上に所望の画素が４２のように記録される。したがって、本発明のこの実施例において、１個から４個までの隣接する部分「Ｂ」の画素に対して、単一の部分「Ａ」成分のドットが印刷される。
【００３８】
図４ｂは、本発明のこの実施例の論理の実施を示す。ここでは、一群の部分「Ｂ」の画素（図４ａに関して上に説明した画素１、画素２、画素３、画素４）に対するそれぞれのカラープリンタＣ、Ｍ、Ｙ、Ｂの論理和ゲート４６、４７、４８、４９に、印刷される画素１、２、３、４のそれぞれに対する「真」の入力が与えられる。それぞれの論理和ゲート（４６、４７、４８、４９）の「真」の出力は、論理和ゲート４４に入力される。論理和ゲート４４が今度は出力４５を供給し、この出力４５が「真」のときには、部分「Ａ」のプリンタが起動され部分「Ａ」のドットが記録媒体上に印刷される。このように、部分「Ａ」成分は、２×２のマトリクス内に１つでも部分「Ｂ」の画素があれば、印刷される。図４ｂにおいて、「論理和」ゲートは象徴する目的で示されている。本発明は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、または他のいかなる技術によって実施してもよい。
【００３９】
本明細書においては本発明を好適な実施例を参照して説明したが、本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく、本明細書で説明したものを他の応用と代えることができることは、当業者であれば容易に理解できるであろう。たとえば、前駆つまり部分「Ａ」成分の槽は、ブラックのインクの槽に物理的に入れてしまい、前駆成分が自動的にブラックのプリントヘッドつまりブラックのインクのカートリッジと一緒に交換されるようにしてもよい。このようにすることで、使用者は新たな個々の消耗品を管理することから開放される。ブラックは通常最も速く消耗するので、部分「Ａ」成分の交換をブラックのインクの交換と関連させることで、多くの使用者にとって実際の消耗速度に近い近似が得られることになり、したがって、消耗品の在庫の必要数が減少する適切な消耗品管理計画が可能となり、それによって、使用者の混乱が最小限になる。
【００４０】
以上、本発明の実施例について詳述したが、以下、本発明の各実施例毎に列挙する。
【実施例１】
インク・ジェット・プリンタの記録媒体にインクを塗布する方法において、
正確に計量し精密に位置決めされたインクの前駆物質を、第１の吐出しノズルから前記記録媒体に塗布して、前記記録媒体の調子を前記媒体のそれぞれの印刷位置において整え、
少なくとも１つの相補性のあるインクを、前記記録媒体上のそれぞれの前処理した印刷位置に、少なくとも１つの第２の吐出しノズルから塗布すること
を含む記録媒体にインクを塗布する方法。
【実施例２】
前記インクの前駆物質が最初に前記記録媒体に塗布されることを特徴とする実施例１に記載の方法。
【実施例３】
前記相補性のあるインクが最初に前記記録媒体に塗布されることを特徴とする実施例１に記載の方法。
【実施例４】
それぞれの色のインクを塗布するのに別個のプリンタを有する多色インク・ジェット・プリンタの、２成分または３成分からなるインク・ジェットのインク化学を記録媒体表面に塗布する方法において、
無色の前駆物質を、別個のプリンタを用いて前記記録媒体表面上のそれぞれの画素位置において前記記録媒体表面に塗布し、前記画素位置にカラーインクを塗布する前に前記記録媒体表面の調子を整え、
相補性のあるカラーインクをそれぞれの調子を整えられた画素位置に塗布することを含み、
前記前駆物質と前記相補性のあるカラーインクが反応し、それによって前記インクが前記前駆物質が規定する画素位置に閉じこめられ、またそれによって前記カラーインクが前記画素位置にただちに固定化されてカラー・ブリードが防がれることを特徴とする、２成分または３成分からなるインク・ジェットのインク化学を記録媒体表面に塗布する方法。
【実施例５】
前記前駆物質の槽と前記カラーインクの槽が、別個の物理的に接合した槽であることを特徴とする実施例４に記載の方法。
【実施例６】
前記前駆物質と前記カラーインクを単一パスで塗布すること
をさらに含む実施例４に記載の方法。
【実施例７】
精密に決定した量の前記前駆物質をそれぞれの画素位置において前記記録媒体表面に塗布し、
それぞれの画素位置の調子を整えて、相補性のあるカラーインクの塗布から所定の大きさの点を印刷し、それによって、一定した媒体に左右されない点の大きさを得ることをさらに含む実施例４に記載の方法。
【実施例８】
前記前駆物質を前記記録媒体表面に塗布し、
前記記録媒体の調子を整えて乾湿によるしわを防ぐこと
をさらに含む実施例４に記載の方法。
【実施例９】
前記前駆物質を前記記録媒体表面に塗布し、
前記記録媒体表面の調子を整えてその上に記録されたイメージの乾燥時間を短くすることをさらに含む実施例４に記載の方法。
【実施例１０】
前記前駆物質が枯渇するときまたは少量の前記前駆物質しか残っていないときを検出し、
それに応答して前記プリンタを従来の多数のパスのタイリングモードに切り換えてカラー・ブリードを最小限にすることをさらに含む実施例４に記載の方法。
【実施例１１】
それぞれの画素位置において印刷の原色のプリンタのスワースメモリのデータに対して論理和を実行してどの画素が前記記録媒体表面上に印刷されることになっているかを決定し、
前記前駆物質を原色の画素が印刷されることになっているそれぞれの記録媒体表面位置に塗布することをさらに含む実施例４に記載の方法。
【実施例１２】
カラーインクの画素が、より小さい色の画素を１つ以上含むより大きい前駆物質の画素の境界内に現れるときを決定し、
記録されるべき色の画素を含む位置において前記前駆物質を前記カラーインクの解像度よりも低い解像度で塗布することをさらに含む実施例４に記載の方法。
【実施例１３】
前記前駆物質を２つの別個のプリンタで塗布して双方向の印刷を可能にすることをさらに含む実施例４に記載の方法。
【実施例１４】
インク・ジェット・プリンタの、記録媒体にインクを塗布する装置において、精密に計量した量の精密に位置決めされたインクの前駆物質を前記記録媒体に塗布して前記記録媒体の調子を前記媒体のそれぞれの印刷位置において整える、第１の吐出しノズル、
少なくとも１つの相補性のあるインクを前記記録媒体上のそれぞれの前処理した印刷位置に塗布する、少なくとも１つの第２の吐出しノズルを含む記録媒体にインクを塗布する装置。
【実施例１５】
それぞれの色のインクを塗布するのに別個のプリンタを有する多色インク・ジェット・プリンタの、２成分または３成分からなるインク・ジェットのインク化学を記録媒体表面に塗布する装置において、
無色の前駆物質を前記記録媒体表面上のそれぞれの画素位置において前記記録媒体表面に塗布し、前記画素位置にカラーインクを塗布する前に前記記録媒体表面の調子を整える、第１のプリンタ、
相補性のあるカラーインクをそれぞれの調子を整えられた画素位置に塗布する、少なくとも１つの第２のプリンタを含み、前記前駆物質と前記相補性のあるカラーインクが反応し、それによって前記インクが前記前駆物質が規定する画素位置に閉じこめられ、またそれによって前記カラーインクが前記画素位置にただちに固定化されてカラー・ブリードが防がれることを特徴とする、２成分または３成分からなるインク・ジェットのインク化学を記録媒体表面に塗布する装置。
【実施例１６】
前駆物質の槽、
カラーインクの槽
をさらに含み、前記前駆物質の槽と前記カラーインクの槽が別個の物理的に接合した槽であることを特徴とする実施例１５に記載の装置。
【実施例１７】
前記前駆物質と前記カラーインクが単一パスで塗布されることを特徴とする実施例１５に記載の装置。
【実施例１８】
前記第１のプリンタが、精密に決定した量の前記前駆物質をそれぞれの画素位置において前記記録媒体表面に塗布し、前記前駆物質が、それぞれの画素位置の調子を整えて、所定の大きさの点を印刷し、それによって、相補性のあるカラーインクの塗布から一定の、媒体に左右されない点の大きさを得ることを特徴とする実施例１５に記載の装置。
【実施例１９】
前記第１のプリンタが前記前駆物質を前記記録媒体表面に塗布し、前記前駆物質が前記記録媒体の調子を整えて乾湿によるしわを防ぐことを特徴とする実施例１５に記載の装置。
【実施例２０】
前記第１のプリンタが前記前駆物質を前記記録媒体表面に塗布し、前記前駆物質が前記記録媒体表面の調子を整えてその中に記録されたイメージの乾燥時間を短くすることを特徴とする実施例１５に記載の装置。
【実施例２１】
前駆物質の槽、
前記前駆物質の槽において前記前駆物質が枯渇するときまたは少量の前記前駆物質しか残っていないときを感知する検出器、
前記検出器が前記前駆物質の槽において前記前駆物質が枯渇していることまたは少量の前記前駆物質しか残っていないことを感知するときに、前記プリンタを従来の多数のパスのタイリングモードに切り換えて、それによってカラー・ブリードとしわを最小限にするスイッチ
をさらに含む実施例１５に記載の装置。
【実施例２２】
画素位置に対応する印刷データを記憶する、プリンタのスワースメモリ、
それぞれの画素位置において前記プリンタのスワースメモリに記憶されたデータに対して論理和を実行して、どの画素が前記記録媒体表面上に印刷されることになっているかを決定する論理要素、
前記第１のプリンタを動作して、前記前駆物質を原色の画素の点が印刷されることになっているそれぞれの記録媒体表面位置に塗布する手段
をさらに含む実施例１５に記載の装置。
【実施例２３】
カラーインクの画素が、より大きい前駆物質の画素の境界内に現れるときを決定する手段、
前記第１のプリンタを動作して、記録されるべき色の画素を含む位置において前記前駆物質を前記カラーインクの解像度よりも低い解像度で塗布する手段
をさらに含む実施例１５に記載の装置。
【実施例２４】
前記前駆物質を塗布し双方向の印刷を可能にする第１と第２のプリンタ
をさらに含む実施例１５に記載の装置。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明を用いることにより、任意の印刷媒体上でも可変的な印刷濃度を有し、高品質で多色の印刷を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの着色材を供給するカートリッジまたはプリントヘッドを用い、本発明による前駆成分のカートリッジまたはプリントヘッドも用いた、熱インク・ジェット・プリンタの部分概略側面図である。
【図２】本発明による着色材またはインクの１点を受け取るそれぞれの位置に前駆成分の点が印刷された記録媒体の平面図である。
【図３】本発明の１実施例による、任意の画素において部分「Ａ」を部分「Ｂ」で印刷する例を示す簡略概略図である。
【図４ａ】本発明の他の実施例による、部分「Ａ」を部分「Ｂ」の解像度の１／２の解像度で印刷する例を示す簡略概略図である。
【図４ｂ】本発明の他の実施例による、部分「Ａ」を部分「Ｂ」の解像度の１／２の解像度で印刷する例を示す簡略概略図である。
【符号の説明】
１０：熱インク・ジェット・プリンタ
１２：カートリッジまたはプリントヘッド
１３：記録媒体
１４：カートリッジまたはプリントヘッド
１６：カートリッジまたはプリントヘッド
１８：カートリッジまたはプリントヘッド
２０：カートリッジまたはプリントヘッド
２２：記録媒体
２３：画素位置
２６：部分「Ａ」の点
３１：論理和ゲート
３２：論理和ゲート
４４：論理和ゲート
４６：論理和ゲート
４７：論理和ゲート
４８：論理和ゲート
４９：論理和ゲート
【図１】
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【図２】
0003678447.tif 000003
【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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