(57)【要約】【課題】インクジェット・プリンタの流体を射出させる方法、及びシステムを提供する。【解決手段】記録媒体に面する流体射出面を備える印字ヘッドを有する流体ジェット・プリンタを用いる印刷方法であって、流体射出面が、その上に配列された少なくとも１つの流体エジェクタを有し、（ａ）記録媒体が、速度（Ｖm）で速い走査方向に沿って流体エジェクタと相対的に移動するように、流体エジェクタ及び記録媒体の少なくとも１つを移動させることと、（ｂ）移動が実施されると、流体エジェクタから記録媒体の方向に流体を選択的に射出することを含み、（ｉ）主要な液滴が、第１の方向に第１の速度（Ｖd）を有して形成され、（ｉｉ）付随的な液滴が、第１の方向に対して角度（θ）を形成する第２の方向に第２の速度（ｖs）を有して形成され、θは式ｔａｎθ＝ｖm［１／（ｖsｃｏｓθ）−１／ｖd］を実質的に満たし、ｔａｎは三角法正接関数であり、ｃｏｓは三角法余弦関数である、方法。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に面する流体射出面を備える印字ヘッドを有する流体ジェット・プリンタを用いる印刷方法であって、前記流体射出面が、その上に配列された少なくとも１つの流体エジェクタを有し、
（ａ）前記記録媒体が、速度（Ｖm）で速い走査方向に沿って前記流体エジェクタと相対的に移動するように、前記流体エジェクタ及び前記記録媒体の少なくとも１つを移動させることと、
（ｂ）前記移動が実施されると、前記流体エジェクタから前記記録媒体の方向に流体を選択的に射出することを含み、ここで、
（ｉ）主要な液滴が、第１の方向に第１の速度（Ｖd）を有して形成され、
（ｉｉ）付随的な液滴が、前記第１の方向に対して角度（θ）を形成する第２の方向に第２の速度（ｖs）を有して形成され、θは式
ｔａｎθ＝ｖm［１／（ｖsｃｏｓθ）−１／ｖd］
を実質的に満たし、
ｔａｎは三角法正接関数であり、ｃｏｓは三角法余弦関数である、
前記方法。
【請求項２】
記録媒体に面する流体射出面を備える印字ヘッドを有するプリンタであって、該流体射出面が、その上に配列された少なくとも１つの流体エジェクタを有し、
前記記録媒体が、速度（Ｖm）で速い走査方向に沿って前記流体エジェクタと相対的に移動するように、前記流体エジェクタ及び前記記録媒体の少なくとも１つを移動させるための手段と、
前記移動が実施されると、前記流体エジェクタから前記記録媒体の方向に流体を選択的に射出する手段とを有し、ここで、
（ｉ）主要な液滴が、第１の方向に第１の速度（Ｖd）を有して形成され、
（ｉｉ）付随的な液滴が、前記第１の方向に対して角度（θ）を形成する第２の方向に第２の速度（ｖs）を有して形成され、θは式
ｔａｎθ＝ｖm［１／（ｖsｃｏｓθ）−１／ｖd］
を実質的に満たし、
ｔａｎは三角法正接関数であり、ｃｏｓは三角法余弦関数である、
前記プリンタ。
【請求項３】
流体射出面を有する印字ヘッドと、
該印字ヘッドの流体射出面を通過して、速い走査方向に記録媒体を前進させる媒体搬送器と、
前記印字ヘッドの流体射出面から前記記録媒体の方向に液体を射出する、少なくとも１つのエジェクタを含む、前記印字ヘッドによって担持されたエジェクタ・アセンブリと、
を含むプリンタであって、
射出時には、主要な液滴が、第１の方向に第１の速度（Ｖd）を有して形成され、付随的な液滴が、前記第１の方向に対して角度（θ）を形成する第２の方向に第２の速度（ｖs）を有して形成され、前記角度θは式
ｔａｎθ＝ｖm［１／（ｖsｃｏｓθ）−１／ｖd］
を実質的に満たし、
ｔａｎは三角法正接関数であり、ｃｏｓは三角法余弦関数である、
前記プリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、画像化技術に関連する。インクジェット画像レンダリング装置に関連する特定の用途を見出し、特にそれを参照して説明する。しかしながら、本技術分野における通常の知識を有する者であるならば、他の同様の用途にも修正可能であることを認識するであろう。
【背景技術】
【０００２】
ドロップ・オン・デマンド流体インクジェット・プリンタ等の流体エジェクタ・システムは、圧電、音響、及び熱的方法を含み、これらに限定されない種々の方法を用いる。これらのシステムは、紙のシート等の記録媒体に面するインク射出面を有する印字ヘッドを含むことが多い。該印字ヘッドには、流体エジェクタのアレイが含まれ、そこから、流体の液滴が、記録媒体に向かって、それに対して略法線方向に射出される。
【０００３】
印刷動作においては、一般に、流体インクが射出されている間に、印字ヘッド及び記録媒体の少なくとも１つが、それらが互いに相対的に移動するように、前進させられる。一般に、印字ヘッドと記録媒体との間の相対移動は、記録媒体の面に略平行ないわゆる速い走査方向に沿っており、いわゆる遅い走査方向に一般に配列されたエジェクタのアレイに略垂直である。一部の用途では、エジェクタが、印字ヘッドを通過して一般に一方向に前進させられる媒体の略幅全体に沿って配列されているところでは、いわゆる幅の広いアレイ印字ヘッドが用いられている。
【０００４】
一般に、各エジェクタについては、流体インクを含むために、チャネル又は毛管（ｃａｐｉｌｌａｒｙ）が、規定されている。流体の液滴を所望の回数で、印字ヘッドのインク射出面に位置する各チャネルの一端部において規定されているオリフィス又はノズルから放出させるために、推進パルスが使用される。供給コンテナは、流体を多数のチャネルに供給する。
【０００５】
たとえば、熱流体射出システムにおいては、たとえば、選択的に作動させられた抵抗ヒータによって推進パルスが生成される。ヒータは、一般に、各チャネルについて設けられている。各ヒータは一般に個別に加熱可能であり、チャネルの１つにおいて流体を気化でき、それによって、対応したヒータに結合したチャネルのノズルから液滴を射出する。
【０００６】
一般に、形成されて射出された主要な液滴に加え、付随的な液滴も形成され、射出される。
【０００７】
付随的な液滴の速度は、一般に、主要な液滴の速度に比べて遅い。したがって、記録媒体と印字ヘッドとの間の相対移動によって、印字ヘッドの速い走査方向と相対的な主要な液滴の正面にある記録媒体上に落下する、遅れる付随的な液滴をもたらす傾向がある。付随的な液滴が、対応する主要な液滴の落下の外側で記録媒体上に落下する時には、好ましくない画像のアーティファクトが生ずることがある。たとえば、与えられた画像内のエッジは、遅れたように見えるかも知れず、あるいはインクが効果的にカバーする領域が、好ましくなく増加しているかも知れない。
【特許文献１】米国特許第４，４６３，３５９号
【特許文献２】米国特許第５，１４２，２９６号
【特許文献３】米国特許第５，１９２，９５９号
【特許文献４】米国特許第５，４６１，４０６号
【特許文献５】米国特許第５，５９４，４７８号
【特許文献６】米国特許出願公開第２００３  ０１７９２５８Ａ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
インクジェット・プリンタの流体を射出させる方法、及びシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの例示的な実施の形態によると、流体ジェット・プリンタを用いる印刷方法が提供される。本プリンタは、記録媒体に面する流体射出面を備える印字ヘッドを有し、流体射出面が、その上に配列された少なくとも１つの流体エジェクタを有する。本方法は、記録媒体が、速度（Ｖm）で速い走査方向に沿って流体エジェクタと相対的に移動するように、流体エジェクタ及び記録媒体の少なくとも１つを移動させることと、移動させると、流体エジェクタから記録媒体の方向に流体を選択的に射出することを含み、（ｉ）主要な液滴が、第１の方向に第１の速度（Ｖd）を有して形成され、（ｉｉ）付随的な液滴が、第１の方向に対して角度（θ）を形成する第２の方向に第２の速度（ｖs）を有し、θは実質的に式ｔａｎθ＝ｖm［１／（ｖsｃｏｓθ）−１／ｖd］ を満たすように形成される。
【００１０】
他の例示的な実施の形態によると、記録媒体に面する流体射出面を備える印字ヘッドを有し、該流体射出面が、その上に配列された少なくとも１つの流体エジェクタを有するプリンタが提供される。本プリンタは、前記記録媒体が、速度（Ｖm）で速い走査方向に沿って前記流体エジェクタと相対的に移動するように、前記流体エジェクタ及び前記記録媒体の少なくとも１つを移動させるための手段と、前記移動が実施されると、前記流体エジェクタから前記記録媒体の方向に流体を選択的に射出する手段であって、（ｉ）主要な液滴が、第１の方向に第１の速度（Ｖd）を有して形成され、（ｉｉ）付随的な液滴が、前記第１の方向に対して角度（θ）を形成する第２の方向に第２の速度（ｖs）を有し、θは実質的に式ｔａｎθ＝ｖm［１／（ｖsｃｏｓθ）−１／ｖd］を満たすように形成される、手段と、を含む。
【００１１】
さらに他の例示的な実施の形態によると、プリンタは、流体射出面を有する印字ヘッドと、該印字ヘッドの流体射出面を通過して、速い走査方向に記録媒体を前進させる媒体搬送器（ハンドラー）と、前記印字ヘッドの流体射出面から前記記録媒体の方向に液体を射出する、少なくとも１つのエジェクタを含む、前記印字ヘッドによって担持されたエジェクタ・アセンブリと、を含む。エジェクタから流体が射出されると、主要な液滴が、第１の方向に第１の速度（Ｖd）を有して形成され、付随的な液滴が、前記第１の方向に対して角度（θ）を形成する第２の方向に第２の速度（ｖs）を有して形成され、前記角度θは式ｔａｎθ＝ｖm［１／（ｖsｃｏｓθ）−１／ｖd］を実質的に満たす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１を参照すると、ドロップ・オン・デマンドのインクジェット印刷機１０が図示されている。プリンタ１０は、次に説明するように、動作するサブシステム及びコンポーネントが直接又は間接に取り付けられた、フレーム又はハウジング１１を含む。図示されているように、機械１０はプリンタである。しかしながら、機械１０は、複写機、ファックス機、多機能装置等であってもよい。インク及び／又はインク流体を参照して次に説明するように、より一般的な実施の形態では、機械１０は、たとえば、受容する媒体上に、所望のパターンで、任意の適切な流体（インク、非インク又は他のものであってもよい）を析出する流体エジェクタ・プリントである。
【００１３】
プリンタ１０は、たとえば、ペーパトレイ等の紙／媒体供給１６から供給される紙のシート又は他の適切な記録媒体等の記録媒体１４に面するインク射出面１２ａを有する印字ヘッド１２を含む。印字ヘッド１２には、そこから流体の液滴が記録媒体１４の方向に射出される、流体エジェクタ１８のアレイが含まれる。適切には、エジェクタ１８は、プロセス又は矢印１９によって示される遅い走査方向で整列される。
【００１４】
図２を参照し、及び図１をさらに参照すると、エジェクタ１８は、印字ヘッド１２によって担持されているか又は一体化されているエジェクタ・アセンブリ２０から構成されているか、又はエジェクタ・アセンブリ２０内に形成されている。各エジェクタ１８について、流体インクを含むために、毛管又はチャネル２２が規定されている。流体の液滴を、印字ヘッド１２のインク射出面１２ａに近接して位置し各チャネル２２の一端部において規定されたオリフィス２４から所望の回数放出させるために、推進パルスが使用される。適切には、供給コンテナ（図示せず）が、流体インクを多数のチャネル２２に供給する。
【００１５】
適切には，熱的流体射出アプローチが用いられる。熱的流体射出においては、たとえば、選択的に作動された抵抗ヒータ２６によって、推進パルスが生成される。ヒータ２６が、各チャネル２２について設けられている。各ヒータ２６は、一般に、チャネル２２の１つの中で個別に加熱及び気化可能であり、それにより、ヒータ２６に結合されたチャネル２２のオリフィス２４から液滴の推進力及び射出を生成する。あるいは、他の熱的アプローチ、圧電アプローチ、及び音響アプローチを含むがこれらに限定されない、他の既知の流体推進力及び／又は射出アプローチは、チャネル２２からインクを推進及び／又は射出するために、任意に用いられる。
【００１６】
図１にさらに示すように、プリンタ１０は、たとえば、媒体１４を供給し、及び／又は他の方法で操作し、及び／又は保持する、ローラ、ベルト、及び／又は他の同様のコンポーネントを含む、媒体処理システム３０を備える。適切には、該処理システム３０は、媒体供給１６から媒体１４を取り出すか、他の方法で得て、たとえば、遅い走査又はプロセス方向１９に略垂直な、矢印３２によって示される速い走査方向に、媒体１４を、印字ヘッド１２のインク射出面１２ａを通過させて前進させる。他の実施の形態において、プリンタ１０は、ページ幅の流体エジェクタ印刷として任意に構成されていてもよい。
【００１７】
プリンタ１０の種々のサブシステム、コンポーネント、及び機能の動作及び制御は、コントローラ又は電子サブシステム（ＥＳＳ）４０を用いて実行される。たとえば、コントローラ又はＥＳＳ４０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、電子記憶装置、及び表示装置、又は他のユーザ・インタフェース（ＵＩ）を有する内蔵型の専用ミニコンピュータである。たとえば、コントローラ又はＥＳＳ４０は、画素配置及び制御手段ばかりでなく、センサ入力及び制御手段も含む。さらに、ＣＰＵは、走査システム又はオンライン若しくはワーク・ステーション接続、及び印字ヘッド１２等の、画像入力ソース間の画像データフローを読み出し、捕捉し、準備し、及び管理する。このように、コントローラ又はＥＳＳ４０は、プリンタの印刷動作を含む、プリンタのサブシステム及び機能を動作させ制御するための、主要なマルチタスク・プロセッサである。
【００１８】
適切には、印刷動作については、生成されるべき画像についての画像データが、処理のために、走査システム又はオンライン若しくはワーク・ステーション接続のいずれかを通じて、コントローラ又はＥＳＳ４０に送られ、印字ヘッド１２に出力される。さらに、コントローラは、たとえばユーザ・インタフェースを通じたオペレータ入力から、関連したサブシステム及びコンポーネント制御を決定及び／又は受け入れ、これにより、このような制御を実行する。その結果、インクは印字ヘッド１２に適切に運ばれ、印字ヘッド１２から射出される。さらに、画素配置制御は、記録媒体１４と相対的に実行され、このような画像データごとに所望の画像を形成し、記録媒体１４は媒体供給１６によって供給され、画像形成との定期的な位置合わせで、処理システム３０によって処理される。
【００１９】
本技術分野における通常の知識を有する者に認識されるように、本明細書で意図される種類のインク射出は、一般に、少なくとも１つの一般により小さな付随的な液滴と共に、主要な液滴の形成をもたらす。好ましい実施の形態において、付随的な液滴の方向は、有利に調整又は制御されている。再び図２に注目し、図３をさらに参照すると、ノズル板５０は、印字ヘッド１２のインク射出面の近くで、エジェクタ・アセンブリ２０に取り付けられるか又は他の方法でその上に配列されている。ノズル板５０は、チャネル２２の端部においてオリフィス２４に対応する複数のノズル５２を有する。それぞれのチャネル２２からのインクの推進されたスラッグが、ノズル板５０のそれぞれのノズル５２を通じて、最終的に射出される。
【００２０】
とりわけ、ノズル５２をそれぞれの対応するオリフィス２４に対して偏らせる（オフセット）ことによって（図３で最も良く見られるように）、生成された付随的な液滴の方向は、制御及び／又は調整される。すなわち、オフセットがそれ程大きくない場合には、主要な液滴の方向をあまり変更せずに、付随的な液滴は、オフセットの方向と同じ方向に方向付けられる傾向がある。
【００２１】
任意に、付随的な液滴の方向を変化可能に制御させるように、オフセットは、調整可能である。たとえば、ノズル板５０は、ノズル板５０内に形成されたスロット６２を貫通する一対のねじ６０等を用いて、エジェクタ・アセンブリ２０に任意に取り付けられている。したがって、ねじ６０を緩めると、板５０は、スロット６２の方向に、要求通りに変化するオフセットになり得る。付随的な液滴の所望の方向制御をもたらす所望のオフセットが実現されると、ノズル板５０を所定位置に保持するために、ねじ６０が締め付けられる。
【００２２】
図４を参照すると、１つの適切な実施の形態において、エジェクタ１８が媒体１４の方向にインクを射出すると、記録媒体１４は、速度ｖmで、印字ヘッド１２のインク射出面１２ａを通過して前進させられている。図示のように、媒体は、速い走査方向３２に前進させられる。落下距離ｈは、印字ヘッド１２のインク射出面１２ａと媒体１４との間の距離である。
【００２３】
例示的な目的のために、１つのエジェクタ１８からのインクの単一の射出について説明する。ヒータ２６の１つの作動に対応して、インクが推進され、関連したエジェクタ１８から前進する媒体１４の方向に射出される。射出されたインクは、速度Ｖdの主要な液滴を形成する。適切には、Ｖdは、記録媒体１４に対し略法線に方向付けられている。主要な液滴に加え、付随的な液滴も、速度ｖsで形成される。適切には、ｖsはｖd未満である。
【００２４】
付随的な液滴を、主要な液滴と略同じ位置の前進する記録媒体１４上に有利に落下させるために、付随的な液滴は、主要な液滴の方向に対して角度θで方向付けられている。図４を検討すると、主要な液滴及び付随的な液滴がｘ軸に沿って前進する媒体１４上に落下する位置は、式
ｘd＝−ｈｖm／ｖd          (1)
及び
ｘs＝［ｈ／（ｖsｃｏｓθ）］［−ｖm＋ｖsｓｉｎθ］          （２）
それぞれによって与えられる。
次に、主要な液滴と付随的な液滴との間の距離は、式
Δｘ＝−ｈｖm［１／（ｖsｃｏｓθ）−１／ｖd］＋ｈｔａｎθ      （３）
のようになる。
付随的な液滴を主要な液滴と同じ位置に落下させるために、主要な液滴と付随的な液滴との間の距離は、０に設定されている（すなわち、Δｘ＝０）。したがって、角度θは、次の式を満たすようにされている。
０＝−ｈｖm［１／（ｖsｃｏｓθ）−１／ｖd］＋ｈｔａｎθ          （４）
又は、
ｔａｎθ＝ｖm［１／（ｖsｃｏｓθ）−１／ｖd］          （５）
【００２５】
さらに、実験的に又は他の方法で、角度θをノズルオフセットの関数として判断することによって、数式（４）から、所望のオフセットを、関数媒体速度ｖm、主要な液滴の速度ｖd、及び付随的な液滴の速度ｖsとして、得ることができる。さらに、ｖd及びｖsを測定することによって、所望のオフセットを、媒体の速度ｖmと関連付ける表現を得る。したがって、オフセットは、これらの測定された又は他の方法による既知のパラメータに基づいて設定可能である。あるいは、変化するパラメータを補償し、又は異なるパラメータを有する異なるアプリケーションを収容するために、たとえば、ねじ６０及びスロット６２又は交互に設けられた調整機構を使用して、オフセットを調整してもよい。
【００２６】
ノズル５２をそれらの対応するオリフィス２４に対して交互にオフセットさせることによって、付随的な液滴の方向制御が、前記実施の形態において実現されたが、他のアプローチ及び／又は方法が、付随的な液滴を主要な液滴の方向に対して角度θで方向付けるために用いられる。付随的な液滴を角度的に方向付けるための１つの選択は、ノズル板５０を使用しない。むしろ、チャネル２２自体は、付随的な液滴を所望の角度で方向付けるために、適切な形状で形成される。たとえば、円筒状であるのと反対に、チャネル２２は、プロセス方向に対して非対称なオリフィス２４を生成する、形状を有していてもよい。任意に、チャネル２２が２つの隣り合うウェハ又はエジェクタ・アセンブリ２０の部分の間に形成されているところでは、ウェハ又は部分は、任意に、異なる材料で作られている。
【００２７】
さらに、印字ヘッド１２と媒体１４との間の相対移動は、媒体１４を交互に印字ヘッド１２のインク射出面１２ａを通過して前進させることによって実現されたが、同様の相対移動は、印字ヘッド１２を静止した媒体を横切って前進させることによって実現され、あるいは、任意に、同じ相対移動が、印字ヘッド１２及び媒体１４の両方を移動させることによって実現される。
【００２８】
適切には、一方向性の印刷について（すなわち、インクは、一方向のみの相対的な媒体の移動の間に射出される）、付随的な液滴を相対的な媒体移動の方向のみに角度的に方向付ければ十分である。しかしながら、双方向印刷（すなわち、インクは、前後両方向の相対的な媒体の移動の間に射出される）のために、任意に、エジェクタ１８の第１のセットからの付随的な液滴は一方向に方向付けられており、エジェクタ１８の第２のセットからの付随的な液滴は、他の方向に方向付けられている。たとえば、ノズル５２の第１のセットは、前方への速い走査方向に対応する第１の方向に、それらのそれぞれのオリフィス２４から任意にオフセットされ、ノズル５２の第２のセットは、後方への速い走査方向に対応する第２の方向に、それぞれのオリフィス２４から任意にオフセットされる。したがって、前方への速い走査方向に印刷する時は、エジェクタ１８の第１のセットが用いられ、後方の速い走査方向に印刷する時は、エジェクタ１８の第２のセットが用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の主題の態様を具体化する、インクジェット・プリンタの正面図を示し、素子を記録媒体のシートの裏の点線で示す、概略図である。
【図２】図１で示される例示的なエジェクタ・アセンブリの垂直断面図を示す、概略図である。
【図３】図２に示すエジェクタ・アセンブリの正面図を示し、素子を例示的なノズル板の裏の点線で示す、概略図である。
【図４】図１に示す例示的な印字ヘッドによって前進する記録媒体の方向へのインクの例示的な射出の平面図を示す、概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０：印刷機械（ジェット・プリンタ）
１２：印字ヘッド
１２ａ：流体射出面
１４：記録媒体
１８：流体エジェクタ
【図１】
2006015747.tif 000003
【図２】
2006015747.tif 000004
【図３】
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【図４】
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