(57)【要約】【課題】（ａ）隣接する千鳥配置のプリントヘッドモジュールにおける位置合わせ不良の噴射孔および／または、（ｂ）初期統計障害による欠損噴射孔、に起因する画像の筋を除去する。【解決手段】流体噴射ノズルを有するエジェクタモジュールを横方向に沿ってプリントヘッドアレイ内に位置合わせするための方法が、横方向に沿って隣接する第１のノズル間の第１の間隔を含む第１の複数のノズルを第１のモジュール内に配置する工程と、第２のモジュールの一端において第２の複数のノズルを配置する工程であって、前記第２のモジュールの一端において横方向の前記第１の複数のノズルと部分的にオーバーラップする工程と、前記第１の位置合わせノズルと前記第２の位置合わせノズルとの間の位置合わせペアを所定の方法で決定する工程と、前記第１、第２の位置合わせノズルを印刷駆動のための第１、第２の境界として割り当てる工程と、を含む。【選択図】図１
2006168371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コマンドに応じて流体を噴射するノズルを有するエジェクタモジュールを横方向に沿ってプリントヘッドアレイ内に位置合わせするための方法であって、
横方向に沿って隣接する第１のノズル間の第１の間隔を含む第１の複数のノズルを第１のモジュール内に配置する工程と、
第２のモジュールの一端において第２の複数のノズルを配置する工程であって、前記第２の複数のノズルが、前記横方向に沿って前記第１の間隔とは異なって隣接する第２のノズル間の第２の間隔を含むと共に、前記第２のモジュールの一端において横方向の前記第１の複数のノズルと部分的にオーバーラップする工程と、
前記第１の複数のノズルのうちの第１の位置合わせノズルと前記第２の複数のノズルのうちの第２の位置合わせノズルとの間の位置合わせペアを決定する工程であって、前記第１の位置合わせノズルおよび前記第２の位置合わせノズルは、前記第１、第２の複数のノズルの残りのノズルと比較して相互間の整列間隔を最小にする工程と、
前記第１、第２の位置合わせノズルを印刷駆動のための第１、第２の境界として割り当てる工程と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーニヤ技法によってプリントヘッド・エジェクタモジュールを位置合わせすることに向けられた装置と方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
写真複写機工業においては、写真複写機で使用される、機能によって類別された交換可能および使い捨て可能なカートリッジとして、種々の消耗部品をモジュール化している。複写機に挿入されたり、複写機から取り外されたりするこれらのカートリッジの各々は、例えば特許文献１に記載の顧客交換可能ユニット（ＣＲＵ）として当業者に既知である交換可能モジュールを構成する。
【０００３】
写真複写機工業において、例えば特許文献２に記載されている全幅アレイ（ＦＷＡ）プリントバーに配置されるエジェクタモジュールとしてインクジェットを使用している。これらのエジェクタモジュールは、マニホルドを介して容器（典型的にはタンクモジュール）から流体インクを受け取る。種々のエジェクタモジュールは、熱インクジェット（ＴＩＪ）、圧電インクジェット（ＰＩＪ）、マイクロ電気機械システムインクジェット（ＭＥＭＳＪｅｔ）を含む、制御可能量のインクを媒体上に放出するための種々の技法を使用している。特にＴＩＪエジェクタモジュールは、利用者によって手動で交換可能である。インクは、コマンドに応じてノズルを介して媒体上に噴射されるが、そうでなければ表面張力により、また差圧によりエジェクタモジュール内に保持され、それによってエジェクタ内部圧力はインクが露出される周囲より低くできる。
【０００４】
シングルパス印刷用途におけるＦＷＡプリントバーの使用に関する主要な懸念は、許容できない画像品質欠陥の原因となる噴射障害が、極めて高価なプリントバー全体の交換を必要とすることである。この懸念は、ＴＩＪ、ＭＥＭＳＪｅｔまたはＰＩＪを含むほとんど如何なるエジェクタ技術にも当てはまる。欠陥ノズルを含む、より小さなモジュールの交換は、特に顧客が精巧で高価な位置合わせハードウエアなしでほんの数分でこの仕事を実行できれば、コスト削減においてより効果的である。
【０００５】
種々の実施形態は、欠陥ノズルを含む比較的小さなモジュールの顧客による迅速で便利な交換を可能にする低価格な交換可能モジュール戦略を可能にする。これは、ＦＷＡプリントバーが如何なる精巧で高価な位置合わせハードウエアの必要性もなしに、現場において低コストで保守されることを可能にする。こうして種々の実施形態は、高いスループットのシングルパス印刷を低コストで可能にしている。
【０００６】
エジェクタモジュールは、ノズル詰まり、その他の許容できない画像品質の原因となる欠陥に由来する性能劣化を受ける可能性がある。印刷欠陥は、（ａ）隣接する千鳥（ジグザグ）配置のプリントヘッドにおける位置合わせ不良ノズルと、（ｂ）初期統計障害に起因する欠損ノズルとによって生じる画像の筋を含む。それ故にエジェクタモジュールは、ＦＷＡプリントバー全体のオーバーホールを避けるために定期的な保守および／または新しいエジェクタモジュールによる交換を必要とする可能性がある。エジェクタモジュールを交換した後に、しばしば組立工場で交換モジュールの正確な配置が実施されなくてはならない。
【０００７】
印刷品質を維持して位置合わせ不良エジェクタに起因する画像の筋を防止するために、交換エジェクタモジュールは、ＦＷＡプリントバー内のその他のエジェクタモジュールと位置合わせしなくてはならない。現在の技法は、交換エジェクタモジュールの配置を制御するために高感度の位置合わせ検出と精密な駆動とを必要とする。
【０００８】
これらの精密な検出器と駆動装置は高価であって、もしサイズが１インチ以下の比較的小型の多数のモジュールを正確に位置決めしなくてはならない場合、コストは法外なことになる。１インチ以下のモジュールでは、典型的な印刷幅をカバーするために、１色だけでも最大１２個までの精密駆動装置が必要となる可能性がある。４色印刷では、これらの精密駆動装置のコストの４倍になる。
【特許文献１】米国特許第５，８０９，３７５号
【特許文献２】米国特許第５，８０１，７２７号
【発明の開示】
【０００９】
本発明の種々の実施形態は、（ａ）隣接する千鳥配置のプリントヘッドモジュールにおける位置合わせ不良の噴射孔および／または、（ｂ）初期統計障害による欠損噴射孔、に起因する画像の筋を除去するための、コスト削減において効果的な解決法を提供する。これらの解決法は、（１）各モジュールの端部において僅かに、より大きな（より小さな）ノズル間隔によるバーニヤ効果によって位置合わせ不良を１０μｍ以下に削減することと、（２）シングルパスの市松模様化を使用することであって、バーニヤ効果の位置合わせによって可能となる交換可能モジュール戦略を実現する。
【００１０】
ここで説明されるシステムと装置と方法は、工場でのモジュール交換の必要性および／または現場でのモジュール位置合わせのための高価な精密駆動装置の必要性を克服するように意図されている。ここで説明される実施形態は、二つの交換可能エジェクタモジュール間の狭いオーバーラップ領域において画像生成ノズルの位置合わせを達成するための方法を提供することによって高い印刷品質のための戦略を可能にするように設計されている。
【００１１】
交換可能エジェクタモジュールが交換されると、この新しいモジュール内のノズルは隣接モジュールのノズルに対して幾らか変位した位置に在るであろう。オーバーラップしている隣接モジュールのノズルに対する交換モジュールのノズルの位置合わせを達成するために、バーニヤ効果が使用できる。任意のモジュールの一端における最後の数個のノズルは、公称噴射孔間隔より僅かに大きな（小さな）間隔で作ることができ、これにより、オーバーラップしている両モジュールのノズルが極めて精密に位置合わせされる位置を識別することが可能になる。間隔の変化を補正するために、対応する液滴サイズも僅かに大きく（小さく）することができる。
【００１２】
本発明の種々の実施形態は、オーバーラップする隣接モジュール間の適度に異なるノズル間隔を使用するバーニヤ技法を適用することによって正しい設置のためにＦＷＡプリントバー内のインクジェットモジュールを位置合わせするための装置とシステムと方法とを提供する。この開示に関連して、間隔差は、１エジェクタモジュール内のノズル間の公称間隔の１／２以下の差の値が適当であると考えられる。
【００１３】
特にエジェクタモジュールを横方向に沿ってプリントヘッドアレイ内で位置合わせすることは、横方向に沿って隣接する第１のノズル間の第１の間隔を含む第１の複数のノズルを第１のモジュール内に配置する工程と、第２のモジュールの一端において第２の複数のノズルを配置する工程であって、前記第２の複数のノズルが、前記横方向に沿って前記第１の間隔とは適度に異なって隣接する第２のノズル間の第２の間隔を含むと共に、前記第２のモジュールの一端において横方向の前記第１の複数のノズルと部分的にオーバーラップする工程と、前記第１の複数のノズルのうちの第１の位置合わせノズルと前記第２の複数のノズルのうちの第２の位置合わせノズルとの間の位置合わせペアを決定する工程であって、前記第１の位置合わせノズルおよび前記第２の位置合わせノズルは、前記第１、第２の複数のノズルの残りのノズルと比較して相互間の整列間隔を最小にする工程と、前記第１、第２の位置合わせノズルを印刷駆動のための第１、第２の境界として割り当てる工程と、によって達成できる。
【００１４】
本発明の種々の実施形態は更に、第１の間隔よりも大きいか又は小さいか、そのどちらか一方である第２の間隔を備える。本発明の種々の実施形態は更に、第２のノズルのサイズを、ノズル相互間の間隔に対応して第１のノズルより大きく又は小さくする。液滴サイズは、特定のノズル間隔に対応する画素領域を正しく満たすように、例えばノズルサイズの調整によって、対応して調整できる。
【００１５】
本発明の種々の実施形態は更に、第１、第２の複数のノズルからそれぞれ第１、第２のラインを印刷する工程と、隣接する第１、第２のラインのペア間の距離を比較する工程と、これらライン間に最小距離を有する１対の隣接ラインを選択する工程とを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
文書を印刷する印刷システムまたは他の技術で使用可能な交換可能なエジェクタモジュールの下記の詳細説明は、エジェクタモジュールを使用するある特定のタイプのプリントヘッドシステム、例えばインクジェットプリンタ（分かり易くてよく知られているため）を挙げている。しかしながらここに説明される原理が如何なる既知の、または後に開発される印刷システムにも等しく適用できることは認められるべきである。
【００１７】
本発明の種々の実施形態は、工場でのモジュール交換の必要性および／または顧客による現場でのモジュール位置合わせのために必要とされる高価な精密駆動装置の必要性を克服すべく意図されている。種々の実施形態は、二つのエジェクタモジュール（または代替としてチップ）間の狭いオーバーラップ領域において画像生成ノズルの位置合わせを達成するための方法を提供することによって単純な交換可能エジェクタモジュール戦略を可能にする。
【００１８】
交換可能エジェクタモジュールが交換されると、新しいモジュール内のノズルは、隣接モジュール内のノズルに関して幾らか変位した位置に在るであろう。隣接モジュールのノズルに対する交換モジュールのノズルの位置合わせを達成するために、バーニヤ効果を用いることができる。任意のモジュールの一端における最後の数個のノズルは、公称噴射孔間隔より僅かに大きな（または小さな）間隔で作ることができる。間隔の変化を補正するために例えばノズルサイズの僅かな拡大または縮小によって、対応する液滴サイズも僅かに大きく（小さく）することができる。
【００１９】
ノズル間隔と液滴サイズはすべて、エジェクタのフォトリソグラフィ的に生成される特徴要素によって精密に制御でき、その構造を容易に製造することができる。１個のモジュールのバーニヤ端部における最後の数個のノズル間隔がオーバーラップしている隣接モジュールのノズル間隔より僅かに大きい（または小さい）と、両モジュールのノズルが極めて精密に位置合わせされる位置が容易に発見できる。それから所望の程度の位置合わせでもって、一つのモジュールから次のモジュールへの活性ノズルの移行を達成するために、各ノズルから画像生成ノズルが選択できる。各交換可能モジュールにおけるエジェクタ技術は、ＴＩＪ、ＭＥＭＳＪｅｔ、ＰＩＪまたは他の用途のいずれも可能である。
【００２０】
図１は、印刷すべき媒体の幅に亘る横方向１０１に長く向けられたＦＷＡプリントバー１００のための例示的構造を示す。この媒体は、プロセスのために横軸方向すなわちプロセス方向１０２に移動する。流体インク供給システム１１０は、インクタンクあるいはインク容器１１１からインクを供給する。インクは、導管１１２と、インクを媒体上に堆積させるエジェクタへの一連の供給通路１１３とを含むマニホルドを介して導かれる。エジェクタは、上流行１２０と下流行１３０とを含む１行対のプリントヘッドエジェクタに配置できる。
【００２１】
上流行１２０は、第１の一連の上流エジェクタモジュール１２１を含む。同様に下流行１３０は、第２の一連の下流エジェクタモジュール１３１を含む。これらのエジェクタモジュール１２１、１３１の各々は、ＦＷＡプリントバー１００内で交換可能である。これらの行１２０、１３０は、媒体を横切って周期的に反復可能な幅１４０に亘って延びている。反復可能な幅１４０は、単一行からの単一エジェクタモジュールだけが横方向１０１のインク堆積カバレッジを与える非オーバーラップ領域１４１と、両行からのエジェクタモジュールが媒体上にインクを交互に堆積させ得るオーバーラップ領域１４２とに細分できる。各エジェクタモジュールは、例えば幅が約１インチ（１"）の有効横方向カバレッジ領域１４３を持つことができる。
【００２２】
上流行１２０と下流行１３０は、プリンタがプリントヘッドを移動させずに媒体、例えば１枚の紙の全幅に亘って横方向１０１に沿ってインクを噴射することを可能にするように配置できる。媒体がＦＷＡプリントバー１００を横切ってプロセス方向１０２に搬送されるにつれて、エジェクタモジュールは、媒体上にインクを堆積させる。これらのエジェクタモジュールの各々は、非オーバーラップセグメントに亘って横方向１０１に例えば幅１インチ（１"）で印刷できる。エジェクタモジュールは、複数のノズルを介して媒体上に流体インクを堆積できる。エジェクタモジュールに含まれるインクは、圧電圧縮または電気抵抗膨張によって放出されるまで、表面張力と負の差圧とによってエジェクタモジュール内に保持され得る。
【００２３】
これらのモジュールの下側は、媒体に面した一連のエジェクタノズルを含むことができる。詳細領域１５０は、上流行１２０と下流行１３０からそれぞれ選択されたオーバーラップしている二つのエジェクタモジュール１２２、１３２に関するＦＷＡプリントバー１００の例示的部分を示す。詳細領域１５０の拡大図は、オーバーラップしているエジェクタモジュール１２２、１３２のエジェクタノズル（以下、詳細に説明される）を示す。詳細領域１５０に示す例示的構成ではこれらのノズルは、１モジュールごとに二つの平行なノズル行の多数の列に配置されている。これらの行は、少なくとも近似的に横方向に対応しており、列は少なくとも近似的にプロセス方向１０２に対応している。列に沿った縦列ノズルの各ペアは、それぞれの行に直交するように整列配置されている。２行のノズル行が（２行構成で）示されているが、単一のノズル行および３行以上のノズル行も可能であることを認識されたい。
【００２４】
シングルパス市松模様化（single pass checker-boarding）は、２行ノズル構成において第１、第２の行の隣接ノズルによって容易にできる。これは例えば、２行構成の第１行からのノズルで第１の画素を印刷し、続いて第２行からのノズルで第２の画素を印刷して画像の中実（solid）ブロックを印刷することによって実現できる。それから第１、第２のノズルはそれぞれ、第３、第４の画素を印刷できる。第１の行または第２の行いずれかのこれら隣接ノズルの一つが初期段階で作動しない場合であっても、プロセス方向の画像の他のすべての画素は相手側の隣接ノズルの継続される機能により印刷でき、これにより、作動しないノズルからの画像欠陥を許容可能レベルにまで減らすことができる。
【００２５】
エジェクタモジュールは、設計要件によって決められるように、あるサイズと列間の（隣接ノズル中心間の）ある間隔とを有するノズルを介してインクを媒体上に堆積させる。このサイズと間隔は、「標準」または標準より大きい、または小さいサイズと間隔とを指す「バーニヤ（副尺）」である可能性がある。下記の例では４２μｍの標準間隔は１インチ当たり６００個のノズル（ｎｐｉ）（または１．０／６００"）に対応しており、これは１インチ当たり６００ドットの印刷解像度を生成する。バーニヤすなわち拡大間隔は、約４７．５μｍであり、この場合１２．５％の増加に対応する。この拡大間隔は、１．１２５／６００"（１．０／６００"と比較して）に対応する。これは、標準間隔から適度に小さな変化であると考えられる。
【００２６】
上部モジュール１２２は、主としてその非オーバーラップ領域１４１に配置された、標準のサイズと間隔とを有する画像生成標準ノズルあるいは活性標準ノズル１２３を含む。プリントヘッド・エジェクタモジュールの一端の最後の数個のノズルは、一つのモジュールから次のモジュールへのノズルのバーニヤ位置合わせを可能にするために、僅かに増加した（減少した）間隔を有する。よって、上部モジュール１２２は、エジェクタモジュール１２２の右端のオーバーラップ領域１４２に主として配置された拡大されたサイズと間隔とを有する一連のバーニヤノズル１２４を含む。
【００２７】
バーニヤノズル系列１２４は、増加した間隔をインクカバレッジにおいて補正すべく、活性標準ノズル１２３より僅かに大きい活性バーニヤノズル１２５と、受動すなわち不活性バーニヤノズル１２６とを含む。下部モジュール１３２は、そのオーバーラップ領域１４２に不活性ノズル１３３を含み、その非オーバーラップ領域１４１に活性ノズル１３４を含む。ノズルのサイズとこれらそれぞれの間隔は必ずしも実際の尺度で示されておらず、また図示された特定の寸法が単に例示的なものであることは留意されるべきである。また標準ノズルと比較して拡大ノズルのより大きなサイズと間隔が単に一例を示すものであって、標準ノズルと比較して、より小さなサイズと間隔とを表すことが同様に可能であることも理解されるべきである。
【００２８】
位置合わせライン１６０は、ノズル列の相対的間隔を決定するノズル中心の列に重ね合わせることができる。例えば第１、第２の位置合わせライン１６１、１６２は、標準のサイズと間隔とを有する隣接する１対の活性標準ノズル１２３の、上部エジェクタモジュール１２２内の列を通過している。第３の位置合わせライン１６３は、拡大されたサイズと間隔とを有する活性バーニヤノズル１２５の列を通過している。第４、第５の位置合わせライン１６４、１６５は、隣接する１対の不活性ノズル１３３の、下部エジェクタモジュール１３２内の列を通過している。第１、第２の位置合わせライン間と第４、第５の位置合わせライン間の間隔は両者とも４２μｍであるが、第２、第３の位置合わせライン間の間隔は、約４７．５μｍである。図示の構成では第４、第２の位置合わせライン間の間隔は、最大２１μｍである。
【００２９】
バーニヤ効果によって、バーニヤノズル系列１２４の非標準間隔は、上部エジェクタモジュール１２２の活性バーニヤノズル１２５の列が下部エジェクタモジュール１３２の不活性ノズル１３３の列と（公差１０μｍ以内で）位置合わせされる第６の位置合わせライン１６６を作り出す。これは、一つのモジュールから次のモジュールへのノズルのバーニヤ位置合わせにおいて、オーバーラップしているモジュールからの隣接活性ノズルの位置合わせ不良を、目視可能な画像の筋を除去するために必要とされる精度である１０μｍ以下に減らすことを可能にする。
【００３０】
第６の位置合わせライン１６６は、隣接ノズル１２２、１３２のオーバーラップ領域１４２における横方向カバレッジ領域１４３のエッジに、またはエッジ付近に配置できる。こうして活性バーニヤノズル１２５は、上部エジェクタモジュール１２２内の不活性バーニヤノズル１２６に隣接でき、また対応して不活性ノズル１３３は下部エジェクタモジュール１３２内の活性ノズル１３４に隣接できる。これらそれぞれのノズル行内におけるノズルの直交する列配置の故に、シングルパス市松模様化印刷技法を、障害ノズルの影響を許容可能レベルにまで減らすために使用できる。
【００３１】
６００ｎｐｉの二重の行を有するモジュールを持ったＦＷＡプリントバー１００のこの例示的構造は、バーニヤ技法が位置合わせ誤差を許容可能レベルにまで減らし、シングルパス市松模様化技法が障害ノズルの影響を許容可能レベルにまで減らすことを可能にしている。
【００３２】
バーニヤノズル系列１２４におけるノズル間隔のピッチは、所望の１０μｍ以下の目標位置合わせ公差を達成するように容易に選択できる。例えば第２の位置合わせライン１６２は、横方向１０１に関する原点ｘ0＝０として選択できる。原点の左には、上部エジェクタモジュール１２２の活性標準ノズル１２３の連続する列がｘ-n＝−ｎａに配置され得る。ここでａは標準間隔（６００ｎｐｉの場合に４２μｍ）であり、ｎは原点からの列の数である。例えば第１の位置合わせライン１６１は、ｎ＝−１でｘ-1＝−ａに位置決めされる。
【００３３】
原点の右には、バーニヤノズルの連続する列がｘ+n＝ｎ（ａ＋Δυ）に配置される。ここでΔυは標準間隔からのバーニヤ差（増加または減少）（図示のように１２．５％）である。例えば第６の位置合わせライン１６６は、ｎ＝４でｘ4＝４（ａ＋Δυ）に位置決めされる。バーニヤ差は、Δυ＝ａ／Ｍと表すことができ、ここでＭは正の数である。上記の例ではＭは整数であり得る。
【００３４】
同様に原点（「プライム」とラベル付けされた）の右の下部エジェクタモジュール１３２内の最も近い不活性ノズル１３３の列は、位置ｘ'0＝ｂに配置され得る。この位置の右側または左側いずれかの標準不活性ノズル１３３の連続する列は、ｘ'±n＝ｂ±ｎａに配置される。例えば第４、第５、第６の位置合わせラインは、それぞれｘ'-1＝ｂ−ａ、ｘ'1＝ｂ＋ａ、ｘ'4＝ｂ＋４ａに配置される。こうして第６の位置合わせライン１６６は、
2006168371.tif 000003
に対応する。第２の位置合わせライン１６２における原点の右（ｘ＞０）の上部、下部エジェクタモジュール１２２、１３２内の連続するノズルの位置は、下記のように要約される：
上部ノズル：
2006168371.tif 000004
下部ノズル：
2006168371.tif 000005
【００３５】
原点の右（ｘ＞０）の隣接する列を有する上部、下部モジュール１２２、１３２内のノズル間の間隔差Δｘは、方程式（２）からの下の値から方程式（１）からの上の値を減算することによって決定できる、すなわちΔｘn＝ｘ'n−ｘnである。例えばｘ0＝０とｘ'0＝ｂとの間の上記に列挙された第１のセットの間隔差は、Δｘ0＝ｂ−０＝ｂである。
【００３６】
これに対応して、ｘ1＝ａ＋Δυとｘ'1＝ｂ＋ａとの間の第２のセットの間隔差は、Δｘ1＝ｂ＋ａ−（ａ＋Δυ）＝ｂ−Δυである。同様にｘ2＝２（ａ＋Δυ）とｘ'2＝ｂ＋２ａとの間の第３のセットの間隔差は、Δｘ2＝ｂ＋２ａ−２（ａ＋Δυ）＝ｂ−２Δυであり、以下同様である。この関係は、より一般的な形式で：
2006168371.tif 000006
と書くことができる。
【００３７】
上部ノズルと下部ノズルとを異なる間隔で配置することによって、隣接モジュールのノズル間の間隔差Δｘは、ｎ＝４における第６の位置合わせライン１６６の場合と同様、ｎが間隔値Ｎまで増加するにつれ、容認可能なずれ公差εに達するまで減少する。公差εは、約１０μｍという画素間隔に関する人間の視覚の鋭敏さに対応している。この間隔差関係は、より一般的な形式で：
2006168371.tif 000007
と書くことができる。
【００３８】
容認可能な公差εに関して正の数Ｍという最小値を、したがって最大バーニヤ間隔差Δυを達成するためには、間隔差Δυが、ａ／ｍとラベル付けされた１０μｍなる最大許容可能なずれの２倍を超えないことが必要である。ここでａは行に沿ったノズル間の公称間隔（４２μｍ）であり、ｍは公差とノズル間隔との比率である。上記の条件が満たされないと、下部ノズルが上部ノズルの右にずれたところから下部ノズルが上部ノズルの左にずれたところまでの間隔差Δｘは、ａ／ｍより小さくまで減少しない可能性がある。この要件は、
2006168371.tif 000008
と表すことができる。
【００３９】
ａ＝４２μｍ（６００ｄｐｉ）、ａ／ｍ＝１０μｍ とすると、その結果、⇒  ｍは約４となり、⇒  Ｍ＞ｍ／２は約２となり、これは容易に達成可能な条件である。図１に示す例ではバーニヤ差は、間隔値がＭ＝８として選択されるように、Δυ＝ａ／Ｍ＝ａ／８として選択できる。故に、ａ＋Δυ＝９ａ／８＝１．１２５／６００"は、所望の１０μｍより良好な位置合わせを達成することを容易に可能にするはずである。カラーインクジェット印刷装置において、この位置合わせは、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、およびもし適用可能であれば前処理剤および／またはダブルブラックを含む１色ごとにＦＷＡプリントバーにおいて達成されなくてはならない。
【００４０】
Ｎの値は、所望のずれ公差を達成するために選択された原点ｘ0＝０からのノズル列の総数を表しており、：
2006168371.tif 000009
と書き直すことができる方程式（４）から決定できる。
【００４１】
Ｎの値は、交換モジュールがどこに位置するかに、すなわち位置ｂのずれ値に依存する。図１に示す例で最悪のケースの場合、第４の位置合わせライン１６４がオーバーラップしている上部モジュール１２２の隣接する位置合わせライン１６１、１６２の間をまたぐように交換下部モジュール１３２の端部のノズルが配置される可能性がある。ｂ＝ａ／２、Ｍ＝８、ａ／ｍ＝１０μｍを方程式（６）に代入すると、：
2006168371.tif 000010
が得られる。
【００４２】
各項を再整理して図示の例示的間隔配置に関してａ＝４２μｍを代入した後に、Ｎの値は、関係：
2006168371.tif 000011
によって決定できる。
【００４３】
方程式（８）の絶対界内のＮに関して解くと、２≦Ｎ≦５．９という範囲が得られる。したがって、この例に関して対応する整数値は、Ｎ＝３、４および５であって、これらの数であれば、下部モジュール１３２内のノズルの列に対する上部モジュール１２２内の積分列数のノズルの位置合わせを、これらの列間の間隔差が容認可能な公差（１０μｍ）内となるように行える。
【００４４】
Ｎのこれらの値に関して、上部と下部の列間の間隔差は、
2006168371.tif 000012
と表すことができる。
【００４５】
これらの間隔差値のすべては、１０μｍという公差要件内にある。Ｎ＝４という値は、完全な位置合わせのためのゼロという最適間隔差を示すために、図１でノズルの上部および下部の列の位置合わせを示すように選択されたものであって、一般に、Ｎ＝３または５については±約５μｍ以下の差であることが好ましい。
【００４６】
この程度の位置合わせを達成するための、また欠損ノズルの影響を軽減するための他の選択が、特定の１インチ当たりのノズル（ｎｐｉ）値についての設計された公差を有するモジュールを使用する図２〜５に示されている。これら他の選択は、特にこの後に説明される例示的技法と比較してそれぞれの欠点を有する：
（１）図２に示すように、±１０μｍ位置合わせとシングルパス市松模様化との両者を可能にする２４００ｎｐｉ直線配列ジェットモジュールを製造する。しかしながらこのような技術は、現在利用可能でないか、あるいはこの技法が今後利用可能になったとしても、動作を維持するのが高価および／または困難になる可能性が高いであろう。
（２）図３に示すように、±１０μｍ位置合わせを可能にする１２００ｎｐｉ千鳥配列ジェットモジュールを製造する。しかしながら、１２００ｎｐｉ技術（各々６００ｎｐｉの行を有する）のこの形式は現在市販されているものの、この選択はシングルパス市松模様化を可能としない。
（３）図４に示すように、シングルパス市松模様化を可能にするために６００ｄｐｉ液滴サイズの１２００ｎｐｉ直線配列ジェットモジュールを製造する。しかしながら、この選択では±１０μｍ位置合わせが不可能である。
（４）図５に示すように、±１０μｍ位置合わせとシングルパス市松模様化との両者を可能にするために、僅かに拡大または縮小したノズルまたは間隔を有する１２００ｎｐｉ直線配列ジェットモジュールを製造する。
【００４７】
比較のために図２に示した第１の選択は、２１μｍ間隔のノズルを特徴としている。上部および下部のエジェクタモジュール２２２、２３２は、互いにオーバーラップするように配置されている。この上部エジェクタモジュール２２２は、ノズル行に直交して配置された縦列ペアの二つの平行な行になっている活性ノズル２２３と不活性ノズル２２７とを含む。下部エジェクタモジュール２３２は、ノズル行に直交して配置された縦列ペアの二つの平行な行になっている活性ノズル２３３と不活性ノズル２３４とを含む。
【００４８】
図２は、第１、第２の位置合わせライン２６１、２６２によって２１μｍとして例示された、上部ノズル２２３，２２７間の均一な間隔を示す。同様に第３、第４の位置合わせライン２６４、２６５は、２１μｍとして例示された下部ノズル２２３、２２４間の均一な間隔を示す。第２、第３の位置合わせライン２６２、２６４によって示されるように、上部活性ノズル２２３と下部不活性ノズル２３３との間の最大間隔は、１０μｍである。残念ながら、この構成は現在実際に利用可能でない。
【００４９】
比較のために図３に示した第２の選択は、４２μｍ間隔の千鳥配置ノズルを特徴としている。上部および下部のエジェクタモジュール３２２、３３２は互いにオーバーラップするように配置されている。この上部エジェクタモジュール３２２は、ノズル行に対して斜めに配置された千鳥配置ペアの二つの平行な行である活性ノズル３２３と不活性ノズル３２７とを含む。下部エジェクタモジュール３３２は、ノズル行に斜めに配置された千鳥配置ペアの二つの平行な行である活性ノズル３３３と不活性ノズル３３４とを含む。
【００５０】
図３は、第１、第２の位置合わせライン３６１、３６２によって２１μｍとして例示された、上部ノズル３２３、３２７の互い違いの列間の均一な間隔を示す。同様に第３、第４の位置合わせライン３６４、３６５は、下部ノズル３３３、３３４の互い違いの列間の均一な間隔（２１μｍ）を示す。しかしながら、それぞれの行内においてノズル間の間隔は、この値の２倍すなわち４２μｍである。第２、第３の位置合わせライン３６２、３６４によって示されるように、上部活性ノズル３２３と下部不活性ノズル３３３との間の最大間隔は１０μｍである。この構成は１０μｍ以下の位置合わせ公差を可能にするものの、この選択の場合プロセス方向１０２のすべての画素行が唯１個のノズルによって処理されるので、残念ながらシングルパス市松模様化は不可能である。
【００５１】
比較のために図４に示した第３の選択は、４２μｍ間隔のノズルを特徴としている。上部および下部のエジェクタモジュール４２２、４３２は互いにオーバーラップするように配置されている。この上部エジェクタモジュール４２２は、ノズル行に直交して配置された縦列ペアの二つの平行な行になっている活性ノズル４２３と不活性ノズル４２７とを含む。下部エジェクタモジュール４３２は、ノズル行に直交して配置された縦列ペアの二つの平行な行になっている活性ノズル４３３と不活性ノズル４３４とを含む。
【００５２】
図４は、第１、第２の位置合わせライン４６１、４６２によって４２μｍとして例示された、上部ノズル４２３と下部ノズル４２７との間の均一な間隔を示す。同様に第３、第４の位置合わせライン４６４、４６５は、４２μｍとして例示された、下部ノズル４３３、４３４間の均一な間隔を示す。第２、第３の位置合わせライン４６２、４６４によって示されるように、上部活性ノズル４２３と下部不活性ノズル４３３との間の最大間隔は２１μｍである。この構成は現在製造可能でシングルパス市松模様化が可能であるが、位置合わせ公差を２１μｍに限定しており、残念ながら一般に容認可能でない。
【００５３】
図１、５に示す構成を可能にするための前述のバーニヤ技法を使用する第４の選択は、シングルパス印刷のために必要とされる同じカラーの活性ノズル間の±１０μｍ位置合わせと、シングルパス市松模様化の両者を同時に可能にする。このバーニヤ技法は、確定された印刷パターンからのノズルとタイミングの選択によって、モジュール配置のために僅か約５分しか必要としない、過度な労力を要しない交換可能モジュール戦略の使用を容易にする。市松模様化機能は、誤作動ノズルの遮蔽を可能にする。更に顧客は、印刷品質に満足しなければ、プリントバー・アレイ全体の代わりに単一のエジェクタモジュールを交換するという選択肢を有する。
【００５４】
いったんプリントヘッド・エジェクタモジュールが交換された場合、交換エジェクタモジュールとその隣接モジュールとの間の連結部で使用される活性ノズルの簡単な顧客選択に関して幾つかの方法がある。このような方法の一つは、上流および下流の行１２０、１３０から、印刷されたラインを人手または走査機器で検査することを含む。図５は、プロセス方向１０２と、横方向１０１（図１に示す）に媒体を横切って印刷されたライン・セグメントからなる印刷テストパターン５００を示す。
【００５５】
これらのライン・セグメントは、最良の位置合わせを有するノズル配置を選択するための種々のオプション用に印刷される。上部エジェクタモジュール１２２内の第１の数個の活性および不活性バーニヤノズル１２５、１２６によって長いラインが次々に印刷される。最終的に不活性とされる標準ノズル１３３と、活性として選択される標準ノズル１３４とを含む下部エジェクタモジュール１３２内の候補ノズル１３３、１３４からは短いラインが印刷される。不活性ノズルと活性ノズルとの間の下部エジェクタモジュール１３２における境界は、上部エジェクタモジュール１２２における活性バーニヤノズル１２５の選択された列に位置合わせされるように割り当てられる。この境界は、コマンドによる印刷駆動のための活性ノズルと、アイドルのまま残る不活性ノズルとの間の境界を示す。
【００５６】
これらのライン・セグメントは、パターン化された複数の順次列５１０、５２０、５３０、５４０、５５０、５６０に印刷される。第１の順次列５１０は、下部エジェクタモジュール１３２のノズル１３３、１３４からの短いセグメント５１１、５１２、５１３、５１４、５１５、５１６、５１７、５１８と、上部エジェクタモジュール１２２の活性バーニヤノズル１２５の最左端ノズルからの長いセグメント５１９とを含む。第１の順次列において長いセグメント５１９は、短いセグメント５１２、５１３の間のほぼ中ほどに配置されている。
【００５７】
第２の順次列５２０では、バーニヤノズル１２５の最左端から１番目のノズルからの長いセグメント５２９は、短いセグメント５２３、５２４の間に配置される。第３の順次列５３０では、バーニヤノズル１２５の最左端から２番目のノズルからの長いセグメント５３９は、短いセグメント５３４、５３５の間に、しかし前者より後者に遥かに近く配置されている。第４の順次列５４０では、活性バーニヤノズル１２５の最右端ノズルからの長いセグメント５４９は、短いセグメント５４６のほとんど真上に、あるいは隣接して配置されている。
【００５８】
第５の順次列５５０では、不活性バーニヤノズル１２６の最左端ノズルからの長いセグメント５５９は、短いセグメント５５７、５５８の間に、しかし後者より前者に遥かに近く配置されている。第６の順次列５６０では、不活性バーニヤノズル１２６の最左端から１番目のノズルからの長いセグメント５６９は、短いセグメント５６８の右に配置されている。ほんの一瞥で、第４の順次列５４０が図示の印刷順次列の最良の位置合わせを与えることが分かる。楕円５７０は、短いセグメント５４６に隣接した長いセグメント５４９を識別している。このような識別は、人手によるか自動走査によるか、いずれによってでも実施できる。適切な順次列の選択は、例えばラジオボタン、または他の如何なる適当な技法によっても実行可能である。
【００５９】
短いラインと長いラインとの最良の位置合わせ整合は、スキャナによるか顧客の目視観察によるか、いずれでも選択可能である。その後、活性ノズルは、これら二つのモジュールにおいて最もよく位置合わせされたノズルのペアから、このペアのうちの一つをまず選択し、次いで右に延びるモジュール内のこのペアより右に位置する全てのノズルを選択することによって、また左に延びるモジュール内のこのペアより左に位置する全てのノズルを選択することによって選択される。この仕方で、ノズルとこれらの活性／不活性境界は、位置合わせすべき新しく設置されたエジェクタモジュールの物理的移動を必要とせずに、確定できる。
【００６０】
図６は、交換カートリッジがオーバーラップ領域を共有する隣接カートリッジに対してこの交換カートリッジを位置合わせするための方法の例示的流れ図６００を示す。本方法は、ステップＳ６０５から開始して、ステップＳ６１０で少なくとも交換カートリッジおよび／または隣接カートリッジのいずれか一つにおいてエジェクタのバーニヤ構成を確定するように進む。交換カートリッジは、ステップＳ６２０で隣接カートリッジとオーバーラップ領域を形成するように設置される。
【００６１】
このプロセスは、ステップＳ６３０に続いて行き、そこで交換カートリッジと隣接カートリッジとからの印刷ラインがオーバーラップ領域内で印刷される。プロセスは、ステップＳ６４０に続いて行き、そこでそれぞれのカートリッジからのライン間の間隔が比較される。それから最も短い間隔に対応するラインを生成するノズルが、ステップＳ６５０で交換カートリッジと隣接カートリッジとに関するエッジとして選択される。それからこのプロセスは、終了ステップＳ６５５で終了する。
【００６２】
これらのエジェクタモジュールに関するノズルの位置合わせは、オーバーラップ領域１４２内の活性ノズルと不活性ノズルとの間の境界を選択するために必要であり、またバーニヤ技法によって遂行でき、または容易にできる。モジュールに関するこのような選択は、同じカラー・プリントバー内で実行可能であり、バーニヤ技法はプロセス方向と交差する方向におけるモジュール間位置合わせにも使用できる。上記で注目されたように、カラー・ノズルもプロセス方向１０２と横方向１０１の両方向でブラック・ノズルとその他のカラー・ノズルとに位置合わせされるべきである。
【００６３】
前述のようにバーニヤは、僅かに大きなサイズまたは僅かに小さなサイズの噴射孔のいずれによっても作製できる。もし僅かに大きなサイズのノズルが使用されるのであれば、これらの噴射孔については僅かな画像拡大が発生する。もし僅かに小さなサイズのノズルが使用されるのであれば、これらの噴射孔については僅かな画像縮小が発生する。如何なる僅かな正味の画像拡大または縮小をも防止するために、これらのモジュールの半分に（例えば上部行１２０に）僅かに大きなサイズのノズルと、これらのモジュールの残りの半分に（例えば下流行１３０に）僅かに小さなサイズのノズルとを有するバーニヤ構成を使用することは有用である可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ノズル構成の詳細領域を有する例示的ＦＷＡを示す図である。
【図２】第１の例示的な比較ノズル構成を示す図である。
【図３】第２の例示的な比較ノズル構成を示す図である。
【図４】第３の例示的な比較ノズル構成を示す図である。
【図５】位置合わせ比較パターンを有する第４の例示的比較ノズル構成を示す図である。
【図６】交換カートリッジを位置合わせするための方法の例示的な流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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