(57)【要約】【課題】連続型インクジェットプリントヘッドが有する多数のノズルの中の１個の欠陥ノズルから排出された全てのインクについて、印刷媒体へ印刷する際に使用されないようにする方法およびその方法を実行する装置を提供する。【解決手段】欠陥でないノズルを周期的に加熱する際の周波数より大きな周波数で欠陥ノズルを加熱して、欠陥ノズルに、欠陥でないノズルから放出されるインク小滴より小さなインク小滴のみを放出させる。すると、欠陥ノズルから放出された、より少ない量の小滴は印刷媒体に達せず、欠陥でないノズルから放出された、より多い量の小滴は印刷媒体に達することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続型インクジェットプリントヘッドの多数のノズルの中の１個の欠陥ノズルから放出された全てのインクについて、印刷媒体上に印刷するために使用されないようにする方法であって、
欠陥ノズルから放出された全てのインクを変更して印刷媒体に達することを防止し、
欠陥ノズルではないノズルから放出されたインクの少なくとも一部が前記印刷媒体に達するようにすることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
連続型インクジェットプリントヘッドの多数のノズルの中の１個の欠陥ノズルから放出された全てのインクを回収して、後で欠陥ノズルではないノズルから放出するために再利用することを特徴とする方法。
【請求項３】
連続型インクジェットプリントヘッドの多数のノズルの中の１個の欠陥ノズルから放出された全てのインクについて、印刷媒体上に印刷するために使用されないようにする装置であって、
欠陥ノズルから放出された全てのインクを変更して印刷媒体に達することを防止する手段と、
欠陥ノズルではないノズルから放出されたインクの少なくとも一部が前記印刷媒体に達するようにする手段と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、
前記インクの少なくとも一部が前記印刷媒体に達するようにする手段は、欠陥でないノズルにおける連続したインクフィラメントに対してそれぞれが駆動可能であるフィラメント刺激源を含み、前記フィラメント刺激源は、特定の周波数で駆動されて、対応する速度で、前記インクフィラメントから分離したインク小滴を切断し、
前記インクを変更して印刷媒体に達することを防止する手段は、欠陥ノズルにおける連続したインクフィラメントに対して駆動可能であるフィラメント刺激源を含み、前記フィラメント刺激源は、欠陥でないノズルにおける連続したインクフィラメントに対するフィラメント刺激源に対する周波数よりも高い周波数で駆動されて、欠陥ノズルにおいて連続したインクフィラメントから得られるインク小滴が、欠陥でないノズルにおいて連続したインクフィラメントから得られるインク小滴より少ない量を有するように、欠陥でないノズルにおいて連続したインクフィラメントから分離したインク小滴を切断する速度よりも早い速度で、欠陥ノズルにおいて連続したインクフィラメントから分離したインク小滴を切断することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続型インクジェット印刷に関し、連続型インクジェットプリントヘッドの欠陥ノズルから放出されたインクを印刷処理に使用することを防止することに関する。
【背景技術】
【０００２】
連続型インクジェットプリンタでは、通常、圧力が加えられたインクを連続したインクフィラメントに形成し、プリントヘッドの多数のインク放出ノズルから放出する。インク加熱器や変換器等といったフィラメント刺激源は、駆動される度にインク小滴生成装置として動作する。具体的には、それぞれのノズルにおいてフィラメント端長に切断して分離したインク小滴を生成する。このインク小滴がプリントヘッドに対して移動する印刷媒体の上に堆積される。任意の１個のノズルにおいて小滴を連続的に切断する際の間隔は、そのノズルのフィラメント刺激源を断続的に駆動する間隔と一致する。つまり、あるノズルのフィラメント刺激源を断続的に駆動する間隔が長い程、そのノズルにおいて形成される連続したインクジェットフィラメントが長く、インク小滴が大きくなる機会が長くなる。一方、ノズルのフィラメント刺激源を断続的に駆動する間隔が短い程、連続するインクジェットフィラメントが長く、インク小滴が大きくなる機会が短くなる。つまり、インク小滴の量は、ノズルにおいて小滴に切断する際にノズルのフィラメント刺激源を駆動する頻度に相当する。
【０００３】
連続するインク小滴が、印刷に使用するインクの軌道またはパス（印刷用軌道）と、印刷に使用しないインクの軌道またはパス（印刷非使用軌道）との間を移動できる。印刷用軌道にあるインク小滴は印刷媒体に到達できる。印刷非使用軌道にあるインク小滴はインク溝またはキャッチャに回収されて再使用できる。
【０００４】
なお、本発明に関連する技術として、以下のような文献が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３，５６２，７５７号明細書
【特許文献２】米国特許第３，５９６，２７５号明細書
【特許文献３】米国特許第３，７０９，４３２号明細書
【特許文献４】米国特許第４，０９７，８７２号明細書
【特許文献５】米国特許第４，２９７，７１２号明細書
【特許文献６】米国特許第４，３７１，８７８号明細書
【特許文献７】米国特許第６，００３，９８０号明細書
【特許文献８】米国特許第６，０７９，８２１号明細書
【特許文献９】米国特許第６，０８１，２８１号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，２８０，０２３号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，３５２，３３０号明細書
【特許文献１２】欧州特許第１  ２１９  ４２９  Ａ２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
埃や乾燥したインクがノズル、特に、連続するインクジェットフィラメントがノズルから放出される領域に蓄積し得ることが問題である。この問題が生じると、そのノズルは欠陥であるとみなされなければならない。これは、ノズルにおいて切断されたフィラメント端長の断片から生成されたインク小滴が、そのインク小滴が流れるべき印刷用軌道に対して誤った方向に導かれるかもしれないからである。その結果、印刷された画像の品質は劣化するかもしれない。
【０００７】
インク小滴が誤方向に導かれるという問題は、連続型インクジェットプリンタにおいて特に重要である。これは、欠陥のあるノズルにおいては、連続するインクジェットフィラメントを形成するインク流を止められないからである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、連続型インクジェットプリントヘッドの多数のノズルの中の１個の欠陥ノズルから放出された全てのインクについて、印刷媒体上に印刷するために使用されないようにする方法を提供する。通常、この方法は、欠陥ノズルから放出された全てのインクを変更して印刷媒体に達することを防止し、欠陥ノズルではないノズルから放出されたインクの少なくとも一部が前記印刷媒体に達するようにする。
【０００９】
さらに具体的に、この方法は、欠陥ノズルに対しては印刷非使用インク小滴のみを排出させ、その他の欠陥でないノズルに対しては、前記印刷非使用インク小滴とは量が異なる印刷用インク小滴を排出させ、前記欠陥ノズルから放出された印刷非使用小滴が印刷媒体に達することを防止し、前記欠陥でないノズルから放出された印刷用小滴が印刷媒体に達することができるようにする。
【００１０】
さらに具体的に、この方法は、前記欠陥でない他のノズルを周期的に加熱する際の周波数より大きな周波数で前記欠陥ノズルを周期的に加熱して、前記欠陥ノズルに対して、前記欠陥でないノズルから放出されるインク小滴より少ない量のインク小滴のみを放出させ、前記欠陥ノズルから放出された、より少ない量の小滴が印刷媒体に達することを防止し、前記欠陥でないノズルから放出された、より多い量の小滴が印刷媒体に達することができるようにする。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、上記の方法を実行する装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、連続型インクジェットプリンタにおいて実現されることを目指している。このようなプリンタの特徴は、通常周知なので、以下では特に、本発明の開示された実施形態の部分を形成する要素、またはこれと協働する要素についてのみ説明する。しかし、説明しない要素についても、当業者には、周知である多様な形状をとることができることがわかるだろう。
【００１３】
図１は、インク小滴形成組立体１０を示す。インク小滴形成組立体１０は、米国特許第６，０７９，８２１号（２０００年６月２７日発効）の従来技術に開示されたプリンタ等の連続型インクジェットプリンタに備えられる。この米国第６，０７９，８２１号特許を本特許明細書に援用する。
【００１４】
以下に説明するインク小滴形成組立体１０と同時に、この装置が有する多数のノズルの中の１個の欠陥ノズルから放出された全てのインクについて、印刷媒体に印刷する際に使用されないようにする方法も提供する。
【００１５】
図１に示すインク小滴形成組立体１０は、通常、プリントヘッド１２と、少なくとも１個のインク供給源１４と、コントローラ１６とを有する。図１では、インク小滴形成組立体１０を概略的に示すが、明瞭さのために縮尺は実際と異なる。コントローラ１６は、前記米国特許第６，０７９，８２１号に言及された装置等のように、例えば、周知の種類の論理制御装置または適切にプログラムされたマイクロプロセッサでもよい。
【００１６】
マルチプルインク放出ノズルまたは出口１８（図１では５個のみ示す）がプリントヘッド１２上のノズルプレート１９に設けられている。ノズル１８の各々はインク導管２０を介してインク供給源１４と連通しており、加圧されたインクが連続的に供給されて、例えば、白黒または単色のカラー印刷を行う。あるいは、ノズル１８は多数の連続的なインクの供給源と連通して、加圧されたインクを連続的に供給されて、イエロー、シアン、マゼンタ等の３色以上のインクを使って多色印刷を行ってもよい。周知のポンプ（図示せず）は連続的なインク加圧手段として機能できる。
【００１７】
図１に示すように、周知のインク小滴生成装置（つまりフィラメント刺激源であって、インク加熱器２２が好適である）のそれぞれを、プリントヘッド１２上にノズル１８を取り囲むように配置する。インク加熱器２２の各々は環状またはリング状に形成され、導体２８を介して導体接触パッド２６と電気接続する同形状の加熱要素２４を有する。図１および図２を参照する。図１に示す導体２８および接触パッド２６は少なくとも部分的にプリントヘッド１２上に形成または位置づけられ、コントローラ１６とインク加熱器２２とを電気接続している。
【００１８】
通常、図２に示すように、加圧インク３０が連続するインクジェットフィラメント３２に形成され（図２では１個のみ示す）、インク放出ノズル１８から突出する。インク加熱器２２は駆動される度にインク小滴生成装置として動作（発熱時）する。具体的には、ノズル１８において連続したインクジェットフィラメント３２からフィラメント端長の断片３４を切断して、分離したインク小滴（図２には示さず）を形成する。ノズル１８において小滴断片を連続的に切断する際の間隔は、そのノズルのインク加熱器２２を断続的に駆動する間隔と一致（相当）する。ノズル１８に対するインク加熱器２２を断続的に駆動する間隔が長い程、そのノズルにおいて形成される連続したインクジェットフィラメント３２が長く、インク小滴が大きくなる機会が長くなる。一方、ノズル１８のインク加熱器を断続的に駆動する間隔が短い程、そのノズルにおいて形成される連続するインクジェットフィラメントが長く、インク小滴が大きくなる機会が短くなる。つまり、ノズルにおいて小滴の切断を行う場合、そのインク小滴の量は、そのノズルのインク加熱器を駆動する頻度に相当する。
【００１９】
図３Ａはマルチバースト加熱器駆動パルス波形３６の一例を示す。この波形３６はコントローラ１６によって複数のインク加熱器２２の中の１個に供給されて、このインク加熱器を断続的に駆動し、インク小滴を連続して生成する。図示したパルス波形３６は、加熱器駆動パルス３８，４０，４２，４４が繰り返された列である。４つのパルス３８，４０，４２，４４の一続きが１個のパルスバーストを形成する。パルス３８と４０、パルス４０と４２、パルス４４と３８のそれぞれの間隔または遅延４６は等しいので、それぞれのパルス３８，４０，４２によって生成されたインク小滴４８は同量を有する。図３Ｂを参照のこと。一方、パルス４２と４４の間隔または遅延５０は、パルス３８と４０、パルス４０と４２、パルス４４と３８のそれぞれの間隔４６より短いので、パルス４４によって生成されたインク小滴５２は、それぞれ同量ではあるが、インク小滴４８より少ない量を有する。
【００２０】
より多い量を有するインク小滴４８は印刷用インク小滴として使用されることになる。一方、より少ない量のインク小滴５２は印刷に使用されないインク小滴である。
【００２１】
図５に示すように、印刷に使用される／より多い量のインク小滴（印刷用／多量インク小滴）４８は、ノズル１８から、印刷に使用されるインク小滴の軌道またはパス（印刷用軌道）５４を通って印刷媒体５６に達することになる。印刷媒体５６は、周知の回転ドラム（図示せず）に支持されていてもよい紙シート等である。一方、印刷に使用されない／より少ない量のインク小滴（印刷非使用／少量インク小滴）５２は、ノズル１８から、印刷に使用されないインク小滴用の軌道（印刷非使用軌道）５８を通ってインク溝またはインク補足部６０に達することになる。これにより、印刷非使用／少量インク小滴５２が印刷媒体５６に達することを防止する。さらに、印刷非使用／少量インク小滴５２は適当な導管（図示せず）を通ってインク供給源１４に回収される。印刷非使用／少量インク小滴５２を脇へ逸らす、または偏向させて印刷非使用軌道５８に引き寄せてインク補足部６０に運ぶために、周知の空気ブロア６２から十分な速度で空気を吹き付ける。この時の空気の速度は、印刷用／多量インク小滴４６を印刷用軌道５４から除去するためには不十分である。
【００２２】
複数のノズル１８の内の少なくとも１つ、特に、連続したインクジェットフィラメント３２がノズルから放出される領域や加熱要素２４の近傍に埃や乾燥したインクが蓄積し得ることが問題である。この問題が生じると、そのノズル１８は欠陥であるとみなされなければならない。そのノズルにおいて切断されるフィラメント端長の断片３４から得られるインク小滴が、そのインク小滴が流れるべき印刷用軌道５４に対して誤った方向に導かれるかもしれないからだ。その結果、印刷された画像の品質は劣化するかもしれない。
【００２３】
この問題は以下のようにして解決できる。図１および図２に示すように、それぞれの環状検出装置６４が、ノズル１８の、特に連続したインクジェットフィラメント３２がノズルから放出される領域と、加熱要素２４の近傍に裏打ちして設けられており、これによって各ノズルに埃や乾燥したインクが蓄積したことを検出し、そのノズルが欠陥か否かを検出する。あるいは、埃または乾燥したインクが蓄積したために印刷用軌道５４に対して誤った方向に導かれた任意のインク小滴を検出するような位置に検出装置６４を配置して、ノズルが欠陥であるか否かを検出することもできる。検出装置６４をコントローラ１６に接続すれば、コントローラは複数のノズル１８の中の欠陥である１個のノズルのインク加熱器２２に対してマルチバースト加熱器駆動パルス波形６６（図４Ａ）を供給してインク加熱器を断続的に駆動し、図４Ｂに示すようなインク小滴を連続して生成することができる。図４Ａに示すパルス波形６６は、加熱器駆動パルス６８が連続して繰り返される列である。１２個のパルス列が１本のパルスバーストを形成する。欠陥ノズルに与えられるパルス６８の間隔または遅延７０は等しく、欠陥でないノズルのパルス３８と４０、パルス４０と４２、パルス４４と３８の間隔４６や、パルス４２と４４の間隔５０より短いので、図４Ｂに示すように、パルス６８によって形成されるインク小滴７２は最も少ない量を有する。つまり、これらの小滴７２は、（パルス４４によって生成されたインク小滴５２より少ない量を有する）パルス３８，４０，４２によって形成されるインク小滴４８より少ない量を有する。図３Ａおよび図３Ｂを図４Ａおよび図４Ｂと比較する。
【００２４】
複数のノズル１８の中の欠陥でない１個のノズルから放出された印刷非使用インク小滴５２と同様、欠陥ノズルから放出された最も少ない量を有するインク小滴（最少量インク小滴）７２も印刷には使用しないインク小滴である。もちろん、この方法論は逆でもよいし、修正してもよい。つまり、印刷非使用インク小滴５２，７２は印刷用インク小滴４８より量が多いかもしれない。あるいは、印刷非使用インク小滴５２，７２は同量かもしれない（が、印刷用インク小滴４８の量とは異なる）。
【００２５】
図５に示すように、複数のノズル１８の中の１個の欠陥ノズルから放出された印刷非使用／最少量インク小滴７２は、印刷非使用軌道７４を通ってインク溝またはインク補足部６０に流れることになっており、これによって印刷非使用／少量インク小滴が印刷媒体５６に達することを防止する。次に、印刷非使用／最少量インク小滴７２は適当な導管（図示せず）を通ってインク供給源１４に回収される。欠陥ノズルから放出された印刷非使用インク小滴７２が通過する印刷非使用軌道７４は、欠陥でないノズルから放出された印刷非使用インク小滴５２が通過する印刷非使用軌道５８とほぼ平行（および同じ方向）である。空気ブロア６２と同様の周知の空気ブロア７６を用いて、空気ブロア６２を用いた場合より早い速度で空気を吹きつけて、印刷非使用／最少量インク小滴７２を脇にそらせたり偏向させたりして印刷非使用軌道７４に押しやってインク補足部６０に流す。この時の、より早い空気速度も印刷用／多量インク小滴４６を印刷用軌道５４から除去するためには不十分である。
【００２６】
空気ブロア７６，６２の一方または他方を用いて、欠陥および欠陥でないノズル１８から放出された印刷非使用インク小滴７２，５２を偏向させて印刷非使用軌道７４，５８に押しやるかわりに、真空源を使って印刷非使用インク小滴７２および／または５２をそれぞれの軌道に引き寄せても良い。さらに、印刷非使用軌道７４と印刷非使用軌道５８とが同じ方向に延びるようにするかわりに、これら２本の印刷非使用軌道が相互に反対方向に延びるようにしてもよい。この場合、インク溝６０に加えて第２のインク溝を使用する。
【００２７】
印刷非使用インク小滴５２，７２が同量（ではあるが、印刷用インク小滴４８の量とは異なる量）を有する場合、印刷非使用インク小滴は同じ印刷非使用軌道に引き寄せられるので、空気ブロワまたは真空源を１個だけ使用すれば十分である。
【００２８】
本発明の好適な実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明の精神および範囲を逸脱せずに変更や修正を行えることが分かるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】連続型インクジェットプリンタに含まれるインク小滴形成組立体を概略的に示すブロック図である。
【図２】インク放出ノズルと、インク加熱器と、ノズルから放出された連続したインクフィラメントとを示す断面図である。
【図３Ａ】欠陥でないノズルにおいてインク加熱器を駆動するためのマルチバースト加熱器駆動パルス波形を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すパルス波形から得られるインク小滴を示す図である。
【図４Ａ】欠陥ノズルにおいてインク加熱器を駆動するためのマルチバースト加熱器駆動パルス波形を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示すパルス波形から得られるインク小滴を示す図である。
【図５】インク小滴を分離して、印刷用軌道または印刷非使用軌道のいずれかに振り分ける空気ブロワ機構を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  インク小滴形成組立体、１２  プリントヘッド、１４  インク供給源、１６  コントローラ、１８  ノズル、１９  ノズルプレート、２０  インク導管、２２  インク加熱器、２４  加熱要素、２６  接触パッド、２８  導体、３０  加圧インク、３２  連続するインクジェットフィラメント、３４  フィラメント端長の断片、３６  パルス波形、３８，４０，４２，４４  加熱器駆動パルス、４６  パルス間隔、４８  印刷用多量インク小滴、５０  パルス間隔、５２  印刷用少量インク小滴、５４  印刷用軌道またはパス、５６  印刷媒体、５８  印刷非使用軌道、６０  インク溝またはインク補足部、６２  空気ブロア、６４  欠陥ノズル検出装置、６６  パルス波形、６８  加熱器駆動パルス、７０  パルス間隔、７２  印刷非使用最少量インク小滴、７４  印刷非使用軌道またはパス、７６  空気ブロア。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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