(57)【要約】【課題】インク及び印刷システムの温度に対してインクの圧力を制御するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】１つ以上のプリントヘッドにインクを供給するインク貯蔵部において真空又は不完全真空が維持される。インク又は印刷システムの温度の変化に伴って、不完全真空のレベルは、適切なものではなくなり、調節される必要がある。印刷システムには、インク、プリントヘッド、又は印刷システムの温度を検出するための温度センサが装備されている。温度データが処理され、温度の変化に対応するように、インク貯蔵部で維持される不完全真空に調節が加えられる。不完全真空の圧力が、現在温度に対して適切に維持されるように、温度は繰り返しサンプリングされる。【選択図】      図２
2005225230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が格納される内部空間を有する貯蔵部と、
前記貯蔵部にある流体と流体連通状態にあり、印刷プロセス中、ある量の流体を各々が放出するように適応された１つ以上のノズルを備えるプリントヘッドと、
貯蔵部と連通し、貯蔵部において流体レベルの上方に不完全真空を作り出し、不完全真空のレベルを変化させるように適応されたポンプと、
少なくともプリントヘッドの温度を決定するように適応された少なくとも１つの温度センサとを備える印刷システムであって、不完全真空のレベルが、プリントヘッドの温度に基づいてポンプによって変えられる、印刷システム。
【請求項２】
貯蔵部が、貯蔵部における流体レベルがプリントヘッドの垂直方向上方にあるように配置される、請求項１に記載の印刷システム。
【請求項３】
少なくともプリントヘッドの温度に基づいて、不完全真空レベルを変化させるようにポンプの動作を制御するように適応されたコントローラをさらに備える、請求項１及び２に記載の印刷システム。
【請求項４】
適切な圧力と温度データとの関連付けを各々が格納する１つ以上の参照テーブルが格納されたメモリをさらに備え、コントローラが、不完全真空の適切な圧力を特定するために、プリントヘッドの温度に基づいて少なくとも１つの参照テーブルにアクセスする、請求項３に記載の印刷システム。
【請求項５】
１つ以上のプリントヘッドの１つ以上のノズルを介してある量のインクを送出する印刷システムにおいて、１つ以上のプリントヘッドの１つ以上のノズルでインク圧力を制御する方法であって、
１つ以上のノズルを有するプリントヘッドと連通する貯蔵部において、貯蔵部に含まれるインクレベルの上方の位置に、１つ以上のノズルでのインク圧力を制御する不完全真空を維持することと、
プリントヘッドでのインクの温度を決定することと、
適切な圧力を特定するために、プリントヘッドでの少なくともインクの温度に基づいて参照テーブルにアクセスすることと、
１つ以上のノズルでのインク圧力が、参照テーブルから得られた適切な圧力の許容範囲内であるように、不完全真空圧力を変化させることを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷システムにおいてプリントヘッドへのインクの送出を制御するためのシステム及び方法に関する。さらに詳しく言えば、本発明は、印刷システムの温度データを用いて、プリントヘッドのノズルでのインクの圧力を調節するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷システムなどの印刷システムは、よく知られているデバイスであり、様々な製造業者から市販されている。典型的なインクジェット印刷システムは、可動キャリッジ上に取り付けられた複数のプリントヘッドを含む。各プリントヘッドは、一般に、印刷プロセス中にインクを送出する複数のノズルを有する。キャリッジが媒体上を前後に移動すると、プリントヘッドのノズルによって、適時に媒体上の正確な場所にインクが堆積される。典型的なカラー印刷プロセスにおいて、各色に対してプリントヘッドがあり、各色は、プリントヘッドがそれぞれ通過する間に媒体に堆積されてよい。
【０００３】
各プリントヘッド上のノズルは、インク滴を正確な場所に堆積するように制御されなければならない。色が異なるインク滴の相対配置は、印刷システムによっても制御される。ノズルからインク滴が排出され、媒体上に配置されるとき、堆積されたインク滴のすべてが確実に同量になることが望ましい場合が多い。所与のプロセスにおいて、異なる量のインクが堆積される場合もあることは言うまでもない。しかしながら、印刷プロセス中に媒体上に堆積されるインク量は、画質に影響を与えかねない。インク量が過剰な場合、媒体上でこすれやインク流出を生じてしまい、画質が低下することがあり、また一方で、インク量が不十分な場合、画質が落ちたり、画像に目に見える線が生じたりしてしまうことがある。
【０００４】
適量のインクを媒体に送出する際の問題の一部には、ノズルそのものに関することと、各ノズルに関連するインクのメニスカスに関することとがある。プリントヘッドの各ノズルは、それ自体のメニスカスに関連付けられており、メニスカスが、それ自体の境界を越えて伸び、隣接するノズルのメニスカスに進入すると、メニスカスが混ざり合ってしまう。これが起こると、媒体に送出されるインクの量を効果的に制御できず、多くの場合、過剰な量のインクが媒体に送出される。メニスカスが混ざり合うと、インクは、プリントヘッド上で固化してしまい、影響を受けたノズルでインクを堆積できなくなってしまうこともある。この場合、媒体に送出されるインクの量は低減し、印刷画質も低下してしまう。
【０００５】
さらに、メニスカスの曲率が、インクの表面張力の特徴と、ノズルへのインクの粘度とによって決まるある一定の制限値を超える場合、メニスカスは破裂することがある。メニスカスが破裂すると、インクは、印刷プロセス前、その最中、及びその後に、ノズルから「垂れ」、印刷画質を低下させてしまう。さらに、印刷画質は、メニスカスが凹形になり、ノズルを介してプリントヘッド内に内向きに伸びると、影響を受けることもある。これが起こると、媒体に十分なインクが送出されない。
【０００６】
プリントノズルから堆積されるインクの量を制御するために、多くの試みがなされてきた。さらに、印刷プロセス中、不十分な量又は過剰な量のインクが印刷可能な媒体に堆積されないように、ノズルでのインクのメニスカスの曲率を制御するために、多くの試みがなされてきた。
【０００７】
多くのインクジェットプリンタでは、プリントヘッドの垂直レベル上方に位置するインク貯蔵部にプリントヘッドを接続する管によって、各プリントヘッドにインクが送出される。印刷プロセス中、インク貯蔵部内のインクの重みで、管内に格納されているインクがノズルの方へ進むような重力下において、管に沿ってプリントヘッドのノズルへインクが流れる。各ノズルへ進むインクの量は、インク貯蔵部に格納されたインクの特定の量、管の流体動力学的特徴、及びインクの化学的特徴又は特性に依存する。例えば、印刷デバイスに、絶対粘度が高いインクが用いられる場合、所与の圧力下でノズルに少量のインクが流される。同様に、印刷デバイスに絶対粘度が低いインクが用いられる場合、同一の所与の圧力下でノズルに多量のインクが流される。インクの化学組成が変化すると、これらの重力タイプのインクジェットプリンタの効率が変化する。これらのタイプのインクジェットプリンタは、所与の圧力が媒体上に堆積されるインク量に及ぼす影響により、種々の異なるインクとともに使用することが困難である。
【０００８】
他のインクジェットプリンタは、インクがインク貯蔵部内に流れるときにインクを加圧するために、サージ抑圧器を利用する。サージ抑圧器は、インク貯蔵部とプリントヘッドとを接続する管内の平均圧力を維持する。典型的に、このようなインクジェットプリンタにおいて使用されるサージ抑圧器は、関連する特徴及び特性とともに、特定のインクに合わせて設計される。さらに、サージ抑圧器は、典型的に、調節可能ではなく、圧力変動の範囲が大きい。
【０００９】
ノズルを通る一定量のインクの送出能力は、インク及び印刷システムの温度によっても影響を受ける。プリントヘッドの温度は、印刷時にすぐに上昇して、インクの温度を変化させる可能性があり、このような変化は、インクの粘度に影響を与えてしまう。また、印刷システムは、インクの圧力に影響を与える熱を生成してしまうこともある。紫外線（ＵＶ）インクジェットプリンタの硬化ユニット又は他のインクジェットプリンタの赤外線（ＩＲ）ユニットは、例えば、インクの粘度を変えることによって、媒体に送出されるインク量に悪影響を及ぼしかねない著しい量の熱を発生することがある。インクの粘度は温度に伴って変化するため、インクに印加される圧力は正確ではなくなり、過剰な量又は不十分な量のインクがプリントヘッドのノズルを介して送出されてしまうことがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
温度によりインクの粘度が変化すると、印刷画質に影響を与えてしまうことがある。粘度が変化するということは、言い換えれば、インクに印加される圧力が正確ではなくなり、メニスカスが破裂したり、他のメニスカスと混ざり合ったりしてしまうことがあるということである。いずれの場合においても、印刷画質は低下する。既存のシステムは、現在温度に対してインクの圧力を調節しない。プリントヘッドのノズルから堆積されるインクの量を制御することによって、高品質な画像の再現を維持するシステム及び方法を提供し、特に、少なくともインク及び印刷システムの温度に対してインクの圧力を制御するためのシステム及び方法を提供することが、当業界における向上となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記及び他の制限は、本発明の実施形態によって解消され、本発明は、一般的に、プリントヘッドにおいてインクの送出を制御するためのシステム及び方法に関し、さらに詳しく言えば、インク又は印刷システムの温度を用いて、プリントヘッドのノズルでインクの圧力を制御することに関する。
【００１２】
本発明の一実施形態において、インクをプリントヘッドに供給するインク貯蔵部の圧力を制御するために、真空ポンプが使用される。したがって、プリントヘッドのノズルでのインクの圧力は、インク貯蔵部での圧力を変えることによって制御される。インクが媒体上に堆積されると、典型的に、プリントヘッド及びインクの温度は上昇する。インクの温度が変化すると、インクの粘度が影響を受ける。その結果、典型的に、インクに対して異なる圧力が要求される。
【００１３】
一実施形態において、プリントヘッドの温度は、温度センサを用いて感知される。コントローラが温度データを用いて、インク貯蔵部での圧力を変化させることによって、ノズルでのインクの圧力を調節する。コントローラは、プリントヘッドに接続された温度センサによって与えられたデータのみを用いることができる。この代わりとして、コントローラは、印刷システムの環境に配置された温度センサからの温度データを、プリントヘッド上のセンサからの温度データと組み合わせて用いることができる。この場合、温度データは、例えば、発射していないか、他のプリントヘッドほどの頻度で発射していないプリントヘッドでのインクの温度を補償するために平均化されてよい。
【００１４】
温度データの取得後、コントローラは、温度データを処理して適切な圧力を特定する。所望の圧力は、温度データに応じてアクセスされる参照テーブルに格納されてよい。現在温度データの適切な圧力を特定した後、コントローラは、それに応じて、真空ポンプ及び／又は蓄圧器にインクの圧力を調節させる。これにより、プリントヘッドのノズルでのインクの圧力が適切な範囲内のものとなり、ノズルを介して送出されるインクの量が最適化される。
【００１５】
参照テーブルは、経験的に決定されてよい。参照テーブルは、温度と圧力とを関連付ける。参照テーブルは、異なるタイプのインクとともに異なる印刷モードに対して含まれ得る。例えば、コントローラは、適切な圧力を特定するために、特定のタイプのインク及び／又はパスモードと関連付けられた参照テーブルにアクセスしてよい。参照テーブルは、各色のインクに対して格納されてもよい。また、圧力の特定時、他のセンサからの情報が明らかにされてもよい。貯蔵部内のインクのレベル、現在圧力などは、適切な圧力を特定するために用いられてよい他のセンサデータの例である。
【００１６】
本発明の上記及び他の利点及び特徴は、以下の記載及び特許請求の範囲からさらに詳細に明らかになり、以下に示すように、本発明の実施によって習得されてよい。
【００１７】
本発明の上記及び他の利点及び特徴をさらに明確にするために、添付の図面に例示された本発明の特定の実施形態を参照しながら、以下、本発明をさらに詳細に記載する。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示すものであって、本発明の範囲を限定するものとして見なされるべきではないことを認識されたい。添付の図面を利用することによって、追加の特殊性及び詳細とともに本発明について記載及び説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、１つ以上のプリントヘッドにインクを送出するためのシステム、方法、及び装置に関し、さらに詳しく言えば、プリントヘッドのノズルで適切なインク圧力を維持又は制御することに関する。ノズルで適切なインク圧力を維持することによって、媒体に所望の量のインクが送出される。本発明の実施形態により、変動するインク粘度に対して、所定の許容範囲内にノズルでのインク圧力を制御しながら、プリントヘッドのノズルにインクが送出されることを容易にする。所定の許容範囲内でインク圧力を制御することで、一定量のインクを正確に送出するための機構が得られ、印刷可能な媒体に過剰な量又は不十分な量のインクを堆積する可能性が限られる。
【００１９】
プリントヘッドでのインクの温度が変化すると、インクの粘度が変化する。適切な量のインクを送出するのに必要な圧力は、少なくとも、インクの温度又はインクの粘度に対して変動する。言い換えれば、温度が変化すると、インクと関連する圧力を変化させることが必要な場合がある。したがって、インクの要求された圧力は、インクの温度によって影響を受ける可能性があり、本発明の実施形態は、少なくとも、インクの温度、プリントヘッド、印刷システムなど、又はそれらの任意の組み合わせに応答して、要求された圧力を制御することに向けられる。
【００２０】
印刷システムが印刷プロセスを開始すると、印刷システムは、典型的に、ある時間期間動作していなければ低温である。その結果、適量のインクを送出するのに必要な適切な圧力は、ある一定レベルにある。印刷プロセス中、発射中のプリントヘッドは、インクの粘度を変化させ得る熱を発生する。インクの粘度が変化するため、プリントヘッドのノズルで異なる圧力が必要となる。また、印刷システム自体も、インクの粘度を変化させ得る熱を発生し、異なる圧力が必要となる場合がある。いずれの場合も、媒体に過剰な量又は不十分な量のインクが送出されないように、インクの粘度の変化に関連して圧力を変化させることが必要な場合がある。本発明の実施形態は、プリントヘッド及び／又は印刷環境の温度をサンプリングした後、新しい温度を補償するために、インクの圧力を調節する。言い換えれば、本発明の実施形態は、インクの粘度及び／又は温度の変化に応答して、インクの圧力を制御する。
【００２１】
本発明の一実施形態の別の態様によれば、プリントヘッドから送出されるインクを格納するインク貯蔵部内に、真空又は不完全真空が作り出される。本願明細書において使用する場合、「真空」及び「不完全真空」という用語は、本発明の印刷システム又はデバイスの特定の地理的位置の周囲圧力又は大気圧より低い圧力について言及している。「真空」及び「不完全真空」という用語は、周囲圧力又は大気圧より低いか、又はその圧力からずれている圧力について言及するように交換可能に使用される。
【００２２】
真空又は不完全真空は、プリントヘッドのノズルでインクがかける圧力の制御に役立つ。インク貯蔵部内での真空又は不完全真空のレベルは、プリントヘッドのノズルでのインク圧力を制御するように変更可能である。
【００２３】
また、インク貯蔵部内の真空又は不完全真空のレベルは、印刷システムの周囲温度、インク温度、及び／又はプリントヘッド温度を用いて調節することもできる。このようなことを行うことによって、本発明の実施形態により、プリントヘッドのノズルを介して送出されるインクの量を制御し、プリントヘッドの操作性を維持するための機構が提供される。
【００２４】
貯蔵部内における真空又は不完全真空レベルの制御を与えることによって、本発明の実施形態により、特定の各インクに対して特定のシステム又はデバイスをテストすることに関して、多大な費用及び時間を要することなく、特徴及び特性が異なる種々のインクに対応可能なシステム、方法、及び装置が提供される。さらに、真空又は不完全真空レベルを制御することにより、１つ以上のプリントヘッドの１つ以上のノズルで形成されるインクのメニスカスのサイズ、形状、及び外形を制御するための機構が提供される。メニスカスの曲率を変更すると、印刷プロセス中にプリントヘッドのノズルから放出されるインクの量を制御できる。
【００２５】
本発明の以下の例示的なシステム、方法、及び装置に関する説明は、大判印刷システム及びデバイスに向けられたものである。しかしながら、当業者であれば、小型の家庭用プリンタ又はシステムから他の大型の業務用プリンタ又はシステムまで、種々の他のタイプの印刷システム又はデバイスにおいて、本発明の教示を利用可能であることを認識できるであろう。さらに、インクの使用について参照しているが、特定の流体を格納する容器内で真空又は不完全真空のレベルを変更することによって、流体の圧力が制御されるあらゆる状況において、本発明の構造及び機能を使用可能であることを理解できるであろう。容器の流体は、液体又は気体の状態であり得る。
【００２６】
周囲温度とは、典型的に、プリンタキャリッジを取り囲む領域のことを言及している。この領域の温度は、特に、プリンタキャリッジを取り囲む領域への空気の流れが抑制されていれば、高温であり得る。この領域の高温は、一般に、プリントヘッドの動作の結果である。また、熱のほとんどは、ＵＶインクジェット印刷システムにある紫外線（ＵＶ）硬化源、ＩＲインクジェット印刷システムの赤外線（ＩＲ）源、又は他の熱源に属するものであり得る。
【００２７】
以下、図１を参照すると、本発明の１つの印刷システムの例示的な構成が示されている。印刷システム１００は、主インク貯蔵部、コントローラ、及び真空源（図示せず）に接続された印刷デバイス１０２を含む。しかしながら、主インク貯蔵部、コントローラ、及び真空源は、印刷システム１００と一体化され得る。印刷システム１００は、印刷可能な媒体にインクを送出可能である。インクは、空気乾燥顔料液体、熱乾燥顔料液体、紫外線硬化顔料液体、吸収性液体、又は、１つ以上のプリントヘッドによって送出可能な他のタイプのインクを含み得るが、これらに限定されるものではない。別の構成において、印刷システム１００は、ガラスのエッチング用流体、媒体上に堆積される金属性流体、又はノズルから堆積され、本発明の教示から利益を享受するであろう任意の他の流体などであるが、これらに限定されるものではない他の流体を、関連するプリントヘッドを介して送出することが可能である。
【００２８】
印刷デバイス１０２は、様々な構成部品及び印刷デバイス１０２の制御機構を保持するハウジング１０４を含み、本発明を容易に説明するために、本願明細書にはそのうちの一部しか記載していないが、その他のものは、本願明細書に含まれる教示を鑑みることにより当業者に理解されるであろう。
【００２９】
ハウジング１０４内には、印刷デバイス１０２のトラック１１２に可動に取り付けられたプリンタヘッドキャリッジ１１０が設けられる。プリンタヘッドキャリッジ１１０は、トラック１１２に沿って前後に移動し、プリンタヘッドキャリッジ１１０に取り付けられた１つ以上のプリントヘッドからインクを送出できるようにする。様々な駆動機構によって、プリンタヘッドキャリッジ１１０はトラック１１２に沿って相対移動できる。例えば、駆動機構は、油圧又は空気圧ドライバ機構、機械的ドライバ機構、チェーン又はベルト及び従動スプロケット機構、それらの組み合わせ、又は、トラックに沿ってプリンタヘッドキャリッジを移動する機能を実行可能な他のタイプの駆動機構を含み得るが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
図１は、プリンタヘッドキャリッジ１１０にアクセスするために開くことが可能な蓋１１４をさらに示す。この実施形態において、プリンタヘッドキャリッジ１１０は、ＵＶ（又はＩＲなど）源１０８を含む。蓋１１４が閉じられているとき、プリンタヘッドキャリッジ１１０の周りの領域は、ＵＶ源１０８と、プリンタヘッドキャリッジ１１０によって保持されたプリントヘッドとによって加熱される。温度センサ１０６は、印刷デバイス１０２の周囲温度を決定するために、この領域に取り付けられてよい。温度センサ１０６は、印刷システムの周囲温度を決定するために、他の場所に取り付け可能であることを認識されたい。
【００３１】
図２は、本発明の一実施形態による図１のプリンタヘッドキャリッジ１１０の一部を形成する、例示的な貯蔵部、プリントヘッド、制御盤、及び関連する連通用の管及びリボンの部分断面側面図を示す。当業者であれば、所与の印刷システムが、複数の印刷ヘッド、インク貯蔵部、制御盤、及び関連する管及びリボンを備えてよいことを認識できるであろう。
【００３２】
さらに詳しく言えば、図２は、管２１０を介して主インク源（図示せず）からインクを受け取る貯蔵部２１２を示す。貯蔵部２１２は、この例において、インクを保持する内部空間２１６を形成するハウジング２０２を有する。センサ２１８は、貯蔵部２１２の内部空間２１６におけるインクのレベルを検出する。センサデバイス２０４によって、センサ２１８からの信号がコントローラに送信され、コントローラにより、主インク源から貯蔵部２１２へインクが追加される。真空源（図示せず）は、貯蔵部２１２に存在する真空又は不完全真空を維持するために使用される。
【００３３】
貯蔵部２１２のインクは、管２３６を介してプリントヘッド２５０へ流れる。プリントヘッド２５０は、媒体上にインクを堆積するノズルを制御するために使用されるリボンケーブル２４０を介して電気コマンドを受信する。温度センサ２７２は、プリントヘッド２５０の温度、又は、特に、プリントヘッド２５０にあるインクの温度を感知する。センサ２７２は、リボンケーブル２４０を介してコントローラへ温度データを伝達してよく、コントローラは、貯蔵部２１２における真空又は不完全真空を調節するために、温度データを使用する。貯蔵部２１２における真空又は不完全真空を調節することによって、ノズル２８０、２８２、２８４、及び２８６（すなわち、ノズル２８０から２８６）にあるインクの圧力を制御することができる。
【００３４】
図２に示されているように、管２３６は、出口２３０につながる。出口２３０と管２３６とを接続することによって、管２３６は、ハウジング２０２の内部空間２１８と、それぞれのプリントヘッド２５０とに、インク用の流路を与える。この例示的な構成において、管２３６の近位端２２８が出口２３０とつながり、管２３６の遠位端２５２がプリントヘッド２５０とつながる。管２３６は、単独であれ、又は本願明細書に記載する構造の１つ以上のものとの組み合わせであれ、貯蔵部とプリントヘッドとの間に流路を与えるための手段の機能を実行可能である構造の一例である。本願明細書に含まれる教示を鑑みることで、他の構造が当業者に公知のものである。
【００３５】
図２において、管２３６の内径は、約１／４インチから約１／３２インチであり得る。別の構成において、管２３６の内径は、約３／３２インチである。貯蔵部２１２に形成されるインク出口の数に関しては、本発明の異なる構成では、１つ以上の管を使用することができる。当業者であれば、図１に示すプリンタヘッドキャリッジ１１０が、図２に示すような複数のプリントヘッド、インク貯蔵部、及び関連する構造を保持するものであってよいことを認識できるであろう。
【００３６】
管２３６の遠位端２５２には、プリントヘッド２５０がある。例示的なプリントヘッド２５０は、内部チャンバ２６８を有する本体２６６を含む。１つ以上のノズル２８０から２８６は、内部チャンバ２６８と連通する本体２６６に設けられる。この例示的な構成において、管２３６から、例えば、コネクタ２５４、中間管２５６、及びプリントヘッド２５０のポートコネクタ２６４にそれぞれ関連する穴２６２、２６０、２５８を介して内部チャンバ２６８へインクが流れる。これらの穴２６２、２６０、２５８は、ノズル２８０から２８６よりインクが送出される前に、貯蔵部２１２から内部チャンバ２６８へ横断するインク用の流路を作り出す。
【００３７】
コネクタ２５４、中間管２５６、及びプリントヘッド２５０のポートコネクタ２６４に関連する特定の穴２６２、２６０、及び２５８を参照しているが、当業者であれば、貯蔵部２１２からプリントヘッド２５０へとインクが流路を横断可能である限り、本発明の他の構成が可能であることを認識できるであろう。より一般的に、プリントヘッドの上述した穴は、単独であれ、本願明細書に記載する構造の１つ以上との組み合わせであれ、貯蔵部とプリントヘッドとの間に流路を与えるための手段の機能を実行可能な構造である。別の構成、ひいては、流路を与える別の手段が、所望の流路を形成するために、貯蔵部２１２からプリントヘッド２５０へ延在する単一の穴を利用する。さらなる別の構成において、複数の穴が、貯蔵部２１２からプリントヘッド２５０へ流路を形成する。
【００３８】
上記に加え、コネクタ２５４、中間管２５６、及びプリントヘッド２５０のポートコネクタ２６４に関連する穴２６２、２６０、及び２５８は、印刷プロセス中、ある量の流体を印刷可能な媒体に送出するための手段の機能を実行可能な構造の例である。さらに、貯蔵部、１つ以上のプリントヘッド、及びプリントヘッドを貯蔵部に接続する管に永久的又は着脱可能に取り付けられるコネクタは、印刷プロセス中、ある量の流体を印刷可能な媒体に送出するための手段の機能を実行可能な例示的な構造である。さらなる別の構成において、制御盤及びリボンコネクタは、印刷プロセス中、ある量の流体を印刷可能な媒体に送出するための手段の機能を実行可能な例示的な構造として含まれる。本願明細書に含まれる教示を鑑みることで、印刷プロセス中、ある量の流体を印刷可能な媒体に送出するための手段を助力するか、又はその一部を形成することが可能な他の構造が当業者に公知である。
【００３９】
図２を続けて参照すると、一般的に、プリントヘッド２５０の本体２６６は、印刷プロセス中にインクを送出するために使用される電気回路及び関連する圧電構成部品を固定して保持するように適している。印刷プロセス中にインクを送出するために、圧電構成部品及び技術を用いるプリントヘッド２５０を参照したが、当業者であれば、感熱式印刷技術、電気印刷技術、ソリッドインク技術、又は当業者に公知の他の印刷技術に関連した構成部品などを含むが、それらに限定されるものではない、プリントヘッドからインクを送出可能な様々な他の構成部品及び技術を特定できるであろう。
【００４０】
ハウジング２０２に形成された穴２２６、２３２とつながる出口２２２、２３０に加え、貯蔵部２１２は、インク入口２１４を含む。インク入口２１４は、管２１０によって遠隔の主インク貯蔵部と連通する。遠隔の主インク貯蔵部は、印刷プロセス中、プリントヘッド２５０にインクが送出されると、貯蔵部２１２に追加可能なある量のインクを含む。このようにして、インクは、貯蔵部２１２の部分と、出口２３０と、管２３６との間に、穴２６２、２６０、及び２５８によって画定される流路に沿って、内部チャンバ２６８及びノズル２８０から２８６へと、連続的かつ完全に存在する。
【００４１】
ノズル２８０から２８６において、貯蔵部２１２からのインクは、メニスカス２７０、いわゆる、インクとノズル２８０から２８６との間の境界を形成する。メニスカス２７０の曲率は、ノズル２８０から２８６を形成する材料へインクを引き付ける程度と、インクの表面張力特徴とによって制御される。さらに、ノズル２８０から２８６でインクがかける圧力が、ノズル２８０から２８６間の垂直方向の高さと、貯蔵部２１２内でのインクの垂直方向のレベルとの差に基づくため、メニスカス２７０の曲率は、ノズル２８０から２８６の垂直方向のレベルの上方でインクがかける圧力によって影響を受ける。ノズル２８０から２８６を形成する材料へのインクの吸引が、変化した表面張力特徴を超過した場合、又は、圧力がある一定レベルを超えた場合、メニスカス２７０の曲率は、メニスカス２７０が凸形の形状を有し、ノズル２８０から２８６の境界を越えて延伸するように変化する。メニスカスが延伸すると、プリントヘッド２５０は、印刷プロセス中に必要な量より多いインクを送出することで、インクの過剰な堆積、インクの不正確な混ざり合い、及び低画質が生じてしまう。場合によっては、メニスカスが延伸すると、隣接するノズルのメニスカスの領域を侵すことで、１つ以上のノズル２８０から２８６からインクが効果的に送出されなくなる。
【００４２】
ある一定レベルより圧力が低い場合、周囲圧力でメニスカス２７０の形状を凹形にしてしまう可能性がある。さらに、ある一定レベルより圧力が低ければ、周囲圧力で、インクの吸引又は表面張力特徴を解消してしまい、メニスカス２７０を破裂させてしまう可能性がある。このような場合、インクは、影響を受けたノズルを自由に流れ、プリントヘッドから「垂れて」しまうことがある。メニスカスが後退又は破裂すると、プリントヘッド２５０は、印刷プロセス中、不十分な量のインクか、必要量よりも多い量のインクのいずれかをそれぞれ送出してしまうことがある。これらの場合、インクの不適切な混ざり合いや低画質が生じる。
【００４３】
所望のインク圧力を維持するには、選択された許容範囲内にインク貯蔵部のインク量を制御し、及び／又は、印刷システムから得られた温度データに基づいて圧力を調節する。インク量に関連する許容範囲は、例えば、特定のインクと、それに関連する特徴及び／又は特性とに基づく。貯蔵部２１２内にインクのレベルを所定の許容範囲内に維持することによって、インクの圧力は、所望の範囲内に維持され、印刷プロセス中、適量のインクがプリントヘッドから送出される。さらに、圧力は、メニスカス２７０が破裂しないようにし、及び／又はメニスカス２７０が所望の限界を越えて延伸しないようにするのに十分である。また、インクの圧力は、インクの温度、プリントヘッド、及び／又は印刷システムの周囲温度に基づいて調節されてもよい。
【００４４】
ノズル２８０から２８６でインクがかける圧力と周囲圧力又は大気圧との偏差は、約６０°Ｆでの測定時、約−５インチの水位から約２０インチの水位であり得る。別の構成において、ノズル２８０から２８６でインクがかける圧力と周囲圧力又は大気圧との偏差は、約３インチの水位から約１０インチの水位であり得る。さらなる別の構成において、ノズル２８０から２８６でインクがかける圧力と周囲圧力又は大気圧との偏差は、約６インチの水位から約８インチの水位であり得る。別の構成において、ノズル２８０から２８６でインクがかける圧力は、周囲圧力又は大気圧と実質的に等しいものであり得る。また、周囲圧力又は大気圧との偏差の単位は、トル、ＰＳＩ、及び他の圧力の基本単位で表すこともできる。
【００４５】
媒体へのインクの送出は、ノズルでのインクの圧力によって影響され得る。インクの圧力は、インクヘッドに対するインク貯蔵部の配置、貯蔵部におけるインクの量、及びインクの温度によって影響され得る。インクの温度は、時間とともに変化する可能性がある１つの態様である。例えば、印刷システムの始動時、プリントヘッドと周囲温度は、低温であるか、又は印刷システムの動作中に生じる温度と比較すると、比較的低い値にある。
【００４６】
印刷システムが印刷プロセスを続行するにつれ、印刷システムの周囲温度は上昇し、インクの温度に影響を与え、この影響が、ノズルでのインクの粘度に影響を与えてしまう。粘度が変化すると、インクを適切に送出するためには異なる圧力が必要となる。さらに、プリントヘッドの発射もインクの温度とインクの要求された圧力に影響を与えてしまう。本発明の実施形態は、温度の変化に対応するように、ノズルでのインクの圧力又はインクシステムの圧力を調節することを含む。本発明の実施形態は、温度、インクのレベル、インクの化学的特徴、及びプリントヘッド／貯蔵部などの変化、又はそれらの組み合わせに対応するように、ノズルでのインクの圧力又はインクシステムの圧力を調節することをさらに考慮する。
【００４７】
この例において、図２に示すように、プリントヘッド２５０は、圧力を調節するために温度データを収集するように用いられてもよい温度センサ２７２と接続される。温度センサ２７２は、例えば、プリントヘッド２５０のヒートシンクや、プリントヘッド又はプリンタヘッドキャリッジの別の適切な構成部品に接続されてよい。温度センサ２７２は、プリントヘッド２５０自体の温度を決定するように構成され得る。この代わりとして、温度センサ２７２は、ノズル２８０から２８６や他の適切な場所でのインクの温度を感知するように取り付け可能である。センサ２７２は、インク及び／又はノズルの温度を測定できるように較正され得る。言い換えれば、プリントヘッド２５０のヒートシンクで測定された温度は、インク、ノズルなどの温度に変換され得る。センサ２７２によって感知された温度は、この例において、リボンケーブル２４０によって、印刷システムのコントローラに伝達される。
【００４８】
所与の印刷システムにおいて、温度センサは、異なる構成に配置され得る。印刷システム内での温度センサの配置は、コントローラによる温度データの分析の仕方に影響を与えることがある。例えば、印刷システムの各プリントヘッドは、異なる温度センサに関連付けることができる。別の例において、温度センサがプリントヘッド上のノズル群に関連付けられてよく、各プリントヘッドが、複数の温度センサを備えてよい。別の例において、温度センサが、単一のプリントヘッドに関連付けられ、印刷システムの周囲に配置された別の温度センサと組み合わせて用いられる。したがって、温度センサは、様々な方法で印刷システム内に配置され得る。
【００４９】
温度センサによって感知される温度は、ノズルでのインクの圧力を調節するために使用されることで、媒体上に堆積されるインク量を制御し、印刷画質を高める。
【００５０】
少なくともインク又は印刷システムの温度に基づいて所望の圧力を維持しやすいように、貯蔵部２１２のハウジング２０２は、図２に示す、管２０６を経由した真空源（図示せず）と連通する入口２０８を含む。図３に、真空源を略図的に示す。真空源は、真空ポンプ、蓄圧器と組み合わせた真空ポンプ、空気抜きを備えた真空ポンプ、それらの組み合わせ、又は貯蔵部２１２内に真空又は不完全真空を発生可能な他のデバイスなどを含むが、これらに限定されるものではない。このような真空は、貯蔵部内の特定の量のインク、インクの特性及び特徴、インクの温度、１つ以上のプリントヘッドの１つ以上のノズルでのインクのメニスカスの所望の曲率に応じて変更されてよく、それによって、所望の許容範囲内でインクの圧力を維持する。貯蔵部内に真空又は不完全真空を作り出すことによって、貯蔵部からプリントヘッドのノズルへ延伸するインク列は、ノズルから上向きに「引き込まれる」ことで、プリントヘッドのノズルでのインクがかける圧力を変化させる。
【００５１】
また、このような「引き込み」効果により、印刷システムは、プリントヘッドに位置するインクの量と、各ノズルでのメニスカスの曲率を制御することができる。さらに、真空又は不完全真空のレベルを変化させることで、印刷システムは、種々の異なるインクを収容することができる。これは、真空又は不完全真空のレベルを変化させることによって、貯蔵部、管、及びプリントヘッドを形成するインク及び材料の流体動力学的及び化学的特性を緩和することによって達成され、それによって、各メニスカスが破裂したり、それぞれのノズルから外向きに延伸したりしない所望レベル内にノズルでの圧力を維持する。本発明の一実施形態によれば、圧力は、インクの流体動力学、インクの粘度、インクの温度、貯蔵部、管、及びプリントヘッドを形成するインク及び材料の化学的特性、及び／又はインクの温度に基づいて調節され得る。
【００５２】
図３に、例示的な印刷システムの追加の構成部品及びシステムを略図的に示す。以下の記載は、単一の貯蔵部及び１つ以上のプリントヘッドに向けられたものである。当業者であれば、複数の貯蔵部及びそれらに関連する複数のプリントヘッドに関しても同様の記述が可能であることを理解できるであろう。
【００５３】
図示するように、印刷システム３００は、上述したものと同様の方法で、プリントヘッド３５０ａから３５０ｎと流通状態にある貯蔵部３０６を含む。貯蔵部３０６は、上述した貯蔵部３１２と同様の構成のものであってよい。貯蔵部３０６は、適切な管、又は１つの貯蔵部から別の貯蔵部へインクを送出する機能を実行可能な他の構造を介して、遠隔の主インク貯蔵部３１０と流通状態にある。主インク貯蔵部３１０は、インクを格納可能な任意のタイプの容器であり得る。その結果、主インク貯蔵部３１０は、流体を遠隔格納するための手段の機能を実行可能な構造の１つの例である。
【００５４】
主インク貯蔵部３１０は、印刷プロセス中に印刷媒体のプリンタヘッドキャリッジが通過する前、最中、又はその後に、プリントヘッド３５０ａから３５０ｎにインクが送出されるとき、インクを貯蔵部３０６に与える出口を含む。印刷プロセスが進行するにつれ、すなわち、プリントヘッド３５０ａから３５０ｎのうち１つ以上から印刷可能な媒体へインクが送出されるにつれ、貯蔵部３０６内でのインクのレベルは、所定の許容レベル外に近づく場合がある。
【００５５】
１つの許容レベルは、貯蔵部３０６内で維持されるインクの最大量を規定するのに対して、別の許容レベルは、貯蔵部３０６内で維持されるインクの最小の量を規定する。これらの許容レベルの値は、互いに同じであるか、又は異なるものであり得る。例えば、１つの構成において、レベル３１４を許容範囲の中間として規定すれば、実際のインクレベルは、約±１インチの範囲内に維持され得る。別の構成において、実際のインクレベルは、約±１／２インチの範囲内に維持され得る。さらなる別の構成において、実際のインクレベルは、レベル３１４から約±１／８インチの範囲内に維持され得る。これらの許容範囲は、印刷プロセス中及び／又は貯蔵部３０６の再充填中に維持され得る。
【００５６】
上述した許容範囲内にインクレベルを維持するために、１つ以上の機械的デバイス、油圧デバイス、空気圧デバイス、電気デバイス、光学デバイス、又はこのようなデバイスの組み合わせなど、コントローラ３０８の統制下において、主インク貯蔵部３１０から貯蔵部３１２にインクが送出される。貯蔵部３０６内のセンサ３１６が、貯蔵部３０６内でのインクのレベルを表す信号をコントローラ３０８に送るときに、インクの送出が生じる。コントローラ３０８は、信号を分析し、インクレベルが、許容範囲外であるか、又は許容範囲外に近づきつつあるかということを決定し得る。この決定を基に、コントローラ３０８は、主インク貯蔵部３１０内又は主インク貯蔵部３１０外のいずれかに位置するポンプ３１８を作動させて、インクを貯蔵部３０６に進ませることができる。
【００５７】
別の構成において、センサ３１６は、インクのレベルが所定の許容範囲に近づきつつあるか、又はその時点で超過しているかを表す信号を送ることができる。このような信号の受信に応答して、コントローラ３０８は、インクを貯蔵部３０６に押し進めたり、送出したりするようにポンプ３１８を作動して、インクのレベルを許容範囲内にする。
【００５８】
したがって、単独であれ、本願明細書に規定されている構造の１つ以上との組み合わせであれ、１つ以上のセンサ、センサデバイス、制御盤、インク貯蔵部、及び／又はインクポンプなどを含むが、これらに限定されるものではないコントローラ３０８は、貯蔵部又は容器内に流体レベルを変更するための手段の機能を実行可能な１つの構造である。当業者であれば、このような所望の機能を実行可能な種々の他の構造を特定できるであろう。
【００５９】
貯蔵部３０６内でのインクのレベルを表す信号を受信することに加え、コントローラ３０８は、蓄圧器３０４又は貯蔵部３０６のいずれかに配置されて、その場所での真空又は不完全真空の特定のレベルを感知するセンサ３２０と連通し得る。センサ３２０は、圧力センサ、精密な圧力センサ、又は貯蔵部３０６及び／又は蓄圧器３０４内での真空又は不完全真空のレベルを検出可能な何らかの他のセンサであり得る。このセンサ３２０は、真空又は不完全真空のレベルを特定するための手段の機能を実行可能な１つの構造である。当業者であれば、所望の機能を実行可能なセンサの種々の他の構成を特定できるであろう。
【００６０】
センサ３２０が、蓄圧器３０４及び／又は貯蔵部３０６内での真空又は不完全真空のレベルを特定するにせよ、コントローラ３０８は、単独であれ、感知されたインクレベルとの組み合わせであれ、真空又は不完全真空のレベルに加える変更及び真空ポンプ３０２及び／又はインクポンプ３１８に送信される対応する信号を特定するために、真空又は不完全真空の感知レベルを利用できる。この代わりとして、コントローラ３０８は、真空又は不完全真空のレベルに加える変更を特定した後、真空ポンプ３０２及び／又はインクポンプ３１８に送信される信号を生成して、貯蔵部３０６内の真空又は不完全真空のレベルを変化させるように、感知されたインクレベルを単独で利用することができる。
【００６１】
したがって、単独であれ、本願明細書に規定された構造の１つ以上との組み合わせであれ、１つ以上のセンサ、センサデバイス、制御盤、真空ポンプ、及び／又は蓄圧器などであるが、これらに限定されるものではないコントローラ３０８は、貯蔵部内での真空又は不完全真空のレベルを変更するための手段の機能を実行可能な１つの構造である。
【００６２】
図３は、プリントヘッド３５０ａから３５０ｎに取り付けられる温度センサ３７２ａから３７２ｎをさらに示す。センサ３７２ａから３７２ｎは、センサが接続されるプリントヘッド３５０ａから３５０ｎの温度をそれぞれ感知する。センサ３７２ａから３７２ｎによって生成された温度データは、単独であれ、本願明細書に規定された他の構造との組み合わせ又はセンサ３１６及びセンサ３２０によって与えられるデータとの組み合わせであれ、貯蔵部３０６内での真空又は不完全真空のレベルを変更するために、コントローラ３０８によって使用できる。
【００６３】
真空ポンプ３０２は、コントローラ３０８の統制下において、貯蔵部３０６及び蓄圧器３０４内からの空気を移動するように構成される。真空ポンプ３０２は、貯蔵部３０６及び／又は蓄圧器３０４から空気を取り除いたり、又は、この代わりとして、貯蔵部３０６内から蓄圧器３０４へ空気を移動したりできる。後者の場合、真空ポンプ３０２は、空気分子を圧縮させたり、又は空気分子を互いに分離させたりすることによって、貯蔵部３０６内の真空又は不完全真空のレベルに変化を生じさせることができる。
【００６４】
真空ポンプ３０２と連通しているのは、蓄圧器３０４である。蓄圧器３０４は、貯蔵部３０６内での真空又は不完全真空のレベルを作り出し変化させるのに役立つ。蓄圧器３０４は、真空ポンプ３０２と貯蔵部３０６との間に設けられ、真空ポンプ３０２の解像度、正確さ、及び精度を高めるように機能する。蓄圧器３０４内に大量の空気又は他の流体を供給することによって、真空ポンプ３０２のポンピング効果は、貯蔵部３０６内での真空又は不完全真空のレベルの小さな増分変化に変えられる。その結果、真空ポンプ３０２と蓄圧器３０４の組み合わせは、貯蔵部３０６内での真空又は不完全真空のレベルを維持して、プリントヘッド３５０ａから３５０ｎのノズル（図示せず）でのインクの所望の圧力を達成することができる。
【００６５】
真空ポンプは、単独であれ、蓄圧器との組み合わせであれ、貯蔵部内に真空又は不完全真空を作り出すための手段の機能を実行可能な例示的な構造である。当業者であれば、この所望の機能を実行可能な種々の他の構造を特定できるであろう。さらに、蓄圧器は、真空ポンプの精度を上げるための手段の機能を実行可能な１つの構造である。当業者であれば、この所望の機能を実行可能である種々の他の構造を特定できるであろう。例えば、別の構成において、調節式の空気抜きを備えた真空ポンプが、真空ポンプとして機能できる。
【００６６】
例示的に、真空ポンプ３０２及び／又は蓄圧器３０４によって、貯蔵部３０６に真空又は不完全真空を生じさせる周囲圧力又は大気圧からの偏差は、約±３インチの水位から約±６０インチの水位の範囲であり得る。別の構成において、貯蔵部３０６内に真空又は不完全真空を生じさせる周囲圧力又は大気圧からの偏差は、約±１インチの水位から約±３０インチの水位の範囲であり得る。さらなる別の構成において、貯蔵部３０６内に真空又は不完全真空を生じさせる周囲圧力又は大気圧からの偏差は、約±６インチの水位から約±８インチの水位の範囲であり得る。
【００６７】
貯蔵部３０６内に真空又は不完全真空を作り出すことによって、真空ポンプ３０２及び／又は蓄圧器３０４が、ノズルでのインクの圧力を低下させ、このような圧力は、ノズルの垂直方向の高さと貯蔵部３０６内のインクレベルの垂直方向の高さとの間の高さの差、及び／又はインク、プリントヘッド、又は印刷システムの温度に関連する。効果的には、貯蔵部３０６とノズルでの圧力との間に圧力差が生じ、ノズルでの圧力差は、一実施形態において、周囲圧力又は大気圧と実質的に同一である。例示的に、貯蔵部３０６内の圧力と周囲圧力又は大気圧との間の差は、周囲空気がノズルを介して移動しようとするとき、インクの付着性及び表面張力がメニスカスを維持できる程度に小さい。圧力差は、ノズルでのインクの圧力を制御するため変更され得る。また、真空ポンプ３０２及び／蓄圧器３０４は、温度データに応答して、インクの圧力を調節できる。
【００６８】
ノズルでのインクの圧力を制御することにより、過剰な量又は不十分な量のインクがノズルから送出される可能性が低下する。さらに、ノズルでの圧力を制御することによって、メニスカスの曲率が制御され、それによって、印刷プロセス中に、各ノズルから送出されるインクの量を変化させる。さらに、システムは、付着性、吸引性、表面張力、温度依存特性、又はインクや流体の他の特性や特徴などであるが、これらに限定されるものではない様々な特性及び特徴を備えたインクに対応できる。例えば、システムは、第１の貯蔵部において第１のインクを使用して印刷プロセスを実行するように使用され、その後、第２の貯蔵部において第２のインクを使用して印刷するように使用され得る。システムは、特定のレベルの真空又は不完全真空と、第１のインクの関連するインクレベルとで動作し、その後、インクレベルに基づいた別のレベルの真空又は不完全真空と、第２のインクの特徴及び特性で動作し得る。単独であれ、蓄圧器との組み合わせであれ、ポンプによって生成される真空又は不完全真空のレベルを変化させることによって、同じシステムは、効率的に複数の異なるインクを用いて動作し得る。１つの変数しか変化しない場合、特定のシステム又は印刷デバイスでまだテストされていない１つ又は複数の新しいインクのテストにかかる時間と費用が軽減される。
【００６９】
これは、高品質プリンタ出力を達成するために、様々なシステムで様々なインクをテストする際、現行では多大な費用と時間を費やさなければならないため、既存のシステムより進歩している点である。特定のシステム又は印刷デバイスでまだテストされていない１つ又は複数の新しいインクが、特定のシステム又はデバイスで使用される場合、インク及び／又はシステム又はデバイスの製造業者は、システム又はデバイスが提案されたインクを用いて印刷可能であることを検証するために、多大な時間と多額の費用を費やさなければならない。さらに、インク又はシステム／デバイスの製造業者は、インク及びシステム又はデバイスに特化する使用パラメータを特定しなければならず、このようなパラメータを生成するには、多大な時間及び多額の費用がかかってしまう。また、多くの場合、システム及び／又はデバイスは、新しいインク又は提案されたインクに対応するように修正されなければならない。
【００７０】
図４は、プリントヘッドのノズルでのインク圧力を調整又は制御するためのフローチャートの一例を示す。この方法は、各プリンタからのプリンタデータの読み取り４０２から始まる。プリンタデータの読み取り４０２は、例えば、印刷システムにある温度センサからの温度データの獲得４０４を含んでよい。前述したように、インクの温度変化は、例えば、インクの粘度が変化し、ノズルを介してある一定量のインクを送出するのに異なる圧力が必要であることを表すものであってよい。
【００７１】
また、プリンタデータの読み取り４０２は、プリンタモードの特定４０７、及びインク貯蔵部のレベル表示器及びインク貯蔵部にある圧力などの他のセンサデータの読み取り４０６を含んでもよいが、これらに限定されるものではない。
【００７２】
次に、プリンタデータが処理され、プリンタデータを基にして、インク圧力の調節４０８が行われる。インク圧力の調節４０８に使用されるプリンタデータは、温度データ、プリンタモードデータ、及び他のセンサデータの種々の組み合わせを含み得る。インク圧力を調節するために、目標圧力を特定するためにプリンタデータを用いて、参照テーブル（又は他のメモリ構造／データベース）にアクセスされる。参照テーブルから引き出された目標圧力は、プリンタデータに関連する目標圧力へインクの圧力を調節するように真空ポンプを作動するために用いられる。したがって、インク圧力の調節４０８は、インク圧力を調節するために使用される圧力を特定するために、参照テーブルなどのデータ格納部にアクセスすることを含んでよい。印刷プロセスが終了４１０すれば、この方法が終了４１２してよい。印刷プロセスが終了していなければ、再度、プリンタデータの読み取り４０２が行われ、それに応じて、プリンタ圧力が調節される。
【００７３】
プリンタデータの読み取り４０２及び、さらに詳しく言えば、温度データの読み取り又は獲得４０４は、印刷システムにおける温度センサの構成に依存し得る。言い換えれば、この方法は、異なる印刷システム構成及び／又は異なるセンサ配置からなるように適応され得る。１つの構成において、各プリントヘッドは、それ自体の温度センサに接続される。さらに、この例において各プリントヘッドに関連する貯蔵部は、別の真空ポンプによって制御される不完全真空をそれぞれ有する。この構成において、各プリントヘッドのノズルでのインク圧力は、独立して制御可能である。各プリントヘッド、言い換えれば、各インク色が別々に制御される。したがって、各温度センサからの温度データは、特定の貯蔵部の圧力を制御するために使用される。各プリントヘッドが温度センサを有するため、周囲温度を検出する温度センサは通常不要である。
【００７４】
別の例において、各プリントヘッドは、それ自体の温度センサに接続されるが、プリントヘッドに関連する貯蔵部のすべてに対して圧力を制御する単一の真空ポンプがある。プリントヘッドの温度は変化することがあるため、温度センサからの温度データは、通常、この場合、温度データを平均化することによって処理される。別の実施形態において、温度データは、例えば、インク色などを明らかにするように加重される。前述の例の場合、各プリントヘッドがそれ自体の温度センサを有するため、通常、周囲温度を検出する温度センサが不要である。
【００７５】
別の例において、全プリントヘッドより少数のものが、温度センサを有する。この例において、周囲温度を決定する温度センサが用いられてよい。プリントヘッド上のセンサは、通常、最も発射すると予測される色の上に取り付けられる。次いで、このセンサからの温度データは、あまり頻繁に発射せず、したがって、温度が低めの他のプリントヘッドを補償するために、周囲温度データとともに平均化される。したがって、本願明細書に記載される方法は、異なるセンサ構成を用いて不完全真空の圧力を制御するように適応され得る。それぞれの例において、印刷システムに分布する温度センサによって収集された温度データに少なくとも応答して、ノズルでのインク圧力を制御することによって、インクの量がより正確に制御されているため、通常、印刷画質は高まる。
【００７６】
前述した例のそれぞれにおいて、温度データが処理される。温度データは、部分的に、センサ構成に基づいて処理される。前述したように、例えば、システムが、周囲温度を決定するための温度センサと、プリントヘッドの１つにある温度センサとを有していれば、２つのセンサからの温度データが平均化される。この代わりとして、これらの２つの温度センサからの温度データに加重平均が実行されてよい。各プリントヘッドがそれ自体の温度センサを有し、各プリントヘッドが、それ自体の真空ポンプを有する貯蔵部に関連付けられる場合などの他の構成において、温度データは、平均化される必要がない。
【００７７】
温度データが処理された後、適切な圧力を特定するために、参照テーブルのアクセス４０９が行われ、それに応じて、圧力の調節４０８が行われる。したがって、圧力は、１つの例において、温度データの平均又は加重平均に基づいて調節される。この例において、プリントヘッドのセンサは、通常、他のプリントヘッドより発射頻度が多いと予測されるプリントヘッド上に取り付けられる。温度データを少なくとも部分的に平均化することは、発射しないか、又は温度センサを備えたプリントヘッドほど高頻度に発射しないプリントヘッドの温度を補償する。
【００７８】
別の実施形態において、各プリントヘッドに温度センサが接続される。この例において、プリントヘッド上の特定のセンサからの温度データは、該当するプリントヘッドに対してインク圧力を調節するように使用可能である。１つ以上のプリントヘッドの圧力が、単一の真空ポンプから制御されれば、プリントヘッドの各々に対する温度センサからの温度データは平均化されてよく、それに応じて、圧力が調節されてよい。
【００７９】
図５は、印刷システムからの温度データに少なくとも基づいて圧力を調節する１つの例を示す。前述したように、圧力は、温度データに加えて、他のデータも同様に用いて調節可能である。図５において、コントローラ５００は、温度センサから温度データ５０２を受信する。次いで、コントローラ５００は、上述したように、温度データ５０２を処理する。温度データ５０２が処理されると、コントローラ５００は、温度データの適切な圧力を特定するために、参照テーブル５０４にアクセスする。次いで、コントローラによって圧力調節５０６が実行され、インク貯蔵部において圧力を調節するように真空ポンプを作動する。
【００８０】
一実施形態において、コントローラは、異なるレートで温度データを獲得するように温度センサをサンプリングする。温度データは、例えば、毎秒数回、数秒に一回などのサンプリングであり得る。プリントヘッドの温度はすぐに変化する可能性があるため、温度データは、温度の変化を検出できる程度に速いレートでサンプリングされる。
【００８１】
参照テーブル５０４は、温度データと圧力とを関連付ける。所与の温度又は温度データのセットに対して、参照テーブル５０４から適切な圧力が特定され、それに応じて、印刷システムの圧力は、コントローラによって調節される。前述したように、インクの色、インクのタイプなどや、それらの任意の組み合わせに固有の別々な参照テーブルがあってよい。したがって、参照テーブルは、温度データ、インクの色、インクのタイプなどに基づいてアクセスされてよい。
【００８２】
一実施形態において、参照テーブルに格納された情報は、経験的に決定され得る。参照テーブルを経験的に生成すると、参照テーブルの圧力は、管及びインク貯蔵部内でのインクの粘度、インクの毛管作用、インクの付着性などからなる。
【００８３】
一実施形態において、印刷システムの各色及び／又は各プリントヘッドに対して参照テーブルがある。さらに、参照テーブル５０４は、特定のノズル又はノズル群に対して圧力を表すように調節され得る。プリントヘッド上のノズルは、通常、同量のインクを堆積するように設計されているため、参照テーブルは、通常、プリントヘッドに対して圧力を含む。別の実施形態において、参照テーブルは、さらにプリンタのモードからなるように拡張されてよい。例えば、参照テーブルによって表される曲線は、キャリッジの速度、キャリッジが逆方向に進むときにプリントヘッド／インク貯蔵部が受ける力などによって影響を受け得る。言い換えれば、必要な圧力は、プリンタのパスモードによって影響を受け得る。要約すれば、各プリントヘッド及び／又はインクの各色は、複数の参照テーブルに関連付けられてよい。コントローラによってアクセスされた特定の参照テーブルは、インクの色、プリンタモード、インクのタイプなどや、それらの任意の組み合わせに依存するものであってよい。
【００８４】
図６は、参照テーブルに格納される情報の１つの可能的なグラフ表示を示す。この例において、グラフは、温度軸６１０及び圧力軸６１２を有する。プロット６０２、６０４、６０６、及び６０８は、印刷システムの特定のモードの特定の温度に対する適切な圧力を表す。したがって、プロット６０２は、第１のモードにおける温度データに対する適切な圧力を表し、プロット６０４、６０６、及び６０８は、他のプリンタモードの場合の温度データに対する適切な圧力を表す。一般的に、適切な圧力は、温度の上昇とともに増大する。しかしながら、このグラフは、特定の圧力が狭い温度範囲で有効であることを示す。例えば、プロット６０２の部分６１４は、３から４度の温度範囲に相当する。経験的に決定され得るこれらのグラフを用いて、参照テーブルは、概して全色に対して、又は個別に各色に対して生成され得る。
【００８５】
本発明の実施形態は、本願明細書に記載される方法を実行するために、ハードウェア（プロセッサ、メモリなどを含む）及びソフトウェアを含んでよい。コントローラ５００は、本願明細書に記載される方法を実行するためのハードウェア及び／又はソフトウェアの一実施形態である。本発明の実施形態は、以下にさらに詳細に記載するように、様々なコンピュータハードウェアを含む特殊用途又は汎用コンピュータを含んでよい。
【００８６】
また、本発明の範囲内の実施形態は、コンピュータ実行可能命令又はデータ構造を保持又は内部に格納するための、コンピュータ読み取り可能媒体を含む。このようなコンピュータ読み取り可能媒体は、汎用又は特殊用途のコンピュータによってアクセス可能である任意の市販の媒体であり得る。例示的かつ非制限的に、このようなコンピュータ読み取り可能媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は他の光学ディスクストレージ、磁気ディスクストレージ、又は他の磁気ストレージデバイス、又はコンピュータ実行可能命令又はデータ構造の形態で所望のプログラムコード手段を保持又は格納するために使用可能であり、汎用又は特殊用途コンピュータによってアクセス可能である任意の他の媒体を含み得る。ネットワーク又は別の通信接続（有線、無線又は有線や無線の組み合わせのいずれか）によってコンピュータに情報が転送又は提供される場合、コンピュータは、コンピュータ読み取り可能媒体として接続を適切に表示する。したがって、このような任意の接続は、厳密には、コンピュータ読み取り可能媒体と呼ばれる。また、上記の組み合わせは、コンピュータ読み取り可能媒体の範囲内に含まれるべきものである。コンピュータ実行可能命令は、例えば、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ、又は特殊用途処理デバイスに、ある一定の機能又は機能群を実行させる命令及びデータを含む。
【００８７】
以下の記載は、本発明が実行されてよい、適切なコンピューティング環境に関する簡潔で一般的な記載を提供することを意図したものである。必須ではないが、本発明は、プログラムモジュールなど、ネットワーク環境にあるコンピュータによって実行されるコンピュータ実行可能命令の一般的な状況において記載される。一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、特定のアブストラクトデータタイプを与える、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。コンピュータ実行可能命令、関連するデータ構造、及びプログラムモジュールは、本願明細書に開示される方法のステップを実行するためのプログラムコード手段の例を表す。このような実行可能命令の特定のシーケンス又は関連するデータ構造は、このようなステップにおいて記載される機能を実行するための対応する動作の例を表す。
【００８８】
当業者であれば、本発明は、パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベース又はプログラム可能な家庭用電化製品、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどを含む、多数のタイプのコンピュータシステム構成を備えた、ネットワークコンピューティング環境において実行されてよいことを認識するであろう。また、本発明は、通信ネットワークを介して（有線リンク、無線リンク、又は有線又は無線リンクの組み合わせのいずれかによって）リンクされるローカル及びリモート処理デバイスによってタスクが実行される分散形コンピューティング環境において実施されてもよい。分散形コンピューティング環境において、プログラムモジュールは、ローカルとリモートの両方のメモリストレージデバイスに配置されてよい。
【００８９】
本発明は、本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態において具体化されてよい。上述した実施形態は、例示的かつ非制限的にのみ、すべての点において考慮されるべきものである。したがって、本発明の範囲は、上述した記載ではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の相等物の意味及び範囲内にあるすべての変更は、本発明の範囲内に含まれるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態を実行するための印刷システムの一例を示す図である。
【図２】真空源によって加圧されるインク貯蔵部に接続されたプリントヘッドの部分断面図を示す図である。
【図３】印刷システムにおけるインク圧力を調節するために温度センサを使用する印刷システムの一実施形態の略図である。
【図４】少なくとも印刷システムの温度データを用いて、プリントヘッドのノズルでのインク圧力を調節するための例示的な方法のフローチャートである。
【図５】少なくとも温度データに基づいた圧力調節を決定するために参照テーブルにアクセスするように温度データを処理するコントローラの一例を示す図である。
【図６】異なるプリンタモードに対する温度に関連する適切な圧力を特定するデータを表すグラフである。
【符号の説明】
【００９１】
１０２  印刷デバイス
１０４、２０２  ハウジング
１０６、２７２、３７２ａから３７２ｎ  温度センサ
１０８  ＵＶ源
１１０  プリンタヘッドキャリッジ
１１２  トラック
１１４  蓋
２０４  センサデバイス
２１０、２３６  管
２１２、３０６、３１２  貯蔵部
２１８、３１６、３２０  センサ
２４０  リボンケーブル
２５０、３５０ａから３５０ｎ  プリントヘッド
２６６  本体
２６８  内部チャンバ
２７０  メニスカス
２８０、２８２、２８４、２８６  ノズル
３００  印刷システム
３０２  真空ポンプ
３０４  蓄圧器
３０８  コントローラ
３１０  主インク貯蔵部
３１８  インクポンプ
【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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【外国語明細書】
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