(57)【要約】【解決手段】媒体（２２０）上にインクを射出する印刷ヘッド（４１０）、印刷ヘッドを動かす運動機構（６１０、１２２０、１３１４）、および／またはインクサービスステーション（６４４、６４６、６４８）をその中に含むインクカートリッジ（５３０）の実施形態を提供する。ある実施形態において、カートリッジは、カートリッジおよびレセプタクルが半径方向印刷システム（５００、５２０、１０００）を形成するように、レセプタクル（５２４、６０４、６０６、１２１２、１２１０、１２１４、５５０）内に挿入されるように設計される。レセプタクルはまた、カートリッジの運動機構と係合してそれによりカートリッジの印刷ヘッドを動かす可動アクチュエータ（６０４、６０６、１２１２、１２１０、１２１４）を含みえる。カートリッジの運動機構はレセプタクルのアクチュエータと協調して機能し、それによりカートリッジに対して印刷ヘッドを動かし、例えばカートリッジの中へ、または外へ動かし、回転する媒体に対してインクが印刷ヘッドによって回転する円形媒体の半径方向に沿って射出されるようにする。特定の実施形態においては、カートリッジは媒体に対して固定されている。ある例示的応用例においては、半径方向印刷システムは、記録可能コンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ）のような記録可能な円形媒体の上部表面上にレーベルを印刷ために用いられえる。【選択図】図５
2004528209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する円形媒体上で半径方向に印刷する印刷カートリッジであって、
前記回転円形媒体上にインクを射出するよう動作可能な複数のノズルを有するインク印刷ヘッド、および
前記インク印刷ヘッドと結合され、前記印刷ヘッドを前記回転円形媒体上を半径方向に移動させる運動機構
を備える印刷カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、前記カートリッジがレセプタクルに結合されるとき、前記レセプタクルのアクチュエータと係合可能に設計され、前記アクチュエータは、前記印刷ヘッドを前記運動機構を介して動かすことが動作可能である印刷カートリッジ。
【請求項３】
請求項２に記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、前記印刷ヘッドに結合されたピンを受け入れる溝を有するカムホイールであり、前記カムホイールは、前記カートリッジが前記レセプタクルに結合されるとき前記レセプタクルの前記アクチュエータに係合され、前記アクチュエータは、前記カムホイールを回転し、前記溝に沿って動くピンを介して前記印刷ヘッドを動かすように動作可能である印刷カートリッジ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、前記印刷ヘッドに結合されたインク貯蔵部を支持するブラッダアセンブリをさらに備え、前記ブラッダアセンブリも前記印刷ヘッドに結合される印刷カートリッジ。
【請求項５】
請求項４に記載の印刷カートリッジであって、前記ブラッダアセンブリは、前記ブラッダアセンブリの２つの対向する側面上に２つの支点を含み、前記支点はスライド可能かつピボット可能に前記カートリッジの内側表面の２つのレールと係合するように配置される印刷カートリッジ。
【請求項６】
請求項３または５に記載の印刷カートリッジであって、前記溝は、前記カムホイールが回転するとき、前記印刷ヘッドの垂直および水平運動を可能にするよう構成される印刷カートリッジ。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれかに記載の印刷カートリッジであって、前記カムホイールは、前記印刷ヘッドをメンテナンスするサービスステーションを含む印刷カートリッジ。
【請求項８】
請求項７に記載の印刷カートリッジであって、前記サービスステーションは、吐出、拭き取り、およびキャプ付けを行う装置を含む印刷カートリッジ。
【請求項９】
請求項７または８に記載の印刷カートリッジであって、前記溝は、前記サービスステーション上で前記印刷ヘッドを回転するようさらに構成される印刷カートリッジ。
【請求項１０】
請求項２ないし３および５ないし９のいずれかに記載の印刷カートリッジであって、前記カートリッジおよび前記レセプタクルは、前記印刷ヘッドが前記媒体上を移動するとき、前記カートリッジが前記回転媒体に対して固定した位置に留まるようにともに構成される印刷カートリッジ。
【請求項１１】
請求項２に記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、前記印刷ヘッドに結合されたアタッチメント機構を含み、前記アタッチメント機構は、前記カートリッジが前記レセプタクルに結合されるとき、前記レセプタクルの前記アクチュエータと係合可能であり、前記アクチュエータは、前記アタッチメント機構を介して前記印刷ヘッドを動かすよう動作可能である印刷カートリッジ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の印刷カートリッジであって、前記アクチュエータは、前記カートリッジが前記レセプタクルに挿入されるとき前記アタッチメント機構に係合可能なレバーアームに結合されたモータを含む印刷カートリッジ。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、サービスプラットフォームに結合された第２アタッチメント機構を含み、前記アタッチメント機構は、前記カートリッジが前記レセプタクルと係合するとき、前記レセプタクルの第２アクチュエータと係合可能であり、前記第２アクチュエータは、前記第２アタッチメント機構を介して前記印刷ヘッドに対して前記サービスプラットフォームを動かすように動作可能である印刷カートリッジ。
【請求項１４】
請求項１ないし６および９ないし１３のいずれかに記載の印刷カートリッジであって、前記印刷ヘッドの前記ノズルを清掃および／またはキャッピングすることによって印刷ヘッドを整備するように構成される印刷整備要素をさらに備える印刷カートリッジ。
【請求項１５】
請求項２ないし１４のいずれかに記載の印刷カートリッジであって、前記カートリッジは、前記プリンタレセプタクルと結合するような大きさであり、前記プリンタレセプタクルは、標準スリムラインＣＤ−Ｒ装置の近傍に、またはそれと統合して位置付けられ、前記カートリッジ、前記プリンタレセプタクルおよび前記標準スリムラインＣＤ−Ｒ装置が実質的に標準１／２高コンピュータベイに収まる印刷カートリッジ。
【請求項１６】
インクを回転する円形媒体上に射出するよう動作可能である複数のノズルを有するインク印刷ヘッドと、前記回転円形媒体上の前記印刷ヘッドの半径方向の動きを可能にする前記インク印刷ヘッドに結合された運動機構とを有するカートリッジを用いて回転する媒体上に半径方向に印刷する方法であって、
前記カートリッジの前記運動機構に係合することによって、前記回転円形媒体上で前記印刷ヘッドを動かすこと、および
前記回転する円形媒体上にインクを射出すること
を含む方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、前記カートリッジの前記運動機構に係合することによって、前記印刷ヘッドの能動的整備を行うことをさらに含む方法。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の方法であって、前記カートリッジをスリムラインプリンタシステムに挿入することによって、前記カートリッジの前記運動機構の係合を作動させることをさらに含む方法。
【請求項１９】
請求項１６または１７に記載の方法であって、標準高コンピュータベイ内に収まるような大きさのコンビネーションコンパクトディスクレコーダおよびプリンタシステムに前記カートリッジを挿入することによって、前記カートリッジの前記運動機構の係合を作動させることをさらに含む方法。
【請求項２０】
半径方向印刷およびコンパクトディスクレコーディング（ＣＤ−Ｒ）のシステムであって、
回転する媒体上に記録するＣＤ−Ｒ装置であって、前記ＣＤ−Ｒ装置は、標準スリムラインの大きさを有するＣＤ−Ｒ装置、および
カートリッジを受け入れる半径方向印刷レセプタクルであって、前記半径方向印刷レセプタクルは、前記ＣＤ−Ｒ装置の近傍またはそれと統合して位置付けられ、前記半径方向印刷レセプタクルおよびカートリッジは、前記回転媒体上に印刷するよう動作可能であり、前記半径方向印刷レセプタクルおよびカートリッジは、前記半径方向印刷レセプタクル、カートリッジ、およびＣＤ−Ｒ装置が実質的に標準１／２高コンピュータベイ内に収まるような大きさであるシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のシステムであって、前記カートリッジは、
前記回転媒体上にインクを射出するよう動作可能である複数のノズルを有するインク印刷ヘッド、および
前記回転媒体上の前記印刷ヘッドの半径方向の運動を可能にする前記インク印刷ヘッドに結合された運動機構であって、前記半径方向の運動は、前記回転する媒体の回転運動に対してであるシステム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のシステムであって、前記運動機構は、前記カートリッジがレセプタクルに結合されるとき、前記レセプタクルのアクチュエータに係合可能なように設計され、前記アクチュエータは、前記運動機構を介して前記印刷ヘッドを動かすよう動作可能であるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷システムおよびそれを用いて印刷する方法に関する。より具体的には本発明は、印刷アセンブリに対して回転する媒体上に放射状に印刷するように構成されるカートリッジを持つ印刷システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の印刷システムは典型的には直交ベースのビットマップを利用する。一般に従来の印刷システムは、標準サイズの長方形に形作られた媒体上に例えば水平軸に沿って印刷し、媒体が垂直軸に沿って動かされる。典型的には紙がヘッドアセンブリの下で所望の垂直位置に進んだあと、紙が静止状態に保持されているときに、印刷アセンブリが紙にわたって画像を紙上に印刷する。要するに従来の印刷システムは、標準的なサイズおよび形状を持つ媒体上に印刷するために一般に直交座標系内での動きを実現する。
【０００３】
説明をわかりやすくするために図１は、典型的なインクジェットプリンタの形をとる従来の印刷システム１０を示す。示されるように印刷システム１０は、印刷ヘッド１０２、ローラ１０６、アクチュエータ１０８、およびインクヘッド整備およびキャッピングエリア１２０を含む。印刷ヘッド１０２は、例えば長方形の紙のシートに代表される印刷媒体１００上にインクを出すよう構成される。アクチュエータ１０８は、印刷ヘッド１０２を印刷媒体１００にわたって移動させるように構成される。ローラ１０６は、印刷媒体１００を印刷ヘッド１０２の下で移動させるように構成される。
【０００４】
典型的にはローラ１０６は、印刷ヘッドの動きに垂直に印刷媒体１００を移動させる。すなわち媒体１００は、印刷ヘッド１０２の下でｙ軸１１０に沿って移動し、印刷ヘッドは媒体１００にわたってｘ軸１１２に沿って移動する。定期的にインクジェットノズルを保守するために、印刷ヘッド１０２は、ｘ軸に沿って紙のエッジを超えてサービス（整備）ステーション１２０まで動かされて、これはノズルをきれいに拭き（１２６）、キャップをする（１２４）。
【０００５】
上述のような従来の印刷システムは、ある種の応用例には適しているが、ある欠点も有する。従来のインクジェットプリンタの印刷ヘッドカートリッジは例えば、米国特許第４，８７２，０２６号に開示され、典型的にはｘ−ｙ軸座標系をプリンタを用いる紙のような長方形の物体に印刷するのに最適化され、半径方向の軸に沿って印刷するのにはもともと最適化されていない。
【０００６】
図２は、２００１年７月２４日に発行された米国特許第６，２６４，２９５号に開示される半径方向印刷システム２００を示す。半径方向印刷システム２００において、本発明のある実施形態中のヘッドアセンブリ２１０は、図１の従来の印刷システム１０とは対照的に、下にある回転する媒体に対して半径方向および接線方向に移動する印刷ヘッド１０２も有する従来のインクジェットカートリッジを備える。図１のシステムでは印刷中に印刷ヘッド１０２がｘ軸方向に媒体１００にわたって移動し、媒体１００は少しずつｙ軸に沿って移動する。インクオブジェクト解像度の空間解像度が、従来の印刷システム１０の媒体にわたってはふつう一定である一方で、円形のＣＤ−Ｒ媒体については、インクジェットカートリッジの半径方向の位置が増すにつれて、半径方向印刷システムのインクオブジェクトの空間解像度は増す。
【０００７】
従来の印刷システムに用いられるよう設計されたインクジェットカートリッジは、もともと半径方向印刷のインクオブジェクトを印刷するのに最適化されていない。図３ａおよび３ｂは、直交つまりデカルト座標系で直交印刷に最適化された向き、射出順序、および射出速度を持つノズル３２０を有する従来のカートリッジ３００の底面を示す。しかしこの同じカートリッジ印刷ヘッドおよびノズルは、極座標系で半径方向に印刷するのに用いられるとき、最適化されていない結果を生む。例えば従来の印刷システムのカートリッジ３００において、ノズル３２０は、印刷ヘッド３１０の中心線３３０から平行な垂直線のオフセット３３４に沿ってふつう配置される。この設計は直交印刷には最適であるかもしれないが、対照的に半径方向印刷のときは、中心線３３０に対するノズル軸３２０のミスアライメントが原因の一部となって、この方向が歪みを生む。部分的にこれを補正するためには、それぞれのノズル軸３２０ａおよび３２０ｂは、印刷前に半径方向中心線３３０上に揃えられるように、水平にオフセット距離３３４だけ動かさなければならない。この余分な移動の要件は、半径方向印刷システムの動作に付加されなければならない余分なステップを生じ、全体の印刷速度およびパフォーマンスを低下させる。
【０００８】
従来の直交で最適化されたカートリッジ３００を半径方向印刷システム２００で用いることに関連する他の制限は、従来の印刷ヘッドノズル３２０の動作の設計のされ方にある。従来の印刷動作においてそれぞれのノズルの射出順序は、長方形の媒体印刷環境に最適化されて、グリッド状のロウ・カラム技術を用いてより簡単に従来のカートリッジのノズルが適切な時刻に射出するように、または電子的なインタフェースを簡単化するように、典型的には電子的にアドレシングされる。従来の印刷ヘッドノズル３２０は典型的には、方位角３４０つまり半径方向の順序ではなく、カラムの順序で最適化されて射出されるように配置されるので、印刷はもともと半径方向の印刷では遅く、印刷のタイミングを逸することで印刷速度は低下する。例えば従来のカートリッジノズル３１０はふつうカラムの順序で射出するので、インクオブジェクトを出すべきターゲット領域は、次にアドレシングされたノズルが射出可能になる前に通り過ぎてしまっていて、印刷ヘッドノズル３２０の下を繰り返し通ることを要する。この場合、インクオブジェクトを完全にカバーするために、射出準備ができるまでのあいだ印刷ヘッド３１０は、最適化された場合よりもはるかに長い期間のあいだ、ターゲット領域を待ちながら回転する媒体上で留まらなければならない。従来の印刷ヘッド３１０のこれらの設計限界の他の局面のために、半径方向印刷動作のあいだ、カラムアドレシングモードは射出順序に制約および制限を加え、その結果、次の半径方向ドット位置が抜けるに至るが、これは射出順序が充分に柔軟に、または高速に構成されないために最適化された方位角３４０の印刷範囲を可能にできないからである。
【０００９】
従来の直交プリンタで用いられるインクジェットカートリッジ３００のさらに他の欠点は、特定の印刷応用例にはそれらの垂直高さが高すぎることである。従来のインクジェットカートリッジは、物理的高さを抑えるようにふつう設計されておらず、むしろより大きいインク貯蔵容量を実現するためになるべく高く設計されている。
【００１０】
インクジェット技術を用いる従来の印刷システムの他の欠点は、別個の印刷ヘッド整備機構を必要とすることである。図１に戻ると、印刷ヘッド１０２は、印刷ヘッドの最適化されたパフォーマンスを維持するために頻繁に整備されなければならない。そのため別個のサービスステーション１２０が、印刷ヘッド１０２のノズルを印刷中に拭いてきれいにし（１２６）、使用中でないときは保管のために印刷ヘッドにキャップをかぶせる（１２４）ことを要する。このサービスステーションは、しばしば、印刷ヘッド１０２の動きのｘ軸１１２方向に、媒体１００の位置を超えたところに並置された別個の機構１２０である。しかし半径方向印刷システムについては、別個のサービスステーションは半径方向印刷システム中で利用可能なスペースのかなりの部分を占める。さらに別個のサービスステーション１２０は、半径方向印刷動作時に、通常の半径方向位置付け動き以外の余分な動きのステップを付加する必要があるために本質的に印刷を遅くする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のことを鑑みて、効率的に簡単な動きを実現し、本質的に歪みを低減しつつ、半径方向印刷システム中のカートリッジによってとられるスペースの量を最小化する半径方向印刷のための改良された印刷システムカートリッジの要求がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
広く言えば、本発明は、インクを媒体上に射出する印刷ヘッド、印刷ヘッドの運動を可能にする運動機構、および／またはインクサービスステーションをその中に含むインクカートリッジを提供する。ある実施形態においては、カートリッジは、カートリッジおよびレセプタクルが半径方向印刷システムを形成するように、レセプタクルの中に挿入されるように設計される。レセプタクルはまた、カートリッジの運動機構に係合することによって、カートリッジの印刷ヘッドを動かす運動アクチュエータを含む。カートリッジの運動機構は、レセプタクルのアクチュエータと協調して働くことによって、印刷ヘッドをカートリッジに対して動かす、例えばカートリッジの中へ、あるいは外へ動かし、回転する媒体に対して動かすことによって、印刷ヘッドによってインクを回転する円形媒体の半径方向に沿って射出する。特定の実施形態においては、カートリッジは、媒体に対して固定された状態を維持する。例示的な応用例では、半径方向印刷システムは、記録可能なコンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ）のような記録可能円形媒体の上部表面上にレーベルを印刷するために用いられえる。
【００１３】
ある局面においては、カートリッジおよびレセプタクルは、スリムフォームファクタに入るような大きさである。本発明のある例示的実施形態においては、カートリッジおよびレセプタクルはともにインクジェットプリンティングシステムとして働く。したがってカートリッジは、インク貯蔵ブラッダのような一つ以上のインク貯蔵機構、印刷ヘッドの位置付けを可能にする機構、およびノズル清掃、ノズル拭き取り、および保管のためのノズルキャッピングを含む印刷ヘッド整備を行う機構を含む。このカートリッジが半径方向印刷システムレセプタクルに挿入されるとき、プロセッサに結合された通信バスのような係合するレセプタクル要素が外部からカートリッジを印刷可能にする。これらの係合するレセプタクル要素はまた、内部のカートリッジ運動機構を作動させることで、印刷ヘッドの運動を可能にする。
【００１４】
好ましい実施形態において、カートリッジは、回転するＣＤ−Ｒ媒体上に印刷を可能にするよう動作可能であり、一方で標準スリムライン高ＣＤ−Ｒ装置の上にまたはそれと統合してマウントされ位置付けられる。より具体的には、本発明の特定の実施形態のうちの一部は、印刷レセプタクル内にはまる印刷インクジェット「印刷ヘッド」カートリッジを提供し、カートリッジおよび印刷レセプタクルの組み合わされたものは標準スリムライン高ＣＤ−Ｒ装置の近傍またはそれに統合して位置付けられる。その結果、カートリッジおよび印刷レセプタクルは、カートリッジ、印刷レセプタクルおよびＣＤ−Ｒ装置が実質的に標準１／２高コンピュータベイ内に、または外部マウントコンピュータ周辺装置、または既存のコンピュータシステムのベイ内に収まるように設計される。特定の実施形態においては、カートリッジは、スリムライン高ＣＤ−Ｒ装置（現在高さが約２０．７ｍｍ以下のサイズである）と同じかそれより小さい高さを持つように設計される。より好ましくは、カートリッジは、ＣＤ−ＲＯＭ（現在高さが約１４ｍｍ以下である）を受け入れる開口部の大きさと同じかそれより小さい高さを有する。さらにカートリッジは好ましくは、スリムラインＣＤ−Ｒ装置（現在幅が１４６ｍｍ以下で、長さが２０３ｍｍ以下である）と同じかそれより小さい幅および長さを有する。
【００１５】
特定のカートリッジ実施形態の一部は、コンピュータベイにマウントされる印刷アセンブリから取り外し可能で、挿入可能である。取り外し可能なカートリッジは、挿入または取り外し可能な交換可能かつ使い捨て可能な部分を含みえ、新しい機能または機能拡張を許す。したがってユーザは、フレキシブルディスクについて行うように自由にかつ容易に印刷カートリッジを交換しえる。例えばこれにより、印刷中の同じターゲットＣＤ−Ｒ上に重ねるための、代替の色または他の特徴付けられたコーティングを持つ特別な印刷カートリッジを繰り返し交換することができる。
【００１６】
ある実施形態においては、回転する円形媒体上に半径方向に印刷する印刷カートリッジが開示される。カートリッジは、回転する円形媒体上にインクを射出する複数のノズルを有するインク印刷ヘッド、および回転円形媒体上で印刷ヘッドの半径方向の運動を可能にするインク印刷ヘッドに結合された運動機構を含みえる。
【００１７】
特定の実施形態においては、運動機構は、カートリッジがレセプタクルに結合されるとき、レセプタクルのアクチュエータと係合可能に設計され、アクチュエータは、運動機構を介して印刷ヘッドを動かすよう動作可能である。さらなる局面において、運動機構は、印刷ヘッドに結合されたピンを受け入れる溝を有するカムホイールである。カムホイールは、カートリッジがレセプタクルと結合されるときにレセプタクルのアクチュエータと係合可能であり、アクチュエータは、カムホイールを回転し、溝に沿って動くピンを介して印刷ヘッドを動かすように動作可能である。さらに他の局面においては、運動機構は、印刷ヘッドに結合されたインク貯蔵部を支持するブラッダアセンブリをさらに含み、ブラッダアセンブリは、印刷ヘッドにも結合される。さらに他の実施形態においては、ブラッダアセンブリは、２つの支点をブラッダアセンブリの２つの対向する側に含み、これら支点は、スライド可能に、支点として機能可能にカートリッジの内側表面の２つのレールと係合するように位置付けられる。
【００１８】
ある局面においては、溝は、カムホイールが回転するときに印刷ヘッドの垂直および水平運動を可能にするよう構成される。特定の実現例においては、カムホイールは、印刷ヘッドをメンテナンスするためのサービスステーションを含む。例えばサービスステーションは、吐出、拭き取り、およびキャップ付け装置を含む。さらなる局面においては、溝は、印刷ヘッドをサービスステーション上で回転させるようにさらに構成される。
【００１９】
他の実現例においては、カートリッジおよびレセプタクルは、印刷ヘッドが媒体上を移動するときに、カートリッジが回転する媒体に対して固定した位置に留まるようにともに構成される。
【００２０】
代替実施形態においては、運動機構は、印刷ヘッドに結合されたアタッチメント機構を含み、アタッチメント機構は、カートリッジがレセプタクルと結合するときにレセプタクルのアクチュエータと係合可能である。アクチュエータは、アタッチメント機構を介して印刷ヘッドを動かすよう動作可能である。ある局面においては、アクチュエータは、カートリッジがレセプタクル内に挿入されるときアタッチメント機構と係合可能なレバーアームと結合したモータを含む。さらに他の局面においては、運動機構は、サービスプラットフォームと結合した第２アタッチメント機構を含み、カートリッジがレセプタクルと係合するとき、第２アタッチメント機構は、レセプタクルの第２アクチュエータと係合可能であり、第２アクチュエータは、第２アタッチメント機構を介して印刷ヘッドに対してサービスプラットフォームを動かすように動作可能である。
【００２１】
さらなる実施形態において、カートリッジは、プリンタレセプタクルと結合するような大きさであり、プリンタレセプタクルは、標準スリムラインＣＤ−Ｒ装置の近傍に、またはそれと統合して位置付けられ、カートリッジ、プリンタレセプタクルおよび標準スリムラインＣＤ−Ｒ装置が実質的に標準１／２高コンピュータベイに収まる。
【００２２】
さらなる局面においては、カートリッジは、印刷ヘッドのノズルを清掃および／またはキャッピングすることによって印刷ヘッドを整備するように構成される印刷整備要素を含む。ある局面において、カートリッジは、スリムラインタイプＣＤ−Ｒドライブベイと同様のサイズを有する。
【００２３】
他の実施形態においては、本発明は、インクを回転する円形媒体上に射出するよう動作可能である複数のノズルを有するインク印刷ヘッドと、回転円形媒体上の印刷ヘッドの半径方向の動きを可能にするインク印刷ヘッドに結合された運動機構とを有するカートリッジを用いて回転する媒体上に半径方向に印刷する方法に関する。カートリッジの運動機構は係合されることによって、回転円形媒体上で印刷ヘッドが動かされ、回転する円形媒体上にインクが射出される。ある局面においては、係合動作は、印刷ヘッド上の整備動作の作動を含む。ある応用例では、カートリッジは、スリムラインプリンタシステム内に挿入され、カートリッジの運動機構の係合を作動させる。他の応用例では、標準高コンピュータベイ内に収まるサイズのコンビネーションコンパクトディスクレコーダおよびプリンタシステムにカートリッジが挿入されることによって、カートリッジの運動機構の係合を作動させる。
【００２４】
さらに他の実施形態においては、半径方向印刷およびコンパクトディスクレコーディング（ＣＤ−Ｒ）のシステムが開示される。システムは、回転する媒体上に記録するＣＤ−Ｒドライブを含み、ＣＤ−Ｒドライブは標準スリムラインサイズを有し、半径方向印刷レセプタクルはカートリッジを受け入れるように構成される。半径方向印刷レセプタクルは、ＣＤ−Ｒドライブの近傍またはそれと統合して位置付けられ、半径方向印刷レセプタクルおよびカートリッジは、回転する媒体上に印刷するように動作可能である。半径方向印刷レセプタクルおよびカートリッジは、半径方向印刷レセプタクル、カートリッジ、およびＣＤ−Ｒドライブが実質的に標準１／２高コンピュータベイ内に収まるようなサイズである。
【００２５】
特定の実施形態においては、カートリッジは、回転媒体上にインクを射出するよう動作可能である複数のノズルを有するインク印刷ヘッド、および回転媒体上の印刷ヘッドの半径方向の運動を可能にするインク印刷ヘッドに結合された運動機構を含む。半径方向の運動は、前記回転する媒体の回転運動に対して規定される。さらなる局面においては、運動機構は、カートリッジがレセプタクルに結合されるとき、レセプタクルのアクチュエータに係合可能なように設計され、アクチュエータは、運動機構を介して印刷ヘッドを動かすよう動作可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の具体的な実施形態について詳細に説明がなされる。この実施形態の一例は、添付の図面で示される。本発明はこの具体的な実施形態について説明されるが、本発明をある実施形態に限定する意図ではないことが理解されよう。逆に、添付の特許請求の範囲によって規定されるように本発明の精神および範囲に含まれえる代替物、改変、および等価物を含むよう意図される。以下の説明では本発明の完全な理解を与えるために多くの具体的な詳細が述べられる。本発明は一部または全てのこれら具体的な詳細を用いることなく実施されえる。あるいは既知のプロセス動作は詳細には説明されていないが、これは不必要に本発明の本質をぼかさないためである。
【００２７】
本発明は、光ディスク、例えば記録可能なコンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ）のような円形の記録媒体に関する。本発明の範囲に関しては、「ＣＤ−Ｒ」および「ＣＤ」という語は、さまざまな記録可能な円形媒体（例えば、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷなど）の全てを含むものとして意図される。
【００２８】
本発明の特徴のいくつかは、図１に示され、さらに２００１年７月２４日に発行された米国特許第６，２６４，２９５号に記載された印刷システムの特徴と関連して用いられえ、この米国特許はその全体がここで参照によって援用される。すなわちこの特許に開示されたシステムの特徴は、本発明のカートリッジまたは印刷システムと容易に統合しえる。
【００２９】
図５は、本発明のある実施形態によるコンビネーションＣＤ−Ｒ装置またはドライブおよび半径方向印刷システム５００を示す。コンビネーションシステム５００は、ＴｅａｃモデルＣＤ−Ｗ２１６Ｅのような標準スリムラインＣＤ−Ｒ装置５１０に物理的にかみ合わせられ、実質的にその上に直接またはその近傍にマウントされ、および／またはそれと組み合わせて製造されえるカートリッジシステム５３０を有するロープロファイル半径方向印刷システム５２０を含む。このＣＤ装置はしばしば最近のコンピュータラップトップで用いられ、また当業者によく知られている。好ましくは組み合わされた標準スリムラインＣＤ−Ｒ装置５１０およびカートリッジシステム５３０は、標準１／２高のコンピュータベイ内に実質的に収まる。
【００３０】
以下にさらに述べるように、システム５００は、他の印刷動作を提供するとともにカートリッジを受け入れるレセプタクルを含む。ある示された実施形態においては、レセプタクルは、カートリッジと結合したり排出したりするインターロッキング機構（例えば５２４）、カートリッジ内の印刷ヘッドの動きを可能にする一つ以上のアクチュエータ（例えば、図６ａの６０４および６０６、または図１４の１２１２、１２１０、１２１４、および１２１６）、および印刷を可能にするハードウェアおよび／またはソフトウェア（例えば６６０）を含みえる。
【００３１】
使用中、ユーザはカートリッジ５３０を印刷システム５２０のインターロッキング機構５２４内に押し込むかまたははめ込むことで、カートリッジ５３０を実質的に媒体２２０上の水平の定位置にセットする。半径方向印刷システムと独立した、または半径方向印刷システムに制御される手段を通じて、ユーザは媒体２２０をＣＤ−Ｒトレイ機構５１４を介して挿入または取り出しができる。ＣＤ−Ｒ印刷動作中、カートリッジ５３０は半径方向印刷機構５２０から作動され、半径方向印刷機構５２０はカートリッジ５３０に結合し、印刷ヘッド４１０がＣＤ−Ｒ媒体２２０上に所定位置に移動するようにする。
【００３２】
インターロッキング機構は、能動的にカートリッジを固定する任意の適切な装置の形をとる。例として、インターロッキング機構は、ポジティブな移動止め（positive detent）またはクラスプでありえる。インターロッキング機構は、カートリッジがトレイ５１４内に挿入されるときにそれを掴み、印刷システム５２０内にカートリッジを引き込みロックするように動作可能でありえる。インターロッキング機構は、ＺＩＰドライブのロッキング機構と同様でありえる。インターロッキング機構はまた、カートリッジを印刷システムから排出させるように動作可能である。例えばインターロッキング機構はプロセッサと結合されえて、このプロセッサが、印刷終了時に排出（取り出し）を作動させるように構成される（例えばソレノイドの作動を通じて）。インターロッキング機構はまた、ユーザが選択可能な排出機構を含みえて、この機構はユーザがカートリッジの排出を作動させえる。このユーザ選択排出機構はまた、プロセッサによって制御されることで、印刷中にカートリッジが排出される（取り出される）ことを防いだり、カートリッジの排出（取り出し）を作動させる前にカートリッジの取り出しを本当に望むかをユーザに尋ねたりする。
【００３３】
印刷ヘッド４１０の設計は、好ましくは、広く知られ従来の技術により幅広くカバーされた当業者によく理解されたさまざまな形態から、半径方向印刷に用いるために採用されたタイプ、技術および形態である。例えば、印刷ヘッドは、この技術で用いられるサーマルインクジェットまたはピエゾ技術を用いて設計されえる。この印刷ヘッドをインクサプライにマウントまたは結合することは、この技術で広く知られる技術を用いて行われる。図４ａは、本発明のある好ましい実施形態による、半径方向中心線４１４に沿ってアラインしたノズル４１２を持つ図５の半径方向印刷ヘッド４１０を示す。この方式で半径方向印刷を行うために設計され、よって半径方向軸上にアラインする印刷ヘッドは、媒体２２０がノズル４１２の下を通過し、よってさらなる水平移動の必要なしにノズル位置に直接アラインするとき、連続する同心状円周位置線３３６を実現し、歪みを最小限にする。これはまた図４ｂの透視図にも示され、この図は、参照オリジナル半径方向線３４２からの方位角３４０だけオフセットされた、半径方向印刷ヘッド４１０の媒体２２０および半径方向印刷中心線３３０に対する配置を示す。この構成において、半径方向印刷ヘッドノズル４１２は、媒体２２０が下で回転するときに、理想的には正確なタイミングで射出することによって、インクオブジェクトを実質的に半径方向中心線３３０上に配置させる。要するにこのような半径方向印刷のために設計された印刷ヘッドは、インクオブジェクトの配置を直接に半径方向軸に沿って最適化し、印刷歪みを最小化する。
【００３４】
カートリッジはまた、媒体に対する印刷ヘッド４１０の動きを可能にする運動機構を含む。運動機構は、外部アクチュエータが運動機構を作動させ、それにより印刷ヘッドを移動させるように、印刷ヘッドに結合され外部のアクチュエータとも結合される。ある実施形態においては、運動機構の作動は、印刷ヘッド４１０が物理的に回転媒体２２０の回転軸３３０の任意の位置上を（例えば、図５および９ａにそれぞれ示されるように、媒体の後ろの部分４１４または前の部分９１４上を）移動させられることを実現する。
【００３５】
図６ａ〜６ｂは、本発明のある実施形態による図５のカートリッジ５３０のより詳細な概略図である。図６ａは、図５で説明されたカートリッジ５３０の内部要素の一部の透視図であり、本発明の実施形態によって外部アクチュエータと結合されるところを示される。図６ｂは、本発明のある実施形態によって外部アクチュエータと結合される図５で説明されたカートリッジ５３０の詳細な側面図である。
【００３６】
カートリッジは、任意の適切な個数およびタイプの運動機構を含む。図６ａおよび６ｂに示される実施形態においては、カートリッジは、カムシャッタホイール６１０を含み、これは外部アクチュエータによって作動されえる。カムホイール６１０は、ブラッダアセンブリ６２０を通して印刷ヘッドと結合され、ブラッダアセンブリ６２０は、インク通路６３２に結合される一つ以上のインクブラッダ６３０を保持し、インク通路６３２は、印刷ヘッド４１０に結合される。カムホイール６１０の動きは実質的に印刷ヘッドをブラッダアセンブリと協調させて動かす。
【００３７】
図６ａおよび６ｂに示されるように、カムホイール６１０は、ブラッダアセンブリ６２０の下に位置し、ブラッダアセンブリ６２０の底面に固定されたトラッキングピン６５０を介してブラッダアセンブリ６２０を支持する。図６ｃは、本発明のある実施形態によるカムホイール６１０の透視上面図である。スプリング６１２（図６ｂ）は、図６ｃに示されるようにカムシャッタホイール６１０内に設けられるように、不規則な形の凸部が設けられ、および／または凹部が設けられたカムガイドトラック７１０内のトラッキングピン６５０を追跡するために圧力を印加する。もちろん、カムホイールは、代わりにブラッダアセンブリ上に位置しえる。
【００３８】
示された実施形態において、外部アクチュエータは、印刷モータ６０６、ピニオンギア６０４、およびサーボアクチュエータ（図１０の１０６０）の形をとりえる。印刷モータ６０６（図６ａ）、ピニオンギア６０４、およびサーボアクチュエータ１０６０（図１０）は、カムホイール６１０を回転させて、印刷ヘッド４１０を印刷および整備のために位置付ける。このモードにおいて、ピニオンギア６０４は、カムホイール６１０上のギアと噛み合い、それによってカムホイール６１０を回転させる。カムホイール６１０が回転するとき、カムガイドトラック７１０は、図８ａおよび８ｂにそれぞれ示される図形で示される印刷ヘッド垂直および水平位置付けプロファイルを発生する。カムホイール６１０が回転するとき、ブラッダアセンブリ６２０はまた、支点で動き（６２４）、カートリッジハウジング５３０の内側上に位置するサイドレールガイド溝６３６（図６ａ）上をスライドする。インクブラッダ６３０、インク通路６３２および印刷ヘッド４１０を含むブラッダアセンブリ６２０は、いずれかの側にある支点６２４を支点として全て回転し（図６ｂ）、ブラッダアセンブリ６２０の全体が協調して動くようにする。好ましい実施形態においては、一つの固いブラッダアセンブリが潜在的にインク漏れまたはシールの問題を減らし、製造コストを下げる。もちろんブラッダアセンブリ６２０は、複数の部品から形成されえる。しかし単一の部品アセンブリ６２０は、製造および維持のためにより費用効果が高い。インク通路６３２は、この技術で用いられる細管または細管スポンジ材料でありえ、インクが適切に印刷ヘッドに流れるようにする。インクウェル（不図示）が、ブラッダアセンブリ上の印刷ヘッド近くにおいて細管の端に位置してもよい。また印刷ヘッドブラッダアセンブリ６２０が印刷中に下げられるときには、支点で支えられたアセンブリのわずかに下流に傾いた傾斜がインクの流れを助ける。
【００３９】
図６ｃは、本発明のある実施形態による図６ａおよび６ｂのカムホイール６１０の概略上面図である。上述ようにカムホイール６１０は、ブラッダアセンブリ６２０の底面に固定されたトラッキングピン６５０を受け入れるガイドトラック７１０を含む。ガイドトラック７１０は、型押し、切削、圧延、モールド、打ち抜き加工、またはその他の加工がなされ、印刷ヘッド位置付け機構のカムシャッタホイール６１０内に設けられるか、またはその上に固定される。ガイドトラック７１０は、完全な動きのサイクルのプロファイルを正確に取ることによって、全ての必要な印刷ヘッド位置付け、印刷および整備動作を実質的に支持する。
【００４０】
図７ａ〜７ｅは、本発明のある実施形態によって、印刷およびメンテナンスサイクル内のさまざまな段階においてカートリッジ５２０および媒体２２０に対して位置付けられたカムホイール６１０および印刷ヘッド４１０の概略上面図であり、図７ｆはその側面図である。印刷時、印刷ヘッドブラッダアセンブリ６２０の印刷ヘッド４１０端は、カムシャッタホイール６１０を回転させることによって、トラック７１０を追従するガイドピン６５０を介してカートリッジ５２０の外へと、カム上の最大伸長の位置７４０まで位置付けられ、ターゲット媒体２２０のエッジ上に位置する（図７ａ）。初期伸長中に、カムシャッタホイール６１０のシャッタ７２０部は、カムホイールが回転し、印刷ヘッド４１０が伸長するときに開く。この実施形態においては、印刷中には印刷ヘッド４１０は徐々に半径方向にパス７３４に沿って媒体２２０の半径方向の中心に向かって動き（図７ａ）、位置７４０から始まり、媒体２２０のもう一方のエッジに向かって連続する位置を通してトラック７１０に沿って動き、それから印刷のほぼ半分の位置７４１上に位置し（図７ｂ）、媒体２２０の内側エッジに向かってカムシャッタホイール６１０上の位置７４２に位置する（図７ｃ）。しかし媒体２２０に沿った動きの向きは、媒体の外から内側部分に向かう必要はない。例えば代替の実施形態（図９ａ）においては、印刷ヘッドパスをガイドするために同様のカムシャッタホイールを用いて、印刷ヘッド４１０は、パス９１４を媒体２２０の内側エッジから外側エッジへと逆に動く。
【００４１】
印刷が終わるとき、印刷ヘッド４１０は、カムホイールトラックによってガイドされ、相対パス７２０に追従してホイールの整備領域へと半径方向に続いて動き（７３４）、位置７４４において吐出を始め（７１６）（図７ｄ）、ワイプブレード７１４を通って、最終的にはカムホイールトラック位置７４６でキャップ７１２に達する（図７ｅ）。印刷サイクルはそれからもう一度始まるか、あるいはカートリッジの取り出しの準備をする。印刷ヘッドが整備のために向き７３４でカートリッジへ再び入るこの最終フェーズのあいだ、図６ｄに示されるように、カートリッジの開口部上を回転するあいだ（７３２）シャッタ７２０は閉まる。図６ｄは、本発明のある実施形態によって一部閉じられた位置にあるカートリッジのカムホイールの端部概略図である。
【００４２】
図８ｂの印刷ヘッドの相対垂直および水平位置を参照して、グラフ８２０は、印刷ヘッド４１０の水平伸長位置をカムホイール６１０の回転の度数の関数として示し、格納位置が０度で始まり、カムホイール６１０が回転するにつれガイドピン６５０がガイドトラック７１０の水平輪郭を追従するときのさまざまな相対水平位置における印刷ヘッドを示す。示されるように、それぞれグラフ領域８０６、８１０、８１２および８１４を通したサイクルのプロセスの中で、印刷ヘッド４１０は、まずＣＤ−Ｒの開始エッジへと完全に伸長し、それから徐々にＣＤ−Ｒのもう一方のエッジへと徐々に移動していき、最終的には整備領域６４４および６４６内に終わり、最後はペンキャップ６４８が格納位置８１４で装着され、もう一度このサイクルを繰り返す準備ができる。同様に図８ａは、印刷ヘッドプロファイルの垂直高を示し、カムホイール６１０が回転するにつれガイド円形トラック７１０の垂直の輪郭をガイドピン６５０が同時に追従するときのさまざまな位置における印刷ヘッドの位置を示す。格納位置８１４はまた、カートリッジ５３０の取り出しおよび取り出しの準備をする。格納位置８１４は、印刷ヘッド４１０にキャップをすることによって、乾燥、および衝撃または悪影響を与える扱いからのダメージを防ぐ。またこの格納位置にあるとき、カートリッジカムシャッタ７２０（図６ｃおよび６ｄ）は閉じた位置にあり、ダメージと、機構を傷つけ、インクブラッダを破る貫入性物体とからカートリッジ内部を守る。
【００４３】
上述のカートリッジと同様に、図９ａおよび９ｂは、本発明の代替実施形態による、ＣＤ−Ｒ印刷システム（５１０および５２０）内に挿入するための伸長されたインク供給カートリッジ９３０のそれぞれ概略透視図および側面図である。カートリッジ９３０は、図５〜８ｂのカートリッジと同様であり、ただし印刷アセンブリ５２０の外に伸びる比較的大きいインク貯蔵部９３２を含む点が異なる。
【００４４】
インク貯蔵部９３２は、可撓性インクチャネル９３４を介して、またはインクチャネル９３４とブラッダアセンブリ６３０内の追加インク貯蔵部との組み合わせを介して印刷ヘッドに結合されえる。ＣＤ−Ｒ装置５１０のＣＤトレイ５１４はまた、より大きい間隔を確保するために貯蔵部ハウジング９３０（不図示）の端部と面一になるまで伸長するように形成されえる。さらにインク貯蔵部を容易に取り替えできるようにするために、伸長されたインク貯蔵部は、カートリッジ５３０の残りの部分から取り外し可能でありえる。例えばインク貯蔵部は、点５２４においてカートリッジと脱着できるようにするためにノズル９３４を含みえる。
【００４５】
カートリッジ５３０の作動は、ホストコンピュータシステムまたは任意のハードウェアおよび／またはソフトウェアからプリンタ機構５２０への一連のコマンドを通して実現されえる。プリンタアセンブリ５２０は、コマンド信号および電源をコネクタ６６４（図６ｂ）を通してカートリッジ５３０の取手状部６５６に位置する制御回路６６０に送る。全体の印刷動作は、図５に示されるプリンタ機構５２０によって制御され、このプリンタ機構５２０はホストコンピュータから印刷カートリッジ５３０を受け入れ、処理し、かつ排出する。
【００４６】
図１０は、本発明のカートリッジ印刷システムが実現されえるカートリッジ半径方向印刷およびＣＤ−Ｒシステム１０００の概略図である。示されるように、ＣＤ−Ｒおよび半径方向印刷システム１０００は、上述のカートリッジ（不図示）を持つプリンタアセンブリ５２０を含む。印刷ヘッド４１０は、カートリッジの外へ伸長し、アクチュエータによって半径方向パス４１４に沿って動き、そのとき媒体１００は印刷ヘッド４１０の下で回転し（２１４）、この印刷ヘッド４１０は、印刷領域４４０と呼ばれる特定のターゲット位置においてディスク上にインクを配置するために軌道４３０に沿って射出する。
【００４７】
ペン制御システム１０５０は、ペン４１０の位置付けおよび射出を制御する。画像化アルゴリズム１０７２からの画像は、画像化システム２０２によって準備され、回転モータ２０８およびサーボ２０６と共に、エンコーダ１０４０からの回転情報によって同期化システム２０４と同期がとられる。ペン４１０は、ターゲット印刷領域４４０にインクオブジェクトを配置するために、それにより同期化して半径方向に印刷する。半径方向の印刷を可能にする機構は、同時係属中の（１）２００２年４月１８日に出願された米国特許出願第１０／１２５，６８１号、（２）２００１年３月２１日に出願された米国特許出願第０９／８１５，０６４号、および（３）２００１年７月２４日に発行された米国特許第６，２６４，２９５号にさらに記載され、これら出願および特許は、それらの全体がここで参照によって援用される。
【００４８】
図１１は、本発明のある実施形態による図６ｂのオンボードカートリッジ制御回路６６０のブロック図である。制御回路６６０の要素は、任意の適切な組み合わせのハードウェアおよび／またはソフトウェア内で実現されえる。示されるように制御回路は、カートリッジとのインタフェースを行う入力／出力インタフェース１１１０を含み、またカートリッジからの認証コード（例えばカートリッジシリアルナンバ１１５２を介して）をデコードする暗号デコーダ１１１２を含みえる。制御回路はまた、無効なカートリッジによる不正なアクセスを認証コードが示すかどうかを決定する機構（１１１８）を含みえる。もしアクセスが有効であるなら、印刷アセンブリおよび／またはカートリッジ１１５０内に位置するインクカウンタがアップデートまたはリセットされる。そうでないなら、アクセスは拒否され（１１１６）、カートリッジは使用不可能である。このアクセス機構は、正当なシリアルナンバを持つ特定のタイプのカートリッジだけを使用することを確実にするために実現されえる。
【００４９】
制御回路６６０はまた、カートリッジ１１５０がインク切れになったかどうかを決定する機構（１１２２）を含みえる。もしインクがないなら、レポート（１１２０）が発生され、それによりカートリッジを介してアクセスが拒否され（１１１６）、印刷が中断される。もし充分なインクがあるなら、印刷ヘッド４１０の射出はそれから可能になる（１１２４）。
【００５０】
他の代替のプリンタアセンブリおよびカートリッジの実施形態（不図示）において、印刷機構モータ６０６およびピニオンギア６０４はまた、カートリッジ５３０を引き込んだり、排出したりするように機能しえ、ここでかみ合い歯が外側カートリッジ側壁上に設けられ、ピニオンドライブギア６０４はカートリッジとかみ合って、ＣＤ−Ｒ媒体上を所定位置に動かす。
【００５１】
さらに他の代替の実施形態（不図示）においては、ユーザがカートリッジを中途半端に挿入するときにカートリッジがその後、自動的にＣＤ−Ｒ媒体２２０上の所定位置まで水平に動かされるように、外側カートリッジ側壁中の凹部にかみ合って係合するためにインターロッキングフックが用いられる。
【００５２】
他の代替の実施形態においては、カートリッジ５３０は、前面取手状部端部６５６または前面カートリッジドア６５４（図６ｂおよび６ｄ）を通してレバーアームに結合しえ、これらは印刷ヘッドを内側または外側に向かって半径方向中心線３３０に沿って位置付ける。この実施形態においては、印刷ヘッドブラッダアセンブリ６２０は、ピニオンギアではなくレベルアームによって作動されるとき、カートリッジ５３０のハウジングの内部の修正されたトラック溝６３６に追従し、印刷ヘッド位置だけの垂直位置８００のプロファイルを描き（図８ａおよび８ｂ）、一方で印刷ヘッド整備の機能は依然としてカムシャッタホイールによって実行される。さらに他の代替の実施形態（不図示）においては、印刷ヘッド整備の機能は、代わりにカムシャッタホイールの代わりに設けられたスライディングレバーアーム機構によって実行されえる。
【００５３】
図１２は、本発明の代替の実施形態によってリニアアクチュエータを使用する運動機構を有するカートリッジの概略透視図である。図１３は、図１２のリニアアクチュエータの側面図の概略図であり、カートリッジおよび印刷ヘッドの内部要素の相対的な垂直の動きを示す。図１４は、図１２のリニアアクチュエータの上部図の概略図である。図１２および１３に示されるように、カートリッジは、それぞれ２つの外部レバーアーム１２１２および１２１６と係合する２つのアタッチメント機構１２２０および１３１４の形をとる運動機構を含み、外部レバーアーム１２１２および１２１６は２つのモータ１２１０および１２１４とそれぞれ結合される。レバーアームおよびモータは、印刷アセンブリ（不図示）の一部を形成する。カートリッジ５３０が印刷アセンブリ内に挿入されるとき、レバーアームは、アタッチメント機構と係合するためにカートリッジ５３０内に挿入される。
【００５４】
一方のアタッチメント機構１２２０は、ブラッダアセンブリ６２０と結合し、もう一方のアタッチメント機構１３１４は、可動サービスプラットフォーム１３２０に結合される。レバーアーム１２１２がアタッチメント機構１２２０に係合されるとき、ブラッダアセンブリおよび印刷ヘッド４１０は、向き７３４に動かされえて、印刷ヘッド半径方向に媒体２２０上を移動する。ブラッダアセンブリ６２０はまたトラック１３１０内でピン６５０を介して停止する。スプリング６１２は、ブラッダアセンブリに対して圧力を加え、ブラッダアセンブリがトラック１３１０に留まるようにする。
【００５５】
トラックは、印刷ヘッド４１０の位置付けを行う垂直プロファイル６５６を与える。印刷ヘッドがカートリッジの外へと動かされて媒体上に位置すると、トラック１３１０は、印刷ヘッドを低くするよう働く。印刷ヘッドがカートリッジ内に引き込まれるとき、トラック１３１０は、印刷ヘッドを持ち上げるように働く。図１５は、図１２のリニアアクチュエータの側面の概略図であり、印刷ヘッドがキャップを付けられた位置にある、カートリッジの重要な内部要素の相対的垂直配置を示す。ブラッダアセンブリ６２０は、ピボット点６２４を含み、これを支点にして側面レールガイド溝６３６に沿ってスライドする（図６ｂ）。
【００５６】
レバーアーム１２１６がアタッチメント機構１３１４と係合するとき、可動サービスプラットフォーム１３２０は、支点１３１６の周りに時計回りに回転し（７１４）、それにより印刷ヘッド４１０を順番に吐出（６４４）、拭き取り（６４６）、およびキャップ付け（６４８）と動かす（図１４参照）。サービスステーションプラットフォーム１３２０は、印刷動作の妨げにならず、印刷ヘッドのメンテナンスを可能にする任意の適切な形状を持ちえる。図１４に示されるように、サービスステーションプラットフォーム１３２０は、半円形状を持ちえる。
【００５７】
この特定の発明の好ましい実施形態において、半径方向印刷機構５２０の動きは、「ラックおよびピニオン」ギアによって駆動される。しかし動きは、半径方向に印刷ヘッド４１０を媒体２２０にわたって移動させる任意の適切な形態で適切なアクチュエータ１０６６およびモータ１０６０によって駆動されえる（図１０）。例えばアクチュエータ１０６６および並進モータ１０６０は、とりわけ螺旋ネジおよびステッピングモータ、ボイスコイル、位置フィードバック付きリニアドライブ、バンドアクチュエータおよびステッピングモータ、またはギアまたはリニアアクチュエータに結合されたシザージョイントの形をとりえる。モータ６０６によって駆動されるピニオンギア６０４（図６ｃ）は、プリンタのハウジング５２０内にマウントされ、ラック６１６はカムシャッタ６１０の外側周囲６１４上のギア歯６１６として設けられる。カートリッジ５３０が挿入されるとき、ピニオン６０４は、ラック６１６と係合し、システムは印刷ヘッド位置と同期する。動作中、ピニオンギア６０４は、図８に示されるように印刷ヘッド位置プロファイルで駆動する。上のグラフ８００（図８ａ）は、カムシャッタホイール６１４の３６０度回転のあいだの垂直位置を示す。ここに示されるように印刷ヘッド４１０は、より高い格納位置８１４から動き始め、より低い印刷位置８０６へと動き、印刷中にＣＤ−Ｒ媒体２２０の表面上を一定の高さで移動する。整備領域８１０および８１２に戻るとき、印刷ヘッド４１０は、それから後退し、最終的には格納位置８１４でもう一度サイクルを繰り返す準備をする。
【００５８】
代替の実施形態においては、カムシャッタホイール６１０は、単一のトラック７１０の代わりに複数の螺旋を用いてＣＤ−Ｒ媒体表面２２０の半径３３０に沿って印刷ヘッド４１０を動かしてもよい。この代替の実施形態においては、印刷ヘッド４１０は、よりゆっくりと動くことで、カムシャッタホイール６１０の螺旋トラックに沿って追加の回転が一つ加わるたびに、実効的な半径方向解像度および半径方向の動きの正確さを増すことができる。
【００５９】
要するに、カートリッジ５３０は、印刷するように、つまり媒体の任意の形状の所望のパターンを形成するように構成されえる。カートリッジ５３０は、挿入のために、かつ内部印刷ヘッド４１０および内部サービスステーション要素６６４、６４６、および６４８（図６）の内部または外部駆動のために、カートリッジおよび半径方向印刷アセンブリの実現された形状に適する任意の形態で構成されえ、例えば５００または９００（図９）で表されたものであろうと、あるいは任意の適切な形状および構成であろうとよい。
【００６０】
上述の本発明は、明瞭な理解のためにある程度の詳細をもって説明されてきたが、ある種の変更および改変が添付の特許請求の範囲の中で行われてもよいことが理解されよう。例えばカムシャッタはオプションであって、カートリッジ設計から除外されてもよい。さらにカートリッジは、内側から外側エッジではなく、まず媒体の外側エッジから内側エッジへと印刷ヘッドを動かすように容易に構成されえる。他の例として、複数の部品からなる印刷ヘッドーインクブラッダが用いられえる。したがって説明された実施形態は、例示的であって、限定的ではなく、本発明はここに挙げられた詳細に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物全体によって規定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来の印刷システムを示す図である。
【図２】半径方向印刷システムの概略図である。
【図３ａ】図１で典型的に用いられる従来のインクジェットカートリッジアセンブリの底面ノズル表面パターンの概略図である。
【図３ｂ】半径方向印刷システム中で半径方向極座標線上に重ねられた従来のカートリッジアセンブリのノズルパターンの概略図である。
【図４ａ】本発明のある実施形態によるＣＤ−Ｒ媒体の半径上にあり実質的にそれに沿うノズルを持つ半径方向カートリッジアセンブリの半径方向印刷ヘッドの概略図である。
【図４ｂ】本発明のある実施形態による半径方向印刷システム中の回転する媒体上の半径方向座標線に対する半径方向カートリッジ印刷ヘッドの半径方向ノズルパターンの最適な配置の概略図である。
【図５】本発明のある実施形態によるスリムライン型ＣＤ−Ｒドライブおよび半径方向印刷システムを含むコンビ装置の概略図である。
【図６ａ】本発明のある実施形態による図５のカートリッジの概略透視図である。
【図６ｂ】本発明のある実施形態による図５のカートリッジの概略側面図である。
【図６ｃ】本発明のある実施形態による図６ａおよび６ｂのカートリッジのカムホイールの概略上面図である。
【図６ｄ】本発明のある実施形態による、印刷ヘッドが引き込むときの部分的に閉じた位置にある図６ａおよび６ｂのカートリッジのカムホイールの概略透視端部図である。
【図７ａ】本発明のある実施形態による印刷およびメンテナンスサイクル内のさまざまな段階におけるカートリッジおよび媒体２２０に対するカムホイールおよび印刷ヘッドの概略上面図である。
【図７ｂ】本発明のある実施形態による印刷およびメンテナンスサイクル内のさまざまな段階におけるカートリッジおよび媒体２２０に対するカムホイールおよび印刷ヘッドの概略上面図である。
【図７ｃ】本発明のある実施形態による印刷およびメンテナンスサイクル内のさまざまな段階におけるカートリッジおよび媒体２２０に対するカムホイールおよび印刷ヘッドの概略上面図である。
【図７ｄ】本発明のある実施形態による印刷およびメンテナンスサイクル内のさまざまな段階におけるカートリッジおよび媒体２２０に対するカムホイールおよび印刷ヘッドの概略上面図である。
【図７ｅ】本発明のある実施形態による印刷およびメンテナンスサイクル内のさまざまな段階におけるカートリッジおよび媒体２２０に対するカムホイールおよび印刷ヘッドの概略上面図である。
【図７ｆ】本発明のある実施形態による印刷ヘッドが完全にキャップがされる位置まで引き込まれ、カムシャッタが閉じた位置にあるときのカートリッジおよび回転するカムシャッタホイールの概略側面図である。
【図８ａ】本発明のある実施形態によるＣＤ−Ｒ媒体およびカートリッジハウジングに対する印刷ヘッドの相対垂直位置の概略図である。
【図８ｂ】本発明のある実施形態によるＣＤ−Ｒ媒体およびカートリッジハウジングに対する印刷ヘッドの相対水平位置の概略図である。
【図９ａ】本発明の代替の実施形態によるＣＤ−Ｒ半径方向印刷に用いられる伸長されたインクサプライカートリッジの概略透視図である。
【図９ｂ】本発明の代替の実施形態によるＣＤ−Ｒ半径方向印刷に用いられる伸長されたインクサプライカートリッジの概略側面図である。
【図１０】本発明のカートリッジが実現されえる半径方向印刷システムの概略図である。
【図１１】本発明のある実施形態による図６ｂのオンボードカートリッジ制御回路のブロック図である。
【図１２】本発明の代替の実施形態によるリニアアクチュエータを用いる運動機構を有するカートリッジの概略透視図である。
【図１３】カートリッジおよび印刷ヘッドの内部要素の相対垂直動きを示す図１２のリニアアクチュエータの側面図の概略図である。
【図１４】図１２のリニアアクチュエータの概略上面図である。
【図１５】印刷ヘッドがキャップをされる位置にあるときの、カートリッジの主要内部要素の相対垂直配置を示す、図１２のリニアアクチュエータの概略側面図である。
【図１】
2004528209.tif 000003
【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】
2004528209.tif 000009
【図６ａ】
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【図６ｂ】
2004528209.tif 000011
【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７ａ】
2004528209.tif 000014
【図７ｂ】
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【図７ｃ】
2004528209.tif 000016
【図７ｄ】
2004528209.tif 000017
【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図８ａ】
2004528209.tif 000020
【図８ｂ】
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【図９ａ】
2004528209.tif 000022
【図９ｂ】
2004528209.tif 000023
【図１０】
2004528209.tif 000024
【図１１】
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【図１２】
2004528209.tif 000026
【図１３】
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【図１４】
2004528209.tif 000028
【図１５】
2004528209.tif 000029
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年3月20日(2003.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する円形媒体上で半径方向に印刷する印刷カートリッジであって、
前記回転する円形媒体上にインクを射出するよう動作可能な複数のノズルを有するインク印刷ヘッド、および
前記インク印刷ヘッドと結合され、前記回転する円形媒体上を前記印刷ヘッドを半径方向に移動させ、前記印刷ヘッドを前記印刷カートリッジに対して動かすことを可能にする運動機構
を備える印刷カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、前記カートリッジがレセプタクルに結合されるとき、前記レセプタクルのアクチュエータと係合可能に設計され、前記アクチュエータは、前記印刷ヘッドを前記運動機構を介して動かすことが動作可能である印刷カートリッジ。
【請求項３】
請求項２に記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、前記印刷ヘッドに結合されたピンを受け入れる溝を有するカムホイールであり、前記カムホイールは、前記カートリッジが前記レセプタクルに結合されるとき前記レセプタクルの前記アクチュエータに係合され、前記アクチュエータは、前記カムホイールを回転し、前記溝に沿って動くピンを介して前記印刷ヘッドを動かすように動作可能である印刷カートリッジ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、前記印刷ヘッドに結合されたインク貯蔵部を支持するブラッダアセンブリをさらに備え、前記ブラッダアセンブリも前記印刷ヘッドに結合される印刷カートリッジ。
【請求項５】
請求項４に記載の印刷カートリッジであって、前記ブラッダアセンブリは、前記ブラッダアセンブリの２つの対向する側面上に２つの支点を含み、前記支点はスライド可能かつピボット可能に前記カートリッジの内側表面の２つのレールと係合するように配置される印刷カートリッジ。
【請求項６】
請求項３または５に記載の印刷カートリッジであって、前記溝は、前記カムホイールが回転するとき、前記印刷ヘッドの垂直および水平運動を可能にするよう構成される印刷カートリッジ。
【請求項７】
請求項３ないし６のいずれかに記載の印刷カートリッジであって、前記カムホイールは、前記印刷ヘッドをメンテナンスするサービスステーションを含む印刷カートリッジ。
【請求項８】
請求項７に記載の印刷カートリッジであって、前記サービスステーションは、吐出、拭き取り、およびキャプ付けを行う装置を含む印刷カートリッジ。
【請求項９】
請求項７または８に記載の印刷カートリッジであって、前記溝は、前記サービスステーション上で前記印刷ヘッドを回転するようさらに構成される印刷カートリッジ。
【請求項１０】
請求項２ないし３および５ないし９のいずれかに記載の印刷カートリッジであって、前記カートリッジおよび前記レセプタクルは、前記印刷ヘッドが前記媒体上を移動するとき、前記カートリッジが前記回転媒体に対して固定した位置に留まるようにともに構成される印刷カートリッジ。
【請求項１１】
請求項２に記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、前記印刷ヘッドに結合されたアタッチメント機構を含み、前記アタッチメント機構は、前記カートリッジが前記レセプタクルに結合されるとき、前記レセプタクルの前記アクチュエータと係合可能であり、前記アクチュエータは、前記アタッチメント機構を介して前記印刷ヘッドを動かすよう動作可能である印刷カートリッジ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の印刷カートリッジであって、前記アクチュエータは、前記カートリッジが前記レセプタクルに挿入されるとき前記アタッチメント機構に係合可能なレバーアームに結合されたモータを含む印刷カートリッジ。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、サービスプラットフォームに結合された第２アタッチメント機構を含み、前記アタッチメント機構は、前記カートリッジが前記レセプタクルと係合するとき、前記レセプタクルの第２アクチュエータと係合可能であり、前記第２アクチュエータは、前記第２アタッチメント機構を介して前記印刷ヘッドに対して前記サービスプラットフォームを動かすように動作可能である印刷カートリッジ。
【請求項１４】
請求項１ないし６および９ないし１３のいずれかに記載の印刷カートリッジであって、前記印刷ヘッドの前記ノズルを清掃および／またはキャッピングすることによって印刷ヘッドを整備するように構成される印刷整備要素をさらに備える印刷カートリッジ。
【請求項１５】
請求項２ないし１４のいずれかに記載の印刷カートリッジであって、前記カートリッジは、前記プリンタレセプタクルと結合するような大きさであり、前記プリンタレセプタクルは、標準スリムラインＣＤ−Ｒ装置の近傍に、またはそれと統合して位置付けられ、前記カートリッジ、前記プリンタレセプタクルおよび前記標準スリムラインＣＤ−Ｒ装置が実質的に標準１／２高コンピュータベイに収まる印刷カートリッジ。
【請求項１６】
インクを回転する円形媒体上に射出するよう動作可能である複数のノズルを有するインク印刷ヘッドと、前記回転円形媒体上の前記印刷ヘッドの半径方向の動きを可能にする前記インク印刷ヘッドに結合された運動機構とを有するカートリッジを用いて回転する媒体上に半径方向に印刷する方法であって、
前記カートリッジの前記運動機構に係合することによって、前記回転円形媒体上で前記印刷ヘッドを動かし、それにより前記印刷ヘッドを前記カートリッジに対して動かすこと、および
前記回転する円形媒体上にインクを射出すること
を含む方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、前記カートリッジの前記運動機構に係合することによって、前記印刷ヘッドの能動的整備を行うことをさらに含む方法。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の方法であって、前記カートリッジをスリムラインプリンタシステムに挿入することによって、前記カートリッジの前記運動機構の係合をアクティベートすることをさらに含む方法。
【請求項１９】
請求項１６または１７に記載の方法であって、標準高コンピュータベイ内に収まるような大きさのコンビネーションコンパクトディスクレコーダおよびプリンタシステムに前記カートリッジを挿入することによって、前記カートリッジの前記運動機構の係合をアクティベートすることをさらに含む方法。
【請求項２０】
半径方向印刷およびコンパクトディスクレコーディング（ＣＤ−Ｒ）のシステムであって、
回転する媒体上に記録するＣＤ−Ｒ装置であって、前記ＣＤ−Ｒ装置は、標準スリムラインの大きさを有するＣＤ−Ｒ装置、および
カートリッジを受け入れる半径方向印刷レセプタクルであって、前記ＣＤ−Ｒ装置の近傍またはそれと統合して位置付けられる半径方向印刷レセプタクル
を備えるシステムであって、
前記半径方向印刷レセプタクルおよびカートリッジは、前記回転媒体上に印刷するよう動作可能であり、前記半径方向印刷レセプタクルおよびカートリッジは、前記半径方向印刷レセプタクル、カートリッジ、およびＣＤ−Ｒ装置が実質的に標準１／２高コンピュータベイ内に収まるような大きさであって、
前記カートリッジは、
前記回転する円形媒体上にインクを射出するよう動作可能な複数のノズルを有するインク印刷ヘッド、および
前記インク印刷ヘッドと結合され、前記回転する円形媒体上を前記印刷ヘッドを半径方向に移動させ、前記印刷ヘッドを前記印刷カートリッジに対して動かすことを可能にする運動機構であって、前記半径方向の運動は、前記回転する媒体の円周運動に対してである運動機構
を含むシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のシステムであって、前記運動機構は、前記カートリッジがレセプタクルと結合されるとき、前記レセプタクルのアクチュエータと係合可能に設計され、アクチュエータは前記印刷ヘッドを前記運動機構を介して動かすように動作可能であるシステム。
【請求項２２】
請求項１に記載の印刷カートリッジであって、前記複数のノズルは、単一のリニアアレイ内にアラインされる印刷カートリッジ。
【請求項２３】
請求項１に記載の印刷カートリッジであって、前記運動機構は、実質的に前記印刷カートリッジ内に収納される印刷カートリッジ。
【国際調査報告】
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