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技術 互いに近接して隔置されたノズルを有するプリントヘッドについて一層低いデータレートを用いるシステム及び方法

出願人 エイチピー・インク
発明者 ロナルド・エイ・アスケランドマーク・エス・ヒックマン
出願日 2002年6月27日 (18年0ヶ月経過) 出願番号 2002-187567
公開日 2003年2月18日 (17年4ヶ月経過) 公開番号 2003-048319
状態 拒絶査定
技術分野 インクジェット(インク供給、その他) インクジェット(粒子形成、飛翔制御)
主要キーワード 各小区分 発射レート 発射ノズル 発射周波 アドレスシステム ヒータアレイ 気化チャンバ 精確さ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

高ノス゛ル/インチのフ゜リントヘット゛に一層低いテ゛ータレート(312)及び一層少ないメモリを用いるシステム及び方法を提供する。

解決手段

フ゜リントシステム(100)は、フ゜リント媒体(114)上にインクをフ゜リントするフ゜リントヘット゛アセンフ゛リ(110)及びインク供給源(112)を含む。フ゜リントヘット゛アセンフ゛リ(110)は、フ゜リントヘット゛本体、インクチャネル(121)、半導体ウェハ等の基板、ノス゛ル部材(120)、ウェハとノス゛ル部材との間に配置された障壁層とを含む。ノス゛ル部材(120)は、個々のインクチャネル(121)に結合された複数のノス゛ルを有し、フ゜リントヘット゛本体に対して適当な接着層を用いて所定の位置で固定される。フ゜リントヘット゛(110)は、複数のノス゛ルからのインクの噴出を制御できるファームウェアソフトウェア、又はあらゆる適当なフ゜ロセッサとすることが可能なコントローラ(116)を有する。コントローラ(116)は、ハ゛ッファメモリ(302)に格納されているテ゛ータを受け取り、該テ゛ータからヒータアレイにおける基本要素アトレス(308)を特定し、及び該ヒータアレイ内のヒータ要素(117)の発射ハ゜ルスレートを決定する。

概要

背景

インクジェットプリンタは、プリント媒体用に関して規定されたアレイの特定の場所に個々のドットからなるパターンプリントすることによりプリント画像を生成する。各場所は、直線アレイにおける小さなドットとして都合よく視覚化される。この位置は、「ドット場所」、「ドット位置」、又は「画素」と呼ばれる場合がある。このため、プリント動作は、複数のドット場所からなるパターンをインクのドットで満たすことであると考えることができる。

インクジェットプリンタは、非常に小さなインク滴をプリント媒体上に噴出することによってドットをプリントし、一般に1つ又は2つ以上のプリントカートリッジを支持する可動キャリッジを含む。その各プリントカートリッジは、インク噴出ノズルを有するノズル部材を備えたプリントヘッドを有する。該キャリッジはプリント媒体の表面の上方を横切る。インクリザーバ等のインク供給源が、ノズルにインクを供給する。ノズルは、マイクロコンピュータその他コントローラコマンドに従って適当な時点でインク滴を噴出するよう制御される。インク滴を塗布するタイミングは、プリント中の画像の画素パターンに対応するよう意図されたものとなる。

一般に、小さな薄膜抵抗といった小さな電気加熱手段を使用して気化チャンバ内に配置された少量のインクを急速に加熱することにより、小さなインク滴が、ノズルからオリフィスを通って噴出される。かかる小さな薄膜抵抗は、通常は、気化チャンバに隣接して配置される。インクを加熱することにより該インクを気化させてオリフィスから噴出させる。具体的には、1つのインクドットについて、外部電源からの電流が、選択された気化チャンバの選択された薄膜抵抗を通る。次いで該薄膜抵抗が加熱されて、当該選択された気化チャンバ内に配置されたインクの薄い層が過熱され、これにより爆発的な気化が生じ、その結果、当該ノズルからプリント媒体上にインク滴が噴出される。高いプリント品質を確保する際の非常に重要な要因の一つは、噴出されたインク滴のプリント媒体上での配置である。

インク滴のプリント媒体上での正確な配置を保証する際に存在する問題の一つは、ノイズの低減又は補償である。ノイズは、機械的、電気的、又はその他のノイズ源から発生する可能性があり、該ノイズによってプリント媒体上のインク滴がランダムな群をなして帯状部(band)が形成されることになる。これは、意図的なノイズ、ディザリングパターン、又はプリント対象となる矩形グリッド位置の非対称分解能(asymmetric resolution)を導入することにより、相殺することができる。多数のノズル及び/又はマルチパス(multiple passes)を用いるシステムの場合には、受動的冗長性(passive redundancy)又は能動的なノズルの置換によって帯状化(banding)を相殺することが可能である。かかるシステムは、より高いデータレート、より大きなバッファメモリ、及びより高い発射パルスレートを必要とするものとなる。

概要

高ノス゛ル/インチのフ゜リントヘット゛に一層低いテ゛ータレート(312)及び一層少ないメモリを用いるシステム及び方法を提供する。

フ゜リントシステム(100)は、フ゜リント媒体(114)上にインクをフ゜リントするフ゜リントヘット゛アセンフ゛リ(110)及びインク供給源(112)を含む。フ゜リントヘット゛アセンフ゛リ(110)は、フ゜リントヘット゛本体、インクチャネル(121)、半導体ウェハ等の基板、ノス゛ル部材(120)、ウェハとノス゛ル部材との間に配置された障壁層とを含む。ノス゛ル部材(120)は、個々のインクチャネル(121)に結合された複数のノス゛ルを有し、フ゜リントヘット゛本体に対して適当な接着層を用いて所定の位置で固定される。フ゜リントヘット゛(110)は、複数のノス゛ルからのインクの噴出を制御できるファームウェアソフトウェア、又はあらゆる適当なフ゜ロセッサとすることが可能なコントローラ(116)を有する。コントローラ(116)は、ハ゛ッファメモリ(302)に格納されているテ゛ータを受け取り、該テ゛ータからヒータアレイにおける基本要素アトレス(308)を特定し、及び該ヒータアレイ内のヒータ要素(117)の発射ハ゜ルスレートを決定する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
1件

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請求項1

プリントヘッドアセンブリ(110)であって、該プリントヘッドアセンブリ(110)に結合されてインクを供給するインク供給源(112)と、該インク供給源(112)に結合され、及び複数のノズルを有する、ノズル部材(120)と、前記複数のノズルからのインクの噴出を制御するコントローラ(116)であって、発射するノズルの数を制限すると同時に各ノズルの発射のデータレート(312)を低減させることによりインク滴の配置の精確さ及び精密さを維持する、コントローラ(116)とを含む、プリントヘッドアセンブリ(110)。

請求項2

前記データレート(312)、メモリ電力、及び前記インク供給源(112)を小さくした、請求項1に記載のプリントヘッドアセンブリ(110)。

請求項3

インクを加熱するヒータ要素(117)を有するヒータアレイを更に含み、前記コントローラ(116)が、前記ヒータアレイにおける発射すべきヒータ要素(117)を選択する、請求項1に記載のプリントヘッドアセンブリ(110)。

請求項4

前記コントローラ(116)が、単一のスワスと多数のスワスの少なくとも一方で前記ノズルの発射順を決定する、請求項1に記載のプリントヘッドアセンブリ(110)。

請求項5

平方向のプリントデータ垂直軸においてエンコードされるように所定数のノズルがオフセットされ、水平軸におけるプリントスワス解像度が維持され、及びプリント出力を生成するのに必要なデータレートが1/2に低下する、請求項1に記載のプリントヘッドアセンブリ(110)。

請求項6

前記コントローラ(116)が、前記ノズルの発射順を決定して、プリント媒体(114)上の帯状化を低減させる順序付けされたパターン(ordered pattern)を生成する、請求項1に記載のプリントヘッドアセンブリ(110)。

請求項7

複数のノズルを有するプリントヘッド(110)により生成されるインク滴を精確に配置する方法であって、前記プリントヘッド(110)にインク供給源(112)を配設し、前記複数のノズルからのインクの噴出を制御して(116)インク滴の配置の精確さ及び精密さを維持し、発射するノズルの数を制限すると同時に各ノズルの発射のデータレート(312)を選択的に低減させる、という各ステップを含む方法。

請求項8

ヒータ要素(117)を有するヒータアレイでインクを加熱し、該ヒータアレイにおける発射すべきヒータ要素を選択する、という各ステップを更に含む、請求項7に記載の方法。

請求項9

前記ノズル(120)の発射を行うシーケンスを変更して該ノズル(120)により生成されるドットの位置を1つの列内で変更するステップを更に含む、請求項7に記載の方法。

請求項10

前記プリントヘッド(110)により生成されるプリント出力上の帯状化を低減させる順序付けされたパターンを生成するよう前記ノズルの発射順を決定するステップを更に含む、請求項7に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、一般にインクジェットその他のタイプのプリンタに関し、特に1インチ当たりのノズル数の多いプリントヘッドについて低いデータレートを用いるシステム及び方法に関する。

背景技術

0002

インクジェットプリンタは、プリント媒体用に関して規定されたアレイの特定の場所に個々のドットからなるパターンプリントすることによりプリント画像を生成する。各場所は、直線アレイにおける小さなドットとして都合よく視覚化される。この位置は、「ドット場所」、「ドット位置」、又は「画素」と呼ばれる場合がある。このため、プリント動作は、複数のドット場所からなるパターンをインクのドットで満たすことであると考えることができる。

0003

インクジェットプリンタは、非常に小さなインク滴をプリント媒体上に噴出することによってドットをプリントし、一般に1つ又は2つ以上のプリントカートリッジを支持する可動キャリッジを含む。その各プリントカートリッジは、インク噴出ノズルを有するノズル部材を備えたプリントヘッドを有する。該キャリッジはプリント媒体の表面の上方を横切る。インクリザーバ等のインク供給源が、ノズルにインクを供給する。ノズルは、マイクロコンピュータその他コントローラコマンドに従って適当な時点でインク滴を噴出するよう制御される。インク滴を塗布するタイミングは、プリント中の画像の画素パターンに対応するよう意図されたものとなる。

0004

一般に、小さな薄膜抵抗といった小さな電気加熱手段を使用して気化チャンバ内に配置された少量のインクを急速に加熱することにより、小さなインク滴が、ノズルからオリフィスを通って噴出される。かかる小さな薄膜抵抗は、通常は、気化チャンバに隣接して配置される。インクを加熱することにより該インクを気化させてオリフィスから噴出させる。具体的には、1つのインクドットについて、外部電源からの電流が、選択された気化チャンバの選択された薄膜抵抗を通る。次いで該薄膜抵抗が加熱されて、当該選択された気化チャンバ内に配置されたインクの薄い層が過熱され、これにより爆発的な気化が生じ、その結果、当該ノズルからプリント媒体上にインク滴が噴出される。高いプリント品質を確保する際の非常に重要な要因の一つは、噴出されたインク滴のプリント媒体上での配置である。

0005

インク滴のプリント媒体上での正確な配置を保証する際に存在する問題の一つは、ノイズの低減又は補償である。ノイズは、機械的、電気的、又はその他のノイズ源から発生する可能性があり、該ノイズによってプリント媒体上のインク滴がランダムな群をなして帯状部(band)が形成されることになる。これは、意図的なノイズ、ディザリングパターン、又はプリント対象となる矩形グリッド位置の非対称分解能(asymmetric resolution)を導入することにより、相殺することができる。多数のノズル及び/又はマルチパス(multiple passes)を用いるシステムの場合には、受動的冗長性(passive redundancy)又は能動的なノズルの置換によって帯状化(banding)を相殺することが可能である。かかるシステムは、より高いデータレート、より大きなバッファメモリ、及びより高い発射パルスレートを必要とするものとなる。

発明が解決しようとする課題

0006

プリント品質を高くする際の別の問題として、画像を生成するのに必要なパス数及びノズル数を制御することが挙げられる。シングルパスの場合、プリントヘッドは、プリント媒体に1200dpiでプリントする際に、1インチ当たり2400個のノズル(2400npi)を使用する可能性がある。別のプリントヘッド構成では、プリント媒体に600dpiでプリントする際に、シングルパスで600npiを使用し、この場合に1つのノズル当たり2つのインク滴を発射することが可能である。前者の場合には、プリントヘッドへのデータを増大させ、プリントされるデータを増大させ、したがってプリントヘッドのヒータ要素への発射パルスを増大させることが必要となる。したがって、高品質プリント出力を生成する一層効率的なシステムが必要とされている。

課題を解決するための手段

0007

上述の従来技術における制限を克服するため、及び本明細書を読み理解すれば明白になるその他の制限を克服するために、本発明は、高ノズル/インチ(npi)の(すなわち1インチ当たりのノズル数の多い)プリントヘッドについて一層低いデータレートを用いるシステム及び方法において実施される。

0008

本発明のプリントシステムは、プリント媒体上にインクをプリントするためのプリントヘッドアセンブリ及びインク供給源を含む。該プリントヘッドアセンブリは、プリントヘッド本体と、インクチャネルと、半導体ウェハ等の基板と、ノズル部材と、前記ウェハと前記ノズル部材との間に配置された障壁層とを含む。前記ノズル部材は、それぞれのインクチャネルに結合された複数のノズルを有し、プリントヘッド本体に対して適当な接着層を用いて所定の位置で固定される。プリントヘッドはコントローラを有し、該コントローラは、複数のノズルからのインクの噴出を制御することができるファームウェアソフトウェア、又はあらゆる適当なプロセッサとすることが可能である。該コントローラは、バッファメモリに格納されているデータを受け取り、該データからヒータのアレイにおける基本要素アドレス(primitive addresses)を割り当て、及び該ヒータのアレイ内のヒータ要素の発射パルスレートを決定するものとして、集積回路内に画定することが可能なものである。該コントローラは、あらゆる適当な集積回路の製造プロセス又はプログラミングプロセスにより作成することが可能である。

0009

該コントローラは、単一のスワス(swath)又は多数のスワスにおける各ノズルの発射順を決定する。また、1つのノズルにより生成される1つのドットの位置を、基本要素アドレスが発射されるシーケンスを変更することにより、1つの列内で変更することが可能である。プリントヘッドは、1つの基本要素当たり12個までのアドレスを有することが可能である。本発明の一実施形態では、奇数番号を付したあらゆるノズルは、偶数番号を付したノズルからオフセットされており、これにより水平方向のデータが垂直軸においてエンコードされるようになっている。この特徴は、水平軸におけるプリントスワス解像度を維持すると共に、このプリントを行うのに必要となるデータレートを1/2に低下させるものとなる。

0010

好ましい実施形態を例示する以下の説明及び図面を参照することにより本発明を更に理解することができる。例として本発明の原理を説明する図面と共に好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を参照することにより本発明の他の特徴及び利点が明白となろう。

発明を実施するための最良の形態

0011

本発明の以下の説明で参照する図面は、該説明の一部を構成するものであり、本発明を実施することが可能な具体的な実施形態を示したものである。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用し、また構造上の変更を行うことが可能であることが理解されよう。
I.本発明の概要
図1は、本発明を組み込んだプリントシステム全体のブロック図を示している。本発明のプリントシステム100は、高ノズル/インチ(npi)のプリントヘッドに一層低いデータレートを用いるプリントヘッドアセンブリ110を含む。該プリントヘッドアセンブリ110は、インク供給源112及びプリント媒体114を含む。該プリントヘッドアセンブリ110は、コントローラ116、ヒータ要素117、及び関連するインクチャネル121と流体的連絡したオリフィス又はノズル120を有するインクチャンバ118を含む。

0012

高ノズル/インチ(npi)のプリントヘッドのプリント動作時には、インクがインク供給源112からプリントヘッドアセンブリ110の内側部分(インクリザーバ等)に供給される。プリントヘッドアセンブリ110の内側部分は、インクをインクチャンバ118に供給して、隣接するノズル120を通ってインクが噴出できるようにする。すなわち、プリントヘッドアセンブリ110は、コントローラ116からコマンドを受け取り、インクをプリントし所望のパターンを形成して、プリント媒体114上にテキスト及び画像を生成する。この所望のパターンのプリント品質は、インク滴がプリント媒体114上に精確に配置されるかどうかによって決まる。

0013

プリント品質を維持する方法の一つは、インク滴の配置の精確さ及び精密さ(accuracy and precision)を改善することである。この改善を、発射ノズル数を制限することにより及び各ノズルの発射レートを低下させることにより達成できる場合には、データレート、メモリ電力、及びインク供給源が全て小さくなることになる。これを達成するために、本発明の一実施形態では、コントローラ116が、ヒータ要素117のアレイ中のヒータ要素を選択する。コントローラ116は、ヒータ要素117のアレイへのデータレートを低下させ、これによりノズルアレイ120による発射レートが低くなる。このデータレート及び発射レートの低下は、プリントシステムに必要な電力及びインクが少なくなることを意味している。
II.例示的なプリントシステム
図2は、本発明を組み込んだ例示的な高速プリンタを、その説明のみを目的として示したものである。概して言えば、プリンタ200は、高ノズル/インチ(npi)のプリントヘッドに一層低いデータレートを組み合わせたものであり、プリント媒体114(図1に示す)を保持するためのトレイ222を含む。プリント動作が開始されると、シート紙等のプリント媒体114が、好ましくはシートフィーダ226を使用して、トレイ222からプリンタ200内へと送られる。次いで該シート紙が、U字方向に向きを変え、逆方向に出力トレイ228に向かって移動する。直線状の用紙経路といった他の用紙経路もまた使用可能である。

0014

シート紙は、プリントゾーン230内で停止し、次いで1つ又は2つ以上のプリントカートリッジ236を支持する走査キャリッジ234が該シート紙を横切って走査されて、該シート紙上にインクのスワスがプリントされる。1回の走査又は多数回の走査の後、シート紙は、例えばステッパモータ及び送りローラを使用して、プリントゾーン230内の次の位置へと増分的にシフトされる。キャリッジ234が再びシート紙を横切って走査されて、次のインクのスワスがプリントされる。このプロセスは、シート紙全体のプリントが完了するまで繰り返され、完了した時点で該シート紙が出力トレイ228内へと排出される。

0015

本発明は、グリットホイール(grit wheel)又はドラム技術を組み込んでプリント媒体114を支持しプリントヘッドアセンブリ110に対して移動させるものといった他のプリントシステム(図示せず)にも同様に適用可能である。グリットホイールを用いる構成の場合には、グリットホイール及びピンチローラが1つの軸に沿って媒体を前後に移動させる一方で、1つ又は2つ以上のプリントヘッドを支持するキャリッジが直交軸に沿って媒体を走査する。また、ドラムプリンタを用いる構成の場合には、媒体は回転ドラムに取り付けられ、該回転ドラムが1つの軸に沿って回転する一方で、1つ又は2つ以上のプリントヘッドを支持したキャリッジが直交軸に沿って媒体を走査する。ドラムを用いる構成及びグリットホイールを用いる構成の何れの場合も、走査は、典型的には、図2に示すシステムの場合と同様に、前後方向に移動する態様では行われない。

0016

プリントカートリッジ236は、高ノズル/インチ(npi)のプリントヘッドに一層低いデータレートを用いるタイプのものであり、走査キャリッジ234に対して取り外し可能に取り付け、又は永久的に取り付けることが可能である。また、プリントカートリッジ236は、図1に示すインク供給源112のように、自蔵式インクリザーバをプリントヘッド本体内に有することが可能である。かかる自蔵式インクリザーバは、プリントカートリッジ236を再利用するためにインクを再充填することが可能なものである。代替的には、複数のプリントカートリッジ236の各々は、可撓性導管240を介して、インク供給源112(図1に示す)として働く複数の固定式の又は取り外し可能なインク容器242のうちの1つに流体的に連絡させることが可能である。更なる代替例として、インク供給源112は、プリントカートリッジ236とは別個の又はプリントカートリッジ236から分離可能でキャリッジ234に取り外し可能に取り付けることが可能な、1つ又は2つ以上のインク容器とすることが可能である。本発明は、あらゆるプリントヘッド及びプリンタの構成にも組み込むことができることに留意されたい。
III.構成要素及び動作の詳細
図1及び図2図3と共に参照すると、高ノズル/インチ(npi)のプリントヘッドに一層低いデータレートを用いるプリントヘッドアセンブリ110は、コントローラ116、ヒータ要素117のアレイ、及びノズルアレイ120を備えている。コントローラ116は、任意の集積回路、ソフトウェア、及びファームウェア等とすることが可能である。ヒータ要素117のアレイは、非常に多数の要素又は抵抗から構成することが可能である。各抵抗は、特定のグループをなす抵抗(以下、基本要素(primitive)と称す)に割り当てられる。本発明のプリントヘッドは、任意数の多数の小区分(subsections)へと構成することが可能であり、この場合、その各小区分は、特定数の抵抗と基本要素アドレスとを含む特定数の基本要素を有するものとなる。

0017

コントローラ116は、バッファメモリ304、論理マッピングシステム306、基本要素アドレスファイル308、隣接基要素アドレスファイル310、及びデータレートコントローラ312を含む。データ入力130からシステムにデータが入力されると、該データがコントローラ116のバッファメモリ304内に保持されると共に、論理マッピングシステム306が該データを分析する。論理マッピングシステム306が該データのための画素位置を割り振った後、かかる位置がそれぞれの基本要素アドレス308において登録される。

0018

隣接基本要素アドレスファイル310は同じ時間フレームアクティブになる。アドレスファイル308,310には、データレートシステム312によって発射レートが割り当てられ、この情報が次いでヒータ要素アレイ117に送られる。ヒータ要素アレイ117は、インクチャンバ118内のインクを加熱し、インクノズルアレイ120内のノズルを通してインク滴を吐出させる。インクノズルアレイ120は、好ましくは、ヒータ要素アレイ117を通る複数の互いに平行で互いにオフセットされたノズルの行を含む。互いにオフセットされていない平行なノズル行といった他のノズル構成を用いることも可能である点に留意されたい。

0019

図4は、シングルパス及びマルチパスモードで用いられる本発明を示す高レベルフロー図である。図1ないし図3並びに図4を参照すると、プリントヘッドアセンブリ110は、コントローラ116、バッファメモリ304、論理マッピングシステム306、基本要素アドレスファイル308、及び隣接基本要素アドレスファイル310を含む。該論理マッピングシステム306はデータの編成を行う。このプロセスでは、プリントスワス内にシングルパスが存在するかマルチプルパスが存在するかに関して判定が行われる。このパス数の選択が、パス(1〜n)選択システム402に送られた後、基本要素アドレスファイル308又は隣接基本要素アドレスファイル310における部位(site)が稼働される。

0020

低コストプリンタにおいて高ノズル/インチ(npi)のプリントヘッドを用いる場合の問題の一つは、かかるプリントヘッドがデータレート及びスワスバッファメモリ要件を増大させるものであることにある。36kHzで発射される600npiのプリントヘッドと、やはり36kHzで発射される2400npiのプリントヘッドとを比較した場合、後者のプリントヘッドへのデータレートは前者の4倍に増大する。本発明の特徴の一つは、プリントヘッドを一層低いデータレートで動作させることにより、高npiによる利益を得ることにある。

0021

図5は、高npiのプリントヘッドを用いる4つの場合を示している。図5(a)において、600npiのプリントヘッドは、1200ドット/インチの各列毎にデータを受け取る。この場合には、30インチ/秒のキャリッジ速度で36kHzの発射周波数が必要となる。シングルパスでのインク密度は、600ドット/インチの1画素につき2滴となる。図5(d)は、最高データレートで動作している2400npiのプリントヘッドを示している。この場合には、1200ドット/インチの各列毎にデータが送られ、30インチ/秒のキャリッジ速度で36kHzの発射周波数が必要となる。シングルパスでのインク密度は、600ドット/インチの1画素につき8滴となる。使用するノズルが4倍になると4倍のインク滴数が必要になるということは数学的に理解できる。

0022

これと比較して、図5(b)は、300ドット/インチの一列に対してプリントを行う2400npiのプリントヘッドを示している。その動作は、30インチ/秒のキャリッジ速度で9kHzの発射周波数を必要とし、この場合、インク密度は600ドット/インチの一画素につき2滴となる。これを前述の2つの例の場合と比較すると、ハーフトーンデータは同じであるが、このプリントヘッドは、1/4のデータレートで動作している。これは、プリントヘッドのデータレート及びバッファメモリ要件が低減するという点で、本発明の一実施形態となるものである。

0023

図4は、論理マッピングシステム306からのデータが、データレートシステム312を介してそのデータレートについて制御されるだけでなく、プリントヘッドにより行われるパス数についての分析も行われることを示している。シングルパスは、データレートシステム312からのデータ及びデータレート情報によりヒータ要素アレイ117におけるシングルパスのヒータ要素402を稼働させることを必要とする。図5(a)において、シングルパスにおいて1つのノズルが発射しない場合には、その600ドット/インチの一行についてはインク滴は全くプリントされない。

0024

これと比較して、図5(d)の場合には、シングルパスで1つのノズルが発射しない際に、その600ドット/インチの一行についてインク滴がプリントされる。この受動的な冗長性が生じるのは、600ドット/インチの各データ行が4個のノズルによってプリントされるからである。同様に、図5(b)の場合も4個のノズルでプリントが行われ、同レベルの受動的な冗長性を有するものとなる。この本発明の実施形態は、一層低いデータレート及び発射周波数で動作しつつ受動的な冗長性を維持するものである。

0025

図4はまた、論理マッピングシステム306からのデータによって、ヒータ要素アレイ117におけるマルチパス(2〜n)のヒータアレイ404を稼働させることができることを示している。マルチパス(2〜n)のヒータアレイ404が存在する結果として、ノズルアレイ120におけるマルチパス(2〜n)のノズルアレイ482からインク滴が噴出されることになる。マルチパスプリントモードは受動的な冗長性を改善するものとなる。4パスモードでは、600npiのプリントヘッドは、1個のノズルが発射しない場合に、そのデータ行についてのインク滴をプリントする。4パスモードでプリントを行う2400npiのプリントヘッドは、1個のノズルが発射しない場合に、そのデータ行についてのインク滴の15/16をプリントすることになる。これはノズル置換なしで行われる。能動的なノズル置換は、マルチパスプリントモードにおける複数のパス間で行うことができる。

0026

能動的なノズル置換は、発射しなかったノズルを、該ノズルに最も近い近傍のノズルに置換することを必要とする。図3及び図4を参照すると、コントローラ116内で、論理マッピングシステム306が、基本要素アドレスファイル308と隣接基本要素アドレスファイル310とをアクティブにすることが示されている。次いでこれらのファイルがヒータ要素アレイ117を稼働させ、その結果としてインクノズルアレイ120からインク滴が噴出される。能動的なノズル置換を用いることにより、損なったノズルを該ノズルに最も近い近傍のノズル(隣接基本要素アドレスファイル310により稼働されるもの)に置き換えることができ、これにより、本発明の本実施形態では、シングルパスにおける各データ行について全てのインク滴がプリントされるようになる。

0027

本発明の更なる特徴は、図5(b)及び図5(c)に示す場合である。かかる本発明の実施形態におけるノズルは、意図的にオフセットされる。各ノズルは、1/4ドット列補正(column correction)を用いて最も近い1/2400インチに対して水平方向で整列される。インクノズルアレイ120の偶数番号を付したノズルは、意図的に1/1200インチ(1/2ドット列)だけオフセットされる。プリントヘッドは、1200ドット/インチの列のデータレートの1/2で動作する。シングルパスにおける600ドット/インチの画素についてのインク滴の総数は8個から4個に低減され、30インチ/秒での発射周波数は36kHzから18kHzへと低減される。この本発明の実施形態は、システムが、より低いデータレートで動作することを可能にすると同時に、より少ないメモリを使用することを可能にする。

0028

したがって、要するに、コントローラ116は、ヒータ要素アレイ117へのデータレート及び発射レートを設定する論理マッピングシステム306を含む。本発明により、データレートが低減することになり、これは、バッファメモリ304の低減、及びプリントシステム100を動作させるために必要となる電力の低減という、直接的な2つの効果を有するものとなる。これらの効果はまたヒータ要素アレイ117内で転化されて、発射に必要となる要素が少なくなる。このため、プリントプロセスで使用されるインクノズルアレイ120のノズル数が少なくなり、プリントに使用されるインクも少なくなる。本発明は、プリント品質を低下させることなく、これらの効果を達成することができる。

0029

プリント品質は3つの手段によって達成される。第1に、本発明の実施形態において隣接基本要素アドレスファイル310をアクティブにする結果として、能動的なノズル置換が行われ、これにより、シングルパスで各データ行について全てのインク滴がプリントされることが確実となる。第2に、図5(b)に示すような高ノズル/インチのプリントヘッドを利用することによって、各行が4個のノズルによりプリントされるような高レベルの受動的な冗長性を得ることが可能となる。

0030

第3の手段は基本要素アドレスファイル308を使用する。本発明の実施形態では、1/4ドットの列補正を用いて全てのノズルが水平方向に配列され、偶数番目の各ノズルが1/2ドットの列を用いて意図的にオフセットされる。この場合には、データレートを低減させることが可能となり、シングルパスにおける一画素当たりのインク滴数が低減し、最大発射周波数も低減する。これにより、ブラック枯渇マスク(black depletion masks)における「擬似的なノズル置換」が可能となる。
IV.結論
上記手段は、完全に飽和したシングルパスプリントに主に焦点を絞った説明である。このプリントモードが最も要求されるものであり、したがって、本発明の技術は、ドラフトモードプリントについて特に良好に機能するものとなることが理解されよう。

0031

本発明の原理、好ましい実施形態、及び動作態様について上記で説明した。しかし、本発明は、説明した特定の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。一例として、上記で説明した本発明は、サーマルタイプのインクジェットプリンタ、並びにサーマルタイプでないインクジェットプリンタと共に用いることが可能である。したがって、上記の実施形態は、限定的ではなく例示的なものとみなすべきであり、当業者であれば特許請求の範囲で規定する本発明の範囲から逸脱することなく、かかる実施形態に変形を行うことが可能であることが理解されよう。

発明の効果

0032

図面の簡単な説明

0033

図1本発明を組み込んだプリントシステム全体を示すブロック図である。
図2本発明のアドレスシステムを示す高レベルフロー図である。
図3シングルパス及びマルチプルパスのプリントスワスで組み込まれる本発明のアドレスシステムを示す高レベルフロー図である。
図4シングルパスモード及びマルチパスモードで用いられる本発明を示す高レベルフロー図である。
図5(a)〜(d)は、4つの場合を示したものであり、(a)はプリントヘッドの1インチ当たりのノズル数が少ない場合における本発明を示し、(b)〜(d)は、プリントヘッドの高ノズル/インチの場合における本発明を示している。

--

0034

110プリントヘッドアセンブリ
112インク供給源
114プリント媒体
116コントローラ
117ヒータ要素(のアレイ)
120ノズル部材
312 データレート

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