JP2013208911A - ハンドヘルドインクジェットプリンタに対するインク供給 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を実現するハンドヘルドプリンタを提供する。
【解決手段】ハンドヘルドプリンタは、内部804を画定し、プリントヘッドを有するプリンタ筐体を備える。当該ハンドヘルドプリンタはさらに、内部において担持されると、プリントヘッドと流体が流れるように接続されるインク容器800を備える。インク容器は、可撓性筐体と、可撓性筐体に担持されてプリントヘッドと協働する印刷基板と、可撓性筐体内に担持される流体ポート806とを有する。
【選択図】図9
【解決手段】ハンドヘルドプリンタは、内部804を画定し、プリントヘッドを有するプリンタ筐体を備える。当該ハンドヘルドプリンタはさらに、内部において担持されると、プリントヘッドと流体が流れるように接続されるインク容器800を備える。インク容器は、可撓性筐体と、可撓性筐体に担持されてプリントヘッドと協働する印刷基板と、可撓性筐体内に担持される流体ポート806とを有する。
【選択図】図9
Description
本特許出願は、米国特許法§119(e)の規定により、米国仮特許出願第60/892,703号(出願日:2007年3月2日)および米国仮特許出願第60/913,027号(出願日:2007年4月20日)に基づいて優先権を主張する。両仮特許出願の内容は参照により本願に組み込まれる。
公知のプリンタでは通常、機械駆動キャリッジを用いて、印刷媒体に隣接させた状態で、プリントヘッドを所望の位置に直線状に推進して、位置決めし、且つ搬送する。一方、印刷媒体は、機械的に駆動されて、プリントヘッドの下方に配置され、および/または、プリントヘッドに隣接させられる。印刷動作中において画像が描画される際には、プリントヘッドおよび印刷媒体は、互いに相対的に配置される。
公知のプリンタには、ポータブル型のものもある。例えば、ポータブルプリンタが備える構成要素は、デバイスの重量およびサイズを全体的に低減するべく、小型化されていることが多い。プリントヘッドおよび印刷媒体の構成および動きは、ポータブルプリンタのサイズに関係なく、上述した公知のプリンタと同様である。このように、プリントヘッドおよび印刷媒体の駆動機構は、プリンタの小型化および印刷媒体に利用可能な材料に制限を課してしまう。
本開示は概して、ハンドヘルドプリンタに関する。特に、ハンドヘルドプリンタ用に最適化された複数の別個のインクジェットおよび/またはインクジェットアレイを備える手動推進式プリンタに関する。公知のプリンタおよびポータブルプリンタに比べて携帯可能性および/または可動性が優れたプリンタを提供することが望まれている。さらに、公知のプリンタおよびポータブルプリンタでプリントヘッドおよび印刷媒体の駆動機構を用いる必要性がより小さいおよび/またはそのような必要性がない可動式プリンタを提供することが望まれている。また、手動推進型または手動駆動型印刷デバイスと協働するべく構成されるインク供給部またはインク容器を提供することが望ましい。
一実施形態によると、ハンドヘルドプリンタが開示される。当該ハンドヘルドプリンタは、内部を画定し、プリントヘッドを有するプリンタ筐体を備える。当該ハンドヘルドプリンタはさらに、内部において担持されると、プリントヘッドと流体が流れるように接続されるインク容器を備える。インク容器は、可撓性筐体と、可撓性筐体に担持されてプリントヘッドと協働する印刷基板と、可撓性筐体内に担持される流体ポートとを有する。
別の実施形態によると、ハンドヘルドプリンタと協働するインク容器が開示される。当該インク容器は、ハンドヘルドプリンタの内部と協働するサイズを持つ可撓性筐体と、可撓性筐体によって担持され、ハンドヘルドプリンタのプリントヘッド部分と協働する印刷基板と、可撓性筐体内で担持される流体ポートとを備える。
別の実施形態によると、ハンドヘルドプリンタと協働するべくインク容器を構成する方法が開示される。当該方法は、ハンドヘルドプリンタの内部と協働するサイズを持つ可撓性筐体を形成する段階と、可撓性筐体に印刷基板を取り付ける段階と、可撓性筐体の可撓性壁部分内に流体ポートを封止する段階とを備える。
一実施形態によると、ハンドヘルドプリンタが開示される。当該ハンドヘルドプリンタは、内部を画定し、印刷手段を有するプリンタ筐体と、内部において担持されると、印刷手段と流体が流れるように接続される印刷物質保存手段とを備え、印刷物質保存手段は、可撓性収納手段と、可撓性筐体に担持されてプリントヘッドと協働する印刷制御手段と、可撓性筐体内に担持される流体制御手段とを有する。
開示されるハンドヘルドプリンタのさらなる特徴および利点については、以下に記載する詳細な説明および添付図面に示してあり、それらを参照しつつ理解されたい。
本明細書に記載する実施形態および発想によれば、小型で、多岐にわたる印刷媒体上に印刷するのに適切な、可動式または手動推進型のプリンタが実現される。例示する可動式または手動推進型のプリンタでは、キャリッジおよび紙送り機構が設けられておらず、スキャンセンサおよび位置センサを備えているとしてよい。
図1は、可動式または手動推進型のプリンタ102の物理構成要素および論理構成要素を示す概略図100である。本明細書では、プリンタ、印刷デバイス、ハンドヘルドプリンタ、可動式プリンタ、および手動推進式プリンタは、同義語で置換可能な用語とする。プリンタ102は、電源106から電力供給を受け、プリントヘッド108およびセンサ部110と通信しているコントローラ104を備えるとしてよい。センサ部110は、本実施形態によると、1以上の位置センサまたはナビゲーションセンサ112と、1以上の光学撮像センサ114とを有するとしてよい。コントローラ104およびセンサ部110は、印刷動作および/またはスキャン動作において、プリントヘッド108の精密且つ正確な位置決めを容易にするべく協働する。正確に位置決めすることによって、プリンタ102は、画像の生成または印刷、および、画像のスキャンまたは取得を確実に実行できる。
コントローラ104は、画像処理モジュール118および画像情報ソース120に接続されている、通信インターフェースまたは通信モジュール116を有するとしてよい。一方、画像処理モジュール118は、印刷モジュール122および撮像モジュール124と、通信可能に接続されているとしてよい。印刷モジュール122および撮像モジュール124は、本実施形態例によると、位置決めモジュール126と通信可能に接続されている。
画像情報ソース120は、プリントヘッド108によって印刷されるべき画像、ピクチャ、またはファイルに関連するデータを送信することが可能なデバイスであればどのような種類のものであってもよい。画像情報ソース120は、汎用コンピューティングデバイス、例えば、デスクトップコンピューティングデバイス、ラップトップコンピューティングデバイス、可動式コンピューティングデバイス、携帯情報端末(PDA)、携帯電話等を含むとしてよく、または、取り外し可能なストレージデバイス、例えば、画像データ等のデータを格納するフラッシュメモリデータストレージデバイスであってもよい。画像情報ソース120が取り外し可能なストレージデバイス、例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)ストレージデバイスである場合、通信インターフェース116は、当該ストレージデバイスと係合して通信可能に受け入れるポート、例えばUSBポートを含むとしてよい。別の実施形態によると、通信インターフェース116は、画像情報ソース120とコントローラ104との間で画像データの無線通信を実現するべく無線送受信機を含むとしてよい。これに代えて、通信インターフェース116は、赤外線(IR)通信リンク、無線(RF)通信リンクまたはその他の任意の公知または考案中の通信システム、通信方法または通信媒体の形成を容易にするとしてよい。
このほかの別の実施形態によると、通信インターフェース116は、1以上の有線ネットワークおよび/または無線ネットワークを介して、画像情報ソース120と通信するように構成されているとしてよい。このようなネットワークは、これらに限定されないが、パーソナルエリアネットワーク(PAN)、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)等を含むとしてよい。このようなネットワークは、例えば、IEEE802.11x(xはa、b、gおよびn等である)、802.16、802.15.4、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ(GSM)、符号分割多重接続(CDMA)、イーサネット(登録商標)等を始めとする規格および/または仕様のうち任意のものに準拠して構築されるとしてよい。
画像処理モジュール118は、通信インターフェース116から画像データを受信して、受信した画像データを処理して印刷プロセスを容易にするとしてよい。これに代えて、画像データの処理は、画像情報ソース120またはその他のデバイスまたはモジュールが実行して、処理後の画像が通信インターフェース116に通信されるとしてもよい。尚、処理後の画像データは印刷モジュール122に与えられるとしてよい。印刷モジュール122は、処理後の画像データをキャッシュまたは格納することができ、プリントヘッド108による印刷のために、当該データをリアルタイムで通信するとしてよい。
位置決めモジュール126は、印刷モジュール122に対して位置情報を与えるとしてよい。位置情報は、印刷媒体上または印刷中および/またはスキャン中の画像データ内で定義または構築される基準点に対する、プリントヘッド108の相対的な位置を算出するべく利用されるとしてよい。位置情報は、1以上のナビゲーションセンサ112から受信する信号、測定結果、またはその他の情報に基づいて、位置決めモジュール126が生成または算出するとしてよい。ナビゲーションセンサ112は、例えば、光電子センサ、電気機械センサ、または1以上の慣性センサであってよく、プリンタ102およびプリントヘッド108に位置情報および方向情報を提供するように構成されているとしてよい。位置情報および方向情報は、画像データが再構成される印刷媒体の表面に対して相対的にプリンタ102およびプリントヘッド108の位置を正確に決定するべく、位置決めモジュール126によって利用されるとしてよい。本明細書で使用する場合、「印刷媒体」という用語は、印刷物質、例えばインク、粉末等が堆積させられる材料または媒体であればそのような種類のものであってもよい。
ナビゲーションセンサ112が提供する位置情報は、画像処理モジュール118が提供する処理後の画像データ内における位置に対してプリントヘッド108の位置を調整するべく、位置決めモジュール126を介して、印刷モジュール122によって利用されるとしてよい。印刷モジュール122はそして、処理後の画像データの対応する部分を表現するべく、印刷媒体にインクを排出して堆積させるように、プリントヘッド108に命令してプリントヘッド108を制御するとしてよい。
プリントヘッド108は、印刷物質、例えば、液体状のインクの液滴を印刷媒体上に放出するべく構成された部材またはノズル(詳細は図2Aおよび図2Bを参照のこと)を複数有するインクジェットプリントヘッドであってよい。印刷物質は、容器またはカートリッジに入っているとしてよい。容器またはカートリッジには、黒色のインク、および/または、複数の色のインクが入っているとしてよく、複数の色のインクの例を挙げると、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、および黒インクがある。ほかの実施形態では、別の印刷技術、例えば、レーザプリンタまたは発光ダイオード(LED)プリンタ等のトナー型プリンタ、ソリッドインク型プリンタ、昇華型プリンタ、インクを利用しないプリンタ等を利用するとしてもよい。
撮像モジュール124は、1以上の光学撮像センサ114から画像情報を受信するとしてよい。光学撮像センサ114は、印刷媒体またはその他のスキャン可能な媒体の表面を表す画像を複数撮像するべく構成および配置されている電荷結合素子(CCD)であってよい。このように撮像される複数の画像は、撮像モジュール124によって処理されて、印刷媒体またはスキャン可能な媒体の画像を生成するべく再構築されるとしてよい。撮像モジュール124は、光学撮像センサ114が提供する複数の撮像画像の配置および再構築を進めるべく、位置決めモジュール126から位置情報を受信するとしてよい。このように、プリンタ102は、撮像モジュール124、位置決めモジュール126、および印刷モジュール122と協働して、画像をスキャン、処理、格納および複製するべく利用されるとしてよい。
別の実施形態によると、撮像モジュール124は、位置決めモジュール126をキャリブレーションするべく利用されるとしてよい。例えば、光学撮像センサ114が撮像する画像は、画像処理モジュール118が提供する処理後の画像データと比較され、その結果に基づいて、累積した位置決めエラーを補償するとしてよく、および/または、位置決めモジュール126を再配向するとしてよい。例えば、プリンタ102が印刷手順実行中に印刷媒体から離れると、位置決めモジュール126は当該印刷手順に対応付けられている基準点を見失ってしまう場合がある。
図2Aは、論理概略図100および可動式または手動推進型のプリンタ102に関連して説明される教示内容を含むべく構成される印刷デバイス200を示す底面平面図である。このため、プリンタ102の構成要素および素子は、印刷デバイス200に含まれているとしてもよいし、または、印刷デバイス200において不可欠であるとしてもよい。例えば、印刷デバイス200は、プリントヘッド108と、一対のナビゲーションセンサ112および1以上の光学撮像センサ114を有するセンサ部110とを支持および担持する筐体202を備える。筐体202はさらに、カバーまたはパネル212を備えるとしてよい。カバー212は、筐体202に対して、ヒンジで動くように設けられるとしてもよいし、旋回可能に取り付けられるとしてよい。カバー212は、例えば、筐体202内において配置されているまたはアクセス可能な、プリンタ102の構成要素および素子を含む、内部214を保護するとしてよい。
一対のナビゲーションセンサ112は、光学撮像センサ114および/またはプリントヘッド108に関する位置情報を決定するべく、位置決めモジュール126(図1を参照のこと)によって利用されるとしてよい。筐体202は、ナビゲーションセンサ112によって得られる画像および/または位置情報が、光学撮像センサ114およびプリントヘッド108に対して正確に相関付けられるように、一対のナビゲーションセンサ112に対して相対的に固定されている光学撮像センサ114およびプリントヘッド108を支持している。
本実施形態例によると、プリントヘッド108は、複数の異なる色のインク用に複数のノズルアレイを有するインクジェットプリントヘッドであってよい。例えば、プリントヘッド108は、カラー(CMYK)プリントヘッドである場合、シアンインク(C)用のノズルアレイ204と、マゼンタインク(M)用のノズルアレイ206と、イエローインク(Y)用のノズルアレイ208と、黒インク(K)用のノズルアレイ210とを有するとしてよい。プリントヘッド108のノズルアレイ204−210は、光学撮像センサ114に隣接して配置されるとしてよい。このような構成とすることによって、光学撮像センサ114は、プリントヘッド108によって印刷媒体上に放出されて堆積させられたインクに関する情報を得ることができる。この情報は、放出プロセスおよび/または印刷プロセスにおいて、エラー補正および処理後の画像データの検証に用いられるとしてよい。
本実施形態例において、ノズルアレイ204−210は、色毎に配置されている。例えば、ノズルアレイ204−210に貯蔵されている色の配置および順序は、所定の堆積順序および/またはノズルアレイ204−210に貯蔵されている色を堆積および混合させて新しく色を生成する場合に必要な量に基づいて決められるとしてよい。基本色または構成色として異なる色、例えば、CMYK以外の色を利用する場合、所望の色、色の組み合わせ等を得るためにはノズルの順序または配置を変更する必要があるとしてよい。
図2Bは、ノズルアレイ204を示す拡大平面図である。ノズルアレイ204は一例として図示されており、このノズルアレイの例に関連して説明されている教示内容および概念は、ほかのノズルアレイおよび/またはノズルアレイ構造に応用され得ることを理解されたい。ノズルアレイ204は、参照番号204a−204gで特定されるように、複数の別個のノズルを有する。図2Bに図示されているように、ノズル204a−204gは、ノズルアレイ204の長手方向に沿って、互いからずらされている、または、オフセットされている。このようにずらして配設することによって、ノズル204a−204gにそれぞれ対応する流路212a−212gを製造または形成することができる。流路212a−212gは、ノズル204a−204gから放出されるべき印刷物質またはインクを保存または含む容器(不図示)に流体が流れるように接続されているとしてよい。
図2Cは、ノズル204aを示す拡大断面図である。具体的には、ノズル204aは、流路212aが放出口216に流体が流れるように接続されるように、ケーシング214内に形成されるとしてよい。動作を説明すると、印刷物質は、流路212aおよび放出チャンバ218を介して、ノズル204aに提供されるとしてよい。放出チャンバ218は、ノズル204a−204gのそれぞれについて設けられるとしてよく、それぞれ別個に218a−218gの参照番号によって特定されるとしてよい。印刷物質またはインクは、放出チャンバ218に運ばれると、毛管現象によって保持されるとしてよい。
ノズル204aはさらに、加熱素子220、例えば、抵抗器を有するとしてよい。動作を説明すると、加熱素子220は、印加される電流に応じて熱を生成する。こうして生成された熱は、印刷物質を蒸発させることによって泡222を形成する。泡222が膨張すると、放出チャンバ218内の印刷物質は放出口216から放出されて、印刷媒体(不図示)の表面に堆積させられるとしてよい。泡222が消滅すると、真空が形成されるとしてよい。このように得られる真空は、容器(不図示)から放出チャンバ218へと流路212aを介して、印刷物質を引き込む、または、補給するとしてよい。ノズルアレイ204を構成しているノズル204a−204gのうちそれぞれに設けられている各加熱素子を起動および/または点火することによって、プリントヘッド108および印刷モジュール122は、印刷物質を印刷媒体に放出して、画像を生成するとしてよい。
図3は、図2Aに示した印刷デバイス200を示す上面平面図である。印刷デバイス200は、図1に図示したコントローラ104に設計されている機能、またはコントローラ104が支持する機能に応じて、さまざまなユーザ制御、ボタン、タッチスクリーン等を有するとしてよい。例えば、印刷デバイス200は、コントローラ104に通信可能に接続されている、印刷制御入力302、スキャン制御入力304、およびディスプレイ306を有する。印刷制御入力302は、印刷動作を開始/再開するべく利用され得る信号をコントローラ104に与えるとしてよい。スキャン制御入力304は、スキャン動作を開始/再開するべく利用され得る信号をコントローラ104に与えるとしてよい。
ディスプレイ306は、受動型ディスプレイ、対話型ディスプレイ等であってよいが、ユーザに対してさまざまな情報を提供するとしてよい。この情報は、印刷デバイス200の現在の動作ステータス(例えば、印刷中、印刷準備完了、スキャン中、スキャン準備完了、印刷画像受信中、印刷画像送信中、スキャン画像送信中等)、電池の残存電力、エラー(例えば、スキャン/位置決め/印刷エラー等)、または命令(例えば、「再配向のため画像の印刷対象部分にデバイスを位置決めして下さい」等)に関連しているとしてよい。ディスプレイ306は、対話型ディスプレイである場合、制御入力302および304に加えて、または、制御入力302および304に代えて、制御インターフェースを提供し得る。
図4は、図2Aから図2Cに示す印刷デバイス200が実行する位置決め動作400の一例を説明するためのフローチャートである。ブロック402において、スキャン動作または印刷動作の開始によって、位置決め動作400が開始されるとしてよい。例えば、印刷制御入力302(図3を参照のこと)は、印刷動作を開始するための信号をコントローラ104(図1を参照のこと)に与えるとしてよく、または、スキャン制御入力304(図3を参照のこと)がスキャン動作を開始するための信号をコントローラ104(図1を参照のこと)に与えるとしてよい。
ブロック404において、位置決めモジュール126が印刷媒体上で基準点を構築するとしてよい。例えば、印刷デバイス200が所望の開始位置に配置されると、ディスプレイ306を介して与えられる文字列またはグラフィクスによって入力302、304のうち1つを起動するようにユーザに指示するとしてよい。これに代えて、ユーザが印刷デバイス200を所望の開始位置に前もって配置しておき、適切な入力302、304が起動されると、配向および基準点が構築されるとしてよい。
ブロック406において、位置決めモジュール126は、ナビゲーションセンサ112によって提供された情報を用いて、位置情報、例えば基準点に対して相対的な並進方向および/または回転方向の変化を、印刷デバイス200に関して決定するとしてよい。並進方向の変化は、2次元座標系に沿ったナビゲーションセンサの位置の漸増的な変化、例えば、ΔxおよびΔyを追跡することによって決定されるとしてよい。回転方向の変化は、例えばy軸に関して印刷デバイスの角度の漸増的な変化、例えばΔΘを追跡することによって決定されるとしてよい。このような並進方向および/または回転方向の変化は、位置決めモジュールが、ナビゲーションセンサ112が撮像する連続したナビゲーション画像を比較してこのような動きを検出することによって、決定されるとしてよい。
ブロック408において、位置決めモジュール126はさらに、画像処理モジュール118から処理後の画像データを受信するとしてよい。ある画像の一部または全てが既に所定の位置において堆積または印刷されている場合、光学撮像センサ114を用いて、受信した処理後の画像データに対して、算出された位置の配置の正確さを検証するとしてよい。例えば、光学撮像センサ114は、堆積した画像(または、スキャンされるべき画像)からサンプルを抽出して、このサンプルを、受信した処理後の画像データ内の対応する位置と比較するとしてよい。このように検証することによって、印刷および/または堆積が不完全な画像を発見して補償するとしてよい。
ブロック410において、位置決めモジュール126は、算出された位置の配置と、受信した処理後の画像データとの間の差分および偏差を補償するとしてよい。一例を挙げると、十分な情報がある場合、例えば、光学撮像センサ114がスキャンする位置に堆積させられた材料が十分である場合、位置決めモジュール126は、これら2つの画像が一致するように位置情報をオフセットして位置合わせするとしてよい。位置決めモジュール126が利用可能な情報に基づいて適切なオフセットを決定できない場合には、光学撮像センサ114を用いてより多くの情報を収集してパターンを特定する等してよい。追加で得られた情報および/またはパターンは、算出された位置の配置と、受信した処理後の画像データとを位置合わせするのに必要なオフセットを決定するべく位置決めモジュール126が利用するとしてよい。補正および補償は、例えば、画像の複雑さ、利用可能な処理能力、所望の解像度等に応じて、継続的または周期的に実行されるとしてよい。
ブロック412において、位置決め動作400および位置算出が評価されるとしてよい。位置情報が正確であると判断されれば、ブロック414において、位置決め動作400は完了させられるとしてよい。位置情報が不完全、不正確または許容不可能であれば、位置決め動作400は、ブロック406に戻って再度実行されるとしてよい。
図5は、印刷デバイス200が実行する印刷動作500を説明するためのフローチャートである。ブロック502において、印刷動作500が開始するか、または、例えば印刷制御入力302からの信号によって開始されるとしてよい。
ブロック504において、印刷モジュール122は画像処理モジュール118から処理後の画像データを受信するとしてよい。前述の通り、画像データは、画像情報ソース120から未加工または未処理の形式で受信され、画像処理モジュール118によって印刷用に処理されるとしてよい。これに代えて、画像データは、図1を参照して説明したように、画像情報ソース120で予め処理されて、印刷モジュール122に通信されるとしてもよい。
ブロック506において、ディスプレイ306は、処理後の画像データを印刷する準備が印刷デバイス200で整ったことを提示するとしてよい。ディスプレイ306はさらに、処理後の画像データをサムネイル状に提示するとしてよい。ディスプレイ306が表示するサムネイル画像は、印刷動作500のステータスを指し示すべく利用されるとしてよい。例えば、このサムネイル画像は、処理後の画像データを印刷デバイス200が印刷媒体に与えて印刷するにつれて、消去されていくとしてもよいし、グラデーションが付けられるとしてもよいし、またはその他の方法で変更されるとしてよい。
ブロック508において、印刷モジュール122は、ブロック516においてユーザが印刷制御入力302を起動することによって生成される印刷コマンドを表す信号を受信するとしてよい。
ブロック510において、印刷モジュール122はさらに、位置決めモジュール126から位置情報を受信するとしてよい。
ブロック512において、印刷モジュール122は、印刷媒体の表面上の所与の位置において、印刷物質、例えば1以上の色のインクを堆積するか否かを決定するとしてよい。例えば、印刷するか否か、または、インクを堆積するか否かは、印刷媒体の表面上の所与の位置に与えられるべき総液滴体積および当該位置に既に堆積された液滴体積の関数として決定するとしてよい。さらに印刷またはインクの堆積を実行する場合には、ブロック514において、ユーザが印刷デバイス200を印刷媒体の表面上にわたって移動または推進させるにつれて、印刷モジュール122がプリントヘッド108に適切な量の印刷物質を放出させるとしてよい。印刷動作500は、ブロック510に戻って、さらにインクを堆積させるべく、さらに位置情報を受信するとしてよい。
さらに印刷またはインクの堆積を実行しない場合、ブロック516において、印刷動作500は印刷ジョブが完了したか否かを決定するとしてよい。印刷ジョブが完了したか否かは、印刷された体積と総印刷体積との比の関数として決定するとしてよい。これに代えて、印刷された体積が総印刷体積未満であっても、印刷動作500を終了するという決断に達するとしてよい。例えば、一実施形態では、印刷された体積が総印刷体積の95%になれば、印刷動作500を終了させるとしてよい。印刷ジョブが完了していれば、ブロック518において、印刷動作500が終了する。印刷ジョブが完了していなければ、印刷動作500はブロック510に戻って、さらにインクを堆積させるべく位置情報をさらに受信するとしてよい。
図6Aおよび図6Bは、ハンドヘルドプリンタ機能を最適化するべく構成されているノズルアレイを備えるプリントヘッド108の物理的構造の一例を示す図である。例えば、通常の印刷動作において、矢印Aによって指し示されているように(図2Aを参照のこと)、ユーザは横方向に印刷デバイス200を推進または移動させるとしてよい。一方、印刷デバイス200を前後方向に移動させて、直線状のノズルアレイ204−210を印刷媒体の表面上の所望の位置に移動させて位置決めする。印刷物質、具体的にはCMYKインクは、印刷モジュール122の指示に従って印刷デバイス200から放出されるが、しばしば、堆積順序および/または堆積量に応じてさまざまな色を形成または実現するべく、キャリブレーションされ、試験され、そして配置される。例えば、所定の色を形成するためには、シアンを4、イエローを2、マゼンタを6だけ、特定の順序および特定の量だけ堆積させることが必要となる。正しい堆積順序を維持または遵守することは、印刷デバイス200が不規則に移動させられることと、ノズルアレイ204−210の物理的構造とを考えると、難しい場合がある。
図6Aは、多方向印刷用に最適化された同心円状円形ノズルアレイ600を備える、プリントヘッド108の一実施形態例を示す図である。具体的に説明すると、同心円状円形ノズルアレイ600は、シアンインク(C)用のノズルアレイ604、マゼンタインク(M)用のノズルアレイ606、イエローインク(Y)用のノズルアレイ608、および黒インク(K)用のノズルアレイ610を有するとしてよい。この実施形態例によると、円形ノズルアレイ604−610はそれぞれ、基準点602の周囲に同心円状に設けられ、基準点602から等距離に配置されているとしてよい。さらに、基準点602には、光学撮像センサ114が配置されているとしてよい。
本実施形態例によると、円形ノズル604−610を図示のように構成して、相対的に位置付けることによって、さまざまな、または、多数のベクトルまたは方向に沿って、複数の色を堆積および印刷することができるようになる。例えば、ユーザは、印刷デバイス200を横方向に(図2Aの矢印Aを参照のこと)推進してインクの排出および印刷を実行させる代わりに、印刷媒体の表面上を任意の方向またはベクトルに沿って印刷デバイス200を移動させて印刷物質を排出させるとしてよい。ベクトル矢印B、CおよびDは、ユーザが印刷デバイス200を推進し得る3つの別々の方向を示す。同心円状の円形ノズルアレイ600において円状に配置されていることから、任意の数の方向またはベクトルを利用し得るものと理解されたい。印刷デバイス200を推進し得るベクトル方向として具体的にベクトル矢印B、CおよびDを挙げたがこれに関係なく、円形ノズルアレイ604−610の相対的な位置および位置合わせは、互いに対して、そして基準点602に対して、固定され一定であることに留意されたい。さらに、ベクトルBを延長して示すように、ノズルアレイ600の円形配置の前方端縁部(参照符号Bの近傍)および後方端縁部(参照符号B'の近傍)は実質的に、互いに鏡像となるが、印刷物質を排出するべく利用され得る別々のアレイを2つ構成することになる。印刷モジュール122は、印刷デバイス200が印刷表面上で移動させられる場合に、例えば、前方端縁部(参照符号Bの近傍)に略隣接して配設されている円形ノズルアレイ606からの印刷物質の排出と、後方端縁部(参照符号B'の近傍)に略隣接して配設されている円形ノズルアレイ606からの印刷物質の排出と、制御したり、時間制御したり、およびほかの点について指示するべく利用され得る。
図6Bは、多方向印刷用に最適化された多角形ノズルアレイ600'を備えるプリントヘッド108の別の実施形態例を示す図である。具体的には、多角形ノズルアレイ600'は、シアンインク(C)用のノズルアレイ604'、マゼンタインク(M)用のノズルアレイ606'、イエローインク(Y)用のノズルアレイ608'、および黒インク(K)用のノズルアレイ610'を有するとしてよい。この実施形態例によると、多角形ノズルアレイ600'は、基準点602'の周囲に略同心円状に設けられ、基準点602'に対して略等距離に設けられているとしてよい。さらに、基準点602'には、光学撮像センサ114が配設されているとしてよい。
図7は、可動式または手動推進式プリンタ102および論理概略図100に関連して記載した教示内容を含む印刷デバイス700を示す底面平面図である。具体的には、印刷デバイス700では、同心円状円形ノズルアレイ600と、撮像素子アレイ714(図6Aの撮像素子アレイ114を参照のこと)とが、プリンタ筐体702に実装されているとしてよい。具体的には、撮像素子アレイ714は、円形ノズルアレイ600の中心または中心部分内に、実装または配置されるとしてよい。撮像素子アレイ714は、例えば、ラインスキャナ、電荷結合素子(CCD)等の光学センサ、または、その他の任意の撮像デバイスまたはスキャンデバイスであってよい。
筐体702はさらに、同心円状円形ノズルアレイ600に略隣接して配設されているロック機構704を有する。ロック機構704は、保護キャップまたはキャップ800(図8Aから図8Bを参照のこと)から取り外し可能であるが協働するように構成された、バネが装填されたラッチであってよい。これに代えて、ロック機構704は、筐体702に対する、すべり又は締まりばめを利用して、キャップ800を係合および固定する摩擦ロックであってよい。
図8Aおよび図8Bは、本明細書に開示する教示内容にしたがって構成される可撓性インク容器800を示す図である。本実施形態例によると、インク容器800は、可撓性および/または半剛性を有する容器または壁面802を有するとしてよい。例えば、容器802は、引き裂きまたは穿刺について耐性を持つプラスチック、層状Mylar(r)材料またはその他の可鍛性材料から形成されるとしてよい。容器802はさらに、内部804に保存されている印刷物質またはインクに対して化学的に不活性である材料から形成されるとしてよい。容器802は、複数の異なる印刷物質を保存するべく、別々のチャンバ、内部領域等に分割されるとしてよい。
インク容器800はさらに、容器802の一部分として配設または担持されている流体ポート806を有するとしてよい。例えば、容器802が中空で袋状の構造の場合、流体ポート806は壁構造の一部として結合されているとしてよい。流体ポート806は、容器802の材料と補完的な材料で形成されるとしてよい。このように、流体ポート806および容器802は、互いに結合または接合されて、流体が漏れないように、インク容器800を封止するとしてよい。流体ポート806の材料を容器802の材料に摩擦溶接または音波溶接することによって、結合するとしてよい。これに代えて、流体ポート806は、圧迫封止または圧力封止を形成して容器802の材料を固定するべく構成された、2部品から成るテーパー状部材であってよい。
インク容器800はさらに、容器802の材料に結合、封止、またはその他の方法で接合されている印刷基板808を有するとしてよい。印刷基板808は、内部804に保存されている印刷物質とプリントヘッド108との間において流体の連通を制御するとしてよい。これに代えて、印刷基板808は、プリントヘッド108の構成部品および機能を有するとしてよい。
図8Bは、流体ポート806を示す拡大断面図である。本実施形態例によると、流体ポート806は、実質的に中空で円筒状の本体810を有する。本体810には、本体810を通り抜けるような流路812が形成されている。流路812は、内部804に保存されている印刷物質(不図示)とインク容器800の外部との間で流体を連通させるべく利用されるとしてよい。流体ポート806は、内部804に対して流入および流出する流体の流動および移動を制御する再封止可能なバルブまたは隔膜814を含むとしてよい。隔膜814は、流体ポート806の流路812内に担持されている可撓または変形可能な封止部であってよい。隔膜814はさらに、内部804を再充填するべく利用されるシームまたは裂け目816を含むとしてよい。例えば、シーム816は、再充填できるように強制的に開かれつつ、同時に充填デバイス(図9を参照のこと)の外部に係合して漏れを防ぐとしてよい。
流体ポート806はさらに、本体810の外面に形成された溝818を含むとしてよい。本実施形態例によると、溝818は、容器802の材料を受け入れるようなサイズを持つとしてよい。容器802の材料は、流体ポート806に結合またはその他の方法で接合されて、液密封止および/または圧密封止を形成するとしてよい。本体810の材料の溝818に隣接した部分、例えば外面818aの近隣部分を加熱することによって接合するとしてよい。本体810の材料と容器802の材料は互いに補完的であるが、混合されて密封部分を形成または構築するとしてよい。
図9は、インク容器800に対して実行される再充填動作を示す図である。注射器900を用いて、印刷物質をインク容器800の内部804に供給または搬送するとしてよい。例えば、注射器900の針部分902が、シーム816を貫通して挿入または強制されるとしてよい。隔膜814は、拡張および変形して、針部分902を内部804へと入れつつ、同時に針部分902の外面の周囲に封止部分を形成する。このようにして、注射器900の内部904は、インク容器800の内部804と流体が流れるように接続されるとしてよい。印刷物質は、矢印EおよびE'で示すように、注射器900からインク容器800へと搬送、注入、またはその他の方法で移動されるとしてよい。この処理は、逆にして内部804から印刷物質を除去するとしてもよいし、または、別の注射器またはその他の流体移動デバイスを用いて実行されるとしてもよい。
本明細書に記載した現在の好ましい実施形態をさまざまな方法で変更および変形できることは当業者には明らかであると理解されたい。このような変更および変形は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、且つ、本発明の本来の効果を弱めることなく、為され得る。このため、このような変更および変形は請求項が定める範囲に含まれるものとする。
Claims (19)
- インクを保存する可撓性筐体と、
前記可撓性筐体の内部と流体的に連通するプリントヘッドを有し、前記可撓性筐体に接合されている印刷基板と、
再封止可能なバルブを有し、前記可撓性筐体の内部と流体的に連通する流体ポートと
を備えるインク容器。 - 前記プリントヘッドは、加熱素子が設けられた複数のノズルを含む請求項1に記載のインク容器。
- 前記印刷基板は、前記可撓性筐体を封止している請求項1または2に記載のインク容器。
- 前記流体ポートは、可撓性隔膜を有する請求項1から請求項3のいずれか1つに記載のインク容器。
- 前記可撓性隔膜は、再充填注射器と協働する請求項4に記載のインク容器。
- 前記可撓性筐体は、複数の流体チャンバを有する請求項1から請求項5のいずれか1つに記載のインク容器。
- 前記複数の流体チャンバはそれぞれ、少なくとも1つの流体ポートと連通している請求項6に記載のインク容器。
- 前記可撓性筐体は、引き裂きに対して耐性を持つプラスチックの筐体である請求項1から請求項7のいずれか1つに記載のインク容器。
- 前記流体ポートおよび前記印刷基板は、協働して流体界面を画定する請求項1から請求項8のいずれか1つに記載のインク容器。
- プリンタ筐体と、
前記プリンタ筐体内に収容される請求項1から請求項9のいずれか1つに記載のインク容器と
を備えるハンドヘルドプリンタ。 - 前記可撓性筐体は、前記プリンタ筐体の内部と協働するサイズを持つ請求項10に記載のハンドヘルドプリンタ。
- インクを保存する可撓性筐体を形成する工程と、
前記可撓性筐体の内部と流体的に連通するプリントヘッドを有する印刷基板を、前記可撓性筐体に接合する工程と、
再封止可能なバルブを有する流体ポートを、前記可撓性筐体の内部と流体的に連通させる工程と
を備えるインク容器を構成する方法。 - 前記流体ポートを封止する段階をさらに備える請求項12に記載の方法。
- 前記流体ポートを封止する段階は、可撓性隔膜を使用する段階を有する
請求項13に記載の方法。 - 前記可撓性筐体を形成する段階は、複数の流体チャンバを形成する段階を有する
請求項12から請求項14のいずれか1つに記載の方法。 - 前記複数の流体チャンバはそれぞれ、少なくとも1つの流体ポートと連通している
請求項15に記載の方法。 - 前記可撓性筐体を形成する段階は、引き裂きに対して耐性を持つプラスチックで前記可撓性筐体を形成する段階を有する
請求項12から請求項16のいずれか1つに記載の方法。 - 前記印刷基板を結合する段階は、前記印刷基板を前記可撓性筐体にヒートシールする段階を有する
請求項12から請求項17のいずれか1つに記載の方法。 - 再充填注射器を用いて、前記インクによって、前記可撓性筐体を充填する段階
をさらに備える請求項12から請求項17のいずれか1つに記載の方法。
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