JP4190703B2 - 媒体に液体を射出する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント技術におけるステッチエラーに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えばインクジェットプリンタのような液体射出装置は、射出ヘッドの複数列のノズルから液体の液滴を発射する。ノズルは通常、ヘッドの一端部から始まって他端部へと続くグループ単位でシーケンシャルに発射される。ノズルが発射されている間、ヘッドは、次の発射シーケンスが始まる前に解像度の距離だけ進むように設計された速度で移動する。ノズルが同時に発射されない場合には、全てのノズルから発射された液滴が実質的に垂直な縦列に着地するように、通常、ノズルの列は斜めになっている。射出ヘッドは、各ダイが複数のノズルを有する１つ以上のダイを有することが可能である。或る装置は１つだけのダイを有する射出ヘッドを有し、別の或る装置は複数のダイを有する射出ヘッドを有する。射出ヘッドが複数のダイを有する場合、単一のダイを有するヘッドと比べて、ヘッドが単一のスワス(swath)においてより多くの液滴を射出できるように、例えば、ダイを互いに対して垂直に配列することができる。
【０００３】
隣接するダイが形成するスワス又は隣接するスワスが出会う（接触する）線を、ステッチ接合部と呼ぶ。ステッチ接合部で接触するスワスが、プリントされた画像のステッチ接合部における液滴の配列が望ましくない結果となるような方法で接触する場合は、ステッチ接合エラーが存在する。一般的に、ステッチ接合エラーの間隔はプリントヘッドのプリント幅（一般的に1/4"から1/2"）の1/2から１倍であり、人間の目はこの空間周波数域に非常に敏感なので、ステッチ接合エラーは非常に目につきやすい。
【０００４】
ステッチ接合エラーは、例えば、ステッチ接合部に隣接する１つのダイの液滴と、ステッチ接合部に隣接するその隣のダイの液滴との間の隙間によって生じる場合がある。そのような隙間は、両方のダイのノズルに同一の発射シーケンスが用いられることによって生じる場合がある。単一ダイ射出ヘッドの各スワスに関して、同一のノズル発射シーケンスが用いられる場合にも、同じようなステッチ接合エラーが生じ得る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に従い、媒体に液体の液滴を発射するための第１の複数のノズルを有する第１ダイを有する射出ヘッドを移動させ、射出ヘッドが媒体に対して移動する間に、第１の複数のノズルから媒体に第１の複数の液滴を第１発射シーケンスで発射し、射出ヘッドが媒体に対して移動する間に、第１の複数のノズル又は射出ヘッドの第２ダイ中に存在する第２の複数のノズルの一方から媒体に第２の複数の液滴を第１シーケンスとは異なる第２シーケンスで発射する、媒体に液体を射出する方法であって、第１の複数の液滴の中の１つの第１液滴は第２の複数の液滴の中の１つの第２液滴と隣接し、前記第１液滴と前記第２液滴との間の１つのステッチエラーは、第２シーケンスが第１シーケンスと等しい場合よりも小さい、媒体に液体を射出する方法が提供される。
【０００６】
ステッチ接合エラーは、複数ダイ射出ヘッドの隣接するダイのノズルを、異なる発射シーケンスを用いて発射することによって低減できる。同様に、単独ダイ射出ヘッドのノズルを、射出ヘッドの隣接するスワスに異なるシーケンスを用いて、発射できる。上述したようにノズルを異なるシーケンスで発射することにより、ステッチ接合部の液滴を、各ダイ/スワスに同一の発射シーケンスを用いた場合よりも相互により近接して配置することができる。ステッチ接合部の両側にある液滴間の距離を小さくすることにより、ステッチ接合部の位置はそれほど目立たなくなる。
【０００７】
複数ダイ射出ヘッドを製造する際に、垂直に配置されたダイの場合、上部ダイの一番下のノズルと下部ダイの一番上のノズルとの間隔がそれぞれのダイのノズル間隔と等しくなるように、隣接するダイを正確に配置するのが困難なことがよくある。その結果、ダイを重複させておいて、使用するノズルを選択することが、コスト的に有効であり得る。例えば、下部ダイの上端から２番目又は３番目のノズルを使用すれば、上部ダイの一番下のノズルに対してより適切な間隔となることがある。そのようなダイの重複は、ステッチ接合部エラーの量が最も少なくなる下部ダイの発射シーケンスを決定する際に考慮されなければならない、もう１つのファクターである。
【０００８】
本発明のこれら及び他の特徴及び長所は、以下の例示的な実施の形態の詳細説明で述べられ、又はそれから明らかとなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の様々な例示的な実施の形態を、添付の図面と関連させて説明する。図面中、同一参照番号は同一要素を示す。
【００１０】
本発明に従った液体射出装置の１つの例示的な実施の形態は、第1の方向に可動なプリントヘッドを有する画像記録装置である。画像記録装置の別の実施の形態は、第１の方向及びそれとは逆の第２の方向に可動なプリントヘッドを有してもよい。本発明のシステム及び方法を組み込んだ画像記録装置では、コントローラは、ステッチ接合エラーが低減又は解消されるように、記録液の液滴の発射及び発射シーケンスを制御する。
【００１１】
図１は、本発明のシステム及び方法を組み込んだ画像記録装置の一部を示している。図１に示されるように、プリントヘッド１０は、ガイドロッド１５に沿って、第１の方向Ａにスライドする。プリントヘッド１０が往復動する際に、プラテン２５に支持された記録媒体３０に画像が記録される。コントローラ２０はプリントヘッド１０にプリント情報を供給し、プリントヘッド１０がプリントする画像を制御する。
【００１２】
図２は、プリントヘッド１０の１つの例示的な実施の形態のフェース１１を示している。このプリントヘッド１０の例示的な実施の形態は、フェース１１に１列のノズル４０を有する。図３は、プリントヘッド１０の第２の例示的な実施の形態のフェース１２を示している。このプリントヘッド１０の例示的な実施の形態は、フェース１２に４列のノズル４０を有する。図４は、第１ダイ５０及び第２ダイ５１を有するプリントヘッド１０を示している。第１ダイ５０のフェース１３及び第２ダイ５１のフェース１４は、それぞれ、１列のノズル４０を有して示されている。図２から図４は、本発明のシステム及び方法と共に使用可能なプリントヘッドの数多くの構成のうちの単なる例である。プリントヘッド１０は、任意の適切な数のダイや、任意の適切な列数のノズルや、コントローラによって制御可能な他の構成のノズルを有してもよい。
【００１３】
図５から図９は、記録媒体上の記録液、例えばインクのドットを示している。記録液の各ドットの水平方向の配置は、プリントヘッドのノズルの発射シーケンスによって決定される。図５から図９では、プリントヘッドは、記録液を発射しながら、左から右に移動する。従って、各図に示されている上部スワスの一番左のドットは、図示されているシーケンスの最初のドットである。図５から図９に示されている水平方向の点線は、プリントヘッドの２つのスワス間又は複数ダイプリントヘッドの２つのダイ間のステッチ接合部を表す。
【００１４】
あるプリントヘッドでは、特定のプリントヘッドの複数のノズルが同時に発射されるように、ノズルはグループ単位で発射される。インクジェットプリントでは、２つの隣接するノズルを同時に発射すると、インクの液滴の相互作用を生じ、その結果、画像の質が悪くなることがある。本発明のシステム及び方法の例を説明する目的で、ノズルを４つのグループで発射するプリントヘッドを用いる。例えば、プリントヘッドが80個のノズルを有する場合、４つの発射事象(events)があり、各々が20個の同時に発射されるノズルを含む。この例では、ノズルに１から８０の連続番号をつけた場合、ノズル１、５、９、１３…７７が同時に発射され、ノズル２、６、１０、１４…７８が同時に発射され、ノズル３、７、１１、１５…７９が同時に発射され、ノズル４、８、１２、１６…８０が同時に発射される。
【００１５】
複数グループのノズルの発射シーケンスの１つの例は、“４リップル(4-ripple)”として知られている。４リップル発射モードでは、ノズルのグループを発射できる４つのシーケンスがある。各シーケンスは“ステート”と呼ばれ、このステートは最初に発射されるノズルによって決定される。ステート１は１−３−２−４のシーケンスであり、ステート２は２−４−１−３のシーケンスであり、ステート３は３−１−４−２のシーケンスであり、ステート４は４−２−３−１のシーケンスである。これらの発射ステートは全て、同時に発射される隣接ノズルの、最接近による相互作用を回避している。
【００１６】
ダイの向きがプリントヘッドの移動方向に垂直な方向に沿っている複数ダイプリントヘッドの場合、及び一方向だけにプリントする単独ダイプリントヘッドの場合は、隣接するダイ又はスワスが同一ステートで発射されると、顕著な規則的なステッチエラーが生じる。図５はこの状態を示している。図５では、第１ドット５１１、第２ドット５１２、第３ドット５１３、及び第４ドット５１４は、第１ダイから又は第１スワスの間に発射される。第５ドット５２１、第６ドット５２２、第７ドット５２３、及び第８ドット５２４は、第１ダイの下方に隣接配置された第２ダイから、又は第２スワスの間に、発射される。第１ダイ及び第２ダイの両方、又は単独ダイの第１及び第２スワスは、図５のドットの相対的な水平方向の位置からわかるように、ステート１（１−３−２−４）で発射される。第４ドット５１４と第５ドット５２１との間の隙間は、第１ダイ及び第２ダイ、又は単独ダイの第１及び第２スワスを、同じステートで発射することによって生じた規則的なステッチエラーである。この発射モードにおけるステッチエラーは、ダイ間のｘ軸における位置ずれから生じる任意のダイ間のステッチエラーによって倍加される。隣接ダイの位置ずれは、製造公差から度々生じる。
【００１７】
本発明のシステム及び方法は、隣接する各ダイ、又は単独ダイプリントヘッドの隣接する各スワスに、異なる発射ステートを選択することにより、ステッチ接合エラーを低減する。図６は、第２ダイ又は第２スワスがステート２（２−４−１−３）である本発明の例を示している。図６は、第２ダイ又は第２スワスのステートを変更することにより、２つのダイ間のステッチラインに存在する任意のダイ間のステッチエラーに顕著なエラーを規則的に加えないようにして、発射順によるステッチエラーを最小限にできることを示している。図６の第１ダイはステート１（１−３−２−４）なので、図６では第１ドット６１１、第２ドット６１２、第３ドット６１３、及び第４ドット６１４は、図５の第１ドット５１１から第４ドット５１４に対応する。しかし、第５ドット６２１、第６ドット６２２、第７ドット６２３、及び第８ドット６２４の水平方向の位置で示されるように、図６の第２ダイ又は第２スワスはステート２（２−４−１−３）である。
【００１８】
第２ダイ又は第２スワスの適切なステートは、第１ダイ又は第１スワスのステートによって決定される。第１ダイ又は第１スワスの可能な各ステートに対する第２ダイ又は第２スワスの適切なステートは、例えば、プリント中にコントローラ２０によって参照されるルックアップテーブルに格納できる。
【００１９】
単独ダイプリントヘッドに対しては、又は、第１ダイの一番下のノズルと第２ダイの一番上のノズルが第１及び第２ダイの各々の他のノズルの間隔との関係において正確に離間するように、第１及び第２ダイの位置が正確に合っている場合には、図６を参照して述べた手順で十分である。しかし、例えば製造の費用及び限界により、第１及び第２ダイを重複させて、第２ダイの一番上のノズル以外のノズルを第２ダイの一番上の発射ノズルとして選択することもできる。言い換えれば、第２ダイの一番上のノズル又はそれ以上のノズルは使用されなくてもよい。最適な一番上の発射ノズルを選択することにより、２つのダイ間の位置ずれをノズルの中心間の間隔の1/2（以内）に限定できるので、そのように重複させれば精密な組み立てを必要とせずに済む。更に、１ピクセルより大きいエラー、即ち用紙の進み過ぎのエラーではなく、サブピクセル（１ピクセルより小さい）エラー、即ち用紙の進み不足のエラーとなるように、ノズルを選択することができる。所与の程度の用紙の進み不足は、同程度の用紙の進み過ぎよりも遥かに目立たないので、これは望ましい。
【００２０】
しかしながら、４リップル発射スキームとダイの重複との組み合わせは、補償しないと、ステッチ接合エラーの更なる源となり得る。
【００２１】
図７は、第１ドット７１１、第２ドット７１２、第３ドット７１３、及び第４ドット７１５の水平方向の位置からわかるように、第１ダイがステート１（１−３−２−４）である例を示している。図７の第２ダイは、第２ダイの第２ノズルが一番上の発射ノズルとして選択されるように第１ダイと重複している。この重複及び第１発射ノズルの選択は、図７の第５ドット７２１の左の番号２によって示されている。同様に、第６ドット７２２は第２ダイの第３ノズルから発射され、第７ドット７２３は第２ダイの第４ノズルから発射され、第８ドット７２４は第２ダイの第５ノズルから発射される。先に論じたように、この例では、各ダイのノズルは４つのグループで発射され、第１グループは１、５、９…７７のノズルを含む。その結果、ダイがステート１で発射されると、第１グループの全ノズルがそのダイで発射される第１ノズルとなる。図７は第２ダイの一番上の発射ノズルのうちの４つだけを示しており、この重複の状況では第２ダイの一番上のノズルは発射されないので、第８ドット７２４は第５ノズルから発射されたものとして示されている。第５ノズルはステート１で発射されるノズルの第１グループに属しているので、これ（第８ドット７２４）は図７の第２ダイから発射されたドットのうちの一番左のドットである。図７の第２ダイは図５の第２ダイと同様にステート１で発射されるにも関わらず、図７の第５ドット７２１から第８ドット７２４は図５の第５ドット５２１から第８ドット５２４とは異なるパターンで現れている。この理由は、図７のノズルの第１グループの一番上の発射ノズル（１、５、９、１３…７７）は第５ノズルでありながら、実は図５の一番上の、即ち第１ノズルであるということである。
【００２２】
先の議論からわかるように、ダイの重複、及びその結果としての一番上の発射ノズルの選択によって、ステッチ接合エラーを低減するために最も適切な第２ダイのステートを変えることができる。
【００２３】
図８及び図９は、図７と同じく、重複ダイの別の例であり、それぞれ、上から３番目のノズルと上から４番目のノズルが一番上の発射ノズルとして選択されている。図８は、第１ダイからステート１（１−３−２−４）で発射された第１ドット８１１、第２ドット８１２、第３ドット８１３、及び第４ドット８１４を示している。図８では、第２ダイの第３ノズルが一番上の発射ノズルとして選択されている。その結果、第５ドット８２１は第２ダイの第３ノズルから発射され、第６ドット８２２は第４ノズルから発射され、第７ドット８２３は第５ノズルから発射され、第８ドット８２４は第６ノズルから発射される。第５ノズル（ノズルの第１グループの一番上の発射ノズル）が第１発射ノズルであることからわかるように、図８の第２ダイはステート１で発射される。図９は図７及び図８と同様であるが、但し、第２ダイの第４ノズルが第２ダイの一番上の発射ノズルであるとともに、第２ダイはステート２（２−４−１−３）である。図９では、第１ドット９１１、第２ドット９１２、第３ドット９１３、及び第４ドット９１４は、図８の第１ドット８１１から第４ドット８１４に対応する。図９の第２ダイの発射ステート（ステート２）は、第５ドット９２１、第６ドット９２２、第７ドット９２３、及び第８ドット９２４の相対的な水平方向の位置によって示されている。詳細には、第６ノズルから発射される第７ドット９２３、即ち、第２ダイのノズルの第２グループの一番上の発射ノズル（２、６、１０、１４…７８）が最初に発射されるので、ステート２であることが示される。
【００２４】
図６から図９は、第１ダイがステート１であるときに、第２ダイの一番上の発射ノズルが第２ダイの第１、第２、第３又は第４ノズルであるそれぞれの場合の、第１及び第２ダイの適切なステートの例を示している。第１ダイのステートと第２ダイの一番上の発射ノズルとが他の組合せである場合は、第２ダイの最適なステートは異なることは明らかであろう。上述したように、可能な各状態に対する第２ダイの最適なステートは、例えば、コントローラ内のルックアップテーブルに格納できる。
【００２５】
図１０は、本発明のシステム及び方法を組み込んだプリントデバイス２００の１つの例示的な実施の形態の機能ブロック図である。プリントデバイス２００は、例えばキーボードや対話式ディスプレイのような入力装置３００及び例えばコンピュータのような画像データソース４００にプリントデバイス２００を接続する、入出力装置１１０を有する。一般的に、画像データソース４００は、スキャナ、デジタルコピー機、電子画像データの生成に適したファクシミリ装置、又はネットワーク、インターネット、特にワールドワイドウェブのクライアント若しくはサーバなどの電子画像データの格納及び/又は送信に適した装置などの数多くの異なるソースのうちの任意の１つであってよい。例えば、画像データソース４００は、スキャナ、磁気記憶ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等のようなデータ担体、又は画像データを収容しているホストコンピュータであってもよい。従って、画像データソース４００は、本発明のプリントデバイス２００に画像データを供給する能力がある、公知の又は今後開発される任意のソースであってよい。
【００２６】
画像データソース４００がパーソナルコンピュータである場合は、画像データソース４００をプリントデバイス２００に接続するデータラインは、パーソナルコンピュータとプリントデバイス２００との間の直接リンクであってよい。データラインは、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネット、イントラネット、又は他の任意の分散形処理及び記憶ネットワークであってもよい。更に、データラインは、画像データソース４００への無線リンクであってもよい。従って、画像データソース４００は、画像データソース４００からプリントデバイス２００にデータを送信する能力がある、公知の又は今後開発される任意のシステムを用いて接続可能なことを認識されたい。
【００２７】
入出力装置１１０、メモリ１３０、重複決定回路１４０、及びステート決定回路１５０は、データ/制御バスを介してコントローラ１２０と通信する。重複決定回路１４０は、第２ダイの最適な一番上の発射ノズルを選択するために、第２ダイの重複の程度を決定する。ステート決定回路１５０は、ステッチ接合エラーを最小とするのに最適なステートを決定する。次に、適切なステートがプリント装置１６０に供給される。プリント装置１６０は例えばプリントヘッドを含み得る。
【００２８】
図１０に示されている各回路は、適切にプログラムされた汎用コンピュータの一部として実装可能なことを理解されたい。或いは、図１０に示されている各回路は、ＡＳＩＣ内の物理的に個別のハードウェア回路として実装されてもよく、また、ＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬＡ若しくはＰＡＬを用いて、又はディスクリート論理素子若しくはディスクリート回路素子を用いて実装されてもよい。図１０に示されている各回路がとる特定の形態は設計上の選択事項であり、当業者にとっては明白であるとともに予測可能なものである。
【００２９】
図１１は、本発明の処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１００では、第１ダイ（又は単独ダイプリントヘッドを用いる場合は第１スワス）のステートが決定される。ステップＳ２００で、第２ダイが存在し、且つ第２ダイが第１ダイと重複することが決定されると、処理はステップＳ３００に進む。そうでない場合は、処理は直接ステップＳ４００にジャンプする。ステップＳ３００では、第１ダイの一番下のノズルに対して適切な間隔を与える第２ダイのノズルがどれであるかに基づいて、第２ダイの第１ノズルが決定される。ステップＳ４００では、第１ダイのステート及び可能であれば決定された第２ダイの一番上となる第１ノズルに基づいて、ステッチ接合エラーを最小とする第２ダイのステートが決定される。
【００３０】
図１０に示されるように、プリントデバイス２００はプログラムされた汎用コンピュータ上に実装されのが好ましい。しかしながら、プリントデバイス２００は、専用コンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ及び周辺集積回路素子、ＡＳＩＣ又は他の集積回路、デジタル信号プロセッサ、ディスクリート素子回路のようなハードワイヤード電子又は論理回路、又はＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ若しくはＰＡＬのようなプログラム可能論理デバイス等に実装されてもよい。一般的に、有限状態機械の実装能力があり、ひいては図１１に示されているフローチャートの実装能力がある任意の装置を、プリントデバイス２００を実装するために用いることができる。
【００３１】
本発明のシステム及び方法を、特定の各グループのノズルが同時に発射される、グループ単位でシーケンシャルに発射される１列のノズルを有するプリントヘッドと関連させて説明してきたが、本発明のシステム及び方法は、他のタイプのプリントシステムにも適用可能である。例えば、本明細書に参照として援用する米国特許第5,675,365号に示されているプリントシステムは、ステッチ接合エラーが低減又は解消されるように特定のエジェクタの作動スケジュールを組むことにより、本発明を利用することができる。
【００３２】
更に、本発明のシステム及び方法を、それぞれが20個のノズルの４つのグループを用いて説明してきたが、本発明のシステム及び方法は、任意の数のノズル及び任意の数のグループを用いる画像形成システム及び方法にも適用可能である。加えて、プリント技術の当業者は、本発明のシステム及び方法をインクを用いるプリントに適用するであろうが、本発明のシステム及び方法はインク以外の液体にも適用できることに注目されたい。
【００３３】
本発明の幾つかの例示的な実施の形態では、特定のプリントヘッドのための最良のプリントヘッドステートを決定するために、一連の垂直線から最も良く位置が合っているものをユーザに選択させる位置合わせ手順を行うことができる。
【００３４】
本発明を、上記に概説した特定の実施の形態とともに述べてきたが、当業者にとって多くの代替、修正、及び変更が明らかなことは明白である。従って、上述した本発明の例示的な実施の形態は説明を意図したものであり、本発明を限定するものではない。本明細書に述べた本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更がなされ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステム及び方法が用いられ得る例示的な画像記録装置の斜視図である。
【図２】本発明のプリントヘッドのフェースの１つの例示的な実施の形態を示す図である。
【図３】本発明のプリントヘッドのフェースの別の例示的な実施の形態を示す図である。
【図４】２つのダイを有する本発明のプリントヘッドの１つの例示的な実施の形態を示す図である。
【図５】本発明を用いていないステッチ接合エラーを示す図である。
【図６】本発明を用いてステッチ接合エラーが低減された１つの例を示す図である。
【図７】重複ダイとともに本発明を用いてステッチ接合エラーが低減された１つの例を示す図である。
【図８】重複ダイとともに本発明を用いてステッチ接合エラーが低減された別の例を示す図である。
【図９】重複ダイとともに本発明を用いてステッチ接合エラーが低減された別の例を示す図である。
【図１０】本発明の例示的な実施の形態の機能ブロック図である。
【図１１】本発明のコントローラの処理を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１２０ コントローラ
１４０ 重複決定回路
１５０ ステート決定回路
１６０ プリント装置
２００ プリントデバイス

Claims (1)

1. 媒体に液体の液滴を発射するための第１の複数のノズルを有する第１ダイを有する射出ヘッドを移動させ、
   射出ヘッドが媒体に対して移動する間に、第１の複数のノズルから媒体に第１の複数の液滴を第１発射シーケンスで発射し、
   射出ヘッドが媒体に対して移動する間に、第１の複数のノズル又は射出ヘッドの第２ダイ中に存在する第２の複数のノズルの一方から媒体に第２の複数の液滴を第１シーケンスとは異なる第２シーケンスで発射する、媒体に液体を射出する方法であって、
   前記第１ダイと前記第２ダイの重複の程度を判定し、
   前記第１ダイと前記第２ダイの重複の程度に基づいて決定したステートを前記第２シーケンスに用いる、
   媒体に液体を射出する方法。

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