JPH0226750A - モノクローム、ハイライト又はプロセスカラーモードで作動するように適合されたサーマルインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 背景及び情報開示陳述 本発明は、サーマルインクジェット印刷システム、特に
、プロセスカラー（ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｏｌｏｒ）、モ
ノクローム（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍｅ）　　あるいはハイ
ライト色モードを選択的に動作可能とするインク分配シ
ステムを有するプリンタに関する。

従来のサーマルインクジェットプリンタは、モノクロー
ム（白地に黒色）　から例えば黒と赤のようなハイライ
ト色、それから全プロセスカラーまで種々のプロセスモ
ードで作動する。例えば、米国特許第４，５７１．５９
９号において、多色サーマルインクジェットプリンタが
開示されており、これは記録媒体を越えて移動するキャ
リフジ上に直線状に配置されたインクカートリッジを有
する４個のプリントヘッドを使用している。各カートリ
ッジは選択されたカラープロセスモードに適したインク
で満たされる。モノクローム印刷動作の場合、各カート
リッジは黒インクで満たされる。カラーハイライトモー
ドでは、２個のカートリッジ＋１黒インクで満たされ、
一方、２個のカートリッジは例えば、マゼンタインクで
満たされる。全プロセスカラーでは、１個のカートリッ
ジは黒インクで満たされ、他の３個のカートリッジは普
通、ンアン、マゼンタ及びイエローのインクで満たされ
る。

従来のカラープリンタに伴う深刻な欠点は、カラープロ
セスモードにおいて変更が要求されたとき、それらの多
様性の不足である。例えば、そのシステムを全カラープ
ロセスで作動していて、モノクローム動作に切り換えた
い場合、黒インクを有するカートリッジだけを作動させ
るか、３個のカートリッジを黒インクを有するカートリ
ッジに置き換えるために、選択した代替動作では、シス
テムを比較的低いカラープロセス速度で動作しなければ
ならないことである。カートリッジの取り換え機構を選
択する場合、そのキャリッジをプロセスカラーモードの
４倍速で移動させることがでキル。一般に、モノクロ−
ムシステム（４個の黒カートリッジ）からプロセスカラ
ーシステムへ変換するには、３個の黒カートリッジを３
個のカラーカートリッジに取り換える必要がある。

カートリッジのインク分配を迅速に変更できるほど十分
に多様性をもつプロセスシステムを備えることが望まし
く、それによって、カートリッジを取り換える必要なし
に、モノクローム、カラーハイライト及びカラープロセ
スモード間の変更が可能となるものである。そこで本発
明は、カートリッジに含まれるインクがオペレータのコ
ントロール下にあるようなカラー印刷システムに関する
。

オペレータはプロセスモードに必要な特定の色の組合せ
を選択し、選択されたカートリッジから元のインクを排
除し、その選択されたカートリッジに所望の色のインク
を再充填しながら、各再構成動作を開始する。特に、本
発明は、一体的に形成されたサーマルプリントヘッドで
一部を構成するような複数のインク供給カートリッジを
運ぶようになった往復動カートリッジと、記録媒体の幅
を横切ってカートリッジが移動した後、所定の距離だけ
、記録媒体を進める手段と、要求に応じて各プリントヘ
ッドのノズルからインクの点滴を促す手段とを有するサ
ーマルインクジェットプリンタに関するＱそのプリンタ
は更に、所望のカラーインクをそれに関連したインクカ
ートリッジへ供給する複数の個々のインク供給システム
と、前記インク供給システムの少なくとも１個からその
中に含まれるインクを排除し、前記性のインク供給シス
テムの少なくとも１個からのインクで前記システムを再
び満たす手段とを有する。

図面の簡単な説明 第１図はプリントヘッドを一体化した複数のインクカー
トリッジを有するサーマルインクジェットプリンタの概
略斜視図である。

第２図は第１図に示すプリントヘッドの通常のインク供
給システムを示す。

第３図は本発明の原理に従って変形した第２図のインク
供給システムを示す。

第４図はインク供給システムの接続を変化させる制御シ
ステムを示す。

第５図はプリントヘッドの１つに取り付けられたインク
排除ユニットの側面図を示す。

第６図はモノクローム又はカラーハイライト動作の動作
ステップのフローチャートである。

第７図は記録媒体の移動に対して垂直方向に配置された
プリントヘッドを示す。

第８図は四角形の形状に配置されたプリントヘッドを示
す 発明の説明 ここで第１図を参照すれば、多色サーマルインクジェッ
トプリンタ１０が示されている。各々がサーマルプリン
トへフド１１を一体的に取り付けているいくつかのイン
ク供給カートリッジ１２は並進移動できるキャリッジに
装着されている。その印刷モード中、キャリフジは矢印
１３で示すようにガイドレール１５上を前後に往復動す
る。例えば紙のような記録媒体１６はキャリッジが一方
向へ移動する間開定状態に保持され、キャリッジが逆方
向へ移動する前に、記録媒体はサーマルプリントヘッド
により記録媒体に印刷されるデータの縞（ｓｔｒｉｐｅ
）の高さに等しい距離だけ前進する。各プリントヘッド
はキャリッジの往復移動方向に対して直交方向に整列し
た直線アレイノズルを有する。ソレラのノズルは記録媒
体に対面し、例えば０．０１−０．２インチの距離だけ
記録媒体から離れて位置すｓ０ノズルの中心から中心ま
でのスペースは約３ミルなので、記録媒体には、１イン
チ当たり３００スポツト、即ち３００ピクセルが印刷さ
れる。サーマルプリントヘッドは情報印刷のためにキャ
リッジが移動する間、点滴を必要とする時に記録媒体へ
向かってインクの点滴１８を推進する。プリントヘッド
の末端には信号伝送用リボンケーブルが取り付けられて
いるが、図面を明瞭にするため、これは省略して示す。

ノズルの必要数はページ全体の情報を印刷するために記
録媒体を横切って前後へ移動する所望の移動数に基づく
設計上の選択である。

説明の都合上、プリントヘッドを４個、それに関連して
インクカートリッジが４個、第２図の右上に示すように
配置され、各カートリッジは別々のカラーインクを有す
ると仮定する。第２図は、インクカートリッジ１２Ａ〜
１２Ｄに接続した通常のインク供給システムを示す。イ
ンク供給ライン２１Ａを介して主たるイエローインク供
給貯槽２ＯＡに接続したインク供給カートリッジ１２Ａ
は、プリントヘッドＩＩＡへイエローインクを供給する
。インク供給ライン２１Ｂを介してシアンインク供給貯
槽２ＯＢに接続したインク供給カートリッジ１２Ｂは、
シアンインクをプリントヘッドＩＩＢへ供給する。

インク供給ライン２ＩＣを介してマゼンタインク供給貯
槽２０Ｃに接続するインク供給カートリッジ１２Ｃは、
マゼンタインクをプリントヘッドＩＩＣに供給する。イ
ンク供給ライン２１Ｄは、黒インクをインク供給ライン
２１Ｄを介してプリントへラド１１Ｄへ供給する。動作
中、ノズルの所では、一定の、わずかに負の所定インク
圧が保持される。インクがプリントヘッドから発射する
時、インクチャンネルはインク供給貯槽２０Ａ〜２０Ｄ
から毛管作用により補給される。このような形態により
、全カラープロセスの印刷動作は全プロセスカラーのア
ウトプットを得るために約５〜２０インチ／秒のカート
リッジ速度を有する。カートリッジの移動に要する総時
間を、ここでは、ベース（ＩＸ）速度と定義づける。こ
の形態は本質的な限界を有する。

即ち、プロセス動作が別のカラー組合せ、即ち黒と白（
モノクローム）の動作を必要とする場合、その印刷機能
は、プリントヘッドを取り替えなければ・最も遅い１×
速度に制限される。例えば、モノクローム印刷アウトプ
ットを望む場合、単一の黒プリントヘッドＩＩＤが所望
のアウトプットを出すようにするためには、１×速度を
必要とする。

従来、その１×速度での動作に代わる手段は、校正印刷
機能次第で１個以上のカートリッジを取り替えることで
あった。モノクロームの例では、カートリッジ１２Ａ、
　　１２Ｂ及び１２Ｃと、インク貯槽２０Ａ、　２０Ｂ
、　２０Ｃをそれぞれ黒カートリッジと黒インク貯槽に
取り替えることになる。速度はそこで係数４だけ上昇す
る。本発明はカートリッジやインク供給部を取り替える
ことなしに同−型の高いアウトプット効率を実現させる
ものである。この目的は個々のインク供給ラインからイ
ンクを排除して、１個以上のインクを代替の供給ライン
へ転向させることができるように第２図のインク供給シ
ステムを変形することによって実現される。第３図に示
すように、インク供給ラインに、複数の電子制御式２路
流量弁を設置する。供給ライン２１Ａには、弁２２Ａ、
２３　Ａを設置し、供給ライン２１Ｂには、弁２２Ｂ、
　２３Ｂ、　２４Ｂを設置し、供給ライン２ＩＣには弁
２２Ｃを設置する。図示のように、関連する弁の作動時
、ラインとラインとの間でインクを連絡させるために、
更に相互接続ライン２５〜３０が追加される。金色動作
モード中、三路弁の全ては図示のように設定され、各貯
槽に接続した供給ラインに沿ってのみ、インクが流れる
ようにした。

次に、金色動作からモノクロームモπドへの切り換えを
考えてみる。第４図は全部のカートリッジを黒インクで
供給し、印刷動作を４×に上昇させることができるよう
にインク供給システムを切り換えるのに適した制御シス
テムを示す。その第１ステツプは、カートリッジ１２Ａ
、　１２Ｂ、　１２Ｃとそれに関連した特定カラーイン
クの供給ラインからインクを空にすることである。これ
は制御パネル３３の一部に位置する「モノクローム」ス
イッチ３１を押すことにより行われる。この作用により
信号ｔ）＜弁２２Ａ、　２２Ｂ、　２２Ｃへ送られ、弁
の接続が変化し、ライン２１Ａは２１Ｄ（弁２２Ａ）に
、ライン２２Ｂは２１Ｄ（弁２２Ｂ）に、ライン２ＩＣ
は２１Ｄ　（弁２２Ｃ）に接続する。そのカートリッジ
もまた、例えば印刷位置の通常の端部より外側のように
、第１図に示すプリントヘッド位置の右側となる排除及
び再注入（ｒｅｐｒ　ｉｍｅ）位置へ移動する。真空源
が各インクチャンネルのインクチャンネルに接続される
ように複数の排除ユニット３４Ａ〜３４Ｄが位置付けさ
れる。この場合、注入ユニット３４Ａ、　３４Ｂ。

３４Ｃが作動する。第５図は、注入ユニット３４Ａを排
除−注入方向において側面図で示す。管４０はライン２
１Ａにより供給されるインクチャンネルに気密位置で配
置される。管４０には、適切な真空源が接続され、イン
クチャンネル及び供給ライン２１Ａからのインクを適切
な捕集トレイへ引き出す吸引力を生じる。この時点で、
供給ライン２１Ｄからの黒インクは、すでに弁２２Ａ、
　２２Ｂ、　２２Ｃの切り換えによりそれぞれ接続され
ているライン２７．２６゜２５に沿って供給ライン２１
Ａ、　２１Ｂ、　２ＩＣへ流入し始める。各注入ユニッ
トの所で捕集トレイへ引き出されるインクの流れは、３
本の全ての選択されたラインから黒インクが流れるまで
モニターされ、その時点で、排除及び再注入動作が完了
する。そこでプリントヘッドは注入ユニットから解放さ
れ、カートリッジは通常の印刷開始位置へ戻される。

ここで、「プリント」機能を選択することにより、完全
なモノクローム動作が可能となる。

その他の動作モードも本発明の原理に一致して行われる
。例えば、部分的モノクロームアウトプットコピーをシ
アンのハイライト領域で作るためには、ハイライトカラ
ー動作が望ましい。このモードの場合、マゼンタ及びイ
エローラインからインクを排除して再注入し、シアン及
びイエローラインを弁で相互に接続させ、黒ライン及び
マゼンタラインを作動させる。オペレータが「ハイライ
トシアン」スイッチ４０を押すと、ライン２１Ａと２１
Ｃからインクの排除が開始する。弁２３Ｂ（第３図）が
作動し、ライン２１Ａ、　２１Ｂ及びカートリッジ１２
Ａ、１２Ｂがシアンインクで満たされる。弁２２Ｃも作
動し、ライン２ＩＣ及び２１’Ｄ並びにカートリッジ１
２Ｃ，１２Ｄが黒インクで満たされる。弁２４Ｂ、　２
２八を作動させ、適切なラインを再注入することによっ
てマゼンタのハイライトカラーが同様に作動状態となる
。

ハイライトカラーモードの場合、キャリッジは第１図の
先行技術の２倍速度（２ｘ）で移動する。

もうひとつの形のハイライトカラー動作もまた、本発明
の原理に一致している。ユーザーの好みによるが、ハイ
ライトカラーとして緑色のような色が好まれる。このモ
ードの場合、弁２２Ｃが動作しそしてプリントヘッド１
２Ｃの再注入によって、マゼンタライン２１Ｃは排除さ
れ、黒インク供給ライン２１Ｄに接続される。それから
プリンタは、緑色ハイライト領域にイエローとシアンの
インク点滴を交互にしたパターンを生じさせるように動
作させられる。イエローとシアンの交互のカラースポッ
トを密に位置づけた組合せはハイライト部分への縁のア
ウトプットを有効に形成する。この形態はまた、速度を
２×に上昇させる。第６図に示すフローチャートはハイ
ライト動作あるいはモノクローム動作のステップを示す
。

前述の説明は、プリントヘッドＩＩＡ〜１１Ｄが第１図
に示す直線状形態に配置されていることを想定している
。記録媒体の垂直移動は各モードの選択に対して一定し
ているが、キャリフジ速度は印刷速度を上げるために可
変であった。その他のプリントヘッドの形態も、本発明
の原理に一致させることができる。例えば第７図は、プ
リントヘッドが垂直にずれて配置された形態を示す。そ
れらのプリントヘッドを、垂直方向へ一線に整列させる
こともできる。この形態の場合、プリントヘッドを通過
する記録媒体の垂直移動率が制御ファクターとなる。キ
ャリッジは、各モードにおいて、一定速度でプリントヘ
ッドを左から右へと運ぶ。

モノクロームモードの場合、紙の進みは印刷カラーモー
ドの速度の４×となり、ハイライト力ラーモードの場合
、紙の進みはプロセスカラー速度の２×となる。この速
度関係はプリントヘッドが例えば、セグメント化された
プリントヘッドと同一面に位置する水平に直線をなすペ
ージ幅プリントヘッドである場合に有効である。

ハイブリッドプリントヘッドの形態が第８図に示されて
いる。ここで、プリントヘッドは四角形の形に配置され
ている。モノクローム動作の場合、キャリッジ速度と紙
の進み速度とは両方とも、それぞれの印刷カラー速度の
２×である。ハイライトカラーモードでは、紙の進みは
プロセスカラーと同率であるが、キャリッジ速度はプロ
セスカラー率の２×である。

要するに、このカラーインク印刷システムは、従来実現
されていない多様性を有する。オペレータが開始する排
除及び再充填システムは、金色、モノクローム又はハイ
ライトカラーモードの間の切り換えを迅速にする。オペ
レータは選択したラインからのインクの排除をコントロ
ールし、それから、その選択されたラインを、選択され
たカラーモードに適したカラーのインクで満たす。選択
的に、インクの供給部分やプリントヘッドの部分からイ
ンクを排除するために、無色排除液を使用することもで
きる。その排除及び再充填原理は、多数のプリントヘッ
ドを使用する場合に有用である。

以上は、３つの動作モードに関して説明してきたけれど
も、その他のカラー組合せも可能である。

例えば、赤（ｒｅｄ）　　や青（ｂｌｕｅ）のようなそ
の他のハイライト色も作り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプリントヘッドを一体化した複数のインクカー
トリッジを有するサーマルインクジェットプリンタの概
略斜視図、第２図は第１図に示すプリントヘッドの通常
のインク供給システムの説明図、第３図は本発明の原理
に従って変形した第２図のインク供給システムの説明図
、第４図はインク供給システムの接続を変化させる制御
システムの説明図、第５図はプリントヘッドの１つに取
り付けられたインク排除ユニットの側面図、第６図はモ
ノクローム動作又はカラーノ＼イライト動作の動作ステ
ップのフローチャート、第７図は記録媒体の移動に対し
て垂直方向に配置されたプリントヘッドを示す説明図、
第８図は四角形の形状に配置されたプリントヘッドの説
明図である。 １０：ｆ−色サーマルインクジェットプリンタ１１ニブ
リントヘッド １２：インク供給カートリッジ １５ニガイドレール １６：記録媒体 ２０：インク貯槽 ２１：インク供給ライン ２２、２３．２４　＋弁 ３４：インク排除ユニット ４０：管 特許出願人　ゼロックスコーポレーション代　　理　　
人　　　　　小　　堀　　　益ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、その一部を構成するように、一体的に装着したサー
   マルプリントヘッドを有する複数のインク供給カートリ
   ッジを運ぶ往復移動式キャリッジと、記録媒体の幅を横
   切ってキャリッジが移動した後、記録媒体を所定の距離
   だけ進める手段と、要求に応じて各プリントヘッドのノ
   ズルからインクの点滴を促す手段とを備え、更に次のも
   のを含んでいるサーマルインクジェットプリンタ； 所定の色のインクを関連するインクカートリッジへ供給
   する複数の個々のインク供給システム、及び 前記インク供給システムの少なくとも一つから、その中
   に含まれるインクを排除して、前記他のインク供給シス
   テムの少なくとも一つからのインクで前記システムを再
   び満たすようにする手段。