JPH06328674A

JPH06328674A - カラープリンタの製造方法

Info

Publication number: JPH06328674A
Application number: JP6114052A
Authority: JP
Inventors: W Wistar Rhoads; ダヴリュ・ウィスター・ローアズ; Lance Cleveland; ランス・クレヴランド; Abdolreza Movaghar; アブドールレザ・モヴァガール
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1993-05-03
Filing date: 1994-04-28
Publication date: 1994-11-29
Also published as: EP0623474A3; US5455607A; HK71897A; EP0623474A2; DE69402458D1; DE69402458T2; EP0623474B1

Abstract

(57)【要約】【目的】ブラックおよびカラーペンを備えたサーマル
インクジェットプリンタの製造方法に関し、ブラックお
よびカラーのインクジェットペンカートリッジを用いる
サーマルインクジェットプリンタにおいてブラックのテ
キストの品質を向上させることを目的とする。【構成】ペンの高さに影響するプリンタの関連許容誤
差を判定するステップと、前記関連許容誤差に統計分析
を行なって、適正な印刷品質をえるためのペンと印刷媒
体間の距離の範囲を判定するステップと、前記ステップ
の結果に応じて前記ブラックペンカートリッジが印刷媒
体に一番近くなるようにブラックペンの位置を設定する
構成を持つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は広義にはサーマルインク
ジェットプリンタの分野に関し、より詳細には複数のブ
ラックおよびカラーのインクジェットペンカートリッジ
を用いるサーマルインクジェットプリンタにおけるブラ
ックのテキストの品質の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は次の係属中の本出願人に譲渡さ
れた米国特許に関係する。１９９３年４月３０日出願の
Damon W. Broder その他のCARTRIDGE SUPPORT FOR COMP
UTER DRIVEN PRINTER （弁理士整理番号1093157-1 ）、
１９９３年４月３０日出願のRobert R. Giles その他の
IMPROVED MEDIA CONTROL AT INK-JET PRINTZONE （弁理
士整理番号1093141-1 ）、１９９３年４月３０日出願の
David W. Swansonその他のSIDE BIASED DATUM SCHEME F
OR INKJET CARTRIDGE （弁理士整理番号1093061-1 ）、
１９９３年４月３０日出願のArther K. Wilsonその他の
AN IMPROVED MODULARCARRIAGE ASSEMBLY FOR AN INKJET
PRINTER （弁理士整理番号1093125-1 ）。

【０００３】サーマルインクジェットプリンタは広く用
いられるようになってきている。かかるプリンタについ
ては、Output Hardcopy Devices （Ed. R.C. Durbeckお
よびS. Sherr、San Diego: Academic Press, 1988 ）の
１３章、“Ink Jet Devices"におよび米国特許４，４９
０，７２８号および４，３１３，６８４号にW. J. Lloy
d とH.T. Taub によって説明されている。サーマルイン
クジェットプリンタは高品質の印刷を提供し、小型で携
帯可能であり、インクが用紙にあたるだけであるため高
速で静かな印刷を行なうことができる。

【０００４】インクジェットプリンタは印刷媒体に形成
された配列の特定の領域に個々のドットのパターンを印
刷することによって印刷像を形成する。かかる領域は直
線的配列をなす小さなドットとして視覚されるものであ
る。かかる領域は“ドット領域”、“ドット位置”ある
いは“画素”と呼ばれることがある。したがって、印刷
動作とはドット領域のパターンをインクドットで埋める
こととみなすことができる。

【０００５】インクジェットプリンタは非常に小さなイ
ンク滴を印刷媒体に射出することによってドット印刷
し、また通常、インク射出ノズルをそれぞれ有する１つ
あるいはそれ以上の印刷ヘッドを支持する可動キャリッ
ジを有する。このキャリッジは印刷媒体の表面を走行
し、ノズルはマイクロコンピュータあるいは他の制御装
置のコマンドにしたがってインク滴を必要とする回数だ
け射出するように制御される。インク滴の塗布のタイミ
ングは印刷される画像の画素パターンに対応するように
する。

【０００６】典型的なサーマルインクジェット印刷ヘッ
ド（すなわち、シリコン基板、基板上の構造、および基
板への接続）には液体インク（すなわち、溶解着色材あ
るいは溶剤中に拡散した顔料）が使用される。かかる印
刷ヘッドはインク溜めから液体インクを受け取る発射チ
ャンバのアレーを内蔵する印刷ヘッド基板に取り付けら
れた精密に形成されたノズルのアレーを有する。それぞ
れのチャンバはサーマルインクジェット発射チャンバ抵
抗器として知られる薄膜抵抗器を有し、これはノズルに
対向して設けられ、ノズルとの間にインクを集めること
ができるようになっている。インク滴の発射は通常マイ
クロプロセッサの制御によって行なわれ、マイクロプロ
セッサの信号は電気的配線によって抵抗器要素に送られ
る。サーマルインクジェット発射チャンバ抵抗器が電気
的な印刷パルスによって加熱されると、その近くの少量
のインクが気化し、印刷ヘッドからインク滴が射出され
る。ノズルを適当に配置することによってドットマトリ
クスパターンが形成される。各ノズルの動作を適当に順
序付けることによって、印刷ヘッドが用紙を通過すると
き用紙に文字あるいは画像が印刷される。

【０００７】かかるノズルを有するインクカートリッジ
が印刷媒体の幅にわたって繰り返し移動される。媒体上
のこの移動の指定された数のインクリメントのそれぞれ
において、制御するマイクロプロセッサのプログラム出
力にしたがって、それぞれのノズルがインクの射出を行
なったり行なわなかったりする。媒体上を一度完全に移
動するたびに、インクカートリッジの列に構成されたノ
ズルの数にノズルの中心間距離をかけたものにほぼ等し
い幅であるスワッスを印刷することができる。このよう
な完全な移動あるいはスワッスの幅の印刷後に、媒体は
スワッスの幅だけ送られ、インクカートリッジは次のス
ワッスを開始する。

【０００８】カラーサーマルインクジェットプリンタに
は通常、プリンタキャリッジに取り付けられてあらゆる
種類の色を生成するために複数の印刷カートリッジ（通
常、２つあるいは４つ）が用いられる。４つのカートリ
ッジを有するプリンタにはおいては、それぞれの印刷カ
ートリッジは異なるカラーインクを有し、通常用いられ
る基本色はシアン、マゼンタ、イエローおよびブラック
である。２つのカートリッジを有するプリンタにおいて
は、１つのカートリッジは通常ブラックのインクを有
し、他のカートリッジはシアン、マゼンタ、およびイエ
ローの基本色の入った３区画カートリッジである。基本
色は必要な色のインク滴を１つのドット位置に着けるこ
とによって媒体上に生成され、二次色あるいは色調のあ
る色は異なる基本色の複数のインク滴を同じドット位置
に着けることによって形成され、２つあるいはそれ以上
の基本色を重ねて印刷することによって周知の光学的原
理にしたがって二次色が生成される。

【０００９】印刷品質はインクジェットプリンタの分野
における競争においては考慮すべき最も重要な事項であ
る。インクジェットプリンタは高密度のテキストあるい
は図形を普通紙に印刷するさいに、インクの飽和した媒
体が変形して用紙にしわがよるという問題がある。サー
マルインクジェット印刷に用いられるインクは通常水溶
性のインクである。液体インクが用紙に着けられると
き、インクはセルロース繊維に吸収され、繊維が膨脹す
る。セルロース繊維が膨脹すると、局部的な伸びがで
き、それによってその領域で用紙が湾曲する。この現象
を用紙のしわと呼ぶ。これによって、印刷ヘッドと媒体
の間隔が制御されず印刷品質が低下することがあり、ま
たこの用紙のしわによって印刷出力の仕上がりが悪くな
ることがある。

【００１０】従来の複数印刷ヘッドプリンタはそれぞれ
の印刷ヘッドが媒体からの公称距離が同じになるように
設計されている。この公称距離は媒体のしわの高さ等の
さまざまな許容誤差、キャリッジ中の印刷ヘッド間の許
容誤差、印刷ヘッドの媒体に最も近い位置から印刷ヘッ
ドをキャリッジ中に位置決めする印刷カートリッジの面
までの距離のばらつきの総和によって決まる。これらの
許容誤差によって公称印刷ヘッド／媒体距離が必要にな
り、かかる距離によってとび散りの影響やインク滴本体
の公称軌道の誤差が大きくなるため良好な印刷品質が得
られなくなる。最近の製品では、この距離はキャリッジ
を印刷ヘッドによる媒体のこすれを起こすことなくキャ
リッジを媒体にできるだけ近くなるように調整すること
によって小さくされている。

【００１１】この方法では白ブラックプリンタに対して
最適な印刷品質を得ることができない。公称印刷ヘッド
／媒体距離（印刷ヘッドと媒体との間の公称距離）は同
一であるため、キャリッジと印刷ヘッドの避けられない
製造上のばらつきのために、どの印刷カートリッジが媒
体に最も近いかを判定することができない。多くの場
合、ブラックの印刷ヘッドは媒体にもっとも近い印刷ヘ
ッドではない。ブラックのテキストの印刷品質はカラー
の図形や画像より印刷ヘッド／媒体間隔（印刷ヘッドと
媒体間の距離）に影響されやすい。したがって、こすれ
を防止するためにブラックの印刷ヘッドをカラーの印刷
ヘッドより媒体から遠くしたり、すべての印刷ヘッドを
媒体から十分離したりすると、印刷品質はブラックの印
刷ヘッドが常に制約要因である場合には、印刷品質は一
層低くなる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】最適な印刷品質を得るた
めには、サーマルインクジェット印刷ヘッドと印刷媒体
の距離を最小限にすることが望ましい。これによって、
飛び散り（インク滴の本体と異なる軌道の小さなインク
滴の飛び散り）とインク滴の本体の公称軌道の誤差によ
る印刷品質の低下が少なくなる。カラーサーマルインク
ジェットプリンタには通常プリンタキャリッジ中に取り
付けられ、あらゆる色を生成するため複数（通常２つあ
るいは４つ）の印刷カートリッジが用いられる。複数印
刷ヘッドプリンタにおいては、プリンタの機械公差のた
め、媒体に最も近く位置できる印刷ヘッドは１つだけで
ある。

【００１３】本発明はペン／印刷媒体距離の範囲を判定
するための許容誤差の統計的処理を行う。ブラックのペ
ンを参照するデータを、ブラックペンが他のペンより低
いサンプルである９９．９９％（４シグマ）に対応する
レベルになるようにペン保持ストールが設計される。こ
れは、許容誤差値を取り、それを統計的に処理して、サ
ンプリングされたデータの９９．９９％が入るようにペ
ンとペンの間の最大変位を決定することにより達成され
る。次に、この値を用いて、すべてのプリンタの９９．
９９％について、ブラックのペンが最も低いペン（した
がって、用紙に最も近いペン）となり、最大限の印刷品
質が得られるようにブラックのペンのキャリッジスロッ
トのデータがオフセットされる。

【００１４】本発明は複数カートリッジカラーインクジ
ェットプリンタのブラックの印刷ヘッドがかならず媒体
に最も近い印刷ヘッドになり、ブラックのテキストの印
刷品質が最適になるようにする。ブラックのテキストの
印刷品質はカラー図形の印刷品質より印刷ヘッド／媒体
距離の影響を受けやすいため、ブラックのテキストとカ
ラー図形の両方の全体的印刷品質が最適になる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明を実施したサーマルインクジェ
ットプリンタ１０を示す。特に、インクジェットプリン
タ１０はその後部のスライダロッド６と前部のスライダ
バー（図示せず）に支持された可動キャリッジアッセン
ブリー２０を有する。また、インクジェットプリンタ１
０には多数の用紙シートあるいは他の適当なインクを受
ける媒体１４の入った入力トレー１２と印刷された媒体
１８を受ける出力トレー１６が設けられている。図３に
示すように、可動キャリッジ２０は対応する複数のサー
マルインクジェットプリンタカートリッジ２２を受ける
ための複数のカートリッジレセプタクル２４を有する。

【００１６】図２はインクを貯蔵し、発射パルスによっ
て起動されてインクジェットペン印刷ヘッド２６中のノ
ズルからインクを射出する印刷ヘッド２６を有するイン
クジェットペンカートリッジ２２のより詳細な図であ
る。印刷ヘッド２６の底部には印刷ヘッド２６の端部の
ワイヤリードを覆う封入体（図示せず）がある。この封
入体は印刷ヘッド２６のノズルより媒体に近い位置にあ
る。この封入体の厚みをここでは封入体距離と呼ぶ。図
３はキャリッジアッセンブリ２０中の４つのインクカー
トリッジレセプタクル２４中に設置された４つのインク
ジェットペンカートリッジ２２を示す。キャリッジカバ
ー２８がキャリッジアッセンブリ２０上に取り付けられ
ている。

【００１７】図４は用紙あるいはプリンタ中の他の印刷
媒体の移動路を横切ってそれぞれ伸張するスライダロッ
ド６とスライダバー８上で摺動するように取り付けられ
たキャリッジアッセンブリ２０を示す。図示する実施例
において、キャリッジ２０は後部ではキャリッジ２０の
下後部にある横方向に間隔をおいた２つのブッシング４
によってスライダロッド６上に支持され、前部ではスラ
イダバー８によって支持される。スライダバー８の上面
はスライダシュー７０の下面に係合してキャリッジ２０
の前部を支持するキャリッジ支持面８６を有する。

【００１８】図６はキャリッジアッセンブリ２０の前下
部からの斜視図である。本実施例では、シアン、マゼン
タ、イエロー、ブラックのインクに対して４つの別々の
インクジェットカートリッジ２２が備えられ。キャリッ
ジ２０はその間にインクカートリッジレセプタクル２４
を形成する５つのほぼＬ字状の平行な間隔をおいたプレ
ート３１、３３、３５、３７および３９からなる成型プ
ラスティック部材により構成される。インクカートリッ
ジ２２はその後壁に取り付けられたプリント回路を有
し、この回路はプリンタキャリッジ２０から電気的パル
スを受け取って印刷ヘッド２６（図２）に通電してイン
ク滴を射出させる。キャリッジ２０はまた４つの開口部
３２、３４、３６および３８が設けられた一体に形成さ
れた底壁３０を有し、これらの開口部は印刷ヘッド２６
の収容されたインクカートリッジ２２の幅の狭い突起部
を受ける。インクは印刷ヘッド２６のノズルから用紙そ
の他の媒体上に下向きに射出される。

【００１９】図４、図５および図６において、キャリッ
ジ２０の前壁上の２つの上スライダボス６２、６４はそ
れぞれ交換可能なシュー７０を受けるための垂直方向に
伸張するウェブ６７と外向きに伸張する水平なフランジ
６８を有する。フランジ６８はそれぞれ溝状のプラステ
ィック部分を有するスライダシュー７０の２つの対向す
るフランジ状の突起部74を受けるための小さなくぼみ
（図示せず）を有し、これによってスライダシュー７０
は上ボス６２、６４の水平フランジ６８に上に乗り突起
部７４（図５）がくぼみ７２に係合することによってス
ライダシュー７０をフランジ６８上に保持する。

【００２０】キャリッジ２０の前壁上の下ボス66は好適
にはこのボスの全長にわたって伸張しない上接触リップ
６９（図４）を有する。リップ６９とスライダシュー７
０の下面の間にはスライダバー８の上フランジを緊密に
摺動可能に受けることのできる距離がとられている。

【００２１】図４において、スライダバー８は好しくは
比較的幅の広い下フランジ８０、垂直方向に伸張する接
続ウェブ８２、および比較的幅が狭く水平方向に伸張
し、その上面がスライダシュー７０の下面と係合してキ
ャリッジ２０の前部を支持するキャリッジ支持面８６を
構成する上フランジ８４を有する溝形部材として形成さ
れた一片の金属シートから構成される。好しくは、キャ
リッジ支持面８６には高分子重量のポリエチレンコーテ
ィングがほどこされる。このコーティングはテープを貼
り付けるような方法で簡単にできるが、当業者が考案す
るスライダバーの支持面86の滑りを良くする他の手段で
も良い。

【００２２】図４はプリンタ１０中の用紙通路の小部分
を示す。カートリッジ２２はそれぞれ、印刷ヘッド２６
が媒体９０から適当な印刷ヘッド／媒体距離に保たれる
ように、キャリッジアッセンブリー２０とカートリッジ
レセプタクル２４によって媒体９０の上に支持されてい
る。用紙９０は入力トレー１２（図１）から取り出さ
れ、用紙通路中を矢印９２の方向に送られる。用紙90の
先端が駆動ローラ１０６とアイドラローラあるいはピン
チローラ１０４のロール間隙に供給され、印刷領域１１
０に送られる。用紙９０が印刷ヘッド２６の下の印刷領
域１１０を通過するとき格子状スクリーン１０８が用紙
９０を支持する。用紙は印刷領域１１０を通過した後、
出力ローラ１０２に向かい、このローラが媒体９０を出
力トレー１６（図１）に排出する。駆動ローラ１０６と
出力ローラ１０２は印刷媒体９０が印刷ヘッド２６の下
を通過するときこれを張った状態に保ち、スライダロッ
ド６の形成するキャリッジ２０の軸に直角な方向に送
る。

【００２３】印刷領域１１０においては、駆動ローラ１
０６と出力ローラ１０２を停止し、キャリッジ２０をス
ワッスに沿って移動し、インクカートリッジを作動させ
て媒体の表面に所望のスワッスを印刷することによっ
て、印刷媒体９０の上面に印刷が行なわれる。媒体９０
上の所望のスワッスの印刷が完了した後、駆動ローラ１
０６と出力ローラ１０２が起動され、媒体９０がスワッ
スの長さだけ送られ、スワッス印刷が再開される。

【００２４】図７において、スライダロッド６はロッド
取付部１１２と呼ばれる２つの打ち抜き加工された金属
シート部品によって２つの中点に支持される。それぞれ
のロッド取付部１１２はその上後部に配置されたダウエ
ルピン１１４を有し、このピンが左右プリンタシャーシ
１１８の上方に伸張する部分に設けられた溝１１６に挿
入される。プリンタの左右のロッド取付部１１２の前部
は調整ねじ１２２によって保持される調整ばね１２０上
にのる。キャリッジ２０を印刷領域の左右に移動しなが
らプリンタシャーシのそれぞれの側面の調整ねじ１２２
を回すことによって、印刷ヘッド／媒体距離を調整する
ことができる。

【００２５】個々のプリンタ部品に関係するすべての公
差の総和は所望のテキスト印刷品質を得るのに必要な印
刷ヘッド／媒体距離の許容誤差を越える。したがって、
プリンタごとに印刷ヘッド／媒体距離を調整する必要が
ある。

【００２６】印刷上の品質を厳しくみて、用紙上のサー
マルインクジェット印刷ヘッドの距離を決定しようとす
れば、最大限のテキスト印刷品質を得るために印刷ヘッ
ドをほとんど用紙をこするように近付けなければならな
い。インクカートリッジを印刷ヘッド／媒体間隔が０．
８ｍｍになるように設定すると、優れた品質のブラック
のテキスト印刷が得られる。これはブラックのカートリ
ッジはテキストの印刷中にページの端から完全に外に出
ることは決してないためである。しかし、図形をこの印
刷ヘッド／媒体距離で印刷することはできない。なぜな
ら、図形の印刷中、印刷ヘッドはページの外に出ること
が多く、復帰するとき用紙の端に引っかかるためであ
る。

【００２７】印刷品質についていえば、媒体から１．０
ｍｍ以下の印刷ヘッド／媒体距離は優れた印刷品質を提
供し、媒体から２．０ｍｍ以上の印刷ヘッド距離では印
刷品質は許容できないものになる、最低許容限度は約
１．８ｍｍ程度である。サーマルインクジェットプリン
タの許容公差に基づけば、媒体から１．６ｍｍの公称印
刷ヘッド／媒体距離の場合に図形印刷中の媒体からの適
当な間隔を維持しつつ、ブラックのテキストの印刷品質
については最大限の品質をえることができる。

【００２８】本発明では、プリンタのトッププレートか
ら媒体表面までのすべてのばらつきの要因を検討するこ
とによって許容誤差が分析された。モンテカルロ分析を
用いてばらつきと統計的処理のための１４の変数が決定
された。このプリンタの変数と許容誤差限度のリストを
表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】すべての許容誤差は通常の態様で分散され
ているものと仮定し、許容誤差限度は生産時に予想され
る±３シグマ値を表わす。この分析では、用紙のしわは
用紙のどの場所でも０．８ｍｍで一定するものと仮定し
ている。高密度印刷の際にはページ中のいずれかの部分
に最大のしわが発見される可能性が非常に高いため、こ
れは統計的な考察からは除外した。他の許容誤差につい
ては安全を見て選択した。これはすべての可変条件を標
準的なものと仮定したためである。たとえば、封入体
（カプセル）の距離については０から０．３６２ｍｍの
範囲と仮定し、スライダロッドの調整は±０．１ｍｍと
仮定したが、生産時にはこれらの変動はいずれもこれよ
りかなり小さいと予想される。その結果、９９．９９％
のプリンタにペンによる用紙上のインクのこすりが発生
しないようにするためには、最も低いペンは印刷媒体上
１．６ｍｍでなければならないことがわかった。

【００３１】可変条件は表２に示すシステム方程式で結
合され、Ｒ１−Ｒ５の５つの結果が得られた。そのうち
４つは近／遠式を距離調整／距離無調整のパラメータに
従って置換したものである。

【００３２】

【表２】

【００３３】その結果得られた変数は次の通りである
（調整可能性とは、スライダロッド６を調整して、所望
の印刷ヘッド／媒体距離を得ることを意味する。）Ｒ１＝しわのよった用紙の上部に擦れている封入体に対
する調整不能な許容誤差の集積Ｒ２＝しわのよった用紙の上部に擦れている封入体に対
する調整可能な許容誤差の集積Ｒ３＝ケースバイケースで許容誤差値のそれぞれのラン
ダムな組み合わせにたいして媒体から最も遠いトッププ
レートを表わす調整不能な許容誤差の集積Ｒ４＝Ｒ３の調整可能なものＲ５＝各ケースについての最底点から最高点までの可変
条件の調整可能な許容誤差の集積

【００３４】

【表３】

【００３５】“近”式は最小の印刷ヘッド／媒体距離を
判定するのに用いられる。逆にいえば、Ｒ１あるいはＲ
２に対する３シグマ値が公称印刷ヘッド／媒体距離とし
て選択される場合、３シグマの機械は媒体に擦れる。こ
れは封入体距離以外のすべての変数に対して公称値0.0
を用いるとともに、３シグマの場合はしわのよった用紙
に接すると仮定することによって見出された。次に、
“遠”式から、キャリッジ中の新しいペンがしわのない
用紙上に印刷を行なっている（すなわちテキスト印刷）
ときトッププレートがヒーターグリルの異なる部分の上
のスライダロッドの別の部分でどれだけ離れているかが
判定された。第５の結果から、印刷ヘッド／媒体距離を
調整したプリンタ中の異なるペンによる距離の変化の可
変条件が別に計算された。

【００３６】したがって、すべての許容誤差を加算して
３あるいは４シグマ値を選択することにより印刷ヘッド
が媒体に擦れる公称印刷ヘッド／媒体距離を、Ｒ１ある
いはＲ２を用いて設定することができる。次に、Ｒ３あ
るいはＲ４から対応する３シグマの距離が与えられる
が、この場合テキストの品質は低下する。Ｒ５は４と同
様の結果を得るにはＲ２と組み合わせて用いなければな
らない。違いは、Ｒ２＋Ｒ５はＲ４より少し大きいこと
である。これは、総和の３シグマではなく２つの３シグ
マ値であるためである。

【００３７】統計的データを見るときには、正規分布母
集団のパーセンテージで表わした標準偏差の意味に留意
することは有益である。教科書の統計表から次のことが
わかる。

【００３８】

【表４】

【００３９】ここに示すすべての結果において、１０，
０００のランダムな（しかし正規分布に合った）組み合
わせが生成され、母集団全体に通常の統計的操作が実行
される。

【００４０】１）印刷ヘッド／媒体距離が±０．２ｍｍ
しか調整できず（実際の調整は±０．１０）、調整中、
ロッドの直線性と弾性たわみは校正されないものと仮定
する。

【００４１】

【表５】

【００４２】結果Ｒ１およびＲ３は印刷ヘッド／媒体距
離の調整が不可能な状態を表わす。この場合、プリンタ
に印刷ヘッドの衝突あるいはしわの部分での印刷ヘッド
による汚れが発生しないようにするために、公称印刷ヘ
ッド／媒体距離は１．５７ｍｍの４シグマ値に設定しな
ければならない。これは、公称封入体／媒体距離が１．
５７ｍｍになるまですべての部品の公称値を調整するこ
とによって達成される。残念ながら、これはまたプリン
タの50％においてテキスト品質は少なくとも１．７５ｍ
ｍ以上の印刷ヘッド距離（封入体のビード（一滴）を
０．１８ｍｍと仮定する）と同等になることを意味す
る。１．５ｍｍがテキストの印刷品質の点から印刷ヘッ
ド距離の許容限度である場合、ユーザーの半分以上が印
刷品質の低下を経験することになる。

【００４３】結果Ｒ２およびＲ４は印刷ヘッド距離を±
０．２ｍｍ以内で調整可能であることを前提としてい
る。この調整許容誤差においては、１．２７ｍｍの３シ
グマ値で印刷ヘッドの衝突の発生するプリンタが多過ぎ
ることになる。これを防止するために、１．３７の４シ
グマ印刷ヘッド／媒体距離が用いられた。最大印刷ヘッ
ド／媒体距離は１．６ｍｍと見積もることができ、これ
は許容可能な１．５ｍｍの限度を越えている。あるい
は、３シグマのＲ５を４シグマのＲ２に加えて１．７３
ｍｍの最大（３シグマ）印刷ヘッド／媒体距離を得るこ
とができる。

【００４４】２）印刷ヘッド／媒体距離を±０．１ｍｍ
以内で調整可能であり、ロッドの直線性と弾性たわみは
印刷ヘッド／媒体の校正中に校正されるものと仮定す
る。

【００４５】

【表６】

【００４６】Ｒ１およびＲ３は第１の場合から変化しな
い。これは調整許容誤差だけが変更されたためである。
公称印刷ヘッド／媒体距離を１．２１の３シグマに設定
することができるが、用紙のしわの部分で封入体の擦れ
が発生する少数のプリンタが存在する。したがって、安
全を見て、１．２９の４シグマ値を用いることができ
る。これは、３シグマのバンドの外側のいくつかのプリ
ンタ（０．２６％）が媒体に擦れる。用紙のしわが発生
する可能性のある高密度の図形の印刷を行なうプリンタ
の数は少ないため、媒体の擦れの発生する印刷ヘッドの
数は非常に少ない。テキスト印刷品質のための最大印刷
ヘッド距離は常に１．５６ｍｍの４シグマ4R値すなわ
ち、Ｒ２４シグマ＋Ｒ５３シグマ＝１．５８以内で
なければならない。公称印刷ヘッド／媒体距離を１．３
ｍｍに設定する場合、９５％のプリンタ（２シグマ）に
おいて印刷ヘッド／媒体距離が１．５０以下になる。し
たがって、すべてのプリンタの印刷品質が非常に許容度
の低いものになる。

【００４７】いかなるときにも印刷ヘッドがシャーシの
いかなる部分にも、擦れを発生させてはならず、特に横
用紙押さえに擦れるとハードウエアの故障が発生する可
能性がある。これは、公称印刷ヘッド／媒体距離から最
悪例の演算を行なうことによってチェックすることがで
きる。調整時の許容誤差は±０．１とであるため、最悪
例のペンの許容誤差（ボトムデータ（zpad）、表面ダイ
位置、ダイの厚みおよびエンドビード）の総和は０．３
４ｍｍになる。これを加算すると０．４４ｍｍになり、
これを公称１．３ｍｍの印刷ヘッド／媒体距離から引か
なければならない。しかし、印刷ヘッド／媒体距離は公
称媒体厚み（０．０７ｍｍ）を用いて校正されているた
め、これを印刷ヘッド／媒体距離に加えて印刷ヘッド／
格子距離を得なければならない。その結果、格子の上に
出る横用紙押さえの最大距離は０．９ｍｍになる。現在
の横用紙押さえの厚みは０．５６ｍｍである。したがっ
て、最悪例の許容誤差を代数的に分析することによっ
て、印刷ヘッドは仕様許容誤差以内で構成されたいかな
る機械においても横用紙押さえに接触しない。

【００４８】上の許容誤差分析が最適な印刷ヘッド／媒
体距離は１．３ｍｍであることを指摘していることか
ら、同じブラックのペンを用いて１．２ｍｍ、１．３ｍ
ｍおよび１．４ｍｍにおいてさらにテキストサンプルを
生成した。距離調整は±０．０５ｍｍ以内で行なわれ
た。飛び散りの増加は印刷ヘッド距離の増大とともに単
調に増大し、許容限度は１．５ｍｍである。飛び散りは
１．５ｍｍ以上の印刷ヘッド／媒体距離において劇的に
増大するため、ユーザーの大部分が１．５ｍｍ以下の印
刷ヘッド／媒体距離を用いるように勤めなければならな
い。１．４ｍｍの印刷ヘッド／媒体距離においては、９
５％が１．６ｍｍ以下の印刷ヘッド／媒体距離を有する
（６８％は１．５ｍｍ以下である）。しかし、１．４ｍ
ｍより大きい公称印刷ヘッド／媒体距離に移ると、大半
のユーザにとってテキスト品質が急速に低下する。１．
３ｍｍの印刷ヘッド／媒体距離は図形品質を維持しなが
らテキストの印刷品質を大幅に向上させる。

【００４９】本発明は印刷ヘッド／媒体距離の範囲を決
定するための許容誤差の統計的処理からなる。ペンキャ
リッジレセプタクルは、ブラックのペンを参照するデー
タがブラックのペンを他のペンより低いサンプルの９
９．９９％（４シグマ）に対応するレベルにさせるよう
に設計される。これは許容誤差値（たとえば、表７に示
すもの）を取り、それらを統計的に処理してペンの間の
サンプリングされたデータの９９．９９％がその範囲に
入る最も大きいばらつきを判定することによって達成さ
れる。次に、この値を用いてすべてのプリンタのうちの
９９．９９％について、ブラックのペンが印刷品質を最
大限にすることを可能にする最も低いペン（したがっ
て、用紙に最も近いペン）になるようにブラックのペン
のキャリッジスロットのデータがオフセットされる。

【００５０】

【表７】

【００５１】（二乗和の平方根の方法を用いて）許容誤
差のばらつきをおおまかに見、また上記の数から０．３
が他のすべてのペンの公称位置に対するブラックのペン
のデータの理想的なオフセットとして得られる。

【００５２】共通の印刷媒体（普通紙、コピー用紙、再
生紙）用に設計されたカラーインクジェットプリンタは
他にはない。このシステムの利点は、広い範囲の一般的
に利用可能な印刷媒体上で、従来インクジェットプリン
タにおいては得られなかった品質の向上した印刷を可能
とする。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、ブラックの印刷ヘッド
をカラー印刷ヘッドに対して媒体に向かって媒体方向の
印刷ヘッド間の累積許容誤差の量だけずらすことによっ
て、ブラックの印刷ヘッドが常に媒体に対してカラー印
刷ヘッドより近いかあるいは同じ距離になるようにする
ことができる。また、印刷ヘッド／媒体距離がブラック
の印刷ヘッドを位置決めするキャリッジ機構と相対的に
調整される。ブラックの印刷品質はカラー画像品質より
印刷ヘッド／媒体距離の影響を受けやすいため、そのよ
うにすることにより印刷出力の品質を全体的に最適とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したサーマルインクジェットプリ
ンタを示す斜視図である。

【図２】本発明のサーマルインクジェットカートリッジ
の斜視図である。

【図３】本発明のサーマルインクジェットプリンタキャ
リッジの斜視図である。

【図４】スライダロッドとスライダーバー支持部および
図１のプリンタの媒体供給路の一部を示す図３のキャリ
ッジの一部断面右側面図である。

【図５】キャリッジに用いられるスライダシューの拡大
図である。

【図６】点線で示すスライダロッドとスライダバー上で
摺動するように取り付け可能なプリンタキャリッジの下
面と右側面を示す斜視図である。

【図７】キャリッジアッセンブリーと印刷ヘッド／媒体
距離調整機構を示す一部断面側面図である。

【符号の説明】

４ブッシング６スライダロッド８スライダバー１０サーマルインクジェットプリンタ１２入力トレー１４媒体１６出力トレー１８印刷された媒体２０可動キャリッジアッセンブリー２２プリンタカートリッジ２４カートリッジレセプタクル２６印刷ヘッド２８キャリッジカバー３０底壁３１、３３、３５、３７、３９プレート３２、３４、３６、３８開口部６２、６４上スライダボス６６下ボス６７ウェブ６８フランジ６９上接触リップ７０スライダシュー７２くぼみ７４突起部８０下フランジ８２接続ウェブ８４上フランジ８６キャリッジ支持面９０媒体１０２出力ローラ１０４アイドラローラあるいはピンチローラ１０６駆動ローラ１０８格子状スクリーン１１０印刷領域１１２ロッド取付部１１４ダウエルピン１１６溝１１８プリンタシャーシ１２０調整ばね１２２調整ねじ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブラックペンカートリッジを印刷媒体に
接近させることにより、カラーインクジェットのブラッ
クテキスト印刷およびカラー図形印刷を向上させるカラ
ープリンタの製造方法において、ペンの高さに影響を及ぼすプリンタの関連許容誤差を決
定するステップと、印刷媒体間距離に対するペンの範囲を決定するために、
前記関連許容誤差に統計分析を実行するステップと、前記ステップの結果に応じて前記ブラックペンカートリ
ッジを下降するステップからなるカラープリンタの製造
方法。