JPH0747672A - プリンタの多数のノズル部材の位置合わせを改善するデータム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャリッジ中に装着されたプリントカートリ
ッジ上のノズル板の位置合わせを改善する安価で信頼性
の高い方法および構造を提供すること 【構成】 インクプリンタの単一キャリッジ中に装着さ
れたプリントカートリッジに取り付けられた２つ以上の
ノズル板の間での精確な位置合わせは、そのノズル板が
プリントカートリッジに永久的に固定された後に各プリ
ントカートリッジ上のデータム突起部を機械加工するこ
とにより達成される。そのプリントカートリッジ上の機
械加工されたデータム突起部は、そのプリントカートリ
ッジをキャリッジ中に装着した際にそのキャリッジの表
面に接触し、そのデータムの寸法がキャリッジ中のカー
トリッジの位置、ひいてはノズル板の位置に影響を与え
るようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に、インクジェット
プリンタに関し、特に、インクジェットプリンタ中に配
設される多数のノズル部材の位置合わせに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリントヘッドは、イン
クの小滴をノズルを介してシート紙等の記録媒体上に放
出することにより動作する。多数のノズルが、１つ以上
の線形アレイ等の所定パターンで配列されている場合、
各ノズルからインクを適当な順序で放出することによ
り、プリントヘッドが紙に対して移動するにつれて、文
字または他の画像が紙の上に印刷される。紙は、典型的
には、プリントヘッドがその紙を横断して移動する度に
移動される。プリントヘッドは、通常は、インク供給源
を備えた使い捨て式プリントカートリッジの一部であ
り、この場合、そのプリントカートリッジは、プリンタ
に対する設置および除去が容易なものである。

【０００３】サーマルインクジェットプリントカートリ
ッジの或る設計では、そのプリントカートリッジは、1)
インク溜めおよびそのインクを各ノズルの近くまで供給
するインクチャネルと、2)所定パターンでノズルが形成
されたノズル板と、3)ノズル板の下面に取り付けられた
基板であって、一般に各ノズルの下方に１つずつ一連の
薄膜ヒータが形成されている、前記基板とを備えてい
る。各ヒータは薄膜抵抗体および適当な電流リードを備
えている。インクの１ドットを印刷するために、選択さ
れたヒータに外部電源からの電流を流す。ヒータがオー
ム加熱されて、それに隣接するインクの薄層を過熱させ
る。その結果として、インクの爆発的気化が生じ、これ
により、インク小滴が関連ノズルを介して紙の上に放出
されることになる。

【０００４】この形式のプリントカートリッジの一例
を、図１にプリントカートリッジ10として示す。プリン
トカートリッジ10は、一般に、インク溜めとして働く本
体12を備えている。本体12は、その上部に突起部13等の
１つ以上の突起部が形成されていてもよく、これによ
り、プリントカートリッジ10をインクプリンタ内の所定
位置に固定することができる。プリントカートリッジ10
のプリントヘッド部14は、（金被覆ニッケル板等の）金
属ノズル板16を備えており、このノズル板16は、伝統的
な写真製版技術を用いて形成されたノズル17からなる２
つの平行なアレイを備えている。ノズル板16は、そのノ
ズル17の各々と対をなすヒータ抵抗体を備えた下側に位
置する基板（図示せず）に接着剤により取り付けられ
る。

【０００５】可撓絶縁テープ18は、その上に、接触パッ
ド20で終端する多数の導体が形成されている。テープ18
上の導体の他端は、テープ自動化ボンディング(TAB)を
使用して、基板上の電極に接続されている。

【０００６】プリントカートリッジ10をインクジェット
プリンタの可動キャリッジに正しく設置すると、パッド
20がインクジェットプリンタの対応電極に接触し、これ
により、基板上の様々なヒータ抵抗体に付勢信号が供給
される。印刷時に、キャリッジは、シート紙の幅を横断
してプリントカートリッジ10を走査させ、紙は、プリン
トカートリッジ10の移動方向に垂直に増分的に移動され
る。

【０００７】カラープリンタでは、４つの別々のプリン
トカートリッジ10が一般に使用され、同じキャリッジに
よりシート紙を横断して運ばれる。典型的には、４つの
カートリッジのうちの１つには黒インクが収容されてお
り、もう１つにはシアンインク、もう１つにはマゼンタ
インク、もう１つには黄インクが収容されている。

【０００８】図２は、単一のキャリッジ30内に固定され
た４つのプリントカートリッジ24,25,26,27を有するカ
ラーインクジェットプリンタの関連部分を示すものであ
る。キャリッジ30は、シート紙32を横断して矢印34で示
す方向に静止ロッド31に沿って前後に移動する。ローラ
35は、必要に応じてシート紙32の位置をずらす。実際の
例では、少なくとも２本の隔置されたローラを用いてシ
ート紙32を平坦にし、それに沿ってプリントカートリッ
ジ24〜27が印刷のために走査される。

【０００９】各プリントカートリッジ24〜27は、矢印34
に垂直な軸に沿ってシート紙32上に300dpi以上の印刷を
行うように配列されたノズル17（図１参照）を備えるこ
とができる。これは、300dpiを達成するために、ノズル
板16に沿ってほぼ0.0762mm(3mil)毎にノズル17を配列し
なければならないことを意味している。

【００１０】カラー印刷では、図２の４つのプリントカ
ートリッジ24〜27の各々により生成される各種のカラー
ドットを選択的に重ね合わせて、実質的に任意の可視ス
ペクトルの色から構成される明瞭な画像が形成される。
プリントカートリッジ24〜27により供給される２つ以上
の色を混ぜる必要のある１ドットをシート紙32上に形成
するためには、各カートリッジ24〜27のノズル板16を精
確に位置合わせして、１つのカートリッジ中の選択され
たノズル17から放出されるドットが、他のカートリッジ
中の対応するノズルから放出されるドットと重なるよう
にしなければならない。これは、プリントカートリッジ
24〜27上の各ノズル板16をそのキャリッジ30への装着後
に数10分の1ミクロン以内で互いに位置合わせすること
を必要とする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来、図１のプリント
カートリッジ本体12は、互いに同一に作られており、多
数のプリントカートリッジ10をキャリッジ30に装着した
際に、そのプリントカートリッジ本体12は、その本体12
に固定されたノズル板16の位置合わせ不良の有無に拘ら
ず、全てがキャリッジ30中で互いに位置合わせされるよ
うになっていた。

【００１２】プリントカートリッジ10上のノズル板16が
種々のプリントカートリッジの全てについて理想的に同
じ位置に配置されるようにそのノズル板16を位置合わせ
するために、ノズル板16は一般に、プリントカートリッ
ジ本体12自体に形成された成形(molded-in)プラスチッ
クデータムに関してプリントカートリッジ10上の所定位
置に接着される。この位置合わせプロセスは、接着剤の
硬化過程に起因して、接着剤が硬化する際にノズル板16
が僅かにずれる、という点で重大な欠点を有する。更
に、プラスチックカートリッジ本体12中の成形応力が、
熱硬化プロセス中に徐々に移動する。この移動は、実質
上予測不可能なものであるので、この位置合わせ／接着
プロセスは、±35ミクロンの精度でノズル板が位置決め
されたプリントカートリッジを製作し得るに過ぎないも
のとなる。

【００１３】上記とは異なる一層高価な技術が、位置合
わせの高精度化のために使用されてきた。そのような技
術の１つとして、プリントカートリッジがキャリッジに
装着された際にノズル板の位置合わせ不良を自動的に検
出して、そのキャリッジ内のプリントカートリッジの位
置を機械的に調節する、というものがある。また、別の
比較的高価な方法を使用した場合には、インクプリンタ
内のインク滴検出器がノズルから放出された後の放出イ
ンク滴の位置を測定して、ソフトウェアアルゴリズムが
ノズル板の位置合わせ不良を補償する。これらの技術は
共に、インクプリンタのコストを大幅に増大させるもの
となる。

【００１４】したがって、キャリッジ中に装着されたプ
リントカートリッジ上のノズル板（または他の形態のノ
ズル部材）の位置合わせを改善する安価で信頼性の高い
方法および構造が必要とされている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】単一のキャリッジ中に装
着されたプリントカートリッジに取り付けられた２つ以
上のノズル板の間での精確な位置合わせは、そのノズル
板がプリントカートリッジに永久的に固定された後に各
プリントカートリッジ上のデータム突起部を機械加工す
ることにより達成される。そのプリントカートリッジ上
の機械加工されたデータム突起部は、そのプリントカー
トリッジをキャリッジ中に装着した際にそのキャリッジ
の表面に接触し、そのデータムの寸法がキャリッジ中の
カートリッジの位置、ひいてはノズル板の位置に影響を
与えるようになっている。プリントカートリッジ本体上
のデータムは、予め機械加工されたプリントカートリッ
ジ上のノズル板の粗位置合わせ（例えば±0.0762mm(3mi
l)）しか必要でなくなるように、ノズル板自体にある目
標を基準にして機械加工される。

【００１６】ノズル板がプリントカートリッジに固定的
に取り付けられた後であって全ての接着剤が完全に硬化
した後にデータムを機械加工する好適方法では、光セン
サを使用してノズル板上の（穴等の）目標マークを検出
する。次いで、そのノズル板上の目標マークが、記憶装
置中に格納されている基準目標（基本寸法とも呼ばれ
る）と位置合わせされるように、機械的手段を使用して
プリントカートリッジの位置決めを精確に行う。次い
で、機械加工用の工具を使用してプリントカートリッジ
上のデータム突起部の部分を除去し、これにより、プリ
ントカートリッジが、キャリッジへの装着時に、予め機
械加工されたプリントカートリッジのノズル板の位置合
わせ不良に拘らず、ノズル板をキャリッジに対して精確
に同じ位置に保持することになる。

【００１７】データムの機械加工は、数ミクロンの精度
まで行うことができるので、キャリッジに装着した際の
多数のプリントカートリッジ上のノズル板の全位置合わ
せがこの場合には25ミクロンを下回る精度まで実際に改
善された。これにより、カラー印刷の明瞭さが改善さ
れ、更に、高解像度カラー印刷が可能となる。

【００１８】

【実施例】図３(a)は、プリントカートリッジが装着さ
れていない図２のキャリッジ30を示す正面側から見た斜
視図である。

【００１９】図３(b)は、各々が図５(b)に示すプリント
カートリッジ24と同様の４つの別々のプリントカートリ
ッジ24,25,26,27を収容した図２のキャリッジ30を示す
正面側から見た斜視図である。その４つのカートリッジ
の鼻部42,43,44,45は、キャリッジ30の開口46,47,48,49
をそれぞれ通って突出して示されている。図２は、キャ
リッジ30から突出するプリントカートリッジ24の鼻部42
を一部示している。

【００２０】ノズル板52,53,54,55（これらは伝統的な
金属製ノズル板とすることができる）は、鼻部42〜45に
それぞれ取り付けられている。好適実施例のプリントカ
ートリッジを使用した場合、開口46〜49中の各ノズル板
52〜55の位置は、プリントカートリッジ上に形成された
データム突起部の選択的な機械加工により影響を受ける
ことになる。

【００２１】データム突起部のうちの１つを図３(b)に
Ｙデータム58と示す。このＹデータム58が開口46〜49の
上壁に押し付けられて、矢印60で示すＹ方向についての
各ノズル板52〜55の位置が規定される。このプリントカ
ートリッジ上のＹデータム58を適当に機械加工する（す
なわち、擦り減らす）ことにより、ノズル板が、それぞ
れのキャリッジ開口46〜49内でＹ方向に精確に位置決め
される。

【００２２】各プリントカートリッジの一方の側に形成
された別の機械加工データム突起部を図５(a),(b)に関
して説明する。これら別のデータムを適当に機械加工す
ることにより、ノズル板52〜55（図３(b)参照）が、Ｘ
方向（矢印61）に精確に位置合わせされて、そのねじれ
は実質的に０となる。

【００２３】図４(a)は、プリントカートリッジが挿入
される前のキャリッジ30を示す背面側から見た斜視図で
ある。キャリッジ30は、好適にはエンジニアリングプラ
スチックを使用して射出成形される。これにより、極め
て一貫した特徴を有するプラスチックキャリッジが生成
される。

【００２４】キャリッジ30には４つの区画室64,65,66,6
7があり、その各々は、図５(b)に示すプリントカートリ
ッジ24等の１つのプリントカートリッジを受容する。区
画室64〜67の各々はほぼ同一であり、その相違点は、黒
インクカートリッジ用を目的とする区画室64が特定パタ
ーンのスロット70を備えている点だけであり、このスロ
ット70は、カラーインク用プリントカートリッジが不注
意に区画室64に挿入されるのを防止するものである。カ
ラーインク用プリントカートリッジのための区画室65,6
6,67における異なるパターンのスロット72は、黒インク
用プリントカートリッジが区画室65〜67に不注意に挿入
されるのを防止するために形成されている。図５(b)の
突起部73等の係合突起部が黒インク用カートリッジ上に
形成されて、その黒インク用カートリッジを区画室64に
完全に挿入することが可能となる。また、それとは異な
るパターンの突起部73がカラーインク用カートリッジ上
に形成されて、それらカラーインク用カートリッジを区
画室65〜67に完全に挿入することが可能となる。

【００２５】区画室64〜67の各々は同一幅Ｗを有してい
る。図示のように、区画室64〜67の各々に関するキャリ
ッジ30中の矩形開口46〜49を通って、プリントカートリ
ッジの鼻部（例えば図５(b)の鼻部42）が突出してい
る。

【００２６】また図４(a)は、区画室64〜67の側壁77に
沿い、また開口46〜49の上壁にある、機械加工データム
76を示している。これらデータム76は、各区画室64〜67
がプリントカートリッジ24〜27に対して実質的に同一の
支持面を提供するように機械加工されたものである。機
械加工データム76は、プリントカートリッジ24〜27上の
３つのデータム58,100,102（図５(b)に関して後で詳述
する）によって接触される。したがって、キャリッジ30
を形成するための成形プロセスにおける変動が、各プリ
ントカートリッジ24〜27に同一の支持環境を提供するキ
ャリッジの能力に影響を与えることは無い。

【００２７】各プリントカートリッジには、図５(a),
(b)に示すように突起部80が形成されており、この突起
部80が、区画室64〜67の下面から突出するバネ負荷アー
ム82により接触され、これにより、プリントカートリッ
ジがキャリッジ30の前壁に向かって押されて所定位置に
摩擦により固定される。

【００２８】各区画室64〜67にはまた、可撓性電極構造
84が配設されており、この可撓性電極構造84は、プリン
トカートリッジ上の対応する正方形の接触パッド86（図
６(a)参照）に接触する隆起した導電バンプ85を有して
いる。可撓性電極構造84は、好適には、その下にゴムパ
ッド等の弾性手段を有し、プリントカートリッジ上の接
触パッドに向かって導電バンプ85を付勢すると共に、開
口46〜49の上壁に向かってＹデータム58（図３参照）を
付勢するようになっている。

【００２９】図５(b)の好適実施例のプリントカートリ
ッジ24の場合、ノズル板52の背面に基板（図示せず）が
接続される。好適には、その基板は、その基板上に形成
されたデマルチプレクサの出力に接続されたヒータ抵抗
体がやはりその基板上に形成されたものである。接触パ
ッド86に加えられる信号が多重化され、これにより、ヒ
ータ抵抗体を選択的に付勢するために基板に必要な情報
信号を供給するために必要な接触パッド86の数が比較的
少数になる。接触パッド86は、可撓テープ87上に形成さ
れた導体を介して基板上の電極に接続される。当業者で
あれば、マルチプレクサまたは他のデコーダを備えたこ
のような基板を、伝統的な技術を用いて製作することが
できる。

【００３０】ばね負荷アーム88（図３(a)および図４(a)
参照）は、金属製またはプラスチック製とすることが可
能であり、区画室64〜67の側壁77（図４(a)参照）上の
データム面76に向かってプリントカートリッジを付勢す
るために各区画室毎に設けられたものである。

【００３１】キャリッジ30はまた、ロッド31（図２参
照）を受容するためのロッド受容穴90（図３(b)参照）
を備えており、これにより、キャリッジ30がシート紙32
を横断してＸ方向にのみ移動することが可能となる。

【００３２】図４(b)は、４つのプリントカートリッジ2
4,25,26,27が装着された状態で図４(a)のキャリッジ30
を示すものである。

【００３３】キャリッジ30が完成すると、印刷回路板
が、そのキャリッジ30の下面（図４(a)の向きの場合）
に固定されて可撓電極構造84に接続されることになる。
しかし、このような電子回路は本発明の構成部分となる
ものではないので、図示簡略化のため除外してある。

【００３４】各プリントカートリッジには、図５(a)に
示すようにデータム突起部100,102,58が設けられてい
る。これらデータム突起部は、プリントカートリッジの
プラスチック部分106と一体的に形成され、好適にはエ
ンジニアリングプラスチックを用いて射出成形される。
好適実施例では、プリントカートリッジの側壁108は、
打ち抜き加工された金属シートからなる。これら側壁
は、プリントカートリッジの射出成形部分106に嵌合し
て、液体インクを収容するインク溜めを保護する。他の
実施例では、プリントカートリッジ本体全体が射出成形
される。

【００３５】図示のインク充填穴110は、プリントカー
トリッジにインクを充填するためのものである。

【００３６】データム100,102,58の形状寸法は、キャリ
ッジ30中のプリントカートリッジのＸ位置およびＹ位置
を精確に決定する他、カートリッジのねじれをも決定す
る。これは、データム100,102が、各区画室64〜67（図
４(a)参照）の側壁77上に形成されたデータム76（図４
(a)参照）に直接接触し、および、データム58が、キャ
リッジ30（図３(b)参照）の正面に形成された各開口46
〜49の上壁に形成されたデータム76（図４(a)参照）に
接触するからである。

【００３７】更に詳細には、データム100,102の高さ
は、キャリッジ30中におけるＸ方向に沿ったノズル板52
〜55（図３(b)参照）の位置決めに影響を与え、またデ
ータム100,102の互いに対する相対的な高さは、ノズル
板52〜55のねじれを調節する。

【００３８】図３(b)は、データム58の端部がノズル板5
2〜55のＹ方向の位置決めに如何に直接影響を与えるか
を示している。これは、そのデータム58の端部が開口46
〜49の上壁に形成されたデータム76（図４(a)参照）に
直接接触するからである。

【００３９】したがって、データム100,102,58を選択的
に機械加工して部分的に除去することにより、キャリッ
ジ30に対するノズル板52〜55のＸ、Ｙ、およびねじれの
位置決めを調節して、ノズル板52〜55を互いに精確に位
置合わせすることができる。

【００４０】図５(b)は、データム100,102,58を機械加
工してその寸法を小さくした後の図５(a)のプリントカ
ートリッジ24の一例を示すものであり、この機械加工に
より、プリントカートリッジ24上のノズル板52が、その
キャリッジ30への装着後に、キャリッジ30に対して精確
に位置決めされるようになる。

【００４１】図６(a)は、図５(b)のプリントカートリッ
ジ24を異なる側から見た斜視図を示すものであり、可撓
テープ87上に形成されたプリントカートリッジ24の接触
パッド86を示している。互いに均一に隔置された接触パ
ッド86の各々は、好適には、隣接する正方形から最小限
の距離だけ隔置され、各接触パッド86に最大限の面積を
与えるようにした、正方形である。これは、キャリッジ
30中の可撓電極構造84上の導電バンプ85と接触パッド86
との間の適切な電気的接触を維持したまま、その接触パ
ッド86と導電バンプ85との間の比較的大きな位置合わせ
不良を許容するものである。従来の接触パッドは、典型
的には円形であり、これは、上記の正方形の接触パッド
の場合よりもはるかに小さな位置合わせ不良公差しか許
容できないものである。

【００４２】勿論、実際の製品では、図示より更に多数
の接触パッド86とノズル板52に形成されたノズルとが存
在することになる。接触パッド86とノズルとの特定の数
は、プリントカートリッジのプリントヘッド部分と基板
上に形成される多重化回路との特定の要件によって決ま
る。

【００４３】更に、図６(a)のA−A断面図である図６(b)
に示すように、プラスチック製プリントカートリッジ本
体106の中間部分は、射出成形プロセス中に収縮する傾
向がある。これにより、カートリッジ本体の中心に約0.
1778mm(7mil)の深さの谷112が生じることになる。接触
パッド86は、その接触パッド86が谷112に位置しないよ
うに、本体106が全般的に平坦となっている本体106の側
部に沿ってのみ、可撓テープ87上に配列されている。こ
れにより、接触パッド86とキャリッジ30中の可撓電極構
造84上の導電バンプ85との間の相互接続の信頼性が向上
する。可撓テープ87は、適当な接着剤を用いてプリント
カートリッジ本体106に接着することができ、またテー
プ87上の所定点で本体106に熱かしめする(heat-stake)
ことができる。

【００４４】プリントカートリッジの組み立てが全て完
了した後にデータム100,102,58を選択的に機械加工する
ための好適実施例の方法を、図７および図８に関して以
下で説明する。この方法は大量生産に適したものであ
る。

【００４５】図７は、記憶装置に格納されているサンプ
ル目標にノズル板52上の目標マークを位置合わせするよ
うプリントカートリッジ24の位置を操作するのに使用さ
れる基本機構を示すものである。その目標マークが位置
合わせされると、プリントカートリッジ24が移動されて
回転ルータバイト116を通過し、そのバイト116により、
データム100,102,58が所要寸法へと機械加工される。次
いで、多数のプリントカートリッジがキャリッジ30中に
装着された際に、様々なノズル板の位置が、キャリッジ
に対しておよび互いに対して精確に位置合わせされるこ
とになる。

【００４６】図示の第１位置決めテーブル120は、支持
テーブル124に対して回転させ、またＸ方向に移動させ
ることができるものである。

【００４７】位置決めテーブル120の回転およびそのＸ
方向（矢印125で示す）での移動は、サーボ126,128を用
いて達成される。

【００４８】第２位置決めテーブル129は、サーボ130を
用いてＸ方向にのみ移動することができるものである。
サーボ126,128,130は、コンピュータ132により別個に制
御されて、位置決めテーブル120,129を支持テーブル124
に対して移動させる。

【００４９】ベーステーブル132は、支持テーブル124の
ための空気軸受および案内手段を備えており、支持テー
ブル124がこのベーステーブル132に対してＹ方向（矢印
134で示す）にのみ移動可能となるようにするものであ
る。

【００５０】データム100,102,58を精確に機械加工する
プロセスの第１ステップでは、プリントカートリッジ24
が、例えばロボットアーム（図示せず）により、コンベ
アベルト（図示せず）から除去されて、位置決めテーブ
ル120に固定された容器135中に装着される。その容器13
5は、キャリッジ30（図４(b)参照）への装着時にプリン
トカートリッジ24に与えられる応力と同様の応力がその
プリントカートリッジ24の本体に加えられるように、プ
リントカートリッジ24を固定的に保持するよう設計され
たものである。このステップを図８のステップ１に示
す。

【００５１】次に、カメラ152がノズル板52の一方の端
部の画像を検出し、またカメラ154がノズル板52の反対
側の端部の画像を検出する。それらのカメラ152,154の
光軸をノズル板52の適当な位置に向けるために、光学系
160が使用される。

【００５２】ノズル板52には、その一隅に第１目標穴T1
が形成され、その反対側の隅に第２目標穴T2が形成され
ている。これら目標穴T1,T2は、約0.0254mm(1mil)の直
径を有しており、またノズル板52にノズル161を形成す
るのに使用されるマスクと同じマスクを使用して形成さ
れ、目標穴T1,T2がノズル161と本質的に位置合わせされ
るようになっている。

【００５３】カメラ152,154により検出される画像は、
ＣＲＴ162,164にそれぞれ表示される。ＣＲＴ162上の画
像は、ノズル板52の右端を示すものであり、ノズル板52
の下隅に目標穴T2を含んでいる。また、ＣＲＴ164は、
ノズル板52の左端の画像を示すものであり、ノズル板52
の上隅に目標穴T1を含んでいる。

【００５４】カメラ152により検出された目標T2の位置
が、ルータバイト116に対する理想的なプリントカート
リッジの既格納基準目標位置と比較されて、目標穴T2
が、基準目標位置と位置合わせされているか否かが判定
される。このような位置合わせの比較を行うための技術
は、従来存在するものであり、一般には、目標T2の画像
を格納した第１ビットマップ記憶装置中のビットを、基
準目標位置を格納した第２ビットマップ記憶装置中のビ
ットと比較する。次いで、目標T2と基準目標位置とに対
応するビット位置の差が求められる。

【００５５】目標T2が基準目標位置とＸ方向で位置合わ
せされていない場合には、コンピュータ132がサーボ126
に信号を供給して、位置決めテーブル120を所要量だけ
押しまたは引いて目標T2が基準目標位置と一致するよう
にする。

【００５６】それと同時に、カメラ154により検出され
た目標T1の位置が、ルータバイト116に対する理想的な
プリントカートリッジの基準目標位置と比較されて、ノ
ズル板52上の目標T1がその基準目標位置と位置合わせさ
れていないか否かが判定される。目標T1が位置合わせさ
れていない場合には、コンピュータ132がサーボ128に信
号を送って位置決めテーブル120を所要量だけ回転させ
て、目標T1が基準目標位置と位置合わせされるようにす
る。

【００５７】この時点で、目標T1,T2の双方が、支持テ
ーブル124に対して、および、固定されたルータアセン
ブリ172に対して、Ｘ方向に精確に位置合わせされてい
るべきである。このステップを図８のステップ２に示
す。

【００５８】ルータアセンブリ172は、好適には空気軸
受が組み込まれており、回転ルータバイト116が実質的
に振動を生成することがないようになっている。

【００５９】次いで、データム100,102を所要高さまで
機械加工するために、プリントカートリッジ24が回転ル
ータバイト116を通過するよう可動支持テーブル124がＹ
方向（矢印134で示す）に移動される。ここで、前記所
要高さとは、プリントカートリッジ24がキャリッジ30中
に装着された際にノズル板52がＸ方向に位置合わせされ
て実質的にねじれが０になるようにする高さである。こ
のステップを図８のステップ３に示す。

【００６０】次に、データム58を機械加工してノズル板
52をキャリッジ30中でＹ方向に位置合わせするために、
支持テーブル124がその初期位置に移動され、ロボット
アーム（図示せず）がプリントカートリッジ24を90゜回
転させて、そのプリントカートリッジ24を位置決めテー
ブル129に固定されている容器174中に装着する。このス
テップを図８のステップ４に示す。容器135,174は、エ
アシリンダを組み込んだものとすることも可能であり、
この場合、エアシリンダは、適当量の圧力をプリントカ
ートリッジ24の側部に加えて、そのプリントカートリッ
ジ24がキャリッジ30の区画室64〜67（図４(a)参照）中
で受けることになる圧力をエミュレートするものであ
る。好適には、容器174は、プリントカートリッジ24上
のデータム100,102に接触する。これは、データム100,1
02がキャリッジ30の壁に接触することになるからであ
る。

【００６１】次いで、カメラ180が、ノズル板52上に焦
点を結んで、目標T2の画像がＣＲＴ182上に表示される
（目標T1の画像表示は、ソフトウェアでの必要な調節も
含め、目標T2の結像と等価なものである）。

【００６２】次いで、コンピュータ132がサーボ130に信
号を送って、位置決めテーブル129をＸ方向に押しまた
は引いて、目標T2を、記憶装置に格納されている、ルー
タバイト116に対する理想的なプリントカートリッジの
基準目標位置に一致させる。このステップを図８のステ
ップ５に示す。

【００６３】目標T2が記憶装置中の基準目標位置と位置
合わせされると、支持テーブル124がＹ方向に移動され
てプリントカートリッジ24がルータバイト116を通過し
て、データム58の端部が機械加工される。このステップ
を図８のステップ６に示す。

【００６４】次いで、その結果として得られたプリント
カートリッジ24が、ロボットアームを使用して位置決め
テーブル129から除去されてコンベアベルト上に戻され
る。次いで、ロボットアームは、別のプリントカートリ
ッジを取り上げて上記と同様の動作を行う。

【００６５】完成したプリントカートリッジは、機械加
工プロセスを離れる際に検査されて、そのデータム100,
102,58がノズル板に関して正しく機械加工されているか
否かが判定される。この検査は、完成したプリントカー
トリッジを、シミュレートされたキャリッジ30の区画室
中に実際に装着して、そのノズル板の目標T1,T2の位置
を、理想的なプリントカートリッジの対応する基準目標
位置と比較することにより、実施される。このような比
較は、２台のカメラを使用して目標T1,T2を検出するこ
とにより行われる。このステップを図８のステップ７に
示す。

【００６６】実際のプリントカートリッジ上のノズル板
の位置と理想的なカートリッジ上のノズル板の位置との
間の回帰(recurring)差が図７のコンピュータ132にフィ
ードバックされる。次いでその情報がコンピュータ132
により使用されて記憶装置中の基準目標位置が自動的に
変更されて、それら回帰差が補償される。図７の機械加
工装置に供給されるこのフィードバック補正は、広範な
用途で自然に発生する機械的摩耗や亀裂その他の変化を
補償する。このステップを図８のステップ８に示す。し
たがって、図７に示す装置の全寿命にわたり、実質的に
同一の機械精度が維持されることになる。

【００６７】上記以外の多数の機械加工装置および方法
を使用して、データム100,102,58を機械加工して、キャ
リッジ30への装着時における多数のプリントカートリッ
ジのノズル板の正しい位置合わせを提供することができ
る。

【００６８】したがって、新規のプリントカートリッジ
構造と、キャリッジ中の多数のプリントカートリッジの
ノズル板の位置合わせ方法と、プリントカートリッジ上
のデータムの機械加工方法とが詳細に説明されている。

【００６９】本発明の特定の実施例を図示および説明し
てきたが、当業者には自明であるように、本発明のその
広範な態様から逸脱することなく変更および修正を行う
ことが可能である。したがって、特許請求の範囲は、本
発明の真の思想および範囲に含まれるそのような変更お
よび修正の全てを包含することを意図したものである。
例えば、フレキシブルTAB回路に形成されたポリマーノ
ズル部材を含め、如何なる形式のノズル板をも本発明で
使用することができる。

【００７０】以下に本発明の実施態様を列挙する。

【００７１】１．プリンタ中で使用する装置であって、
この装置が、プリントカートリッジ本体を有するプリン
トカートリッジと、前記プリントカートリッジ本体に固
定され、所定パターンのオリフィスが形成された、ノズ
ル部材と、前記プリントカートリッジ本体上に形成され
た１つ以上のデータムであって、前記ノズル部材が前記
プリントカートリッジ本体に固定された後に前記の１つ
以上のデータムの何れの寸法も変更されており、前記１
つ以上のデータムの何れの寸法も前記プリントカートリ
ッジ上の前記ノズル部材の位置に基づいて変更されてい
る、前記データムとを備えることを特徴とする、前記装
置。

【００７２】２．前記１つ以上のデータムが前記プリン
トカートリッジ本体から突出しており、前記１つ以上の
データムが高さ寸法を有しており、前記１つ以上のデー
タムの何れの高さ寸法も前記プリントカートリッジ上の
前記ノズル部材の位置に基づいて変更されていることを
特徴とする、前項１記載の装置。

【００７３】３．前記１つ以上のデータムが、インクプ
リンタへの装着時に第１の軸に沿って前記プリントカー
トリッジの位置に影響を与える第１データムと、第２の
軸に沿って前記インクプリンタ中の前記プリントカート
リッジの前記位置に影響を与える第２データムとを備え
ていることを特徴とする、前項１記載の装置。

【００７４】４．前記インクプリンタへの装着時に前記
プリントカートリッジのねじれを補正する第３データム
を更に備えており、前記プリントカートリッジ上の前記
第１、第２、および第３のデータムの何れもが、前記イ
ンクプリンタへの前記プリントカートリッジの装着時に
前記インクプリンタに対する前記ノズル部材の位置に影
響を与えるようになっていることを特徴とする、前項３
記載の装置。

【００７５】５．ノズル部材を各々が備える多数のカー
トリッジをインクプリンタ内のキャリッジに装着した際
にその各ノズル部材が互いに位置合わせされるように前
記データムの寸法が変更されていることを特徴とする、
前項４記載の装置。

【００７６】６．前記１つ以上のデータムの何れの寸法
も、前記ノズル部材上の１つ以上の目標マークの基準位
置に対する比較に基づいて変更されていることを特徴と
する、前項１記載の装置。

【００７７】７．インクプリンタ中に２つ以上のプリン
トカートリッジを支持するキャリッジ手段を備え、前記
プリントカートリッジの各々が、その本体上に形成され
た前記１つ以上のデータムを備え、前記１つ以上のデー
タムが前記キャリッジ手段の表面に接触して、前記１つ
以上のデータムの何れの寸法も変更されていることより
前記プリントカートリッジが前記キャリッジ中の異なる
位置に位置決めされるようになっていることを特徴とす
る、前項１記載の装置。

【００７８】８．前記１つ以上のデータムが３つのデー
タムを備え、その各データムの寸法が、前記キャリッジ
への前記プリントカートリッジの装着時に、前記キャリ
ッジに対する前記プリントカートリッジの位置に影響を
与えることを特徴とする、前項７記載の装置。

【００７９】９．多数のプリントカートリッジがインク
プリンタ中に装着された際に前記プリントカートリッジ
上のノズル部材を位置合わせする方法であって、この方
法が、プリントカートリッジ本体にノズル部材が固定さ
れたプリントカートリッジを設け、前記ノズル部材には
所定パターンのオリフィスが形成されており、前記プリ
ントカートリッジ本体には前記１つ以上のデータムが形
成されており、前記プリントカートリッジ本体上の前記
ノズル部材の位置に基づいて前記１つ以上のデータムの
何れの寸法も変更する、というステップを含むことを特
徴とする、前記方法。

【００８０】１０．前記１つ以上のデータムが、前記プ
リントカートリッジ本体から突出し、および、前記プリ
ントカートリッジ本体上の前記ノズル部材の前記位置に
基づいて機械加工用工具により削減された寸法を有する
ことを特徴とする、前項９記載の方法。

【００８１】１１．前記１つ以上のデータムが少なくと
も２つのデータムからなり、それらの寸法が、前記プリ
ントカートリッジ上の前記ノズル部材の前記位置に基づ
いて変更されることを特徴とする、前項９記載の方法。

【００８２】１２．前記１つ以上のデータムが３つのデ
ータムからなり、それらの寸法が前記プリントカートリ
ッジ上の前記ノズル部材の前記位置に基づいて変更され
ることを特徴とする、前項１１記載の方法。

【００８３】１３．前記ノズル部材の１つ以上の目標マ
ークを光学的位置合わせ手段を用いて基準位置と比較
し、前記ノズル部材の前記目標マークが前記基準位置と
一致するまで前記プリントカートリッジの位置を操作
し、前記ノズル部材の前記目標マークが前記基準位置と
一致するように前記プリントカートリッジが操作された
後にそのプリントカートリッジの位置に応じて前記１つ
以上のデータムの何れの寸法も変更される、というステ
ップを更に含むことを特徴とする、前項９記載の方法。

【００８４】１４．インクプリンタへの装着時に、前記
ノズル部材が前記インクプリンタ中に装着されたプリン
トカートリッジの他のノズル部材と位置合わせされるよ
う前記プリントカートリッジが位置決めされるように、
機械加工用工具により前記１つ以上のデータムの何れの
寸法も擦り減らす、というステップを更に含むことを特
徴とする、前項９記載の方法。

【００８５】

【発明の効果】本発明は上述のように構成したので、キ
ャリッジ中に装着されたプリントカートリッジ上のノズ
ル板（または他の形態のノズル部材）の位置合わせを改
善する安価で信頼性の高い方法および構造を提供するこ
とができ、これにより、カラー印刷の明瞭さが改善さ
れ、更に、高解像度カラー印刷が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のインクカートリッジを示す斜視図であ
る。

【図２】異なるインクの色を印刷するための多数のプリ
ントカートリッジが内部に装着された可動キャリッジを
有するカラープリンタを示す斜視図である。

【図３】(a)は、プリントカートリッジの未装着状態で
の可動キャリッジを示す正面側から見た斜視図、(b)
は、本発明による４つのプリントカートリッジが装着さ
れた可動キャリッジを示す正面側から見た斜視図であ
り、同図はまたキャリッジの正面を通って突出するプリ
ントカートリッジの鼻部を示している。

【図４】(a)は、プリントカートリッジを除去した状態
における図３(a)のキャリッジを示す背面側から見た斜
視図、(b)は、プリントカートリッジを装着した状態に
おける図３(b)のキャリッジを示す背面側から見た斜視
図である。

【図５】(a)は、データム突起部の機械加工前の本発明
によるプリントカートリッジを示す斜視図、(b)は、デ
ータム突起部の機械加工後の図５(a)のプリントカート
リッジを示す斜視図である。

【図６】(a)は、接触パッドの構成を示す図５(b)のプリ
ントカートリッジの別の斜視図、(b)は、図６(a)のＡ−
Ａ断面図であり、図６(a)のプリントカートリッジ上の
接触パッドの構成を更に詳細に示すものである。

【図７】図５(a)のプリントカートリッジ上にデータム
突起部を精確に機械加工するための機械加工機構および
プロセスの一実施例を示す説明図である。

【図８】図５(a)のプリントカートリッジ上にデータム
を機械加工するための好適プロセスに使用される基本的
ステップを示す説明図である。

【符号の説明】

24,25,26,27 プリントカートリッジ 30 キャリッジ 52,53,54,55 ノズル板 58,100,102 データム 86 接触パッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミンディー・エイ・ハムリン アメリカ合衆国カリフォルニア州92116サ ン・ディエゴ，ニュー・ジャージー・4430 (72)発明者 ロバート・アール・ビーソン アメリカ合衆国オレゴン州97330コーヴァ リス，ノースイースト・アーノルド・アヴ ェニュー・7735

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリンタ中で使用する装置であって、この
   装置が、 プリントカートリッジ本体を有するプリントカートリッ
   ジと、 前記プリントカートリッジ本体に固定され、所定パター
   ンのオリフィスが形成された、ノズル部材と、 前記プリントカートリッジ本体上に形成された１つ以上
   のデータムであって、前記ノズル部材が前記プリントカ
   ートリッジ本体に固定された後に前記の１つ以上のデー
   タムの何れの寸法も変更されており、前記１つ以上のデ
   ータムの何れの寸法も前記プリントカートリッジ上の前
   記ノズル部材の位置に基づいて変更されている、前記デ
   ータムとを備えることを特徴とする、前記装置。