JPH11227183A - プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紙前進の不調またはインク・ノズルの方向違
いによって生じる印刷バンディングを現象したインク・
ジェット・プリンタを提供する。 【解決手段】 本発明のプリンタは、キャリッジ走査軸
に沿って往復走査する取外し式プリント・キャリッジ４
０と、複数の印刷要素を有し、プリント・キャリッジ４
０によって支持されるプリントヘッド５４と、印刷帯を
通り媒体軸に沿って印刷媒体３７を移動する印刷媒体移
動機構２９と、印刷要素によって印刷されるドットの媒
体軸に沿った位置が、細かくランダムに変化するように
プリントヘッド５４と印刷媒体３７の間に相対振動を生
じる振動誘発要素６１とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】開示する本発明は、インク・
ジェット印刷装置に関し、さらに詳細には印刷品質を改
善するための技法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インク・ジェット・プリンタは、印刷媒
体用に画定したアレイの特定の位置で、個々のドットの
パターンを印刷することによって、印刷画像を形成す
る。この位置は、直線で囲まれたアレイ中の小ドットと
して都合よく可視化される。この位置は、ときには「ド
ット位置」または「ドット配置」または「ピクセル」と
呼ばれる。したがって、印刷動作は、ドット位置のパタ
ーンを、インクのドットで満たすことと見なすことがで
きる。

【０００３】インク・ジェット・プリンタは、印刷媒体
上にインクの極小滴を射出することによってドットを印
刷し、通常はそれぞれインク射出ノズルを有する１個ま
たは複数個のプリントヘッドを支持する取外し式プリン
ト・キャリッジを含む。プリント・キャリッジが、印刷
媒体の表面上を前後にトラバースし、ノズルが、マイク
ロコンピュータまたは他の制御装置のコマンドに従って
適当な回数でインク滴を射出するように制御されるが、
制御装置のインク滴を付着するタイミングは、印刷中の
画像のピクセルのパターンに対応するよう意図される。
通常は、ピクセルの複数列が、プリント・キャリッジの
各トラバースすなわち走査中に印刷される。プリントヘ
ッド内の特定のインク射出機構は、感熱式プリントヘッ
ドまたはピエゾ電気技術を利用する形態などの当業者に
は周知の様々な異なる形態を採る。ことができる。たと
えば、２種類の初期の感熱式インク・ジェット射出機構
が、本願の譲受人に譲渡された米国特許第５２７８５８
４号および第４６８３４８１号に示されている。感熱式
システムでは、インク・チャネルおよびインク蒸発チャ
ンバを含むインク・バリア層が、ノズル・オリフィス板
と薄膜基板の間に配置される。この薄膜基板は、通常
は、蒸発チャンバ内でインクを加熱するように選択して
通電される薄膜抵抗器などのヒータ要素のアレイを含
む。加熱すると、インクの小滴が、通電されたヒータ要
素に関連するノズルから射出される。ヒータ要素を選択
して通電することによって、プリントヘッドが印刷媒体
を横切って移動するにつれて、インク滴が、印刷媒体上
に所望の画像を形成するパターンで射出される。

【０００４】インク・ジェット・プリンタの走査キャリ
ッジについて考慮すべきことは、紙前進(paper advanc
e) の不調またはインク・ノズルの方向間違い(misdirec
tednozzles)によって生じる目に見えるバンディング(ba
nding) である。このバンディングは、ソフトウェア・
ランダム化(software randomization)によって対処され
てきた。しかし、ソフトウェア・ランダム化は多数のパ
ス(multiple passes)を必要とし、パスの数が紙前進の
不正確さと共に増加することが判明している。このた
め、処理量が著しく減少する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、紙前進の
不調またはインク・ノズルの方向間違いによって生じる
印刷バンディングを減少したインク・ジェット・プリン
タを提供することが、利点になるであろう。

【０００６】別の利点は、処理量を大幅に減少しないで
印刷バンディングを減少させることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の利点および他の利
点は、本発明により、キャリッジ走査軸に沿って往復走
査する取外し式プリント・キャリッジ、複数の印刷要素
を有し、取外し式プリント・キャリッジによって支持さ
れるプリントヘッド、印刷帯を通り媒体軸に沿って印刷
媒体を移動する印刷媒体移動機構、および印刷要素によ
って印刷されるドットの媒体軸に沿った位置が、細かく
(minutely)ランダムに変化するようにプリントヘッドと
印刷媒体の間に相対振動を生じる振動誘発要素を含むプ
リンタにおいて提供される。本発明の特定の実施例によ
れば、振動誘発要素は、ピエゾ電気要素を含んでいる。

【０００８】開示する本発明の利点および特徴は、図面
と併せて次の詳細な説明から当業者なら容易に理解され
よう。

【０００９】

【発明の実施例】以下の詳細な説明中および図面の幾つ
かの図中の同じ要素は、同じ参照番号で識別される。

【００１０】図１を参照すると、例示的なものとして、
本発明に基づくランダム・ノイズ振動を使用するスワス
(swath) 型インク・ジェット・プリンタ２０の主要な機
械構成部品を示す、一部を切断して示した概略透視図で
ある。このプリンタは、通常は成形プラスチック材のハ
ウジングすなわち囲い２４によって囲まれたシャーシ２
２を含む。シャーシ２２は、たとえば、金属シートで形
成され、垂直パネル２２ａを含む。本発明を実施できる
プリンタの一例は、ヒューレット・パッカード(Hewlett
-Packard) 社製のDeskJet 722 ブランド・インク・ジェ
ット・プリンタである。

【００１１】数枚の印刷媒体が、印刷前に印刷媒体を蓄
積するフィード・トレイ２８を含む適応型印刷媒体操作
システム２６によって、個別に印刷帯(print zone)２５
を通って供給される。印刷媒体は、紙、ボール紙、透明
フィルム、マイラーなどの適当な印刷可能シート材料で
あればいずれのタイプでもよいが、都合のために印刷媒
体として紙を使用して例示する実施形態を説明する。ス
テッパ・モータによって駆動される駆動ローラ２９を含
む一連の従来のモータ駆動ローラを使用して、図２に示
すように、印刷するためのシート３７に関して、フィー
ド・トレイ２８から印刷帯２５中に印刷媒体を移動す
る。印刷後、駆動ローラ２９が、印刷したシートを受け
取るように延びていることを示す一対の伸縮自在の出力
乾燥翼部３０上に、印刷したシートを送る。翼部３０
は、出力トレイ３２中のまだ乾燥中の、先に印刷したシ
ート上に、新しく印刷したシートを短時間保持してか
ら、曲線矢印３３が示すように、両側に旋回して引き込
んで、出力トレイ３２中に新しく印刷したシートを落と
す。印刷媒体操作システムは、摺動式長さ調節アーム３
４、封筒フィード・スロット３５などの手紙、法律用
紙、Ａ−４サイズ紙、封筒などを含む異なるサイズの印
刷媒体に対処する一連の調節機構を含む。

【００１２】図１のプリンタは、シャーシの垂直パネル
２２ａの背後側面上に支持されているプリント回路板３
９上に配置された、マイクロプロセッサとして概略例示
したプリンタ制御装置３６を含む。プリンタ制御装置３
６は、パーソナル・コンピュータ（図示せず）などのホ
スト装置から命令を受け取り、本明細書においてさらに
説明する印刷帯２５を通る印刷媒体の前進およびドット
のインク・ジェット印刷を含むプリンタの動作を制御す
る。

【００１３】キャリッジ走査軸に平行な縦軸を有するプ
リント・キャリッジ・スライダ・ロッド３８が、シャー
シ２２によって支持され、往復平進運動すなわちキャリ
ッジ走査軸に沿った走査のためにプリント・キャリッジ
４０を摺動できるように支持する。

【００１４】図２〜図５により具体的に示すが、プリン
ト・キャリッジ４０は、より具体的に言うと、後壁１８
５、前エプロン１８６、および後壁１８５の側縁部から
前エプロン１８６の側縁部へ前方に延びるＬ字形側壁１
７４、１７６を有する本体部分７５を含む。整列壁すな
わちウェブ(web) ７６が、キャリッジ本体の内部を、第
１および第２取外し式インク・ジェット・プリントヘッ
ド・カートリッジ５０、５２（そのそれぞれが、ときに
は「ペン」または「プリント・カートリッジ」または
「カートリッジ」と呼ばれる）をそれぞれ収容する第１
チャンバ８０および第２チャンバ８２に分割する。プリ
ント・カートリッジ５０および５２は、印刷帯２５中に
ある印刷媒体３７の一部分上に、一般には下の方にイン
クを射出するための一般には下の方に向いたノズルを、
それぞれ有するプリントヘッド５４、５６を含む。ヒン
ジ７４によってプリント・キャリッジ４０の本体部分７
５に旋回するように取り付けられたクランピング・レバ
ーおよびラッチ部材すなわち蓋７０、７２を含むラッチ
機構が、プリント・キャリッジ本体７５およびプリント
・カートリッジ５０、５２と協働作用してチャンバ８
０、８２中にカートリッジ５０、５２を締着する。

【００１５】適当なプリント・キャリッジの例示的な例
が、本願の譲受人に譲渡された、１９９６年１１月２６
日出願のハーモン(Harmon)他の米国特許出願第０８／７
５７００９号（整理番号１０９４１０３６）に開示され
ており、その開示が参照として本明細書に組み込まれ
る。

【００１６】図を参照すると、印刷媒体３７は、カート
リッジ５０、５２のノズルの下にあり、このノズルによ
って走査される印刷媒体３７の部分に平行に接している
媒体軸に沿って印刷帯２５を通って前進する。図１に示
すように、媒体軸およびキャリッジ軸が、同一平面上に
位置している場合、この２本の軸は互いに直角である。

【００１７】プリント・キャリッジ４０は、プリント・
キャリッジ４０がスライダ・ロッド３８に沿って摺動す
るとき、プリント・キャリッジを摺動できるように支持
する一対のベアリング５５をさらに含む。垂直回転防止
ガイド・アーム８１は、プリント・キャリッジ本体７５
の後壁１８５の裏に取り付けられ、たとえばシャーシ２
２の垂直パネル２２ａと一体に形成されている水平に配
置された旋回防止バー８５を係合するスライド・ブッシ
ング８３を含む。ベアリング５５およびスライド・ブッ
シング８３は、３点キャリッジ支持システムを形成し、
垂直回転防止ガイド・アーム８１、スライド・ブッシン
グ８３、および水平旋回防止バー８５が協働してスライ
ダ・ロッド３８のまわりでプリント・キャリッジ４０が
前方に旋回するのを防ぐ。

【００１８】例示的なものとして、プリント・カートリ
ッジ５０は、モノクロ印刷カートリッジであり、プリン
ト・カートリッジ５２は、３色印刷カートリッジであ
る。あるいは、離散的モノクロ・カートリッジが使用さ
れてもよい。

【００１９】プリント・キャリッジ４０は、従来の方式
で駆動できるエンドレス・ベルト５８によって、スライ
ダ・ロッド３８に沿って駆動され、リニア・エンコーダ
・ストリップ５９を利用して、たとえば従来の技法によ
り、キャリッジ走査軸に沿ってプリント・キャリッジ４
０の位置を検出する。

【００２０】本発明によれば、約１００Ｈｚ〜約１００
０Ｈｚの範囲にある周波数で振動する振動誘発要素が備
えられ、キャリッジが印刷媒体を走査するとき、プリン
トヘッドと印刷媒体の間に媒体軸に沿って極小振幅の振
動を誘発する。例示的なものとして、振動誘発要素は、
垂直ガイド・アーム８１とキャリッジ本体７５の後壁１
８５の間に配置されたピエゾ電気要素６１を備える。ピ
エゾ電気要素６１に電圧を加えると、キャリッジ４０が
スライダ・ロッド３８のまわりで回転振動する。上記回
転振動の結果、プリントヘッド５４、５６のノズルの目
標すなわち方向が、媒体キャリッジ軸に直角である平面
中で小角度にわたり振動して円弧状に変化する。振動円
弧状変形の結果、媒体軸に沿ったドットの潜在的配置
が、小間隔にわたり振動しながら変化し、それによって
媒体軸に沿ったドットの実際の配置が上記小間隔にわた
り振動しながら変化する。例示的なものとして、プリン
ト・キャリッジ４０およびピエゾ電気要素は、１インチ
の１０００分の１の約０．２５倍（ときには０．２５ミ
ルとよばれる）のドット配置変形をもたらすように構成
される。

【００２１】効果的に、本発明は、媒体軸に沿ってドッ
トの配置中に少量の機械的ノイズを導入することを意図
しており、少量の機械的ノイズが、普通ならバンドを画
定するはずのドットの配置を振動するので、普通なら最
適以下の紙前進またはノズル目標が原因で生じるはずの
目に見えるバンディングが減少する。印刷した画像の鮮
鋭度が、減少したバンディングと引替えに少し低下する
可能性があり、振動誘発要素は選択的に作動したり作動
停止したりすることを理解されたい。

【００２２】ピエゾ電気要素を振動ノイズ導入要素とし
て開示したが、小型電気偏心モータ(small electric ec
centric motor ：無音バイブレータとしてページャに多
く使用される）などの他の装置も使用することができ
る。例えば、図４に示すように、破線で概略的に示した
小型偏心モータ１６１をキャリッジ本体４０の壁１７４
に取り付けることができて好都合である。偏心負荷すな
わち質量１６１ａを含むモータ１６１の動作によって、
スライダ・ロッド３８のまわりでキャリッジ４０の極微
小回転が生じ、この極微小回転が印刷したドットの位置
の極微小変位を引き起こす。

【００２３】以下、本発明の実施形態を要約する。 １． キャリッジ走査軸に沿って往復走査する取外し式
プリント・キャリッジと、前記取外し式プリント・キャ
リッジによって支持され、印刷帯中の印刷媒体上にドッ
トを印刷するための複数の印刷要素を有するプリントヘ
ッドと、前記印刷帯中の印刷媒体に関連して前記プリン
トヘッドを振動し、その結果、前記印刷要素によって印
刷したドットの媒体軸に沿った位置を、ランダムに変化
する振動誘発要素とを備えるプリンタ。 ２． 前記振動誘発要素は、前記印刷キャリッジに結合
される上記１に記載のプリンタ。 ３． 前記振動誘発要素は、約１００〜１０００Ｈｚの
範囲にある周波数で振動する上記２に記載のプリンタ。 ４． 前記振動誘発要素は、ピエゾ電気要素を備える上
記２に記載のプリンタ。 ５． 前記振動誘発要素は、電気モータを備える上記２
に記載のプリンタ。 ６． 前記振動誘発要素は、インク・ジェット・ノズル
を備える上記１に記載のプリンタ。 ７． 前記振動誘発要素は、前記走査軸に平行な軸のま
わりで前記インク・ジェット・ノズルを回転振動する上
記６に記載のプリンタ。 ８． 前記振動誘発要素は、前記印刷キャリッジに取り
付けられる上記７に記載のプリンタ。 ９． 前記振動誘発要素は、１００Ｈｚ〜１０００Ｈｚ
の範囲にある周波数で振動する上記７に記載のプリン
タ。 １０． 前記振動誘発要素は、ピエゾ電気要素を備える
上記７に記載のプリンタ。 １１． 前記振動誘発要素は、電気モータを備える上記
７に記載のプリンタ。

【００２４】前述の説明は、機械的ノイズを有利に利用
して、紙前進の不調またはインク・ジェット・ノズルの
方向間違いによって生じるバンディングを減少したイン
ク・ジェット・プリンタの開示、および種々のプリンタ
に容易に適応できる機械式印刷バンディング減少技法の
より一般的な開示であった。

【００２５】以上、本発明の特定の実施形態を説明し例
示したが、当業者なら前述の特許請求の範囲に定義した
本発明の範囲および精神から逸脱することなく、本発明
に様々な修正および変更を加えることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、普通なら最適以下の紙前進またはノズル目標が原
因で生じるはずの目に見えるバンディングが減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づくランダム・ノイズ振動を使用
するインク・ジェット印刷機構の一部を切断した概略透
視図である。

【図２】 図１の印刷機構のプリント・キャリッジの側
面図である。

【図３】 プリント・キャリッジ中に配置されたプリン
ト・カートリッジのプリントヘッドを示す図１の印刷機
構のプリント・キャリッジの底面図である。

【図４】 図１の印刷機構のプリント・キャリッジの概
略透視図である。

【図５】 図１の印刷機構のプリント・キャリッジの上
面図である。

【符号の説明】

４０ プリント・キャリッジ ５０，５２ プリントヘッド・カートリッジ ５４，５６ プリントヘッド ６１ ピエゾ電気要素（振動誘発要素）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリッジ走査軸に沿って往復走査する
   取外し式プリント・キャリッジと、 前記取外し式プリント・キャリッジによって支持され、
   印刷帯中の印刷媒体上にドットを印刷するための複数の
   印刷要素を有するプリントヘッドと、 前記印刷帯中の印刷媒体に関連して前記プリントヘッド
   を振動し、その結果、前記印刷要素によって印刷したド
   ットの媒体軸に沿った位置を、ランダムに変化する振動
   誘発要素とを備えるプリンタ。