JP2001038894A - カラーインクジェット式ハードコピー装置におけるペン配列 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置中の所与の数のプリントカートリッジに
ついての製品サイズを最小にし、増大したスループット
及び増大した色の組み合わせを有する、インクジェット
プリンタを提供すること。 【解決手段】 マルチスワス式インクジェットペンキャ
リッジ109とペン115 _X/215_XN/415_XNとを用いた構成によ
り、冗長カラーペンに関する最適化が提供される。電気
的相互接続手段407_XN及び流体的相互接続手段401_XNによ
り、プリンタ装置101において増大した色の組み合わせ
を用いる場合のプリントスループットが増大し、これに
よりプリンタ装置中の所与の数のペンについての製品サ
イズが最小化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般にインクジェ
ット式ハードコピープリント技術に関し、特に、複数の
ペン又はインクカートリッジを用いたカラーインクジェ
ット式ハードコピー装置のプリント品質を改善する装置
及び技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット技術の分野は比較的良好
に発展している。コンピュータプリンタ、グラフィクス
プロッタ、コピー機、及びファクシミリ機器等の市販製
品は、ハードコピーを生成するためにインクジェット技
術を採用している。該技術の基本原理については、例え
ば、Hewlett-Packard会報第36巻第5版（1985年5月）、
第39巻第4版（1988年8月）、第39巻第5版（1988年10
月）、第43巻第4版（1992年8月）、第43巻第6版（1992
年12月）、第45巻第1版（1994年2月）等の様々な文献に
開示されている。また、W.J. LloydとH.T. Taubによる
「出力ハードコピー装置(Output Hardcopy [sic] Devic
es)」第13章(R.C. Durbeck 及び S.Sherr編纂,Academic
Press, San Diego, 1988)にもインクジェット装置が記
載されている。説明の便宜上、あらゆる形状、サイズ、
及び種類のハードコピー装置を以下本中では単に「プリ
ンタ」と称することとする。

【０００３】図１（従来技術）は、インクジェット式コ
ンピュータ周辺機器プリンタ101を示している。ハウジ
ング103には、該プリンタ101の電気的及び機械的動作機
構が（該ハウジングシェルを取り外した状態で）納めら
れる。該プリンタの動作は、電子コントローラ102によ
り管理され、該コントローラは通常は、適当な配線によ
りコンピュータ（図示せず）に接続されたマイクロプロ
セッサ又は特定用途向け集積回路（ASIC）制御型プリン
ト回路基板となる。イメージング、プリント処理、プリ
ント媒体操作、制御機能、及びロジックを、従来の又は
汎用のマイクロプロセッサ又はASICに関するファームウ
ェア又はソフトウェア命令を用いてプログラムし実行す
ることは周知である。エンドユーザにより入力トレイ12
0に装填されたカット紙プリント媒体105は、適当な用紙
経路搬送機構（図示せず）により内部プリントステーシ
ョン又はプリントゾーン107へと送られ、そこでグラフ
ィカルイメージ又は英数字テキストが生成される。キャ
リッジ109はスライダ111上に取り付けられてプリント媒
体を走査する。所与の時点におけるキャリッジ109の位
置を追跡するためにエンコーダ113が設けられる。別個
の複数のインクジェットペンのうちの少なくとも１つ若
しくはその１組又はプリントカートリッジ115_X（ここ
で、X＝インクタイプ仕様）は、利用の容易化のためキ
ャリッジ109に対して取り外し可能に装着される。一般
に、フルカラーシステムでは、減法三原色であるシア
ン、イエロー、マゼンタ（CYM）、及び黒（K）^*1のイン
クが、離間位置に又は「軸外に」配置された交換可能又
は補充可能なインクリザーバ117_X内に配設される。該イ
ンクリザーバ117_Xは、ペン115_Xとの流体連結手段119を
有している（*1：Fはインク乾燥時間を短縮するために
用いられる場合もある定着液を表すものである（例え
ば、Allenが本出願人に譲渡した米国特許第5,635,969号
「マルチパートインクジェットインクの科学的性質を適
用するための方法及び装置(METHOD AND APPARATUS FOR
THE APPLICATION OF MULTIPART INK-JET INK CHEMISTR
Y)」を参照されたい）。１ページのプリントが完了する
と、該プリント媒体は出力トレイ121上へと排出され
る。ペン走査方向をデカルト座標でＸ軸、用紙送り方向
をＹ軸、及びインク滴射出方向をZ軸と呼ぶことは、当
該技術で一般的である。説明の便宜上、あらゆる形状、
サイズ、及び種類のプリント媒体について、以下、本明
細書中では単に「用紙」と称する。

【０００４】プリントゾーン107内に位置決めされたシ
ート用紙に関して規定された所定のアレイ位置で個別の
ドットからなるパターンをプリントすることによりイメ
ージが形成される。かかるアレイ位置は、直線的なマト
リクス内に存在するものとして好都合に視覚化され、画
素、「ピクセル」、「ドットロケーション(又は位置)」、
又は「インク滴ロケーション(又は位置)」と同義で用い
られる。したがって、プリント動作とは、プリントデー
タセットにおいて識別されたピクセルをインクドット又
はインク滴で充填することである。プライマリカラー又
は「原色」は、それぞれのペン115_Xからの１つ又は２つ
以上のインク滴を堆積させることにより１ピクセルで形
成され、他の色相は、複数の異なる原色インク滴を同一
ピクセルに堆積させることにより形成され、２色又は３
色以上の原色を重ねてプリントすることにより、十分に
確立された光学原理に従う二次的な色が生成される。

【０００５】プリント品質は、ドット解像度及び（特に
重ねプリントされる）インク滴の精確な配置によって決
まる。かかる重ねプリントされるインク滴は、該インク
滴の堆積前に最初に堆積されたインク滴の十分な乾燥時
間を許容するために、１つのプリントスワス（又は幅）
を別個に走査して生成される。現在の市販製品の解像度
は約300ドット／インチ(dpi)、好ましい解像度は600dpi
以上であるため、精確なインク滴の配置に関する問題
は、（特に写真品質インクジェットプリンティングの場
合に）一層大きなスループット（頁／分（ppm））及び
一層増大した色表現という商業的な要求を満たす試みを
懸命に行っている設計者に対し、常にその解決を要求す
るものとなる。

【０００６】最初に堆積したインク滴の乾燥時間を延長
可能とすることによりプリント品質を向上させる１つの
従来技術が、1992年5月1日付けで出願された、Richtsme
ier、Doan、及びHickmanによる（本出願と同一発明者）
による米国特許第5,376,958号「カラーサーマルインク
ジェットプリンタにおける互い違いに配列されたペン(S
TAGGERED PENS IN COLOR THERMAL INK-JET PRINTER)」
に教示されている。該特許明細書には、異なるカラープ
リントヘッドをオフセットさせて、キャリッジがキャリ
ッジ走査軸に沿って走査される際に、互いに隔置された
重なり合うことのないプリント領域をノズルアレイが横
切るよう構成された、４本のペンを用いたシステムが示
されている。該システムにより、最初の堆積の乾燥時間
を延長させることは可能となるが、全プリントカートリ
ッジ幅が当該製品に必要となる。１色につき複数のプリ
ントヘッドを同時に使用することは、その実施例では想
定されていない。

【０００７】複数のスワスをプリントする別の従来技術
が、1999年1月19日付けで出願された本明細書と同一発
明者のHickmanによる米国特許出願第09／233,575号「１
色につき複数のペンを使用するドラムベースのプリンタ
(DRUM-BASED PRINTER USINGMULTIPLE PENS PER COLO
R)」に示されている。インクジェットペンは、個々のペ
ンによりプリントされるスワスが組み合わされ、その結
果として幅広のスワスが得られてプリンタのスループッ
トが増大するように、プリンタに組み込まれる。プリン
ト媒体は、ドラム上に支持されてプリンタを通って進行
される。一組をなす２つのペンであってその各組が同一
色のインクを有する複数組のペンがドラム近傍で支持さ
れ、その２つのペンのうちの一方のペンのスワスがドラ
ム軸と平行な方向で他方のペンのスワスに隣接するよう
に配置される。また、同ペンを上記の配置で支持して個
々のペンのスワス幅を結合させるキャリッジアセンブリ
も配設される。該キャリッジアセンブリの構成要素は、
同一色のインクの２つのペンを互いに対して精確に位置
決めし、これにより同一色の２つのペンを配置するのに
要求される極めて近接した公差要件を満たすものとなっ
ている。

【０００８】複数のスワスを同時にプリントする別の従
来技術が、D. Pinkernellにより出願された本出願人の
同時係属中の米国特許出願第09／311,919号（代理人番
号10990059−1）に示されている。この場合には、Ｙ軸
に冗長ペンセットが取り付けられる。これもまた複数枚
の用紙への同時プリントを可能にするものである。スル
ープットは大幅に増大する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】装置中の所与の数のプ
リントカートリッジについての製品サイズを最小にし、
増大したスループット及び増大した色の組み合わせを有
する、インクジェットプリンタが、依然として必要とさ
れている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】基本的な態様では、本発
明は、電力及び制御信号をインクジェット印字手段に提
供するコントロール手段を有するインクジェットハード
コピー装置のための、インクジェットペン走査キャリッ
ジプリント装置を提供する。該プリント装置は、走査軸
と、該走査軸に直交するプリント媒体搬送軸とにより画
定され、また、走査キャリッジと、該走査キャリッジに
取り付けられた複製された少なくとも２組をなす複数の
ペン手段であってそれに隣接して配置されたプリント媒
体上にインク滴を射出するペン手段とを備えている。該
ペン手段の各々は、所定の高さのプリントヘッドインク
滴射出ノズルアレイを有し、該ペン手段からなる組の各
々が、少なくとも三色のインクを有し、各組をなす複製
されたペン手段がカラーサブセットを形成し、その各サ
ブセットのペン手段が走査軸内で線形的にオフセットさ
れ、及びほぼノズルアレイの所定の高さだけ搬送軸内で
オフセットされ、該ペン手段の各々が、パワー及び制御
信号を受容するための電気的な相互接続手段を有し、該
電気的な相互接続手段の全てが、共通の整列されたキャ
リッジの配向及び位置でコントローラへと接続される。

【００１１】別の基本的な態様では、本発明は、インク
ジェットプリンティングの表現方法を提供する。該方法
は、プリント媒体を横切ってインクジェット印字手段を
走査させるキャリッジ手段を配設し、該キャリッジ手段
内に複数の印字手段をマトリクス状アレイという形で取
り付け、該アレイが複数グループの印字手段を有し、各
グループが１色につき複数の印字手段を有し、各グルー
プが、走査軸及びプリント媒体進行軸においてオフセッ
トされた複数組のペンを有し、その各組が当該グループ
用の各色のペンを有し、前記アレイが、前記プリント媒
体進行軸においてオフセットされた複数グループの印字
手段の各々を有し、前記キャリッジ手段を前記プリント
媒体を横切って走査させ、該走査時に、前記マトリクス
状アレイの冗長カラーインクペンから複数のプリントス
ワスを同時に生成して、各カラーインク毎のスワス高さ
性能が前記冗長カラーインクの単一のペンについてのペ
ンスワス高さ性能の各々を合計したものに等しくなるよ
うにする、という各ステップを有するものである。

【００１２】別の基本的な態様では、本発明は、インク
ジェットプリンタ用のプリントユニットを提供し、該プ
リントユニットは、隣接して配置されたプリント媒体上
にインク滴を射出して該プリント媒体上にドットマトリ
クスパターンを形成する「Ｎ」個（Ｎは整数）のインク
ジェット印字手段と、該印字手段を１つのアレイという
形に固定的に支持すると共にプリント媒体搬送軸と直交
する走査軸において前記プリント媒体を横切って前記ア
レイを走査させるキャリッジ機構とを備えており、前記
アレイが少なくとも２グループの印字手段を有し、該グ
ループの各々が少なくとも２組の印字手段を有し、それ
らグループが前記プリント媒体搬送軸において所定のギ
ャップだけ分離されており、前記組の各々が、一致する
カラーインク印字手段からなるグループベースのサブセ
ットを形成して、該サブセットの各々が、前記組のうち
の少なくとも１つの実質的に同一のインクのインク滴を
射出するようになっており、前記印字手段が前記アレイ
をなすよう位置決めされて、各サブセットが、前記走査
軸において該サブセットの対応し一致するカラーインク
印字手段から線形的に前記アレイ内に取り付けられると
共に、前記プリント媒体搬送軸において該サブセットの
対応し一致するカラーインク印字手段からオフセットさ
れて、１グループの一致するカラーインク印字手段が、
その複数の印字手段のプリントスワス高さのそれぞれに
等しい一致する各カラーのスワス高さをプリントするよ
う配置されるようになっており、前記媒体を横切る一回
の走査及び複数の一致するカラーインク印字手段からの
インク滴の射出により、該一致するカラーインクを有す
る個々の印字手段のスワス高さの合計に等しい単一カラ
ーの全スワス高さが生成されることになる。

【００１３】本発明の幾つかの利点を以下に示す。

【００１４】従来の解決策の欠点を解決する。

【００１５】プリントされるスワスの高さを増大させる
一方、キャリッジ幅及びキャリッジ走査距離を１色あた
りのペン数が一層少ないシステムと同等にする。

【００１６】プリントされるスワスの高さを増大させ、
ひいてはプリンタのスループットを増大させる。

【００１７】離間したインクリザーバに対する電気的な
相互接続及び流体的な結合の実施を容易にする。

【００１８】異なるカラープリントヘッドのグループ間
での用紙割出(indexing)方向における不規則な間隔を許
容する。

【００１９】上記の概要及び利点の列挙は、本発明の全
ての態様、目的、利点、及び特徴の全てを包含する列挙
として本発明者が意図したものではなく、それにより本
発明の範囲に如何なる限定をも課せられるべきではな
い。本概要は、米国特許法施行規則1.73条及び特許審査
便覧608.01(d)の命令に従い単に一般（特に本発明が関
連する特定分野に関心を有する者）に対して本発明の性
質を知らせるために提供したものであり、今後の調査に
おいて本発明の容易な理解の一助となるようにしたもの
である。本発明の他の目的、特徴、及び利点について
は、以下の説明及び添付図面を考察することで明らかと
なろう。同図全体を通して同様の符号は同様の特徴を表
している。

【００２０】

【発明の実施の形態】本明細書中で参照する図面は、特
に記載のない限り一定の拡大縮小で描かれていないこと
が理解されるはずである。

【００２１】ここで、本発明を実施する上でベストモー
ドであると本発明者が考える本発明の特定の実施形態に
ついて詳細に言及する。代替的な実施形態についても適
用可能なものとして手短に説明する。

【００２２】図２は、本発明による走査キャリッジ及び
互い違いに又は千鳥状に配置された(staggered)ペンの
構成を示している。（「ペン」という用語は、本明細書
では、軸外インクリザーバに連結される再利用可能なプ
リントヘッドモジュール、自給式の使い捨て型プリント
カートリッジ、サーマルインクジェット装置、圧電式イ
ンクジェット装置、又は当該技術で公知の他のインクジ
ェット印字手段の各種実施態様等の形態にかかわらず、
あらゆるインクジェット滴生成装置全般に用いてい
る）。ペンキャリッジ201は、複数のインクジェットペ
ンが取り付けられるよう公知の原理に従って製造され
る。インクジェットペンキャリッジが多数の重要な特徴
を有するものであることは当業界で公知である。例え
ば、上述のRichtsmeier等の特許、Asakawaによる米国特
許第4,940,998号「インクジェットプリンタ用キャリッ
ジ(CARRIAGE FOR INK JET PRINTER)」、Nguyen等による
相互に関連する米国特許第5,241,325号、第5,488,397
号、及び第5,861,899号、及びGompertz等による米国特
許第5,742,306号「インクジェットプリント機構用のイ
メージングカートリッジシステム(IMAGING CARTRIDGE S
YSTEM FOR INKJET PRINTING MECHANISMS)」を参照され
たい。これらは全て本出願人に譲渡されたものであり、
本引用をもってそれら開示内容を本明細書中に組み込ん
だものとする。本発明を理解する上で本明細書で更なる
説明を行う必要はない。キャリッジ201は、Ｘ軸でキャ
リッジ走査距離にわたり横断するよう１つ又は２つ以上
のスライダバー111A,111B上に取り付けられる。

【００２３】キャリッジ201に取り付けられたアレイ
（即ち配列）をなすペンにおいては、所与の色のインク
調合物のペンが２つ以上設けられる。即ち、所定位置の
グループには、一致するカラーインクのサブセットを有
するよう複数組をなすペンが設けられる。減法三原色を
用いる図２の代表的な実施形態では、（1）２つの組205
R1,205R2（Rは「行」を表す）における２つのイエロー
インクペン215Y1,215Y2のサブセットがキャリッジ201に
別個に取り付けられ、（2）２つのマゼンタインクペン2
15M1,215M2のサブセットがキャリッジに別個に取り付け
られ、及び（3）２つのシアンインクペン215C1,215C2の
サブセットがキャリッジにおいて組をなすものとして別
個に取り付けられるようになっている。サブセット215Y
1／215Y2、215M1／215M2、及び215C1／215C2を形成する
各対は、用紙移送（即ちＹ軸）方向で食い違うように配
置される。換言すれば、第１の三色組205R1は、第１行
中に取り付けられ、第２の三色組205R2は、キャリッジ2
01のＹ軸方向に変位した第２行中に取り付けられる。該
Ｙ軸方向の変位は、サブセットの各ペンのノズル203が
互いに隣接して又は僅かに重なってスワスのプリント動
作を行うように設定される。サブセット215Y1／215Y2、
215M1／215M2、215C1／215C2を形成する各対は、キャリ
ッジ走査方向即ちＸ軸方向に線形的にオフセットされて
いる。一般に、該ペンは、当業界で周知の位置合わせ設
計因子に基づいて各々毎に与えられる、許容可能な各ペ
ンとキャリッジとの取り付けに関する所与の機械的な公
差と同程度に、Ｘ軸方向で互いに近接して並置された状
態に集約化される。

【００２４】同様に、一致するカラーインク射出性能の
サブセットを有する更に２組のペン205R3,205R4は、キ
ャリッジ201のＹ軸方向に変位した第３及び第４行に取
り付けられる。任意の境界ギャップ「Ｇ」は、第２行の
ペン組205R2を第３行のペン組205R3から分離させる（Ｙ
軸分離の最適化については上述のPinkernellの特許出願
を参照されたい。本発明を理解する上で更なる説明はこ
こでは必要ない）。この代表的な実施形態では、サブセ
ットのうちの１つは一対の黒インクペン215K1,215K2で
ある。各組の他の２本のペンは特定の設計目的に従って
実施し適合させることが可能である。例えば、該サブセ
ットの別の１つをペン215F1,215F2に使用して、インク
定着液の小滴を収容し射出することが可能である。写真
再生の場合のような高品質プリントでは、色素含有量を
変更した減法色、例えば「マゼンタライト」インクを使
用して色表現を改善する場合がある。したがって、第３
及び第４行の組205R3,205R4におけるサブセットのうち
の別の１つを一対のマゼンタライトのカラーインクペン
215ML1,215ML2とすることが可能である。特定の実施に
必要とされる他のグループのペンの組は、当業者にとっ
て自明であるように、例えば、イエロー、シアン、及び
マゼンタのインクの組からなる１グループ及び赤色、青
色、及び緑色のインクの組からなる１グループ等に設計
することが可能である。

【００２５】複数のペンから構成されるグループ（図２
の場合、「グループ」は「グループA＝ペン組(205R1＋2
05R2)」及び「グループB＝ペン組(205R3＋205R4)」と定
義される）は、達成されるプリントのタイプに基づいて
割り当てられることになる任意のインクの組み合わせを
採用することが可能なものである。ペン組からなる２つ
のグループ間のギャップ「Ｇ」は、複雑なノズル射出ア
ルゴリズムを採用しない限り、同一インクを使用するペ
ンが別のグループに存在しないのであれば、任意に設定
することができる。

【００２６】現在の技術水準で知られているように、各
ペンは、少なくとも１つの列、好ましくはＹ軸方向に向
けられオフセットされた複数のノズル203からなる２つ
の列（例えば上述のRichtsmeier等の特許又はHP会報を
参照のこと）を有するプリントヘッドを備えており、該
ノズル203からインク滴が隣接配置された用紙（図示せ
ず）上へとＺ軸方向に射出される。１行につき６つのノ
ズルしか図示していないが、１つの列は、所望のプリン
ト解像度に応じて複数ピクセルからなるスワスを生成す
るのに必要なだけノズルを一般に有するものとなる、と
いうことが当業者には理解されよう。本発明による構成
では、各対は、Ｙ軸方向で互い違いにオフセットした状
態で取り付けられ、これにより、各列が隣接して整列し
又は１つ以上のノズルが重なった状態で整列するように
なる。このため、例えば、各イエローペン215Y1,215Y2
がノズル203からなる１インチ高さの列をそれぞれ有す
る場合には、印刷対象となるページを横切る一回の走査
中に該ページの幅を横切って２インチ高さのイエローイ
ンクによるスワスを図示の上側のグループ205R1,205R2
により堆積させることができる。本発明には双方向プリ
ントモードも使用可能であることが当業者には理解され
よう。したがって、一致するカラーインクを有し同時に
プリントを行う冗長ペン組を用いることにより、キャリ
ッジ及び該キャリッジに取り付けられた12個のペンの各
走査毎に、４倍の高さのスワスをプリントすることが可
能となり、スループットが大幅に増大する。

【００２７】インクジェットペンは、コンピュータによ
り制御される複雑な電気入力信号制御を必要とし（場合
によっては電気フィードバック信号を提供し）、更に、
アプリケーションソフトウェアと対話してハードコピー
を生成するドライバソフトウェアを必要とする。ここで
図２に戻る。キャリッジサイズ「H」×「W」を最小限にす
る一方でフルサイズペン215_XN（「X」はカラーインクを
表す文字、「N」は複数のペンからなる組又はサブセッ
トの個々のペンの数）を提供し、かつペンパッキング密
度を最適化するために、２つのグループの電気的な相互
接続面が互いに対面するようにペンが取り付けられてい
る場合には、共通の電気的インターフェイス用の壁(wal
l)を１グループをなす６つのペンのために設計すること
が可能である。ヒューレット・パッカード・カンパニー
のDeskJet（商標）シリーズのプリンタで使用されてい
るような典型的な市販のペン215を図３（従来技術）に
示す。該ペン215のプリントヘッド301は、ノズル302
と、電気的相互接続部305を有する電気的接続面303とを
有している。したがって、再び図２に戻ると、第１行の
ペン組205R1のペン215Y1,215M1,215C1を、そのそれぞれ
の電気接続面を第３行のペン組205R3のペン215F1,215K
1,215ML1のそれぞれの電気接続面に対面する状態で取り
付けることにより、共通の電気的インターフェイス回路
基板即ち「壁」を６つのペン全てに対して提供すること
が可能となる。同様に、第２行のペン組205R2及び第４
行のペン組205R4のペンに対して共通の電気的な相互接
続壁を提供することが可能である。図４Ａ〜４Ｄは、か
かるペン構成の代替的な実施形態を示したものである。

【００２８】図４Ａは、図２と類似した12個のペンのレ
イアウトを示している。この代表的な実施形態では、三
色のインクの各々毎に４つのペンが配設されている（３
つのインク全てを組み合わせることにより合成による黒
のドットが描かれる）。ペン415_XNは、下側グループの
ペン415M3,415Y3,415C3,415Y4,415C4,415M4が該アレイ
の上側グループのペン415M1,415Y1,415C1,415Y2,415C2,
415M2と鏡像をなす配置で取り付けられた１つのパッケ
ージという形でキャリッジに取り付けられる。インク装
填に関し、この構成は、色順序規定反転帯（color orde
r lay down reversal bands）を回避するものとなり、
即ち、415M1が415M3から180度回転し、415Y1が415Y3か
ら180度回転して取り付けられる（以下参照）。このよ
うに、６つの流体的な相互接続部（図中の「流体接
続」）401M1,401Y1,401C1,401Y2,401C2,401M2は、キャ
リッジ201のＹ軸方向の相対的な前縁403に沿ってＸ軸方
向でノズルアレイ高さを線形的にオフセットさせて（図
４Ａには図示せず）取り付けられ、６つの流体的な相互
接続401M3,401Y3,401C3,401Y4,401C4,401M4は、キャリ
ッジ201の後縁405に沿ってＸ軸方向で同様に取り付けら
れる（当業界では広範な流体的な相互接続が知られてお
り、それらを本発明と共に採用することが可能である
が、本発明を理解する上で更なる説明は必要ない）。し
たがって、この構成により、全ての流体的な相互接続部
401_XNの全てがキャリッジ201の周辺で取り付けられ、こ
れにより、軸外インクリザーバ117_Xからのインク供給管
119（図１のみ図示）を単純に束ねることが可能とな
る。同様に、前縁側グループの各ペンの対応する電気接
続部（図中の「電気接続」）407M1,407Y1,407C1は、後
縁側のグループの電気接続部407M3,407Y3,407C3と隣接
している（広範な電気的相互接続が当業界で知られてお
り、可撓性回路が最も広く使用されているが、本発明を
理解する上で更なる説明は必要ない）。このため、それ
ぞれの前縁及び後縁グループのペン間に共通の接続壁40
9,411を設けることが可能である。

【００２９】軸外インクリザーバ（図１の要素117_Xを参
照のこと）を使用する図４Ａの代替的な実施形態では、
前述の電気的相互接続と同様の態様で流体的な相互接続
構成を実施することが可能であり、この場合には、交互
のグループ_A/Bの交互のペン行205R1/205R3,205R2/205R4
の間に、又はそれらに隣接して、共通の流体的な相互接
続用「壁」が配設される。この場合には、電気的接続部
の全てが、キャリッジ201の前縁403及び後縁405にそれ
ぞれ従来通り配置される。

【００３０】更に、このキャリッジレイアウトは以下の
利点を提供するものとなる。即ち、第１及び第２グルー
プのペンの間のギャップをほぼゼロまで低減させること
ができ、両グループで同一色を使用することが可能にな
る。その結果、基本となるペンスワス高さの４倍の累積
されたスワス高さが得られる。代替的に、第２のグルー
プのペンが第１のグループと異なる着色剤を有する場合
には、６ペン式システムのキャリッジ幅内で２倍のスワ
ス高さの12ペン式システムが得られる。

【００３１】図４Ｂは、８ペン式の（又はＹ軸方向の鏡
像構成によるレイアウトを模倣することによりその倍数
のペンを用いた）プリントアレイを示している。各ペン
415_{X N}は、異なるインク滴を射出するマルチチャンバ式
のものであり、インク供給用流体接続部401もまたイン
クを適切に供給するために分離されている。この場合
も、コントローラ102（図１のみ）に接続される単一の
電気的インターフェイスをキャリッジの前縁403に沿っ
て如何に配設し、またインク供給管119（図１のみ）に
接続される単一の流体インターフェイスをキャリッジの
後縁405に沿って如何に配設するかに留意されたい。

【００３２】さらに、図４Ｂのキャリッジレイアウト
は、図４Ａに関して列挙した利点に加えて、例えば上記
引用をもって本明細書中に組み込んだRichtsmeier等の
特許明細書に記載されているような利点を提供するもの
となる。

【００３３】図４Ｃは、変形例としての12ペン式の走査
キャリッジ構成を示すものであり、該構成は、ペンを電
気的に相互接続するための前縁403の共通性と、ペンを
インクリザーバに流体的に相互接続するための後縁405
の共通性とを提供するものとなる。

【００３４】さらに、図４Ｃのキャリッジレイアウト
は、図４Ａ及び図４Ｂに関して列挙した利点に加えて、
８色の着色剤を有する個々のペンの基本スワス高さの３
倍のスワス高さを可能にするという利点を提供する。こ
の場合にも、第１及び第２のグループのペンの間のギャ
ップをゼロにすることができるため、同一色のペンを両
グループで使用する場合には、累積したスワス高さは基
本スワス高さの６倍となる。マルチチャンバ式プリント
ヘッドを使用する場合には、電気的接続面を同一方向に
配置することにより、鏡像配置されたペンのために異な
るインク装填順序を適用する必要がなくなる。

【００３５】図４Ｄは、16ペン式走査キャリッジのため
の最適なレイアウトを示すものであり、これもまた、図
４Ｃの場合と同様のキャリッジ側の相互接続の共通性を
提供するものとなる。

【００３６】更に、図４Ｄのキャリッジレイアウトは、
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃに関して列挙した利点に加
えて、８色の着色剤及び２チャンバ式ペンを使用する場
合に１つのペンの基本スワス高さの４倍のスワス高さを
可能にするという利点を提供するものとなる。この場合
も、第１及び第２のグループのペンの間のギャップをゼ
ロにすることができるため、４色の着色剤を有するシス
テムをこのパターンで実質的に無限に繰り返すことが可
能であり、これによりサイズに制限のないスワス高さが
可能となる。商業的には、１回のパス（又は走査）でポ
スタ全体をプリントすることが想像されよう。ペンを全
て同じ向きにしておくことで、鏡像的なインク充填を行
う必要がなくなる。

【００３７】また、相互接続部が同一方向に向いた状態
に全てのペンを配向する場合に電気的及び流体的な相互
接続によってペンのパッキング密度が制限されることに
なる特定のペンの場合にも、ペングループ間に位置する
対称平面であって該対称平面の両側にあるペンのための
相互接続部を含む対称平面を有する本発明によるペン構
成は、２つのグループが該２つのグループのペンに異な
る色のインクをそれぞれ有する構成において該グループ
間のギャップ「Ｇ」を最小限にすることを可能にする。
この最小限のギャップは、スループットを改善し、全色
を含むページを完成させるためのスワスの数を低減さ
せ、ペンオフセット方向即ちＹ軸方向の製品サイズを最
小限にするものとなる。

【００３８】代替的な実施形態では、電気的相互接続部
が一方の側にあり、流体的相互接続が他方の側にあり、
また流体的相互接続部により消費されるスペースが電気
的相互接続部により消費されるスペースよりも大幅に大
きいペンを使用する場合に、流体的な相互接続の全てを
キャリッジの周囲に配設し、及び電気的相互接続部の全
てを２つのグループのペンを接続する平面上に配設する
ことにより、更なるサイズ上の利点が得られる。

【００３９】要するに、本発明は、最適化されたペン構
成を提供するものである。少なくとも２つの異なるグル
ープのペンが存在する。その１つのグループには１色に
つき複数のペンが存在し、該ペン間のオフセットがほぼ
単一のスワス高さとなっており、これにより、ページを
横切る所与のプリント掃引において１色につき一層大き
なスワスをプリントすることが可能となる。１グループ
内の複数のペンは隣接するノズルグループを形成し、こ
れにより１色について寄与する２つのペンのノズルが単
一のプリントヘッドのノズルのように作用することにな
る。プリントヘッドのグループ間には、Ｙ軸方向のオフ
セットも存在するが、このオフセットはスワス高さより
も距離を長くし又は短くすることが可能なものである。
異なるグループのプリントヘッドは、同一グループのプ
リントヘッドとは異なる色のインクを常にプリントす
る。この構成により、異なるグループのペンのノズルが
隣接するノズルアレイを形成することが可能であるとい
う要件は存在せず、このため、そのオフセットを１グル
ープ中のペンの間のオフセットよりも大きくすることが
可能となる。この間隔要件の緩和により、幾つかのペン
をＹ軸方向で互いに一直線に配置したマトリクス状にペ
ンを配列することが可能となる。このため、図２に示す
実施形態では12個のペンは同一の幅「Ｗ」内に適合する
ものとなるが、該幅は６ペン式キャリッジの場合には異
なる値が必要となる。

【００４０】本発明の好ましい実施形態についての上記
説明は、本発明の例証及び説明を目的として提示したも
のである。本発明を網羅すること又は本開示の厳密な形
態若しくは代表的な実施形態に本発明を制限することは
意図していない。明らかに、多くの修正及び変形が当業
者とって自明である。同様に、上述のあらゆるプロセス
ステップは、それと同一の結果を達成すべく他のステッ
プと交換することが可能である。かかる実施形態は、本
発明の原理及びそのベストモードの実際の用途を最もよ
く説明するために選択し説明したものであり、これによ
り、当業者は、各種の実施形態について、及び意図する
特定の用途又は実施に適した各種の変形態様により、本
発明を理解することが可能である。本発明の範囲は、特
許請求の範囲及びその等価物により定義されるものとす
る。単数形で記載された要素は、特に明記した場合を除
き「唯一」を意味するものではなく、「１つ又は２つ以
上」を意味するものである。更に、本開示における要
素、構成部分、及び方法ステップは、該要素、構成部
分、又は方法ステップが特許請求の範囲において明示的
に記載されているか否かにかかわらず、一般に提示する
よう意図したものではない。本明細書における請求項
は、「〜する手段」なる語句を用いて要素が明示されて
いない限り、米国特許法第112条第6章に従って構築され
たものではない。

【００４１】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．電力及び制御信号をインクジェット印字手段へ提供
する制御手段(102)を有するインクジェット式ハードコ
ピー装置のためのインクジェットペン走査キャリッジ型
プリント装置であって、前記ハードコピー装置が走査軸
と該走査軸と直交するプリント媒体搬送軸とにより画定
されるものであり、該プリント装置が、走査キャリッジ
(201)と、該走査キャリッジ(201)に取り付けられ、隣接
して配置されたプリント媒体上にインク滴を射出する、
複製された少なくとも２組のペン手段(415X1,415X2等)
とを備え、該ペン手段の各々が所定の高さ「ｈ」(図３
参照)を有するプリントヘッドインク滴射出ノズルアレ
イを有し、前記少なくとも２組のペン手段の各組が少な
くとも三色のインクを有し、その各組をなす複製された
ペン手段がカラーサブセット(415y1+415y2,415c1+415c
2,415m1+415m2等)を形成し、該サブセットの各々の前記
ペン手段が、前記走査軸方向で線形的にオフセットされ
ると共に、ほぼノズルアレイの所定の高さだけ前記プリ
ント媒体搬送軸方向でオフセットされ、前記ペン手段の
各々が、電力及び制御信号の供給用の電気的相互接続手
段を有し、該電気的相互接続手段の全てが、共通の整列
された配向及び位置で前記制御手段(102)へと接続され
ることを特徴とする、インクジェットペン走査キャリッ
ジ型プリント装置。 ２．前記ペン手段の各々が、軸外リザーバから該ペン手
段へとインクを供給するための流体的相互接続手段(401
_XN)を備えており、該流体的相互接続手段の全てが、前
記キャリッジの共通の整列された配向及び位置でそれぞ
れの前記軸外リザーバへと接続されることを特徴とす
る、前項１に記載の装置。 ３．前記流体的相互接続手段(401_XN)の全てが、軸外イ
ンクリザーバ(117_X)から前記流体的相互接続手段への複
数のインク供給管(119)を１つに束ねるよう前記キャリ
ッジ(201)の周辺に向かって配向されることを特徴とす
る、前項２に記載の装置。 ４．前記軸外インクリザーバ(117_X)から前記流体的相互
接続手段(401_XN)への複数のインク供給管(119)を１つに
束ねるよう前記キャリッジ(201)の共通のプリント媒体
搬送軸方向の周辺側(403又は405)に向かって配向された
個々の前記流体的相互接続手段(401_XN)を有する前記キ
ャリッジに全てのペン手段(215,415)が取り付けられる
ことを特徴とする、前項２又は前項３に記載の装置。 ５．前記制御手段(102)から前記電気的相互接続手段(40
7_XN)への電気的接続手段を１つに束ねるよう前記キャリ
ッジ(201)の周辺に向かって全ての前記電気的相互接続
手段(407_XN)が配向されることを特徴とする、前項１な
いし前項４の何れか一項に記載の装置。 ６．前記制御手段(102)から前記電気的相互接続手段(40
7_XN)への電気的接続手段を１つに束ねるよう前記キャリ
ッジ(201)の共通のプリント媒体搬送軸方向の周辺側(40
3又は405)に向かって配向された個々の前記電気的相互
接続手段(407_XN)を有する前記キャリッジ(201)に全ての
ペン手段(215/415)が取り付けられることを特徴とす
る、前項１ないし前項４の何れか一項に記載の装置。 ７．前記ペン手段のグループ間の対称平面が該平面の両
側に前記流体的相互接続手段(401)又は電気的相互接続
手段(407)を含むように前記ペン手段(215/415)が前記キ
ャリッジ(201)に取り付けられて、前記キャリッジ(201)
における前記グループの配置での前記ペン手段のグルー
プ間のギャップ(Ｇ)を最小にすることが可能となり、前
記ペン手段のグループの各々が、該グループ間で同様の
異なるカラーインクを前記ペン手段に有することを特徴
とする、前項２に記載の装置。 ８．前記最小にされたギャップの大きさが、スループッ
トを改善し、及び前記走査軸方向及びプリント媒体搬送
軸方向におけるキャリッジサイズを最小にするものであ
ることを特徴とする、前項７に記載の装置。 ９．前記ペン手段(215/415)が、その一方の側に前記電
気的相互接続手段(407)を有すると共にその他方の側に
前記流体的相互接続手段(401)を有し、該流体的相互接
続手段により消費されるスペースが前記電気的相互接続
手段により消費されるスペースよりも比較的大きく、前
記流体的相互接続手段の全てが前記キャリッジ(201)の
周辺に配設され、前記電気的相互接続手段の全てが前記
ペンのグループ間の平面上に配設されることを特徴とす
る、前項７又は前項８に記載の装置。 10．プリント媒体を横切ってインクジェット印字手段(2
15)を走査させるキャリッジ手段(201)を設け、前記複数
の印字手段(215)がマトリクス状のアレイをなすよう前
記キャリッジ手段(201)を取り付け、前記アレイが複数
グループの前記印字手段を有し、その各グループが１色
につき複数の前記印字手段を有し、該各グループが走査
軸方向及びプリント媒体進行軸方向でオフセットされた
複数組のペンを有し、その各組が前記グループの各色の
ペンを有し、前記アレイが前記プリント媒体進行軸方向
でオフセットされた複数グループの前記印字手段の各々
を有し、前記キャリッジ手段を前記プリント媒体を横切
って走査させ、該走査時に、前記マトリクス状アレイの
冗長カラーインクペンから複数のプリントスワスを同時
に生成して、各カラーインク毎のスワス高さ性能が、前
記冗長カラーインクの単一のペンについてのペンスワス
高さ性能の各々を合計したものに等しくなるようにす
る、という各ステップを有することを特徴とする、イン
クジェットプリントの表現方法。 11．前記インクジェット印字手段を冗長カラーグループ
内に取り付けるステップを更に含み、該グループ間のギ
ャップが機械設計上の公差の範囲内で本質的にゼロであ
ることを特徴とする、前項10に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術によるコンピュータ周辺機器としての
カラーインクジェットプリンタを示す斜視図である。

【図２】本発明の概要を示す説明図である。

【図３】図２に示す本発明に従い有用となる従来技術に
よる代表的なインクジェットペンを示す斜視図である。

【図４Ａ】図２に示す本発明の代替的な実施形態の概要
を示す説明図である。

【図４Ｂ】図２に示す本発明の代替的な実施形態の概要
を示す説明図である。

【図４Ｃ】図２に示す本発明の代替的な実施形態の概要
を示す説明図である。

【図４Ｄ】図２に示す本発明の代替的な実施形態の概要
を示す説明図である。

【符号の説明】

102 制御手段 117 インクリザーバ 119 インク送り管 201 走査キャリッジ 215 インクジェット印字手段 401_XN 流体的相互接続手段 407 電気的相互接続手段 415 ペン手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力及び制御信号をインクジェット印字手
   段へ提供する制御手段(102)を有するインクジェット式
   ハードコピー装置のためのインクジェットペン走査キャ
   リッジ型プリント装置であって、前記ハードコピー装置
   が走査軸と該走査軸と直交するプリント媒体搬送軸とに
   より画定されるものであり、該プリント装置が、 走査キャリッジ(201)と、 該走査キャリッジ(201)に取り付けられ、隣接して配置
   されたプリント媒体上にインク滴を射出する、複製され
   た少なくとも２組のペン手段(415X1,415X2等)とを備
   え、 該ペン手段の各々が所定の高さ「ｈ」(図３参照)を有す
   るプリントヘッドインク滴射出ノズルアレイを有し、 前記少なくとも２組のペン手段の各組が少なくとも三色
   のインクを有し、その各組をなす複製されたペン手段が
   カラーサブセット(415y1+415y2,415c1+415c2,415m1+415
   m2等)を形成し、 該サブセットの各々の前記ペン手段が、前記走査軸方向
   で線形的にオフセットされると共に、ほぼノズルアレイ
   の所定の高さだけ前記プリント媒体搬送軸方向でオフセ
   ットされ、前記ペン手段の各々が、電力及び制御信号の
   供給用の電気的相互接続手段を有し、該電気的相互接続
   手段の全てが、共通の整列された配向及び位置で前記制
   御手段(102)へと接続されることを特徴とする、インク
   ジェットペン走査キャリッジ型プリント装置。