JP2014511761A - 印刷方法 - Google Patents

Abstract

液体の滴（２６）を基板（１２）の上に堆積させることによって印刷するプリンタ及び方法であって、線が印刷方向（Ｂ）において印刷され、線を形成する滴はウェットオンウェットで連続的に印刷され、線の少なくとも中央部において、滴（２６）は規則的な滴パターンに従って印刷され、線の少なくとも１つの端部において、線の少なくとも最外側の滴（２６）は、規則的な滴パターンから偏位して印刷され、それによって、印刷されるべき画像からの偏位を引き起こすインク流動挙動を補償するためにウェットオンウェットで連続的に印刷される線を適合させる。

Description

本発明は液滴（液体の滴）を基板の上に堆積させることによる印刷の方法に関する。具体的には、本発明は印刷方向において線（ライン）を印刷することを含むような方法に関する。

インクジェット印刷の分野では、特定の用途のために、特に高い印刷品質が要求されることが知られている。これらの用途の中には、エッチ又はめっきレジストの印刷、絶縁性、半導性、又は伝導性インクの印刷、溶融物からの金属の印刷、ソルダーレジスト、及び他の用途がある。

本発明の目的は、液滴を基板の上に堆積させることによって印刷する方法を提供し、印刷品質の向上を伴って細い線を印刷することを可能にすることである。

本発明によれば、この目的は、液体の滴を基板の上に堆積させることによって印刷するプリンタ及び方法であって、線を印刷することを含み、線を形成する滴がウェットオンウェットで連続的に印刷され、線の少なくとも中央部において、滴は規則的な滴パターンに従って印刷され、線の少なくとも１つの端部において、線の少なくとも最外側の滴は規則的な滴パターンから偏位（逸脱）して印刷され、それによって、連続的にウェットオンウェットに印刷される線を適合させるプリンタ及び方法によって達成される。線を伸長させ（長くさせ）或いは短縮させ（短くさせ）得る、即ち、線を通じて規則的な滴パターンを使用して得られるものと比べて、線を伸長させ或いは短縮させ得る。

偏位(deviation)の補償のために線の短縮が必要とされるか或いは伸長が必要とされるかは数多くのパラメータに依存する。可能性な関連するパラメータの例は、例えば、粘度、ゲル化特性のような、使用されるインクの特性、基板の特性、特に、例えば、多孔性のような、インクと相互作用することによって基板上のインクの流動挙動に影響を及ぼす基板の特性、及び、例えば、滴位置のような、印刷プロセスの特性を含む。ここに開示するように、所定の特性（インク、基板、印刷プロセスを含むが、それらに限定されない）のあらゆる組み合わせに関して、印刷される線の適合のために、規則的な滴パターンからの特定の偏位を決定し得る。

線を形成する滴は、連続的にウェットオンウェットに印刷される。即ち、隣接する滴は湿潤状態において互いに接続し合う。換言すれば、少なくとも直ぐ隣接する１つ又はそれよりも多くの従前に印刷された印刷済みの滴が依然として湿潤状態にある間に、線の各滴が堆積させられ、隣接する滴の間には重なり合い（オーバーラップ）がある。その隣接する滴が印刷される間に各滴が依然として液体状態にあるならば、印刷済みの滴は暫くした後に凝固し或いは乾燥し得る。規則的な滴パターンに従ってウェットオンウェットで連続的に印刷される線において、普段は実質的に均一な線プロファイルは、線の中央部をもたらす。しかしながら、印刷後の線は、線の印刷が開始し或いは終了する線の端部で、印刷されるべき画像によって要求されるよりも短く或いは長くあり得ることが分かった。更に、線の端部において、平均線厚からの線厚の偏位が起こり得る。そのような効果は印刷後の液滴の湿潤状態におけるコヒーレント力に起因すると予想される。

線の中央部において、滴は規則的な滴パターンに従って印刷される。例えば、滴は規則的な滴パターンに従った位置に印刷される。例えば、滴の容積(volume)及び基板上の滴の広がりに依存して、所要の滴距離を備える滴パターンを選択することによって、平均線幅をもたらし得る。

規則的な滴パターンから偏位する線の少なくとも最外側の滴を印刷し、それによって、連続的にウェットオンウェットに印刷される線を適合させる（可能であれば僅かに長くさせ或いは短くさせることを含む）ことによって、規則的な印刷パターンのみを使用することによって印刷される線の不完全性を補償することによって、所望の線からの印刷後の線の偏位を防止し得る。よって、接続させられる湿潤な滴内のコヒーレント力に起因する印刷後の線の偏位を相殺し得る。よって、実際に印刷される画像は、印刷されるべき画像により緊密に類似し得る。これは線を含む正確なパターンを印刷するために特に重要である。

例えば、線を形成する滴は互いに一致する位置に印刷される。よって、極めて細い線が印刷される。細い線を印刷するとき、精度要求はより高い。その上、液滴内のコヒーレント力の効果は、細い線内でより強くあり得る。よって、これらの効果の補償は特に有利である。例えば、線は長方形の線である。

更に、本発明は前記方法に適合させられるプリンタに関する。

１つの実施例において、印刷方向は、主走査方向において基板の上を移動させられ且つ主走査方向に対して概ね垂直な副走査方向に延びるノズルの配列を含む印刷ヘッドの主走査方向であり得る。主走査方向における１つ又はそれよりも多くの経路の印刷の後、基板は副走査方向において印刷ヘッドに対して移動させられる。他の実施態様において、ノズルの線又は配列は基板の幅に亘って延び得る。基板は主走査方向においてのみノズルに対して移動させられ、印刷方向は基板に対するノズルの移動の方向として定められる。

本発明の更なる好適実施態様を従属項に示す。

例えば、少なくとも線の１つの端部において、滴は補償パターンに従って印刷され、補償パターンは、滴位置、滴容積、長さ当たりの滴数のうちの少なくとも１つに関して、規則的な滴パターンから偏位している。例えば、滴位置を変更することによって、或いは、滴を線の更に端に配置することによって、線を適合させ得る。例えば、線の端で最外側の滴の容積を増大させることによって、線を長くさせ得る。例えば、滴密度又は線の長さ当たりの滴数を増大させることによって、線の端部において液体の利用可能な量を増大させ、線の伸長をもたらし得る。例えば、補償パターンは、規則的な滴パターンの滴位置から偏位する滴位置を含む。具体的には、例えば、滴位置は、線方向において、即ち、印刷方向において偏位する。例えば、補償パターンは、規則的な滴パターンの滴容積から偏位する滴容積を含む。

具体的には、線の両端部の印刷において上述のような補償パターンを使用し得る。よって、本方法は、線の連続的なウェットオンウェット印刷の開始及び終了のときに、印刷される湿潤な滴の流動挙動に起因する線変形効果を補償することを可能にする。規則的な滴パターンから変位する線の最外側の滴を印刷し、それによって、連続的にウェットオンウェットに印刷される線を僅かに伸長させることは、補償パターンに従って線の端部において滴を印刷する１つの例である。補償パターンは、最外側の滴よりも多くに関する規則的な滴からの偏位を含み得る。例えば、線の端部及び対応する補償パターンは、線の最初の数十の滴を含み得る。

１つの実施態様において、本方法は、少なくとも１つの試験線を先ず印刷し、印刷後の試験線のプロファイルを検出することを含み、補償パターンは、検出されるプロファイルに基づき決定される。例えば、以下に更に記載する検出されるプロファイルに基づき補償パターンを計算し得る。試験線を印刷し、試験済みの試験線のプロファイルを検出することは、補償パターンを基板及び印刷液、例えば、インクの実際の状態に適合させることを可能にする。その上、本方法は、試験線の少なくとも１つの端部における試験線の少なくとも最外側の滴を印刷するための補償パターンを使用して少なくとも１つの更なる試験線を印刷するステップ、及び、印刷された少なくとも１つの更なる試験線のプロファイルを検出するステップ、並びに、新規に検出されるプロファイルに基づき新規な補償パターンを決定するステップを含み得る。これらのステップを反復的に遂行し得る。よって、補償パターンを反復的に精錬し得る。前記プロファイルを検出するために、例えば、カメラ又はＣＣＤ配列を使用し得る。

本発明の更なる特徴によれば、印刷方向において線を印刷することを含む、液滴を基板の上に堆積させることによって印刷する方法が提供され、当該方法は、線の第１の線セグメントを印刷すること、及び、線の第２の線セグメントを印刷することを含み、
第１の線セグメントは、液滴を基板の上に噴出するための第１のノズルを使用して印刷され、
第２の線セグメントは、液滴を基板の上に噴出するための第２のノズルを使用して印刷され、
第１の線セグメントの少なくとも中央部において、滴は規則的な滴パターンに従って印刷され、
第１の線セグメントの少なくとも１つの端部において、第１の線セグメントの少なくとも最外側の滴は、規則的な滴パターンから偏位して印刷され、それによって、連続的にウェットオンウェットに印刷される第１の線セグメントを伸長させ、
第２の線セグメントを形成する滴は、連続的にウェットオンウェットに印刷され、
第２の線セグメントの端部は、第１の線セグメントの少なくとも１つの端部の１つの最外側の滴と少なくとも部分的に重なり合う。

各線セグメントは、それ自体が線である。よって、「線の第１の線セグメント」及び「線の第２の線セグメント」という用語を使用する代わりに、「第１の線」を印刷すること及び「第２の線」を印刷することとしても本発明を記載し得る。第１及び第２の線は、一体的により長い（直線的な）線を形成する。以下、両方の用語を置換可能に使用する。

第２の線の少なくとも中央部において、滴は規則的な滴パターンに従って印刷され、第２の線の少なくとも端部において、第２の線の少なくとも最外側の滴は、規則的な滴パターンから偏位して印刷され、それによって、連続的にウェットオンウェットに印刷される第２の線を伸長させるのが好ましい。よって、第１の線（又は第１の線セグメント）と第２の線（又は第２の線セグメント）との間の移行時の線プロファイルの混乱を最小限化し或いは回避し得る。例えば、第１の線が先ず印刷され、第２の線の開始時に第１の線の滴が既に凝固されているとき、第１の線は第２の線の第１の滴の印刷時に湿潤状態にない。よって、結果として得られるより長い線の不連続性を回避し或いは最小限化し得る。第１のノズルの誤作動が予測されるとき、これは第１のノズルと置換するために第２のノズルが使用される場合に特に有利である。

本発明の更なる特徴によれば、印刷方向において線を印刷することを含む、液滴を基板の上に堆積させることによって印刷する方法が提供され、線の第１の線セグメントは、基板の上に液滴を噴出するための第１のノズルを使用して印刷され、当該方法は、
− 第１のノズルの滴形成の状態を示す信号を測定すること、及び、
− 前記信号に基づき、第１のノズルを使用して現在印刷されている線セグメントの印刷を中断するか否かを決定し且つ液滴を基板の上に噴出するための第２のノズルを使用して線の第２の線セグメントを印刷するか否かを決定することを更に含み、
第１の線セグメントを形成する滴は、連続的にウェットオンウェットに印刷され、
第１の線セグメントの少なくとも中央部において、滴は規則的な滴パターンに従って印刷され、
第１の線セグメントの少なくとも１つの端部において、第１の線セグメントの少なくとも最外側の滴が規則的な滴パターンから偏位して印刷され、それによって、連続的にウェットオンウェットに印刷される第１の線セグメントを伸長させ、
第２の線セグメントの端部は、第１の線セグメントの少なくとも１つの端部の１つの最外側の滴と少なくとも部分的に重なり合う。

換言すれば、第１の線が印刷され、その線を印刷するのを中断することが決定されるとき、その線の端部は既述のように印刷され、第２の線が印刷され、第２の線の端部は、第１の中断された線の前記端部の最外側の滴と少なくとも部分的に重なり合う。よって、第２の線は中断された線の残部と置換する。

よって、その信号に従って、第１のノズルの誤作動が予期されるならば、その線の残部を印刷するために、第１のノズルを第２のノズルと置換し得る。少なくとも第１の線セグメントは僅かに伸長させられるので、第１の線セグメントから第２の線セグメントへの移行時の線プロファイルの混乱を最小限化させ或いは回避し得る。

第１の線セグメントの両端部で、線セグメントの少なくともそれぞれの最外側の滴が規則的な滴パターンから偏位して印刷され、それによって、連続的にウェットオンウェットに印刷される線セグメントを伸長させるのが好ましい。

第２の線セグメントの中央部において、滴が規則的な滴パターンに従って印刷され、第２の線セグメントの少なくとも１つの端部において、第２の線セグメントの少なくとも最外側の滴が規則的な滴パターンから偏位して印刷され、それによって、連続的にウェットオンウェットに印刷される第２の線セグメントを伸長させるのが好ましい。第２の線セグメントの両端部において、第２の線セグメントの少なくともそれぞれの最外側の滴が規則的な滴パターンから偏位して印刷され、それによって、連続的にウェットオンウェットに印刷される第２の線セグメントを伸長させるのがより好ましい。

次に、図面と共に本発明の好適実施態様を説明する。

本発明を適用可能なインクジェットプリンタを示す概略図である。 液滴位置及び結果としての線プロファイルを示す概略図である。 液滴位置及び結果としての線プロファイルを示す概略図である。 液滴位置及び結果としての線プロファイルを示す概略図である。 インクジェット印刷ヘッドを部分的に概略的に示す断面図である。 ２つの線セグメントを有する線の印刷を示す概略図である。

図１は、ローラ１０を含むインクジェットプリンタを示す概略図である。ローラは、記録基板１２、例えば、紙を、副走査方向（矢印Ａ）において印刷ヘッドユニット１４を越えて輸送する働きをする。印刷ヘッドユニット１４は、キャリッジ１６の上に取り付けられ、キャリッジ１６は、ガイドレール１８の上を案内され、記録基板１２に対して主走査方向（矢印Ｂ）において往復移動可能である。主走査方向は、印刷方向、例えば、実際の印刷中の印刷ヘッドユニットと基板１２との間の相対的な移動の方向である。

図示の実施例では、印刷ヘッドユニット１４の４つの印刷ヘッド２０が例示されている。実際には、印刷ヘッドユニット１４は、任意の数の印刷ヘッド２０を含み得る。１つの実施態様において、印刷ヘッドユニット１４は、８個の印刷ヘッド２０、シアン、マジェンタ、イエロー、及びブラックの基本色の各々のために２つの印刷ヘッドを含む。

各印刷ヘッド２０は、印刷方向に対して横方向に延びる直線配列のノズル２２を有する。記録基板１２の上にインク滴を噴射し、それによって基板の上に画素を印刷するために、印刷ヘッド２０のノズル２２を個別に励磁し得る。キャリッジ１６が基板１２の幅に亘って方向Ｂにおいて移動されるとき、画像の帯を印刷し得る。帯の画素線の数は、各印刷ヘッドのノズル２２の数に対応する。キャリッジ１６が１つの経路を完了すると、次の帯を印刷し得るよう、基板１２は帯の幅だけ前進させられる。

印刷ヘッド２０は、処理ユニット２４を含む制御システムによって制御され、処理ユニット２４は、以下に詳細に記載する方法において印刷データを処理する。議論は１つの色における印刷に焦点を向けられるが、１つの色よりも多くの色における印刷にも均しく有効である。

その実施例では、各基本色のために２つの印刷ヘッド２０が設けられている。よって、各色のために第１の印刷ヘッド２０及び第２の印刷ヘッド２０が設けられ、印刷ヘッドユニット１４の上で互いに隣り合って配置されている。第１及び第２の印刷ヘッド２０の対応するノズル２２が印刷方向Ｂにおいて整列させられる。よって、余剰性があるが、第１の印刷ヘッド２０の故障した第１のノズル２２を、印刷方向Ｂに対して横方向の同じ位置にある同じ色の第２の印刷ヘッド２０の第２のノズル２２と置換し得る。

図２Ａ−２Ｃを参照して、印刷方法の第１の実施例を以下に説明する。本発明に従った適合が適用されないならば印刷線の短縮が起こる実施態様の詳細な記載を以下に提供することを付記する。しかしながら、当業者が直ちに認識するように、適合が適用されないならば伸長させられる線を適切に適合させるためにも、既述の方法を均しく適用し得る。

図２Ａは、印刷方向Ｂにおける均等な位置に印刷された一連の滴２６の位置及び大凡の大きさを概略的に示している。全ての滴２６は第１のノズル２２によって印刷される。滴２６は基板１２の上に液状に堆積されるので、インクが依然として湿った状態にある間に、インクは基板１２の上で広がり得る。インクが湿ったままの状態にある間の時間期間中に隣接する滴２６が印刷されるとき並びに隣接する滴２６が重なり合うとき、隣接する滴２６は湿った状態において互いに接続し合う。よって、線が連続的にウェットオンウェットに印刷される。

図２Ｂは、線の１つの端部における線プロファイルを例示している。図示の実施例には、線の２つの端部分の一方のみが示されており、線の中央部分は部分的に示されている。既述の実施例では、線の印刷は線の例示されている端部で開始する。線の端部において並びに中央部分において、滴は図２Ａに示すような規則的な滴パターンに従って印刷される。即ち、滴は均等な位置に印刷され、均一な滴の容積(volume)を有する。滴位置を小さな円によって示している。滴は印刷方向Ｂにおいて整列させられる。

線の印刷は滴位置２８で開始し、線の端部の最外側滴２６が滴位置２８で印刷される。図２Ｂにおいて、この滴位置２８は最頂部の滴位置である。図２Ａ−２Ｃに概略的に示すように、線プロファイルは理想的なプロファイルから偏位（逸脱）しており、それは滴２６の湿潤状態におけるコヒーレント力に起因する。コヒーレント力の故に、インク流動挙動は、連続的にウェットオンウェットに印刷される線の端部で起こる。具体的には、滴位置２８にある最外側滴のインクは隣接する滴２６に向かって引き寄せられるので、結果として得られる線は僅かに短縮させられる（短くさせられる）。従って、最外側滴は、反対方向において広がるよりも、線の隣接する滴に更に向かって広がる。

図２Ａ−２Ｃは、線が開始する線の端部におけるインク流動挙動を記述しているが、類似のインク流動効果が、線の最後の滴が印刷される線の他端部において起こる。この「開始」及び「終了」流動挙動が起こる程度は、粘度及び凝固時間のような、インクの種類に依存して、ゲル化及び固化時間のような、インクのレオロジー挙動に依存して起こり、その効果は、低い粘性、低いゲル化、及び遅い固化時間を有するインクで、特に大きい。図２Ｂは、線端部で太くなり、線の中央部により近接して狭くなることを示す、典型的な線プロファイルを例示している。

これらの効果を相殺するために、既述の方法では、線の端部の滴２６は、規則的な滴パターンから偏位する補償パターンに従って印刷される。図２Ｃには、補償パターンに従った滴が示されており、線の端部の結果として得られる線プロファイルが例示されている。図示の実施例において、補償パターンは、滴位置に関して規則的な滴パターンから偏位している。滴容積は規則的な滴パターンの均一な滴容積に対応し、線の長さ当たりの滴数も規則的な滴パターンの長さ当たりの均一な滴数に対応する。しかしながら、滴位置は規則的な滴パターンの滴位置と異なるので、補償パターンは線方向における印刷密度分布（即ち、線の単位長さ当たりの滴の数）に関する規則的な滴パターンから偏位する。例えば、線の端部の最外側半分で、平均滴距離は線の中央部における均一な滴距離よりも大きい。そして、その端部の他の部分において、平均滴距離は規則的な滴パターンの規則的な滴距離よりも小さい。

図示の実施例において、線の最外側滴は滴位置２８よりも線の端部に更に向かった滴位置２８’に印刷されている。それによって、線は僅かに伸長させられる（長くさせられる）。よって、図２Ｂに示すような線の短縮の効果は補償される。更に、第１の４つの印刷される滴のより大きい滴距離の故に、厚くなる効果は相殺され、隣の滴のより低い平均距離の故に、狭くなる効果は相殺される。結果的に、より均一な線プロファイルが達成される。

試行錯誤、一般的なインク流動挙動を知ること、及び印刷速度を考慮に入れることによって、適切な補償パターンを決定し得るが、印刷される試験線から補償パターンを決定する実施例を以下に記載する。

その実施例では、較正手続きの間に、試験線が印刷され、印刷後の試験線のプロファイルが図１に概略的に例示するＣＣＤカメラのような視察システム３０を使用して検出される。カメラは所要の精度で線プロファイルを検出し得る高解像度カメラである。補償パターンは以下に記載するような被検出プロファイルに基づき決定される。

以下のステップを用いて補償スキームが定められる。

ステップ1：試験線を印刷する

ステップ１において、それぞれの規則的な滴パターンを使用して、幾つかの線の滴を備える試験パターンを印刷する。各線又は滴パターン内で、滴距離ｄを固定する。様々の試験線は様々の滴距離ｄを有し得る。典型的には、最大距離ｄは、基板上の滴直径の半分である。よって、滴は連続的にウェットオンウェットに印刷される。

図２の左部分は、一定の滴距離ｄを有する１つの試験線に対応する。図２の左部分に例示する規則的な滴パターンは、滴直径の半分の最大滴距離よりも僅かに小さい距離ｄに対応する。

例えば、以下のパラメータに従って５つの試験線を印刷し得る。
滴容積Ｖ_ｄｒｏｐ＝３０ｐｌ
画素サイズ、即ち、滴位置の解像度、ｐ＝５μｍ
線１：ｄ＝３５μｍ（ビットマップ１００００００１００００００１等）
線２：ｄ＝３０μｍ
線３：ｄ＝２５μｍ
線４：ｄ＝２０μｍ
線５：ｄ＝１５μｍ（ビットマップ１００１００１００１００１等）

ステップ２：試験線の線幅を決定する

ステップ２において、各試験線のために、線幅が平衡(equilibrium)に達する線の両端部からある位置距離で線幅を測定する。その線幅はインク流動挙動に起因する端部効果が起こらない線の中央部において測定される。図２の中央部の実施例では、線の中央部の始点を矢印Ｅによって示す。即ち、線の中央部は、ほぼ９番目の滴で開始する。

滴距離ｄの関数としての平衡Ｗ_ｅｑ．でのこの線幅の適合アルゴリズムを遂行する。例えば、適合は等式Ｗ_ｅｑ．＝定数×（１／ｄ）^１／２に基づく。

例えば、線幅は、
線１：Ｗ_ｅｑ．＝６８μｍ
線２：Ｗ_ｅｑ．＝７４μｍ
線３：Ｗ_ｅｑ．＝８１μｍ
線４：Ｗ_ｅｑ．＝９１μｍ
線５：Ｗ_ｅｑ．＝１０５μｍ
であり得る。そして、適合アルゴリズムは、定数＝４０５をもたらし得る。

ステップ３：線プロファイルを検出する

このステップでは、試験線の端部の線プロファイルが検出され、その端部では、インク流動挙動に起因する端部効果が起こり得る。線プロファイルは、位置ｉ＝１からｉ＝ｎまでの位置で、インク流動挙動の補償が要求される選択的な範囲のための一連の局所的な線幅Ｗ_ｉとして測定される。

これは印刷される各試験線のために反復される。試験線の１つの例示的な線のために、以下の線プロファイルを測定し得る。

ステップ４：一連の位置のために累積インク容積を計算する

このステップでは、それぞれの線の端部で開始して、位置ｉの関数としての累積インク容積を計算する。

平衡で、位置ｉがｄ／ｐだけ増分される毎に、累積線容積は滴容積と共に増大することが想定される。

平衡に達する前に、即ち、線の端部において、インク流動挙動の故にこの直線性は取らない。線内の累積インク容積を以下のように定めるためにステップ３の測定されるステップ３の幅を使用し得る。

ステップ３の実施例における測定される線幅に関して、これは以下をもたらす。

ステップ５：計算された滴位置を決定する

このステップでは、滴位置は測定される線プロファイルに基づき計算される。見掛けの滴位置が計算され、インク流動効果が起こらないならば、それは実際に測定される線プロファイルを近似的にもたらす。

よって、インク流動挙動に起因するインク容積交換は、印刷後の滴の実際の位置とステップ１乃至４に基づき計算される見掛けの滴容積と比較することによって決定される。

例えば、第１の滴のための計算される位置は、ｉ＝５と対応する。何故ならば、Ｖ_５は、滴容積（１５ｐｌ）の半分に最も近いからである。第２の滴のために計算される位置は、ｉ＝８と対応する。何故ならば、Ｖ_８は、滴容積（４５ｐｌ）の１．５倍に最も近いからである。第３の位置のための計算される位置は、ｉ＝１１と対応する。何故ならば、Ｖ_１１は、滴容積（７５ｐｌ）の２．５倍に最も近いからである等。

実際の滴位置ｉ_{ａｃｔｕａｌ}及び計算された滴位置ｉ_{ｃａｌｃ．}は以下の通りである。

ステップ６：計算された滴位置に基づき補償パターンを計算する

このステップでは、所要の線プロファイルに達する補償後の滴位置は、等式

に従って計算される。

よって、

補償パターンは、１００００１００００１００１０００１００００１０００１０００１０００１０００１０による当初のビットマップ００１０００１０００１０００１０００１０００１０００１０００１０００１０００１０の置換をもたらす。

丸め誤差及び実施例の方法が第１のオーダの補償であるという事実は、不完全な補償スキームを招き得る。より小さいステップのｉを使用することによって、或いは、第１の計算された補償スキームに基づき第２の試験印刷を行うことによって、補償パターンを改良し得る。ステップ１乃至６が反復されるとき、結果として得られる第２の補償パターンは、第１の補償パターンの改良であり得る。この反復的なアプローチを多数回に亘って反復し得る。

上述のような視察システムを有するプリンタによって上述の手順を遂行し得る。しかしながら、補償パターンを、例えば、工場較正手続き中に、事前に又はオフラインで決定し得るし、決定される補償パターンをプリンタの処理装置２４内で実施し得る。

印刷ノズル２２の誤作動を予測可能であり且つ誤作動すると予測される印刷ノズル２２の役割を置換ノズルが引き継ぎ得るプリンタに、既述の印刷方法を有利に適用し得る。ある実施例を図３及び図４を参照して以下に記載する。

図３には、圧力生成チャンバ３２を有する印刷ヘッド２０の一部が示されており、圧力生成チャンバ３２は、フィードスルー３４を介して印刷ヘッドノズル２２に接続されている。インクが入口３６を通じて圧力生成チャンバ３２に供給され、入口３６は、例えば、幾つかの圧力生成チャンバ３２の共通のインク供給通路に接続される。圧力生成チャンバ３２は、使用状態において、インクで充填される。圧力生成チャンバ３２の壁の実質的な部分が、ピエゾアクチュエータ４０の可撓な壁又は膜３８によって形成される。

ノズル２２から滴を噴射するために、アクチュエータ４０が変形されるよう、アクチュエータ４０が電気的に励磁される。この変形の結果として、圧力波が圧力生成チャンバ３２内に形成され、圧力波を用いてインクの滴がノズル２２から噴射され、アクチュエータ４０が変形され、その変形の結果として、アクチュエータ４０は電気信号を生成し、その電子信号が分析される。その信号はノズル２２の滴形成の状態を示し、ノズル２２の誤噴射又は他の誤作動を予測することを可能にし得る。

前記信号を分析する方法は、欧州特許出願ＥＰ１０１３４５３Ａ２又は欧州特許出願ＥＰ１５８４４７３Ａ１から知られている。これらの出願から、信号の分析は前記アクチュエータに対応する圧力生成チャンバ３２の状態に関する情報が得られることを可能にすることが知られている。よって、チャンバ内に気泡又は他の不規則性があるか否か、ノズルは清浄か否か、チャンバ内に何らかの機械的欠陥があるか否か等を、この信号から抽出することが可能である。このようにして、そのような否定的な効果を取り除くために十分な行動を取り得るよう、印刷品質に対して否定的な効果を有し得る不規則性を直ちに極めて正確に追跡し得る。

測定される信号に依存して、処理装置２４は第１の印刷ヘッド２０の第１のノズル２２を第２の印刷ヘッド２０の第２のノズル２２と置換するか否かを決定し得る。よって、故障しているノズルが印刷画像中に許容し得ない不規則性を引き起こす前に、故障しているノズルの印刷プロセスを十分に機能しているノズルで引き継ぎ得る。具体的には、例えば、線が第１のノズルによって印刷されている間に、第２のノズルは第１のノズルの役割を引き継ぎ得る。図４に関して、ある実施例を記載する。

図４は、印刷方向Ｂにおいて線を印刷する実施例を例示している。第１の滴２６を基板１２の上に噴出するために、その線は第１のノズル２２を使用して印刷される。図４の上方部分には、規則的な滴パターンが例示されている。滴の位置は小さな円によって示され、基板１２の上に広がった滴の大凡の大きさはより大きな円によって示されている。上述のように、滴２６は連続的にウェットオンウェットに印刷され、線の近接する第１の滴２６は湿潤状態において互いに接続される。

線の印刷中、上述のように、第１のノズル２２の滴形成の状態を示す信号が測定される。例えば、信号は滴２６の各噴射後に測定される。その信号に基づき、第１のノズル２２を使用して印刷を続けるか否か或いは第１のノズル２２を用いた印刷を中断するか否かを、処理装置２４が決定する。例えば、その信号は第１のノズル２２の誤作動が予期されることを示し得る。例えば、処理装置２４がその信号を処理し、その信号に基づき、第１のノズル２２の誤作動が予期されることを予測し得る。例えば、処理装置２４は、数百のアクチュエータにおいて第１のノズル２２がおそらく故障することを予測し得る。この場合、第１のノズル２２は同様に線の印刷を継続すべきではない。何故ならば、その場合、それは直ぐに故障し、印刷画像からの印刷線プロファイルの許容し得ない偏位(deviation)を引き起こすからである。

その信号に基づき、処理装置２４は、第１のノズル２２を使用して現在印刷されている第１の線セグメント４２の印刷を中断するか否かを決定し、第２のノズル２２を使用して線の第２の線セグメント４２’を印刷するか否かを決定する。図４の底部分には、第１及び第２の線セグメント４２，４２’のプロファイルが概略的に例示されている。滴２６及び線セグメント４２は破線で描写されている。同じ色の第２の余分の印刷ヘッド２０の第２のノズル２２が線の印刷を引き継ぐとき、第１の線セグメント４２の端部が補償パターンに従って印刷され、補償パターンは、線セグメント４２の少なくとも最外側の滴の位置に関して、規則的な滴パターンから偏位している。

図示の実施例において、第１のノズル２２は、第１の線セグメント４２の最後の最外側の滴２６を減速させ或いは遅延させる。図４の底部分には、滴位置は小さな円によって示されている。例示されているように、第１の線セグメント４２の最後の滴の位置は、線セグメントの端部に向かって更にシフトさせられている。例えば、そのノズル２２のピエゾアクチュエータ４０を、例えば、より低い振幅を有する異なるパルス形状で作動させることによって、滴の噴射を減速させ得る。ピエゾアクチュエータ４０の作動を遅延させることによって滴を遅延させることも更に可能である。そのような手段は滴が基板１２の上に後で着座するという効果を有する。それによって、継続的にウェットオンウェットに印刷される第１の線セグメント４２は僅かに伸長させられる。よって、インク流動協働に起因する線短縮の効果は相殺される。

第２の印刷ヘッド２０の余剰の第２のノズル２２が第２の滴２６’を使用して第２の線セグメント４２’を印刷することによって線を印刷することを引き継ぐとき、滴２６’は、線セグメント４２’の開始に端部においてある補償パターンに従って印刷される。第２の線セグメント４２’の第１の最外側の滴が規則的な滴パターンから偏位する位置に印刷され、それによって、第２の線セグメント４２’を僅かに伸長させている点において、その補償パターンは規則的な滴パターンから偏位している。図４の底部に概略的に示すように、第２のノズル２２は、その第１の最外側の滴２６’の印刷を加速するので、滴は基板１２の上に早期に着床する。よって、第２の線セグメント４２’の開始に、最外側の滴２６’は、第１のノズル２２の最後の滴２６とより多く重なり合った状態で印刷される。

第２の滴２６の印刷が開始するときに、例えば、第１のノズル２２と余剰のノズル２２との間の距離の故に、第１の滴２６が既に凝固しているならば、第２の線セグメント４２’の最外側の液滴は、第１の線セグメント４２の既に凝固した最後の滴と重なり合って基板１２の上に着床する。既述の補償パターンを使用して第１及び第２の線セグメント４２，４２の重なり合う端部を印刷することによって、第１と第２のノズル２２の間の移行時の線プロファイルの混乱を低減し得る。最外側の滴を更に外に配置することは簡単な補償スキームであるが、第１と第２の線セグメントの間の移行時の線の結果として得られる線プロファイルに対して有意な効果を既に有している。

図示の実施例では、第１のノズル２２を使用した線の印刷が第１の線セグメント４２の印刷の後に印刷されるとき、第２の線セグメント４２’は線の残部を置換する。第１の線セグメント４２の開始時及び第２の線セグメント４２’の開始時の両方で、それぞれの線セグメントのそれぞれの端部は、規則的な滴パターンから偏位する補償パターンに従って印刷される。

図２及び図４の実施例において、補償パターンに従って線又は線セグメントを印刷するために使用されるインク容積は、規則的な滴パターンのためのインク容積と等しい。しかしながら、他の補償パターンを用いるならば、インク容積は、規則的な滴パターンに従ったインク容積から偏位し得る。例えば、図２の中央部に示される線端部効果の相殺に関して、補償パターンは、狭過ぎる線幅を伴う位置でのより大きい滴の印刷と、広過ぎる線幅を伴う位置でのより小さい滴の印刷とを含み得る。よって、線の端部の最外側の滴がより大きい滴容積で印刷されるとき、線は伸長させられる。例えば、５０ｐｌ、４０ｐｌ、３０ｐｌ、２０ｐｌ、又は１０ｐｌの滴容積を選択し得る。補償パターンが滴容積に関して規則的な滴パターンから偏位するとき、１つの実施例において、滴位置及び線の長さ当たりの滴数は、規則的な滴パターンのための滴位置及び線の長さ当たりの滴数と同じであり得る。他の実施例において、補償パターンは滴位置及び滴容積の両方に関して規則的な滴パターンから偏位し得る。

接触角が湿潤な滴の流動挙動における支配的な要因である液滴を印刷するために、規則的な滴パターンのインク容積を維持する補償パターンが特に有用であり得る。

ゲル化挙動を伴うインク又は複数のインクを凝固させるために、滴の容積及び／又は滴の量(amount)が規則的な滴パターンから偏位する補償パターンが特に有用であり得る。そのために、レオロジー状態がインク流動協働の時間枠を限定し且つ予測可能で再現可能なインク流動挙動に寄与し、それは印刷される線の限定的な部分にのみ偏位を引き起こす。

暫くの後に凝固し或いはゲル相になる相変化インクを用いた印刷に本発明を適応し得る。例えば、この時間がミリ秒以上のオーダにあるが、印刷方向における線の滴がミリ秒未満の間隔で印刷されるとき、隣接する滴はウェットオンウェットに印刷される。

ウェットオンウェットに印刷され且つ硬化又はピンニング(pinning)によって凝固するＵＶインクのようなインクにも本発明を適用し得る。他の実施例は、高温で印刷されるポリマ又はポリマ状のインクで印刷することである。印刷後の滴の冷却は粘度を増大させ、それは滴が暫くの後に湿潤状態に留まることを防止する。

液体、即ち、溶融金属滴を印刷することによって、溶融物からの金属を印刷するためにも、本発明を適用し得る。

Claims (10)

1. 液体の滴を基板の上に堆積させることによって印刷する方法であって、
   線を印刷することを含み、
   前記線を形成する前記滴は、連続的にウェットオンウェットに印刷され、
   前記線の少なくとも中央部において、前記滴は規則的な滴パターンに従って印刷され、
   前記線の少なくとも１つの端部において、前記線の少なくとも最外側の滴は、前記規則的な滴パターンから偏位して印刷され、それによって、連続的にウェットオンウェットに印刷される線を適合させる、
   方法。
2. 前記線を形成する前記滴は、互いに一致する位置に印刷される、請求項１に記載の方法。
3. 前記線を形成する前記滴は、前記液体の滴を前記基板の上に噴射するための単一のノズルを使用して印刷される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記印刷後の滴が実質的に凝固し且つ／或いは乾燥することを許容することを更に含む、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の方法。
5. 少なくとも前記線の前記１つの端部において、前記滴は補償パターンに従って印刷され、該補償パターンは、滴位置、滴容積、長さ当たりの滴数のうちの少なくとも１つに関して、前記規則的な滴パターンから偏位する、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の方法。
6. 前記補償パターンは、前記印刷後の線の前記端の横方向膨張及び前記印刷後の線の前記端部の更に内向きの位置における横方向収縮を相殺するよう、前記規則的な滴パターンから偏位する、請求項５に記載の方法。
7. 少なくとも１つの試験線を先ず印刷すること、及び、前記少なくとも１つの試験線のプロファイルを検出することを含み、前記補償パターンは、前記検出される少なくとも１つのプロファイルに基づき決定される、請求項５又は６に記載の方法。
8. 第２の線を印刷することを更に含み、前記第１の線及び前記第２の線は一体的により長い線を形成し、
   前記第１の線は、前記液体の滴を前記基板の上に噴出するための第１のノズルを使用して印刷され、
   前記第２の線は、前記液体の滴を前記基板の上に噴出するための第２のノズルを使用して印刷され、
   前記第２の線を形成する前記滴は、連続的にウェットオンウェットに印刷され、
   前記第２の線の端部は、前記第１の線の前記少なくとも１つの端部の１つの前記最外側の滴と少なくとも部分的に重なり合う、
   請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の方法。
9. 前記線は、前記液体の滴を前記基板の上に噴出するための第１のノズルを使用して印刷される、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の方法であって、
   前記第１のノズルの滴形成の状態を示す信号を測定すること、及び、
   前記信号に基づき、前記第１のノズルを使用して現在印刷されている前記線の印刷を中断するか否かを決定し且つ前記液体の滴を前記基板の上に噴出する第２のノズルを使用して第２の線を印刷するか否かを決定することを更に含み、前記第１の線及び前記第２の線は、一体的により長い線を形成し、
   前記第２の線を形成する前記滴は、連続的にウェットオンウェットに印刷され、
   前記第２の線の端部は、前記第１の線の前記少なくとも１つの端部の１つの前記最外側の滴と少なくとも部分的に重なり合う、
   方法。
10. 少なくとも１つの印刷ヘッドに対して基板を移動させるための駆動システムを含むプリンタであって、前記少なくとも１つの印刷ヘッドは、印刷データに従って液体の滴を前記基板の上に噴出するための少なくとも１つのノズルを提供し、当該プリンタは、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の方法を遂行するよう構成される制御システムを有する、プリンタ。

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