JPH11334046A

JPH11334046A - インクジェットノズルアレイによる媒体の領域に対する印刷方法

Info

Publication number: JPH11334046A
Application number: JP11112528A
Authority: JP
Inventors: Alan E Cariffe; アラン・イー・カリフェ
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 1999-12-07
Also published as: EP0952003B1; DE69918355T2; EP0952003A1; DE69918355D1

Abstract

(57)【要約】【課題】平らな媒体上のインクジェットノズルアレイ
によるラスタ掃引の場合のヒステリシス及び余白の問題
を改善し、螺旋状の軌跡経路に沿って印刷して、機械的
ヒステリシスを減少させ、かつ、印刷されない余白の面
積が無くなるように一方向でのインクジェット印刷を可
能にする。【解決手段】インクジェット印刷システム５０におい
て、インクジェットのノズルアレイが配置されており、
インクジェット印刷サイクル中にノズルアレイから発射
されるインク小滴を受け取るように平坦な媒体１０を支
持している。また、インクジェット印刷サイクル中にイ
ンク小滴を媒体１０上に発射する。この場合、インクジ
ェット印刷サイクル中にノズルアレイが、媒体１０に対
して螺旋状軌跡を定義するように、ノズルアレイと媒体
１０との間に相対運動を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットに
よる媒体への印刷を行う、インクジェットノズルアレイ
による媒体の領域に対する印刷方法(method for media
coverage withan ink jet nozzle array)及びそのイン
クジェット印刷システムに関し、より詳細には、螺旋状
の軌跡経路に沿って印刷して、機械的ヒステリシスを減
少させ、かつ、印刷されない余白の部分が無くなるよう
に一方向でインクジェット印刷を行う、インクジェット
ノズルアレイによる媒体の領域に対する印刷方法及びそ
のインクジェット印刷システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインクジェット印刷で
は、一列に配置されたノズルが、平らな四角形の媒体の
表面を、通常は左から右へ、次に右から左へ戻るように
して、かつ、上部から下部に移動する四角形のラスタ掃
引によって、媒体上にインクの小滴を配置（付着）する
方法が周知である。この方法によって、一列になったイ
ンクジェットノズルが、上下の移動の長さ、左右の走査
の長さ及び掃引開始のオフセットに依存して、媒体の全
領域を１回又は複数回で往来している。

【０００３】ラスタ掃引中に、インクジェットノズルが
データに対応して駆動されてインクの小滴を発射（噴
射）し、このインクの小滴が媒体上に付着して媒体上に
テキスト又は画像が形成される。このプロセスでは、い
くつかの好ましくない誤差が発生する。この誤差は、一
般的に小滴をノズルから発射する角度、タイミング分解
状態、位置検出及び重大な機械的ヒステリシスによって
発生するインクジェットのヘッド取付部の方向誤差、す
なわち、機械的位置合せによって発生する。

【０００４】ヒステリシスは、左側から右側に移動し、
次に左側から右側に移動する間の反復不可能な位置トレ
ースによって発生するものである。これによって、命令
位置が不正確になり、ノズル位置からのインキ発射がず
れた位置になってしまう。ヒステリシスは、しばしば、
組立部品の通常の公差に伴う機構の摩擦によって発生
し、機構の始動−停止運動によって顕著になる。静止摩
擦力は、動摩擦力よりも大きい場合がある。この静止摩
擦力は、ヘッドの掃引が逆転する際に機械的公差の片側
の方に変移する傾向がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように上記従来例
では、全ての動作（作用）によって、ノズルから発射さ
れたインクの小滴が媒体上の所定以外の間違った位置に
付着し、ときとして媒体上の画像やテキストに規則的、
視覚的な画像に対する悪影響が現れることがある。この
対策として、掃引の「掃引幅」をオーバラップさせた
り、例えば、左側から右側の一方向の掃引の間において
のみノズルを発射させたり、媒体上の同一領域上に多数
の通路を形成して機械的誤差を平均化する小滴の発射パ
ターンを選択するなどの、いくつかの解決策が見い出さ
れている。また、得られた印刷品質を高める自動較正の
技法も周知である。

【０００６】インクを適切な位置に正確に発射する課題
の他に、媒体の垂直方向の動きを操作する機構の通常の
条件があり、この条件は、インクジェットヘッドのノズ
ルアレイが、媒体の縁まで全面的に移動できないため、
媒体の左側と右側両方の余白にインクの小滴を発射でき
ないことである。更に、他の機械的制約によって、媒体
の上側と下側の余白にもインクの小滴を発射できない。

【０００７】本発明は、このような従来の技術における
課題を解決するものであり、平らな媒体上のインクジェ
ットノズルアレイによるラスタ掃引の場合のヒステリシ
ス及び余白発生の問題を改善するものであり、螺旋状の
軌跡経路に沿って印刷して、機械的ヒステリシスを減少
させ、かつ、印刷されない余白の面積が無くなるように
一方向でのインクジェット印刷が可能になるインクジェ
ットノズルアレイによる媒体の領域に対する印刷方法及
びそのインクジェット印刷システムの提供を目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明は、平坦な媒体上をインクジェットノズルア
レイでラスタ掃引した場合に、前記したヒステリシスの
問題と余白の問題を改善する。すなわち、ヒステリシス
の問題の改善は、機械的システムが複数回始動／停止し
ない場合、ノズルアレイが媒体に対して連続的に移動し
ている場合に実現される。本発明の態様による印刷技法
は、媒体とノズルアレイ間に相対的な螺旋運動を効果的
に実現することによって、その必要性を満たしている。
更に、螺旋の最大直径は、四角形の媒体の対角線寸法と
等しく出来る。これによって、媒体における最も縁（端
部）に小滴を発射（付着）できるようになる。この結
果、媒体の両方の辺と上下部の印刷されない余白の領域
が減少し、又は、無くなる。なお、この余白の領域が減
少し、又は、無くなることを、適宜、「余白の領域が無
くなる」のみをもって表記する。

【０００９】このための本発明の一つの態様によるイン
クジェットノズルアレイによる媒体の領域に対する印刷
方法では、インクジェットノズルアレイを設定する段階
と、インクジェット印刷サイクル中にインクジェットノ
ズルアレイから発射されるインク小滴を受け取るように
平坦に媒体を支持する段階と、インクジェット印刷サイ
クル中にインク小滴を媒体上に発射する段階と、インク
ジェット印刷サイクル中にインクジェットノズルアレイ
が、媒体に対して螺旋状軌跡を定義するように、インク
ジェットノズルアレイと媒体との間に相対運動を設定す
る段階と、を有している。

【００１０】本発明の他の一つの態様によるインクジェ
ット印刷システムは、インクジェット印刷サイクル中に
インク小滴を発射するインクジェットノズルアレイと、
インクジェット印刷サイクル中にノズルアレイから発射
されるインク小滴を受け取るように位置決めされた平坦
な媒体と有し、インクジェット印刷サイクル中にノズル
アレイが媒体に対して螺旋状軌跡を定義するようにノズ
ルアレイと媒体との間に相対運動を実現するための装置
を提供している。

【００１１】このように本発明のインクジェットノズル
アレイによる媒体の領域に対する印刷方法及びそのイン
クジェット印刷システムは、平らな媒体上のインクジェ
ットノズルアレイによるラスタ掃引の場合のヒステリシ
ス及び余白が生じる問題を改善するものである。すなわ
ち、螺旋状の軌跡経路に沿って印刷して、機械的ヒステ
リシスを減少させ、かつ、印刷されない余白の面積が無
くなるように一方向でのインクジェット印刷が可能にな
る。

【００１２】本発明の、これらとともに、その他の特徴
及び利点は、以下の添付図面に示したように、実施形態
の以下の詳細な説明から明らかになるものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明のインクジェットノ
ズルアレイによる媒体の領域に対する印刷方法及びその
インクジェット印刷システムの実施の形態を図面を参照
して詳細に説明する。一つの実施形態において、ノズル
アレイ又は媒体を実際に周期的に停止させたり方向を逆
転せずに、ノズルアレイと平らな媒体の表面との間に相
対運動を行うインクジェット印刷技法を開示する。これ
は一つの実施形態において、ロー（ρ）、シータ（θ）
の座標空間で座標中心から延在するアームにノズルアレ
イを取り付けることによって達成できるものである。

【００１４】ここでρは、座標中心からの距離の大き
さ、θは通常はラジアンの角度である。これによってノ
ズルアレイを、この中心から外方に移動させ、同時に媒
体を座標中心の周囲かつ円をもって回転させることが出
来る。あるいは、媒体の代わりにノズルアレイを回転さ
せ並進させて、インクジェットノズルに印刷対象の媒体
に対する螺旋状の軌跡を実現することも出来る。

【００１５】図１は本発明のインクジェットノズルアレ
イによる媒体の領域に対する印刷方法及びそのインクジ
ェット印刷システムの実施形態における構成を示す斜視
図であり、本発明を実施するインクジェット印刷システ
ム５０を示している。図１において、一列で配置された
インクジェットノズル５６Ａ〜５６Ｎ（以降で説明する
図３）を有したノズルアレイ５４を備えるインクジェッ
トペン５２が、キャリッジ６０に支持されている。この
キャリッジ６０は、走査軸（キャリッジ軸）６２に沿っ
て移動するように適合して配置されている。

【００１６】キャリッジ６０には、キャリッジ駆動シス
テム７０が結合され、キャリッジ６０は、走査軸６２に
沿った経路で駆動される。キャリッジ駆動システム７０
は、走査幅プリンタにおいて既知の構成であり、通常、
駆動モータ７２、ベルト駆動機構７４及びキャリッジ位
置データを提供するペン走査エンコーダ７８（以降で説
明する図８）を備えたエンコーダストライプ７６を有し
ている。図１に示すキャリッジ駆動システム７０は、線
形掃引幅プリンタに通常必要とされるような高速のキャ
リッジ速度は不要である。したがって、親ねじ式駆動機
構(lead screwdrive)などの他の駆動機構を使用するこ
とが出来る。

【００１７】印刷対象の媒体１０は、ここでの媒体１０
の平面において座標中心８６を定義する中心軸８２の周
囲を回転するように取り付けられた平坦な回転台プラテ
ン８０に配置されている。回転台プラテン８０は、回転
台モータ９２と回転台の位置データを提供する回転台エ
ンコーダ９４（以降で説明する図８参照）とを備える回
転式の回転台駆動システム９０によって駆動される。

【００１８】実施形態において、印刷対象の媒体を回転
台に対して平坦に支持するための装置が設けられてい
る。この装置は、例えば、真空押止システム、静電シス
テム、媒体を適切な位置に保持する取付具を備えた機械
システムなどがあり、当技術分野では周知である。

【００１９】走査軸（キャリッジ軸）６２は、座標中心
８６（以降で説明する図３参照）上で線形のノズルアレ
イ軸と交差する。

【００２０】また、図１には、キャリッジによって保持
された第２装置（ペン）４０が示されている。この第２
装置（ペン）４０は、オプションであり、黒インクジェ
ットペン（例えば、以降で説明する図８中のペン４０
Ｂ）でも良く、インクジェットペン５２が３室になって
いる場合は、三つの異なる色のインク小滴を発射する三
つのノズルアレイを備えた３色ペンでも良い。両方のペ
ンは、ペンキャリッジと媒体回転台の動きを利用して媒
体上の同じ領域を掃引することが出来る。例えば、イン
クジェットペン５２は、第２装置（ペン）４０が後で同
一の２πラジアンの回転領域を掃引する際に螺旋に掃引
する。なお、代替の第２装置として、光学スキャナ機能
を提供する光センサアレイを備えた光学走査ヘッドでも
良い。

【００２１】これは、より詳細には、代理人整理番号１
０９７０３１−１の「Method forScanning Documents U
sing A Spiral Path Locus」と題名した同時係属出願に
記載されており、この出願の内容全体を参照して、本明
細書に適用される。この目的に適した光学走査ヘッドの
例は、１９９６年９月２３日に出願されたハセルビ（Ha
selby）他による「UNDERPULSED SCANNER WITH VARIABLE
SCAN SPEED,P.W.M. COLOR BALANCE SCAN MODES AND CO
LUMN REVERSAL」と題する係属中の出願番号０８／７１
７，９２１に記載されており、その出願の内容全体を本
明細書において参照して適用する。その他の出願では、
第２装置（ペン）４０は使用されていない。

【００２２】図２は、本発明による印刷動作中の媒体１
０に対するノズルアレイの相対運動経路（すなわち、螺
旋状軌跡）を説明するための図である。図２中の軌跡１
は、例えば、印刷対象の媒体１０の面に対して座標中心
８６から最も遠く（外側）に取り付けられたインクジェ
ットペン５２のノズル経路の跡である。領域１は、ノズ
ルアレイが座標中心８６に最も近いときに、内側ノズル
が座標中心８６の上に位置し、軌跡１の位置にあるノズ
ルが、この中心から最も遠く（外側）なるように、静止
ノズルアレイと媒体の回転によって設定されるノズルの
相対的な掃引で定義する円形領域である。領域２は、幅
Ｗと高さＨの代表的な四角形の印刷領域を示している。
領域３は、インク小滴を付着させることが出来る外側の
境界を示す円によって制限される。

【００２３】図３は、インクジェットノズル５６Ａ〜５
６Ｎを有する単純化したノズルアレイ５４を示す模式図
である。図３に示す位置１は、媒体１０の表面に対する
開始位置のノズルアレイを示しており、インクジェット
ノズル５６Ａが、プラテンの座標中心８６に位置してい
る。位置２は、ノズルアレイ５４と媒体１０との間の相
対的な回転（角度シータ）を示している。この実施形態
において、キャリッジは、回転台プラテン８０が最初に
１回転する間は停止しており、領域１を完全に網羅す
る。すなわち、完全に掃引する。この最初の完全な相対
的回転は、円形であり、また、インクジェットノズル５
６Ａは、図３中の座標中心８６に留まる。２回目の回転
で、キャリッジが動き始め、次の図４に示すような螺旋
状の相対経路を提供する。

【００２４】図４は、媒体１０が２回目に回転する（２
πラジアン）場合、すなわち、回転台プラテン８０の回
転に伴ってキャリッジが、走査軸（キャリッジ軸）６２
に沿って所与の動きをした場合の、最も外側のインクジ
ェットノズル５６Ｎの経路を単純化して説明した図であ
る。図４に示す経路は、θ＝０、半径ρ＝１単位（１単
位は、ノズルアレイの幅と等しい）のインクジェットノ
ズル５６Ｎの位置Ａから開始し、θ＝２π、ρ＝２単位
のインクジェットノズル５６Ｎの位置Ｅで終了する。イ
ンクジェットノズル５６Ｎは、θ＝π／２、ρ＝１．２
５単位の位置Ｂと、θ＝π、ρ＝１．５単位の位置Ｃ
と、θ＝π、ρ＝１．７５単位の位置Ｄとによって媒体
１０に対して示した経路をたどることになる。

【００２５】この２回目の回転中、すなわち、キャリッ
ジが移動を開始してからの最初の回転の間は、最初の回
転に対して印刷ノズルの網羅範囲が重なる。この２回目
の回転中、重複領域へのノズルからの発射を抑制し、ド
ットが二重になるのを防止するようにプリンタ制御装置
での制御プログラムを実行するのが好ましい。また、イ
ンクの小滴又はドットは、標準の設計慣例に従う螺旋経
路に沿って均一に離間することが好ましい。

【００２６】また、図２及び図４は、この実施形態に関
し、ノズルアレイの半径方向の動きとして、回転台プラ
テン８０上の媒体１０が２πラジアン（３６０度）回転
するごとに半径方向にノズルアレイ一つ分の幅だけ移動
するように制限されている状態を示している。したがっ
て、図２において、螺旋状経路は、その経路にオーバラ
ップもアンダーラップもしない。回転台プラテン８０の
３回目とそれ以後の全ての回転に関しては、ノズルアレ
イの初期の回転／通路に対するノズルアレイの守備範囲
の重なりがなくなる。

【００２７】多数の応用例における周知の直交座標プリ
ンタでは、掃引幅の帯状化を防止するために、すなわ
ち、現在行われているのと同じように、螺旋状の帯状化
を阻止するために、経路を重ねることが望ましい。この
場合、ノズルアレイは、媒体１０が２πラジアン回転す
るごとにノズルアレイ幅（１単位）よりも少ない距離に
おいて移動させる。

【００２８】図５は、このような重なったケースの螺旋
状軌跡の例を説明するための図である。図５の例におい
て、キャリッジは、ノズルアレイが完全も１回転するご
とに０．５単位（ノズルアレイ幅）だけ外方向に移動す
る。代替として、ノズルアレイは、媒体１０が２πラジ
アン回転するごとにノズルアレイ幅よりも大きい距離だ
け移動し、ノズルアレイが外方向に移動するときに印刷
範囲の隙間を設けるようにしても良い。そのような隙間
は、ノズルアレイを図３に示した外側位置から開始位置
に移動させる逆方向の渦巻走査で埋められる。

【００２９】図６は、このようなアンダーラップの場合
の螺旋状軌跡の例を示している。図６の例において、キ
ャリッジは、完全に１回転するごとにノズルアレイが２
単位（ノズルアレイ幅）だけ外方向に移動する。ノズル
アレイが領域１の上にあるときに、インク小滴で領域１
を完全に覆うことが出来るように、回転台プラテン８０
上の媒体１０が最初に１回転する間に、この位置を維持
する必要がある。

【００３０】次に、回転台プラテン８０の２回目と、こ
れ以後の回転において、ノズルアレイが外側に移動する
ごとに、領域３の残りの全ての領域が、インク小滴の標
的になることが出来る。領域３は円形であるが、印刷を
望む媒体のほとんどが、通常、長方形の印刷領域２に示
されたような長方形である。この領域を完全にカバーす
るためには、ノズルアレイの最も内側のノズルが、座標
中心から外側に移動する必要があり、また、最も外側の
ノズルが、媒体の中心から最も遠くにある角まで達する
ことが出来なければならない。

【００３１】ほとんどの場合、印刷ジョブの総印刷時間
を最小化するために、インクジェットノズルが小滴を一
定の割合で発射するが、これは、本発明には必要でな
い。しかしながら、そのような動作が必要な場合は、所
与のノズルの螺旋に沿った速度が、一定の回転速度（ｄ
θ／ｄｔ）で半径ロー（ρ）において増大するため、回
転台プラテン８０の回転速度は、Ｓが軌跡１に沿った接
線距離の場合に、[1] 微分表記法における微分ｄを用い
てｄＳ＝ρ＊ｄθと、[2] ｔが時間を意味し、かつ、Ｖ
が軌跡１に沿った所望の一定速度である場合、ｄＳ／ｄ
ｔ＝ρ＊ｄθ／ｄｔ＝Ｖとなるように、その調整を行
う。[3] ρが１ノズル単位幅で始まる場合に、ｄθ／ｄ
ｔ＝Ｖ／ρを解くと、媒体の全領域がカバーされた時点
で（Ｗ² ＋Ｈ²)^1/2／２に達する。ρが、分母位置にあ
る変数であるため、ヘッドの接線速度が一定でなければ
ならない場合は、回転速度がインクジェットヘッドの位
置の非線形関数である。

【００３２】図７は、ヘッドの角速度の例を、座標中心
からの半径方向の距離の関数としてプロットしたグラフ
を示している。別の表現をすると、最も内側のノズルが
回転中心にあるとき、媒体の最大回転速度は１ラジアン
／秒であり、最低回転速度が、１単位長のノズルアレイ
の場合２／（Ｗ² ＋Ｈ²)^1/2／２秒である。

【００３３】例として、それぞれ１／３００インチ
（０．０８５ｍｍ）だけ隣りから等しく離間された３０
０のノズルからなるインクジェットアレイを使用して、
８．５×１１インチ（２１．６×２７．９ｃｍ）の媒体
の縁から縁まで印刷したいと想定する。この場合、この
アレイは、長さが１インチ（２５．４ｍｍ）である。イ
ンクジェットペンは、通常、最高発射速度に設計されて
いる。したがって、ｆが発射速度（周波数）の場合、等
しく離間された小滴は、ペン（ヘッド）が１／ｆ秒に移
動する距離を示している。

【００３４】これによって、ペン（ヘッド）の最高速度
が設定される。更に、ドットをその最高速度で発射して
いる間に、このノズルアレイの最高接線速度が、１０．
０インチ（２５．４ｃｍ）／秒であると仮定する。した
がって、ヘッドがこの速度で媒体の上を移動し、「掃引
幅」が１．０インチ（２５．４ｍｍ）の幅であるとき、
１秒あたり１０＊３００＝３０００個のドットが発射さ
れる。

【００３５】回転中心から最も遠くにあるノズルが中心
から離れる必要のある最大位置は、例えば、（Ｗ² ＋Ｈ
²)^1/2／２＝（８．５²＋１１²）)^1/2／２＝６．９５
インチ（１７．７ｃｍ）であり、ρの外側限界に達する
場合、回転速度は図７に示したように、ｄθ／ｄｔ＝Ｖ
／ρ＝１０．０インチ／秒／６．９５インチ＝１．４４
ラジアン／秒、又は約１３．７５ＲＰＭ（回転数／分）
である。接線速度は、回転速度に半径を掛けたものであ
る。これは、予想通り、１．４４＊６．９５＝１０イン
チ（２５．４ｃｍ）／秒である。

【００３６】次に、回転中心から最も遠くのノズルが、
ρ＝１．０インチ（２．５４ｃｍ）にある際に、回転速
度は、図７に示したように、毎秒１０．０インチ／１．
０インチ＝１０．０ラジアン／秒、又は約９５．５ＲＰ
Ｍである。

【００３７】総印刷時間は、１０平方インチ（６４．５
ｃｍ² ）／秒（１秒間にヘッドが掃引する面積は、ノズ
ルの長さと一秒間に移動する距離の積である）の一定速
度で領域３の円形領域全体を掃引するのにかかる時間と
して近似することが出来る。「掃引する」円の総面積
は、π＊（半径² ）＝３．１４１５９＊（６．９５² ）
＝１５１．７５平方インチ（９７９ｃｍ² ）であり、こ
こで半径は、領域２の直径寸法の半分である。毎秒１０
平方インチ（６４．５ｃｍ² ）で、これは、約１５．２
秒である。

【００３８】従来の方式において通常データ画素又は絵
素の行と列で構成される画像を描画する場合、行と列の
デカルト座標と、図２に示したρ−θ座標系の間にある
量子化タイプ効果によって、小滴が所望の「デカルト」
座標に基づいて正確に付着されない媒体領域がある。前
記した図式における最大誤差は、１８０度又はπラジア
ンの回転角度で生じ、πは、完全円の直径に対する円周
の比率を表す。周知のディジタル技術（例えば、畳み込
み）を使用して、ラスタデカルトデータをρ−θ座標に
標本化し直すことによって、印刷誤差が最小になる。Te
chnique forScanning Documents Using A Spiral Path
Locus」と題する同時係属出願には、そのような座標変
換の必要をなくした技法が記載されている。

【００３９】図８は、図１に示したプリンタシステムの
制御システムの簡略化した回路図である。制御装置１０
０は、印刷ジョブを定義するデータを取り出すためにメ
モリ１０２に接続されている。制御装置１００は、キャ
リッジ駆動機構を含む駆動モータ７２に駆動コマンドを
生成し、ペン走査エンコーダ７８からキャリッジ／ペン
位置を示す位置信号を受け取る。また、制御装置１００
は、回転台プラテンを回転させる回転台モータ９２を制
御する回転台モータ駆動コマンドを生成し、回転台エン
コーダ９４からエンコーダ信号を受け取って回転台プラ
テンの位置と角速度を決定する。

【００４０】これによって、制御装置１００は、キャリ
ッジ駆動を制御して、媒体に対してペンノズルアレイの
螺旋状軌跡がオーバラップしないようにし、また、帯状
化やその他の誤差を防ぐために軌跡をオーバラップさせ
たり、他の特別の印刷モードを実現するために軌跡をア
ンダーラップさせたりする。他の印刷モードの例には、
交番回転の印刷を省略して螺旋を形成し、キャリッジの
方向を端で反転させ、交番回転で省略したドットを充填
するものがある。

【００４１】また、制御装置１００は、生成する画像と
座標中心に対するペンの位置に従ってノズルアレイ５４
に発射パルスを供給する。画像データは、メモリ１０２
に記憶しても、ホスト計算機１２０から受け取っても良
い。更に、制御装置１００は、ノズルアレイ５４の発射
速度を設定することが出来る。多くの場合、一定（最
大）の発射速度を使用することが望ましいが、その他の
ジョブや用途では、制御装置１００が、特定の印刷ジョ
ブ全体にわたって一定でなく、より遅い一定の発射速度
を使用するように発射速度を制御することが出来る。発
射速度を変化させて、媒体１０上の特定の領域でドット
の密度を高くしたり低くしたりすることが出来る。

【００４２】ノズルアレイ５４の各ノズルは、座標中心
８６から、他のノズルと異なる半径方向の距離にある。
そのため、全てのノズルを一定速度で発射することによ
って、特に図２の領域１において、ρが小さな値のとき
に判明し易いドット間隔の差が生じる。例えば、（キャ
リッジの半径方向の動きが付随しにない）媒体の初期回
転中の領域１において、ノズル間隔が１／３００インチ
（０．０８５ｍｍ）の場合、ρが回転中心から最も遠い
インクジェットノズル５６Ｎ（図３）は、円周に沿って
１インチごとに３００回発射しなければならない。１イ
ンチのノズルアレイの場合、円周は２πインチである。

【００４３】したがって、この円周に沿って１／３００
インチ（０．０８５ｍｍ）の間隔で１，８８５個のドッ
トが印刷される。座標中心から外れた第２のインクジェ
ットノズル５６Ｂでは、円周がわずかに２π／３００イ
ンチ、すなわち、０．０２０９インチ（０．５３ｍｍ）
であり、この円周に沿ってインクを１，８８５個のドッ
ト発射するのは、その円周に沿ってインクを多く生成し
すぎるため不適切である。最も外側のノズルよりも一つ
内側のノズル、すなわち、回転中心に１／３００インチ
（０．０８５ｍｍ）近いノズルの場合、１インチ当たり
３００個のドットを維持するために発射されるドットの
数は、２π（１．０−１／３００）（３００）、すなわ
ち１，８７９個でなけばならない。

【００４４】しかしながら、発射速度が最も外側のノズ
ルと同じ場合は、実際には１，８８５個のドットを発射
されることになり、それによって、生成されるドット
は、最も外側のノズルによって生成されるものよりも近
づくことになる。領域１の掃引中又は媒体の他の領域に
おいて、印刷した画素を印刷し直してはならず、制御装
置１００内の論理回路は、各ノズルがどの画素を印刷す
べきかを容易に決定することができ、回転中心に近いノ
ズルを発射する頻度を少なくすることが出来る。

【００４５】更に他の例として、ノズルアレイが、媒体
の２回目の回転後にρ値２．０に達した際に、インクジ
ェットノズル５６Ａ（回転中心に最も近い）は、ρ値が
１．０であり、同一のドット間隔を維持するために最も
外側のノズルの半分の速度で発射する必要がある。この
場合も、制御装置１００内の論理回路は、印刷済みの画
素上にインクを付着させないように発射速度を調整す
る。しかしながら、インクジェットノズル５６Ｎ、すな
わち、最も外側のノズルを、出来るだけ最大（一定）の
速度で発射させることによって、総印刷時間を最小にす
ることが望ましい。図７では、最も外側のノズルが一定
（最大）速度の場合に、印刷する予定の画素が隣りの画
素から少なくとも１／３００インチ（０．０８５ｍｍ）
をもって離れているときに、他の全てのノズルが実際に
発射する速度の関係を示している。これは、必ず、最大
発射速度よりも遅い発射速度になる。このような速度の
差は、回転中心からの距離が大ききくなるについて急速
に小さくなる。

【００４６】前記した実施形態は、単に本発明の原理を
表すことが出来る特定の実施形態を示していることを理
解できるものである。例えば、他の構成を利用して、ペ
ンと印刷媒体の間に所望の相対運動を実現して螺旋状経
路を実現することが出来る。例えば、静止したプラテン
上に印刷媒体を配置した状態で、螺旋状経路で動くアー
ム機構にペンを配置することが出来る。又は、この反対
に、ペンを静止位置に配置し、所望の螺旋状移動軌跡を
実現するプラテン上に印刷媒体を配置しても良い。ま
た、ペンの動きは、座標中心位置から始まり、半径方向
外側に移動するように説明したが、この代替として、ペ
ンが他の任意の位置から動き始めても良く、例えば、最
も外側の位置から動き始め、螺旋状内方に進み、座標中
心で終わっても良い。当業者は、このような原理によっ
て、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、その
他の構成を容易に考案することが出来るものである。

【００４７】以下に本発明の実施の形態を要約する。１．インクジェットノズルアレイによる媒体の領域に対
する印刷方法において、インクジェットノズルアレイ
（５４）を設定する段階と、インクジェット印刷サイク
ル中に前記インクジェットノズルアレイ（５４）から発
射されるインク小滴を受け取るように平坦に前記媒体
（１０）を支持する段階と、インクジェット印刷サイク
ル中にインク小滴を前記媒体（１０）上に発射する段階
と、前記インクジェット印刷サイクル中に前記インクジ
ェットノズルアレイ（５４）が、前記媒体（１０）に対
して螺旋状軌跡を定義するように、前記インクジェット
ノズルアレイ（５４）と前記媒体（１０）との間に相対
運動を設定する段階と、を有するインクジェットノズル
アレイによる印刷の適用方法。

【００４８】２．前記相対運動を設定する段階が、印刷
サイクル中にインクジェットノズルアレイ（５４）を定
期的に停止し、かつ、この方向を反転させずに行う上記
１記載のインクジェットノズルアレイによる媒体の領域
に対する印刷方法。３．前記インクジェットノズルアレイ（５４）が座標中
心から延在するアームに取り付けられて相対運動を設定
する段階に、前記媒体（１０）を座標中心の周囲で回転
しながら前記インクジェットノズルアレイ（５４）をア
ーム上で座標中心から外方に移動させる段階を有する上
記１又は２記載のインクジェットノズルアレイによる媒
体の領域に対する印刷方法。４．前記インクジェットノズルアレイ（５４）が座標中
心から半径方向に延在する方向での第１距離にわたっ
て、相対運動を設定する段階に、前記媒体（１０）が座
標中心の周囲を一回転するごとに、前記インクジェット
ノズルアレイ（５４）が第１距離と等しい距離だけ半径
方向に移動するように、前記インクジェットノズルアレ
イ（５４）を半径方向に同じ割合で移動させる段階を有
する上記３記載のインクジェットノズルアレイによる媒
体の領域に対する印刷方法。５．前記インクジェットノズルアレイ（５４）が座標中
心から半径方向に延在する方向での第１距離にわたっ
て、相対運動を設定する段階に、前記媒体（１０）が座
標中心の周囲を一回転するごとに前記インクジェットノ
ズルアレイ（５４）が第１距離よりも短い距離において
半径方向に移動するように、前記インクジェットノズル
アレイ（５４）を半径方向に同じ割合で移動させる段階
を有する上記３記載のインクジェットノズルアレイによ
る媒体の領域に対する印刷方法。６．前記インクジェットノズルアレイ（５４）が、座標
中心に対して最も外側のノズル（５６Ｎ）を含む複数の
ノズル（５６Ａ〜５６Ｎ）を有し、インクジェット印刷
サイクル中にインクの小滴を発射する段階が、最も外側
のノズルからのインク小滴を一定速度で発射する段階を
有し、かつ、相対運動を設定する段階が、前記インクジ
ェットノズルアレイ（５４）の最も外側のノズルの接線
速度を実質的に一定化にするように前記媒体（１０）の
相対回転速度を変化させる段階を有する上記３記載のイ
ンクジェットノズルアレイによる媒体の領域に対する印
刷方法。７．前記インクジェットノズルアレイ（５４）と前記媒
体（１０）との間の相対運動とからなる段階が、印刷サ
イクル中に前記媒体（１０）に対する前記インクジェッ
トノズルアレイ（５４）の部分的オーバラップを実現す
るように選択された速度でインクジェットノズルアレイ
（５４）を半径方向に移動させる段階を有する上記１〜
３のいずれかに記載のインクジェットノズルアレイによ
る媒体の領域に対する印刷方法。８．前記インクジェットノズルアレイ（５４）と前記媒
体（１０）との間の相対運動とからなる前記段階が、前
記媒体（１０）に対する前記インクジェットノズルアレ
イ（５４）での部分的なオーバラップを実現するように
選択された速度で前記インクジェットノズルアレイ（５
４）を半径方向に移動させる段階を有する上記１〜３の
いずれかに記載のインクジェットノズルアレイによる媒
体の領域に対する印刷方法。９．前記相対運動を設定する段階に、前記媒体（１０）
の領域全体にわたってインクジェットノズルアレイ（５
４）が掃引する際に十分な距離において前記インクジェ
ットノズルアレイ（５４）を半径方向に移動させる段階
を有する上記１〜８のいずれかに記載のインクジェット
ノズルアレイによる媒体の領域に対する印刷方法。

【００４９】１０．インクジェット印刷サイクル中にイ
ンク小滴を発射するインクジェットノズルアレイ（５
４）と、インクジェット印刷サイクル中に前記インクジ
ェットノズルアレイ（５４）から発射されるインク小滴
を受け止めるように位置決めされた平坦な媒体（１０）
と、インクジェット印刷サイクル中に前記インクジェッ
トノズルアレイ（５４）が前記媒体（１０）に対して螺
旋状軌跡を定義するように前記インクジェットノズルア
レイ（５４）と前記媒体（１０）との間の相対運動を実
現するための装置（６０，７２，８０，９２）と、を備
えるインクジェット印刷システム（５０）。１１．前記インクジェットノズルアレイ（５４）と前記
媒体（１０）との間の相対運動を実現するための装置
（６０，７２，８０，９２）が、印刷サイクル中に前記
媒体（１０）に対して前記インクジェットノズルアレイ
（５４）での部分的なオーバラップを実現する速度で前
記インクジェットノズルアレイ（５４）を半径方向に移
動するように適合させる上記１０記載のインクジェット
印刷システム。１２．前記インクジェットノズルアレイ（５４）と前記
媒体（１０）との間の相対運動を実現するための装置
（６０，７２，８０，９２）が、前記媒体（１０）に対
して前記インクジェットノズルアレイ（５４）での部分
的なオーバラップを設定する速度で前記インクジェット
ノズルアレイ（５４）を半径方向に移動させるように適
合させる上記１１記載のインクジェット印刷システム。１３．前記インクジェットノズルアレイ（５４）が取り
付けられたインクジェットペン（５２）と、前記ペンを
保持し、座標中心を通って延在するキャリッジ軸（６
２）に沿って移動するように取り付けられたペンキャリ
ッジ（６０）と、前記キャリッジ軸に沿って移動するよ
うにペンキャリッジを支持するアーム構造とを備え、相
対運動を設定する前記装置が、ペンをアーム上を座標中
心から外方に移動させるためのキャリッジ駆動装置（７
２）と、座標中心の周囲に前記媒体（１０）を回転させ
るために回転駆動機構とを備える上記１１記載のインク
ジェット印刷システム。１４．前記インクジェットノズルアレイ（５４）は、座
標中心から半径方向に延在する方向に第１距離にわたっ
て、前記キャリッジ駆動装置（７２）が、座標中心の周
囲を媒体（１０）が一回転するごとに前記インクジェッ
トノズルアレイ（５４）が第１距離と等しい距離におい
て半径方向に移動するように前記インクジェットノズル
アレイ（５４）を半径方向に同一の速度で移動させる段
階を有する上記１３記載のインクジェット印刷システ
ム。１５．制御装置（１００）が、前記インクジェットノズ
ルアレイ（５４）にノズルアレイを含む所与のノズルか
ら印刷サイクルの間に一定速度でインク小滴を発射させ
るノズル発射命令を生成し、媒体（１０）を回転させる
装置が、前記媒体（１０）の回転速度を変化させてイン
クジェットノズルアレイ（５４）の接線速度を実質上一
定にするように適合させる上記１０〜１４のいずれかに
記載のインクジェット印刷システム。１６．制御装置（１００）が、前記インクジェットノズ
ルアレイ（５４）にインク小滴を印刷サイクルの間に可
変速度で発射させるノズル発射命令を生成する上記１０
〜１４のいずれかに記載のインクジェット印刷システ
ム。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のインクジェットノズルアレイによる媒体の領域に対す
る印刷方法及びそのインクジェット印刷システムによれ
ば、平らな媒体上のインクジェットノズルアレイによる
ラスタ掃引の場合のヒステリシス及び余白の問題が改善
さる。すなわち、螺旋状の軌跡経路に沿って印刷して、
機械的ヒステリシスを減少させ、かつ、印刷されない余
白の面積が無くなるように一方向でのインクジェット印
刷が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェットノズルアレイによる媒
体の領域に対する印刷方法及びそのインクジェット印刷
システムの実施形態における構成を示し、インクジェッ
ト印刷システムを示す斜視図である。

【図２】実施形態にあって印刷動作中の媒体に対するノ
ズルアレイの相対運動経路（螺旋状軌跡）を説明するた
めの図である。

【図３】実施形態にあって複数のノズルを有する単純化
したノズルアレイを平坦な媒体面に対する二つの位置で
示す模式図である。

【図４】実施形態にあって媒体が２回目に回転する場合
（プラテンの回転に伴ってキャリッジがキャリッジ軸に
沿って所与の動きをした場合）最も外側のノズルの経路
を単純化して説明するための図である。

【図５】実施形態にあってノズルアレイの螺旋が部分的
にオーバラップする場合にノズルアレイの最も外側のノ
ズルの媒体が１回転する間の第１代替経路を説明するた
めの図である。

【図６】実施形態にあってノズルアレイの螺旋が部分的
にアンダーラップする場合にノズルアレイの最も外側の
ノズルの媒体が１回転する間の第２代替経路を説明する
ための図である。

【図７】実施形態にあってノズルアレイの接線速度を維
持するための平坦な媒体の角速度を半径方向の距離の関
数として示す図（グラフ）である。

【図８】図１に示したプリンタシステムの制御システム
を簡略化して示す回路図である。

【符号の説明】

１０媒体４０第２装置（ペン）５０インクジェット印刷システム５２インクジェットペン５４ノズルアレイ５６Ａ〜５６Ｎインクジェットノズル６０キャリッジ７０キャリッジ駆動システム７２駆動モータ７４ベルト駆動機構７６エンコーダストライプ７８ペン走査エンコーダ８０回転台プラテン９０回転台駆動システム９２回転台モータ９４回転台エンコーダ１００制御装置１０２メモリ１２０ホスト計算機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェットノズルアレイによる媒体
の領域に対する印刷方法において、インクジェットノズルアレイ（５４）を設定する段階
と、インクジェット印刷サイクル中に前記インクジェットノ
ズルアレイ（５４）から発射されるインク小滴を受け取
るように平坦に前記媒体（１０）を支持する段階と、インクジェット印刷サイクル中にインク小滴を前記媒体
（１０）上に発射する段階と、前記インクジェット印刷サイクル中に前記インクジェッ
トノズルアレイ（５４）が、前記媒体（１０）に対して
螺旋状軌跡を定義するように、前記インクジェットノズ
ルアレイ（５４）と前記媒体（１０）との間に相対運動
を設定する段階と、を有することを特徴とするインクジェットノズルアレイ
による媒体の領域に対する印刷方法。