JP6811331B2 - プリントヘッドにおける流体の再循環 - Google Patents

Description

背景
流体吐出デバイスは、インクジェットプリンタを含む印刷システムにおけるプリントヘッドのような、様々な用途において実施され得る。幾つかの流体吐出デバイスは、流体を再循環することができる。

例が、添付図面に関連して一例として説明される。当該図面において、対応する参照符号は、対応する部品を示す。

一例による、流体を再循環する例示的な方法を実施するのに適した印刷システムのブロック図である。 一例による、プリントヘッドの断面図である。 一例による、再循環を実行するためのパイプラインのブロック図である。 一例による、プリントヘッドダイにおいて流体を再循環するための例示的な方法の流れ図である。 一例による、再循環周波数パターンのタイミング図である。 一例による、命令で符号化された持続性コンピュータ可読媒体のブロック図である。

詳細な説明
インクジェットプリンタ又は３Ｄプリンタを含む印刷システムは、プリントヘッドのような流体吐出デバイス、流体吐出デバイスに印刷流体を供給する印刷流体供給部、及び流体吐出デバイスを制御するコントローラを含むことができる。流体吐出デバイス、例えばプリントヘッドは、流体滴のドロップオンデマンドの吐出を行うことができる。幾つかの例において、流体吐出デバイスは、印刷流体滴のオンデマンドの吐出を容易にするために印刷システムに実装され得る。

印刷システムは、複数のオリフィス又はノズルを介して、印刷流体滴（例えば、液体インクの小滴または印刷薬剤の小滴）を印刷媒体上へ吐出することにより、イメージ又は物体の層を生成することができる。印刷媒体は、紙、厚紙、プラスチック又は布地などのようなシート状媒体、係る材料の巻取紙ロール、又は３Ｄ印刷システムの場合の印刷材料の層の任意の種類であることができる。印刷流体の例は、インク、トナー、着色剤、ニス、仕上げ材料、艶強化材料、結合剤（バインダ）、及び／又は他の係る材料を含むことができる。

幾つかの例において、流体吐出デバイスは、ノズルと流体連絡する流体アクチュエータを活性化することにより、ノズルから流体を吐出することができる。幾つかの例において、アクチュエータは、熱抵抗素子を含むことができ、流体滴は、当該抵抗素子に電流を通電して熱を生成し、吐出チャンバ内の流体のごく一部を気化させることにより、ノズルから吐出され得る。流体の一部は、蒸気泡により変位することができ、ノズルを介して吐出され得る。幾つかの例において、アクチュエータは、圧電素子であることができ、流体滴は、圧電素子に電気パルスを流し、ノズルから流体を押し出すための圧力パルスを生成することができる物理的変位を生じさせることにより、ノズルから吐出され得る。

幾つかの例において、印刷流体は、ノズルの閉塞または目詰まりを引き起こすかもしれない。例えば、印刷流体の閉塞は、プリントヘッド内に気泡として蓄積する過剰空気が存在する場合に生じるかもしれない。例えば、印刷流体がリザーバに貯蔵されている間のように、空気にさらされている際に、追加の空気が印刷流体に溶解する可能性がある。プリントヘッドの吐出チャンバから印刷流体滴を吐出する後続の動作により、印刷流体から過剰空気が放出されることができ、次いで気泡として蓄積する可能性がある。気泡は、吐出チャンバからプリントヘッドの他の領域に移動することができ、この場合、気泡は、プリントヘッドへの及びプリントヘッド内の印刷流体の流れを阻止する可能性がある。吐出チャンバ内の気泡は、圧力を吸収し、ノズルを介して押し動かされる流体に対する力を低減し、液滴速度を低減または吐出を妨げるかもしれない。

幾つかの例において、インクジェット印刷システムは、印刷流体として顔料ベースのインク又は染料ベースのインクを使用することができる。また、顔料ベースのインクは、顔料インクのビヒクル分離（pigment-ink vehicle separation：ＰＩＶＳ）に起因して、プリントヘッドにおいて印刷流体の閉塞または目詰まりも生じるかもしれない。ＰＩＶＳは、ノズル領域においてインクからの水分蒸発、及び顔料の水に対するより高い親和性に起因したノズル領域近くのインクの顔料濃度減少の結果であるかもしれない。貯蔵または不使用の期間中、顔料粒子は、インクビヒクル中に沈殿する可能性があり、それによりプリントヘッドの吐出チャンバ及びノズルへのインク流れが妨げられる又は阻止されるかもしれない。

幾つかの例において、キャッピングされないノズルが周囲環境にさらされて、その結果、水または溶剤の蒸発がＰＩＶＳ及び粘性のあるインクプラグの形成を生じるかもしれないような状況に関連した他の要因は、印刷流体の液滴を適切に吐出するためのノズルの能力を劣化させるかもしれない。

本開示の幾つかの例は、流体供給スロット間で（即ち、スロットからスロットへ）流体を再循環することにより、又は吐出チャンバから吐出チャンバへ、スロットから吐出チャンバへ、ポンプチャンバからスロットへ、ポンプチャンバから吐出チャンバへ流体を再循環するなどにより、印刷システムにおける印刷流体の閉塞および／または目詰まりを低減することができる。

図１は、一例による、流体再循環を実施するのに適した印刷システム１００の一例を示す。印刷システム１００は、プリントヘッドアセンブリ１０２、印刷流体供給アセンブリ１０４及び電子コントローラ１１０を含む。印刷システム１００の様々な電気コンポーネントは、それらに電力を供給する電源（図示せず）と接続され得る。

プリントヘッドアセンブリ１０２は、複数のオリフィス又はノズル１１６を介して印刷流体（例えば、液体インク）の小滴を印刷媒体１１８へ向けて吐出する、プリントヘッド１１４のような流体吐出デバイス１１４を含む。ノズル１１６は、プリントヘッドアセンブリ１０２及び印刷媒体１１８が互いに対して移動する際に、ノズル１１６からの印刷流体の適切に順序付けられた吐出が、例えば、印刷媒体１１８上に印刷されるべき文字、記号および／または他のグラフィクス又はイメージを生じさせることができるように、１つ又は複数の列で配列され得る。印刷流体供給アセンブリ１０４は、供給管のようなインターフェース接続を介して、印刷流体リザーバ１２０からプリントヘッドアセンブリ１０２へ印刷流体を供給することができる。リザーバ１２０は、取り外され得る、交換され得る、及び／又は詰め替えられ得る。

幾つかの例において、電子コントローラ１１０は、プロセッサ、メモリ、他の電子回路、並びに印刷システム１００の一般的な機能を制御するための及びプリントヘッドアセンブリ１０２のようなコンポーネントと通信して制御するための機械可読命令のような、標準的なコンピューティングシステムのコンポーネントを含むことができる。幾つかの例において、電子コントローラ１１０は、コンピュータのようなホストシステムからデータ１２４を受け取ることができ、データ１２４をメモリに一時的に格納することができる。幾つかの例において、データ１２４は、電子的情報伝達経路、赤外線情報伝達経路、光学的情報伝達経路または他の情報伝達経路に沿って印刷システム１００に送られ得る。データ１２４は、例えば、印刷されるべきドキュメント、ファイル及び／又は３Ｄ物体を表すことができる。そういうものだから、データ１２４は、印刷システム１００用の印刷ジョブを形成することができ、１つ又は複数の印刷ジョブコマンド及び／又はコマンドパラメータを含むことができる。

幾つかの例において、コントローラ１１０は、印刷流体滴をノズル１１６から吐出するようにプリントヘッドアセンブリ１０２を制御することができる。かくして、電子コントローラ１１０は、例えば、印刷媒体１１８上に文字、記号および／または他のグラフィクス又はイメージを形成することができる吐出される印刷流体滴のパターンを画定することができる。吐出される印刷流体滴のパターンは、印刷ジョブコマンド及び／又はコマンドパラメータにより決定され得る。例えば、コントローラ１１０は、吐出される印刷流体滴のパターンを決定するように流体アクチュエータに送信され得る一連の噴射パルス又は噴射パルスのパターンを生成することができる。

幾つかの例において、コントローラ１１０は、コントローラ１１０のメモリに格納された流体循環モジュール１２６を含むことができる。流体循環モジュール１２６は、流体吐出デバイス１１４内の１つ又は複数のポンプアクチュエータの動作を制御するために、コントローラ１１０で、即ちコントローラ１１０のプロセッサで実行することができる。より具体的には、幾つかの例において、コントローラ１１０は、流体循環モジュール１２６からの命令を実行して、流体吐出デバイス１１４内のどのポンプアクチュエータがアクティブであり、どのポンプアクチュエータがアクティブでないかを制御することができる。また、コントローラ１１０は、ポンプアクチュエータの活性化のタイミングも制御することができる。

他の例において、コントローラ１１０は、流体循環モジュール１２６からの命令を実行して、例えば流体吐出デバイス１１４内の流体供給スロット間で流体チャネルを介した流体の流れの方向、速度、及びタイミングを制御するために、ポンプアクチュエータの順方向および逆方向ポンピング行程（即ち、圧縮流体変位および膨張流体変位）のタイミング及び持続時間を制御することができる。

幾つかの例において、プリントヘッドアセンブリ１０２は、１つの流体吐出デバイス（プリントヘッド）１１４を含むことができる。他の例において、プリントヘッドアセンブリ１０２は、複数のプリントヘッド１１４を含むことができる。例えば、プリントヘッドアセンブリ１０２は、ワイドアレイ又はマルチヘッドのプリントヘッドアセンブリであることができる。ワイドアレイアセンブリの一具現化形態において、プリントヘッドアセンブリ１０２は、プリントヘッド１１４を保持し、プリントヘッド１１４とコントローラ１１０との間の電気通信を提供し、プリントヘッド１１４とインク供給アセンブリ１０４との間に流体連絡を提供するキャリヤを含むことができる。

幾つかの例において、印刷システム１００は、ドロップオンデマンドのサーマルインクジェット印刷システムであることができ、この場合、流体吐出デバイス１１４は、サーマルインクジェット（ＴＩＪ）プリントヘッドである。サーマルインクジェットプリントヘッドは、インクチャンバ内に熱抵抗吐出素子を実装し、インクを気化させてノズル１１６からインク滴または他の印刷流体滴を押し出す気泡を形成する。他の例において、印刷システム１００は、ドロップオンデマンドの圧電インクジェット印刷システムであることができ、この場合、流体吐出デバイス１１４は、ノズルから印刷流体滴を押し出す圧力パルスを生成するために、吐出素子として圧電材料アクチュエータを実装する圧電インクジェット（ＰＩＪ）プリントヘッドである。

幾つかの例において、再循環は、再循環が対応するノズル（単数または複数）１１６による液滴の吐出を完了する前に終了するように、少なくとも１つのノズル１１６に対して実行される。

幾つかの例において、ノズル（単数または複数）１１６に対する再循環は、対応する再循環ポンプを活性化することにより実行される。幾つかの例において、再循環は、別々に各ノズルに対して実行され、各ノズルは対応するポンプと連絡する。幾つかの例において、１つのポンプが、各ノズルに設けられる。他の例において、１つのポンプが、２個以上のノズルに設けられる。例えば、１つのポンプは、２個のノズルに、又は３個または５個のノズル或いは５０個ほどのノズルのような、複数のノズルを含むノズルのグループに設けられ得る。

幾つかの例において、再循環のタイミングは、対応するノズル（単数または複数）１１６が液滴を吐出する前に再循環が終了するように制御される。例えば、タイミングは、再循環が液滴吐出のちょっと前（例えば、液滴吐出前の数ミリ秒ほど前）に終了するように制御され得る。他の例において、再循環は、液滴吐出の開始段階中であるが、液滴の吐出を完了する前に終了することができる。例えば、再循環は、対応するサーマル（熱）アクチュエータが印刷流体を加熱する間に及び／又はノズルから印刷流体を押し出し始める気泡が吐出チャンバ内に生じる間に、終了することができる。

幾つかの例において、印刷データ１２４は、どのノズル（単数または複数）１１６が液滴を吐出するか及び／又は対応するノズル（単数または複数）１１６がいつ液滴を吐出するかを決定することに先立って処理される。

図２は、一例によるプリントヘッド１１４の断面図である。プリントヘッド１１４は、ダイ基板２００（例えば、シリコンダイ基板）を含むことができ、この場合、第１の流体供給スロット２０２及び第２の流体供給スロット２０４が内部に形成されている。流体供給スロット２０２、２０４は、図１に関連して上述された流体リザーバ１２０のような、流体供給部（図示せず）と流体連絡することができる細長いスロットであることができる。

幾つかの例において、プリントヘッド１１４は、流体チャンバ２１０、２１２を画定し、ノズル１１６を有するノズル層２１４から基板２００を分離する壁２０８を有するチャンバ層２０６を含むことができる。流体チャンバ２１０及び２１２はそれぞれ、流体吐出チャンバ２１０及び流体ポンプチャンバ２１２を含むことができる。流体チャンバ２１０及び２１２は、流体スロット２０２、２０４と流体連絡することができる。流体吐出チャンバ２１０は、流体が流体吐出アクチュエータ２１６ａの活性化により吐出されるノズル１１６を有する。流体ポンプチャンバ２１２は、流体が吐出されるノズルを備えていないという点で閉じたチャンバである。ポンプチャンバ２１２内の流体ポンプアクチュエータ２１６ｂの活性化により、流体供給スロット２０２と２０４との間に流体流れを生じることができる。

流体変位アクチュエータ２１６は、ノズル１１６を介して流体滴を吐出するために流体吐出チャンバ２１０内の流体を変位させることができる、及び／又は流体供給スロット２０２、２０４間に流体流れを生じさせるために流体ポンプチャンバ２１２内で流体変位を生じさせるための素子（要素）であるとして、本開示の全体にわたって概して説明される。

流体変位アクチュエータ２１６の一例は、熱抵抗素子である。活性化される場合、熱抵抗素子からの熱が、チャンバ２１０、２１２内の流体を気化させ、それにより成長している気泡が流体を変位させる。流体変位アクチュエータ２１６の別の例は、圧電素子である。圧電素子は、チャンバ２１０、２１２の底部に形成された可動膜に付着された圧電材料を含むことができる。活性化される場合、圧電材料は、チャンバ２１０、２１２の中への膜の撓みを生じさせて、流体を変位する圧力パルスを生成する。

熱抵抗素子および圧電素子に加えて、他のタイプの流体変位アクチュエータ２１６も、例えばスロット間流体循環を発生させるために、流体吐出デバイス１１４における具現化に適しているかもしれない。例えば、プリントヘッド１１４は、静電（ＭＥＭＳ）アクチュエータ、機械的／インパクト駆動型アクチュエータ、ボイスコイル型アクチュエータ、磁歪駆動型アクチュエータなどを実装することができる。

幾つかの例において、図２に示されるように、流体吐出デバイス１１４は、流体チャネル２２２を含むことができる。流体チャネル２２２は、第１の流体スロット２０２からダイ基板２００の中央を横切って第２の流体スロット２０４まで延びることができる。幾つかの例において、流体チャネル２２２は、第１の列の流体ポンプチャンバ２１２を第２の列の流体ポンプチャンバ２１２と結合することができる。流体ポンプチャンバ２１２は、流体チャネル２２２内にあることができ、チャネル２２２の一部であるとみなされ得る。かくして、各流体ポンプチャンバ２１２は、流体チャネル２２２内で、流体チャネル２２２の端部に向かって非対称的に（即ち、中心から外れて）配置され得る。

図２に示されるように、幾つかの流体ポンプアクチュエータ２１６ｂはアクティブであり、幾つかはイナクティブである。イナクティブなポンプアクチュエータ２１６ｂは、「Ｘ」で示される。アクティブ及びイナクティブのポンプアクチュエータ２１６ｂのパターンは、流体循環モジュール１２６を実行するコントローラ１１０（図１を参照）により制御されて、第１のスロット２０２と第２のスロット２０４との間で流体を循環するようにチャネル２２２を介した流体の流れを生成することができる。図２の方向矢印は、流体が流体供給スロット２０２、２０４間でチャネル２２２を介してどの方向に流れるかを示す。チャネル２２２を介した流体の流れの方向は、チャネル２２２の端部における流体ポンプアクチュエータ２１６ｂの一方または他方を活性化することにより制御され得る。かくして、様々な流体循環パターンは、どのポンプアクチュエータ２１６ｂをアクティブにし、どのポンプアクチュエータ２１６ｂをイナクティブにするかを制御することにより、流体供給スロット２０２、２０４間で確立され得る。例えば、アクティブ及びイナクティブになるべきポンプアクチュエータ２１６ｂのグループを制御することは、第１の流体供給スロット２０２から幾つかのチャネルを介して第２の流体供給スロット２０４まで流れる、及び第２の流体供給スロット２０４から他のチャネル２２２を介して第１の流体供給スロット２０２に戻るように流れる流体を発生させる。ポンプアクチュエータ２１６ｂがアクティブでないチャネル２２２では、流体の流れはほとんど又は全く無いかもしれない。

幾つかの例において、再循環パルスがポンプを活性化し、その結果、流体の流れが生じることができる。幾つかの例において、多数の再循環パルスは、処理された印刷データに基づいて生成される。幾つかの例において、印刷データは、対応するノズル（単数または複数）による液滴の吐出の完了前に、再循環パルスが生成されるように、前もって処理される。

幾つかの例において、印刷データは、どのノズル（単数または複数）がまさに液滴を吐出しようとしているかをコントローラが前もって識別するように、前もって処理される。幾つかの例において、コントローラは、特に液滴をまさに吐出しようとしている及びキャッピングされておらず周囲環境にさらされている（即ち、ノズルスコアが対応する閾値を超える）これらノズル（単数または複数）に対して、再循環が実行されるように、再循環パルスの生成および印加を制御することができる。更に、幾つかの例において、生成される再循環パルスのパターンは、個々のノズルが超えた個々の再循環閾値に少なくとも部分的に基づくことができる。例えば、再循環パルスの第１のパターンは、個々のノズルが第１の再循環閾値を超える場合に個々のノズルに対して生成され得る。例を続けると、再循環パルスの第２のパターンは、個々のノズルが第２の再循環閾値を超える場合に個々のノズルに対して生成され得る。理解され得るように、再循環パルスのパターンは、全持続時間、パルス持続時間、周波数などにおいて異なることができる。

図３は、噴射パルスより前に再循環パルスを生成するための印刷データパイプラインの一例を示す。幾つかの例において、液滴が吐出される前に再循環プロセスが実行され得るように、ノズルが再循環を必要とするか否かが、前もって判断され得る。例えば、幾つかのプリントヘッドは、各トレンチに異なる色を有する幾つかのトレンチを含む。結果としてのイメージが印刷媒体上に適切に位置合わせされた全ての色を有するように、先行するトレンチが最初に印刷を開始し、残りのものが遅延され得る。

再循環方法の既存の具現化形態において、各トレンチは、２つの異なる仮想トレンチへ分割され得る。一方の仮想トレンチは、幾つか又は全てのノズルを含むことができ、他方の仮想トレンチは、幾つか又は全てのポンプを含むことができる。２つの仮想トレンチは、同じ正確な構成で同じ正確な入力イメージを処理することができ、その結果、それらは同じ正確な小滴を生成する。

本明細書で説明される例において、再循環のためにどのポンプが活性化することになるかを指定するポンプデータ、及びどのノズルが小滴を吐出することになるかを指定するノズルデータが、単一のプロセスで生成される。これは、イメージデータを２回処理する（即ち、仮想トレンチ１つ毎に１回）ことを回避し、それによりポンプデータを生成するために使用される帯域幅が低減される。更に、これは、所与のノズルから液滴を吐出する前に再循環が実行されるように、ノズルデータに空白の列を追加する必要性を回避する。

ポンプデータは、本明細書においてポンプデータメモリ３０２と呼ばれる第１のメモリに格納される。ノズルデータは、本明細書においてノズルデータメモリ３０４と呼ばれる第２のメモリに格納される。ノズルデータメモリ３０４は、マイクロ再循環ポンピングの開始と関連するノズルの噴射との間でサポートされる最も長い遅延を満たすのに必要とされる限り、ノズルデータを保持する。

使用中、入力イメージデータ３０６が、コントローラ１１０を含むことができるバックエンドパイプライン３０８により受け取られる。バックエンドパイプライン３０８は、ポンプデータメモリ３０２に格納されるべきポンプデータ及びノズルデータメモリ３０４に格納されるべきノズルデータを生成する役割を果たすことができる。

ノズルデータメモリ３０４に格納されるノズルデータとは別にポンプデータメモリ３０２にポンプデータを格納することにより、幾つかの例において、ポンプデータが、タイムドメイン（時間領域）において圧縮されることを可能にすることができる。例えば、印刷列毎に１つのポンプにつき１ビット生成する代わりに、ポンプデータは、各ポンプがアクティブ又はイナクティブであるか否かを単に示すことができる。このようにポンプデータを圧縮することは、ポンプデータを格納するために使用されるポンプメモリ３０２のサイズの低減を容易にすることができ、ポンプデータメモリ３０２からコントローラ１１０にポンプデータを伝送するために使用される帯域幅の低減を容易にすることができる。幾つかの例において、コントローラ１１０は、ポンプアクチュエータ２１６ｂに印加するための再循環パルスを生成するために、圧縮されたポンプデータをその後に解釈するように構成され得る。

幾つかの例において、バックエンドパイプライン３０８は、ポンプデータが生成されてポンプデータメモリ３０２に格納されたすぐ後に又は直後に、ポンプデータを読み出して、ポンプデータに基づいて再循環を開始することができる。次いで、バックエンドパイプラインは、所定時間後、又は所定数の列が再循環を受けた後、ノズルデータを読み出し及びノズルデータに作用する役割を果たすことができる。

プリントヘッドダイにおいて流体を再循環するための例示的な方法４００が、図４に示される。

上述されたように、イメージは、対応するノズルと連絡する流体アクチュエータを活性化する一連の噴射パルス又は噴射パルスのパターンを生成することにより、印刷媒体上へ印刷され得る。活性化される流体アクチュエータにより、印刷流体の小滴が、対応するノズルを介して印刷媒体上へ吐出され、それにより印刷されるべき文字またはイメージが印刷される。

噴射パルスの生成は、コントローラにより制御され得る。コントローラは、例えば印刷されるべきイメージを表す印刷データを受け取ることができる。印刷データは、コントローラ（例えば、コントローラのプロセッサ）により、処理されることができ、印刷システム用の印刷ジョブが生成され、当該印刷ジョブは、印刷ジョブコマンド及び／又はコマンドパラメータを含む。かくして、印刷データを処理することにより、コントローラは、液滴吐出のタイミング、及びどのノズル（単数または複数）がどの印刷列において印刷媒体上へ印刷流体の小滴を吐出するべきであるかを制御することができる。

図４を参照すると、プリントヘッドダイにおいて流体を再循環する例示的な方法４００は、ボックス４０２において、印刷データ１２４（図１を参照）を処理することを含む。印刷データ１２４は、コントローラ１１０（図１を参照）により、例えばコントローラ１１０のプロセッサにより、処理され得る。幾つかの例において、印刷データ１２４は、印刷されるべきドキュメント、ファイル、イメージ又は物体を表すことができる。幾つかの例において、印刷データ１２４は、１つ又は複数の印刷ジョブコマンド及び／又はコマンドパラメータを含むことができる。かくして、上述されたように、印刷データ１２４を処理することにより、コントローラ１１０は、液滴吐出のタイミング、及びどのノズル（単数または複数）が液滴を吐出するべきであるかを制御することができる。

図４を参照すると、例示的な方法４００は、ボックス４０４において、ノズルスコアを求めることを含む。

幾つかの例において、ノズルスコアは、ノズル毎に求められる。他の例において、ノズルスコアは、１つのノズル毎に、選択された数のノズルに関して求められ得る。幾つかの例において、ノズルスコアは、多数のノズルを含むノズルのグループに関して求められ得る。

幾つかの例において、ノズルスコアは、ノズルの状態（例えば、液滴をまさに印刷しようとしている時）を予測するために求められる。ノズルの状態は、対応するノズルがどれぐらいキャッピングされていなくて周囲環境にさらされたかを示すことができる。例えば、ノズルが液滴をまさに印刷しようとしている時に当該ノズルが長い持続時間にわたってキャッピングされていなくて周囲環境にさらされた場合に、正確に液滴吐出を行うために再循環を必要とするかもしれない。

幾つかの例において、ノズルスコアは、最後の液滴からの空白の列の数を累積する。上述されたように、インクジェットプリントヘッドは、プリントヘッドに気泡として蓄積する過剰空気に起因して、印刷流体の閉塞および／または目詰まりを発生する可能性がある。幾つかの例において、顔料ベースのインクは、顔料インクのビヒクル分離（ＰＩＶＳ）に起因して、プリントヘッドにおける印刷流体の閉塞または目詰まりも引き起こす可能性がある。貯蔵または不使用の期間中、顔料粒子は、インクビヒクルから沈降または沈殿する可能性があり、それによりプリントヘッドの吐出チャンバ及びノズルへのインク流れが妨げられる又は阻止されるかもしれない。

幾つかの例において、ノズル１１６は、プリンタが印刷していない間にキャッピングされる。しかしながら、印刷している間に、ノズル１１６は、まさに液滴を吐出しようと吐出しまいと、キャッピングされていない状態のままである。かくして、幾つかの例において、ノズル又は多数のノズルは、多数の列に関して（即ち、多数の空白の列に関して）液滴を吐出しない間に、キャッピングされずに周囲環境にさらされた状態のままであるかもしれない。かくして、ノズルスコアは、印刷噴射周波数を用いて、対応するノズル（単数または複数）の不使用の時間に変換され得る。従って、幾つかの例において、特定のノズルに関するノズルスコアは、特定のノズルで実行される液滴吐出間の時間に少なくとも部分的に基づくことができる。言い換えれば、特定のノズルに関するノズルスコアは、特定のノズルの使用および／または不使用に少なくとも部分的に基づくことができ、この場合、特定のノズルに関する係る使用および／または不使用は、印刷データに少なくとも部分的に基づいて求められ得る。

幾つかの例において、ノズルスコアは、数秒まで累積することができる。幾つかの例において、ノズルスコアは、印刷解像度であることができる。他の例において、ノズルスコアは、印刷解像度でなくてもよい。

図４を参照すると、例示的な方法４００は、ボックス４０６において、ノズルスコアを再循環閾値と比較することを含む。

幾つかの例において、再循環閾値が提供される。例えば、１つの再循環閾値が提供され得る。他の例において、例えば４つの再循環閾値のような、２つ以上の再循環閾値が提供され得る。例えば、２つ以上の再循環閾値を有することは、様々なノズル状態に対処するための柔軟性を提供することができる。

幾つかの例において、吐出されるべき各液滴に対して、対応するノズルが再循環を必要とするか否かが判断されなければならない。他の例において、対応するノズルが、吐出されるべき液滴の選択された数に関して（例えば、液滴の１個おきに、又は例えば吐出されるべき１０個の液滴の中から１つの液滴）再循環を必要とするか否かが判断され得る。ノズル又はノズルのグループが再循環を必要とするか否かを判断するために、再循環閾値が利用され得る。従って、幾つかの例において、特定のノズルに対して再循環を実行するか否かは、特定のノズルによる液滴吐出の直前に判断され得る。

図４のボックス４０６で示されるように、ノズルスコアが、液滴を吐出する前に再循環閾値を超えている場合、再循環プロセスがもたらされ、そうでなければ再循環は実行される必要がない。

２つ以上の再循環閾値の場合、ノズルスコアは、再循環閾値の全て又は少なくとも一部と比較される。例えば、ノズルスコアが再循環閾値の１つを超える場合、再循環閾値の別の１つがノズルスコアを上回るか否かが判断され得る。

例えば、４個の再循環閾値の場合（例えば、第１の再循環閾値ｔ_０が４０００であり、第２の再循環閾値ｔ_１が３０００であり、第３の再循環閾値ｔ_２が２０００であり、及び第４の再循環閾値ｔ_３が１０００である）、ノズルスコアが第１の再循環閾値を超えるか否かが判断され得る。超える場合、再循環プロセスがもたらされ得る。第１の閾値を超えていない場合、第２の閾値を超えているか否かが判断されることができるなどである。ノズルスコアが再循環閾値を超えない限り、再循環プロセスはもたらされない。ノズルスコアが特定の閾値を超えるとすぐに、再循環プロセスが開始され、残りの閾値とノズルスコアの更なる比較は行われなくてよい。

幾つかの例において、再循環長さが提供される。例えば、１つの再循環長さが提供され得る。他の例において、３つ以上の再循環長さのような、２つ以上の再循環長さが提供され得る。幾つかの例において、再循環長さは、提供される各再循環閾値に対して提供される。

再循環長さは、再循環プロセスの長さ、即ちその持続時間を示すことができる。再循環長さが各再循環閾値に対して提供される場合、ノズルスコア値に依存して、即ちノズルスコアが超える特定の閾値に依存して、異なる長さ（持続時間）で再循環プロセスをもたらすことができる。

幾つかの例において、再循環は、ノズルスコアが対応する再循環閾値を超えるノズル毎に実行され得る。幾つかの例において、再循環は、ノズルスコアが対応する再循環閾値を超えるノズルのグループに、又はノズルスコアが対応する再循環閾値を超える多数のノズルからなるグループに実行され得る。

例えば、ノズルのグループは、多数のノズル（例えば、２０個のノズル）を含むことができる。再循環は、このノズルのグループ（例えば、特定の２０個のノズル）に実行されることができ、これらノズルの数分の一（例えば、ノズルのグループの半分、即ち１０個のノズル）のノズルスコアが対応する閾値を超える場合である。再循環は、ノズルのグループの一部のノズル又は全てのノズルがまさに液滴を吐出しようとしている時に、ノズルのそのグループに実行され得る。例えば、再循環は、ノズルのグループ中のノズルの一部がまさに液滴を吐出しようとしている場合に、及びノズルのそのグループのノズルスコア又はそのグループの一部または全てのノズルのノズルスコアが対応する再循環閾値を超える場合に、実行され得る。

ボックス４０８で示されるように、再循環は、多数の再循環パルスを生成することにより開始される。

幾つかの例において、図４のボックス４１０で示されるように、多数の再循環パルスは、ノズル毎に１つのポンプ又はポンプアクチュエータに印加される。例えば、１つのポンプがノズル毎に設けられることができ、そのノズルと連絡することができる。他の例において、１つのポンプが、３つ以上のノズルのようなノズルのグループに設けられることができ、そのポンプは、ノズルのそのグループの各ノズルと連絡することができる。幾つかの例において、多数の再循環パルスは、ノズル毎に２つ以上のポンプに印加される。

幾つかの例において、再循環に起因して、熱がプリントヘッドに蓄積され得る。幾つかの例において、この蓄積された熱、又はその少なくとも一部は、後続の液滴の吐出により消散される。

幾つかの例において、再循環パルスは、どの特定のノズルがまさに液滴を吐出しようとしているかを判断せずに、まもなく印刷されるイメージ領域に直接的に基づいてポンプを活性化することができる。

幾つかの例において、熱が消散される、単一のダイにおける様々なフラッシュ「箇所」が、隣接するチャネルにおいて再循環を開始するために決定され（求められ）得る。他の例において、熱が消散される、単一のダイ内のフラッシュ「領域」が、隣接するチャネルにおいて循環を開始するために決定され（求められ）得る。

幾つかの例において、液滴吐出中の再循環は、それが液滴吐出前に終了するように、再循環のタイミングをとることにより回避され得る。他の例において、再循環は、液滴吐出の初期の開始段階中に終了することができる。

幾つかの例において、再循環は、まさに印刷しようとしているノズルに実行される。例えば、たとえ対応するノズルスコアが再循環閾値を超えたとしても、少しの間印刷しようとしていないノズルに再循環を実行することが回避されることができ、その理由は、再循環中に蓄積され得る熱が液滴の後続の吐出により消散されることができないからである。

幾つかの例において、１つの再循環周波数パターンが決定される。他の例において、２つ以上の再循環周波数パターンが決定され得る。

再循環周波数は、再循環パルスがポンプアクチュエータに送られる周波数である。最大の再循環周波数は、噴射パルスの印刷周波数と同じであることができる。再循環周波数は、噴射周波数の数分の一、例えば噴射周波数の半分であることができる。これは、列の全てにパルスを生成しないことにより達成され得る。

幾つかの例において、ポンプは、残りのノズルとしてデジタル的に駆動され、パルスは、通常の印刷列において生成され得る。従って、考えられる最大の再循環周波数は、印刷噴射周波数と同じであることができる。この場合、パルス列は、単一の噴射列すべてに１つのパルスを含む。より低い周波数は、列の全てにパルスを生成しないことにより達成され得る。再循環周波数を構成するために、特定の長さの周波数パターン（例えば、１６ビット周波数パターン）が提供され得る。パルス列は、列全体にわたってこのパターンを繰り返すことにより、構築され得る。

図５は、異なる周波数パターンに関するパルス列の３２列を示す。看取され得るように、最大周波数は、パターン０ｘＦＦＦＦで達成される。それぞれパターン０ｘ５５５５又は０ｘ１１１１で周波数を半分または四分の一に低減することができる。再循環周波数は、周波数パターンでアサートされた多数のビットにより決定され、そのため印刷噴射周波数の１６個の異なる分数が可能になることができる。

図６は、持続性コンピュータ可読媒体６００を示す。媒体６００は、例えばＣＤ−ＲＯＭ又は同種のもののような、任意の種類の持続性コンピュータ可読媒体であることができる。幾つかの例において、媒体６００は、命令６０２、６０４、６０６、６０８、６１０で符号化され得る。幾つかの例において、命令は、例えばプロセッサ（例えば、コンピュータプロセッサ）により実行可能であることができる。幾つかの例において、媒体６００は、プロセッサにより実行された際に、プロセッサに印刷データを処理させる命令６０２で符号化され得る。幾つかの例において、媒体６００は、プロセッサにより実行された際に、プロセッサにノズルスコアを求めさせる命令６０４で符号化され得る。幾つかの例において、媒体６００は、プロセッサにより実行された際に、プロセッサにノズルスコアを再循環閾値と比較させる命令６０６で符号化され得る。ノズルスコアが閾値を超えない場合、命令により、プロセッサが印刷データを処理し続けることができる。そうでなくて、ノズルスコアが閾値を超える場合、命令により、プロセッサが再循環パターン、即ち再循環パルスのパターンを生成することができる。この理由から、幾つかの例において、媒体６００は、プロセッサにより実行された際に、プロセッサに再循環パルスのパターンを生成させる命令６０８で符号化され得る。更に、幾つかの例において、媒体６００は、プロセッサにより実行された際に、プロセッサに再循環パルスをポンプに印加させる命令６１０で符号化され得る。

幾つかの例において、命令で符号化された持続性コンピュータ可読媒体が提供され、当該命令は、プロセッサにより実行された際に、プロセッサにプリントヘッドダイにおいて流体を再循環する方法を実行させ、この場合、再循環は、再循環が対応する少なくとも１つのノズルによる液滴の吐出を完了する前に終了するように、少なくとも１つのノズルに実行される。

幾つかの例において、持続性コンピュータ可読媒体は、プロセッサにより実行された際に、プロセッサに各ノズル対するノズルスコアを求めさせる命令で更に符号化される。幾つかの例において、ノズルスコアは、各ノズルの最後の液滴からの空白の列の数を累積する。

幾つかの例において、持続性コンピュータ可読媒体は、プロセッサにより実行された際に、プロセッサに再循環閾値を提供させる命令で更に符号化される。

幾つかの例において、持続性コンピュータ可読媒体は、プロセッサにより実行された際に、プロセッサに各再循環閾値に対する再循環長さを決定させる命令で更に符号化される。例えば、プロセッサは、１つ又は複数のノズルが液滴を最後に吐出してからの時間の長さを示す尺度に基づいて、どれぐらいの数の再循環サイクルを実行するかを求めることにより、再循環長さを決定する（求める）ことができる。

幾つかの例において、持続性コンピュータ可読媒体は、プロセッサにより実行された際に、ノズルスコアが対応する再循環閾値を超える各ノズルに対して、又はノズルスコアが対応する再循環閾値を超える多数のノズルを含むノズルの各グループに対して再循環をプロセッサに実行させる命令で更に符号化される。

幾つかの例において、持続性コンピュータ可読媒体は、プロセッサにより実行された際に、各ノズル又はノズルの各グループに対する少なくとも１つのポンプに多数の再循環パルスを、プロセッサに印加させる命令で更に符号化される。

幾つかの例において、持続性コンピュータ可読媒体は、プロセッサにより実行された際に、対応する少なくとも１つのノズルによる液滴の吐出を完了する前に多数の再循環パルスが終了するように、プロセッサに前もって印刷データを処理させ、及び処理された印刷データに基づいて多数の再循環パルスを生成させる命令で更に符号化される。

幾つかの例において、持続性コンピュータ可読媒体は、プロセッサにより実行された際に、どのノズルが液滴を吐出し及び対応するノズルがいつ液滴を吐出するかを判断するよう前もって印刷データを、プロセッサに処理させる命令で更に符号化される。

幾つかの例において、持続性コンピュータ可読媒体は、プロセッサにより実行された際に、プロセッサに再循環周波数パターンを決定させる命令で更に符号化される。

幾つかの例において、持続性コンピュータ可読媒体は、プロセッサにより実行された際に、再循環周波数パターン及び対応する再循環長さに従って多数の再循環パルスを生成することにより、各ノズル又はノズルのグループに対する再循環を、プロセッサに実行させる命令で更に符号化される。

幾つかの例において、プロセッサにより実行された際に、プリントヘッドダイにおいて流体を再循環する方法をプロセッサに実行させる命令で符号化された持続性コンピュータ可読媒体が提供され、この場合、再循環中に蓄積した熱は、液滴の吐出により消散される。

幾つかの例において、印刷システムが提供され、その印刷システムは、プリントヘッドダイを有する少なくとも１つのプリントヘッド及び少なくとも１つのノズルを含むプリントヘッドアセンブリと、プリントヘッドアセンブリと流体連絡する印刷流体供給アセンブリと、コントローラとを含み、コントローラは、プリントヘッドダイにおいて流体を再循環する方法を制御することになっており、対応する少なくとも１つのノズルによる液滴の吐出を完了する前に再循環が終了するように、再循環は少なくとも１つのノズルに実行される。

幾つかの例において、印刷システムのコントローラは更に、各ノズルに対するノズルスコアを求めることになっている。幾つかの例において、ノズルスコアは、各のノズルの最後の液滴からの空白の列の数を累積する。

幾つかの例において、印刷システムのコントローラは更に、再循環閾値を提供することになっている。

幾つかの例において、印刷システムのコントローラは更に、各再循環閾値に対して再循環長さを求めることになっている。

幾つかの例において、印刷システムのコントローラは更に、ノズルスコアが対応する再循環閾値を超える各ノズルに対して、又はノズルスコアが対応する再循環閾値を超える多数のノズルを含むノズルからなる各グループに対して再循環を実行することになっている。

幾つかの例において、印刷システムのコントローラは更に、各ノズル又はノズルの各グループに対する少なくとも１つのポンプに多数の再循環パルスを印加することになっている。

幾つかの例において、印刷システムのコントローラは更に、対応するノズルによる液滴の吐出を完了する前に多数の再循環パルスが終了するように、前もって印刷データを処理し、処理された印刷データに基づいて多数の再循環パルスを生成することになっている。

幾つかの例において、印刷システムのコントローラは更に、どのノズルが液滴を吐出し及び対応するノズルがいつ液滴を吐出するかを判断するよう前もって印刷データを処理することになっている。

幾つかの例において、印刷システムのコントローラは更に、再循環周波数パターンを決定することになっている。

幾つかの例において、印刷システムのコントローラは更に、再循環周波数パターン及び対応する再循環長さに従って多数の再循環パルスを生成することにより、各ノズル又はノズルのグループに対して再循環を実行することになっている。

幾つかの例において、印刷システムのコントローラは更に、プリントヘッドダイにおいて流体を再循環する方法を実行することになっており、この場合、再循環中に蓄積した熱は、液滴の吐出により消散される。

幾つかの例が詳細に説明されたが、理解されるべきは、開示された例は変更され得る。従って、上述の説明は、制限しないとみなされるべきである。

Claims (14)

1. プリントヘッドにおいて流体を再循環する方法であって、
   液滴が吐出されるべきプリントヘッドのノズルを指定する吐出データを生成し、前記吐出データを第１のメモリに格納し、
   再循環動作が実行されるべきノズルに対する再循環データを生成し、
   前記第１のメモリと異なる第２のメモリに、前記再循環データを格納し、
   前記第２のメモリに格納された前記再循環データを圧縮し、前記再循環データは、ノズルのグループに対する噴射信号を表すデータビットのグループを含み、前記圧縮することは、前記データビットのグループを、前記ノズルのグループがアクティブであるか又はイナクティブであるかを示すデータビットに置き換えることを含んでおり、
   前記吐出データに基づいて前記ノズルから液滴を吐出することに先だって前記再循環データに基づいて前記ノズル内の流体を再循環することを含み、
   前記再循環データが、ノズルの個々の吐出データに基づいて生成される、方法。
2. 再循環データは、前記ノズルが印刷動作中に液滴を吐出することになっているか否かを示すために生成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記ノズルに対して、ノズルスコアが求められる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ノズルスコアは、前記ノズルの最後の液滴からの空白の列の数を累積する、請求項３に記載の方法。
5. 流体再循環は、前記再循環データに基づいて及び前記ノズルスコアが再循環閾値を超える場合に、前記ノズルに対して実行される、請求項３又は４に記載の方法。
6. 流体再循環は、前記ノズルが少しの間印刷しようとしていない場合、たとえ対応するノズルスコアが再循環閾値を超えたとしても、前記ノズルに実行されない、請求項５に記載の方法。
7. 流体再循環は、前記ノズルのポンプに多数の再循環パルスを印加することを含む、請求項１〜６の何れか１項に記載の方法。
8. 印刷データは、前記ノズルが液滴を吐出するか否かおよび前記ノズルがいつ液滴を吐出するかを判断するために処理される、請求項２及び請求項２に直接的または間接的に従属する請求項３〜７の何れか１項に記載の方法。
9. 再循環周波数パターンが決定される、請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。
10. 流体再循環は、再循環周波数パターン及び対応する再循環長さに従って多数の再循環パルスを生成することにより、前記ノズルに対して実行される、請求項１〜６の何れか１項に記載の方法。
11. 前記プリントヘッドは、複数のノズルを含み、前記方法は、前記複数のノズルのそれぞれに対して実行される、請求項１〜１０の何れか１項に記載の方法。
12. 印刷システムであって、
    プリントヘッドを含むプリントヘッドアセンブリと、
    前記プリントヘッドアセンブリと流体連絡する印刷流体供給アセンブリと、
    コントローラとを含み、前記コントローラは、
    液滴が吐出されるべき前記プリントヘッドのノズルを指定する吐出データを生成し、前記吐出データを第１のメモリに格納し、
    再循環動作が実行されるべき前記ノズルに対する再循環データを生成し、
    前記第１のメモリと異なる第２のメモリに、前記再循環データを格納し、
    前記第２のメモリに格納された前記再循環データを圧縮し、前記再循環データは、ノズルのグループに対する噴射信号を表すデータビットのグループを含み、前記圧縮することは、前記データビットのグループを、前記ノズルのグループがアクティブであるか又はイナクティブであるかを示すデータビットに置き換えることを含んでおり、
    前記ノズルから液滴を吐出することに先だって前記再循環データを用いて前記ノズル内の流体を再循環し、
    前記再循環データが、前記ノズルの個々の吐出データに基づいて生成される、印刷システム。
13. 前記コントローラは、印刷データを受け取り、前記印刷データに基づいて前記吐出データ及び前記再循環データを生成する、請求項１２に記載の印刷システム。
14. プロセッサにより実行された際に、請求項１〜１１の何れか１項に記載された方法を前記プロセッサに実行させる命令で符号化された持続性コンピュータ可読媒体。

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