印字ヘッド集積回路が組み込まれたカートリッジを有するデスクトッププリンタ
【課題】高品質のイメージを高速で印刷することができ、且つデスク上に容易に収容される大きさのデスクトッププリンタを提供する。
【解決手段】印刷用媒体３４を支持する媒体入力アセンブリと、印刷された媒体を集める媒体出力アセンブリと、媒体の表面にイメージを印刷する印字ヘッドを有し、且つ本体に取り付けるようにされている印刷エンジン（７０）と、を有する本体、を備えているプリンタ装置が提供される。印字ヘッドは、印刷エンジンから取外し可能であるページ幅印字ヘッドである。
【解決手段】印刷用媒体３４を支持する媒体入力アセンブリと、印刷された媒体を集める媒体出力アセンブリと、媒体の表面にイメージを印刷する印字ヘッドを有し、且つ本体に取り付けるようにされている印刷エンジン（７０）と、を有する本体、を備えているプリンタ装置が提供される。印字ヘッドは、印刷エンジンから取外し可能であるページ幅印字ヘッドである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ装置に関し、より詳細には、高品質のイメージを高速で印刷することができ、且つデスク上に容易に収容される大きさのインクジェットプリンタ装置に関する。
【０００２】
［同時係属中の出願］
出願人は、本出願と同時に以下の出願をすでに出願している。
【表１】
【０００３】
これらの同時係属中の出願の開示は、本文書に参考とすることにより組み込まれる。上記の出願は、出願整理番号によって識別されているが、これらの番号は、対応する出願番号が割り当てられた時点でそれらに置き換えられる。
【０００４】
［関連出願への相互参照］
本発明の出願人又は譲渡人によって出願されている以下の特許又は特許出願は、本文書に参考とすることにより組み込まれる。
【表２】
【０００５】
いくつかの出願は、事件整理番号によって列挙されている。これらは、出願番号が明らかになった時点で置き換える予定である。
【背景技術】
【０００６】
家庭或いはオフィス環境で使用するためのデスクトッププリンタ装置は周知であり、現在製造、販売されているプリンタ装置の大きな割合を占めている。そのようなユニットは、パーソナルコンピュータ或いはデジタルカメラなどのコンピュータシステムのすぐ近く、デスク又はワークステーション上に配置するようにされている。この配置構成においては、ユーザは、コンピュータシステムからイメージを選択し、それをプリンタ装置に送って印刷することができ、自分のデスク或いはオフィスを離れる必要なしに、印刷イメージをプリンタ装置から都合よく取り出すことができる。
【０００７】
従来、このタイプのデスクトッププリンタ装置のメーカーは、この便利な動作形態が達成される単純なユニットを提供することに主眼を置いてきた。結果として、市販されているデスクトッププリンタ装置のほとんどは、動作する印刷速度と、印刷されるイメージの印刷品質が制限されている。多くの場合、そのようなデスクトッププリンタ装置は、モノクロイメージしか印刷できず、フルカラーの写真画質で印刷できるユニットであっても、印刷速度は一般に５ページ／分（ｐｐｍ）未満である。この結果として、印刷ジョブとして複数のページを高解像度のフルカラーで印刷することが要求される場合、そのようなタスクを専用に実行する遠隔のプリンタ装置にその印刷ジョブを送った方が、コスト及び時間の面で効率的であることがしばしばある。従って、従来のデスクトッププリンタ装置は、高速で動作して高い品質の印刷イメージを生成できないために、プリンタ装置としての全体的な利便性が損なわれている。
【０００８】
更に、現在では、家庭及びオフィスのいずれにおいても、様々なコンポーネントを自由にレイアウトできる作業環境を生み出すべく作業空間が最適化される傾向にあり、結果として、従来の仕事場におけるコンピュータなどのコンポーネントに利用できる空間が減少している。最近では、パーソナルコンピュータ、特にコンピュータモニターのサイズが、薄型フラット画面モニターの登場によって大幅に小さくなっており、これにより、そのようなコンポーネントがデスク上を占める空間が最小限になっている。デスクトッププリンタ装置については、従来、ユニットのサイズが、印刷する必要のある印刷媒体のサイズ及び印刷方式によって大きく左右されていたため、メーカーにとって上記の傾向に対応することは難しかった。
【０００９】
ほとんどのデスクトッププリンタ装置はインクジェットタイプであり、印刷媒体の上を移動するときにインクを発射する印字ヘッドを備えた往復運動型キャリッジを採用している。そのようなプリンタ装置では、イメージの１行を印刷するのに、静止している印刷媒体の上を印字ヘッドが何度か往復する必要があるため、動作可能な速度に制限がある。従って、このタイプのプリンタ装置は、従来の用紙ハンドリング機構に加えて、印字ヘッドのそのような往復運動を可能にするために必要な様々な機構を収納していなければならない。従って、一般には、デスクトッププリンタ装置のサイズと、プリンタ装置の印刷速度及び印刷品質との間でトレードオフがあり、結果として、市販されているデスクトッププリンタ装置には、画線率（ｉｍａｇｅ ｃｏｖｅｒａｇｅ）が少なくとも８０％であるフルプロセスカラーイメージを約６０ページ／分（ｐｐｍ）の速度で印刷できる機種が存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
出願人は、１６００ｄｐｉという高い解像度を有するイメージを印刷することのできる印字ヘッドを開発した。そのような印字ヘッドはページ幅印字ヘッドであり、印刷される媒体の幅にわたっており、媒体の上を通過するときに媒体の表面にインク滴を発射する。これに関して、この印字ヘッドは、媒体が通過するときに静止ポジションに保持されており媒体上を往復しないため、より高い印刷速度が可能である。そのような印字ヘッドにより、高画質のイメージを高速で印刷することのできるプリンタ装置を提供することが可能になるが、そのような印字ヘッドに対応することができ、印刷が可能になるように媒体が印字ヘッドを通過するよう制御することができ、且つデスク上に置くことのできるプリンタ装置を開発する必要がある。これに加えて、印字ヘッドを保守する手段として、印字ヘッドのメンテナンス或いは交換が必要な場合に、それらをデスクトップユニットの枠組みの中で容易に実行できる手段も提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの実施形態においては、印刷用媒体を支持する媒体入力アセンブリと、印刷された媒体を集めておく媒体出力アセンブリと、媒体にイメージを印刷する印字ヘッドを有し、且つ本体に取り付けられるようにされている印刷エンジンと、を有する本体、を備えているプリンタ装置であって、印字ヘッドがページ幅印字ヘッドであり、且つ印刷エンジンから取外し可能である、プリンタ装置、が提供される。
【００１２】
１つの形態においては、印字ヘッドは、必要時に印字ヘッドを容易に交換することができるように、印刷エンジンから取外し可能であるカートリッジに設けられている。カートリッジは、印字ヘッドによって印刷するための１つ以上の印刷流体を収容するようにすることもできる。印刷流体は、インクの形態とすることができ、又は、カラー印刷用の一連のカラーインクを備えていることができる。同様に、印刷流体は、赤外線インク、或いは、インクの定着を促進するために印字ヘッドによって供給することのできる定着剤を備えていることができる。
【００１３】
媒体入力アセンブリは、印刷用の１枚以上の媒体を受け入れるようにされている媒体トレイとすることができる。媒体は、標準用紙の形態（Ａ４サイズの紙或いは印画紙など）とすることができる。媒体トレイは、媒体トレイに受け入れられている媒体が実質的に垂直に印刷エンジンに供給されるように、実質的に垂直方向に傾いていることができる。
【００１４】
媒体出力アセンブリは、印字ヘッドによる印刷に続いて、印刷された媒体を受け入れて集めておく１つ以上の媒体トレイを備えていることができる。１つ以上の媒体トレイは、様々なサイズの媒体を収容するようにプリンタ装置の本体から延長可能とすることができる。
【００１５】
印刷エンジンは、プリンタ装置の本体に動かないように取り付けられているクレードルであって、カートリッジを受け入れてカートリッジを印刷ポジションに支持するようにされている、クレードル、を備えていることができる。クレードルは、プリンタ装置の全体的な動作を制御する制御システムであって、印字ヘッドを制御する少なくとも１つのＳｏＰＥＣデバイスを含んでいる、制御システム、を備えていることができる。
【００１６】
クレードルは、媒体を、媒体入力アセンブリから、媒体の表面にイメージが印刷される印字ヘッドを経て、媒体出力アセンブリに搬送する媒体搬送システム、を更に備えていることができる。これに関して、クレードルは、印刷エンジンに媒体を受け入れる媒体入口であって、印字ヘッドの上流、媒体入力アセンブリの近傍に配置されている媒体入口、を有することができる。クレードルは、印刷された媒体が媒体出力アセンブリに容易に供給されて集められるように、印字ヘッドの下流、媒体出力アセンブリの近傍に配置されている媒体出口、を備えていることができる。
【００１７】
媒体搬送システムは、駆動ローラー及びピンチローラーであって、駆動ローラーを駆動する媒体搬送モーターの作用下において協働して媒体を搬送する、駆動ローラー及びピンチローラー、を備えていることができる。媒体搬送モーターは、プリンタ装置を通過する媒体の供給が制御されるように制御システムによって制御されるブラシレスＤＣモーターとすることができる。
【００１８】
クレードルは、印字ヘッドにメンテナンスを実行する印字ヘッドメンテナンス要素を更に備えていることができる。印字ヘッドメンテナンス要素は、印字ヘッドが使用されないときに非キャッピングポジションからキャッピングポジションに動くことができるキャッピング面、を備えていることができる。キャッピングポジションは、キャッピング面が印字ヘッドの外面と接触し、それによって印字ヘッドの周りにシールが形成され、印字ヘッドにおけるインクの乾燥が防止され、インク供給ノズルが遮断されるポジション、とすることができる。印字ヘッドメンテナンス要素の動きは、制御システムの制御下において媒体搬送モーターによって提供することができる。
【００１９】
媒体は、プリンタ装置の本体に取り付けることのできる媒体ピッカーシステムによって、媒体入力アセンブリから媒体入口に供給することができる。媒体ピッカーシステムは、ピッカーモーターによって駆動されるピッカーローラーであって、媒体入力アセンブリ内に含まれている媒体を媒体入口に供給する、ピッカーローラー、を含んでいることができる。紙の供給速度を制御する目的で、ピッカーモーターは、印刷のため印刷エンジンへの媒体の供給速度が制御されるように、クレードルの制御システムによって制御することができる。
【００２０】
印刷後、印刷された媒体を、媒体排出機構によって媒体出口から媒体出力アセンブリに供給することができる。媒体排出機構は、排出ローラーと、印刷された媒体を捕捉して媒体を媒体出力アセンブリに供給するアイドラー要素とを含んでいることができる。アイドラー要素は、排出ローラーと回転接触している（ｉｎ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔａｃｔ）１つ以上のアイドラーホイールとすることができ、又は、排出ローラーと回転接触しているアイドラーローラーとすることができる。排出ローラーは、印刷された媒体の印刷エンジンからの排出が調整されるように、クレードルの制御システムの制御下において媒体搬送モーターによって駆動することができる。これに関して、媒体排出機構は、クレードルの媒体出口に隣接してプリンタ装置の本体に取り付けることができ、又は、媒体出口に隣接してクレードルに取り付けることができる。
【００２１】
以下では、本発明の特徴が組み込まれているプリンタの形態について、添付の図面を参照しながら一例として説明する。
【００２２】
本発明の第１の側面においては、印刷用媒体を支持する媒体入力アセンブリと、印刷された媒体を集める媒体出力アセンブリと、媒体の表面上にイメージを印刷する印字ヘッドを有する印刷エンジンと、を有する本体、を備えているプリンタ装置であって、印字ヘッドが、ページ幅印字ヘッドであり、且つユーザによって印刷エンジンから取外し可能である、プリンタ装置が提供される。
【００２３】
オプションとして、印字ヘッドはカートリッジに設けられており、カートリッジは、印刷エンジンから取外し可能である。
【００２４】
オプションとして、カートリッジは、印刷用の１つ以上の印刷流体を収容するようにされている。
【００２５】
オプションとして、プリンタはデスクトッププリンタであり、媒体入力アセンブリは、第１の傾き角度にて配置されており、印刷エンジンは、印字ヘッドが、第１の傾き角度より大きい第２の傾き角度にあるように配置されている。
【００２６】
オプションとして、第１の傾き角度は、９０°と１６０°との間である。
【００２７】
オプションとして、第１の傾き角度は、１１０°と１３０°との間である。
【００２８】
オプションとして、印字ヘッドには、少なくとも１０，０００個のインク供給ノズルが配置されている。
【００２９】
オプションとして、印字ヘッドには、少なくとも２０，０００個のインク供給ノズルが配置されている。
【００３０】
オプションとして、印字ヘッドには、少なくとも５０，０００個のインク供給ノズルが配置されている。
【００３１】
オプションとして、印刷エンジンは、印字ヘッドの動作を制御する制御システムを更に備えており、印字ヘッドは、媒体の表面上に個々のインク滴を発射し、且つ自身の上に配置されている複数のインク発射ノズルであって、使用時、制御システムが、ノズルがインク滴を発射するかを少なくとも毎秒５０００万回の判断速度で判断する、複数のインク発射ノズル、を有する。
【００３２】
オプションとして、制御システムは、ノズルがインク滴を発射するかを少なくとも毎秒１億回の判断速度で判断する。
【００３３】
オプションとして、制御システムは、ノズルがインク滴を発射するかを少なくとも毎秒３億回の判断速度で判断する。
【００３４】
オプションとして、制御システムは、ノズルがインク滴を発射するかを少なくとも毎秒１０億回の判断速度で判断する。
【００３５】
オプションとして、印刷エンジンは、印字ヘッドの動作を制御する制御システムを更に備えており、印字ヘッドは、媒体の表面上に個々のインク滴を発射し、且つ自身の上に配置されている複数のインク発射ノズルであって、使用時、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも０．５ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように印刷速度が制御される、複数のインク発射ノズル、を有する。
【００３６】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも１ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように制御される。
【００３７】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも２ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように制御される。
【００３８】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも５ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように制御される。
【００３９】
オプションとして、印刷エンジンは、印字ヘッドの印刷速度を制御する制御システムを更に備えており、印字ヘッドは、媒体の表面上に個々のインク滴を発射し、且つ自身の上に配置されている複数のインク発射ノズルであって、使用時、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．００２ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように印刷速度が制御される、複数のインク発射ノズル、を有する。
【００４０】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．００５ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように制御される。
【００４１】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．０１ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように制御される。
【００４２】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．０２ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように制御される。
【００４３】
オプションとして、印刷エンジンは、印字ヘッドの印刷速度を制御する制御システムを更に備えており、印字ヘッドは、媒体の表面上に個々のインク滴を発射し、且つ自身の上に配置されている複数のインク発射ノズルであって、使用時、印刷面積速度（ａｒｅａ ｐｒｉｎｔ ｓｐｅｅｄ）として少なくとも５０ｃｍ２／秒が提供されるように印刷速度が制御される、複数のインク発射ノズル、を有する。
【００４４】
オプションとして、印刷速度は、印刷面積速度として少なくとも１００ｃｍ２／秒が提供されるように制御される。
【００４５】
オプションとして、印刷速度は、印刷面積速度として少なくとも２００ｃｍ２／秒が提供されるように制御される。
【００４６】
オプションとして、印刷速度は、印刷面積速度として少なくとも５００ｃｍ２／秒が提供されるように制御される。
【００４７】
オプションとして、媒体入力アセンブリは、印刷用の１枚以上の媒体を受け入れるようにされている媒体トレイである。
【００４８】
オプションとして、媒体は紙である。
【００４９】
オプションとして、媒体トレイは、実質的に垂直方向に傾いている。
【００５０】
オプションとして、媒体出力アセンブリは、印字ヘッドによる印刷に続いて媒体を受け入れて集めておく１つ以上の媒体トレイを備えている。
【００５１】
オプションとして、１つ以上の媒体トレイは、様々なサイズの印刷媒体を収容するように本体から延ばすことができる。
【００５２】
オプションとして、印刷エンジンは、本体に動かないように取り付けられているクレードルであって、カートリッジを受け入れてカートリッジを印刷ポジションに支持するようにされている、クレードル、を備えている。
【００５３】
オプションとして、クレードルは、プリンタの全体的な動作を制御する制御システムを含んでいる。
【００５４】
オプションとして、制御システムは、少なくとも１つのＳｏＰＥＣデバイスを含んでいる。
【００５５】
オプションとして、クレードルは、媒体を媒体入力アセンブリから印字ヘッドを経て媒体出力アセンブリに搬送する媒体搬送システム、を備えている。
【００５６】
オプションとして、クレードルは、印刷エンジンに媒体を受け入れる媒体入口であって、印字ヘッドの上流、媒体入力アセンブリの近傍に配置されている、媒体入口、を有する。
【００５７】
オプションとして、クレードルは、印刷エンジンからの印刷された媒体を供給する媒体出口であって、印字ヘッドの下流、媒体出力アセンブリの近傍に配置されている、媒体出口、を有する。
【００５８】
オプションとして、媒体搬送システムは、協働して媒体を搬送する駆動ローラー及びピンチローラーを備えている。
【００５９】
オプションとして、媒体搬送システムは、駆動ローラーを駆動する媒体搬送モーターを備えている。
【００６０】
オプションとして、媒体搬送モーターはブラシレスＤＣモーターである。
【００６１】
オプションとして、媒体搬送モーターは、媒体搬送システムの動作を制御する制御システムによって制御される。
【００６２】
オプションとして、クレードルは、印字ヘッドメンテナンス要素を備えている。
【００６３】
オプションとして、印字ヘッドメンテナンス要素は、印字ヘッドを覆うようにされているキャッピング面を有する。
【００６４】
オプションとして、印字ヘッドメンテナンス要素は、非キャッピングポジションからキャッピングポジションに動くことができる。
【００６５】
オプションとして、キャッピングポジションは、キャッピング面が印字ヘッドの外面と接触し、それによって印字ヘッドの周りにシールが形成されるポジションである。
【００６６】
オプションとして、印字ヘッドメンテナンス要素の動きは、制御システムの制御下において媒体搬送モーターによって提供される。
【００６７】
オプションとして、媒体は、媒体ピッカーシステムによって媒体入力アセンブリから媒体入口に供給される。
【００６８】
オプションとして、媒体ピッカーシステムは、本体に取り付けられており、媒体ピッカーシステムは、媒体入力アセンブリ内に含まれている媒体を媒体入口に供給するピッカーローラーを含んでいる。
【００６９】
オプションとして、媒体ピッカーシステムは、ピッカーローラーを駆動するピッカーモーターを有する。
【００７０】
オプションとして、ピッカーモーターは、印刷のため印刷エンジンへの媒体の供給速度が制御されるように、クレードルの制御システムによって制御される。
【００７１】
オプションとして、印刷された媒体は、媒体排出機構によって媒体出口から媒体出力アセンブリに供給される。
【００７２】
オプションとして、媒体排出機構は、排出ローラーと、印刷された媒体を捕捉して媒体を媒体出力アセンブリに供給するアイドラー要素と、を含んでいる。
【００７３】
オプションとして、アイドラー要素は、排出ローラーと回転接触している１つ以上のアイドラーホイールである。
【００７４】
オプションとして、アイドラー要素は、排出ローラーと回転接触しているアイドラーローラーである。
【００７５】
オプションとして、排出ローラーは、クレードルの制御システムの制御下において媒体搬送モーターによって駆動される。
【００７６】
オプションとして、媒体排出機構は、クレードルの媒体出口に隣接して本体に取り付けられている。
【００７７】
オプションとして、媒体排出機構は、媒体出口に隣接してクレードルに取り付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の１つの実施形態による印刷システムにおけるドキュメントデータの流れの概略図である。
【図２】図１の印刷システムにおいて使用されているアーキテクチャを示している、より詳しい概略図である。
【図３】図１の印刷システムにおいて使用されている制御電子回路の実施形態のブロック図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態によるプリンタ装置の正面斜視図である。
【図５】図４のプリンタ装置の後面斜視図である。
【図６】図４のプリンタ装置の正面の平面図である。
【図７】図４のプリンタ装置の後面の平面図である。
【図８】図４のプリンタ装置の右側面図である。
【図９】図４のプリンタ装置の左側面図である。
【図１０】図４のプリンタ装置の底面の平面図である。
【図１１】図４のプリンタ装置の分解した状態の正面斜視図である。
【図１２】媒体出力アセンブリが延長ポジションにあり媒体が媒体入力アセンブリに装填された図４のプリンタ装置の正面斜視図である。
【図１３】プリンタ装置のカバーが開いて印刷エンジンが露出した図４のプリンタ装置の正面斜視図である。
【図１４】カートリッジが印刷エンジンから取り外された図１３のプリンタ装置の正面斜視図である。
【図１５】プリントカートリッジが補給された図１３のプリンタ装置の正面斜視図である。
【図１６】印刷エンジンが媒体入力アセンブリに対して角度をなしている図４のプリンタ装置の断面図である。
【図１７】視覚インジケータユニットのコンポーネントの斜視図である。
【図１８】本発明において使用するための、インクを発射する１つのノズルの静止状態における垂直断面図である。
【図１９】図１８のノズルの最初の作動段階時における垂直断面図である。
【図２０】図１９のノズルの作動段階の後半の垂直断面図である。
【図２１】図１８のノズルの、図２０に示した作動状態における斜視図（一部垂直断面図）である。
【図２２】図１８のノズルの、インクを省略した断面斜視図である。
【図２３】図２２のノズルの垂直断面図である。
【図２４】図１８のノズルの、図１９に示した作動状態における斜視図（一部垂直断面図）である。
【図２５】図１８のノズルの平面図である。
【図２６】見やすさのためレバーアーム及び可動ノズルを取り除いた図１８のノズルの平面図である。
【図２７】図１８に示したタイプの複数のノズル構造部が組み込まれている印字ヘッドチップの一部の断面斜視図である。
【図２８】図４のプリンタにおいて使用するＣＭＯＳ駆動・制御ブロックである概略図である。
【図２９】図２８のＣＭＯＳブロックにおけるノズル列とドットシフトレジスタとの間の関係を示す概略図である。
【図３０】図２９のノズル列及びドットシフトレジスタに対するユニットセルの関係を示す詳細図である。
【図３１】図４のプリンタにおける１つのプリンタノズルのロジックを示す回路図である。
【図３２】視覚インジケータユニットのコンポーネントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
本発明は、図４〜図１６に示したように、写真品質のイメージを毎分６０ページ（ｐｐｍ）のオーダーの速度で印刷することのできるデスクトッププリンタ装置２として具体化されている。なお、以下の詳細な説明及び請求項においては、印刷速度及びｐｐｍが言及されている場合、いずれも、少なくとも８０％のページ画線率が要求される（スポットカラーではなく）フルプロセスカラーイメージとして印刷されるページを意味することを理解されたい。従って、既存のプリンタ装置との比較は、いずれもこの印刷要件に基づいている。以下の詳細な説明から容易に理解されるように、プリンタ装置２は、家庭又はオフィスの標準的なデスク上に容易に置くことができ、且つ占有されるデスク空間が最小であるサイズ及び重量として構築されている。
【００８０】
図１に概略的に示したように、プリンタ装置２は、使用時、コンピュータシステム１０２などの外部データ源から受信したドキュメントを、紙などの印刷媒体に印刷するようにされている。これに関して、プリンタ装置２は、コンピュータシステム１０２によって前処理されたデータを受信するために、ユニット２とコンピュータシステム１０２との間を電気的に接続することのできる手段（接続方法については後から説明する）を含んでいる。１つの形態においては、外部のコンピュータシステム１０２は、ドキュメントの印刷に関与する様々なステップとして、ドキュメントを受信する（ステップ１０３）、それをバッファに格納する（ステップ１０４）、それをラスタライズする（ステップ１０６）、それを圧縮してプリンタ装置２に送信する（ステップ１０８）、などを実行するようにプログラムされている。
【００８１】
本発明の１つの実施形態によるプリンタ装置２は、圧縮された多層ページイメージの形式におけるドキュメントを、外部のコンピュータシステム１０２から受信し、プリンタ装置２の中に設けられている制御電子回路７２が、イメージをバッファに格納し（ステップ１１０）、更なる処理のためにそのイメージを展開する（ステップ１１２）。展開された連続階調層をディザリングし（ステップ１１４）、展開ステップからの黒の層を、ディザリングされた連続階調層の上に合成する（ステップ１１６）。また、符号化されたデータをレンダリングして（ステップ１１８）、人の目には実質的に見えない赤外線インクを使用して印刷される追加の層を形成することもできる（必要時）。ディザリングされた黒の連続階調層と赤外線層とを結合して（ステップ１２０）ページを形成し、そのページを印字ヘッドに供給して印刷する（ステップ１２２）。
【００８２】
この特定の配置構成においては、印刷されるドキュメントに関連付けられているデータを、テキスト及びラインアートの高解像度の２階調マスク層と、イメージ又は背景色の中解像度の連続階調カラーイメージ層とに分割する。オプションとして、イメージ又はフラットカラーから取得されたカラーデータによってテキスト及びラインアートをテクスチャリングするための中〜高解像度の連続階調テクスチャ層を追加することによって、カラーテキストをサポートすることができる。この印刷アーキテクチャでは、これらの連続階調層を、抽象的な「イメージ」層及び「テクスチャ」層（イメージデータ或いはフラットカラーデータを参照することができる）に表すことによって一般化する。このようにコンテンツに基づいてデータを層に分割する処理は、当業者には理解されるようにＭＲＣ（Ｍｉｘｅｄ Ｒａｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｅｎｔ）ベースモードに従う。ＭＲＣベースモードと同様に、この印刷アーキテクチャでは、印刷するデータがオーバーラップするときには、場合によっては妥協が行われる。具体的には、１つの形態においては、すべてのオーバーラップは、妥協を明示的に具体化するプロセス（衝突解消）において３層表現に減じる。
【００８３】
前述したように、データは、主としてソフトウェアベースのコンピュータシステム１０２によって前処理された、圧縮された多層ページイメージの形式において、プリンタ装置２に供給される。プリンタ装置２は、図２に詳しく示したように、主としてハードウェアベースのシステムを使用してこのデータを処理する。
【００８４】
ディストリビュータ２３０は、データを受信すると、所有権のある表現形式から、ハードウェアに固有な表現形式にデータを変換し、このデータが正しいハードウェアデバイスに送られるようにし、その一方で、これらのデバイスにデータを送信するときの制約又は必要条件がないか監視する。ディストリビュータ２３０は、変換されたデータを複数のパイプライン２３２のうちの適切な１つに分配する。パイプラインは互いに同一であり、基本的には、解凍機能、スケーリング機能、及びドット合成機能を提供し、一連の印刷可能なドット出力を生成する。
【００８５】
各パイプライン２３２は、データを受信するバッファ２３４を含んでいる。連続階調復元装置２３６は、カラー連続階調面（ｃｏｌｏｒ ｃｏｎｔｏｎｅ ｐｌａｎｅ）を解凍し、マスク復元装置は、モノトーン（テキスト）層を解凍する。連続階調スケーラ２４０及びマスクスケーラ２４２は、それぞれ、ページを印刷する媒体のサイズを考慮するために、解凍された連続階調面及びマスク面をスケーリングする。
【００８６】
次いで、スケーリングされた連続階調面をディザラ（ｄｉｔｈｅｒｅｒ）２４４によってディザリングする。１つの形態においては、確率論的な分散化ドットディザリング（ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ−ｄｏｔ ｄｉｔｈｅｒ）が使用される。クラスタ化ドット（又は振幅変調型）ディザリング（ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ−ｄｏｔ ｄｉｔｈｅｒ）と異なり、分散化ドット（又は周波数変調型）ディザリングでは、ドット解像度のほぼ限界の高い空間周波数（すなわちイメージディテール）が再現され、それと同時に、目によって空間的に構築されたときにフルカラー深度までの低い空間周波数が再現される。確率論的なディザマトリクスは、イメージ全体にわたるタイリング処理時に好ましくない低周波数パターンがあまり生じないように慎重に設計されている。従って、そのサイズは、一般には、特定の輝度レベル数をサポートするのに必要な最小サイズ（例：２５７輝度レベルの場合の１６×１６×８ビット）を超える。
【００８７】
次いで、ディザリングされた面を、ドット合成装置２４６においてドット単位で合成し、印刷に適するドットデータを提供する。このデータをデータ分散およびドライブ回路（ｄａｔａ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｒｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）２４８に転送し、この電子回路２４８が、このデータを該当するノズルアクチュエータ２５０に分配し、アクチュエータ２５０は、後から更に詳しく説明する方法によって、該当するノズル２５２から正しいタイミングでインクを発射させる。
【００８８】
印刷するイメージを処理するためにプリンタ装置２に使用されるコンポーネントは、データの提供方式に大きく依存することが理解されるであろう。これに関して、プリンタ装置２に追加のソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネント、又はその両方を使用し、プリンタ装置２の中で更なる処理を実行することにより、コンピュータシステム１０２に対する依存性を小さくすることが可能である。これに代えて、プリンタ装置２において使用するソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネント、又はその両方を少なくし、プリンタ装置２の中で実行する処理を減らすことにより、プリンタ装置２にデータが送信される前にイメージの処理がより多くの程度行われるようにコンピュータシステム１０２に依存することができる。
【００８９】
どのような状況においても、上述したタスクを実行するのに必要なコンポーネントは、プリンタ装置２の制御電子回路７２の中に設けられており、図３は、この電子回路の実施形態のブロック図を示している。
【００９０】
この配置構成においては、ハードウェアパイプライン２３２は、ＳｏＰＥＣ（Ｓｍａｌｌ Ｏｆｆｉｃｅ Ｈｏｍｅ Ｏｆｆｉｃｅ Ｐｒｉｎｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｈｉｐ）として具体化されている。図に示したように、ＳｏＰＥＣデバイスは、大きく分けて３つの異なるサブシステム、すなわち、ＣＰＵ（中央処理ユニット）サブシステム３０１と、ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）サブシステム３０２と、印刷エンジンパイプライン（ＰＥＰ）サブシステム３０３とから成る。
【００９１】
ＣＰＵサブシステム３０１は、他のサブシステムのすべての側面を制御及び設定するＣＰＵ ３０を含んでいる。このサブシステムは、後述するように、プリンタ装置２のすべての要素のインタフェース処理と、これらの間の同期処理のための全般的なサポートを提供する。このサブシステムは、ＱＡチップ（後述する）との低速通信も制御する。また、ＣＰＵサブシステム３０１は、汎用Ｉ／Ｏ（ＧＰＩＯ：モーター制御を含む）、割込みコントローラユニット（ＩＣＵ）、ＬＳＳマスタータイマー及び汎用タイマーなど、ＣＰＵを支援する様々な周辺デバイスも含んでいる。ＣＰＵサブシステム上のシリアル通信ブロック（ＳＣＢ）は、ホストとのフルスピードＵＳＢ１．１インタフェースと、他のＳｏＰＥＣデバイス（図示していない）とのＳｏＰＥＣ間インタフェース（ＩＳＩ）とを提供する。
【００９２】
ＤＲＡＭサブシステム３０２は、ＣＰＵ、シリアル通信ブロック（ＳＣＢ）、及びＰＥＰサブシステム内のブロックからの要求を受け取る。このＤＲＡＭサブシステム３０２、具体的にはＤＲＡＭインタフェースユニット（ＤＩＵ）は、様々な要求の調停を行い、ＤＲＡＭへのアクセスをどの要求に割り当てるべきかを判断する。ＤＩＵは、設定されているパラメータに基づいて、要求元すべてにＤＲＡＭへの十分なアクセスが許可されるように調停する。また、ＤＩＵは、ページサイズ、バンク数、リフレッシュレートなどＤＲＡＭの実装上の仕様を隠す。
【００９３】
印刷エンジンパイプライン（ＰＥＰ）サブシステム３０３は、ＤＲＡＭからの圧縮されたページを受け取り、それらを、印字ヘッドと直接通信する印字ヘッドインタフェース（ＰＨＩ）に送られる特定のプリントライン用の２階調ドットに変換する。ページ展開パイプラインの第１段は、連続階調復号器ユニット（ＣＤＵ：Ｃｏｎｔｏｎｅ Ｄｅｃｏｄｅｒ Ｕｎｉｔ）と、ロスレス２階調復号器（ＬＢＤ：Ｌｏｓｓｌｅｓｓ Ｂｉ−ｌｅｖｅｌ Ｄｅｃｏｄｅｒ）と、タグ符号器（ＴＥ：Ｔａｇ Ｅｎｃｏｄｅｒ）（必要な場合）である。このうちＣＤＵは、ＪＰＥＧ圧縮されている連続階調（一般にはＣＭＹＫ）層を展開し、ＬＢＤは、圧縮されている２階調層（一般にはＫ）を展開し、ＴＥは、プリンタ装置２がネットページ（Ｎｅｔｐａｇｅ）機能を備えている場合に、後からレンダリング（一般には赤外線インク又はＫインクによる）するためにネットページタグを符号化する。第１段からの出力は、一連のバッファ、すなわち、連続階調ＦＩＦＯユニット（ＣＦＵ）、スポットＦＩＦＯユニット（ＳＦＵ）、及びタグＦＩＦＯユニット（ＴＦＵ）である。ＣＦＵバッファ及びＳＦＵバッファは、ＤＲＡＭに実装されている。
【００９４】
第２段は、中間調合成器ユニット（ＨＣＵ：Ｈａｌｆｔｏｎｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｏｒ Ｕｎｉｔ）であり、このユニットは、連続階調層をディザリングし、結果としてのディザリングされた２階調層の上にポジションタグ及び２階調スポット層を合成する。
【００９５】
ＳｏＰＥＣデバイスと一緒に使用される印字ヘッドに応じて、複数の合成オプションを実装することができる。この段からは、最大６チャンネルの２階調データが生成され、ただし、すべてのチャンネルが印字ヘッドに存在していなくてもよい。例えば、印字ヘッドをＣＭＹのみとし、ＫをＣＭＹチャンネルに押し込み、ＩＲを無視することができる。或いは、ＩＲインクが利用できない場合（又はテストを目的とする場合）、符号化されたタグをＫで印刷することができる。
【００９６】
第３段においては、不良ノズル補正器（ＤＮＣ：Ｄｅａｄ Ｎｏｚｚｌｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）が、色の冗長性と、不良ノズルデータを周囲のドットに誤差拡散することとによって、印字ヘッド内の不良ノズルを補正する。
【００９７】
結果としての２階調、６チャンネルのドットデータ（一般にはＣＭＹＫ、赤外線、定着剤）は、バッファに格納され、ドットラインライターユニット（ＤＷＵ：Ｄｏｔｌｉｎｅ Ｗｒｉｔｅｒ Ｕｎｉｔ）によって、ＤＲＡＭに格納されている一連のラインバッファに書き込まれる。
【００９８】
最後に、ドットデータがＤＲＡＭからロードされ、ドットＦＩＦＯを介して印字ヘッドインタフェースに渡される。ドットＦＩＦＯは、ラインローダーユニット（ＬＬＵ：Ｌｉｎｅ Ｌｏａｄｅｒ Ｕｎｉｔ）からのデータをシステムクロックレート（ｐｃｌｋ）において受け取り、その一方で、印字ヘッドインタフェース（ＰＨＩ）が、ＦＩＦＯからのデータを削除し、システムクロックレートの２／３倍のレートにおいてそれを印字ヘッドに送る。
【００９９】
好ましい形態においては、ＤＲＡＭは、サイズが２．５Ｍバイトであり、そのうち約２Ｍバイトが、圧縮されたページストアデータ（ｐａｇｅ ｓｔｏｒｅ ｄａｔａ）用に利用することができる。圧縮されたページは、２つ以上の帯域（ｂａｎｄ）において受信され、複数の帯域がメモリに格納されている。ページの帯域が印刷のためにＰＥＰサブシステム３０３によって消費されると、新しい帯域をダウンロードすることができる。この新しい帯域は、現在のページ又は次のページの帯域である。
【０１００】
帯域方式を使用することにより、圧縮されているページ全体がダウンロードされる前に、ページの印刷を開始することが可能であるが、印刷するデータがつねに利用可能であるように注意しなければならず、さもないとバッファアンダーランが起こることがある。
【０１０１】
埋め込まれているＵＳＢ１．１デバイスは、ホストＰＣから圧縮されているページデータと制御コマンドとを受け取り、ＤＲＡＭへの（以下に説明するようにマルチＳｏＰＥＣシステムにおいては別のＳｏＰＥＣデバイスへの）データ伝送を可能にする。
【０１０２】
代替実施形態においては、複数のＳｏＰＥＣデバイスを使用することができ、複数のＳｏＰＥＣデバイスは、特定の実施形態に応じて様々な機能を実行することができる。例えば、場合によっては、１つのＳｏＰＥＣデバイスを単純にオンボードＤＲＡＭ用に使用することができ、その一方で、別のＳｏＰＥＣデバイスを、上述した様々な解凍機能及びデータ形式変換（ｆｏｒｍａｔｔｉｎｇ）機能に使用する。これによって、バッファアンダーランの可能性を低減することができ、バッファアンダーランは、ページのデータすべてが受信される前にプリンタがそのページの印刷を開始し、残りのデータの受信が間に合わない場合に起こりうる。メモリのバッファリング能力用に更なるＳｏＰＥＣデバイスを追加すると、たとえ追加されたチップのそれ以外の能力が利用されなくても、バッファに格納することのできるデータの量が２倍になる。
【０１０３】
ＳｏＰＥＣシステムのそれぞれは、プリンタ構造の品質と、（印刷時に印字ヘッドのノズルが損傷しないように）インクサプライの品質と、（印字ヘッド及び構造が損傷しないように）ソフトウェアの品質とが保証されるように互いに協調するように設計されている、複数の品質保証（ＱＡ）デバイスを備えていることができる。
【０１０４】
通常、印刷ＳｏＰＥＣのそれぞれには、最大印刷速度などのプリンタ属性情報が格納されているプリンタＱＡが関連付けられている。本システムにおいて使用するインクカートリッジも、インクＱＡチップを含んでおり、このチップは、インク残量などのカートリッジ情報を格納している。更に、印字ヘッドは、ＲＯＭとして（実際にはＥＥＰＲＯＭとして）機能するように構成されているＱＡチップを有し、このチップは、不良ノズルのマッピングや印字ヘッド特性など、印字ヘッドに固有な情報を格納している。オプションとして、ＳｏＰＥＣデバイスにおけるＣＰＵは、実際にはシリアルＥＥＰＲＯＭとして機能するＱＡチップからプログラムコードをロードして実行することができる。ＳｏＰＥＣデバイスにおけるＣＰＵは、論理ＱＡチップ（すなわちソフトウェアＱＡチップ）を実行する。
【０１０５】
通常、システム内のすべてのＱＡチップは物理的に同一であり、フラッシュメモリの内容のみが互いに異なる。
【０１０６】
ＳｏＰＥＣデバイスのそれぞれは、システム認証及びインク使用量計算のためにＱＡデバイスと通信することのできる２本のＬＳＳシステムバスを有する。１本のバスあたり多数のＱＡデバイスを使用することができ、また、システムにおけるＱＡデバイスの位置は制限されないが、例外として、プリンタＱＡデバイス及びインクＱＡデバイスは個別のＬＳＳバス上とすべきである。
【０１０７】
使用時、論理ＱＡは、インクＱＡと通信し、残りのインクを調べる。インクＱＡからの応答は、プリンタＱＡを参照して認証される。プリンタＱＡからの確認は、それ自体が論理ＱＡによって認証され、これにより、インクＱＡからの応答に追加の認証レベルが間接的に加えられる。
【０１０８】
印字ヘッドＱＡ以外のＱＡチップ間で渡されるデータは、デジタル署名によって認証される。好ましい実施形態においては、データにはＨＭＡＣ−ＳＨＡ１認証が使用され、プログラムコードにはＲＳＡが使用されるが、代わりに別の方式を使用することもできる。
【０１０９】
従って、ＳｏＰＥＣデバイスは、プリンタ装置２の全体的な動作を制御し、基本的なデータ処理タスクと、印刷媒体のハンドリングを可能にするためのプリンタ装置２の個々のコンポーネントの動作の同期及び制御とを実行することが理解されるであろう。以下の説明においては、用語「制御電子回路７２」は、ＳｏＰＥＣデバイスと、プリンタ装置２においてその動作の制御に使用されている他の電子回路とを意味する。
【０１１０】
図４〜図１６は、インクジェットプリンタ装置２を示しており、このユニット２は、主本体３と、印刷用の印刷媒体を保持及び支持する媒体入力アセンブリ４と、プリンタ装置による印刷に続いて印刷媒体を集めておく媒体出力アセンブリ５とを含んでいる。主本体３は、印刷エンジン７０と、関連付けられている電源１５及び制御電子回路７２と、用紙ハンドリング装置とを収容するようにされており、用紙ハンドリング装置は、印刷媒体を、媒体入力アセンブリ４から、印刷媒体が印刷される印刷エンジン７０を経て、印刷媒体が集められる媒体出力アセンブリ５に供給するように動作する。そのような配置構成では、家庭環境又はオフィス環境において単色のテキストからフルカラーの写真イメージにいたる様々なイメージを容易に印刷することのできるコンパクトなプリンタ装置が提供される。
【０１１１】
図４〜図１２を参照し、主本体３の構造は、下側フレームユニット６の上に受け入れられる形状を有する上側フレームユニット７によって形成されている。上側フレームユニット７及び下側フレームユニット６は、組み合わされたとき、ベース部８と、後部９と、上にカバー１１を受け入れる開口１０とを画成している。開口１０は、印刷エンジン７０及び関連付けられているコンポーネントが含まれている内部空洞１２へのアクセスを提供している。
【０１１２】
ベース部８は、下側フレームユニット６の底面に形成されており、プリンタ装置が実質的に水平な面（家庭環境或いはオフィス環境におけるデスクの表面など）に置かれたときにプリンタ装置２を支持する下側面１３を有する。下側面１３からは、プリンタ装置を更に安定させる１つ以上の支持脚が延びている。支持脚１４は、プリンタ装置と支持面との間の摩擦接触部分が増すように、摩擦の生じる材料（ゴムなど）から作製されている。
【０１１３】
図５及び図７に示したように、主本体３の後部９は、下側フレームユニット６及び上側フレームユニット７の後面によって画成されている。電源ユニット１５は、後部９の一部を画成しており、下側フレームユニット６に設けられているくぼみに嵌まる形状を有し、プリンタ装置２に電力を供給する。電源ユニット１５は、下側フレームユニット６に形成されているくぼみに固定的に受け入れられているが、電源ユニット１５は、プリンタ装置２に供給する電力を貯蔵しておくことのできる再充電可能タイプとすることができ、その場合、ユニット１５は、必要時に交換できるようにフレームユニット６から取外し可能とすることも考えられる。電源ユニット１５には、適切なケーブル（図示していない）を通じて外部の電源に接続するための電力コネクタソケット１６が設けられている。下側フレームユニット６には、データコネクタソケット１７も形成されており、このソケットは、前述した方法においてデータ及びコマンドがプリンタ装置２に提供されるように、コンピュータシステム１０２などの外部データ源にプリンタ装置２を接続する手段を提供している。データコネクタソケット１７は、標準のイーサネット（登録商標）ソケット及びＵＳＢデバイスソケットの形態であり、プリンタ装置２をコンピュータ端末１０２或いはコンピュータ端末のネットワークに接続してそこからデータ及びコマンドを受信できるようにする。そのような情報は、上側フレームユニット７の後面のカバープレート２０の下に設けられているＷＩＦＩカード１８若しくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）カード１９、又はその両方を使用することによって、無線方式においてプリンタ装置２によって受信することもできる。これらの配置構成のいずれにおいても、受信されたデータすべては、ソケット１７及びカード１８、１９からプリンタ装置２のＳｏＰＥＣデバイスに送信されて、前述した方法において処理される。
【０１１４】
図４、図６、図８、及び図１１に示したように、主本体３のカバー１１は、下側フレームユニット６にヒンジ式に結合されている蓋２１を備えている。蓋２１は、湾曲した上面２２と、角度のついた前面２３と、上側フレームユニット７の上縁部と結合する形状を持つ２つの端面２４とを有する。蓋２１は、角度のついた前面２３の下縁部に沿って下側フレームユニット６に旋回自在に結合されている。この旋回自在な結合によって、蓋２１は前方に旋回して、主本体３の内部空洞１２へのアクセスを提供することができる。
【０１１５】
角度のついた前面２３には、くぼみ２５が形成されている。くぼみ２５は、ユーザとプリンタ装置２との間の通信を可能にするユーザインタフェースユニット２６を受け入れている。ユーザインタフェースユニット２６はＬＣＤタッチスクリーンであり、ユーザに情報を伝え、ユーザは表示画面上のオプションを選択することによってプリンタ装置２に情報を直接入力することができる。ユーザインタフェースユニット２６からユーザに表示できる情報と、ユーザがプリンタ装置に入力できる情報の種類は、様々なものとすることができるが、一般には、プリンタ装置２に収容されているインクの状態と、紙詰まりなどを直す必要性と、インク補給手順に関する情報とに関連したものとすることができる。タッチスクリーンＬＣＤの使用は、ユーザインタフェースとして特に有利であり、なぜなら、表示を特定の言語にプログラムすることができ、これにより、プリンタ装置が使用される国ごとに固有なマーク或いはテキストをプリンタ装置２に表示する必要がなくなるためである。しかしながら、ユーザインタフェースユニット２６は、ユーザがプリンタ装置２と対話できるようにする従来のボタンなど、数多くの異なる形態をとることができることを理解されたい。
【０１１６】
蓋２１の角度のついた前面２３には、プリンタの状態をユーザに視覚的に示す視覚インジケータユニット２７も設けられている。視覚インジケータユニット２７は、蓋２１の表面に沿って延びており、光源２９からの光を発する細長い管或いはパネル２８の形態である。視覚インジケータユニット２７から発せられる光の色若しくは強度、又はその両方は、プリンタ装置２の状態をユーザインタフェースユニット２６を確認する必要なしにユーザが一目で認識できるように制御することができる。
【０１１７】
視覚インジケータユニット２７の構造は、図１７及び図３２に示してある。図に示したように、ユニット２７は、光源２９と細長いパネル２８とから成る。光源３１は、プリント基板（ＰＣＢ）３１の表面に配置されている３つの発光ダイオード（ＬＥＤ）３０の形態である。ＬＥＤ ３０は、広い帯域の光をパネル２８から発することのできる赤、緑、及び青のＬＥＤである。しかしながら、１つのＬＥＤ、或いは別の色のＬＥＤを使用して同様の機能を達成することもできることが理解されるであろう。プリント基板３１は、プリンタ装置２の制御電子回路７２が含まれているものと同じプリント基板とすることができ、或いは、制御電子回路７２の制御下においてＬＥＤ ３０を動作させる適切な電子回路を含んでいる個別のプリント基板とすることができる。細長いパネル２８は、ＬＥＤ ３０からの光が長手方向に沿って進んでパネルの表面から発せられる材料から作製されている。パネル２８は、ＬＥＤ ３０から発せられる光を集めるようにＬＥＤ ３０の上に配置されている中空の管又はパイプの形態とすることができる。この管又はパイプの内面は、光の一部がパネル２８の長手方向に沿って反射し、且つ光の一部がパネル２８を通過することによりパネル２８を光らせることのできる膜によってコーティングすることができ、これにより、パネル２８の表面に沿った光がユーザによって容易に認識され得る。
【０１１８】
使用時、プリンタ装置２の状態を表す光がパネル２８から発せられるようにＬＥＤ ３０のそれぞれを制御することができる。例えば、プリンタ装置がスタンバイモードであることをユーザに知らせるため、パネル２８から青色の光が発せられるように青のＬＥＤを作動させることができる。印刷中は、パネル２８から緑色の光が発せられるように緑のＬＥＤを作動させ、紙詰まりやプリンタエラーなどの問題が発生したときには、パネル２８から赤色の光が発せられるように赤のＬＥＤを作動させることができる。更には、装飾的な効果をもたらす目的で、ＬＥＤのそれぞれを様々な組合せにおいて作動させて、広い帯域にわたる様々な色の光を放射させることができる。プリンタ装置に１つのＬＥＤが設けられている場合のように光源が点状ではなく、大きな表面積から光が発せられるため、ユーザがプリンタの状態を視覚的に認識しやすく、プリンタに必要な操作をただちに行うことができる。そのようなシステムは、能率的に仕事を進めるうえで重要な役割を果たし、見た目にも美しいプリンタ装置が提供される。
【０１１９】
印刷用の印刷媒体をプリンタ装置２に供給するため、媒体入力アセンブリ４がプリンタ装置２の後部９から延びている。媒体入力アセンブリ４は、トレイ部分３２と媒体支持フラップ３３とから成り、これらの部分３２、３３は組み合わされたとき、プリンタ装置２によって印刷するための１枚以上の印刷媒体３４を受け入れる表面を形成している。媒体入力アセンブリ４は、主本体３から垂直方向に延びており、図１６に示したように、使用時に印刷媒体３４が媒体入力アセンブリ４によって垂直方向に支持されて下向きの経路を通じてプリンタに引き込まれるような角度をなしている（これについては後から詳しく説明する）。
【０１２０】
図１１に明らかに示したように、媒体入力アセンブリ４のトレイ部分３２は、上側フレームユニット７に一体に形成されており、従って、トレイ部分３２の後面が主本体３の後部９の一部を形成している。トレイ部分３２は、印刷媒体３４を受け入れる容器を全体として形成しており、媒体３４が上に配置される作業面３５と、その一方の端部における媒体支持面３６とを含んでおり、媒体支持面３６は、媒体３４の縁部を受け入れて媒体３４を直立ポジションに維持するようにされている。トレイ部分３２は、平行に延びている一対の側壁３７、３８も含んでおり、これらの側壁は、プリンタ装置２に収容することのできる印刷媒体の最大幅を定義する。
【０１２１】
図１６に更に明らかに示したように、媒体支持面３６は、印刷のためトレイ部分３２から印刷エンジン７０への印刷媒体の供給を支援するため、トレイ部分３２の作業面３５に対して鈍角をなして配置されている。作業面３５にはアイドラーローラー３９が組み込まれており、このローラーは、ピッカー機構６０と協働して、印刷のため作業面３５から印刷エンジンへの印刷媒体の供給を促進する。媒体支持面３６には、そこから突き出した複数の細長い突起４０がこの面３６に沿って等間隔に配置されており、媒体３４の先端部を面３６の上に支持する。細長い突起４０は、トレイ部分３２からの媒体３４の供給を容易にするために、ピッカー機構６０の作用下で媒体３４の先端部が自身の表面に沿ってすべるように作用する。ピッカー機構６０に隣接する細長い突起４０の表面には、パッド４１が設けられており、このパッドは、トレイ部分３２の作業面３５の上に複数枚の媒体が支持されているときに一番上の媒体１０の分離を促進するための摩擦面を提供する。パッド４１は、ゴム材料、フェルト材料、或いはコルク材料の形態とすることができる。
【０１２２】
縁部滑動器４２は、一体のフック要素４３によってトレイ部分３２の作業面３５の上に嵌まるようにされている。作業面３５には、摺動器４２の位置決めラグ（図示していない）を受け入れる溝状くぼみ４４が設けられている。このような配置構成では、制御された形で摺動器４２を表面３５の上で動かして、様々な幅の印刷媒体３４を収容することができる。縁部滑動器４２は、トレイ部分３２の高さだけ延びており、印刷媒体３４の側縁部に当接するようにトレイ部分３２の作業面３５から突き出している壁部分４５を備えている。この配置構成により、印刷媒体３４がトレイ部分３２の中で正しく整列し、制御された形で媒体が印刷エンジン７０に供給される。
【０１２３】
図１１に示したように、トレイ部分３２の側壁３７、３８の内面には、媒体支持フラップ３３をトレイ部分３２に結合できるようにする位置決めラグ４６が設けられている。これに関して、媒体支持フラップ３３は、その端部から延びている一対のくぼみ付きタブ４７を含んでおり、このタブは、図１に示したように、ラグ４６を受け入れることにより、媒体支持フラップ３３をトレイ部分３２の上端部に固定する。この配置構成では、媒体支持フラップ３３は、トレイ部分３２の末端部を中心に旋回することができ、従って、（図４に示したように）フラップ３３を延長ポジションに動かして、媒体入力アセンブリ４の上に装填されている印刷媒体３４を支持する、或いは、梱包又は出荷のため、媒体支持フラップ３３がトレイ部分３２の上に受け入れられた状態の収納ポジション（図示していない）に動かすことができる。
【０１２４】
媒体支持フラップ３３は、トレイ部分３２の長さよりも長い印刷媒体３４を支持するため、トレイ部分３２の末端部の上に延びる。この配置構成では、図８に示したように印刷媒体３４は実質的に直立ポジションに維持される。これに関して、媒体支持フラップ３３の表面には、フラップ３３の表面に沿って縦に延びている複数の等間隔のフィン要素４８が設けられている。フィン要素４８のそれぞれは、媒体支持フラップ３５の表面から等しい高さだけ突き出しており、これにより、トレイ部分３２の作業面３５に連続する平らな面を印刷媒体３４に提供する。媒体支持フラップ３３の内面は、連続的な成形面とすることもでき、この場合、プリンタ装置２の梱包或いは輸送のため媒体支持フラップ３３が収納されるときにトレイ部分３２の側壁３７、３８を収容する適切な溝をその縁部域に形成することが考えられる。
【０１２５】
印刷媒体は、図４に示したように、プリンタ装置２の前面、主本体３のベース部８に配置されている媒体出力アセンブリ５によって集められる。媒体出力アセンブリ５は、トレイハウジング５０と、延ばすことのできる２つの出力トレイ、すなわち上側出力トレイ５１及び下側出力トレイ５２とから成り、トレイ５１、５２は、延長ポジションではないときにいずれもトレイハウジング５０の中に保持されている。
【０１２６】
図１０及び図１１に示したように、トレイハウジング５０は、下側フレームユニット６に一体に形成されており、後面からプリンタ装置２の前面をわずかに超えるまで延びている。トレイハウジング５０は、上面５３と、この上面５３から下向きに延びている２つの側壁５４、５５とを有する。上面５３の前縁部にはスペースがあり、トレイハウジング５０の中に保持されている上側出力トレイ５１及び下側出力トレイ５２にアクセスするためのくぼみ部分５６が形成されている。
【０１２７】
上側出力トレイ５１は、２つの側壁５４、５５によってトレイハウジング５０の中に受け入れられて保持される形状を持つ。２つの側壁５４、５５には、トレイハウジング５０の長さだけ延びている溝（図示していない）が形成されている。上側出力トレイ５１は、その縦縁部が溝の中で移動して自身がトレイハウジング５０に対して動くことができるように、溝の中に受け入れられる寸法を有する。溝と、上側出力トレイ５１の縦縁部は、トレイ５１をトレイハウジング５０から延ばすことはできるがトレイハウジング５０から取り外すことはできないようにされている。この配置構成においては、トレイ５１は、収納ポジションにあるときにはトレイハウジング５０の中に完全に収まっている。
【０１２８】
下側出力トレイ５２は、上側出力トレイ５１と同様の構造を有する。しかしながら、この配置構成においては、下側出力トレイ５２は、上側出力トレイ５１の縦縁部に設けられている２本の溝に受け入れられている。図９に示したように、下側出力トレイ５２は、上側トレイの中で動くことができるように、上側出力トレイ５１よりも幅及び厚さが小さい。下側出力トレイ５２は、収納状態において上側出力トレイ５１の中に完全に収まるようにされており、また、上側出力トレイ５１にも、下側出力トレイ５２の前縁部に設けられている停止部材５８にアクセスできるようにするくぼみ部分５７が、前縁部に沿って設けられている。下側出力トレイ５２及び上側出力トレイ５１は、上述した方法と同様に、下側トレイ５２を上側トレイ５１から延ばすことができるが上側トレイから取り外されることが阻止されるように構成することもできる。トレイの配置構成として、収納及び延長することのできる別の配置構成も可能であり、それらは本発明の範囲内に含まれるものとみなされる。
【０１２９】
使用前、媒体出力アセンブリ５は、図４に示したような収納状態にある。ユーザが停止部材５８を握って下側出力トレイ５２を延ばすと、媒体出力アセンブリ５は、図１２に示したように動作ポジションになる。これにより、媒体出力アセンブリ５全体がトレイハウジング５０から延びて、プリンタ装置２から排出される印刷された媒体が捕捉される。印刷された媒体の先端部は、主本体３を出た後、下側出力トレイ５２の停止部材５８に接触した時点で保持される。媒体出力アセンブリ５を延ばす長さは、印刷する媒体のサイズに依存する。例えば、印刷媒体の長さが図１２に示したような長さ（例：Ａ４サイズ媒体）である場合、印刷された媒体を捕捉して保持するためには、媒体出力アセンブリ５を完全に延ばす必要がある。
【０１３０】
図１０に示し、前述したように、主本体３の内部空洞１２へのアクセスは、カバー１１の蓋２１を前方に旋回させることによって可能である。内部空洞１２は、印刷エンジン７０と、ピッカー機構６０及び紙排出機構の形態における用紙ハンドリング機構とを受け入れている。
【０１３１】
前述したように、ピッカー機構６０の目的は、印刷のため媒体入力アセンブリ４から１枚の印刷媒体を分離し、印刷エンジン７０に搬送して供給することである。プリンタ装置２は、６０ｐｐｍ若しくはそれ以上の速度で動作することができるため、ピッカーユニットは、この印刷速度を達成するための適切な速度で印刷媒体を分離して印刷エンジン７０に搬送するように構成されている。従って、ピッカー機構６０は、ピッカー本体６３から延びているアーム６２の端部に配置されているピッカーローラー６１で構成されている。ピッカー本体６３は、プリンタ装置２の制御電子回路７２によって制御されるモーター６４を含んでいる。ピッカー本体６３は、取付け部材６５によって下側フレームユニット６に旋回自在に取り付けられている。この配置構成においては、ピッカー機構６０は、取付け部材６５を中心に動くことができ、ピッカーローラー６１がトレイ部分３２の作業面３５の方に付勢されるようにばねが装填されている。
【０１３２】
トレイ部分３２に印刷媒体３４が存在していないときには、ピッカーローラー６１は付勢されて、トレイ部分３２の作業面３５に設けられているアイドラーローラー３９と接触している。印刷媒体をトレイ部分３２に装填するためには、媒体３４をトレイ部分３２に挿入し、するとピッカーローラー６１の上に設けられているガイド要素６６に媒体３４が接触する。この接触によって、ピッカー機構６０が旋回してトレイ部分３２の作業面３５から離れ、ピッカーローラー６１とアイドラーローラー３９との間に印刷媒体を受け入れることができ、印刷媒体３４の先端部が媒体支持面３６によって支持される。この配置構成は、図１６に示してある。
【０１３３】
ピッカーローラー６１の表面にはグリップ手段が設けられており、グリップ手段は、印刷媒体３４に対するローラーのグリップを促進するゴムコーティング或いは他の類似するタイプのコーティング又は表面処理の形態とすることができる。モーター６４の作動下においてピッカーローラー６１が回転すると、ピッカーローラー６１と接触している印刷媒体が細長い突起４０に沿ってすべり、印刷エンジン７０に供給される。ピッカー機構６０に隣接する細長い突起４０の表面に設けられているパッド４１に起因して、トレイ部分３２に存在している媒体のうち最も外側の媒体が他の媒体から分離される。これに関して、最も外側の媒体と一緒に動く媒体には、それらがパッド４１の上をすべるときに摩擦力がかかり、その摩擦力は、これらを動かした摩擦力より大きいため、最も外側の媒体のみが印刷エンジン７０に供給される。
【０１３４】
ピッカー機構６０は、印刷のため印刷媒体３４を分離し、個々の印刷媒体を印刷エンジン７０に比較的高速で搬送する目的で使用されているが、この機能を実行するために採用されるピッカー機構６０としては様々なタイプを使用でき、それらについても依然として本発明の範囲に含まれることが理解されるであろう。
【０１３５】
本発明において採用されている印刷エンジンアセンブリ７０は、一般的には、クレードルユニット７１とカートリッジユニット８０という２つの部分から成る。この配置構成においては、カートリッジユニット８０はクレードルユニット７１に受け入れられるようにされている。
【０１３６】
図１１及び図１３〜図１６に様々に示したように、カートリッジユニット８０は、印字ヘッド集積回路８１を収納している本体を有し、印字ヘッド集積回路８１は、印刷媒体３４が通過するときにそこに印刷する。カートリッジユニット８０の本体は、インクを収容しており印字ヘッド集積回路８１にインクを供給するインク収容・ハンドリングリザーバ８２も収納している。印字ヘッド集積回路８１は、印刷される媒体３４の幅にわたるページ幅印字ヘッド集積回路であり、カートリッジの本体の外側に沿って、インク収容・ハンドリングリザーバ８２の下の領域に配置されている。本発明の印字ヘッド集積回路８１は、従来のプリンタ装置とは異なり、動作中は所定の位置に固定されており、印刷媒体上を走査したり往復することはない。従って、本発明の印刷エンジンは、従来のプリンタシステムにおいて現在可能であるよりもずっと高い印刷速度を達成することができる。
【０１３７】
印字ヘッド集積回路８１の動作を制御するため、クレードルユニット７１に配置されている制御電子回路７２から電力及びデータ信号が供給される。制御電子回路７２は、前述したＳｏＰＥＣデバイスを含んでおり、信号は、カートリッジユニット８０の本体の外面に設けられているデータ・電力コネクタ（図示していない）を介して、制御電子回路７２からカートリッジユニット８０に送信される。カートリッジユニット８０をクレードルユニット７１に挿入すると、データ・電力コネクタが、クレードルユニット７１に設けられている対応するデータ・電力コネクタと結合し、これによってユニット７１とユニット８０との間で電力及びデータを伝えることが可能になる。
【０１３８】
インク収容・ハンドリングリザーバ８２は、印刷用の異なる種類のインク及び印刷流体を個別に収容する複数のポリエチレンメンブレンポケットの形態である。例えば、フルカラー印刷用のシアン、マゼンダ、黄、黒のインクと、特定の印刷アプリケーション用の赤外線インクと、インクの定着を助けるインク定着剤とを収容する６つの個別のポリエチレンメンブレンリザーバを、カートリッジユニット８０に設けることができる。リザーバ８２のそれぞれは、カートリッジユニット８０の本体の外面に形成されている補給ポート８３に設けられている対応する注入口と流体連通している。従って、図１５に示したように、インク補給注入器８４を補給ポート８３に接触させ、圧力下においてインクをリザーバ８２に供給することによって、リザーバ８２に個別に補給することができる。前述したように、インク補給注入器８４には、カートリッジユニット８０の本体に設けられている対応する読み取り器によって読み取られるＱＡチップを設けることができる。関連付けられているデータが、クレードルユニット７１の制御電子回路７２に設けられているＳｏＰＥＣデバイスに送信され、補給流体の完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）及び品質が保証される。ポリエチレンメンブレンリザーバ８２は、補給を容易にするため、補給されるときに膨張して流体を収容し、印刷プロセス中にインク又は流体が消費されるにつれて形が壊れるように構成されている。
【０１３９】
リザーバ８２に収容されているインク及び印刷流体は、一連の導管を通じて印字ヘッド集積回路８１に供給され、これらの導管は、特定の流体（特定のカラーインク或いは定着剤など）を運ぶようにされており、且つ、印字ヘッド集積回路８１の長手方向に沿って設けられている正しいインク供給ノズルに流体を分配できるようにされている。これを達成する方法と、カートリッジユニット８０の全般的な構造については、本出願人の米国特許出願である出願整理番号ＲＲＡ０１ＵＳ及びＲＲＡ３３ＵＳに説明してあり、これらの出願の開示は、すべて本文書に参考とすることにより組み込まれる。上記の出願は、出願整理番号によって識別されているが、これらの番号は、対応する出願番号が割り当てられた後、それらに置き換えられる。
【０１４０】
上述したように、カートリッジユニット８０の印字ヘッド集積回路８１は、最大で約２１．６ｃｍ（標準Ａ４又は米国レター形式の幅を持つ媒体に相当する）までの様々な幅の印刷媒体に対応するため、約２２．４ｃｍ（８．８インチ）の幅にわたるようにされているページ幅印字ヘッド集積回路である。しかしながら、このページ幅印字ヘッド集積回路は、プリンタ装置２の用途と、使用する印刷媒体のタイプとに大きく依存して、上記よりも大きい幅、又は小さい幅を持つように作製することもできると考えられる。望ましい幅を達成する目的で、印字ヘッド集積回路８１は、それぞれに複数のインク供給ノズルが設けられている、隣接して取り付けられている１つ以上の集積回路によって構成することができる。
【０１４１】
以下では、本発明に適する印字ヘッドノズル構造のタイプの一例として、ノズル及び対応するアクチュエータとを備えているタイプについて、図１８〜図２７を参照しながら説明する。図２７は、シリコン基板８０１５上に形成されている一連のノズル構造部８０１を示している。ノズル構造部８０１のそれぞれは同一であるが、ノズル構造部８０１のグループごとに、異なるカラーインク又は定着剤が供給されるようにされている。これに関して、ノズル構造部は列状に配置されており、互い違いにされており、これにより、ノズルを一列に配置する場合に可能であるよりも印刷時のインクドットの間隔を狭くすることができる。そのような配置構成では、上述したノズルの密度を提供することが可能である。更に、複数の列では、（必要な場合に）冗長性を提供することもでき、これによって、ノズルあたりの所定の障害率が許容される。
【０１４２】
各ノズル構造部８０１は、集積回路製造技術によって作製されている。具体的には、ノズル構造部８０１は、ＭＥＭＳ（微小電子機械システム）である。
【０１４３】
以下では、説明を明瞭且つ容易にするため、１つのノズル構造部８０１の構造及び動作について、図１８〜図２６を参照しながら説明する。
【０１４４】
インクジェットプリンタチップ８１は、０．３５ミクロン、１ Ｐ４Ｍ、１２ボルトのＣＭＯＳマイクロプロセッサ電子回路が上に配置されているシリコンウエハ基板８０１５を含んでいる。
【０１４５】
基板８０１５の上には、二酸化ケイ素（或いはガラス）層８０１７が配置されている。この二酸化ケイ素層８０１７は、ＣＭＯＳ誘電層を画成している。ＣＭＯＳの最上位金属は、二酸化ケイ素層８０１７上に配置されている一対の整列したアルミニウム電極接触層８０３０を画成している。シリコンウエハ基板８０１５と二酸化ケイ素層８０１７のいずれも、エッチングされて、（平面図において）ほぼ円形の断面を有するインク吸入路８０１４を画成している。二酸化ケイ素層８０１７には、ＣＭＯＳ金属１、ＣＭＯＳ金属２、３、及びＣＭＯＳ最上位金属のアルミニウム拡散バリア８０２８が、インク吸入路８０１４を中心に配置されている。拡散バリア８０２８は、駆動電子回路層８０１７のＣＭＯＳ酸化膜を通じてヒドロキシルイオンが拡散することを阻止する役割を果たす。
【０１４６】
アルミニウム接触層８０３０及び二酸化ケイ素層８０１７の上には、窒化シリコン層８０３１の形態における不動態層が配置されている。不動態層８０３１のうち接触層８０３０の上に位置している部分のそれぞれには、接点８０３０へのアクセスを提供する開口８０３２が画成されている。
【０１４７】
ノズル構造部８０１は、環状ノズル壁８０３３によって画成されているノズル室８０２９を含んでおり、この環状ノズル壁８０３３は、その上端部がノズルルーフ８０３４にあり、半径方向のノズル内側縁部８０４（平面図において円形である）が形成されている。インク吸入路８０１４は、ノズル室８０２９と流体連通している。ノズル壁の下端部には、移動シールリップ８０４０を含んでいる移動縁部８０１０が配置されている。包囲壁８０３８は、可動ノズルを囲んでおり、静止シールリップ８０３９を含んでいる。静止シールリップ８０３９は、図１０に示したようにノズルが静止しているときには、移動縁部８０１０に隣接している。静止シールリップ８０３９と移動シールリップ８０４０との間に捕捉されるインクの表面張力に起因して、流体シール８０１１が形成される。これにより、包囲壁８０３８とノズル壁８０３３との間には低抵抗結合（ｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が提供されるが、ノズル室からのインクの漏れが防止される。
【０１４８】
図２５において最も明らかであるように、ルーフ８０３４には、ノズル縁部８０４を中心に半径方向に延びている複数のくぼみ８０３５が画成されている。くぼみ８０３５は、インクがノズル縁部８０４を超えて流れ出たときの半径方向のインクの流れを収容する役割を果たす。
【０１４９】
ノズル壁８０３３は、キャリア８０３６に取り付けられているレバー構造部の一部を形成しており、キャリア８０３６はほぼＵ形状の輪郭を有し、その底部８０３７が窒化シリコン層８０３１に取り付けられている。
【０１５０】
レバー構造部は、ノズル壁から延びており且つ横補強梁８０２２が組み込まれているレバーアーム８０１８も含んでいる。レバーアーム８０１８は、窒化チタン（ＴｉＮ）から形成されており且つノズル構造部の片側に配置されている一対の受動梁８０６に取り付けられている（図２１及び図２６において最も明らかである）。受動梁８０６の他方の端部は、キャリア８０３６に取り付けられている。
【０１５１】
レバーアーム８０１８は、ＴｉＮから形成されているアクチュエータ梁８０７にも取り付けられている。なお、アクチュエータ梁へのこの取り付けは、受動梁８０６に取り付けられている位置よりもわずかではあるが重要な距離だけ高い位置において行われている。
【０１５２】
図１８及び図２４において最も明らかあるように、アクチュエータ梁８０７は、平面図において実質的にＵ形状であり、電極８０９と反対の電極８０４１との間の電流経路を画成している。電極８０９及び８０４１のそれぞれは、接触層８０３０におけるそれぞれのポイントに電気的に接続されている。アクチュエータ梁は、接点８０９を介して電気的に結合されていることに加え、アンカー８０８に機械的に固定されている。アンカー８０８は、ノズル構造部が動作するときに、アクチュエータ梁８０７が図１８〜図２０における左に動くことを制約するように構成されている。
【０１５３】
アクチュエータ梁８０７のＴｉＮは、導電性であるが、電極８０９と電極８０４１との間に電流が流れるときに自身が発熱するだけの十分な電気抵抗を持つ。受動梁８０６には電流が流れず、従って受動梁８０６は膨張しない。
【０１５４】
使用時、静止状態にあるデバイスがインク８０１３によって満たされ、このインクは、表面張力の影響下においてメニスカス８０３を画成している。インクは、メニスカスによって室８０２９に保持され、一般には何らかの他の物理的影響が存在しなければ外に漏れることはない。
【０１５５】
図１９に示したように、ノズルからインクを発射させるため、接点８０９と接点８０４１との間に電流が流れ、このときアクチュエータ梁８０７を流れる。梁８０７は、その抵抗のため発熱し、これによって膨張する。アクチュエータ梁８０７の寸法及び設計は、図１８〜図２０における水平方向における膨張の大部分を意味する。膨張は、左側がアンカー８０８によって制約され、従って、レバーアーム８０１８に隣接する、アクチュエータ梁８０７の端部が右に進む。
【０１５６】
受動梁８０６は、水平方向の撓み性が相対的に小さいため、レバーアーム８０１８が水平に大きく動くことを阻止している。しかしながら、受動梁とアクチュエータ梁のそれぞれがレバーアームに取り付けられている位置がずれているため、ねじり運動が生じ、これに起因して、レバーアーム８０１８がほぼ下方に動く。この運動は、実質的に旋回運動又はヒンジ運動である。しかしながら、真の旋回中心が存在しないため、回転の中心は受動梁８０６の曲がりによって画成される旋回領域である。
【０１５７】
レバーアーム８０１８の下向きの運動（及びわずかな回転）は、受動梁８０６からノズル壁８０３３までの距離によって増幅される。ノズル壁及びルーフが下向きに動くことにより室２９内の圧力が高まり、これにより図１９に示したようにメニスカスが膨らむ。なお、インクの表面張力により、インクが漏れ出すことなくこの動きによって流体シール１１が伸びる。
【０１５８】
図２０に示したように、適切なタイミングにおいて駆動電流が止まり、アクチュエータ梁８０７が急速に冷えて収縮する。収縮によって、レバーアームがその静止位置に戻り始め、それによって室８０２９内の圧力が下がる。膨張するインクの勢い及び液体としての表面張力と、ノズル室８０２９が上向きに動くことによる負の圧力との相互作用に起因して、膨張中のメニスカスが細くなり最終的には切り離されてインク滴８０２が画成され、このインク滴は、隣接している印刷媒体に触れるまで上昇を続ける。
【０１５９】
滴８０２が切り離された直後、メニスカス８０３は、図２０に示した凹形状を形成している。表面張力のため、インクが吸入口８０１４を通じて上向きに吸い込まれるまでは、室８０２９の圧力が比較的低いままとなり、吸い込まれると、ノズル構造部及びインクは図１８に示した静止状態に戻る。
【０１６０】
印字ヘッド集積回路８１は、印字ヘッド集積回路８１の長さと要求される印刷特性とに応じて、その表面に沿って配置された５０００個〜１００，０００個の間の上述したノズルを有するようにすることができる。例えば、幅の狭い媒体の場合、所望の印刷結果を達成するためには印字ヘッドの表面に沿って５０００個のノズルを配置すればよいのに対し、より幅の広い媒体の場合、所望の印刷結果を達成するためには印字ヘッドの長手方向に沿って少なくとも１０，０００個、２０，０００個、又は５０，０００個のノズルを設ける必要がある。Ａ４サイズ或いはＵＳレターサイズの媒体において約１６００ｄｐｉのフルカラーの写真品質のイメージを得るためには、印字ヘッド集積回路８１は、１色あたり１３，８２４個のノズルを備えていることができる。従って、印字ヘッド集積回路８１が４色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）によって印刷できるようにする場合、印字ヘッド集積回路８１の表面に沿って５３，３９６個のノズルを配置することができる。更に、印字ヘッド集積回路８１が６つの印刷流体（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ＩＲ、定着剤）によって印刷できるようにする場合、印字ヘッド集積回路８１の表面に８２，９４４個のノズルを設けることができる。これらのいずれの配置構成においても、各ノズルをサポートする電子回路は同じである。
【０１６１】
以下では、印字ヘッド集積回路８１において個々のノズル構造部１０１を制御する方式について、図２８〜図３３を参照しながら説明する。
【０１６２】
図２８は、印字ヘッド集積回路８１と、プリンタ装置２の制御電子回路７２の中に設けられているＳｏＰＥＣデバイスとの接続の概要を示している。上述したように、印字ヘッド集積回路８１は、各ノズルを発射させるための繰り返しロジック（ｒｅｐｅａｔｅｄ ｌｏｇｉｃ）を含んでいるノズルコア配列４０１と、ノズルを発射させるためのタイミング信号を生成するノズル制御ロジック４０２とを含んでいる。ノズル制御ロジック４０２は、高速リンクを介してＳｏＰＥＣデバイスからデータを受信する。
【０１６３】
ノズル制御ロジック４０２は、印刷のためシリアルデータをリンク４０７を介してノズル配列コアに送るように構成されており、リンク４０７は、電気コネクタの形態とすることができる。ノズル配列コア４０１のステータス及びその他の動作情報は、別のリンク４０８を介してノズル制御ロジック４０２に伝えられ、このリンクも電気コネクタに提供することができる。
【０１６４】
図２９及び図３０は、ノズル配列コア４０１を更に詳しく示している。図２９に示したように、ノズル配列コア４０１はノズル列５０１の配列を備えている。この配列は、発射及び選択シフトレジスタ５０２と、それぞれ対応するドットシフトレジスタ５０３によって表されている最大６つのチャンネルとを含んでいる。
【０１６５】
図３０に示したように、発射及び選択シフトレジスタ５０２は、順方向路発射シフトレジスタ（ｆｏｒｗａｒｄ ｐａｔｈ ｆｉｒｅ ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）６００と、逆方向路発射シフトレジスタ（ｒｅｖｅｒｓｅｐａｔｈ ｆｉｒｅ ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）６０１と、選択シフトレジスタ６０２とを含んでいる。ドットシフトレジスタ５０３のそれぞれは、奇数ドットシフトレジスタ（ｏｄｄ ｄｏｔ ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）６０３と偶数ドットシフトレジスタ（ｅｖｅｎ ｄｏｔ ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）６０４とを含んでいる。奇数ドットシフトレジスタ６０３及び偶数ドットシフトレジスタ６０４は、一端において接続されており、従って、データは一方向において奇数シフトレジスタ６０３を通じてクロック同期され、次いで、逆方向において偶数シフトレジスタ６０４を通じてクロック同期される。最後の偶数ドットシフトレジスタ以外の出力は、マルチプレクサ６０５の一方の入力に送られる。マルチプレクサのこの入力は、製造後のテスト時には信号（コアスキャン（ｃｏｒｅｓｃａｎ））によって選択される。通常の動作においては、コアスキャン信号は、マルチプレクサ６０５の他方の入力に供給されるドットデータ入力Ｄｏｔ［ｘ］を選択する。これに起因して、各色のＤｏｔ［ｘ］がそれぞれのドットシフトレジスタ５０３に供給される。
【０１６６】
以下では、１つの列Ｎについて図３０を参照しながら説明する。図示した実施形態においては、列Ｎは、６つのドットシフトレジスタそれぞれの奇数データ値６０６及び偶数データ値６０７を含めて、１２個のデータ値を有する。列Ｎは、順発射シフトレジスタ６００からの奇数発射値６０８と、逆発射シフトレジスタ６０１からの偶数発射値６０９も含んでおり、これらはマルチプレクサ６１０への入力として供給される。マルチプレクサ６１０の出力は、選択シフトレジスタ６０２における選択値６１１によって制御される。選択値が０であるときには偶数発射値が出力され、選択値が１であるときには奇数発射値が出力される。
【０１６７】
奇数データ値６０６及び偶数データ値６０７は、それぞれ、対応する奇数ドットラッチ６１２及び偶数ドットラッチ６１３への入力として供給される。
【０１６８】
各ドットラッチ及び関連付けられているデータ値は、ユニットセル（ユニットセル６１４など）を形成する。図３１は、ユニットセルを詳しく示している。ドットラッチ６１２は、データ値６０６の出力を受け取るＤ型フリップフロップであり、このデータ値は、奇数ドットシフトレジスタ６０３の要素を形成しているＤ型フリップフロップ６１４によって保持されている。フリップフロップ６１４に入力されるデータは、奇数ドットシフトレジスタにおける前の要素の出力から供給される（ただし該当要素がシフトレジスタにおける最初の要素ではない場合であり、最初の要素であるときは入力はＤｏｔ［ｘ］値である）。ＬｓｙｎｃＬに供給される負のパルスが受信されると、ラッチ６１２へのフリップフロップ６１４の出力からデータがクロック同期される。
【０１６９】
ラッチ６１２の出力は、３入力ＡＮＤゲート６５への入力の１つとして供給される。ＡＮＤゲート６１５への別の入力は、（マルチプレクサ６１０の出力からの）Ｆｒ信号とパルスプロファイル信号Ｐｒである。ノズルの発射タイミングは、パルスプロファイル信号Ｐｒによって制御され、例えば、（リムーバル型電源の実施形態において）低電源（ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ）に起因して生じる低電圧条件が考慮されるように長くすることができる。このことは、インクが発射されるとき、各ノズルから比較的一貫した量のインクが効果的に発射されるようにするためである。説明している実施形態においては、プロファイル信号Ｐｒは、ドットシフトレジスタのそれぞれについて同じであり、この形態では、複雑さ、コスト、及びパフォーマンスのバランスが良好である。しかしながら、別の実施形態においては、Ｐｒ信号をグローバルに流す（すなわち全ノズルについて同じである）、或いは、各ユニットセルごと、場合によっては各ノズルごとに個々に調整することができる。
【０１７０】
データがラッチ６１２にロードされると、発射イネーブル信号Ｆｒ及びパルスプロファイル信号ＰｒがＡＮＤゲート６１５に流され、これらの信号の組合せによりノズルがトリガーされ、ロジック１が含まれている各ラッチ６１２についてインクのドットが発射される。
【０１７１】
次の表は、各ノズルチャンネルの信号についてまとめてある。
【表３】
【０１７２】
図３１に示したように、発射信号Ｆｒは対角経路で送られ、現在の列における１つの色の発射をイネーブルした後、次の列における次の色の発射をイネーブルし、以下同様である。これによって、その時点の需要を時間遅延式に６つの列に拡散させることによって、需要が平均化される。
【０１７３】
この実施形態においては、ドットラッチと、様々なシフトレジスタを形成しているラッチは完全に静的であり、ＣＭＯＳベースである。ラッチの設計及び構造は、集積回路の工学及び設計の当業者には周知であり、本文書において詳しくは説明しない。
【０１７４】
約６０ｐｐｍで印刷することのできるプリンタ装置２の場合、ノズル速度は２０ｋＨｚという速さになり、印刷速度がそれ以上であれば更に速くなる。このオーダーのノズル速度においては、印字ヘッド８１全体で発射することのできるインクの量は、少なくとも毎秒５０００万滴である。しかしながら、より高速且つより高い品質の印刷を提供するためにノズルの数を増大させると、少なくとも毎秒１億滴、好ましくは少なくとも毎秒３億滴、より好ましくは少なくとも毎秒１０億滴を供給することができる。従って、これらの速度での印刷に対応するためには、制御電子回路７２は、ノズルからインク滴を発射させるかを同等の速さで決定できなくてはならない。これに関して、いくつかの場合、制御エレクトロニクスは、ノズルがインク滴を発射するかを、少なくとも毎秒５０００万回の判断速度で判断できなくてはならない。この速度は、より高速且つより高品質の印刷アプリケーションの場合、少なくとも毎秒１億回の判断速度、又は少なくとも毎秒３億回の判断速度、多くの場合には少なくとも毎秒１０億回の判断速度に増大させることができる。
【０１７５】
本発明のカラープリンタ１００の場合、印字ヘッドチップ８１に設けられている上述したオーダーのノズル数と、ノズル発射速度とが組み合わされる結果として、印刷速度は少なくとも毎秒５０ｃｍ２の印刷面積速度となり、印刷速度に応じて、すなわち更に高い速度においては、少なくとも毎秒１００ｃｍ２、好ましくは少なくとも毎秒２００ｃｍ２、より好ましくは少なくとも毎秒５００ｃｍ２となる。そのような配置構成では、従来のプリンタ装置によってこれまで達成できなかった速度で媒体を印刷できるプリンタ装置１００が提供される。
【０１７６】
前述したように、上述したノズル構造部は、印刷エンジン７０の１つの部分を形成しているカートリッジユニット８０の印字ヘッド集積回路８１に形成されている。カートリッジユニット８０が機能するためには、クレードルユニット７１の制御電子回路７２からデータ及び電力が伝えられる必要があり、また、クレードルユニット７１によって印字ヘッド集積回路８１が印刷ポジションに支持され、印刷のため印刷媒体が印字ヘッド集積回路８１を通過する必要がある。
【０１７７】
これに関して、クレードルユニット７１は、印刷エンジン７０の第２の部分を形成しており、上側フレームユニット７及び下側フレームユニット６に設けられている取付け部材（図示していない）によって主本体３の内部空洞１２に保持されている。このポジションにおいては、クレードルユニット７１は、図１３〜図１６に示したように、主本体３の後部９に設けられているデータコネクタソケット１７と電気通信状態にあるコネクタ要素７３を介して、外部のデータ源からデータを受信することができる。コネクタ要素７３は、クレードルユニット７１に設けられている対応するコネクタと位置が合うように配置されているフレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）であることが好ましい。同様に、電力は、内部空洞１２の中に延びている電力接点７４を介して、電源ユニット１５からクレードルユニット７１に供給される。クレードルユニット７１には、電力接点７４と接続してクレードルユニット７１に電力を供給する適切なコネクタ要素（図示していない）が設けられている。
【０１７８】
図１４に明らかに示したように、クレードルユニット７１は、カートリッジユニット８０と結合されたときに両方のユニットによって図１３に示したような印刷エンジンアセンブリ７０が形成されるように、カートリッジユニット８０を受け入れる形状を持つ。この配置構成においては、前述したようにユニット７１とユニット８０との間でデータ及び電力を伝送することができ、これにより、印字ヘッド集積回路８１のノズルを前述した方式で制御することができる。
【０１７９】
クレードルユニット７１の本体は、駆動モーター７５と、紙を印刷エンジン７０を通過させる駆動ローラー７６及びピンチローラー７７と、印字ヘッド集積回路８１にキャッピング及びその他の形式のメンテナンスを提供する印字ヘッドメンテナンスユニット７８と、プリンタ装置２の全体的な動作を制御するＳｏＰＥＣデバイスを含んでいる制御電子回路７２とを備えている。
【０１８０】
駆動モーター７５は、両方向に回転することのできる標準的なブラシレスＤＣモーターである。印字ヘッド集積回路８１を通過させる印刷媒体の供給が制御されるように、駆動モーター７５は駆動ローラー７６と歯車によって係合しており、駆動ローラー７６に駆動運動（ｄｒｉｖｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎ）を提供する。モーター７５によって駆動ローラー７６が駆動される速度は、所望の速度（一般には６０ｐｐｍ若しくはそれ以上の速度）で紙が印字ヘッド８１を通過するように、制御電子回路７２によって制御される。駆動ローラー７６はピンチローラー７７と係合しており、これらのローラー７６、７７は協働して、ピッカー機構６０によって供給される印刷媒体を捕捉し、その印刷媒体を印字ヘッド集積回路８１を通過させる。
【０１８１】
クレードルユニット７１には、同じく歯車によって駆動モーター７５と係合している印字ヘッドメンテナンスユニット７８も設けられている。印字ヘッドメンテナンスユニット７８は、所定の位置に動いてカートリッジユニット８０の印字ヘッド集積回路８１を覆うようにされているキャッピング要素を含んでいる。この場合、プリンタ装置２がアイドル状態であると判断された時点で、制御電子回路７２が、印字ヘッドメンテナンスユニット７８と駆動モーター７５とを係合させ、印字ヘッドメンテナンスユニット７８を動かして印字ヘッド集積回路８１とのキャッピング係合（ｃａｐｐｉｎｇ ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）の状態にする。キャッピング係合状態では、基本的に、印字ヘッド集積回路８１のインク供給ノズルの周りに周辺シール（ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ ｓｅａｌ）が形成され、これによって、インク供給ノズルに存在しているインクからの水分の蒸発が減少し、インクが乾燥してノズルが詰まることが防止される。同様に、印刷が開始されると判断された時点で、制御電子回路７２は、印字ヘッド集積回路８１のキャッピング解除を開始し、これによって印字ヘッドメンテナンスユニット７８は、図１６に示したような非キャッピングポジションに戻ることができる。印字ヘッドメンテナンスユニット７８は、必要であれば印字ヘッド８１の拭取り或いは吸取りなど別の機能を実行することもできる。
【０１８２】
図１６に示したように、クレードルユニット７１の本体は、印字ヘッド集積回路８１の上流、ピッカー機構６０に隣接して設けられている入口６７を有する。入口６７は、ピッカー機構６０によって供給される印刷媒体の先端部を受け入れ、また、印刷媒体の先端部を駆動ローラー７６及びピンチローラー７７の方に導くことを支援するガイド部材６９を含んでいる。
【０１８３】
クレードルユニット７１の本体には、印刷媒体が印刷エンジン７０から出るための経路を提供する出口６８が、印字ヘッド集積回路８１の下流に設けられている。印字ヘッド集積回路８１による印刷後、印刷された媒体の先端部は、駆動ローラー７６及びピンチローラー７７の作用下において出口６８から印刷エンジン７０を出る。出口６８の横には、印刷された紙を捕捉して媒体出力アセンブリ５に供給する紙排出機構８５が設けられている。
【０１８４】
紙排出機構８５は、プリンタ装置２の主本体３に形成されており、排出ローラー８６と複数のアイドラーホイール８７とから成る。排出ローラー８６は、下側フレームユニット６の前面にわたって延びている細長い軸によって形成されており、下側フレームユニット６に設けられているローラー支持部８８によってその端部において支持されている。排出ローラー８６には、軸の長手方向に沿って等間隔に配置されている複数の環要素８９が設けられており、この環要素８９は、媒体を捕捉して媒体出力アセンブリ５に供給することを支援する。排出ローラー８６は、下側支持フレーム６の一端に配置されている駆動歯車９０を介して、クレードルユニット７１の駆動モーター７５によって駆動される。この配置構成においては、クレードルユニット７１の制御電子回路７２は、クレードルユニット７１の駆動ローラー７６の速度及びタイミングに対応する適切なタイミング及び速度において紙排出機構８５が動作するように、紙排出機構８５の動作を制御することができる。
【０１８５】
紙排出機構８５のアイドラーホイール８７は、排出ローラー８６と協働して、印刷された媒体を捕捉して媒体出力アセンブリ５に供給する。アイドラーホイール８７は、蓋２１の内面にフレキシブルに結合されており、排出ローラー８６の軸に沿って設けられている環要素８９と回転接触するようにされている。図１３に示したように、アイドラーホイール８７は、スターホイール９１の形態であり、このホイールは、環要素８９の表面上を回転してその間に媒体を捕捉し、従って、印刷された媒体を排出ローラー８６の作用下において媒体出力アセンブリ５に供給することができる。この配置構成では、印刷に続いて、印刷された媒体を印刷エンジン７０から排出するときの制御が支援される。
【０１８６】
なお、紙排出機構８５は印刷エンジン７０とは個別の要素として図示及び説明したが、紙排出機構８５を印刷エンジン７０に組み込むこともできることを理解されたい。更に、紙排出機構８５はスターホイール９１を有するものとして示したが、当業者には明らかであるように別のタイプのアイドラーローラーを使用することもでき、その形態も依然として本発明の範囲に含まれる。
【０１８７】
説明した配置構成においては、印刷エンジン７０は、主本体３の内部空洞１２の中に、ピッカー機構６０と紙排出機構８５との間に配置されている。この配置構成では、媒体入力アセンブリ４から印刷エンジン７０を経て媒体出力アセンブリ５までの印刷媒体の搬送経路を単純にすることができる。
【０１８８】
図１６に示したように、印刷媒体がプリンタ装置２の中を移動するときの経路を単純にする目的で、印刷エンジン７０は、主本体３の内部空洞１２の中に、ある角度をなして配置されている。印刷エンジン７０が角度をなして配置されている結果として、印字ヘッド集積回路８１も角度をなして配置されており、従って、印刷ゾーンが角度をなして配置され、このことは、印刷媒体が媒体入力アセンブリ４から印刷ゾーンを経て媒体出力アセンブリ５まで通過するときの経路を浅くする役割を果たす。そのような単純且つ浅い印刷媒体経路によって、様々な厚さ及びタイプの媒体、すなわち最大約３００ｇｓｍの紙をプリンタ装置２によって印刷することができ、従来のデスクトッププリンタ装置では、一般にはそのような広範囲の媒体を扱うことはできない。この配置構成では、印刷媒体が経路上で詰まる可能性が減少するが、絶え間ない監視及び調整が要求され、媒体が印字ヘッド集積回路８１に接触した場合、修理又は交換が必要となることがある。
【０１８９】
印刷エンジン７０の配置角度と、従って印字ヘッド集積回路８１の傾き角度は、印刷媒体１０がプリンタ装置２に供給される角度、具体的には媒体入力アセンブリ４の傾き角度に大きく依存する。図１６に示したように、印刷媒体入力アセンブリ４は、正のｘ軸から左回りに測定した傾き角度として（水平面の傾き角度を０°とする）約１２０°を有する。印刷媒体入力アセンブリのこの傾き角度は、９０°〜１６０°の間の値をとることができる。図１６に示した配置構成においては、印刷エンジン７０と、従って印字ヘッド集積回路８１は、約１４５°の傾き角度を有し、この角度は、印刷媒体入力アセンブリ４の傾き角度より大きい。すなわち、様々な重量及び厚さの印刷媒体を扱うことのできる浅い印刷媒体経路を提供する目的で、印字ヘッド集積回路８１は、印刷媒体入力アセンブリの傾き角度よりも大きい傾き角度を持つようにされている。
【０１９０】
プリンタ装置２の上述した特性によって、画線率が少なくとも８０％であり、１６００ｄｐｉ、高品質のフルプロセスカラーイメージを６０ｐｐｍ程度の速度で印刷することのできるデスクトッププリンタ装置を提供することが可能である。前述したようにプリンタ装置２のサイズ及び設置面積が小さいことと、これらの特性とが組み合わされる結果として、これまで商業的に実現しなかった高速且つ高品質でコンパクトなプリンタが提供される。
【０１９１】
例えば、プリンタ装置２は、約３００ｍｍの全幅と、約１６５ｍｍの全高と、約１７０ｍｍの全奥行きとを有するように構築することができる。しかしながら、プリンタの用途に応じて、それ以外の寸法も可能である。
【０１９２】
従って、完全に組み立てられたプリンタ装置２は、最小総容積、すなわち、主本体３、媒体入力アセンブリ４、媒体出力アセンブリ５など、プリンタ装置２のコンポーネントによって占有される実際の容積の合計が、約８，０００ｃｍ３であり、最大総容積、すなわち、プリンタ装置２によって占有される全空間が約１４，０００ｃｍ３である（媒体出力アセンブリ及び媒体入力アセンブリを延ばした状態）ことが予想される。本発明は、占有容積が３０００ｃｍ３〜３０，０００ｃｍ３の間となるようにパッケージ化（ｐａｃｋａｇｅｄ）できると考えられる。その結果として、６０ｐｐｍで印刷する場合、プリンタのサイズ（容積）に対する印刷速度の比が少なくとも約０．００２ｐｐｍ／ｃｍ３となる。プリンタ装置が更に高い速度、すなわち６０ｐｐｍを超えて、前述したような両面印刷の場合の５００ｐｐｍもの高さで印刷できる場合には、プリンタのサイズに対する印刷速度の比として、少なくとも約０．００５ｐｐｍ／ｃｍ３、好ましくは少なくとも約０．０１ｐｐｍ／ｃｍ３、より好ましくは少なくとも約０．０２ｐｐｍ／ｃｍ３が可能である。
【０１９３】
更に、ハウジング１０１、ヘッドユニット１０２、媒体トレイアセンブリ１０３、ベースユニット１１２、その他の様々なコンポーネントなど、プリンタ１００のコンポーネントは、ほとんどの部分をプラスチックなどの軽量材料から成形することができる。従って、上述したようにサイズが小さくなっていることに加えて、プリンタ１００の重量も低減することができる。例えば、好ましい形態においては、プリンタ１００の重量は、約１．５ｋｇ〜約４．６ｋｇの重量、好ましくは約１．８〜２．３ｋｇとすることができる。従って、約３０ｐｐｍ〜６０ｐｐｍ以上であるカラープリンタ１００の上述した可能な印刷速度においては、プリンタ重量に対する印刷速度の比として約０．５ｐｐｍ／ｋｇが可能である。プリンタ１００のコンポーネントがより重い別の材料を使用して構築されている場合であっても、印刷速度が増すにつれて、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも約１．０ｐｐｍ／ｋｇ、好ましくは少なくとも約２ｐｐｍ／ｋｇ、より好ましくは少なくとも約５ｐｐｍ／ｋｇが可能である。プリンタ重量に対する印刷速度のこのような比は、画線率が少なくとも８０％であるフルプロセスカラープリントを印刷する市販されている既存のプリンタ装置よりも大幅に向上している。
【０１９４】
本発明のプリンタ装置２は、画線率が少なくとも８０％であるフルプロセスカラーイメージを約６０ページ／分（オフラインの大型専用プリンタ装置の代表的な速度）で印刷することのできるデスクトッププリンタ装置を提供することが理解されるであろう。本発明のプリンタ装置の寸法は、本発明と同じ速度及び印刷品質では動作できない従来のデスクトッププリンタと同程度、或いはそれ以下である。
【０１９５】
本発明は、その例示的な実施形態に関連して図示及び説明したが、当業者には、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、様々な変更形態が明らかであり、容易に変更することができるであろう。従って、本明細書に添付されている請求項の範囲は、本明細書に記載した説明に制限されるものではなく、請求項は広く解釈されるものとする。
【産業上の利用可能性】
【０１９６】
本発明は、プリンタ装置に関し、より詳細には、高品質のイメージを高速で印刷することができ、且つデスク上に容易に収容される大きさのインクジェットプリンタ装置に関する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ装置に関し、より詳細には、高品質のイメージを高速で印刷することができ、且つデスク上に容易に収容される大きさのインクジェットプリンタ装置に関する。
【０００２】
［同時係属中の出願］
出願人は、本出願と同時に以下の出願をすでに出願している。
【表１】
【０００３】
これらの同時係属中の出願の開示は、本文書に参考とすることにより組み込まれる。上記の出願は、出願整理番号によって識別されているが、これらの番号は、対応する出願番号が割り当てられた時点でそれらに置き換えられる。
【０００４】
［関連出願への相互参照］
本発明の出願人又は譲渡人によって出願されている以下の特許又は特許出願は、本文書に参考とすることにより組み込まれる。
【表２】
【０００５】
いくつかの出願は、事件整理番号によって列挙されている。これらは、出願番号が明らかになった時点で置き換える予定である。
【背景技術】
【０００６】
家庭或いはオフィス環境で使用するためのデスクトッププリンタ装置は周知であり、現在製造、販売されているプリンタ装置の大きな割合を占めている。そのようなユニットは、パーソナルコンピュータ或いはデジタルカメラなどのコンピュータシステムのすぐ近く、デスク又はワークステーション上に配置するようにされている。この配置構成においては、ユーザは、コンピュータシステムからイメージを選択し、それをプリンタ装置に送って印刷することができ、自分のデスク或いはオフィスを離れる必要なしに、印刷イメージをプリンタ装置から都合よく取り出すことができる。
【０００７】
従来、このタイプのデスクトッププリンタ装置のメーカーは、この便利な動作形態が達成される単純なユニットを提供することに主眼を置いてきた。結果として、市販されているデスクトッププリンタ装置のほとんどは、動作する印刷速度と、印刷されるイメージの印刷品質が制限されている。多くの場合、そのようなデスクトッププリンタ装置は、モノクロイメージしか印刷できず、フルカラーの写真画質で印刷できるユニットであっても、印刷速度は一般に５ページ／分（ｐｐｍ）未満である。この結果として、印刷ジョブとして複数のページを高解像度のフルカラーで印刷することが要求される場合、そのようなタスクを専用に実行する遠隔のプリンタ装置にその印刷ジョブを送った方が、コスト及び時間の面で効率的であることがしばしばある。従って、従来のデスクトッププリンタ装置は、高速で動作して高い品質の印刷イメージを生成できないために、プリンタ装置としての全体的な利便性が損なわれている。
【０００８】
更に、現在では、家庭及びオフィスのいずれにおいても、様々なコンポーネントを自由にレイアウトできる作業環境を生み出すべく作業空間が最適化される傾向にあり、結果として、従来の仕事場におけるコンピュータなどのコンポーネントに利用できる空間が減少している。最近では、パーソナルコンピュータ、特にコンピュータモニターのサイズが、薄型フラット画面モニターの登場によって大幅に小さくなっており、これにより、そのようなコンポーネントがデスク上を占める空間が最小限になっている。デスクトッププリンタ装置については、従来、ユニットのサイズが、印刷する必要のある印刷媒体のサイズ及び印刷方式によって大きく左右されていたため、メーカーにとって上記の傾向に対応することは難しかった。
【０００９】
ほとんどのデスクトッププリンタ装置はインクジェットタイプであり、印刷媒体の上を移動するときにインクを発射する印字ヘッドを備えた往復運動型キャリッジを採用している。そのようなプリンタ装置では、イメージの１行を印刷するのに、静止している印刷媒体の上を印字ヘッドが何度か往復する必要があるため、動作可能な速度に制限がある。従って、このタイプのプリンタ装置は、従来の用紙ハンドリング機構に加えて、印字ヘッドのそのような往復運動を可能にするために必要な様々な機構を収納していなければならない。従って、一般には、デスクトッププリンタ装置のサイズと、プリンタ装置の印刷速度及び印刷品質との間でトレードオフがあり、結果として、市販されているデスクトッププリンタ装置には、画線率（ｉｍａｇｅ ｃｏｖｅｒａｇｅ）が少なくとも８０％であるフルプロセスカラーイメージを約６０ページ／分（ｐｐｍ）の速度で印刷できる機種が存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
出願人は、１６００ｄｐｉという高い解像度を有するイメージを印刷することのできる印字ヘッドを開発した。そのような印字ヘッドはページ幅印字ヘッドであり、印刷される媒体の幅にわたっており、媒体の上を通過するときに媒体の表面にインク滴を発射する。これに関して、この印字ヘッドは、媒体が通過するときに静止ポジションに保持されており媒体上を往復しないため、より高い印刷速度が可能である。そのような印字ヘッドにより、高画質のイメージを高速で印刷することのできるプリンタ装置を提供することが可能になるが、そのような印字ヘッドに対応することができ、印刷が可能になるように媒体が印字ヘッドを通過するよう制御することができ、且つデスク上に置くことのできるプリンタ装置を開発する必要がある。これに加えて、印字ヘッドを保守する手段として、印字ヘッドのメンテナンス或いは交換が必要な場合に、それらをデスクトップユニットの枠組みの中で容易に実行できる手段も提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの実施形態においては、印刷用媒体を支持する媒体入力アセンブリと、印刷された媒体を集めておく媒体出力アセンブリと、媒体にイメージを印刷する印字ヘッドを有し、且つ本体に取り付けられるようにされている印刷エンジンと、を有する本体、を備えているプリンタ装置であって、印字ヘッドがページ幅印字ヘッドであり、且つ印刷エンジンから取外し可能である、プリンタ装置、が提供される。
【００１２】
１つの形態においては、印字ヘッドは、必要時に印字ヘッドを容易に交換することができるように、印刷エンジンから取外し可能であるカートリッジに設けられている。カートリッジは、印字ヘッドによって印刷するための１つ以上の印刷流体を収容するようにすることもできる。印刷流体は、インクの形態とすることができ、又は、カラー印刷用の一連のカラーインクを備えていることができる。同様に、印刷流体は、赤外線インク、或いは、インクの定着を促進するために印字ヘッドによって供給することのできる定着剤を備えていることができる。
【００１３】
媒体入力アセンブリは、印刷用の１枚以上の媒体を受け入れるようにされている媒体トレイとすることができる。媒体は、標準用紙の形態（Ａ４サイズの紙或いは印画紙など）とすることができる。媒体トレイは、媒体トレイに受け入れられている媒体が実質的に垂直に印刷エンジンに供給されるように、実質的に垂直方向に傾いていることができる。
【００１４】
媒体出力アセンブリは、印字ヘッドによる印刷に続いて、印刷された媒体を受け入れて集めておく１つ以上の媒体トレイを備えていることができる。１つ以上の媒体トレイは、様々なサイズの媒体を収容するようにプリンタ装置の本体から延長可能とすることができる。
【００１５】
印刷エンジンは、プリンタ装置の本体に動かないように取り付けられているクレードルであって、カートリッジを受け入れてカートリッジを印刷ポジションに支持するようにされている、クレードル、を備えていることができる。クレードルは、プリンタ装置の全体的な動作を制御する制御システムであって、印字ヘッドを制御する少なくとも１つのＳｏＰＥＣデバイスを含んでいる、制御システム、を備えていることができる。
【００１６】
クレードルは、媒体を、媒体入力アセンブリから、媒体の表面にイメージが印刷される印字ヘッドを経て、媒体出力アセンブリに搬送する媒体搬送システム、を更に備えていることができる。これに関して、クレードルは、印刷エンジンに媒体を受け入れる媒体入口であって、印字ヘッドの上流、媒体入力アセンブリの近傍に配置されている媒体入口、を有することができる。クレードルは、印刷された媒体が媒体出力アセンブリに容易に供給されて集められるように、印字ヘッドの下流、媒体出力アセンブリの近傍に配置されている媒体出口、を備えていることができる。
【００１７】
媒体搬送システムは、駆動ローラー及びピンチローラーであって、駆動ローラーを駆動する媒体搬送モーターの作用下において協働して媒体を搬送する、駆動ローラー及びピンチローラー、を備えていることができる。媒体搬送モーターは、プリンタ装置を通過する媒体の供給が制御されるように制御システムによって制御されるブラシレスＤＣモーターとすることができる。
【００１８】
クレードルは、印字ヘッドにメンテナンスを実行する印字ヘッドメンテナンス要素を更に備えていることができる。印字ヘッドメンテナンス要素は、印字ヘッドが使用されないときに非キャッピングポジションからキャッピングポジションに動くことができるキャッピング面、を備えていることができる。キャッピングポジションは、キャッピング面が印字ヘッドの外面と接触し、それによって印字ヘッドの周りにシールが形成され、印字ヘッドにおけるインクの乾燥が防止され、インク供給ノズルが遮断されるポジション、とすることができる。印字ヘッドメンテナンス要素の動きは、制御システムの制御下において媒体搬送モーターによって提供することができる。
【００１９】
媒体は、プリンタ装置の本体に取り付けることのできる媒体ピッカーシステムによって、媒体入力アセンブリから媒体入口に供給することができる。媒体ピッカーシステムは、ピッカーモーターによって駆動されるピッカーローラーであって、媒体入力アセンブリ内に含まれている媒体を媒体入口に供給する、ピッカーローラー、を含んでいることができる。紙の供給速度を制御する目的で、ピッカーモーターは、印刷のため印刷エンジンへの媒体の供給速度が制御されるように、クレードルの制御システムによって制御することができる。
【００２０】
印刷後、印刷された媒体を、媒体排出機構によって媒体出口から媒体出力アセンブリに供給することができる。媒体排出機構は、排出ローラーと、印刷された媒体を捕捉して媒体を媒体出力アセンブリに供給するアイドラー要素とを含んでいることができる。アイドラー要素は、排出ローラーと回転接触している（ｉｎ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｔａｃｔ）１つ以上のアイドラーホイールとすることができ、又は、排出ローラーと回転接触しているアイドラーローラーとすることができる。排出ローラーは、印刷された媒体の印刷エンジンからの排出が調整されるように、クレードルの制御システムの制御下において媒体搬送モーターによって駆動することができる。これに関して、媒体排出機構は、クレードルの媒体出口に隣接してプリンタ装置の本体に取り付けることができ、又は、媒体出口に隣接してクレードルに取り付けることができる。
【００２１】
以下では、本発明の特徴が組み込まれているプリンタの形態について、添付の図面を参照しながら一例として説明する。
【００２２】
本発明の第１の側面においては、印刷用媒体を支持する媒体入力アセンブリと、印刷された媒体を集める媒体出力アセンブリと、媒体の表面上にイメージを印刷する印字ヘッドを有する印刷エンジンと、を有する本体、を備えているプリンタ装置であって、印字ヘッドが、ページ幅印字ヘッドであり、且つユーザによって印刷エンジンから取外し可能である、プリンタ装置が提供される。
【００２３】
オプションとして、印字ヘッドはカートリッジに設けられており、カートリッジは、印刷エンジンから取外し可能である。
【００２４】
オプションとして、カートリッジは、印刷用の１つ以上の印刷流体を収容するようにされている。
【００２５】
オプションとして、プリンタはデスクトッププリンタであり、媒体入力アセンブリは、第１の傾き角度にて配置されており、印刷エンジンは、印字ヘッドが、第１の傾き角度より大きい第２の傾き角度にあるように配置されている。
【００２６】
オプションとして、第１の傾き角度は、９０°と１６０°との間である。
【００２７】
オプションとして、第１の傾き角度は、１１０°と１３０°との間である。
【００２８】
オプションとして、印字ヘッドには、少なくとも１０，０００個のインク供給ノズルが配置されている。
【００２９】
オプションとして、印字ヘッドには、少なくとも２０，０００個のインク供給ノズルが配置されている。
【００３０】
オプションとして、印字ヘッドには、少なくとも５０，０００個のインク供給ノズルが配置されている。
【００３１】
オプションとして、印刷エンジンは、印字ヘッドの動作を制御する制御システムを更に備えており、印字ヘッドは、媒体の表面上に個々のインク滴を発射し、且つ自身の上に配置されている複数のインク発射ノズルであって、使用時、制御システムが、ノズルがインク滴を発射するかを少なくとも毎秒５０００万回の判断速度で判断する、複数のインク発射ノズル、を有する。
【００３２】
オプションとして、制御システムは、ノズルがインク滴を発射するかを少なくとも毎秒１億回の判断速度で判断する。
【００３３】
オプションとして、制御システムは、ノズルがインク滴を発射するかを少なくとも毎秒３億回の判断速度で判断する。
【００３４】
オプションとして、制御システムは、ノズルがインク滴を発射するかを少なくとも毎秒１０億回の判断速度で判断する。
【００３５】
オプションとして、印刷エンジンは、印字ヘッドの動作を制御する制御システムを更に備えており、印字ヘッドは、媒体の表面上に個々のインク滴を発射し、且つ自身の上に配置されている複数のインク発射ノズルであって、使用時、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも０．５ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように印刷速度が制御される、複数のインク発射ノズル、を有する。
【００３６】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも１ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように制御される。
【００３７】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも２ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように制御される。
【００３８】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも５ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように制御される。
【００３９】
オプションとして、印刷エンジンは、印字ヘッドの印刷速度を制御する制御システムを更に備えており、印字ヘッドは、媒体の表面上に個々のインク滴を発射し、且つ自身の上に配置されている複数のインク発射ノズルであって、使用時、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．００２ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように印刷速度が制御される、複数のインク発射ノズル、を有する。
【００４０】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．００５ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように制御される。
【００４１】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．０１ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように制御される。
【００４２】
オプションとして、印刷速度は、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．０２ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように制御される。
【００４３】
オプションとして、印刷エンジンは、印字ヘッドの印刷速度を制御する制御システムを更に備えており、印字ヘッドは、媒体の表面上に個々のインク滴を発射し、且つ自身の上に配置されている複数のインク発射ノズルであって、使用時、印刷面積速度（ａｒｅａ ｐｒｉｎｔ ｓｐｅｅｄ）として少なくとも５０ｃｍ２／秒が提供されるように印刷速度が制御される、複数のインク発射ノズル、を有する。
【００４４】
オプションとして、印刷速度は、印刷面積速度として少なくとも１００ｃｍ２／秒が提供されるように制御される。
【００４５】
オプションとして、印刷速度は、印刷面積速度として少なくとも２００ｃｍ２／秒が提供されるように制御される。
【００４６】
オプションとして、印刷速度は、印刷面積速度として少なくとも５００ｃｍ２／秒が提供されるように制御される。
【００４７】
オプションとして、媒体入力アセンブリは、印刷用の１枚以上の媒体を受け入れるようにされている媒体トレイである。
【００４８】
オプションとして、媒体は紙である。
【００４９】
オプションとして、媒体トレイは、実質的に垂直方向に傾いている。
【００５０】
オプションとして、媒体出力アセンブリは、印字ヘッドによる印刷に続いて媒体を受け入れて集めておく１つ以上の媒体トレイを備えている。
【００５１】
オプションとして、１つ以上の媒体トレイは、様々なサイズの印刷媒体を収容するように本体から延ばすことができる。
【００５２】
オプションとして、印刷エンジンは、本体に動かないように取り付けられているクレードルであって、カートリッジを受け入れてカートリッジを印刷ポジションに支持するようにされている、クレードル、を備えている。
【００５３】
オプションとして、クレードルは、プリンタの全体的な動作を制御する制御システムを含んでいる。
【００５４】
オプションとして、制御システムは、少なくとも１つのＳｏＰＥＣデバイスを含んでいる。
【００５５】
オプションとして、クレードルは、媒体を媒体入力アセンブリから印字ヘッドを経て媒体出力アセンブリに搬送する媒体搬送システム、を備えている。
【００５６】
オプションとして、クレードルは、印刷エンジンに媒体を受け入れる媒体入口であって、印字ヘッドの上流、媒体入力アセンブリの近傍に配置されている、媒体入口、を有する。
【００５７】
オプションとして、クレードルは、印刷エンジンからの印刷された媒体を供給する媒体出口であって、印字ヘッドの下流、媒体出力アセンブリの近傍に配置されている、媒体出口、を有する。
【００５８】
オプションとして、媒体搬送システムは、協働して媒体を搬送する駆動ローラー及びピンチローラーを備えている。
【００５９】
オプションとして、媒体搬送システムは、駆動ローラーを駆動する媒体搬送モーターを備えている。
【００６０】
オプションとして、媒体搬送モーターはブラシレスＤＣモーターである。
【００６１】
オプションとして、媒体搬送モーターは、媒体搬送システムの動作を制御する制御システムによって制御される。
【００６２】
オプションとして、クレードルは、印字ヘッドメンテナンス要素を備えている。
【００６３】
オプションとして、印字ヘッドメンテナンス要素は、印字ヘッドを覆うようにされているキャッピング面を有する。
【００６４】
オプションとして、印字ヘッドメンテナンス要素は、非キャッピングポジションからキャッピングポジションに動くことができる。
【００６５】
オプションとして、キャッピングポジションは、キャッピング面が印字ヘッドの外面と接触し、それによって印字ヘッドの周りにシールが形成されるポジションである。
【００６６】
オプションとして、印字ヘッドメンテナンス要素の動きは、制御システムの制御下において媒体搬送モーターによって提供される。
【００６７】
オプションとして、媒体は、媒体ピッカーシステムによって媒体入力アセンブリから媒体入口に供給される。
【００６８】
オプションとして、媒体ピッカーシステムは、本体に取り付けられており、媒体ピッカーシステムは、媒体入力アセンブリ内に含まれている媒体を媒体入口に供給するピッカーローラーを含んでいる。
【００６９】
オプションとして、媒体ピッカーシステムは、ピッカーローラーを駆動するピッカーモーターを有する。
【００７０】
オプションとして、ピッカーモーターは、印刷のため印刷エンジンへの媒体の供給速度が制御されるように、クレードルの制御システムによって制御される。
【００７１】
オプションとして、印刷された媒体は、媒体排出機構によって媒体出口から媒体出力アセンブリに供給される。
【００７２】
オプションとして、媒体排出機構は、排出ローラーと、印刷された媒体を捕捉して媒体を媒体出力アセンブリに供給するアイドラー要素と、を含んでいる。
【００７３】
オプションとして、アイドラー要素は、排出ローラーと回転接触している１つ以上のアイドラーホイールである。
【００７４】
オプションとして、アイドラー要素は、排出ローラーと回転接触しているアイドラーローラーである。
【００７５】
オプションとして、排出ローラーは、クレードルの制御システムの制御下において媒体搬送モーターによって駆動される。
【００７６】
オプションとして、媒体排出機構は、クレードルの媒体出口に隣接して本体に取り付けられている。
【００７７】
オプションとして、媒体排出機構は、媒体出口に隣接してクレードルに取り付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の１つの実施形態による印刷システムにおけるドキュメントデータの流れの概略図である。
【図２】図１の印刷システムにおいて使用されているアーキテクチャを示している、より詳しい概略図である。
【図３】図１の印刷システムにおいて使用されている制御電子回路の実施形態のブロック図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態によるプリンタ装置の正面斜視図である。
【図５】図４のプリンタ装置の後面斜視図である。
【図６】図４のプリンタ装置の正面の平面図である。
【図７】図４のプリンタ装置の後面の平面図である。
【図８】図４のプリンタ装置の右側面図である。
【図９】図４のプリンタ装置の左側面図である。
【図１０】図４のプリンタ装置の底面の平面図である。
【図１１】図４のプリンタ装置の分解した状態の正面斜視図である。
【図１２】媒体出力アセンブリが延長ポジションにあり媒体が媒体入力アセンブリに装填された図４のプリンタ装置の正面斜視図である。
【図１３】プリンタ装置のカバーが開いて印刷エンジンが露出した図４のプリンタ装置の正面斜視図である。
【図１４】カートリッジが印刷エンジンから取り外された図１３のプリンタ装置の正面斜視図である。
【図１５】プリントカートリッジが補給された図１３のプリンタ装置の正面斜視図である。
【図１６】印刷エンジンが媒体入力アセンブリに対して角度をなしている図４のプリンタ装置の断面図である。
【図１７】視覚インジケータユニットのコンポーネントの斜視図である。
【図１８】本発明において使用するための、インクを発射する１つのノズルの静止状態における垂直断面図である。
【図１９】図１８のノズルの最初の作動段階時における垂直断面図である。
【図２０】図１９のノズルの作動段階の後半の垂直断面図である。
【図２１】図１８のノズルの、図２０に示した作動状態における斜視図（一部垂直断面図）である。
【図２２】図１８のノズルの、インクを省略した断面斜視図である。
【図２３】図２２のノズルの垂直断面図である。
【図２４】図１８のノズルの、図１９に示した作動状態における斜視図（一部垂直断面図）である。
【図２５】図１８のノズルの平面図である。
【図２６】見やすさのためレバーアーム及び可動ノズルを取り除いた図１８のノズルの平面図である。
【図２７】図１８に示したタイプの複数のノズル構造部が組み込まれている印字ヘッドチップの一部の断面斜視図である。
【図２８】図４のプリンタにおいて使用するＣＭＯＳ駆動・制御ブロックである概略図である。
【図２９】図２８のＣＭＯＳブロックにおけるノズル列とドットシフトレジスタとの間の関係を示す概略図である。
【図３０】図２９のノズル列及びドットシフトレジスタに対するユニットセルの関係を示す詳細図である。
【図３１】図４のプリンタにおける１つのプリンタノズルのロジックを示す回路図である。
【図３２】視覚インジケータユニットのコンポーネントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
本発明は、図４〜図１６に示したように、写真品質のイメージを毎分６０ページ（ｐｐｍ）のオーダーの速度で印刷することのできるデスクトッププリンタ装置２として具体化されている。なお、以下の詳細な説明及び請求項においては、印刷速度及びｐｐｍが言及されている場合、いずれも、少なくとも８０％のページ画線率が要求される（スポットカラーではなく）フルプロセスカラーイメージとして印刷されるページを意味することを理解されたい。従って、既存のプリンタ装置との比較は、いずれもこの印刷要件に基づいている。以下の詳細な説明から容易に理解されるように、プリンタ装置２は、家庭又はオフィスの標準的なデスク上に容易に置くことができ、且つ占有されるデスク空間が最小であるサイズ及び重量として構築されている。
【００８０】
図１に概略的に示したように、プリンタ装置２は、使用時、コンピュータシステム１０２などの外部データ源から受信したドキュメントを、紙などの印刷媒体に印刷するようにされている。これに関して、プリンタ装置２は、コンピュータシステム１０２によって前処理されたデータを受信するために、ユニット２とコンピュータシステム１０２との間を電気的に接続することのできる手段（接続方法については後から説明する）を含んでいる。１つの形態においては、外部のコンピュータシステム１０２は、ドキュメントの印刷に関与する様々なステップとして、ドキュメントを受信する（ステップ１０３）、それをバッファに格納する（ステップ１０４）、それをラスタライズする（ステップ１０６）、それを圧縮してプリンタ装置２に送信する（ステップ１０８）、などを実行するようにプログラムされている。
【００８１】
本発明の１つの実施形態によるプリンタ装置２は、圧縮された多層ページイメージの形式におけるドキュメントを、外部のコンピュータシステム１０２から受信し、プリンタ装置２の中に設けられている制御電子回路７２が、イメージをバッファに格納し（ステップ１１０）、更なる処理のためにそのイメージを展開する（ステップ１１２）。展開された連続階調層をディザリングし（ステップ１１４）、展開ステップからの黒の層を、ディザリングされた連続階調層の上に合成する（ステップ１１６）。また、符号化されたデータをレンダリングして（ステップ１１８）、人の目には実質的に見えない赤外線インクを使用して印刷される追加の層を形成することもできる（必要時）。ディザリングされた黒の連続階調層と赤外線層とを結合して（ステップ１２０）ページを形成し、そのページを印字ヘッドに供給して印刷する（ステップ１２２）。
【００８２】
この特定の配置構成においては、印刷されるドキュメントに関連付けられているデータを、テキスト及びラインアートの高解像度の２階調マスク層と、イメージ又は背景色の中解像度の連続階調カラーイメージ層とに分割する。オプションとして、イメージ又はフラットカラーから取得されたカラーデータによってテキスト及びラインアートをテクスチャリングするための中〜高解像度の連続階調テクスチャ層を追加することによって、カラーテキストをサポートすることができる。この印刷アーキテクチャでは、これらの連続階調層を、抽象的な「イメージ」層及び「テクスチャ」層（イメージデータ或いはフラットカラーデータを参照することができる）に表すことによって一般化する。このようにコンテンツに基づいてデータを層に分割する処理は、当業者には理解されるようにＭＲＣ（Ｍｉｘｅｄ Ｒａｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｅｎｔ）ベースモードに従う。ＭＲＣベースモードと同様に、この印刷アーキテクチャでは、印刷するデータがオーバーラップするときには、場合によっては妥協が行われる。具体的には、１つの形態においては、すべてのオーバーラップは、妥協を明示的に具体化するプロセス（衝突解消）において３層表現に減じる。
【００８３】
前述したように、データは、主としてソフトウェアベースのコンピュータシステム１０２によって前処理された、圧縮された多層ページイメージの形式において、プリンタ装置２に供給される。プリンタ装置２は、図２に詳しく示したように、主としてハードウェアベースのシステムを使用してこのデータを処理する。
【００８４】
ディストリビュータ２３０は、データを受信すると、所有権のある表現形式から、ハードウェアに固有な表現形式にデータを変換し、このデータが正しいハードウェアデバイスに送られるようにし、その一方で、これらのデバイスにデータを送信するときの制約又は必要条件がないか監視する。ディストリビュータ２３０は、変換されたデータを複数のパイプライン２３２のうちの適切な１つに分配する。パイプラインは互いに同一であり、基本的には、解凍機能、スケーリング機能、及びドット合成機能を提供し、一連の印刷可能なドット出力を生成する。
【００８５】
各パイプライン２３２は、データを受信するバッファ２３４を含んでいる。連続階調復元装置２３６は、カラー連続階調面（ｃｏｌｏｒ ｃｏｎｔｏｎｅ ｐｌａｎｅ）を解凍し、マスク復元装置は、モノトーン（テキスト）層を解凍する。連続階調スケーラ２４０及びマスクスケーラ２４２は、それぞれ、ページを印刷する媒体のサイズを考慮するために、解凍された連続階調面及びマスク面をスケーリングする。
【００８６】
次いで、スケーリングされた連続階調面をディザラ（ｄｉｔｈｅｒｅｒ）２４４によってディザリングする。１つの形態においては、確率論的な分散化ドットディザリング（ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ−ｄｏｔ ｄｉｔｈｅｒ）が使用される。クラスタ化ドット（又は振幅変調型）ディザリング（ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ−ｄｏｔ ｄｉｔｈｅｒ）と異なり、分散化ドット（又は周波数変調型）ディザリングでは、ドット解像度のほぼ限界の高い空間周波数（すなわちイメージディテール）が再現され、それと同時に、目によって空間的に構築されたときにフルカラー深度までの低い空間周波数が再現される。確率論的なディザマトリクスは、イメージ全体にわたるタイリング処理時に好ましくない低周波数パターンがあまり生じないように慎重に設計されている。従って、そのサイズは、一般には、特定の輝度レベル数をサポートするのに必要な最小サイズ（例：２５７輝度レベルの場合の１６×１６×８ビット）を超える。
【００８７】
次いで、ディザリングされた面を、ドット合成装置２４６においてドット単位で合成し、印刷に適するドットデータを提供する。このデータをデータ分散およびドライブ回路（ｄａｔａ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｒｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）２４８に転送し、この電子回路２４８が、このデータを該当するノズルアクチュエータ２５０に分配し、アクチュエータ２５０は、後から更に詳しく説明する方法によって、該当するノズル２５２から正しいタイミングでインクを発射させる。
【００８８】
印刷するイメージを処理するためにプリンタ装置２に使用されるコンポーネントは、データの提供方式に大きく依存することが理解されるであろう。これに関して、プリンタ装置２に追加のソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネント、又はその両方を使用し、プリンタ装置２の中で更なる処理を実行することにより、コンピュータシステム１０２に対する依存性を小さくすることが可能である。これに代えて、プリンタ装置２において使用するソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネント、又はその両方を少なくし、プリンタ装置２の中で実行する処理を減らすことにより、プリンタ装置２にデータが送信される前にイメージの処理がより多くの程度行われるようにコンピュータシステム１０２に依存することができる。
【００８９】
どのような状況においても、上述したタスクを実行するのに必要なコンポーネントは、プリンタ装置２の制御電子回路７２の中に設けられており、図３は、この電子回路の実施形態のブロック図を示している。
【００９０】
この配置構成においては、ハードウェアパイプライン２３２は、ＳｏＰＥＣ（Ｓｍａｌｌ Ｏｆｆｉｃｅ Ｈｏｍｅ Ｏｆｆｉｃｅ Ｐｒｉｎｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｈｉｐ）として具体化されている。図に示したように、ＳｏＰＥＣデバイスは、大きく分けて３つの異なるサブシステム、すなわち、ＣＰＵ（中央処理ユニット）サブシステム３０１と、ＤＲＡＭ（ダイナミックランダムアクセスメモリ）サブシステム３０２と、印刷エンジンパイプライン（ＰＥＰ）サブシステム３０３とから成る。
【００９１】
ＣＰＵサブシステム３０１は、他のサブシステムのすべての側面を制御及び設定するＣＰＵ ３０を含んでいる。このサブシステムは、後述するように、プリンタ装置２のすべての要素のインタフェース処理と、これらの間の同期処理のための全般的なサポートを提供する。このサブシステムは、ＱＡチップ（後述する）との低速通信も制御する。また、ＣＰＵサブシステム３０１は、汎用Ｉ／Ｏ（ＧＰＩＯ：モーター制御を含む）、割込みコントローラユニット（ＩＣＵ）、ＬＳＳマスタータイマー及び汎用タイマーなど、ＣＰＵを支援する様々な周辺デバイスも含んでいる。ＣＰＵサブシステム上のシリアル通信ブロック（ＳＣＢ）は、ホストとのフルスピードＵＳＢ１．１インタフェースと、他のＳｏＰＥＣデバイス（図示していない）とのＳｏＰＥＣ間インタフェース（ＩＳＩ）とを提供する。
【００９２】
ＤＲＡＭサブシステム３０２は、ＣＰＵ、シリアル通信ブロック（ＳＣＢ）、及びＰＥＰサブシステム内のブロックからの要求を受け取る。このＤＲＡＭサブシステム３０２、具体的にはＤＲＡＭインタフェースユニット（ＤＩＵ）は、様々な要求の調停を行い、ＤＲＡＭへのアクセスをどの要求に割り当てるべきかを判断する。ＤＩＵは、設定されているパラメータに基づいて、要求元すべてにＤＲＡＭへの十分なアクセスが許可されるように調停する。また、ＤＩＵは、ページサイズ、バンク数、リフレッシュレートなどＤＲＡＭの実装上の仕様を隠す。
【００９３】
印刷エンジンパイプライン（ＰＥＰ）サブシステム３０３は、ＤＲＡＭからの圧縮されたページを受け取り、それらを、印字ヘッドと直接通信する印字ヘッドインタフェース（ＰＨＩ）に送られる特定のプリントライン用の２階調ドットに変換する。ページ展開パイプラインの第１段は、連続階調復号器ユニット（ＣＤＵ：Ｃｏｎｔｏｎｅ Ｄｅｃｏｄｅｒ Ｕｎｉｔ）と、ロスレス２階調復号器（ＬＢＤ：Ｌｏｓｓｌｅｓｓ Ｂｉ−ｌｅｖｅｌ Ｄｅｃｏｄｅｒ）と、タグ符号器（ＴＥ：Ｔａｇ Ｅｎｃｏｄｅｒ）（必要な場合）である。このうちＣＤＵは、ＪＰＥＧ圧縮されている連続階調（一般にはＣＭＹＫ）層を展開し、ＬＢＤは、圧縮されている２階調層（一般にはＫ）を展開し、ＴＥは、プリンタ装置２がネットページ（Ｎｅｔｐａｇｅ）機能を備えている場合に、後からレンダリング（一般には赤外線インク又はＫインクによる）するためにネットページタグを符号化する。第１段からの出力は、一連のバッファ、すなわち、連続階調ＦＩＦＯユニット（ＣＦＵ）、スポットＦＩＦＯユニット（ＳＦＵ）、及びタグＦＩＦＯユニット（ＴＦＵ）である。ＣＦＵバッファ及びＳＦＵバッファは、ＤＲＡＭに実装されている。
【００９４】
第２段は、中間調合成器ユニット（ＨＣＵ：Ｈａｌｆｔｏｎｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｏｒ Ｕｎｉｔ）であり、このユニットは、連続階調層をディザリングし、結果としてのディザリングされた２階調層の上にポジションタグ及び２階調スポット層を合成する。
【００９５】
ＳｏＰＥＣデバイスと一緒に使用される印字ヘッドに応じて、複数の合成オプションを実装することができる。この段からは、最大６チャンネルの２階調データが生成され、ただし、すべてのチャンネルが印字ヘッドに存在していなくてもよい。例えば、印字ヘッドをＣＭＹのみとし、ＫをＣＭＹチャンネルに押し込み、ＩＲを無視することができる。或いは、ＩＲインクが利用できない場合（又はテストを目的とする場合）、符号化されたタグをＫで印刷することができる。
【００９６】
第３段においては、不良ノズル補正器（ＤＮＣ：Ｄｅａｄ Ｎｏｚｚｌｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）が、色の冗長性と、不良ノズルデータを周囲のドットに誤差拡散することとによって、印字ヘッド内の不良ノズルを補正する。
【００９７】
結果としての２階調、６チャンネルのドットデータ（一般にはＣＭＹＫ、赤外線、定着剤）は、バッファに格納され、ドットラインライターユニット（ＤＷＵ：Ｄｏｔｌｉｎｅ Ｗｒｉｔｅｒ Ｕｎｉｔ）によって、ＤＲＡＭに格納されている一連のラインバッファに書き込まれる。
【００９８】
最後に、ドットデータがＤＲＡＭからロードされ、ドットＦＩＦＯを介して印字ヘッドインタフェースに渡される。ドットＦＩＦＯは、ラインローダーユニット（ＬＬＵ：Ｌｉｎｅ Ｌｏａｄｅｒ Ｕｎｉｔ）からのデータをシステムクロックレート（ｐｃｌｋ）において受け取り、その一方で、印字ヘッドインタフェース（ＰＨＩ）が、ＦＩＦＯからのデータを削除し、システムクロックレートの２／３倍のレートにおいてそれを印字ヘッドに送る。
【００９９】
好ましい形態においては、ＤＲＡＭは、サイズが２．５Ｍバイトであり、そのうち約２Ｍバイトが、圧縮されたページストアデータ（ｐａｇｅ ｓｔｏｒｅ ｄａｔａ）用に利用することができる。圧縮されたページは、２つ以上の帯域（ｂａｎｄ）において受信され、複数の帯域がメモリに格納されている。ページの帯域が印刷のためにＰＥＰサブシステム３０３によって消費されると、新しい帯域をダウンロードすることができる。この新しい帯域は、現在のページ又は次のページの帯域である。
【０１００】
帯域方式を使用することにより、圧縮されているページ全体がダウンロードされる前に、ページの印刷を開始することが可能であるが、印刷するデータがつねに利用可能であるように注意しなければならず、さもないとバッファアンダーランが起こることがある。
【０１０１】
埋め込まれているＵＳＢ１．１デバイスは、ホストＰＣから圧縮されているページデータと制御コマンドとを受け取り、ＤＲＡＭへの（以下に説明するようにマルチＳｏＰＥＣシステムにおいては別のＳｏＰＥＣデバイスへの）データ伝送を可能にする。
【０１０２】
代替実施形態においては、複数のＳｏＰＥＣデバイスを使用することができ、複数のＳｏＰＥＣデバイスは、特定の実施形態に応じて様々な機能を実行することができる。例えば、場合によっては、１つのＳｏＰＥＣデバイスを単純にオンボードＤＲＡＭ用に使用することができ、その一方で、別のＳｏＰＥＣデバイスを、上述した様々な解凍機能及びデータ形式変換（ｆｏｒｍａｔｔｉｎｇ）機能に使用する。これによって、バッファアンダーランの可能性を低減することができ、バッファアンダーランは、ページのデータすべてが受信される前にプリンタがそのページの印刷を開始し、残りのデータの受信が間に合わない場合に起こりうる。メモリのバッファリング能力用に更なるＳｏＰＥＣデバイスを追加すると、たとえ追加されたチップのそれ以外の能力が利用されなくても、バッファに格納することのできるデータの量が２倍になる。
【０１０３】
ＳｏＰＥＣシステムのそれぞれは、プリンタ構造の品質と、（印刷時に印字ヘッドのノズルが損傷しないように）インクサプライの品質と、（印字ヘッド及び構造が損傷しないように）ソフトウェアの品質とが保証されるように互いに協調するように設計されている、複数の品質保証（ＱＡ）デバイスを備えていることができる。
【０１０４】
通常、印刷ＳｏＰＥＣのそれぞれには、最大印刷速度などのプリンタ属性情報が格納されているプリンタＱＡが関連付けられている。本システムにおいて使用するインクカートリッジも、インクＱＡチップを含んでおり、このチップは、インク残量などのカートリッジ情報を格納している。更に、印字ヘッドは、ＲＯＭとして（実際にはＥＥＰＲＯＭとして）機能するように構成されているＱＡチップを有し、このチップは、不良ノズルのマッピングや印字ヘッド特性など、印字ヘッドに固有な情報を格納している。オプションとして、ＳｏＰＥＣデバイスにおけるＣＰＵは、実際にはシリアルＥＥＰＲＯＭとして機能するＱＡチップからプログラムコードをロードして実行することができる。ＳｏＰＥＣデバイスにおけるＣＰＵは、論理ＱＡチップ（すなわちソフトウェアＱＡチップ）を実行する。
【０１０５】
通常、システム内のすべてのＱＡチップは物理的に同一であり、フラッシュメモリの内容のみが互いに異なる。
【０１０６】
ＳｏＰＥＣデバイスのそれぞれは、システム認証及びインク使用量計算のためにＱＡデバイスと通信することのできる２本のＬＳＳシステムバスを有する。１本のバスあたり多数のＱＡデバイスを使用することができ、また、システムにおけるＱＡデバイスの位置は制限されないが、例外として、プリンタＱＡデバイス及びインクＱＡデバイスは個別のＬＳＳバス上とすべきである。
【０１０７】
使用時、論理ＱＡは、インクＱＡと通信し、残りのインクを調べる。インクＱＡからの応答は、プリンタＱＡを参照して認証される。プリンタＱＡからの確認は、それ自体が論理ＱＡによって認証され、これにより、インクＱＡからの応答に追加の認証レベルが間接的に加えられる。
【０１０８】
印字ヘッドＱＡ以外のＱＡチップ間で渡されるデータは、デジタル署名によって認証される。好ましい実施形態においては、データにはＨＭＡＣ−ＳＨＡ１認証が使用され、プログラムコードにはＲＳＡが使用されるが、代わりに別の方式を使用することもできる。
【０１０９】
従って、ＳｏＰＥＣデバイスは、プリンタ装置２の全体的な動作を制御し、基本的なデータ処理タスクと、印刷媒体のハンドリングを可能にするためのプリンタ装置２の個々のコンポーネントの動作の同期及び制御とを実行することが理解されるであろう。以下の説明においては、用語「制御電子回路７２」は、ＳｏＰＥＣデバイスと、プリンタ装置２においてその動作の制御に使用されている他の電子回路とを意味する。
【０１１０】
図４〜図１６は、インクジェットプリンタ装置２を示しており、このユニット２は、主本体３と、印刷用の印刷媒体を保持及び支持する媒体入力アセンブリ４と、プリンタ装置による印刷に続いて印刷媒体を集めておく媒体出力アセンブリ５とを含んでいる。主本体３は、印刷エンジン７０と、関連付けられている電源１５及び制御電子回路７２と、用紙ハンドリング装置とを収容するようにされており、用紙ハンドリング装置は、印刷媒体を、媒体入力アセンブリ４から、印刷媒体が印刷される印刷エンジン７０を経て、印刷媒体が集められる媒体出力アセンブリ５に供給するように動作する。そのような配置構成では、家庭環境又はオフィス環境において単色のテキストからフルカラーの写真イメージにいたる様々なイメージを容易に印刷することのできるコンパクトなプリンタ装置が提供される。
【０１１１】
図４〜図１２を参照し、主本体３の構造は、下側フレームユニット６の上に受け入れられる形状を有する上側フレームユニット７によって形成されている。上側フレームユニット７及び下側フレームユニット６は、組み合わされたとき、ベース部８と、後部９と、上にカバー１１を受け入れる開口１０とを画成している。開口１０は、印刷エンジン７０及び関連付けられているコンポーネントが含まれている内部空洞１２へのアクセスを提供している。
【０１１２】
ベース部８は、下側フレームユニット６の底面に形成されており、プリンタ装置が実質的に水平な面（家庭環境或いはオフィス環境におけるデスクの表面など）に置かれたときにプリンタ装置２を支持する下側面１３を有する。下側面１３からは、プリンタ装置を更に安定させる１つ以上の支持脚が延びている。支持脚１４は、プリンタ装置と支持面との間の摩擦接触部分が増すように、摩擦の生じる材料（ゴムなど）から作製されている。
【０１１３】
図５及び図７に示したように、主本体３の後部９は、下側フレームユニット６及び上側フレームユニット７の後面によって画成されている。電源ユニット１５は、後部９の一部を画成しており、下側フレームユニット６に設けられているくぼみに嵌まる形状を有し、プリンタ装置２に電力を供給する。電源ユニット１５は、下側フレームユニット６に形成されているくぼみに固定的に受け入れられているが、電源ユニット１５は、プリンタ装置２に供給する電力を貯蔵しておくことのできる再充電可能タイプとすることができ、その場合、ユニット１５は、必要時に交換できるようにフレームユニット６から取外し可能とすることも考えられる。電源ユニット１５には、適切なケーブル（図示していない）を通じて外部の電源に接続するための電力コネクタソケット１６が設けられている。下側フレームユニット６には、データコネクタソケット１７も形成されており、このソケットは、前述した方法においてデータ及びコマンドがプリンタ装置２に提供されるように、コンピュータシステム１０２などの外部データ源にプリンタ装置２を接続する手段を提供している。データコネクタソケット１７は、標準のイーサネット（登録商標）ソケット及びＵＳＢデバイスソケットの形態であり、プリンタ装置２をコンピュータ端末１０２或いはコンピュータ端末のネットワークに接続してそこからデータ及びコマンドを受信できるようにする。そのような情報は、上側フレームユニット７の後面のカバープレート２０の下に設けられているＷＩＦＩカード１８若しくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）カード１９、又はその両方を使用することによって、無線方式においてプリンタ装置２によって受信することもできる。これらの配置構成のいずれにおいても、受信されたデータすべては、ソケット１７及びカード１８、１９からプリンタ装置２のＳｏＰＥＣデバイスに送信されて、前述した方法において処理される。
【０１１４】
図４、図６、図８、及び図１１に示したように、主本体３のカバー１１は、下側フレームユニット６にヒンジ式に結合されている蓋２１を備えている。蓋２１は、湾曲した上面２２と、角度のついた前面２３と、上側フレームユニット７の上縁部と結合する形状を持つ２つの端面２４とを有する。蓋２１は、角度のついた前面２３の下縁部に沿って下側フレームユニット６に旋回自在に結合されている。この旋回自在な結合によって、蓋２１は前方に旋回して、主本体３の内部空洞１２へのアクセスを提供することができる。
【０１１５】
角度のついた前面２３には、くぼみ２５が形成されている。くぼみ２５は、ユーザとプリンタ装置２との間の通信を可能にするユーザインタフェースユニット２６を受け入れている。ユーザインタフェースユニット２６はＬＣＤタッチスクリーンであり、ユーザに情報を伝え、ユーザは表示画面上のオプションを選択することによってプリンタ装置２に情報を直接入力することができる。ユーザインタフェースユニット２６からユーザに表示できる情報と、ユーザがプリンタ装置に入力できる情報の種類は、様々なものとすることができるが、一般には、プリンタ装置２に収容されているインクの状態と、紙詰まりなどを直す必要性と、インク補給手順に関する情報とに関連したものとすることができる。タッチスクリーンＬＣＤの使用は、ユーザインタフェースとして特に有利であり、なぜなら、表示を特定の言語にプログラムすることができ、これにより、プリンタ装置が使用される国ごとに固有なマーク或いはテキストをプリンタ装置２に表示する必要がなくなるためである。しかしながら、ユーザインタフェースユニット２６は、ユーザがプリンタ装置２と対話できるようにする従来のボタンなど、数多くの異なる形態をとることができることを理解されたい。
【０１１６】
蓋２１の角度のついた前面２３には、プリンタの状態をユーザに視覚的に示す視覚インジケータユニット２７も設けられている。視覚インジケータユニット２７は、蓋２１の表面に沿って延びており、光源２９からの光を発する細長い管或いはパネル２８の形態である。視覚インジケータユニット２７から発せられる光の色若しくは強度、又はその両方は、プリンタ装置２の状態をユーザインタフェースユニット２６を確認する必要なしにユーザが一目で認識できるように制御することができる。
【０１１７】
視覚インジケータユニット２７の構造は、図１７及び図３２に示してある。図に示したように、ユニット２７は、光源２９と細長いパネル２８とから成る。光源３１は、プリント基板（ＰＣＢ）３１の表面に配置されている３つの発光ダイオード（ＬＥＤ）３０の形態である。ＬＥＤ ３０は、広い帯域の光をパネル２８から発することのできる赤、緑、及び青のＬＥＤである。しかしながら、１つのＬＥＤ、或いは別の色のＬＥＤを使用して同様の機能を達成することもできることが理解されるであろう。プリント基板３１は、プリンタ装置２の制御電子回路７２が含まれているものと同じプリント基板とすることができ、或いは、制御電子回路７２の制御下においてＬＥＤ ３０を動作させる適切な電子回路を含んでいる個別のプリント基板とすることができる。細長いパネル２８は、ＬＥＤ ３０からの光が長手方向に沿って進んでパネルの表面から発せられる材料から作製されている。パネル２８は、ＬＥＤ ３０から発せられる光を集めるようにＬＥＤ ３０の上に配置されている中空の管又はパイプの形態とすることができる。この管又はパイプの内面は、光の一部がパネル２８の長手方向に沿って反射し、且つ光の一部がパネル２８を通過することによりパネル２８を光らせることのできる膜によってコーティングすることができ、これにより、パネル２８の表面に沿った光がユーザによって容易に認識され得る。
【０１１８】
使用時、プリンタ装置２の状態を表す光がパネル２８から発せられるようにＬＥＤ ３０のそれぞれを制御することができる。例えば、プリンタ装置がスタンバイモードであることをユーザに知らせるため、パネル２８から青色の光が発せられるように青のＬＥＤを作動させることができる。印刷中は、パネル２８から緑色の光が発せられるように緑のＬＥＤを作動させ、紙詰まりやプリンタエラーなどの問題が発生したときには、パネル２８から赤色の光が発せられるように赤のＬＥＤを作動させることができる。更には、装飾的な効果をもたらす目的で、ＬＥＤのそれぞれを様々な組合せにおいて作動させて、広い帯域にわたる様々な色の光を放射させることができる。プリンタ装置に１つのＬＥＤが設けられている場合のように光源が点状ではなく、大きな表面積から光が発せられるため、ユーザがプリンタの状態を視覚的に認識しやすく、プリンタに必要な操作をただちに行うことができる。そのようなシステムは、能率的に仕事を進めるうえで重要な役割を果たし、見た目にも美しいプリンタ装置が提供される。
【０１１９】
印刷用の印刷媒体をプリンタ装置２に供給するため、媒体入力アセンブリ４がプリンタ装置２の後部９から延びている。媒体入力アセンブリ４は、トレイ部分３２と媒体支持フラップ３３とから成り、これらの部分３２、３３は組み合わされたとき、プリンタ装置２によって印刷するための１枚以上の印刷媒体３４を受け入れる表面を形成している。媒体入力アセンブリ４は、主本体３から垂直方向に延びており、図１６に示したように、使用時に印刷媒体３４が媒体入力アセンブリ４によって垂直方向に支持されて下向きの経路を通じてプリンタに引き込まれるような角度をなしている（これについては後から詳しく説明する）。
【０１２０】
図１１に明らかに示したように、媒体入力アセンブリ４のトレイ部分３２は、上側フレームユニット７に一体に形成されており、従って、トレイ部分３２の後面が主本体３の後部９の一部を形成している。トレイ部分３２は、印刷媒体３４を受け入れる容器を全体として形成しており、媒体３４が上に配置される作業面３５と、その一方の端部における媒体支持面３６とを含んでおり、媒体支持面３６は、媒体３４の縁部を受け入れて媒体３４を直立ポジションに維持するようにされている。トレイ部分３２は、平行に延びている一対の側壁３７、３８も含んでおり、これらの側壁は、プリンタ装置２に収容することのできる印刷媒体の最大幅を定義する。
【０１２１】
図１６に更に明らかに示したように、媒体支持面３６は、印刷のためトレイ部分３２から印刷エンジン７０への印刷媒体の供給を支援するため、トレイ部分３２の作業面３５に対して鈍角をなして配置されている。作業面３５にはアイドラーローラー３９が組み込まれており、このローラーは、ピッカー機構６０と協働して、印刷のため作業面３５から印刷エンジンへの印刷媒体の供給を促進する。媒体支持面３６には、そこから突き出した複数の細長い突起４０がこの面３６に沿って等間隔に配置されており、媒体３４の先端部を面３６の上に支持する。細長い突起４０は、トレイ部分３２からの媒体３４の供給を容易にするために、ピッカー機構６０の作用下で媒体３４の先端部が自身の表面に沿ってすべるように作用する。ピッカー機構６０に隣接する細長い突起４０の表面には、パッド４１が設けられており、このパッドは、トレイ部分３２の作業面３５の上に複数枚の媒体が支持されているときに一番上の媒体１０の分離を促進するための摩擦面を提供する。パッド４１は、ゴム材料、フェルト材料、或いはコルク材料の形態とすることができる。
【０１２２】
縁部滑動器４２は、一体のフック要素４３によってトレイ部分３２の作業面３５の上に嵌まるようにされている。作業面３５には、摺動器４２の位置決めラグ（図示していない）を受け入れる溝状くぼみ４４が設けられている。このような配置構成では、制御された形で摺動器４２を表面３５の上で動かして、様々な幅の印刷媒体３４を収容することができる。縁部滑動器４２は、トレイ部分３２の高さだけ延びており、印刷媒体３４の側縁部に当接するようにトレイ部分３２の作業面３５から突き出している壁部分４５を備えている。この配置構成により、印刷媒体３４がトレイ部分３２の中で正しく整列し、制御された形で媒体が印刷エンジン７０に供給される。
【０１２３】
図１１に示したように、トレイ部分３２の側壁３７、３８の内面には、媒体支持フラップ３３をトレイ部分３２に結合できるようにする位置決めラグ４６が設けられている。これに関して、媒体支持フラップ３３は、その端部から延びている一対のくぼみ付きタブ４７を含んでおり、このタブは、図１に示したように、ラグ４６を受け入れることにより、媒体支持フラップ３３をトレイ部分３２の上端部に固定する。この配置構成では、媒体支持フラップ３３は、トレイ部分３２の末端部を中心に旋回することができ、従って、（図４に示したように）フラップ３３を延長ポジションに動かして、媒体入力アセンブリ４の上に装填されている印刷媒体３４を支持する、或いは、梱包又は出荷のため、媒体支持フラップ３３がトレイ部分３２の上に受け入れられた状態の収納ポジション（図示していない）に動かすことができる。
【０１２４】
媒体支持フラップ３３は、トレイ部分３２の長さよりも長い印刷媒体３４を支持するため、トレイ部分３２の末端部の上に延びる。この配置構成では、図８に示したように印刷媒体３４は実質的に直立ポジションに維持される。これに関して、媒体支持フラップ３３の表面には、フラップ３３の表面に沿って縦に延びている複数の等間隔のフィン要素４８が設けられている。フィン要素４８のそれぞれは、媒体支持フラップ３５の表面から等しい高さだけ突き出しており、これにより、トレイ部分３２の作業面３５に連続する平らな面を印刷媒体３４に提供する。媒体支持フラップ３３の内面は、連続的な成形面とすることもでき、この場合、プリンタ装置２の梱包或いは輸送のため媒体支持フラップ３３が収納されるときにトレイ部分３２の側壁３７、３８を収容する適切な溝をその縁部域に形成することが考えられる。
【０１２５】
印刷媒体は、図４に示したように、プリンタ装置２の前面、主本体３のベース部８に配置されている媒体出力アセンブリ５によって集められる。媒体出力アセンブリ５は、トレイハウジング５０と、延ばすことのできる２つの出力トレイ、すなわち上側出力トレイ５１及び下側出力トレイ５２とから成り、トレイ５１、５２は、延長ポジションではないときにいずれもトレイハウジング５０の中に保持されている。
【０１２６】
図１０及び図１１に示したように、トレイハウジング５０は、下側フレームユニット６に一体に形成されており、後面からプリンタ装置２の前面をわずかに超えるまで延びている。トレイハウジング５０は、上面５３と、この上面５３から下向きに延びている２つの側壁５４、５５とを有する。上面５３の前縁部にはスペースがあり、トレイハウジング５０の中に保持されている上側出力トレイ５１及び下側出力トレイ５２にアクセスするためのくぼみ部分５６が形成されている。
【０１２７】
上側出力トレイ５１は、２つの側壁５４、５５によってトレイハウジング５０の中に受け入れられて保持される形状を持つ。２つの側壁５４、５５には、トレイハウジング５０の長さだけ延びている溝（図示していない）が形成されている。上側出力トレイ５１は、その縦縁部が溝の中で移動して自身がトレイハウジング５０に対して動くことができるように、溝の中に受け入れられる寸法を有する。溝と、上側出力トレイ５１の縦縁部は、トレイ５１をトレイハウジング５０から延ばすことはできるがトレイハウジング５０から取り外すことはできないようにされている。この配置構成においては、トレイ５１は、収納ポジションにあるときにはトレイハウジング５０の中に完全に収まっている。
【０１２８】
下側出力トレイ５２は、上側出力トレイ５１と同様の構造を有する。しかしながら、この配置構成においては、下側出力トレイ５２は、上側出力トレイ５１の縦縁部に設けられている２本の溝に受け入れられている。図９に示したように、下側出力トレイ５２は、上側トレイの中で動くことができるように、上側出力トレイ５１よりも幅及び厚さが小さい。下側出力トレイ５２は、収納状態において上側出力トレイ５１の中に完全に収まるようにされており、また、上側出力トレイ５１にも、下側出力トレイ５２の前縁部に設けられている停止部材５８にアクセスできるようにするくぼみ部分５７が、前縁部に沿って設けられている。下側出力トレイ５２及び上側出力トレイ５１は、上述した方法と同様に、下側トレイ５２を上側トレイ５１から延ばすことができるが上側トレイから取り外されることが阻止されるように構成することもできる。トレイの配置構成として、収納及び延長することのできる別の配置構成も可能であり、それらは本発明の範囲内に含まれるものとみなされる。
【０１２９】
使用前、媒体出力アセンブリ５は、図４に示したような収納状態にある。ユーザが停止部材５８を握って下側出力トレイ５２を延ばすと、媒体出力アセンブリ５は、図１２に示したように動作ポジションになる。これにより、媒体出力アセンブリ５全体がトレイハウジング５０から延びて、プリンタ装置２から排出される印刷された媒体が捕捉される。印刷された媒体の先端部は、主本体３を出た後、下側出力トレイ５２の停止部材５８に接触した時点で保持される。媒体出力アセンブリ５を延ばす長さは、印刷する媒体のサイズに依存する。例えば、印刷媒体の長さが図１２に示したような長さ（例：Ａ４サイズ媒体）である場合、印刷された媒体を捕捉して保持するためには、媒体出力アセンブリ５を完全に延ばす必要がある。
【０１３０】
図１０に示し、前述したように、主本体３の内部空洞１２へのアクセスは、カバー１１の蓋２１を前方に旋回させることによって可能である。内部空洞１２は、印刷エンジン７０と、ピッカー機構６０及び紙排出機構の形態における用紙ハンドリング機構とを受け入れている。
【０１３１】
前述したように、ピッカー機構６０の目的は、印刷のため媒体入力アセンブリ４から１枚の印刷媒体を分離し、印刷エンジン７０に搬送して供給することである。プリンタ装置２は、６０ｐｐｍ若しくはそれ以上の速度で動作することができるため、ピッカーユニットは、この印刷速度を達成するための適切な速度で印刷媒体を分離して印刷エンジン７０に搬送するように構成されている。従って、ピッカー機構６０は、ピッカー本体６３から延びているアーム６２の端部に配置されているピッカーローラー６１で構成されている。ピッカー本体６３は、プリンタ装置２の制御電子回路７２によって制御されるモーター６４を含んでいる。ピッカー本体６３は、取付け部材６５によって下側フレームユニット６に旋回自在に取り付けられている。この配置構成においては、ピッカー機構６０は、取付け部材６５を中心に動くことができ、ピッカーローラー６１がトレイ部分３２の作業面３５の方に付勢されるようにばねが装填されている。
【０１３２】
トレイ部分３２に印刷媒体３４が存在していないときには、ピッカーローラー６１は付勢されて、トレイ部分３２の作業面３５に設けられているアイドラーローラー３９と接触している。印刷媒体をトレイ部分３２に装填するためには、媒体３４をトレイ部分３２に挿入し、するとピッカーローラー６１の上に設けられているガイド要素６６に媒体３４が接触する。この接触によって、ピッカー機構６０が旋回してトレイ部分３２の作業面３５から離れ、ピッカーローラー６１とアイドラーローラー３９との間に印刷媒体を受け入れることができ、印刷媒体３４の先端部が媒体支持面３６によって支持される。この配置構成は、図１６に示してある。
【０１３３】
ピッカーローラー６１の表面にはグリップ手段が設けられており、グリップ手段は、印刷媒体３４に対するローラーのグリップを促進するゴムコーティング或いは他の類似するタイプのコーティング又は表面処理の形態とすることができる。モーター６４の作動下においてピッカーローラー６１が回転すると、ピッカーローラー６１と接触している印刷媒体が細長い突起４０に沿ってすべり、印刷エンジン７０に供給される。ピッカー機構６０に隣接する細長い突起４０の表面に設けられているパッド４１に起因して、トレイ部分３２に存在している媒体のうち最も外側の媒体が他の媒体から分離される。これに関して、最も外側の媒体と一緒に動く媒体には、それらがパッド４１の上をすべるときに摩擦力がかかり、その摩擦力は、これらを動かした摩擦力より大きいため、最も外側の媒体のみが印刷エンジン７０に供給される。
【０１３４】
ピッカー機構６０は、印刷のため印刷媒体３４を分離し、個々の印刷媒体を印刷エンジン７０に比較的高速で搬送する目的で使用されているが、この機能を実行するために採用されるピッカー機構６０としては様々なタイプを使用でき、それらについても依然として本発明の範囲に含まれることが理解されるであろう。
【０１３５】
本発明において採用されている印刷エンジンアセンブリ７０は、一般的には、クレードルユニット７１とカートリッジユニット８０という２つの部分から成る。この配置構成においては、カートリッジユニット８０はクレードルユニット７１に受け入れられるようにされている。
【０１３６】
図１１及び図１３〜図１６に様々に示したように、カートリッジユニット８０は、印字ヘッド集積回路８１を収納している本体を有し、印字ヘッド集積回路８１は、印刷媒体３４が通過するときにそこに印刷する。カートリッジユニット８０の本体は、インクを収容しており印字ヘッド集積回路８１にインクを供給するインク収容・ハンドリングリザーバ８２も収納している。印字ヘッド集積回路８１は、印刷される媒体３４の幅にわたるページ幅印字ヘッド集積回路であり、カートリッジの本体の外側に沿って、インク収容・ハンドリングリザーバ８２の下の領域に配置されている。本発明の印字ヘッド集積回路８１は、従来のプリンタ装置とは異なり、動作中は所定の位置に固定されており、印刷媒体上を走査したり往復することはない。従って、本発明の印刷エンジンは、従来のプリンタシステムにおいて現在可能であるよりもずっと高い印刷速度を達成することができる。
【０１３７】
印字ヘッド集積回路８１の動作を制御するため、クレードルユニット７１に配置されている制御電子回路７２から電力及びデータ信号が供給される。制御電子回路７２は、前述したＳｏＰＥＣデバイスを含んでおり、信号は、カートリッジユニット８０の本体の外面に設けられているデータ・電力コネクタ（図示していない）を介して、制御電子回路７２からカートリッジユニット８０に送信される。カートリッジユニット８０をクレードルユニット７１に挿入すると、データ・電力コネクタが、クレードルユニット７１に設けられている対応するデータ・電力コネクタと結合し、これによってユニット７１とユニット８０との間で電力及びデータを伝えることが可能になる。
【０１３８】
インク収容・ハンドリングリザーバ８２は、印刷用の異なる種類のインク及び印刷流体を個別に収容する複数のポリエチレンメンブレンポケットの形態である。例えば、フルカラー印刷用のシアン、マゼンダ、黄、黒のインクと、特定の印刷アプリケーション用の赤外線インクと、インクの定着を助けるインク定着剤とを収容する６つの個別のポリエチレンメンブレンリザーバを、カートリッジユニット８０に設けることができる。リザーバ８２のそれぞれは、カートリッジユニット８０の本体の外面に形成されている補給ポート８３に設けられている対応する注入口と流体連通している。従って、図１５に示したように、インク補給注入器８４を補給ポート８３に接触させ、圧力下においてインクをリザーバ８２に供給することによって、リザーバ８２に個別に補給することができる。前述したように、インク補給注入器８４には、カートリッジユニット８０の本体に設けられている対応する読み取り器によって読み取られるＱＡチップを設けることができる。関連付けられているデータが、クレードルユニット７１の制御電子回路７２に設けられているＳｏＰＥＣデバイスに送信され、補給流体の完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）及び品質が保証される。ポリエチレンメンブレンリザーバ８２は、補給を容易にするため、補給されるときに膨張して流体を収容し、印刷プロセス中にインク又は流体が消費されるにつれて形が壊れるように構成されている。
【０１３９】
リザーバ８２に収容されているインク及び印刷流体は、一連の導管を通じて印字ヘッド集積回路８１に供給され、これらの導管は、特定の流体（特定のカラーインク或いは定着剤など）を運ぶようにされており、且つ、印字ヘッド集積回路８１の長手方向に沿って設けられている正しいインク供給ノズルに流体を分配できるようにされている。これを達成する方法と、カートリッジユニット８０の全般的な構造については、本出願人の米国特許出願である出願整理番号ＲＲＡ０１ＵＳ及びＲＲＡ３３ＵＳに説明してあり、これらの出願の開示は、すべて本文書に参考とすることにより組み込まれる。上記の出願は、出願整理番号によって識別されているが、これらの番号は、対応する出願番号が割り当てられた後、それらに置き換えられる。
【０１４０】
上述したように、カートリッジユニット８０の印字ヘッド集積回路８１は、最大で約２１．６ｃｍ（標準Ａ４又は米国レター形式の幅を持つ媒体に相当する）までの様々な幅の印刷媒体に対応するため、約２２．４ｃｍ（８．８インチ）の幅にわたるようにされているページ幅印字ヘッド集積回路である。しかしながら、このページ幅印字ヘッド集積回路は、プリンタ装置２の用途と、使用する印刷媒体のタイプとに大きく依存して、上記よりも大きい幅、又は小さい幅を持つように作製することもできると考えられる。望ましい幅を達成する目的で、印字ヘッド集積回路８１は、それぞれに複数のインク供給ノズルが設けられている、隣接して取り付けられている１つ以上の集積回路によって構成することができる。
【０１４１】
以下では、本発明に適する印字ヘッドノズル構造のタイプの一例として、ノズル及び対応するアクチュエータとを備えているタイプについて、図１８〜図２７を参照しながら説明する。図２７は、シリコン基板８０１５上に形成されている一連のノズル構造部８０１を示している。ノズル構造部８０１のそれぞれは同一であるが、ノズル構造部８０１のグループごとに、異なるカラーインク又は定着剤が供給されるようにされている。これに関して、ノズル構造部は列状に配置されており、互い違いにされており、これにより、ノズルを一列に配置する場合に可能であるよりも印刷時のインクドットの間隔を狭くすることができる。そのような配置構成では、上述したノズルの密度を提供することが可能である。更に、複数の列では、（必要な場合に）冗長性を提供することもでき、これによって、ノズルあたりの所定の障害率が許容される。
【０１４２】
各ノズル構造部８０１は、集積回路製造技術によって作製されている。具体的には、ノズル構造部８０１は、ＭＥＭＳ（微小電子機械システム）である。
【０１４３】
以下では、説明を明瞭且つ容易にするため、１つのノズル構造部８０１の構造及び動作について、図１８〜図２６を参照しながら説明する。
【０１４４】
インクジェットプリンタチップ８１は、０．３５ミクロン、１ Ｐ４Ｍ、１２ボルトのＣＭＯＳマイクロプロセッサ電子回路が上に配置されているシリコンウエハ基板８０１５を含んでいる。
【０１４５】
基板８０１５の上には、二酸化ケイ素（或いはガラス）層８０１７が配置されている。この二酸化ケイ素層８０１７は、ＣＭＯＳ誘電層を画成している。ＣＭＯＳの最上位金属は、二酸化ケイ素層８０１７上に配置されている一対の整列したアルミニウム電極接触層８０３０を画成している。シリコンウエハ基板８０１５と二酸化ケイ素層８０１７のいずれも、エッチングされて、（平面図において）ほぼ円形の断面を有するインク吸入路８０１４を画成している。二酸化ケイ素層８０１７には、ＣＭＯＳ金属１、ＣＭＯＳ金属２、３、及びＣＭＯＳ最上位金属のアルミニウム拡散バリア８０２８が、インク吸入路８０１４を中心に配置されている。拡散バリア８０２８は、駆動電子回路層８０１７のＣＭＯＳ酸化膜を通じてヒドロキシルイオンが拡散することを阻止する役割を果たす。
【０１４６】
アルミニウム接触層８０３０及び二酸化ケイ素層８０１７の上には、窒化シリコン層８０３１の形態における不動態層が配置されている。不動態層８０３１のうち接触層８０３０の上に位置している部分のそれぞれには、接点８０３０へのアクセスを提供する開口８０３２が画成されている。
【０１４７】
ノズル構造部８０１は、環状ノズル壁８０３３によって画成されているノズル室８０２９を含んでおり、この環状ノズル壁８０３３は、その上端部がノズルルーフ８０３４にあり、半径方向のノズル内側縁部８０４（平面図において円形である）が形成されている。インク吸入路８０１４は、ノズル室８０２９と流体連通している。ノズル壁の下端部には、移動シールリップ８０４０を含んでいる移動縁部８０１０が配置されている。包囲壁８０３８は、可動ノズルを囲んでおり、静止シールリップ８０３９を含んでいる。静止シールリップ８０３９は、図１０に示したようにノズルが静止しているときには、移動縁部８０１０に隣接している。静止シールリップ８０３９と移動シールリップ８０４０との間に捕捉されるインクの表面張力に起因して、流体シール８０１１が形成される。これにより、包囲壁８０３８とノズル壁８０３３との間には低抵抗結合（ｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が提供されるが、ノズル室からのインクの漏れが防止される。
【０１４８】
図２５において最も明らかであるように、ルーフ８０３４には、ノズル縁部８０４を中心に半径方向に延びている複数のくぼみ８０３５が画成されている。くぼみ８０３５は、インクがノズル縁部８０４を超えて流れ出たときの半径方向のインクの流れを収容する役割を果たす。
【０１４９】
ノズル壁８０３３は、キャリア８０３６に取り付けられているレバー構造部の一部を形成しており、キャリア８０３６はほぼＵ形状の輪郭を有し、その底部８０３７が窒化シリコン層８０３１に取り付けられている。
【０１５０】
レバー構造部は、ノズル壁から延びており且つ横補強梁８０２２が組み込まれているレバーアーム８０１８も含んでいる。レバーアーム８０１８は、窒化チタン（ＴｉＮ）から形成されており且つノズル構造部の片側に配置されている一対の受動梁８０６に取り付けられている（図２１及び図２６において最も明らかである）。受動梁８０６の他方の端部は、キャリア８０３６に取り付けられている。
【０１５１】
レバーアーム８０１８は、ＴｉＮから形成されているアクチュエータ梁８０７にも取り付けられている。なお、アクチュエータ梁へのこの取り付けは、受動梁８０６に取り付けられている位置よりもわずかではあるが重要な距離だけ高い位置において行われている。
【０１５２】
図１８及び図２４において最も明らかあるように、アクチュエータ梁８０７は、平面図において実質的にＵ形状であり、電極８０９と反対の電極８０４１との間の電流経路を画成している。電極８０９及び８０４１のそれぞれは、接触層８０３０におけるそれぞれのポイントに電気的に接続されている。アクチュエータ梁は、接点８０９を介して電気的に結合されていることに加え、アンカー８０８に機械的に固定されている。アンカー８０８は、ノズル構造部が動作するときに、アクチュエータ梁８０７が図１８〜図２０における左に動くことを制約するように構成されている。
【０１５３】
アクチュエータ梁８０７のＴｉＮは、導電性であるが、電極８０９と電極８０４１との間に電流が流れるときに自身が発熱するだけの十分な電気抵抗を持つ。受動梁８０６には電流が流れず、従って受動梁８０６は膨張しない。
【０１５４】
使用時、静止状態にあるデバイスがインク８０１３によって満たされ、このインクは、表面張力の影響下においてメニスカス８０３を画成している。インクは、メニスカスによって室８０２９に保持され、一般には何らかの他の物理的影響が存在しなければ外に漏れることはない。
【０１５５】
図１９に示したように、ノズルからインクを発射させるため、接点８０９と接点８０４１との間に電流が流れ、このときアクチュエータ梁８０７を流れる。梁８０７は、その抵抗のため発熱し、これによって膨張する。アクチュエータ梁８０７の寸法及び設計は、図１８〜図２０における水平方向における膨張の大部分を意味する。膨張は、左側がアンカー８０８によって制約され、従って、レバーアーム８０１８に隣接する、アクチュエータ梁８０７の端部が右に進む。
【０１５６】
受動梁８０６は、水平方向の撓み性が相対的に小さいため、レバーアーム８０１８が水平に大きく動くことを阻止している。しかしながら、受動梁とアクチュエータ梁のそれぞれがレバーアームに取り付けられている位置がずれているため、ねじり運動が生じ、これに起因して、レバーアーム８０１８がほぼ下方に動く。この運動は、実質的に旋回運動又はヒンジ運動である。しかしながら、真の旋回中心が存在しないため、回転の中心は受動梁８０６の曲がりによって画成される旋回領域である。
【０１５７】
レバーアーム８０１８の下向きの運動（及びわずかな回転）は、受動梁８０６からノズル壁８０３３までの距離によって増幅される。ノズル壁及びルーフが下向きに動くことにより室２９内の圧力が高まり、これにより図１９に示したようにメニスカスが膨らむ。なお、インクの表面張力により、インクが漏れ出すことなくこの動きによって流体シール１１が伸びる。
【０１５８】
図２０に示したように、適切なタイミングにおいて駆動電流が止まり、アクチュエータ梁８０７が急速に冷えて収縮する。収縮によって、レバーアームがその静止位置に戻り始め、それによって室８０２９内の圧力が下がる。膨張するインクの勢い及び液体としての表面張力と、ノズル室８０２９が上向きに動くことによる負の圧力との相互作用に起因して、膨張中のメニスカスが細くなり最終的には切り離されてインク滴８０２が画成され、このインク滴は、隣接している印刷媒体に触れるまで上昇を続ける。
【０１５９】
滴８０２が切り離された直後、メニスカス８０３は、図２０に示した凹形状を形成している。表面張力のため、インクが吸入口８０１４を通じて上向きに吸い込まれるまでは、室８０２９の圧力が比較的低いままとなり、吸い込まれると、ノズル構造部及びインクは図１８に示した静止状態に戻る。
【０１６０】
印字ヘッド集積回路８１は、印字ヘッド集積回路８１の長さと要求される印刷特性とに応じて、その表面に沿って配置された５０００個〜１００，０００個の間の上述したノズルを有するようにすることができる。例えば、幅の狭い媒体の場合、所望の印刷結果を達成するためには印字ヘッドの表面に沿って５０００個のノズルを配置すればよいのに対し、より幅の広い媒体の場合、所望の印刷結果を達成するためには印字ヘッドの長手方向に沿って少なくとも１０，０００個、２０，０００個、又は５０，０００個のノズルを設ける必要がある。Ａ４サイズ或いはＵＳレターサイズの媒体において約１６００ｄｐｉのフルカラーの写真品質のイメージを得るためには、印字ヘッド集積回路８１は、１色あたり１３，８２４個のノズルを備えていることができる。従って、印字ヘッド集積回路８１が４色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）によって印刷できるようにする場合、印字ヘッド集積回路８１の表面に沿って５３，３９６個のノズルを配置することができる。更に、印字ヘッド集積回路８１が６つの印刷流体（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ＩＲ、定着剤）によって印刷できるようにする場合、印字ヘッド集積回路８１の表面に８２，９４４個のノズルを設けることができる。これらのいずれの配置構成においても、各ノズルをサポートする電子回路は同じである。
【０１６１】
以下では、印字ヘッド集積回路８１において個々のノズル構造部１０１を制御する方式について、図２８〜図３３を参照しながら説明する。
【０１６２】
図２８は、印字ヘッド集積回路８１と、プリンタ装置２の制御電子回路７２の中に設けられているＳｏＰＥＣデバイスとの接続の概要を示している。上述したように、印字ヘッド集積回路８１は、各ノズルを発射させるための繰り返しロジック（ｒｅｐｅａｔｅｄ ｌｏｇｉｃ）を含んでいるノズルコア配列４０１と、ノズルを発射させるためのタイミング信号を生成するノズル制御ロジック４０２とを含んでいる。ノズル制御ロジック４０２は、高速リンクを介してＳｏＰＥＣデバイスからデータを受信する。
【０１６３】
ノズル制御ロジック４０２は、印刷のためシリアルデータをリンク４０７を介してノズル配列コアに送るように構成されており、リンク４０７は、電気コネクタの形態とすることができる。ノズル配列コア４０１のステータス及びその他の動作情報は、別のリンク４０８を介してノズル制御ロジック４０２に伝えられ、このリンクも電気コネクタに提供することができる。
【０１６４】
図２９及び図３０は、ノズル配列コア４０１を更に詳しく示している。図２９に示したように、ノズル配列コア４０１はノズル列５０１の配列を備えている。この配列は、発射及び選択シフトレジスタ５０２と、それぞれ対応するドットシフトレジスタ５０３によって表されている最大６つのチャンネルとを含んでいる。
【０１６５】
図３０に示したように、発射及び選択シフトレジスタ５０２は、順方向路発射シフトレジスタ（ｆｏｒｗａｒｄ ｐａｔｈ ｆｉｒｅ ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）６００と、逆方向路発射シフトレジスタ（ｒｅｖｅｒｓｅｐａｔｈ ｆｉｒｅ ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）６０１と、選択シフトレジスタ６０２とを含んでいる。ドットシフトレジスタ５０３のそれぞれは、奇数ドットシフトレジスタ（ｏｄｄ ｄｏｔ ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）６０３と偶数ドットシフトレジスタ（ｅｖｅｎ ｄｏｔ ｓｈｉｆｔ ｒｅｇｉｓｔｅｒ）６０４とを含んでいる。奇数ドットシフトレジスタ６０３及び偶数ドットシフトレジスタ６０４は、一端において接続されており、従って、データは一方向において奇数シフトレジスタ６０３を通じてクロック同期され、次いで、逆方向において偶数シフトレジスタ６０４を通じてクロック同期される。最後の偶数ドットシフトレジスタ以外の出力は、マルチプレクサ６０５の一方の入力に送られる。マルチプレクサのこの入力は、製造後のテスト時には信号（コアスキャン（ｃｏｒｅｓｃａｎ））によって選択される。通常の動作においては、コアスキャン信号は、マルチプレクサ６０５の他方の入力に供給されるドットデータ入力Ｄｏｔ［ｘ］を選択する。これに起因して、各色のＤｏｔ［ｘ］がそれぞれのドットシフトレジスタ５０３に供給される。
【０１６６】
以下では、１つの列Ｎについて図３０を参照しながら説明する。図示した実施形態においては、列Ｎは、６つのドットシフトレジスタそれぞれの奇数データ値６０６及び偶数データ値６０７を含めて、１２個のデータ値を有する。列Ｎは、順発射シフトレジスタ６００からの奇数発射値６０８と、逆発射シフトレジスタ６０１からの偶数発射値６０９も含んでおり、これらはマルチプレクサ６１０への入力として供給される。マルチプレクサ６１０の出力は、選択シフトレジスタ６０２における選択値６１１によって制御される。選択値が０であるときには偶数発射値が出力され、選択値が１であるときには奇数発射値が出力される。
【０１６７】
奇数データ値６０６及び偶数データ値６０７は、それぞれ、対応する奇数ドットラッチ６１２及び偶数ドットラッチ６１３への入力として供給される。
【０１６８】
各ドットラッチ及び関連付けられているデータ値は、ユニットセル（ユニットセル６１４など）を形成する。図３１は、ユニットセルを詳しく示している。ドットラッチ６１２は、データ値６０６の出力を受け取るＤ型フリップフロップであり、このデータ値は、奇数ドットシフトレジスタ６０３の要素を形成しているＤ型フリップフロップ６１４によって保持されている。フリップフロップ６１４に入力されるデータは、奇数ドットシフトレジスタにおける前の要素の出力から供給される（ただし該当要素がシフトレジスタにおける最初の要素ではない場合であり、最初の要素であるときは入力はＤｏｔ［ｘ］値である）。ＬｓｙｎｃＬに供給される負のパルスが受信されると、ラッチ６１２へのフリップフロップ６１４の出力からデータがクロック同期される。
【０１６９】
ラッチ６１２の出力は、３入力ＡＮＤゲート６５への入力の１つとして供給される。ＡＮＤゲート６１５への別の入力は、（マルチプレクサ６１０の出力からの）Ｆｒ信号とパルスプロファイル信号Ｐｒである。ノズルの発射タイミングは、パルスプロファイル信号Ｐｒによって制御され、例えば、（リムーバル型電源の実施形態において）低電源（ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ）に起因して生じる低電圧条件が考慮されるように長くすることができる。このことは、インクが発射されるとき、各ノズルから比較的一貫した量のインクが効果的に発射されるようにするためである。説明している実施形態においては、プロファイル信号Ｐｒは、ドットシフトレジスタのそれぞれについて同じであり、この形態では、複雑さ、コスト、及びパフォーマンスのバランスが良好である。しかしながら、別の実施形態においては、Ｐｒ信号をグローバルに流す（すなわち全ノズルについて同じである）、或いは、各ユニットセルごと、場合によっては各ノズルごとに個々に調整することができる。
【０１７０】
データがラッチ６１２にロードされると、発射イネーブル信号Ｆｒ及びパルスプロファイル信号ＰｒがＡＮＤゲート６１５に流され、これらの信号の組合せによりノズルがトリガーされ、ロジック１が含まれている各ラッチ６１２についてインクのドットが発射される。
【０１７１】
次の表は、各ノズルチャンネルの信号についてまとめてある。
【表３】
【０１７２】
図３１に示したように、発射信号Ｆｒは対角経路で送られ、現在の列における１つの色の発射をイネーブルした後、次の列における次の色の発射をイネーブルし、以下同様である。これによって、その時点の需要を時間遅延式に６つの列に拡散させることによって、需要が平均化される。
【０１７３】
この実施形態においては、ドットラッチと、様々なシフトレジスタを形成しているラッチは完全に静的であり、ＣＭＯＳベースである。ラッチの設計及び構造は、集積回路の工学及び設計の当業者には周知であり、本文書において詳しくは説明しない。
【０１７４】
約６０ｐｐｍで印刷することのできるプリンタ装置２の場合、ノズル速度は２０ｋＨｚという速さになり、印刷速度がそれ以上であれば更に速くなる。このオーダーのノズル速度においては、印字ヘッド８１全体で発射することのできるインクの量は、少なくとも毎秒５０００万滴である。しかしながら、より高速且つより高い品質の印刷を提供するためにノズルの数を増大させると、少なくとも毎秒１億滴、好ましくは少なくとも毎秒３億滴、より好ましくは少なくとも毎秒１０億滴を供給することができる。従って、これらの速度での印刷に対応するためには、制御電子回路７２は、ノズルからインク滴を発射させるかを同等の速さで決定できなくてはならない。これに関して、いくつかの場合、制御エレクトロニクスは、ノズルがインク滴を発射するかを、少なくとも毎秒５０００万回の判断速度で判断できなくてはならない。この速度は、より高速且つより高品質の印刷アプリケーションの場合、少なくとも毎秒１億回の判断速度、又は少なくとも毎秒３億回の判断速度、多くの場合には少なくとも毎秒１０億回の判断速度に増大させることができる。
【０１７５】
本発明のカラープリンタ１００の場合、印字ヘッドチップ８１に設けられている上述したオーダーのノズル数と、ノズル発射速度とが組み合わされる結果として、印刷速度は少なくとも毎秒５０ｃｍ２の印刷面積速度となり、印刷速度に応じて、すなわち更に高い速度においては、少なくとも毎秒１００ｃｍ２、好ましくは少なくとも毎秒２００ｃｍ２、より好ましくは少なくとも毎秒５００ｃｍ２となる。そのような配置構成では、従来のプリンタ装置によってこれまで達成できなかった速度で媒体を印刷できるプリンタ装置１００が提供される。
【０１７６】
前述したように、上述したノズル構造部は、印刷エンジン７０の１つの部分を形成しているカートリッジユニット８０の印字ヘッド集積回路８１に形成されている。カートリッジユニット８０が機能するためには、クレードルユニット７１の制御電子回路７２からデータ及び電力が伝えられる必要があり、また、クレードルユニット７１によって印字ヘッド集積回路８１が印刷ポジションに支持され、印刷のため印刷媒体が印字ヘッド集積回路８１を通過する必要がある。
【０１７７】
これに関して、クレードルユニット７１は、印刷エンジン７０の第２の部分を形成しており、上側フレームユニット７及び下側フレームユニット６に設けられている取付け部材（図示していない）によって主本体３の内部空洞１２に保持されている。このポジションにおいては、クレードルユニット７１は、図１３〜図１６に示したように、主本体３の後部９に設けられているデータコネクタソケット１７と電気通信状態にあるコネクタ要素７３を介して、外部のデータ源からデータを受信することができる。コネクタ要素７３は、クレードルユニット７１に設けられている対応するコネクタと位置が合うように配置されているフレキシブルプリント基板（ＰＣＢ）であることが好ましい。同様に、電力は、内部空洞１２の中に延びている電力接点７４を介して、電源ユニット１５からクレードルユニット７１に供給される。クレードルユニット７１には、電力接点７４と接続してクレードルユニット７１に電力を供給する適切なコネクタ要素（図示していない）が設けられている。
【０１７８】
図１４に明らかに示したように、クレードルユニット７１は、カートリッジユニット８０と結合されたときに両方のユニットによって図１３に示したような印刷エンジンアセンブリ７０が形成されるように、カートリッジユニット８０を受け入れる形状を持つ。この配置構成においては、前述したようにユニット７１とユニット８０との間でデータ及び電力を伝送することができ、これにより、印字ヘッド集積回路８１のノズルを前述した方式で制御することができる。
【０１７９】
クレードルユニット７１の本体は、駆動モーター７５と、紙を印刷エンジン７０を通過させる駆動ローラー７６及びピンチローラー７７と、印字ヘッド集積回路８１にキャッピング及びその他の形式のメンテナンスを提供する印字ヘッドメンテナンスユニット７８と、プリンタ装置２の全体的な動作を制御するＳｏＰＥＣデバイスを含んでいる制御電子回路７２とを備えている。
【０１８０】
駆動モーター７５は、両方向に回転することのできる標準的なブラシレスＤＣモーターである。印字ヘッド集積回路８１を通過させる印刷媒体の供給が制御されるように、駆動モーター７５は駆動ローラー７６と歯車によって係合しており、駆動ローラー７６に駆動運動（ｄｒｉｖｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎ）を提供する。モーター７５によって駆動ローラー７６が駆動される速度は、所望の速度（一般には６０ｐｐｍ若しくはそれ以上の速度）で紙が印字ヘッド８１を通過するように、制御電子回路７２によって制御される。駆動ローラー７６はピンチローラー７７と係合しており、これらのローラー７６、７７は協働して、ピッカー機構６０によって供給される印刷媒体を捕捉し、その印刷媒体を印字ヘッド集積回路８１を通過させる。
【０１８１】
クレードルユニット７１には、同じく歯車によって駆動モーター７５と係合している印字ヘッドメンテナンスユニット７８も設けられている。印字ヘッドメンテナンスユニット７８は、所定の位置に動いてカートリッジユニット８０の印字ヘッド集積回路８１を覆うようにされているキャッピング要素を含んでいる。この場合、プリンタ装置２がアイドル状態であると判断された時点で、制御電子回路７２が、印字ヘッドメンテナンスユニット７８と駆動モーター７５とを係合させ、印字ヘッドメンテナンスユニット７８を動かして印字ヘッド集積回路８１とのキャッピング係合（ｃａｐｐｉｎｇ ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）の状態にする。キャッピング係合状態では、基本的に、印字ヘッド集積回路８１のインク供給ノズルの周りに周辺シール（ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ ｓｅａｌ）が形成され、これによって、インク供給ノズルに存在しているインクからの水分の蒸発が減少し、インクが乾燥してノズルが詰まることが防止される。同様に、印刷が開始されると判断された時点で、制御電子回路７２は、印字ヘッド集積回路８１のキャッピング解除を開始し、これによって印字ヘッドメンテナンスユニット７８は、図１６に示したような非キャッピングポジションに戻ることができる。印字ヘッドメンテナンスユニット７８は、必要であれば印字ヘッド８１の拭取り或いは吸取りなど別の機能を実行することもできる。
【０１８２】
図１６に示したように、クレードルユニット７１の本体は、印字ヘッド集積回路８１の上流、ピッカー機構６０に隣接して設けられている入口６７を有する。入口６７は、ピッカー機構６０によって供給される印刷媒体の先端部を受け入れ、また、印刷媒体の先端部を駆動ローラー７６及びピンチローラー７７の方に導くことを支援するガイド部材６９を含んでいる。
【０１８３】
クレードルユニット７１の本体には、印刷媒体が印刷エンジン７０から出るための経路を提供する出口６８が、印字ヘッド集積回路８１の下流に設けられている。印字ヘッド集積回路８１による印刷後、印刷された媒体の先端部は、駆動ローラー７６及びピンチローラー７７の作用下において出口６８から印刷エンジン７０を出る。出口６８の横には、印刷された紙を捕捉して媒体出力アセンブリ５に供給する紙排出機構８５が設けられている。
【０１８４】
紙排出機構８５は、プリンタ装置２の主本体３に形成されており、排出ローラー８６と複数のアイドラーホイール８７とから成る。排出ローラー８６は、下側フレームユニット６の前面にわたって延びている細長い軸によって形成されており、下側フレームユニット６に設けられているローラー支持部８８によってその端部において支持されている。排出ローラー８６には、軸の長手方向に沿って等間隔に配置されている複数の環要素８９が設けられており、この環要素８９は、媒体を捕捉して媒体出力アセンブリ５に供給することを支援する。排出ローラー８６は、下側支持フレーム６の一端に配置されている駆動歯車９０を介して、クレードルユニット７１の駆動モーター７５によって駆動される。この配置構成においては、クレードルユニット７１の制御電子回路７２は、クレードルユニット７１の駆動ローラー７６の速度及びタイミングに対応する適切なタイミング及び速度において紙排出機構８５が動作するように、紙排出機構８５の動作を制御することができる。
【０１８５】
紙排出機構８５のアイドラーホイール８７は、排出ローラー８６と協働して、印刷された媒体を捕捉して媒体出力アセンブリ５に供給する。アイドラーホイール８７は、蓋２１の内面にフレキシブルに結合されており、排出ローラー８６の軸に沿って設けられている環要素８９と回転接触するようにされている。図１３に示したように、アイドラーホイール８７は、スターホイール９１の形態であり、このホイールは、環要素８９の表面上を回転してその間に媒体を捕捉し、従って、印刷された媒体を排出ローラー８６の作用下において媒体出力アセンブリ５に供給することができる。この配置構成では、印刷に続いて、印刷された媒体を印刷エンジン７０から排出するときの制御が支援される。
【０１８６】
なお、紙排出機構８５は印刷エンジン７０とは個別の要素として図示及び説明したが、紙排出機構８５を印刷エンジン７０に組み込むこともできることを理解されたい。更に、紙排出機構８５はスターホイール９１を有するものとして示したが、当業者には明らかであるように別のタイプのアイドラーローラーを使用することもでき、その形態も依然として本発明の範囲に含まれる。
【０１８７】
説明した配置構成においては、印刷エンジン７０は、主本体３の内部空洞１２の中に、ピッカー機構６０と紙排出機構８５との間に配置されている。この配置構成では、媒体入力アセンブリ４から印刷エンジン７０を経て媒体出力アセンブリ５までの印刷媒体の搬送経路を単純にすることができる。
【０１８８】
図１６に示したように、印刷媒体がプリンタ装置２の中を移動するときの経路を単純にする目的で、印刷エンジン７０は、主本体３の内部空洞１２の中に、ある角度をなして配置されている。印刷エンジン７０が角度をなして配置されている結果として、印字ヘッド集積回路８１も角度をなして配置されており、従って、印刷ゾーンが角度をなして配置され、このことは、印刷媒体が媒体入力アセンブリ４から印刷ゾーンを経て媒体出力アセンブリ５まで通過するときの経路を浅くする役割を果たす。そのような単純且つ浅い印刷媒体経路によって、様々な厚さ及びタイプの媒体、すなわち最大約３００ｇｓｍの紙をプリンタ装置２によって印刷することができ、従来のデスクトッププリンタ装置では、一般にはそのような広範囲の媒体を扱うことはできない。この配置構成では、印刷媒体が経路上で詰まる可能性が減少するが、絶え間ない監視及び調整が要求され、媒体が印字ヘッド集積回路８１に接触した場合、修理又は交換が必要となることがある。
【０１８９】
印刷エンジン７０の配置角度と、従って印字ヘッド集積回路８１の傾き角度は、印刷媒体１０がプリンタ装置２に供給される角度、具体的には媒体入力アセンブリ４の傾き角度に大きく依存する。図１６に示したように、印刷媒体入力アセンブリ４は、正のｘ軸から左回りに測定した傾き角度として（水平面の傾き角度を０°とする）約１２０°を有する。印刷媒体入力アセンブリのこの傾き角度は、９０°〜１６０°の間の値をとることができる。図１６に示した配置構成においては、印刷エンジン７０と、従って印字ヘッド集積回路８１は、約１４５°の傾き角度を有し、この角度は、印刷媒体入力アセンブリ４の傾き角度より大きい。すなわち、様々な重量及び厚さの印刷媒体を扱うことのできる浅い印刷媒体経路を提供する目的で、印字ヘッド集積回路８１は、印刷媒体入力アセンブリの傾き角度よりも大きい傾き角度を持つようにされている。
【０１９０】
プリンタ装置２の上述した特性によって、画線率が少なくとも８０％であり、１６００ｄｐｉ、高品質のフルプロセスカラーイメージを６０ｐｐｍ程度の速度で印刷することのできるデスクトッププリンタ装置を提供することが可能である。前述したようにプリンタ装置２のサイズ及び設置面積が小さいことと、これらの特性とが組み合わされる結果として、これまで商業的に実現しなかった高速且つ高品質でコンパクトなプリンタが提供される。
【０１９１】
例えば、プリンタ装置２は、約３００ｍｍの全幅と、約１６５ｍｍの全高と、約１７０ｍｍの全奥行きとを有するように構築することができる。しかしながら、プリンタの用途に応じて、それ以外の寸法も可能である。
【０１９２】
従って、完全に組み立てられたプリンタ装置２は、最小総容積、すなわち、主本体３、媒体入力アセンブリ４、媒体出力アセンブリ５など、プリンタ装置２のコンポーネントによって占有される実際の容積の合計が、約８，０００ｃｍ３であり、最大総容積、すなわち、プリンタ装置２によって占有される全空間が約１４，０００ｃｍ３である（媒体出力アセンブリ及び媒体入力アセンブリを延ばした状態）ことが予想される。本発明は、占有容積が３０００ｃｍ３〜３０，０００ｃｍ３の間となるようにパッケージ化（ｐａｃｋａｇｅｄ）できると考えられる。その結果として、６０ｐｐｍで印刷する場合、プリンタのサイズ（容積）に対する印刷速度の比が少なくとも約０．００２ｐｐｍ／ｃｍ３となる。プリンタ装置が更に高い速度、すなわち６０ｐｐｍを超えて、前述したような両面印刷の場合の５００ｐｐｍもの高さで印刷できる場合には、プリンタのサイズに対する印刷速度の比として、少なくとも約０．００５ｐｐｍ／ｃｍ３、好ましくは少なくとも約０．０１ｐｐｍ／ｃｍ３、より好ましくは少なくとも約０．０２ｐｐｍ／ｃｍ３が可能である。
【０１９３】
更に、ハウジング１０１、ヘッドユニット１０２、媒体トレイアセンブリ１０３、ベースユニット１１２、その他の様々なコンポーネントなど、プリンタ１００のコンポーネントは、ほとんどの部分をプラスチックなどの軽量材料から成形することができる。従って、上述したようにサイズが小さくなっていることに加えて、プリンタ１００の重量も低減することができる。例えば、好ましい形態においては、プリンタ１００の重量は、約１．５ｋｇ〜約４．６ｋｇの重量、好ましくは約１．８〜２．３ｋｇとすることができる。従って、約３０ｐｐｍ〜６０ｐｐｍ以上であるカラープリンタ１００の上述した可能な印刷速度においては、プリンタ重量に対する印刷速度の比として約０．５ｐｐｍ／ｋｇが可能である。プリンタ１００のコンポーネントがより重い別の材料を使用して構築されている場合であっても、印刷速度が増すにつれて、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも約１．０ｐｐｍ／ｋｇ、好ましくは少なくとも約２ｐｐｍ／ｋｇ、より好ましくは少なくとも約５ｐｐｍ／ｋｇが可能である。プリンタ重量に対する印刷速度のこのような比は、画線率が少なくとも８０％であるフルプロセスカラープリントを印刷する市販されている既存のプリンタ装置よりも大幅に向上している。
【０１９４】
本発明のプリンタ装置２は、画線率が少なくとも８０％であるフルプロセスカラーイメージを約６０ページ／分（オフラインの大型専用プリンタ装置の代表的な速度）で印刷することのできるデスクトッププリンタ装置を提供することが理解されるであろう。本発明のプリンタ装置の寸法は、本発明と同じ速度及び印刷品質では動作できない従来のデスクトッププリンタと同程度、或いはそれ以下である。
【０１９５】
本発明は、その例示的な実施形態に関連して図示及び説明したが、当業者には、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、様々な変更形態が明らかであり、容易に変更することができるであろう。従って、本明細書に添付されている請求項の範囲は、本明細書に記載した説明に制限されるものではなく、請求項は広く解釈されるものとする。
【産業上の利用可能性】
【０１９６】
本発明は、プリンタ装置に関し、より詳細には、高品質のイメージを高速で印刷することができ、且つデスク上に容易に収容される大きさのインクジェットプリンタ装置に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクリザーバを規定する印字ヘッドカートリッジであって、複数の微小電子機械式ノズル配列を含む印字ヘッド集積回路を有する印字ヘッドカートリッジと、
前記印字ヘッドカートリッジを取り外し可能に受け入れるクレードルであって、前記印字ヘッドカートリッジにデータ及び電力を供給するクレードルと、
前記ノズルが前記リザーバから印刷媒体へインクを発射させることが可能な開位置と、前記ノズルが保護のため塞がれる閉位置との間で、前記印字ヘッドカートリッジに対して作動可能なキャッピング機構であって、前記クレードルに取り付けられているキャッピング機構と、
印刷用の前記媒体を支持する媒体入力アセンブリであって、使用時に、ほぼ直立方向に配置される媒体入力アセンブリと、
印刷された媒体を集めておく媒体出力アセンブリであって、使用時に、ほぼ水平方向に配置される媒体出力アセンブリと、
前記媒体を、前記媒体入力アセンブリから前記印字ヘッドカートリッジを通過させて前記媒体出力アセンブリへと媒体の伝送経路に沿って伝送するように構成されている伝送機構と、
を備え、前記キャッピング機構は、前記媒体の伝送経路の幅にまで実質的にわたっている、デスクトッププリンタ。
【請求項２】
前記印字ヘッドカートリッジの前記キャッピング機構は、更に、当該キャッピング機構が前記ノズルを吸取る吸取り位置にまで作動可能である、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項３】
前記媒体入力アセンブリは、９０°と１６０°との間の傾き角度で、ほぼ直立方向である、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項４】
前記印字ヘッド集積回路は、前記媒体入力アセンブリの傾き角度より大きい傾き角度で配置されている、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項５】
前記印字ヘッド集積回路は、少なくとも２０，０００個のノズルを有する、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項６】
前記印字ヘッド集積回路は、少なくとも５０，０００個のノズルを有する、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項７】
前記プリンタの動作を制御する制御システムを有する、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項８】
前記制御システムは、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも２ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように前記プリンタを制御するように構成されている、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項９】
前記制御システムは、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも５ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように前記プリンタを制御する、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項１０】
前記制御システムは、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．０１ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように前記プリンタを制御する、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項１１】
前記制御システムは、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．０２ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように前記プリンタを制御する、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項１２】
前記制御システムは、少なくとも２００ｃｍ２／秒の印刷面積速度が提供されるように前記プリンタを制御する、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項１３】
前記制御システムは、少なくとも５００ｃｍ２／秒の印刷面積速度が提供されるように前記プリンタを制御する、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項１】
インクリザーバを規定する印字ヘッドカートリッジであって、複数の微小電子機械式ノズル配列を含む印字ヘッド集積回路を有する印字ヘッドカートリッジと、
前記印字ヘッドカートリッジを取り外し可能に受け入れるクレードルであって、前記印字ヘッドカートリッジにデータ及び電力を供給するクレードルと、
前記ノズルが前記リザーバから印刷媒体へインクを発射させることが可能な開位置と、前記ノズルが保護のため塞がれる閉位置との間で、前記印字ヘッドカートリッジに対して作動可能なキャッピング機構であって、前記クレードルに取り付けられているキャッピング機構と、
印刷用の前記媒体を支持する媒体入力アセンブリであって、使用時に、ほぼ直立方向に配置される媒体入力アセンブリと、
印刷された媒体を集めておく媒体出力アセンブリであって、使用時に、ほぼ水平方向に配置される媒体出力アセンブリと、
前記媒体を、前記媒体入力アセンブリから前記印字ヘッドカートリッジを通過させて前記媒体出力アセンブリへと媒体の伝送経路に沿って伝送するように構成されている伝送機構と、
を備え、前記キャッピング機構は、前記媒体の伝送経路の幅にまで実質的にわたっている、デスクトッププリンタ。
【請求項２】
前記印字ヘッドカートリッジの前記キャッピング機構は、更に、当該キャッピング機構が前記ノズルを吸取る吸取り位置にまで作動可能である、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項３】
前記媒体入力アセンブリは、９０°と１６０°との間の傾き角度で、ほぼ直立方向である、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項４】
前記印字ヘッド集積回路は、前記媒体入力アセンブリの傾き角度より大きい傾き角度で配置されている、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項５】
前記印字ヘッド集積回路は、少なくとも２０，０００個のノズルを有する、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項６】
前記印字ヘッド集積回路は、少なくとも５０，０００個のノズルを有する、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項７】
前記プリンタの動作を制御する制御システムを有する、請求項１に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項８】
前記制御システムは、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも２ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように前記プリンタを制御するように構成されている、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項９】
前記制御システムは、プリンタ重量に対する印刷速度の比として少なくとも５ｐｐｍ／ｋｇが提供されるように前記プリンタを制御する、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項１０】
前記制御システムは、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．０１ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように前記プリンタを制御する、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項１１】
前記制御システムは、プリンタ容積に対する印刷速度の比として少なくとも０．０２ｐｐｍ／ｃｍ３が提供されるように前記プリンタを制御する、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項１２】
前記制御システムは、少なくとも２００ｃｍ２／秒の印刷面積速度が提供されるように前記プリンタを制御する、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【請求項１３】
前記制御システムは、少なくとも５００ｃｍ２／秒の印刷面積速度が提供されるように前記プリンタを制御する、請求項７に記載のデスクトッププリンタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１１−２０４５６（Ｐ２０１１−２０４５６Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２９１１（Ｐ２０１０−２３２９１１）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【分割の表示】特願２００６−５４９７６９（Ｐ２００６−５４９７６９）の分割
【原出願日】平成１６年１２月２０日（２００４．１２．２０）
【出願人】（３０３０２４６００）シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド (150)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【分割の表示】特願２００６−５４９７６９（Ｐ２００６−５４９７６９）の分割
【原出願日】平成１６年１２月２０日（２００４．１２．２０）
【出願人】（３０３０２４６００）シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド (150)
【Ｆターム（参考）】
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