JPH06210873A - インクジェットプリンタ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】インクジェットプリントヘッドの清掃を行う間
隔を、使用度に応じて変化させ、最適な清掃を行う。 【構成】ヘッドから射出したインク液滴の個数を数え、
それが予め決めておいた個数になったときに清掃を行う
ようにする。これにより、プリント品質を一定に維持で
き、また不必要な清掃を行う必要がないので、清掃によ
るプリントスループットの低下を最小限に押さえること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は一般的にはインクジェット
プリンタのプリントレートとペンへのサービスの制御に
関する。より具体的には、本発明は夫々インク液滴及び
ペンの発砲つまり射出のの個数とそのレートに基づいた
時間平均電力、あるいは単に平均電力とも言うが、その
管理とペンへのサービスを提供する方法に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】従来、インクジェットプリ
ントヘッドのペンへの自動的なサービス、例えばオリフ
ィスの目詰まりの解消のためのインク液滴の空打ち(spi
tting)や拭き取り、は各ページの末尾といった所定の間
隔で行われてきた。ペンへのサービスはスループットを
犠牲にして行われる。なぜならその間プリンタは１秒あ
るいは２秒といった短時間ではあっても一時的に停止す
るためである。このような一定の間隔をおいたサービス
はプリントしたインクの密度が比較的低い場合にはスル
ープットを必ず悪くする。これは、プリントするための
ペンのインクジェットの射出が比較的少なかったページ
の最後では、ペンは通常は拭き取りや空打ちを必要とし
ないためである。

【０００３】インクジェットプリンタの出力の密度、す
なわちプリントされたページ上でインクの付いた面積の
占めるパーセンテージは、プリンタの電源への時間平均
電力需要に影響する。電源の設計は長時間にわたる高い
スループットとインク密度の結果発生する熱の形態での
電力消費を考慮に入れたものでなければならない。もち
ろん、単に最悪の場合での熱発生を考えて電源を設計す
ることもできるが、これはコストがかかりほとんど実現
できない。さらに、インクジェットプリンタの駆動電子
部品に加わる動作条件の範囲を予測することは困難であ
り、具体的な状況についてのこのような要求を測定する
手段がないので、プリントレートあるいはサービス間隔
を定めることは、経験に基づいて推量する以外には不可
能である。

【０００４】マルチペンインクジェットプリンタの各種
のペンは、通常、サービス条件がそれぞれに異なる。例
えば、３色ペンはペン間のインクの（色の間の）汚染を
最小限にするために、比較的頻繁に拭き取りを行う必要
があるかもしれない。これに対してモノクローム（黒）
ペンはペン間のインクの汚染の可能性がないため、拭き
取りは比較的少なくてすむだろう。黒のインクとカラー
インクでは、その組成が異なるため、付着や乾燥の特性
が異なり、これによっても、拭き取り、インクの空打
ち、及びその他のサービスに関する要件が異なるだろ
う。モノクロと多色ペンを有するマルチペンインクジェ
ットプリンタの導入によって、プリンタのペンへのサー
ビス条件はより複雑になった。これはペンの種類が違え
ばサービス間隔も違っていなければならないためであ
る。

【０００５】さらに、カラーのインクジェットプリント
には特有のタイミングの問題がある。これは高品質のカ
ラープリントを行うための原色、すなわちマゼンタ、シ
アン及び黄色のインクの混合が適切であるかどうかは部
分的にはそれより以前に付着した異なる色のインクの湿
り度によって決まるためである。その結果、待ち時間に
よってできる帯状の色相ずれ(wait-banding hue shift)
を防ぐために、その間にプリントヘッドの一連のパスに
よるインク付着を完了しなければならない、例えば約３
秒間の、最大時間間隔がある。従って、カラーインクジ
ェットプリントでの複数回のキャリッジのパスの間での
ペンへのサービスを抑制しなければならない。

【０００６】

【目的】本発明は、上述した従来技術の問題点を解消
し、複数のペンを持つインクジェットプリンタでの適当
なサービス間隔を決定することにある。

【０００７】

【概要】自動ペンサービス及びプリントレート制御の方
法と装置を、時間平均された電力管理と複数ペンインク
ジェットプリンタのための適当なサービス間隔について
説明する。本発明の一実施例の方法によれば、プリンタ
のスループット制御して時間平均の電力を制限し、また
ペンへのサービスの頻度が従来のような過度に単純化さ
れた推測ではなくこのようなサービスの必要性に基づい
て決定できるように、この方法ではプリンタのプリント
ヘッドの複数のペンのそれぞれから射出されるインクの
液滴の個数をカウントし、またオプションとして各ペン
の射出レートを計算する。カウント値は例えばプリンタ
のマイクロコントローラに接続されたメモリに簡単に保
持することができる。このメモリは、例えばプリンタの
μコントローラに接続され、このように保持されたカウ
ント値はマイクロコントローラが使用して、必要に応じ
た頻度でプリンタをオフラインにする液滴カウント値に
基づく適当なペンサービス機会の決定に用いるパラメー
タである。本発明の一実施例の装置では、液滴カウン
タ、キャリッジ中の複数のペンを拭いたりインクの空打
ちを行ったりするためのサービスステーション、及び液
滴カウンタに応じてプリントレートを制御し、プリント
ヘッドのキャリッジを移動して、液滴のカウント値、射
出レート、ページの途中であるかどうか、及び他の予め
定められた基準に基づいてサービスステーションと作動
的に関連させるコントローラを有する。

【０００８】本発明の以上の目的及び利点またその他の
目的及び利点は図面と実施例の詳細な説明の検討によっ
てより明確になるであろう。

【０００９】

【実施例】図１は時間平均の電力管理とインクジェット
プリンタの複数のペンの自動サービスを行うための本発
明の装置をブロック図の形態で10として示す。装置10は
好適にはプリンタのキャリッジ14の各ペンから射出され
るインクの液滴の数を判定するための１つあるいは複数
の液滴カウンタ12、少なくとも各ペンを拭くためのワイ
パ（また好適にはインクの空打ちされたインク液滴を受
けるための容器及びプライミング(priming)のための真
空ポンプ）を含むサービスステーション16、及び液滴カ
ウンタ12に応じてキャリッジ14を移動させ、少なくとも
ペンのうちの１つに対してサービスを行うためにサービ
スステーション16と作動的に関連させるコントローラ18
を有する。本発明の装置では、少なくとも拭き取りを含
むこのようなペンへのサービスは、少なくとも部分的に
は、判定された液滴のカウント値に基づく。好適には、
コントローラ18はマイクロコントローラあるいはマイク
ロプロセッサ20、タイマ22、及び例えば夫々サービスス
テーション16とキャリッジ14の位置を制御するステーシ
ョンモータ駆動回路24とキャリッジモータ駆動回路26の
ような１つあるいは複数のモータ駆動回路を含む。液滴
カウンタ12、コントローラ18及びタイマ22はインクジェ
ットプリンタ電子回路28の一部を構成することがわか
る。これらは好適にはアプリケーション専用集積回路
（ASIC）等のカスタム大規模集積（LSI）半導体に実装
される。

【００１０】好適には、各液滴カウンタ12はハードウエ
アで実現されるが、本発明の原理に従えばこのカウンタ
はファームウエアあるいはソフトウエアで実現すること
もできる。各液滴カウンタ12が応答するペンの射出レー
トすなわちインク液滴の射出レートは、約250kHzもの高
さになる場合がある。従って、ソフトウエアあるいはフ
ァームウエアでこのカウンタを実現するには専用の比較
的高速のマイクロプロセッサが必要になる。液滴カウン
タ12は実際にはインクの液滴をカウントするのではな
く、例えばホストコンピュータやファイルサーバ（図示
せず）等のプリンタドライバからのプリントコマンドに
応じてマイクロプロセッサ20によって生成される個々の
インクジェット射出信号をカウントするのが適切であ
る。従って、本発明の装置10では物理的なインク液滴検
出器の場合の複雑性や重量及びそれに伴うコストが回避
される。

【００１１】当業者には、マイクロプロセッサ20は、液
滴カウンタ12とタイマ22（これはもちろんマイクロプロ
セッサ20と一体とすることができる）に応答してプリン
トヘッドキャリッジ14中の各ペンの平均インク液滴レー
トあるいはインクジェット射出レートを直接的に計算す
ることが理解されるであろう。好適には、液滴のカウン
ト値と計算されたレートは、マイクロプロセッサ20の一
部をなす揮発性あるいは不揮発性メモリロケーション
（図示せず）内のデータとしてストアされる。プリント
ヘッドキャリッジ14が例えば黒インクのペンと３色イン
クのペンを有する場合、2つの液滴カウンタ12が液滴の
カウント値を作り、これらのカウント値に応答してマイ
クロプロセッサ20がインクジェットプリンタの各ペン内
の全てのノズルについてのインク液滴の需要を表わす２
つの液滴のカウント値と２つのペン射出レートを記憶す
る。もちろん、本発明の自動時間平均電力管理とペンへ
のサービスに用いるために、任意の個数の液滴カウント
値とそれに対応する射出レートを求めて記憶することが
できる。

【００１２】射出されたインクの液滴の数を予測される
ペン寿命の基準値と比較するため、コントローラ18はマ
イクロプロセッサ20内に実装される比較器、例えば論理
比較器（図示せず）を有していてもよい。このような基
準は経験的に決定することができ、プリントヘッド14に
用いられる種類のペンの平均寿命を表わす。さらに、装
置10は、射出された液滴の個数の計数とこのような比較
に基づいて判定された１つあるいは複数のペンのインク
切れ状態を示すための、コントローラ18に応答する聴覚
的、視覚的あるいはその他のインジケータ30を含んでい
てもよい。このようにして、インクジェットプリンタ
は、測定された使用データと予想蒸発レート、平均的な
液滴のサイズ及びその他の経験的に判定される情報に基
づいて、１つあるいは複数のペンがインク切れに近い状
態にあるときこれをユーザに知らせる。例えば、装置10
はプリントヘッドキャリッジ14中のあるペンに残ってい
るインクが約１立方cm（１cc）であるとき、インジケー
タ30のような１つあるいは複数のインジケータを介して
これをユーザに信号で知らせ、プリント品質が低下した
りペンが空になる前にユーザが交換を行うことができる
ようにする。（長期間にわたるペン寿命液滴カウント値
を把握するために、このような目的のために記憶された
液滴のカウント値はプリンタのパワーダウンあるいはパ
ワーオフの状態のときにも保存されるように不揮発性メ
モリに記憶されることが理解できるだろう。）

【００１３】装置10はインクジェットプリンタの電子回
路28に供給される電力の時間平均を自動的に管理する能
力を有するものと理解してよい。装置10は予め定義され
た時間平均電力を供給する能力、例えばプリントされる
ページのプリント可能な面積内に黒あるいは色インクの
ベタの50％のプリント密度で連続的にプリントするため
の電力、を有することを特徴とする電源32を有する。こ
れは、装置10がプリンタのキャリッジの対応するペンか
ら射出されるインクの液滴の数を判定するための１つあ
るいは複数の液滴カウンタ12と、それに応答してプリン
トヘッドのキャリッジ14に接続されたキャリッジモータ
駆動回路26の制御を介してプリントレートを制御するた
めのマイクロプロセッサ20を含むコントローラ18を有す
るためである。このような制御は電源32の定格の予め定
められた時間平均電力供給能力を超えないような方法で
行われる。

【００１４】換言すれば、マイクロプロセッサ20はキャ
リッジ駆動モータ26がプリントヘッドキャリッジ14の連
続的なパスを発生させる平均レートを直接的に制御し、
それによって電源32の定格電力を超えないように平均プ
リントレートあるいはスループットを制限するようにプ
ログラムされている。好適には、コントローラ18は１つ
あるいは複数の液滴カウンタ12によって生成されたカウ
ント値に基づいて（例えばマイクロプロセッサ20を用い
て）１つあるいは複数のインク液滴射出レートを計算
し、これを（例えばマイクロプロセッサ20内の）メモリ
ロケーションに記憶された対応する所定の最大射出レー
トと比較する。好適には、コントローラ18はプリントヘ
ッドのキャリッジの各パスの間に所定の遅延（これはタ
イマ22を用いて設けることができる）を介在させること
によってこれを行う。この遅延はプリント中に変更さ
れ、プリントヘッドキャリッジ14中の全てのペンのイン
クジェット射出レートを所定の記憶された時間平均電力
レベルあるいはしきい値を超えないように制限する。当
業者には、キャリッジモータ駆動電流とインクジェット
射出電流だけが電源32の電力を使うのではないが、イン
クジェットプリンタの熱分析によって判定されたよう
に、これらの電流が変動負荷の大半を占めることが理解
されるであろう。

【００１５】説明し図示した好適な装置を参照して、本
発明のペンへのサービスと電力管理の方法をここで理解
することができる。好適にはペンへのサービスにはペン
から射出される液滴の個数、すなわちインクジェット射
出の回数をカウントしてカウント値を生成し、それに基
づいて第１のカウント値が所定の数を超えたときこのよ
うなペンを自動的にサービスする手順が含まれる。この
所定の数は、液滴カウンタ12が最小液滴数あるいは射出
数に設定されるダウンカウンタである場合にはゼロ等の
最小値とすることができる。あるいは、この所定の数は
液滴カウンタ12がゼロにリセットされるアップカウンタ
である場合には800,000あるいは2,620,000といった最大
値とすることができる。

【００１６】好適には、ペンへのサービスは、サービス
ステーション16の位置に依存して、プリントされる線の
始めあるいは終わりに実行される。これによって、サー
ビスステーション16との間のキャリッジの走行の時間が
最小限になる。サービスステーション16がキャリッジ14
の右側に位置する本発明の実施例によれば、ペンへのサ
ービスはプリントされる線の最後に行われる。ペンへの
サービスを行う際に、プリントヘッドキャリッジ14は好
適にはプリントを中断させるサービスサイクル時間が最
小限になるように、高速で移動してサービスステーショ
ン16と作動的に関連付けられ、またそこから高速で戻
る。

【００１７】本発明の好ましい方法によれば、ペンへの
サービスは、黒あるいはカラーインク滴のカウント値が
予め定められた値を超えた場合にはページの途中で行わ
れる（従ってプリントされるある線の最後に行われ
る）。これは、このようにすることによって、ペンのオ
リフィスやノズルあるいはその周囲の表面内あるいはそ
の回りでのインクの詰まりや漏れによって発生する虞の
あるプリント品質の低下が最小限になると判断されたた
めである。多色ペンの場合にも、これによってペン間の
インクの流れや色の汚染によって発生する虞のあるプリ
ント品質の低下が最小限になる。もちろん、可変密度プ
リントの場合には、プリント品質を落とさずに所望の高
いスループットを達成するために、ペンをサービスする
頻度を多目あるいは少な目に変えなければならないかも
しれない。本発明の装置と方法はこの必要に応じたサー
ビスという目標を、“即金”ベースとでも呼ぶべき態様
で達成する。

【００１８】本発明の好適な方法によれば、ペンへのサ
ービスは次のように行われる。液滴のカウント値が予め
定義された第１のカウント値（例えばページの途中の場
合では、800,000個のカラーの液滴あるいは2,620,000個
の黒の液滴。これはこのページ内にプリントされる線の
中の最後のもの以外の任意の線を最後までプリントし終
わった時点のことを言っている）を超える、あるいはペ
ージの最後で上述の個数の約25〜30％以内である場合、
ペンへのサービスがただちに開始される。好適にはサー
ビスは黒のペンと３色のペンの両方の高速かつ両方向へ
の拭き取りと液滴カウンタ12の再始動を含む。サービス
はまた両方のペンの全てのノズルからの空打ちを含む。
最も好適には、サービス要求が黒の液滴のカウントしき
い値に対する超過によって開始された場合には、サービ
スには黒のペンからのインクの空打ちをカラーペンより
多くすることが含まれる。また、最も好適には、サービ
ス要求がカラー液滴のカウントしきい値に対する超過に
よって開始された場合には、サービスにはカラーペンか
らのインクの空打ちを黒のペンより多くすることが含ま
れる。これがプリントヘッドキャリッジ14中の個々のペ
ンに対して個別の液滴カウンタ12を設けることが好適な
理由である。どのペンの液滴のカウント値も所定のペー
ジ途中しきい値あるいはページ末尾しきい値を超えない
場合、プリントアウトのこのページ上ではペンへのサー
ビスは行われない。（もちろん、例えばプリンタのパワ
ーアップ時、各プリントジョブの最初と最後のページの
プリントの際、ユーザがペンを交換したり他の方法でペ
ンへのサービスを手作業で行うとき等の、液滴のカウン
ト値に無関係な他のサービス動作が起こることがあ
る。）

【００１９】この好適な方法によれば、サービスはカウ
ント値が予め定義された数、例えばページの途中で800,
000あるいは2,620,000を超えたとき、あるいはカウント
値がページ全体をプリントし終わった時点でこの予め定
義された数の予め定義されたのパーセンテージ、例えば
25〜30％、を超えたときに行われる。これによって、ペ
ージ毎の全体的なプリント品質を維持しながら不必要に
頻繁なペンへのサービスが防止される。さらに、この方
法はできるだけページとページの間でサービスを行うよ
うにしている。これによってスループットへの影響が最
小限になり、非常に目につきやすいページ途中の（カラ
ーの）色相のずれを防止する。好適には、本発明の方法
は異なる種類の複数のペン、例えば黒のペンと３色のペ
ンを有するプリンタとともに用いられる。この場合、複
数のペンから射出される液滴の個数をカウントして複数
のカウント値を生成し、サービスはこのようなカウント
値のうちのいずれかがそのペンの種類に対応する予め定
義されたカウント値を超えたときに行われる。より好適
には、このような複数のペンを自動的にサービスする本
発明の方法では、このような複数のカウント値のうちの
どれが上述したような対応する予め定義されたカウント
値を超えたかに基づいて所定の回数だけこれら複数のペ
ンからのインクの空打ちを行う。

【００２０】また、ここで言うサービスには、例えばペ
ンのキャップに接続された真空ポンプを用いたペンのプ
ライミングを含めることができる。また、ここに述べた
液滴のカウントに全面的にあるいは部分的に基づいて、
サービス中に他のメンテナンスあるいは故障復旧ステッ
プを実行することもできる。例えば、本発明の方法に
は、液滴カウンタ12によって生成された１つあるいは複
数のカウント値が対応するペンのインク切れの状態を示
す所定のしきい値を超えたときインジケータ30を介して
ユーザにこれを示すようにすることができる。

【００２１】好ましい時間平均電力管理法は、所定の時
間間隔中にペンから射出されるインクの液滴をカウント
してカウント値を生成し、それに基づいて、このような
時間間隔におけるこのようなカウント値が所定の数を超
えたときプリントのレートを自動的に制御するものと理
解することができる。この方法では、このようなカウン
ト値とこのような時間間隔に基づくインクの液滴の射出
レートを計算し、射出レートが所定のしきい値レートを
超えたときにこのようなレート制御を行う。装置10に関
して上に述べたように、このようなレート制御には、好
適には例えばキャリッジモータ駆動回路26を介してプリ
ントヘッドキャリッジ14の移動を制御するマイクロプロ
セッサ20を用いたプリントヘッドキャリッジの移動レー
トの制御が含まれる。また、このようなレート制御で
は、好適には、プリントヘッドキャリッジのパスの間に
定義されている時間遅延を（例えばマイクロプロセッサ
20とタイマ22を介して）選択的に（例えば毎回、１つお
きにあるいはn回毎に）介在させる、すなわち測定され
た液滴のカウント値とプリントヘッドキャリッジ14中の
各ペンに対して得られた（例えば計算された）射出レー
トに少なくとも一部基づいた可変の時間量だけプリント
される行と行の間で選択的に遅延あるいは一時停止を行
う。

【００２２】

【効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、
実際のプリンタの使用状況にリアルタイムに適応し、さ
まざまなプリンタアプリケーションにおいて不必要にス
ループットを低下させることがない。また、プリンタ電
源のコストが低減され、例えばペン、キャリッジモータ
といったプリントヘッドやワイパ等のサービスステーシ
ョンの寿命を延ばすことができる。また、プリントヘッ
ドのサービス周期がインクジェットプリンタに対する実
際のインク供給の需要に基づいているため、高いプリン
ト品質が犠牲になることはなくむしろ維持される。ペン
へのサービスと時間平均電力管理のための液滴のカウン
トとペンの射出レートは他の問題にも役立つ。例えば上
述したインクの消耗の計測や警報システムなどである。

【００２３】以上本発明を上述した動作原理と好適な実
施例を参照して図示・説明したが、当業者には特許請求
の範囲に定める本発明の精神と範囲から逸脱することな
く形態や細部に対する他の変更を加えうることは明らか
であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例の概略ブロック図。

【符号の説明】

１０：装置 １２：液滴カウンタ １４：キャリッジ １６：サービスステーション １８：コントローラ ２０：マイクロプロセッサ ２２：タイマ ２４：ステーションモータ駆動回路 ２６：キャリッジモータ駆動回路 ２８：インクジェットプリンタ電子回路 ３０：インジケータ ３２：電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ペンから射出される液滴の個数をカウント
   してカウント値を生成し、前記カウント値に基づいて前
   記ペンに対するサービスを起動するか否かを判定するイ
   ンクジェットプリンタ制御方法。