JP2002019089A - インクジェットプリンタにおける印刷品質の改良およびプリントヘッド寿命の拡張のためのキャリッジ速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリントヘッドの加熱およびノズルの破壊を防
止するように平均印刷密度を制御する。 【解決手段】複数のノズル（２１）を有するプリントヘ
ッド（１２）を備え、前記プリントヘッド（１２）は印
刷媒体を横切って印刷スワスを生成するために走査キャ
リッジ（２４）に搭載されるインクジェットプリンタ
（１０）において、経時にわたり平均印刷密度を制御す
る方法であって、個々のスワスにおいて、印刷媒体を横
切って前記プリントヘッド（１２）を備える前記キャリ
ッジ（２４）を繰り返し移動するステップと、各プリン
トヘッド・スワス中に繰り返し個々の前記ノズル（２
１）を噴射してインクパターンを前記印刷媒体に塗布す
るステップと、特定のスワス中に前記キャリッジ（２
４）の速度を低減するステップとを含む、方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願は、１９９７年１２月
２２日付けで出願されたMark D. Lund、Rory A.Heim、
およびSteven T. CastleによるSWATH DENSITY CONTROL
TO IMPROVE PRINTQUALITY AND EXTEND LIFE IN INK-JET
PRINTER（代理人整理番号１０９７１５４６−１）とい
う共通の譲り受け人に譲渡された米国特許出願第０８／
９９５，７７４号に関連し、この内容全体をこの参照に
より本明細書に援用する。

【０００２】本発明はプリンタに関し、特にインクジェ
ットプリンタにおいて印刷品質を改良し、かつプリント
ヘッド寿命を拡張するための技術に関する。

【０００３】

【従来の技術】インクジェットプリンタは、１つまたは
複数のインクジェットノズルを備えるプリントヘッドを
印刷媒体の上方で掃引し、印刷媒体上に特定されるピク
セル位置上を通過する際に正確な量のインクを特定ノズ
ルから塗布することで機能する。１つのタイプのインク
ジェットノズルは、小型の抵抗器を利用して、関連する
インクチャンバ内に熱を生成する。ノズルを噴射するた
め、電圧を抵抗器に印加する。結果生じる熱がチャンバ
内のインクを急速に膨張させ、それによって１滴または
複数滴を関連するノズルから押し出す。抵抗器は、各ノ
ズル毎に個々に、プリントヘッドが印刷媒体上を通過す
る際に、所望のピクセルパターンを生成するよう制御さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】より高いピクセル解像
度を達成するため、プリントヘッドは、多数のノズルを
備えるよう設計されてきた。これにより、プリントヘッ
ドが過熱する可能性がもたらされた。噴射中の各ノズル
は、残留熱を生成する。短期間内にあまりに多くのノズ
ルが噴射すれば、プリントヘッドは望ましくない程の高
い温度に達しうる。このような温度は、プリントヘッド
にダメージを与えると共に、その寿命を短くしうる。さ
らに、印刷中にプリントヘッドの温度が広範に変化する
と、ノズルから噴出される滴のサイズが変わりうる。こ
れは、印刷品質に対して有害な作用を有する。

【０００５】プリントヘッドの過熱は、プリントヘッド
の単一スワス（swath：印刷帯）中の高い「ドット密
度」に起因することが多い。スワスの作成時、プリント
ヘッドは、既知の数の利用可能なピクセル上を通過す
る。これらピクセルによってはインクを受けるものもあ
り、また受けないものもある。インクを受けるピクセル
はドットと呼ばれる。「ドット密度」とは、スワスにお
いてインクを受ける、したがってドットになるピクセル
のパーセントである。テキスト画像等の多くのタイプの
画像を印刷する場合、ドット密度は比較的低く、過熱の
原因とはならない。しかし、写真画像等のより密な画像
ははるかに高いドット密度を必要とし、あきらかな過熱
の可能性を生じさせる。

【０００６】高密度画像の印刷に起因する別の問題は、
プリントヘッドのノズルエリアにあるインクが、次のス
ワスの印刷に十分でない場合があるということである。
経時的に、十分なインク供給がない場合にノズルを噴射
していると、ノズルを破壊することになる。

【０００７】一般に、これらの問題の双方に対して、プ
リントヘッドを一時停止することで対処することが知ら
れている。過度のプリントヘッド温度が懸案事項である
場合、一時停止を利用して、プリントヘッドを冷ます。
同様に、一時停止を用いて、プリントヘッドのノズルエ
リアに追加のインクを流し込ませる。

【０００８】上記参照した出願、SWATH DENSITY CONTRO
L TO IMPROVE PRINT QUALITY AND EXTEND LIFE IN INK-
JET PRINTERは、プリントヘッドにおけるノズルをディ
セーブルし、高さを低減したスワスを設けてスループッ
トを低減することを含む、これらの問題に対処する技術
を記載している。この出願は、これらの問題に対処する
追加の技術を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】複数のノズルを有するプ
リントヘッドを備え、プリントヘッドを走査キャリッジ
に搭載して印刷媒体を横切って印刷スワスを生成するイ
ンクジェットプリンタにおいて、経時的に平均印刷密度
を制御するための方法を記載する。本方法は、個々のス
ワスにおいて、印刷媒体を横切ってプリントヘッドを備
えるキャリッジを繰り返し移動するステップと、各プリ
ントヘッド・スワス中に繰り返し個々のノズルを噴射し
て、インクパターンを印刷媒体に塗布するステップと、
特定のスワス中にキャリッジの速度を低減するステップ
と、を含む。

【００１０】キャリッジの速度低減は、いくつかの発生
のうちの１つの発生を受けて行うことができる。たとえ
ば、キャリッジの速度を低減するステップは、プリント
ヘッドの温度を許容不可能な程高いレベルまで増大させ
ると予測される高印刷密度に応答して、行うことができ
る。

【００１１】本発明の別の態様によれば、インクパター
ンを印刷媒体に塗布するインクジェットプリンタであっ
て、制御論理、プリントヘッド、およびプリントヘッド
を搭載するためのキャリッジを備えるインクジェットプ
リンタを記載する。キャリッジは、制御論理に応答し
て、個々のスワスにおいて印刷媒体を横切ってプリント
ヘッドを繰り返し通過させる。プリントヘッドは、各プ
リントヘッド・スワス中に繰り返し噴射して、インクパ
ターンを印刷媒体に塗布する個々のノズルを有する。制
御論理は、各スワス前に、スワス・ドット密度を決定す
る。次のスワスのスワス密度が最大許容スワス密度を上
回る場合、制御論理は、次のスワス中のキャリッジ速度
を低減するよう動作して、印刷密度を低減したスワスを
生成する。

【００１２】本発明のこれらおよび他の特徴および利点
は、添付図面に示されるように、以下のその例示的な実
施形態の詳細な説明からより明白になろう。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明によるプリンタ１
０の関連コンポーネントを示す。プリンタ１０は、プリ
ントヘッド１２を備えるインクジェットプリンタであ
る。プリントヘッドは、複数のノズル（図１には図示せ
ず）を備える。インタフェース・エレクトロニクス１３
は、プリンタ１０に関連し、プリンタの制御論理コンポ
ーネントと電気機械コンポーネントの間をインタフェー
スする。インタフェース・エレクトロニクス１３は、た
とえば、プリントヘッドおよび用紙を移動させるための
回路、および個々のノズルを噴射するための回路を含
む。

【００１４】プリンタ１０は、マイクロプロセッサの形
態の制御論理および関連するメモリ１５を含む。マイク
ロプロセッサ１４は、メモリからプログラム命令を読み
出して順次実行するという点において、プログラマブル
である。一般に、これらの命令は、インクジェットプリ
ンタに典型的な各種制御ステップおよび機能を実行す
る。さらに、マイクロプロセッサは、より詳細に以下に
説明するように、インクジェットのピーク温度を監視し
制御する。あるいは、マイクロプロセッサの代わりにＡ
ＳＩＣまたはハードワイヤード論理を採用してもよい。
メモリ１５は、ＲＯＭ、ダイナミックＲＡＭ、およびバ
ッテリバックアップ式メモリまたはフラッシュメモリ
等、可能ないくつかのタイプの不揮発性で書き込み可能
なメモリのある組み合わせであることが好ましい。

【００１５】温度センサ１６は、プリントヘッドに関連
する。これは、プリントヘッド温度の測定値を供給する
ために、インタフェース・エレクトロニクス１３を介し
て制御論理に作動可能に連結される。記載の実施形態に
おける温度センサは、感温抵抗器である。これは、マイ
クロプロセッサ１４が読めるように、インタフェース・
エレクトロニクス１３内でデジタル化されるアナログ信
号を生成する。温度センサ、その較正、および使用に関
するより詳細は、参照によりその内容全体を本明細書に
援用する、１９９７年１２月２２日付で出願された「Me
thod and Apparatus for Detecting the End of Life o
f a Print Cartridge For a Thermal Ink Jet Printe
r」という米国特許出願第０８／９９６，０１３号に記
載されている。

【００１６】マイクロプロセッサ１４は、１つまたは複
数のＩ／Ｏチャネルまたはポート２０を通してホストコ
ンピュータ（図示せず）から命令およびデータを受信す
るよう接続される。Ｉ／Ｏチャネル２０は、多くのプリ
ンタで用いられるもの等のパラレルまたはシリアルの通
信ポートである。

【００１７】図２は、プリントヘッド１２の一例におけ
るノズル２１の例示的なレイアウトを示す。プリントヘ
ッド１２は、１つまたは複数の横方向に間隔をあけたノ
ズルまたはドット列を有する。各ノズル２１は、異なる
垂直位置（プリントヘッドの方向が、プリントヘッドの
進行方向に直角であるところ）に配置され、下方の印刷
媒体上の各ピクセル行に対応する。プリントヘッドの大
部分のスワスではすべてのノズルが使用され、その結果
本明細書でフルハイトスワスと呼ぶものになる。

【００１８】勿論、多くの異なるプリントヘッド構造が
可能であり、本発明は図２に示す簡略化した例に制限さ
れない。本発明の本実施形態において、例えば、プリン
トヘッドは２８８ピクセル行に対応するノズルを有す
る。また、プリントヘッドによっては、様々な目的のた
めに、ノズルの冗長列を利用するものもある。さらに、
カラープリンタは通常、３つ以上のノズルセットを配置
して、同一ピクセル行に異なるカラーのインク滴を塗布
する。ノズルセットは、単一のプリントヘッド内に包含
されても、または３つの別のプリントヘッドに組み込ん
でもよい。本明細書に記載の本発明の原理はいずれの場
合にも適用される。

【００１９】一般に、プリントヘッド１２は、マイクロ
プロセッサ１４およびメモリ１５により実施される制御
論理に応答して、個々の水平スワスにおいて印刷媒体を
横切って繰り返し通過する。プリントヘッド１２は、ス
ワス軸に沿って摺動してスワスを印刷するためにキャリ
ッジ２４に搭載される。キャリッジはキャリッジ駆動シ
ステム３０に連結され、キャリッジ駆動システム３０
は、被制御様式でキャリッジを駆動するよう制御論理に
より制御される。通常、エンコーダシステム３２は位置
情報を制御論理に提供し、そうすることで、制御論理か
らのコマンドに応答して駆動システム３０がキャリッジ
を移動する際に、制御論理がキャリッジの位置ひいては
速度を監視することができる。媒体先送りシステム４０
もまた制御論理により制御され、通常スワス軸を横断す
る媒体パスに沿って印刷媒体を駆動し配置する。

【００２０】プリントヘッドの個々のノズルは、各プリ
ントヘッド・スワス中に繰り返し噴射してインクパター
ンを印刷媒体に塗布する。プリンタによっては、プリン
トヘッドが各ピクセル行を２回以上通過するように、ス
ワスが互いに重複するものもある。

【００２１】用途によっては、たとえば、データパイプ
ラインがスワス高さ低減に順応不可能であるため、上記
参照した出願に記載の技術を利用できないことがある。
このようなパイプラインの１つは、プリンタコマンド言
語（ＰＣＬ）プロトコルを用いて実施される。本発明に
よる技術は、上記問題に対処するために採用することが
できる。本発明によれば、キャリッジの移動速度が選択
したスワスについて減速し、印刷密度を低減する。キャ
リッジ速度低減は、以下の要因または状況のいずれか１
つに応答して採用することができる。すなわち、（ａ）
プリントヘッドの温度を許容不可能な程高いレベルに上
昇させると予測される、スワスについての高印刷密度、
および（ｂ）ノズルのインク供給を許容不可能な程低い
レベルに低下させると予測される、スワスについての高
印刷密度、である。

【００２２】本発明によれば、制御論理は、学習アルゴ
リズムを行うよう構成される。これは、例示的な実施に
おいて、完全なスワスについてのいくつかの既知の値：
実際の密度Ｄ_ＡＣＴ、最大許容プリントヘッド温度Ｔ
_ＭＡＸ、スワスの開始時におけるプリントヘッド温度Ｔ
_{ＳＴＡＲＴ}、およびスワス中の実際のプリントヘッドピ
ーク温度Ｔ_ＰＥＡＫを用いる。本発明は、完全なスワス
からの値のみをベースとする計算に制限されず、スワス
を離散したスワス間隔に分割し、かつ値を各スワス間隔
毎に決定する場合にも採用することができる。スワスが
完了すると、プリンタハードウェア内のレジスタ、すな
わち各プリントヘッドについての実際のインク滴カウン
トが記憶されているコントローラメモリを読み出すこと
で、実際の密度Ｄ_ＡＣＴを見つける。

【００２３】スワスの完了後に計算される該アルゴリズ
ムについての例示的な学習式は、次のようなものであ
る。

【００２４】Ｄ_ＭＡＸ＝Ｄ_ＡＣＴ*Ａ*Ｂ 式中、Ａ＝（ＣＶＥＬ_ＭＡＸ／ＭＥＣＨ＿ＣＶＥＬ
_ＭＡＸ）、Ｂ＝（Ｔ_ＭＡＸ−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）／（Ｔ
_ＰＥＡＫ−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）であり、ＣＶＥＬ_ＭＡＸはス
ワスの最大許容キャリッジ速度であり、ＭＥＣＨ＿ＣＶ
ＥＬ_ＭＡＸは印刷モードの最大許容速度である。また、
＊は、乗算を表す。

【００２５】この学習式は、キャリッジ速度の関数であ
る有効噴射密度をもたらす。

【００２６】プリントヘッドが設定したサーマルリミッ
トＴ_ＭＡＸ、例えば一実施形態では７０℃を超える温度
にならないよう保証するため、プリンタスワスマネージ
ャはスワスを構築してから、そのスワスまたは間隔につ
いて予期される平均密度Ｄ_{Ａ ＶＧ}を推定する。予期され
る平均密度がわかると、スワスのリリース前に計算され
る以下のスワス予備処理式を適用し、そのスワスの最大
許容キャリッジ速度（ＣＶＥＬ_ＭＡＸ）を決定する。可
能な最高キャリッジ速度は、その印刷モードの最大速度
（ＭＥＣＨ＿ＣＶＥＬ_ＭＡＸ）であり、これは実際のキ
ャリッジ機構に制限される。

【００２７】ＣＶＥＬ_ＭＡＸ＝ＭＩＮ[（（ＭＥＣＨ＿
ＣＶＥＬ_ＭＡＸ）*（Ｄ_ＭＡＸ）／（Ｄ_ＡＶＧ）），
（ＭＥＣＨ＿ＣＶＥＬ_ＭＡＸ）] 最大許容キャリッジ速度（ＣＶＥＬ_ＭＡＸ）が計算され
ると、速度は通常、プリントヘッドの周波数応答に基づ
き、目一杯次に最も近い許容可能なキャリッジ速度にさ
れる。

【００２８】これら２つの式は、利点として、それぞれ
多くの筆記システム制約への適合性、およびより高速な
キャリッジ速度またはより高い解像度のプリントヘッド
等、将来の製品変更に対する柔軟性を提供する。飛翔時
間補償およびインク乾燥時間の相互作用の特徴付けを、
本アルゴリズムに組み込んでもよい。

【００２９】印刷システムはこれらの式を採用して、完
全なスワスのパラメータ、たとえば印刷スワス全体にわ
たって、すなわち全またはフルスワスモードで測定また
は予測される最大印刷密度およびプリントヘッド温度を
ベースとして準備することができる。全スワスモードは
多くの用途で満足のいくものである可能性があるが、劇
的に異なるスワスが結果として同様の平均密度およびピ
ーク温度になるという点において、考えられる欠点があ
る。これが発生すると、アルゴリズムは、重いフィルタ
リングを要求して、計算された許容最大密度の雑音を減
衰することができる。これは、イントラ・スワス技術が
採用されない場合に、ＣＶＥＬ_ＭＡＸの計算に発生する
傾向がある。たとえば、スワスが４つの間隔を有する最
悪の場合のタイプの例を考慮する。印刷密度は最初の２
つのスワス間隔では１００％であり、最後の２つのスワ
ス間隔では０％である。フルスワスモードでの計算の場
合、Ｄ_ＡＣＴは５０％になり、これは本質的に異なる密
度値および結果得られるプリントヘッド温度の作用に適
切に対処していない。均一ではない印刷密度の作用に対
処するためには、本発明をイントラ・スワスモードで適
用することができる。

【００３０】イントラ・スワスモードの場合にスワスを
離散した間隔に分割すると、アルゴリズムがスワス全体
の平均密度およびピーク温度のみに基づいて決定を行う
場合よりも良好なプリントヘッド熱応答の推定を行うこ
とができる。離散したスワス間隔計算を用いるアルゴリ
ズムモードは、上述したスワス全体の実施と非常に似て
いる。しかし、イントラ・スワスモードの場合、Ｄ
_ＭＡＸおよびＣＶＥＬ_{ＭＡ Ｘ}パラメータは、スワスを横
切る離散した間隔において計算され、それからその結果
がスワス全体について統計学的に組み合わせられる。こ
のイントラ・スワスモードの唯一の欠点は、余分な計算
に必要なＣＰＵサイクルの増大である。

【００３１】スワス間隔パラメータを組み合わせるため
に用いることのできる様々な技術がある。たとえば、各
間隔についてスワスの印刷を許可する前に、パラメータ
Ｄ_{Ａ ＶＧ}を各間隔毎に推定する。次に、間隔にわたるＤ
_ＡＶＧの平均値を計算する。密度は１００を超えること
はありえず、または０未満ではありえない。計算された
平均値が１００を超える、または０未満である場合、パ
ラメータ値は境界限度に設定される。ここで、スワスを
最大キャリッジ速度で印刷することを許容することがで
きるか否かを決定するためのプロセスは、フルスワス技
術と同じになる。スワスの完了後、学習式が各間隔に適
用され、各間隔についてのＤ_ＭＡＸ値が共に平均化され
て、次のスワスに使用するためのＤ_ＭＡＸパラメータ値
を得る。

【００３２】図３Ａは、ｎ＝６スワス間隔に分割され
た、例示的な印刷スワスＳを概略的に示す。図３Ｂは、
例示的なスワス間隔（ｎ−５）を示す。スワス間隔ｎ−
５中、制御論理１４は、ある周波数Ｃでプリントヘッド
温度をサンプリングし、その温度値を間隔にわたって平
均化する。この間隔の開始において、プリンタは制御論
理からメモリにドットカウントをＤＯＴ_１として記録す
る。間隔の終わりに、制御論理は再びドットカウント
（各カラーについて）をＤＯＴ_２として記録する。この
ドットカウント情報は、カラー毎にその間隔に噴射され
たドットの数の計算、ならびに既知のキャリッジ速度を
有する平均噴射周波数の計算に十分な情報である。複数
の印刷ペンおよびカラーを採用するシステムの場合、各
カラーのドットカウントが追跡され、各カラーの平均噴
射密度Ｄ_ＡＶＧが計算される。通常、最小Ｄ_ＭＡＸを有
するペンが優先される。

【００３３】アルゴリズムは、ピーク温度を計算に用い
る場合に限定されず、平均温度および各種時間／温度値
またはこれらの組み合わせ等、他の値を代替的に採用す
ることも可能である。

【００３４】図４は、本発明の態様による代替のイント
ラ・スワス技術を示す。図４は、Ｈ _ｄｐｉで示すスワス
長さ、スワスの水平範囲にわたり可能なドットの総数、
およびＶ_ｄｐｉで示すスワス高、スワスの垂直範囲にわ
たり可能なドットの総数を有するスワスを示す。スワス
は、それぞれ水平範囲にわたって可能なドットの総数ｄ
＝（ＳＷＡＴＨ＿ＬＥＮＧＴＨ）／（ＩＮＴＥＲＶＡＬ
＿ＣＯＵＮＴ）を有する５つの間隔に分割される。各間
隔について、初期ドットカウント（ＤＯＴ＃_ｉ）および
プリントヘッド温度ＴＥＭＰ_ｉ、ならびに最終ドットカ
ウント（ＤＯＴ＃_ｆ）およびプリントヘッド温度ＴＥＭ
Ｐ_ｆがある。この例の場合、各間隔について ＦＩＲＩＮＧ＿ＤＥＮＳＩＴＹ（噴射密度）＝（ＤＯＴ
＃_ｆ−ＤＯＴ＃_ｉ）／（V_ｄｐｉ*Ｈ_ｄｐｉ*Ｄ） ΔＴ＝ＴＥＭＰ_ｆ−ＴＥＭＰ_ｉ である。

【００３５】この代替の実施形態においてスワスを印刷
する前に、アルゴリズムはいくつかのステップを行う。
第１に、各間隔についてＤ_{ＡＶＧ＿ＩＮＴＥＲＶＡＬ}を
推定する。第２に、記憶されたテーブルから各間隔につ
いて許容される各ΔＴを参照するか、各間隔のＤ
_{ＡＶＧ＿ＩＮＴＥＲＶＡＬ}値に基づき、数学的に導出さ
れた式たとえばｎ次の多項式への最適適合を用いて各Δ
Ｔを決定する。後者の技術は、必要なメモリ空間の量を
低減するが、ＣＰＵ負荷の増大を犠牲にする。第３に、
各間隔からの各ΔＴを合算して、以下のように決定を行
う。

【００３６】 ΔＴ_{ＴＯＴＡＬ}＝ΔＴ（Ｄ_{ＡＶＧ＿ＩＮＴＥＲＶＡＬ １）ＴＡＢＬＥ}）＋ ΔＴ（Ｄ_{ＡＶＧ＿ＩＮＴＥＲＶＡＬ ２）ＴＡＢＬＥ}）＋．．． ΔＴ（Ｄ_{ＡＶＧ＿ＩＮＴＥＲＶＡＬ ｎ）ＴＡＢＬＥ}） ＩＦ ΔＴ_{ＴＯＴＡＬ}＞（Ｔ_ＭＡＸ−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）， ＴＨＥＮ ″ＳＬ ＯＷ ＶＥＬＯＣＩＴＹ″， Ｃ_{ＶＥＬ＿ＭＡＸ} ＝ ＭＩＮ［（（Ｔ_ＭＡＸ−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）／ ΔＴ_{Ｔ ＯＴＡＬ} ）＊ＭＥＣＨ＿ＣＶＥＬ_ＭＡＸ， ＭＥＣＨ＿ＣＶＥＬ_ＭＡＸ］ ＥＮＤ ＩＦ 各スワスを印刷した後、以下のステップを行う。まず、
印刷したスワスの各間隔について、Ｄ_ＡＣＴを見つけ
る。次に、印刷したスワスの各間隔について、ΔＴおよ
び有効噴射密度Ｄ_{ＡＣＴ＿ＥＦＦ}を計算する。

【００３７】Ｄ_{ＡＣＴ＿ＥＦＦ}＝Ｄ_ＡＣＴ（Ｃ
_{ＶＥＬ＿ＭＡＸ}／ＭＥＣＨ＿ＣＶＥＬ_{ＭＡ Ｘ}） 対応するＤ_{ＡＣＴ＿ＥＦＦ}およびΔＴを有する各間隔に
ついて、使用中の印刷モードに対応する適切なテーブル
を更新する。

【００３８】 Ｄ_{ＡＣＴ＿ＥＦＦ} ΔＴ ０−０．９９ ΔＴの移動平均 １−１．９９ ΔＴの移動平均 ： ： ９９−１００ ΔＴの移動平均 あるいは、上述したように間隔を満たすテーブルを更新
する代わりに、最良適合技術を採用し、先行するスワス
印刷において学習したばかりの結果を用いて、式を更新
することができる。

【００３９】図５は、本発明の態様により、プリンタを
制御する方法１００を示す。図５のステップは、プリン
タ１０の制御論理により行われ、フルスワスモードの場
合にはあらゆるプリントヘッド・スワスに先だって、イ
ントラ・スワスモードの場合には各スワス間隔について
繰り返される。

【００４０】最初のステップ１０２は、スワス全体の印
刷に十分なデータをホストコンピュータから受信したか
否かをチェックすることを含む。スワスの印刷に十分な
データを受信すると、実行はステップ１０６に進む。

【００４１】ステップ１０４は、次のスワスについての
平均スワス密度Ｄ_ＡＶＧの計算を含む。これは、プリン
タスワスマネージャが次のスワスを構築し、予期される
平均密度Ｄ_ＡＶＧを推定することで行われる。次のステ
ップ１０６は、キャリッジ速度を減速して、有効印刷密
度を低減するか否かを決定することである。このステッ
プは、Ｄ_ＡＶＧとＤ_ＭＡＸとの比較を含み、ここでＤ
_ＭＡＸは、先行スワスが完了した時点で上記で設定され
る学習式を用いて計算される。オプションとして、ステ
ップ１０６は、プリントヘッドへのインクの流量が閾値
に近づきつつあるか、または超えつつあるため、キャリ
ッジを減速すべきか否かを決定することを含んでもよ
い。多くの用途について、制限要因はサーマルリミット
であるため、プリントヘッドへのインク流をアルゴリズ
ムに採用する必要はない。しかし、用途によっては、イ
ンク流が制限要因である可能性があり、この場合、ダメ
ージなしでプリントヘッドが印刷可能な最大密度値であ
る密度パラメータＤ_{ＭＡＸＩＮ Ｋ}を作成することができ
る。この変数がある所定の閾値、たとえば９５％を超え
る場合、有効印刷密度は、キャリッジを減速すること
で、最大印刷密度のあるパーセント、たとえば７５％に
制限される。この場合、ステップ１０６はまた、Ｄ
_ＡＶＧとＤ_{ＩＮＫＭＡＸ}との比較も含む。Ｄ_ＡＶＧ＞Ｄ
_ＭＡＸである場合、またはＤ_ＡＶＧ＞Ｄ_{ＩＮＫＭＡＸ}で
ある場合、プリンタキャリッジを減速させるステップ１
０８を行う。

【００４２】ステップ１１０は、上記で設定したスワス
予備処理式に従って計算されたキャリッジ速度を用い
て、スワスを印刷することを含む。制御論理は、このス
テップ中にプリントヘッドの温度を監視し、温度パラメ
ータたとえばＴ_ＰＥＡＫおよびＴ_{ＳＴＡＲＴ}を後に使用
するために記録する。

【００４３】Ｄ_ＭＡＸは、プリントヘッドの既知のおよ
び測定された特徴に基づいて制御論理により維持され
る、潜在的に変化する値である。最大可能インク流量
は、Ｄ_{Ｍ ＡＸ}の上限を確立する。Ｄ_ＭＡＸの上限は、最
大可能インク流量以下の平均インク流量を生成する値に
確立される。この上限を前提として、プリンタ動作中
に、Ｄ_ＭＡＸは、既知の印刷密度を有する先のスワス中
のプリントヘッドの開始温度およびピーク温度の記録に
基づいて更新される。

【００４４】本発明の上記実施形態において、プリンタ
制御論理は、各プリントヘッド・スワス中の実際のスワ
ス・ドット密度、プリントヘッドの開始温度Ｔ
_{ＳＴＡＲＴ}およびプリントヘッドのピーク温度Ｔ
_ＰＥＡＫを監視することでＤ_ＭＡＸを計算し、実際のス
ワス・ドット密度Ｄ_ＡＣＴ、開始温度Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}、ピ
ーク温度Ｔ_{Ｐ ＥＡＫ}、およびキャリッジ速度比Ａの関数
として、Ｄ_ＭＡＸを（各スワス後に）繰り返し計算す
る。Ｄ_ＭＡＸは、Ｄ_ＡＣＴ＝Ｄ_ＭＡＸであるプリントヘ
ッド・スワスが、許容されるプリントヘッド最大ピーク
温度Ｔ_ＭＡＸを超えないプリントヘッドのピーク温度に
なるように計算される。

【００４５】Ｄ_ＭＡＸは、特定のプリントヘッド・スワ
スの実際のスワス・ドット密度Ｄ_{Ａ ＣＴ}を、少なくとも
部分的にスワス中のプリントヘッドのピーク温度Ｔ
_ＰＥＡＫおよびプリントヘッドの特定された最大許容温
度Ｔ_ＭＡＸに基づく係数で乗算することで計算される。
本明細書に説明した実施形態において、係数はＡ*（Ｔ
_{Ｍ ＡＸ}−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）／（Ｔ_ＰＥＡＫ−
Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）に等しく、式中Ｔ_{ＳＴＡ ＲＴ}はプリント
ヘッド・スワス前のプリントヘッドの温度に等しい。Ｔ
_{ＳＴＡＲ Ｔ}は、各スワスの開始におけるプリントヘッド
温度に近い定数である。上記実施形態において、プリン
タ１０内のプリントヘッド制御論理は、各プリントヘッ
ド・スワス前に、プリントヘッドを目標温度に加熱また
は冷却する。Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}は、この目標温度に等しい。
プリントヘッドの冷却は、次のスワス前に短時間の遅れ
を課すことでなされる。プリントヘッドの加熱は、イン
クを噴射せずに熱を生成するような短期間に繰り返しノ
ズルに電気パルスを出す「パルス加温」として知られる
技術によりなされる。

【００４６】Ｄ_ＭＡＸは、各スワス後に次のように更新
される。

【００４７】Ｄ_ＭＡＸ＝Ｄ_ＡＣＴ*Ａ*（（Ｔ_ＭＡＸ−Ｔ
_{ＳＴＡＲＴ}）／（Ｔ_ＰＥＡＫ−Ｔ _{ＳＴＡＲＴ}）） この式は、次のようにして導出される。まず、プリント
ヘッド密度Ｄとプリントヘッド温度Ｔの間に線形関係が
あるものと仮定する。したがって、 （１）Ｔ＝ｍ*Ｄ_ＡＣＴ＋Ｔ_{ＳＴＡＲＴ} この関係が与えられると、Ｄ_ＭＡＸをＴ_ＭＡＸ、Ｔ
_{ＳＴＡＲＴ}の項および傾きｍで計算することができる。

【００４８】（２）Ｄ_ＭＡＸ＝Ａ*（Ｔ_ＭＡＸ−Ｔ
_{ＳＴＡＲＴ}）／ｍ ｍについて解くと、 （３）ｍ＝Ａ*（Ｔ_ＭＡＸ−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）／Ｄ_ＭＡＸ 式（３）を式（１）に代入すると、以下がもたらされ
る。

【００４９】（４）Ｔ＝Ａ*（（Ｔ_ＭＡＸ−Ｔ
_{ＳＴＡＲＴ}）／Ｄ_ＭＡＸ）*Ｄ_ＡＣＴ*Ａ＋Ｔ_{ＳＴＡＲＴ} Ｄ_ＭＡＸについて解くと、 （５）Ｄ_ＭＡＸ＝Ｄ_ＡＣＴ*Ａ*（（Ｔ_ＭＡＸ−Ｔ
_{ＳＴＡＲＴ}）／（Ｔ−Ｔ_{Ｓ ＴＡＲＴ}）） したがって、密度Ｄ_ＡＣＴを有するプリントヘッド・ス
ワス中に生じる温度Ｔ _ＰＥＡＫが与えられると、 （６）Ｄ_ＭＡＸ＝Ｄ_ＡＣＴ*Ａ*（（Ｔ_ＭＡＸ−Ｔ
_{ＳＴＡＲＴ}）／（Ｔ_{ＰＥＡ Ｋ}−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）） Ｄ_ＭＡＸへの実際の変更をフィルタリングして、測定異
常により生じる変動を低減することができる。フィルタ
リングの１つの方法は、上限および下限においてＤ
_ＭＡＸの新しい値をそれぞれクリッピングすることであ
る。この例示的な実施形態において、かかるクリッピン
グは、プリントヘッド温度Ｔ_ＰＥＡＫが定義した温度範
囲外にある場合にのみ行われる。ここで、定義した温度
範囲は、密度／温度の線形関係に関連するよう決定され
た温度を含む。

【００５０】フィルタリングの別の方法は、計算された
Ｄ_ＭＡＸにおけるあらゆる変化を減衰することである。
上記実施形態において、これは、Ｄ_ＭＡＸへの変化を所
定の減衰係数と乗算することで行われる。好ましくは、
計算されたＤ_ＭＡＸへの上方への変化が第１の減衰係数
で減衰され、下方への変化が第２の異なる減衰係数で減
衰される。

【００５１】図４は、Ｄ_ＭＡＸの計算に関わるステップ
１１２〜１２０を示す。図示したステップは、各プリン
トヘッド・スワス後に繰り返し行われる。Ｄ_ＡＣＴおよ
びＴ _ＰＥＡＫは、先行スワス中に記録され、図４の計算
において利用される。

【００５２】ステップ１１２は、上記式（６）に従い、
Ｄ_ＡＣＴおよびＴ_ＰＥＡＫの関数としてＤ_ＭＡＸを計算
することを含む。続く決定ステップ１１４は、Ｔ
_ＰＥＡＫが、プリントヘッド密度に対して線形関係を示
す温度範囲内にあるか否かを決定することを含む。この
ステップは、Ｔ_ＰＥＡＫ−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}を、プリントヘ
ッドの線形的振る舞いの温度上限を表す予め定義された
定数と比較することを含む。Ｔ_ＰＥＡＫ−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}
が該定数以下である場合、実行はステップ１１８に進
む。Ｔ_ＰＥＡＫが該定数を超える場合、予め定義した上
限および下限においてＤ _ＭＡＸをクリッピングするステ
ップ１１６を行う。一例として、上限および下限を９５
％および８０％にそれぞれ設定しうる。ステップ１１６
はＤ_ＭＡＸをこれらの値にクリッピングすなわち制限す
る。上限を上回るＤ_ＭＡＸの値はいずれも上限に等しく
設定される。

【００５３】ステップ１１８は、上記クリッピングステ
ップの後に行われ、プリントヘッドパス間のＤ_ＭＡＸに
おける変化を減衰することを含む。これを行うため、変
化ΔＤ_ＭＡＸは、Ｄ_ＭＡＸ−Ｄ_{ＭＡＸＯＬＤ}として計算
される。ただし、Ｄ_{ＭＡＸＯ ＬＤ}は、先のステップ１１
２〜１２０の繰り返し中に計算されたＤ_ＭＡＸの値であ
る。次に、Ｄ_ＭＡＸが以下のように減衰される。すなわ
ち、Ｄ_ＭＡＸ＝Ｄ_{ＭＡ Ｘ}−ΔＤ_ＭＡＸ／Ｆ_ＤＡＭＰ。式
中、Ｆ_ＤＡＭＰは所定の減衰係数である。あるいは、２
つの異なる減衰係数、すなわちΔＤ_ＭＡＸが正の場合に
一方を、ΔＤ_{Ｍ ＡＸ}が負の場合に他方、を用いる。さら
に、場合によっては、ΔＤ_ＭＡＸの絶対値がある所定密
度を上回る場合にのみ、減衰ステップ１１８を行うこと
が有利なことがある。これにより、減衰を行わないΔＤ
_ＭＡＸの範囲が与えられる。本発明の一態様によるイン
トラ・スワスモードを使用すると、減衰の必要性が低減
し、計算の精度が増大する。

【００５４】ステップ１２０は、プリンタをオフにした
ときに、Ｄ_ＭＡＸを保有のために不揮発性記憶装置に記
憶することを含む。このＤ_ＭＡＸの値は、次のプリント
ヘッド・スワスの前にステップ１０２において使用され
る。

【００５５】上記計算は、プリントヘッドの熱的振る舞
いが線形であるという仮定に基づくことに留意したい。
これは計算を単純化し、相当量の不揮発性記憶を必要と
せずにプリントヘッド温度を予測可能にする。他のアプ
ローチも使用できる。例えば、プリントヘッドの熱的振
る舞いの予測に、異なる数学的モデル（線形モデル以
外）を使用してもよい。あるいは、異なるプリントヘッ
ド密度に対応する、履歴的なピーク温度を示すテーブル
をプリンタメモリ内に維持してもよい。この場合、テー
ブルは、上述した線形モデルではなくむしろＤ_ＭＡＸの
決定に使用される。

【００５６】プリントヘッド密度を低減する上記方法
は、各種の異なる印刷方法に適合可能である。例えば、
多くのプリンタは、バンディングを低減するためにスワ
スの重複を利用する。上記説明した原理は、かかるプリ
ンタに容易に組み込むことができる。

【００５７】上記実施形態は単に、本発明の原理を表し
うる可能な特定の実施形態の例示にすぎないことが分か
る。当業者は、本発明の範囲および趣旨から逸脱せず
に、これらの原理に従い他の構成も容易に考案しうる。

【００５８】本発明の実施態様を以下に例として示す。

【００５９】１．複数のノズル（２１）を有するプリン
トヘッド（１２）を備え、前記プリントヘッド（１２）
は印刷媒体を横切って印刷スワスを生成するために走査
キャリッジ（２４）に搭載されるインクジェットプリン
タ（１０）において、経時にわたり平均印刷密度を制御
する方法であって、個々のスワスにおいて、印刷媒体を
横切って前記プリントヘッド（１２）を備える前記キャ
リッジ（２４）を繰り返し移動するステップと、各プリ
ントヘッド・スワス中に繰り返し個々の前記ノズル（２
１）を噴射して、インクパターンを前記印刷媒体に塗布
するステップと、特定のスワス中に前記キャリッジ（２
４）の速度を低減するステップと、を含む、方法。

【００６０】２．前記キャリッジの速度を低減するステ
ップは、前記プリントヘッド（１２）の温度を許容不可
能な程高いレベルまで増大させると予測される高印刷密
度に応答して行われる、上記１記載の方法。

【００６１】３．各プリントヘッド・スワス中の実際の
スワス・ドット密度および前記プリントヘッド（１２）
の温度を監視するステップと、該監視ステップに応答し
て、前記実際のスワス・ドット密度および前記プリント
ヘッド温度の関数として、最大許容ピークプリントヘッ
ド温度を超えないプリントヘッド温度になる最大許容ス
ワス・ドット密度を繰り返し計算するステップと、個々
のプリントヘッド・スワス中に、スワス・ドット密度を
前記最大許容スワス・ドット密度を超えないよう制限す
るステップと、をさらに含む、上記１または２記載の方
法。

【００６２】４．前記計算するステップは、前記スワス
を複数のスワス間隔に分割するステップと、各スワス間
隔について、最大許容ドット密度を計算するステップ
と、前記最大許容ドット密度についての前記計算された
間隔の値を統計学的に組み合わせて、前記最大許容スワ
ス・ドット密度を決定するステップと、を含む、上記３
記載の方法。

【００６３】５．前記キャリッジ速度を低減するステッ
プは、前記ノズル（２１）へのインク供給を許容不可能
な程低いレベルに低下させると予測される、高印刷密度
に応答して行われる、上記１から４のいずれかに記載の
方法。

【００６４】６．特定の印刷モードについての前記計算
するステップは、特定のプリントヘッド・スワスの実際
のスワス・ドット密度を係数と乗算するステップを含
み、該係数はＡ*Ｂに等しく、式中Ａ＝（ＣＶＥＬ
_ＭＡＸ／ＭＥＣＨ＿ＣＶＥＬ_ＭＡＸ）、Ｂ＝（Ｔ_ＭＡＸ
−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）／（Ｔ_ＰＥＡＫ−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）であ
り、Ｔ_ＭＡＸは前記特定のプリントヘッド・スワス中の
前記プリントヘッド（１２）のピーク温度であり、Ｔ
_ＰＥＡＫは前記プリントヘッド（１２）の特定される最
大許容温度であり、Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}は前記特定のプリント
ヘッド・スワス前の前記プリントヘッド（１２）の温度
に近く、ＣＶＥＬ_ＭＡＸは前記スワスの最大許容キャリ
ッジ速度であり、ＭＥＣＨ＿ＣＶＥＬ_ＭＡＸは印刷モー
ドの最大許容速度である、上記３記載の方法。

【００６５】７．前記計算するステップは、前記計算さ
れた最大許容スワス・ドット密度における変化を減衰す
るステップを含む、上記３または６記載の方法。

【００６６】８．前記計算するステップは、第１の係数
で、前記計算された最大許容スワス・ドット密度におけ
る上方変化を減衰するステップと、第２の係数で前記計
算された最大許容スワス・ドット密度における下方変化
を減衰するステップと、を含む、上記３または６記載の
方法。

【００６７】９．前記計算するステップは、上限および
下限において前記計算された最大許容スワス・ドット密
度をクリッピングするステップを含む、上記３または６
記載の方法。

【００６８】１０．各スワス前にスワス・ドット密度を
計算するステップと、次のスワスの前記スワス・ドット
密度が最大許容スワス密度を超える場合、前記次のスワ
ス中の前記キャリッジ（２４）の速度を低減して、印刷
密度を低減したスワスを生成するステップと、をさらに
含む、上記１記載の方法。

【００６９】１１．前記各スワス前にスワス・ドット密
度を計算するステップは、スワス全体にわたって前記ス
ワス・ドット密度を計算するステップを含む、上記１０
記載の方法。

【００７０】１２．前記スワス・ドット密度を計算する
ステップは、前記スワスを複数のスワス間隔に分割する
ステップと、各スワス間隔について、最大許容ドット密
度を計算するステップと、前記最大許容ドット密度の前
記計算された間隔の値を統計学的に組み合わせて、前記
最大許容スワス・ドット密度を決定するステップと、を
含む、上記１０または１１記載の方法。

【００７１】１３．前記計算された間隔の値を統計学的
に組み合わせるステップは、前記間隔の値についての平
均値を計算するステップを含む、上記１２記載の方法。

【００７２】１４．インクパターンを印刷媒体に塗布す
るインクジェットプリンタ（１０）であって、制御論理
（１４）と、プリントヘッド（１２）と、該プリントヘ
ッド（１２）を搭載し、前記制御論理（１４）に応答し
て、個々のスワスにおいて前記印刷媒体を横切って前記
プリントヘッド（１２）を繰り返し通過させるキャリッ
ジ（２４）と、を備え、前記プリントヘッド（１２）
は、各プリントヘッド・スワス中に繰り返し噴射して、
前記印刷媒体にインクパターンを塗布する個々のノズル
（２１）を備え、前記制御論理（１４）は、各スワス前
にスワス・ドット密度を決定し、次のスワスのスワス密
度が最大許容スワス密度を超える場合には、前記次のス
ワス中の前記キャリッジ（２４）の速度を低減するよう
に構成される、インクジェットプリンタ。

【００７３】１５．前記プリントヘッド（１２）に関連
し、前記制御論理（１４）にプリントヘッド温度測定値
を供給するよう作動可能に連結される温度センサ（１
６）をさらに備え、前記制御論理（１４）は、各プリン
トヘッド・スワス中の実際のスワス・ドット密度および
前記プリントヘッド（１２）の温度を監視し、該監視す
るステップに応答して、前記実際のスワス・ドット密度
および前記プリントヘッド温度の関数として、最大許容
ピークプリントヘッド温度を超えないピークプリントヘ
ッド温度になる最大許容スワス・ドット密度を繰り返し
計算し、個々のプリントヘッド・スワス中に、スワス・
ドット密度を前記最大許容スワス・ドット密度以下に制
限するよう、前記プリントヘッド（１２）の速度を低減
するよう構成される、上記１４記載のインクジェットプ
リンタ。

【００７４】１６．前記制御論理（１４）は、特定のプ
リントヘッド・スワスの前記実際のスワス・ドット密度
を、少なくとも部分的に前記特定のプリントヘッド・ス
ワス中の前記プリントヘッド（１２）の温度に基づく係
数と乗算することで、前記最大許容スワス密度を計算す
るよう適合される、上記１５記載のインクジェットプリ
ンタ。

【００７５】１７．前記制御論理は、特定のプリントヘ
ッド・スワスの実際のスワス・ドット密度を係数と乗算
することで、前記最大許容スワス密度を計算するよう適
合され、該係数はＡ*Ｂに等しく、式中Ａ＝（ＣＶＥＬ
_ＭＡＸ／ＭＥＣＨ＿ＣＶＥＬ _ＭＡＸ）、Ｂ＝（Ｔ_ＭＡＸ
−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）／（Ｔ_ＰＥＡＫ−Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}）であ
り、Ｔ_ＭＡＸは前記特定のプリントヘッド・スワス中の
前記プリントヘッド（１２）のピーク温度であり、Ｔ
_ＰＥＡＫは前記プリントヘッド（１２）の特定される最
大許容温度であり、Ｔ_{ＳＴＡＲＴ}は前記特定のプリント
ヘッド・スワス前の前記プリントヘッド（１２）の温度
に近く、ＣＶＥＬ_ＭＡＸは前記スワスの最大許容キャリ
ッジ速度であり、ＭＥＣＨ＿ＣＶＥＬ_ＭＡＸは印刷モー
ドの最大許容速度である、上記１５記載のインクジェッ
トプリンタ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるインクジェットプリンタの付属コ
ンポーネントを示すブロック図である。

【図２】図１のプリンタにおいて使用可能なプリントヘ
ッドの概念図である。

【図３】図３Ａは、本発明の一態様によるスワス間隔ｎ
＝６に分割した、例示的な印刷スワスＳを概略的に示
し、図３Ｂは、例示的なスワス間隔（ｎ−５）を示す。

【図４】本発明の態様による代替のイントラ・スワス技
術を示す。

【図５】本発明に態様に従って行われるステップを示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１０ インクジェットプリンタ １２ プリントヘッド １４ 制御論理 １６ 温度センサ ２１ ノズル ２４ （走査）キャリッジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノズルを有するプリントヘッドを
   備え、前記プリントヘッドは印刷媒体を横切って印刷ス
   ワスを生成するために走査キャリッジに搭載されるイン
   クジェットプリンタにおいて、経時にわたり平均印刷密
   度を制御する方法であって、 個々のスワスにおいて、印刷媒体を横切って前記プリン
   トヘッドを備える前記キャリッジを繰り返し移動するス
   テップと、 各プリントヘッド・スワス中に繰り返し個々の前記ノズ
   ルを噴射して、インクパターンを前記印刷媒体に塗布す
   るステップと、 特定のスワス中に前記キャリッジの速度を低減するステ
   ップと、を含む、方法。