JP2005199447A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 プリント速度とプリント品質のトレードオフを生産性良く達成するインクジェットプリンタを実現する。
【解決手段】 プリントヘッド（２）と、プリントヘッドのもとへの記録媒体の供給およびプリントヘッドのもとでの記録媒体の搬送を行う媒体搬送手段（６）と、プリントヘッドにインク吐出を行わせるヘッド駆動手段（４）と、プリント速度を設定する速度設定手段（１８）と、設定されたプリント速度に基づいてプリントヘッドのもとでの記録媒体の搬送速度を決定し、この搬送速度での記録媒体の搬送を前記媒体搬送手段に行わせるとともに、プリント中に前記速度設定手段により設定速度が変更されたとき、それに対応する新たな搬送速度を次のページ以降について適用する制御手段（８）とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェットプリンタに関し、さらに詳しくは、位置が固定された長尺のプリントヘッドを用いるインクジェットプリンタに関する。

インクジェットプリンタの一種として、長尺のプリントヘッドを用いるものが知られている。この種のプリンタでは、プリントヘッドは記録媒体の全幅に相当する長さを持つ固定ヘッドとなっており、それに対面してその長手方向とは垂直な方向に搬送される記録媒体にインクジェットにより文書等をプリントするようになっている（例えば、特許文献１参照）。

この種のインクジェットプリンタは、長尺のプリントヘッドで記録媒体の全幅にわたって一挙にプリントするので、可動のプリントヘッドを記録媒体に沿ってスイープさせながらプリントするいわゆるシャトルタイプのプリンタよりも、はるかに高速なプリントを行うことができる。
特開２００３−２００５６３号公報（第３ページ、図１−２）

上記のようなプリンタは、その高速性により、比較的分量の多い文書等のプリントを行う業務に適している。プリント業務に使用する場合は能率向上のためにプリント速度の高速化が要求される。

プリント速度の高速化には、記録媒体の搬送速度の高速化およびそれに伴うプリントヘッド駆動の高周波化が必要であるが、プリントヘッドの駆動周波数を高くすると吐出されるインクの液滴量、飛翔角度、飛翔速度等のばらつきが大きくなり、記録媒体の搬送速度の高速化とあいまってインク滴の着弾位置誤差が増大しプリントの品質が低下する。また、プリントヘッドの温度上昇によるインクの物性変化に由来する品質低下や、記録媒体へのインクの定着・乾燥不良によるインクあふれや汚染等の不具合も生じやすい。

このような性質を持つインクジェットプリンタを、業務用プリンタとして便利に使用できるようにするには、その特質をふまえつつプリントの生産性をできるだけ高くする工夫が必要である。そこで、本発明の課題は、プリント速度とプリント品質のトレードオフを生産性良く達成するインクジェットプリンタを実現することである。また、同一ページ内のプリント品質を一定に保つことができるインクジェットプリンタを実現することを課題とする。

上記の課題を解決する手段としての本発明は以下に記すようなものである。

（１）請求項１記載の発明は、搬送方向に垂直な方向における記録媒体の寸法に相当する長さにわたってインク吐出用の複数のノズルを有するプリントヘッドと、前記プリントヘッドのもとへの記録媒体の供給および前記プリントヘッドのもとでの記録媒体の搬送を行う媒体搬送手段と、前記プリントヘッドに記録媒体の搬送に同期したインク吐出を行わせるヘッド駆動手段と、ユーザーの指示に基づいてプリント速度を設定する速度設定手段と、前記速度設定手段で設定されたプリント速度に基づいて前記プリントヘッドのもとでの記録媒体の搬送速度を決定し、この搬送速度での記録媒体の搬送を前記媒体搬送手段に行わせるとともに、プリント中に前記速度設定手段により設定速度が変更されたとき、それに対応する新たな搬送速度を次のページ以降について適用する制御手段と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタである。

（２）請求項２記載の発明は、前記制御手段で決定される搬送速度は予め定められた速度を除いた速度である、ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタである。

（３）請求項３記載の発明は、前記予め定められた速度は、前記プリントヘッドを安定的に駆動できない周波数に対応する速度である、ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタである。

（４）請求項４記載の発明は、前記予め定められた速度は、記録媒体を安定的に搬送できない速度である、ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタである。

（５）請求項５記載の発明は、前記制御手段は、プリントすべき文書の特性値、記録媒体の種類、環境温度およびプリントヘッド温度のうちの少なくともひとつに基づいて搬送速度の最大値を制限するとともに、ユーザーが設定可能なプリント速度の最大値を表示または制限する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェットプリンタである。

（６）請求項６記載の発明は、前記特性値を文書のプリントに要するインク吐出回数である、ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタである。

（７）請求項７記載の発明は、前記特性値は文書のプリントに要する単位面積当たりのインク吐出量の最大値である、ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタである。

（８）請求項８記載の発明は、前記制御手段は、前記プリントヘッドの温度を監視し温度変化が予め定めた限度を超えたとき警告を発する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のインクジェットプリンタである。

（９）請求項９記載の発明は、前記制御手段は、前記プリントヘッドの温度を監視し温度が予め定めた限度を超えたときプリントを停止させる、ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のインクジェットプリンタである。

（１０）請求項１０記載の発明は、前記ヘッド駆動手段は、搬送速度に対応した波形を持つ駆動信号で前記プリントヘッドを駆動する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のインクジェットプリンタである。

（１１）請求項１１記載の発明は、前記速度設定手段により設定可能なプリント速度は無段階である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のインクジェットプリンタである。

本発明によれば、以下のように、プリント速度とプリント品質のトレードオフを生産性良く達成するインクジェットプリンタを実現することができる。

（１）請求項１記載の発明では、制御手段により、速度設定手段で設定されたプリント速度に基づいてプリントヘッドのもとでの記録媒体の搬送速度を決定し、この搬送速度での記録媒体の搬送を前記媒体搬送手段に行わせるとともに、プリント中に前記速度設定手段により設定速度が変更されたとき、それに対応する新たな搬送速度を次のページ以降について適用する。

このため、プリント速度とプリント品質のトレードオフを生産性良く達成するインクジェットプリンタを実現することができる。また、それに加えて、同一ページ内のプリント品質を一定に保つことができる。

（２）請求項２記載の発明では、制御手段で決定される搬送速度を、予め定められた速度を除いた速度としている。このため、上記に加えて、安定なプリントを行うことができる。

（３）請求項３記載の発明では、予め定められた速度を、プリントヘッドを安定的に駆動できない周波数に対応する速度としている。このため、プリントヘッドの動作不安定によるプリント品質の低下を防止することができる。

（４）請求項４記載の発明では、予め定められた速度を、記録媒体を安定的に搬送できない速度としている。このため、上記に加えて、搬送の不安定によるプリント品質の低下を防止することができる。

（５）請求項５記載の発明では、制御手段は、プリントすべき文書の特性値、記録媒体の種類、環境温度およびプリントヘッド温度のうちの少なくともひとつに基づいて搬送速度の最大値を制限するとともに、ユーザーが設定可能なプリント速度の最大値を表示または制限する。このため、上記に加えて、プリントヘッドの負荷条件、記録媒体の種類、環境温度およびプリントヘッド温度等の影響によるプリント品質低下を防止することができる。

（６）請求項６記載の発明では、特性値を、文書のプリントに要するインク吐出回数としている。このため、上記に加えて、プリントヘッドの損傷、クリーニングを要するインク不吐出現象等を防止することができる。

（７）請求項７記載の発明では、特性値を、文書のプリントに要する単位面積当たりのインク吐出量の最大値としている。このため、上記に加えて、記録媒体上のインクあふれによる汚染等を防止することができる。

（８）請求項８記載の発明では、制御手段は、プリントヘッドの温度を監視し温度変化が予め定めた限度を超えたとき警告を発する。このため、上記に加えて、温度上昇に伴う液滴量変化や飛翔速度変化によるプリント品質低下を警告することができる。

（９）請求項９記載の発明では、制御手段は、プリントヘッドの温度を監視し温度が予め定めた限度を超えたときプリントを停止させる。このため、上記に加えて、温度上昇によるヘッドの損傷やクリーニングを要する不吐出現象を防止することができる。

（１０）請求項１０記載の発明では、ヘッド駆動手段は、搬送速度に対応した波形を持つ駆動信号でプリントヘッドを駆動する。このため、上記に加えて、搬送速度に対応した駆動周波数の変化に関わらずプリントヘッドを最適に駆動することができる。

（１１）請求項１１記載の発明では、速度設定手段により設定可能なプリント速度は無段階となっている。このため、上記に加えて、プリント速度とプリント品質のトレードオフを連続的に調節することができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に、インクジェットプリンタのブロック図を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、インクジェットプリンタに関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。

同図に示すように、本装置はプリントヘッド２を有し、このプリントヘッド２で記録媒体Ｐにインクジェットによりプリントを行う。インクは図示しないインクタンクから供給される。

プリントヘッド２は長尺のプリントヘッドであり、記録媒体Ｐの大きさが例えばＡ４サイズであるとき、その長辺に相当する長さ（２９７ｍｍ）を有する。プリントヘッド２は位置が固定されている。記録媒体Ｐはプリントヘッド２のもとで、矢印で示すようにプリントヘッド２の長手方向に垂直な方向すなわち記録媒体Ｐの短辺方向に搬送される。なお、プリントヘッド２の長さを記録媒体Ｐの短辺の長さに合わせ、記録媒体Ｐを長辺方向に搬送するような構成としても良い。

プリントヘッド２は記録媒体Ｐと対向する面に多数のインク吐出用のノズルを有し、それらノズルからインクを吐出してプリントを行う。例えば、ドット密度が６００ドット／２５．４ｍｍのプリントを行うものとすると、プリントヘッド２は長さ方向に７０１６個のノズルを有する。これらのノズルにより、記録媒体Ｐの搬送に伴って短辺方向の長さ（２１０ｍｍ）の範囲に総数４９６１ドットのプリントを行う。

プリントヘッド２は図２に示すように単体のヘッドとして構成しても良いが、図３に示すように複数のユニットの組合せで構成しても良い。フルカラーのプリントに対応する場合は、このようなプリントヘッドが例えばＹＭＣＫ等の複数の原色に対応してそれぞれ設けられる。以下、プリントヘッド２が単一である例で説明するが、複数ヘッドの場合も同様である。プリントヘッド２は、本発明におけるプリントヘッドの一例である。

プリントヘッド２はヘッド駆動部４によって駆動される。記録媒体Ｐは媒体搬送部６によって搬送される。プリントヘッド２のもとへの記録媒体Ｐの供給も媒体搬送部６によって行われる。ヘッド駆動部４は、本発明におけるヘッド駆動手段の一例である。媒体搬送部６は、本発明における媒体搬送手段の一例である。

媒体搬送部６としては、例えば図４に示すように、搬送用のベルト６１を一対のプーリ６２，６３に掛け回したものが用いられる。一対のプーリ６２，６３は、一方が主動側、他方が従動側であり、同一方向に回転してベルト６１に載置された記録媒体Ｐを矢印方向に搬送する。ベルト６１は例えば通気性を有し、図示しない吸引手段により記録媒体Ｐを吸着保持できるものとなっている。

記録媒体Ｐは、給紙ローラ６４により出し側のスタッカ６５から繰り出されてベルト６１上に供給される。プリント済の記録媒体Ｐは受け側のスタッカ６６に排出される。なお、記録媒体Ｐがロール紙等の連続的な媒体であるときは、例えば図５に示すように、記録媒体Ｐは給紙ロール６５’から繰り出され、プリント後に巻取ロール６６’に巻き取られる。

ヘッド駆動部４によるプリントヘッド２の駆動および媒体搬送部６による記録媒体Ｐの搬送は、制御部８による制御の下で行われる。制御部８には、エンコーダ１０で検出した搬送同期信号が入力される。エンコーダ１０としては例えばロータリエンコーダやリニアエンコーダ等が用いられる。搬送同期信号は必要に応じてＰＬＬ等により逓倍される。制御部８は搬送同期信号に基づいてヘッド駆動部４を制御し、搬送に同期したインク吐出を行わせる。制御部８は、本発明における制御手段の一例である。このようなインク吐出制御により、プリントヘッド２の駆動周波数は記録媒体Ｐの搬送速度に比例したものとなる。以下、プリントヘッド２の駆動周波数を吐出周波数ともいう。

制御部８には、また、温度センサ１２，１４で検出したヘッド温度および環境温度がそれぞれ入力される。制御部８はこれら温度検出信号をもプリント制御に利用する。

制御部８には表示部１６および操作部１８が接続されている。これらはユーザーのためのインターフェースである。ユーザーは表示部１６に表示された情報に基づいて本装置の状態を把握するとともに、操作部１８を通じて適宜の指令を入力することにより、本装置に所望のプリント業務を行わせる。プリント速度の設定も操作部１８を通じて行われる。操作部１８は、本発明における速度設定手段の一例である。

制御部８は、文書データメモリ２０および制御データメモリ２２を有する。文書データメモリ２０にはプリントすべき文書のデータが記憶されている。この文書データが制御部８によって読み出され、その内容が記録媒体Ｐ上にハードコピーとしてプリントされる。制御データメモリ２２にはプリント制御に関わるデータが記憶されている。制御部８はこの制御データを利用してプリント制御を行う。

制御部８によるプリント制御について説明する。プリント制御の目的は、ユーザーが許容できるプリント品質の範囲内で生産性をできるだけ高めることにある。生産性はプリント速度に比例するので生産性を上げるにはプリント速度を上げればよいが、プリント速度の増加にはプリント品質の低下が伴うのでトレードオフが必要になる。トレードオフはユーザー決めることであが、微妙なトレードオフを可能にするためには、ユーザーが設定するプリント速度は無段階に調節できることが望ましい。

一方、インクジェットプリンタの装置条件すなわち記録媒体搬送系やプリントヘッドの機械的ないし電気的条件等により、プリントが不安定になる速度帯が生じることがあるので、ユーザーによる速度設定をそのまま記録媒体の搬送速度に反映させることは適当でない。

そこで、そのような事情に対応できるように制御部８は、搬送速度とプリント間隔の制御、不安定な速度帯を回避する制御、搬送速度変更のタイミングの制御およびプリントヘッドの温度に基づく制御を行う。以下、これらについて順次説明する。

（１）搬送速度とプリント間隔の制御および不安定な速度帯を回避する制御
文書のプリント速度を決めるものは第一義的には記録媒体の搬送速度であるが、その他に、ひとつのページのプリント終了から次のページのプリント開始までの時間間隔もプリント速度に関係する。したがって、それらをそれぞれ制御することにより、実効的なプリント速度をユーザーが設定したプリント速度に合わせることが可能である。以下、記録媒体の搬送速度を単に搬送速度ともいい、ひとつのページのプリント終了から次のページのプリント開始までの時間間隔を単に時間間隔あるいはプリント間隔ともいう。

プリント速度の設定は操作部１８を通じて行われる。操作部１８はプリント速度を無段階に設定できるようになっている。このような操作部１８を通じてユーザーは任意のプリント速度を設定する。プリント速度は単位時間当たりのプリント枚数例えば毎分のプリントページ数として設定される。

制御部８は、設定されたプリント速度に基づいて、このプリント速度を達成するための搬送速度と時間間隔の組合せを求める。その際、搬送速度は、装置条件によりプリントが不安定になる速度帯を除外して求められる。そして、そのような搬送速度の下での実効的なプリント速度がユーザー設定のプリント速度に一致するように時間間隔が求められる。

プリント速度を高速化したときの品質低下は、その原因によって、例えば「プリントヘッドの温度上昇によるインクの物性変化に由来する品質の低下」のように、搬送速度（およびそれに比例した吐出周波数）を下げることと、プリント間隔を大きくすることの少なくともどちらか一方によりプリント速度を下げて、単位時間のプリントページ数を少なくすれば改善するものもあるが、例えば「プリントヘッドの駆動周波数を高くすると吐出されるインクの液適量、飛翔角度、飛翔速度等のばらつきが大きくなり、記録媒体の搬送速度の高速化とあいまってインク滴の着弾位置誤差が増大することに起因する粒状性の劣化やバンディング発生などによるプリント品質の低下」のように、プリント間隔を大きくしても改善できず、搬送速度（およびそれに比例した吐出周波数）を下げなくては改善できないものもある。

この点に鑑みて、プリント品質の低下を避けるために単位時間のプリントページ数を少なくするためには、プリント間隔を最小値に保ったまま搬送速度（およびそれに比例した吐出周波数）を下げることを優先することもある。

しかし、搬送速度や吐出周波数には搬送装置やプリントヘッドの特性に応じて、不安定な速度領域や吐出周波数領域が存在する。なお、不安定となる搬送速度とは、例えば搬送系の共振周波数での振動が大きくなり、記録媒体が振動して着弾の乱れが起こってプリント品質の劣化が起こることをいう。また、不安定となる吐出周波数とは、例えばヘッド内のインクに発生する音響振動と駆動との相互作用により、インクを吐出しなくなったり吐出液量が不安定になったりして、プリント品質の劣化が起こることをいう。

そこで、プリント間隔が最小値の状態で搬送速度（およびそれに比例した吐出周波数）が不安定な速度範囲（または吐出周波数範囲）となる場合には、搬送速度（およびそれに比例した吐出周波数）を不安定領域よりも高い範囲の最低値に固定し、プリント間隔を大きくしていく。

最大プリント速度を始点としてプリント速度を下げる方法を説明すると、まずプリント間隔を最小値に保ったまま搬送速度（およびそれに比例した吐出周波数）を下げることによりプリント速度を下げる。

搬送速度（およびそれに比例した吐出周波数）を下げていって、搬送速度またはそれに比例した吐出周波数が不安定領域に入ってしまう場合は、不安定領域よりも高い範囲の最低値に固定し、プリント間隔を大きくしていく。

プリント速度をさらに下げていって最小のプリント間隔でも不安定領域よりも低い搬送速度（およびそれに比例した吐出周波数）となるプリント速度以下になったら、再びプリント間隔を最小値とし、それを保ったまま搬送速度（およびそれに比例した吐出周波数）を下げることによりプリント速度を下げる。

このような搬送速度および時間間隔の決定の一例を以下に示す。本装置の装置条件は例えば次のように与えられるとする。この装置条件は制御データメモリ２２に予め記憶されている。
・ページ長さ：２１０ｍｍ（Ａ４短辺、なお長辺は２９７ｍｍ）
・ページ長さ方向のドット数：４９６１（６００ドット／２５．４ｍｍ）
・搬送速度の最大値：１０００ｍｍ／秒
・時間間隔の最小値：０．１秒
・プリントヘッドの最大駆動周波数：２３．６ｋＨｚ
・プリントが不安定になる駆動周波数範囲：１９．２ｋＨｚ−２０．９ｋＨｚ
（搬送速度換算で８１３ｍｍ／秒−８８０ｍｍ／秒）
・プリントが不安定になる搬送速度範囲：７８０ｍｍ／秒−８５０ｍｍ／秒
・プリント速度の最大値：１９４ページ／分
このような装置条件の下で制御部８により決定された搬送速度と時間間隔の組合せを図６に示す。同図に示すように、ユーザー設定のプリント速度１９４ページ／分に対して、搬送速度および時間間隔がそれぞれ１０００ｍｍ／秒および０．１秒と求められる。これは最高プリント速度を実現するものである。プリント速度１７８→１９４ページ／分に対して、搬送速度および時間間隔がそれぞれ８８５→１０００ｍｍ／秒および０．１秒と求められる。すなわち、時間間隔を最小値にしたままで、プリント速度設定値の変化に対応して搬送速度が変えられる。

プリント速度１６１→１７８ページ／分に対して、搬送速度および時間間隔がそれぞれ８８５ｍｍ／秒および０．１→０．１３５秒と求められる。すなわち、プリント速度設定値の変化に関わらず搬送速度を一定にして時間間隔の変更により実効的なプリント速度を達成する。一定の搬送速度はプリントが不安定になる速度範囲の上限から外れたものとなっている。すなわち、プリントが不安定になる駆動周波数範囲に対応する搬送速度の上限およびプリントが不安定になる搬送速度範囲の上限をいずれも外れている。

プリント速度１６１ページ／分に対して、搬送速度および時間間隔がそれぞれ７７０ｍｍ／秒および０．１秒と求められる。このとき搬送速度はプリントが不安定になる速度範囲の下限から外れている。すなわち、プリントが不安定になる駆動周波数範囲に対応する搬送速度の下限およびプリントが不安定になる搬送速度範囲の下限をいずれも外れている。

プリント速度０→１６１ページ／分に対して、搬送速度および時間間隔がそれぞれ０→７７０ｍｍ／秒および０．１秒と求められる。すなわち、時間間隔を最小値にしたままでプリント速度設定値の変化に対応して搬送速度が変えられる。この搬送速度はプリントが不安定になる速度範囲の下限から外れたものとなっている。すなわち、プリントが不安定になる駆動周波数範囲に対応する搬送速度の下限およびプリントが不安定になる搬送速度範囲の下限をいずれも外れている。

図６に示した例では、プリント間隔を可変としているが、プリントが不安定になる搬送速度がない場合はプリント間隔を常に固定にして搬送速度の調節によって所望のプリント速度を実現するようにしてもよい。すなわち、プリント間隔は可変あるいは固定のいずれであってもよい。また、可変の場合は、連続的な可変または段階的な可変のいずれでもよい。

制御部８は、このように求められた搬送速度および時間間隔の組合せによって媒体搬送部６に記録媒体Ｐの搬送を行わせ、かつ、それに同期したインク吐出をヘッド駆動部４に行わせる。これによって、プリントが不安定になる搬送速度を避けつつユーザー設定に合致する実効速度でのプリントを行うことができる。

制御部８による制御の下で、ヘッド駆動部４は駆動周波数に対応した波形を持つ駆動信号によってプリントヘッド２を駆動する。駆動信号の波形は、周波数に応じて例えば電圧を変化させる、パルス幅を変化させる、パルスの立ち上がり立ち下がりの傾斜を変化させる、などによりその駆動周波数での最適な駆動波形を予め決めておき、搬送速度を変化させた場合はそれに同期した駆動周波数を予測し、それに対応する最適な駆動波形で駆動する。これによって、搬送速度の全範囲にわたって安定なインク吐出を行うことができ、プリント品質が搬送速度の如何に関わらず一定となる。

なお、ユーザーによるプリント速度の設定は搬送速度のみを設定するようにしてもよいし、搬送速度と時間間隔の組合せとして設定するようにしてもよい。これによって、きめ細かなプリント速度設定を行うことができる。その際プリントが不安定になる搬送速度範囲を予め表示部１６に表示し、ユーザー設定はそれを避けつつ行えるようにするのが便利である。あるいは設定可能な範囲をガイドラインとして表示したり、不安定となる搬送速度範囲を設定できないようにしてもよい。

また、ページの最後に余白がある場合は、文書データを解析してページ最後の余白を検知し、この部分はプリント時の搬送速度よりも大きい速度で搬送してプリント速度を上げるように制御することもできる。

（２）搬送速度変更のタイミングの制御
ユーザーは必要に応じてプリントの途中でプリント速度の設定を変更してよい。このような設定変更に対応して制御部８により新たな搬送速度と時間間隔の組合せが求められるが、この新たな組合せの搬送への適用はタイミングを選んで行われる。すなわち、新たな組合せによる搬送速度の変更は、ひとつのページのプリントが済んだ後に行われる。このため、新たな組合せでの搬送は次ページ以降について行われる。このようにすることにより、ページのプリントの途中で搬送速度が変わりプリントの画質に段差を生じることが防止される。ただし、ページ間では画質の変化があり得るが、同一ページ内の変化ではないので目立たない。

（３）プリントヘッドの温度に基づく制御
プリントヘッド２はピエゾ素子や電熱変換素子を利用してインク吐出を行うので、ピエゾ素子や電熱変換素子における電力の消費、配線パターンの電気抵抗での電力の消費、ヘッドやヘッド近傍に設けられた駆動ＩＣでの電力の消費、などによる発熱で温度が上昇する。

ヘッドの単位時間当たりの発熱は、同じ文書データなら駆動周波数が高いほど大きくなるので、温度上昇はプリント速度が速いほど大きい。プリント速度が同じなら、ページにおけるインク吐出回数が多いほど温度上昇が大きく、また、単位面積当たりのインク吐出量が多いところでは部分的な温度上昇が起こる。温度上昇は発熱と放熱のバランスなので、環境温度の影響も受ける。

プリントヘッド２の温度が上昇するとヘッド内のインク温度が上昇してインクの物性が変わり、インク物性が変化すると例えば吐出されるインクの液適量や飛翔速度が変化してプリントの色や濃度が変わる。高速プリンタでは同一の文書や、ほぼ同一だがごく一部だけ異なる文書を多数枚プリントする場合が多いが、その場合プリント間で色や濃度が変化することは好ましくない。

プリントヘッド２の温度が許容範囲を超えて上昇すると、インクの物性変化が大きくなって吐出が不安定になり、ちぎれた液滴でプリントヘッド２のノズル面が汚れたり、ヘッド内に気泡が混入してインクが吐出できなくなる。そのような場合は、ノズルから強制的にインクを吸引したり、ノズル面をブレードで拭うようなヘッドクリーニングを行わないと、再度安定な吐出ができなるなるという不具合が生じる。

そこで、制御部８は、温度センサ１２，１４で検出されたヘッド温度および環境温度を監視し、プリント品質の低下やヘッドクリーニングが必要となる不具合を防止するための制御を行う。ヘッド温度についてはその絶対値に加えて変化の早さが監視される。

温度の変化とは単位時間例えば１秒間に何°Ｃ温度が変化したかであって、温度変化が所定の限度を超えた場合は、インクの液適量や飛翔速度が変化してプリントの色や濃度が変わることが予測されるために、この旨を表示部１６によってユーザーに警告し、プラス方向の温度変化の場合はプリント速度設定を下げる（または、マイナス方向の温度変化の場合はプリント速度設定を上げる）ことを勧告する。このとき、所定の限度を複数設けて段階的に強く勧告ないし警告を行ってもよい。

勧告ないし警告に基づいてユーザーがプリント速度設定を下げれば、プリント品質の変化を防止することができる。プリント品質の変化を許容する場合は、ユーザーは警告に拘わらず当初の設定でプリントを続行させてよい。

また、温度の変化が所定の限度を超えた場合には、自動的にプリント速度設定を、プラス方向の温度変化に対しては下げ、マイナス方向の温度変化に対しては上げるようにしてもよい。これによって、ユーザーの不注意によるプリント品質の変化を防止することができる。

制御部８は、ヘッド温度とヘッドの温度変化から、ヘッド温度が所定の限度を超えるおそれがあると判断したときには、自動的にプリント速度を低下させる。このとき、その旨を表示部１６を通じてユーザーに報知するようにしてもよい。

さらに、ヘッド温度の絶対値が所定の限度を超え、ヘッドクリーニングなどの復帰作業をしないと再度安定な吐出ができなくなるおそれがあるときには、制御部８は自動的にプリントを停止させる。このようにして、ヘッド温度上昇によるプリント変質の変化やヘッドの重大な障害を未然に回避することができる。

ヘッド温度の上昇は文書の内容から予測することが可能である。すなわち、フルカラーのページを多く含む文書は、それをプリントするためのインク吐出の総回数が多いので温度上昇が大きいと予測することができる。これに対して、余白の多い文字だけの文書はインク吐出の総回数が少ないので温度上昇は小さいと予測することができる。すなわち、インク吐出総回数を温度上昇予測のための文書の特性値としてに利用することができる。

また、インク吐出の総回数が必ずしも多くなくても、インク吐出が集中的に行われる個所が何箇所かある文書はヘッド温度上昇が大きいと予測できる。また、定着・乾燥不良が生じやすいと予測できる。このような個所は単位面積当たりのインク吐出量の最大値から予測できる。すなわち、単位面積当たりのインク吐出量を温度上昇予測ないしプリント品質予測のための文書の特性値として利用することができる。

そこで、制御部８は、文書データメモリ２０に記憶されたプリントすべき文書データを分析して、文書の特性値から、標準的なプリント速度でプリントするとしたときのヘッド温度の上昇ないしプリント品質を予測する。そして、予測温度が所定の限度を超えるときは、そのような特性値のもとでもヘッド温度ないしプリント品質を許容範囲におさめることが可能なプリント速度の最大値を求める。プリント速度の最大値は、搬送速度の最大値と時間間隔の最小値の組合せとして求められる。このような、プリント速度の最大値が表示部１６に表示される。

これによって、ユーザーは設定可能なプリント速度の上限を事前に知ることができる。したがって、その範囲内でのプリント速度設定を行うことが可能となる。あるいは、上限を超えるプリント速度の設定を禁止するようにしてもよい。これによって、ヘッド温度上昇による品質低下のないプリントを行わせることができる。

なお、ヘッド温度の予測にプリント開始前のヘッド温度の現在値および環境温度も利用し、予測の確実性を高めるようにしてもよい。また、記録媒体が普通紙、上質紙、コート紙等のいずれであるかによってインクの定着・乾燥の速度が異なるので、記録媒体の種類に関する情報も、ヘッド温度予測ないしプリント品質予測に基づくプリント速度制限に利用するのが好ましい。

文書の特性値、記録媒体の種類、ヘッド温度および環境温度とプリント速度上限値の関係は予め実験やシミュレーションによって求められ、制御データテーブルとして制御データメモリ２２に記憶されている。制御部８はこの制御データテーブルの参照によってプリント速度上限値を求める。

インクジェットプリンタのブロック図である。 プリントヘッドの模式図である。 プリントヘッドの模式図である。 媒体搬送部の模式図である。 媒体搬送部の模式図である。 プリント速度と搬送速度および時間間隔の対応の一例を示す図である。

符号の説明

Ｐ 記録媒体
２ プリントヘッド
４ ヘッド駆動部
６ 媒体搬送部
８ 制御部
１０ エンコーダ
１２，１４ 温度センサ
１６ 表示部
１８ 操作部
２０ 文書データメモリ
２２ 制御データメモリ
６１ ベルト
６２，６３ プーリ
６４ 給紙ローラ
６５，６６ スタッカ

Claims (11)

1. 搬送方向に垂直な方向における記録媒体の寸法に相当する長さにわたってインク吐出用の複数のノズルを有するプリントヘッドと、
   前記プリントヘッドのもとへの記録媒体の供給および前記プリントヘッドのもとでの記録媒体の搬送を行う媒体搬送手段と、
   前記プリントヘッドに記録媒体の搬送に同期したインク吐出を行わせるヘッド駆動手段と、
   ユーザーの指示に基づいてプリント速度を設定する速度設定手段と、
   前記速度設定手段で設定されたプリント速度に基づいて前記プリントヘッドのもとでの記録媒体の搬送速度を決定し、この搬送速度での記録媒体の搬送を前記媒体搬送手段に行わせるとともに、プリント中に前記速度設定手段により設定速度が変更されたとき、それに対応する新たな搬送速度を次のページ以降について適用する制御手段と、
   を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記制御手段で決定される搬送速度は予め定められた速度を除いた速度である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記予め定められた速度は、前記プリントヘッドを安定的に駆動できない周波数に対応する速度である、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記予め定められた速度は、記録媒体を安定的に搬送できない速度である、
   ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記制御手段は、プリントすべき文書の特性値、記録媒体の種類、環境温度およびプリントヘッド温度のうちの少なくともひとつに基づいて搬送速度の最大値を制限するとともに、ユーザーが設定可能なプリント速度の最大値を表示または制限する、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記特性値は文書のプリントに要するインク吐出回数である、
   ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタ。
7. 前記特性値は文書のプリントに要する単位面積当たりのインク吐出量の最大値である、
   ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタ。
8. 前記制御手段は、前記プリントヘッドの温度を監視し温度変化が予め定めた限度を超えたとき警告を発する、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
9. 前記制御手段は、前記プリントヘッドの温度を監視し温度が予め定めた限度を超えたときプリントを停止させる、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
10. 前記ヘッド駆動手段は、搬送速度に対応した波形を持つ駆動信号で前記プリントヘッドを駆動する、
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
11. 前記速度設定手段により設定可能なプリント速度は無段階である、
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。

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