JP2007118509A - 印字制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェットプリンタの予備吐動作を効率よく行う。
【解決手段】 予備吐する色数別に予備吐周期を設定可能なレジスタを設け、複数の色をずらしながら予備吐動作を行う場合、現在行われている予備吐の色数を判定し、色数に適した予備吐周期を選択する。
【選択図】 図２

Description

本件は複数の印字ノズルを有し、それら印字ノズルからインクを吐出して画像を記録するインクジェット方式の記録装置に関するもので、特に予備吐動作時の制御に関するものである。

近年、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等における情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行う記録装置としてプリンタがある。

プリンタの記録方式としては様々な方式が知られているが、その一つとして、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能である、カラー化が容易である、静粛性に富む、等の特徴を持つインクジェット方式がある。

このインクジェット方式のプリンタは、通常色ごとの印字ヘッドがあり、この印字ヘッドには主走査方向（印字ヘッドの移動方向）と直行する副走査方向（記録媒体の搬送方向）にインクを吐出するための印字ノズルが複数並んでいる。

そして印字ヘッドを主走査方向に往復移動させながら、移動位置を逐次検出し、印字位置ごとに記録媒体に対して印字ノズルからインクを吐出させることで同時に印字ノズル分の複数のラスタ画像を記録していき、所望の主走査方向の印字が終了したら、今度は記録媒体を副走査方向に移動させ（記録媒体を進め）、再び印字ヘッドを主走査方向に往復移動して次の印字を行うという安価で小型化が容易な印字方法が一般的に広く用いられている。

このようなプリンタは、印字ノズルが高密度で構成されているため、印字ノズルのインク吐出口近辺に埃やゴミなどが付着し、印字ノズルからインクが吐出できなくなるというノズル詰まりが発生することがある。このようなノズル詰まりを防止するために、通常、印字動作開始前に各ノズルが常に正常状態を保つように予備吐動作を行う。この予備吐動作とは、通常印字動作とは別に、ある回数だけ通常印字とは関係なく印字ノズルからのインク吐出を全ての印字ノズルから行うことで、印字ノズルのインク吐出口近辺の状態を正常化しようとするものである。

この予備吐動作は動作回数が多くなると、その分時間がかかることは明白であるが、近年の印字速度の高速化や印字品位の高精細化により印字ノズル数は多くなる傾向にあり、一方では印字品位の向上のため印字ノズルはより高精細化され、ノズル詰まりを発生する確率も多くなってきているため、予備吐動作の動作回数も多くなっていく傾向にある。

このように予備吐動作の動作回数が多くなることに対して、予備吐動作時における複数の印字ノズルに対して同時に予備吐動作を行うことで、予備吐動作の時間を短縮することも可能であるが、同時に多くの印字ノズルに対してインク吐出の動作を行うことは電力の増加になり、これは印字装置の電源の強化が必要になるため、印字装置のコスト増大や大型化といったデメリットが発生する。

図1を使用して、従来における印字ヘッドの各印字ノズルからインクを記録媒体に吐出する様子に関して、一例をあげて説明を行う。

図1は、インクジェットプリンタにおける印字ヘッドでインクを吐出する印字ノズルがある方の印字ノズル面の例で、この図ではCyan、Magenta、Yellow、Blackの4色の印字ヘッドを持っている。インクを吐出する印字ノズルは各色ごとに35個あり、4色全部では140の印字ノズルがあることを示している。

つまり、この4色すべての印字ノズルからインクを吐出することで所望の印字を行うわけだが、例えば同時に4色の全ての印字ノズルからの吐出が必要な場合は、最大140個の印字ノズルからインクを吐出するためのエネルギーが必要になることになる。

これは電源に対して負荷が大きいため、このように印字ノズルの数が多い場合は、各色ごとに印字ノズルをグループ分けして、同時にインクを吐出する印字ノズル数を制限する。つまり図1に示すように、例えばCyan、Magenta、Yellow、Blackの各印字ヘッドの印字ノズルを、ノズル1からノズル35と名付け各色における同時に吐出可能な印字ノズルは7個と制限するというように印字ノズルをグループ分けする、このグループ分けは例えば図1では、各色ごとに印字ノズル(1,6,11,16,21,26,31)をグループ1、印字ノズル(2,7,12,17,22,27,32)をグループ2、印字ノズル(3,8,13,18,23,28,33)をグループ3、印字ノズル(4,9,14,19,24,29,34)をグループ4、印字ノズル(5,10,15,20,25,30,35)をグループ5とし、同時に印字ノズルからインクを吐出するのは、各色のグループ単位であるというように動作させることで、例えば最初の吐出は各色のグループ1に所属する印字ノズルのみ、次の吐出では各色におけるグループ2に所属する印字ノズルのみという吐出動作にすれば、28個の印字ノズルからインクを吐出するだけのエネルギーを電源がまかなえばよいことになる。このように、各色のグループ１からグループ5までの5回、時分割で印字ノズルからの吐出動作を行うことで、瞬間的には最大28個の印字ノズルからインクを吐出するに必要な電源で、140個の印字ノズル全てからインクを吐出することが可能となる。

また、各ノズルグループに対してインクを吐出させるためには吐出パルス信号を与える必要がある。これは印字ノズルにインクを吐出させるのに必要なエネルギーで、このエネルギー量は各印字ノズルに与える吐出パルス信号のアクティブ時間によって決定される。そしてエネルギー量は吐出のたびに均等にしなければならない。これは安定的なインクの吐出を保つためで、ノズルグループ毎に与えられるエネルギーにばらつきがあるとインクの吐出が安定せず、吐出されるインク量が印字ノズルごとに異なることになり、必要なインクの吐出が行われなくなる可能性があるためである。例えば、同時に7個の印字ノズルからしかインクを吐出しないときに必要なエネルギーと、同時に28個の印字ノズルからインクを吐出するときに必要なエネルギーは異なり、同時に7個の印字ノズルからの吐出に必要なエネルギーと同じエネルギー量で、同時に28個の印字ノズルからの吐出を行おうとすれば当然のことながらエネルギーは不足して必要な吐出は行われなくなる。このエネルギー量は一般的に吐出パルスのアクティブ時間で制御される。つまり、同時にインクを吐出する印字ノズルの数をカウントして、そのカウント数に応じてアクティブ時間を変化させるもので、その動作としては同時に吐出する印字ノズルが少ないときは吐出パルスのアクティブ時間を短くし、あるいは同時に吐出する印字ノズルが多いときは吐出パルスのアクティブ時間を長くするものである。

以上までをまとめると、通常印字を正常に行うために、通常印字前に複数回の予備吐動作を行うが、この予備吐動作は通常印字と異なり全ての印字ノズルからインク吐出を行うもので電源の負荷が大きい動作である。一方、印字ノズルからインクを吐出するためには印字ノズルに吐出パルス信号を与えなければならないが、この吐出パルスは同時にインクを吐出する印字ノズルの数によってアクティブ時間が短くなったり長くなったり制御されるもので、予備吐動作のような同時にインクを吐出する印字ノズルが多くなれば、アクティブ時間が長くなり、それだけ電源に対して負荷がかかる。このような電源に対して負荷の大きい予備吐動作において、予備吐動作時の電源の負荷を軽減させるために、同時に複数の色を予備吐動作させないで行う、例えば1色づつの1グループごとの予備吐動作を行わせる場合、同時に吐出する印字ノズルの数は少ないため、ヒートパルスのアクティブ時間を短くすることができ電源にもっとも負荷がかからないようにできるが、すべての色におけるすべてのグループを個別に吐出しなければならないので時間がかかる。また、できるだけ電源の負荷もかからず、比較的予備吐動作時間も短縮できる方法として、色をずらしながら徐々に同時に吐出させていくやり方もある。このやり方を図2および図3を用いて説明する。図2は従来の予備吐動作を行わせる従来の簡単なブロック図を示し、図3は、予備吐動作を5サイクル行う場合の従来のタイミング図を示している。また、図2における100は予備吐回数を設定するレジスタ、200は予備吐動作を実行する際に必要な最大の予備吐周期を設定するレジスタ、300は印字ヘッドにある複数の色からどのような間隔でどのような順序で予備吐を実行するかを設定するレジスタ、400は予備吐時にどの印字ノズルからインクを吐出するかを決める、予備吐データ設定レジスタで通常予備吐動作時は、すべての印字ノズルからインクを吐出するように設定される。500は前述の各レジスタに設定された値に従って予備吐周期や予備吐のタイミングを発生させる予備吐周期発生回路、600は印字ヘッドにデータを転送するデータ転送回路、700は印字ヘッドにデータを転送する際、そのデータ数をカウントする転送データドットカウント回路、800は700の転送データドットカウント回路から、吐出パルスのアクティブ時間を導く吐出パルスアクティブ時間参照テーブルで、ここにはあらかじめドットカウントに応じた吐出パルスアクティブ時間が複数設定される。900は800で選択された吐出パルスアクティブ時間と500の予備吐周期発生回路から与えられる吐出タイミング信号から、実際の吐出パルス信号を発生する吐出パルス信号発生回路である。

さて、ここでは各色におけるノズルグループ1からノズルグループ５のすべての印字ノズルからインクを吐出させることを1サイクルと呼ぶ。つまり、予備吐動作5サイクルというのは、CyanあるいはYellowあるいはMagentaあるいはBlackいずれかの色におけるすべての印字ノズルからのインク吐出を行うことを5回行うことである。図3では、まずCyanの予備吐動作が1サイクル行われている、次にCyanの予備吐動作の2サイクル目と同時に、Yellowの予備吐動作の1サイクル目が行われる。次にCyanの予備吐サイクルの3回目と同時にYellowの予備吐動作の2サイクル目が行われMagentaの予備吐動作の1サイクル目が行われる。次にCyanの予備吐サイクルの4回目と同時にYellowの予備吐動作の3サイクル目が行われMagentaの予備吐動作の2サイクル目が行われBlackの予備吐動作の1サイクル目が行われる。さて、前述したように同時に吐出する印字ノズル数が多くなると吐出パルスのアクティブ時間を長くしなければ安定した吐出ができない。そのため予備吐動作を行う際には、動作回数および最も吐出パルスのアクティブ時間が長くなる場合を想定して設定する必要がある。図3では、Cyanの4サイクル目とCyanの5サイクル目が最もインクを吐出するノズルが多い場合となり、このときに必要な時間(図3のtCycl時間)を図2の200の予備吐最大周期設定レジスタに設定しておくことになる。これは、図3からもわかるように、各ノズルグループにおける吐出パルス信号の周期がtht時間で吐出パルスアクティブ時間がthpa4だけ必要な場合に最適になるような値である。一方、この予備吐周期最大時間が設定された場合における最初のCyanのみの1サイクルの予備吐動作を見てみると、図3のように、最初のCyanの予備吐動作の1サイクル目は他の色からインクの吐出が行われていないので、実際には図3のthpa4よりも少ないアクティブ時間であるthpa1の時間だけあればよいが吐出パルス信号の周期がtht時間は最大に設定されたままなので、tht時間からthpa1時間を差し引いた時間の一部の動作には必要のない時間が増えることになる。このように予備吐動作サイクル中にインクを吐出する色が最大になる場合を想定して、もっとも吐出パルスのアクティブ時間が長い状態での周期を予備吐周期として設定するので、4色より少ない色数での予備吐動作中においては余分な時間がかかることになる。

従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２と特許文献３をあげることが出来る。
特開平９−１３８３０６号公報 特開２００４−５８５２８号公報 特開２００１−２９６４２０号公報

前述した従来の例のように、印字ノズルの増大、高精細化にともない、インクジェットプリンタの予備吐動作における、電源への負荷の増大、および、予備吐動作時に必要な時間の増加が問題になっていきている。本案は、予備吐動作において電源に負荷をかけず、なおかつ動作時間を短縮可能な予備吐動作の制御方法を提案するものである。

本提案の印字制御装置は、
従来の予備吐動作の回数を設定する手段と、予備吐の最大周期を設定する手段と予備吐を行う順序を設定する手段と、同時にインクを吐出する吐出ノズルの数をカウントする手段と、同時吐出ノズル数によって吐出パルスのアクティブ時間を変化させる手段に加え
予備吐動作の周期を複数設定する手段と、予備吐動作中に同時に吐出する色数を判定する手段と、その判定結果によって複数設定されている予備吐動作の周期を選択可能にする手段をもつことで、同時に吐出する色数によって予備吐動作の1サイクルの周期時間を最適化し、電源に負荷をかけることなく適切な時間で予備吐動作を行うことを可能とする。

以上の説明から本提案の印字制御装置は、予備吐する色数を判定して、最も適切な予備吐周期で予備吐動作を行うことができる。

以下に図面を参照して、本発明に係る一実施の形態を説明する。

図4は、本案の予備吐動作を行わせる簡単なブロック図の一例。

図5は、本案の予備吐動作を5サイクル行う場合のタイミング図の一例。

図6は、図5の最初の部分の説明を行うタイミング図の一例。

をそれぞれ示している。

また、図4における100は予備吐回数を設定するレジスタ、200は予備吐動作を実行する際に必要な最大の予備吐周期を設定するレジスタで、本説明では4色すべてが予備吐動作を行うのに必要な予備吐周期時間を設定する。201は予備吐動作を実行する際に必要な予備吐周期を設定するレジスタで、本説明では3色が予備吐動作を行うのに必要な予備吐周期時間を設定する。202は予備吐動作を実行する際に必要な予備吐周期を設定するレジスタで、本説明では2色が予備吐動作を行うのに必要な予備吐周期時間を設定する。203は予備吐動作を実行する際に必要な予備吐周期を設定するレジスタで、本説明では1色が予備吐動作を行うのに必要な予備吐周期時間を設定する。300は印字ヘッドにある複数の色からどのような間隔でどのような順序で予備吐を実行するかを設定するレジスタ、400は予備吐時にどの印字ノズルからインクを吐出するかを決める予備吐データ設定レジスタで、通常予備吐動作時はすべての印字ノズルからインクを吐出するように設定される。500は前述の各レジスタに設定された値に従って予備吐周期や予備吐のタイミングを発生させる予備吐周期発生回路。600は印字ヘッドにデータを転送するデータ転送回路。700は印字ヘッドにデータを転送する際、そのデータ数をカウントする転送データドットカウント回路、800は700転送データドットカウント回路から、吐出パルスのアクティブ時間を導く吐出パルスアクティブ時間参照テーブルで、ここにはあらかじめドットカウントに応じた吐出パルスアクティブ時間が複数設定される。900は800吐出パルスアクティブ時間参照テーブルで選択された吐出パルスアクティブ時間と500予備吐周期発生回路から与えられる吐出タイミング信号から、実際の吐出パルス信号を発生する吐出パルス信号発生回路、1000は現在どの色における予備吐動作が行われているかを判定する予備吐出色判定回路で、500予備吐周期発生回路が300予備吐出開始順序設定レジスタに従って発生する各色ごとの予備吐動作信号から、現在どの色の予備吐動作が行われているかを判定し、その判定結果を1100の予備吐周期セレクタに選択信号を送る。1100予備吐周期セレクタは、1000の予備吐出色判定回路からの選択信号により予備吐周期設定レジスタである200〜203のいずれかの適切な周期を選択する。

図5のタイミング図となるように図4を用いて実際の動作を説明する。まず本説明では予備吐回数は5回なので図4の100予備吐回数設定レジスタに予備吐回数5回を設定する。また、図4の400予備吐データ設定レジスタに全ての色、全ての印字ノズルから予備吐動作が行われるようにデータを設定する。次に図4 200予備吐最大周期設定レジスタ(4色)に本説明では4色すべてが予備吐を行う場合が最大周期時間となるので図5 tCycl4の時間を設定する。次に図4 203予備吐周期設定レジスタ(3色)に図5 tCycl3の時間を設定する。次に図4 202予備吐周期設定レジスタ(2色)に図5 tCycl2の時間を設定する。次に図4 201予備吐周期設定レジスタ(1色)に図5 tCycl1の時間を設定する。次に図4 300予備吐開始順序設定レジスタには、図5のタイミング図に示すようなタイミングで予備吐動作がおこなわれるように、最初にCyanの予備吐動作を行うように設定し、Cyanの予備吐動作1サイクル後にMagentaの予備吐動作が開始されるように設定し、Magentaの予備吐動作1サイクル後にYellowの予備吐動作が開始されるように設定し、Yellowの予備吐動作1サイクル後にBlackの予備吐動作が開始されるように設定している。

この状態で予備吐動作の開始が指示されると、まず図4の500予備吐周期発生回路は、300予備吐開始順序設定レジスタから予備吐の順序および100予備吐回数設定レジスタから予備吐回数を読み出す。この読み出した各レジスタの設定値から、本例ではまずCyanの予備吐動作のみが開始されることになっているので、この情報を図4の1000予備吐色判定回路に知らせる。1000予備吐色判定回路はCyanの1色であることを判定し図4の1100予備吐周期セレクタに選択信号を送る。1100予備吐周期セレクタは、この選択信号により図4の201予備吐周期設定レジスタ(1色)に設定された値(図5 tCycl1)を図4の500予備吐周期発生回路に送り、500予備吐周期発生回路は1100予備吐周期セレクタによって選択された201予備吐周期設定レジスタ(1色)に設定された値(図5 tCycl1)から図6に示す予備吐タイミング信号とデータ転送タイミング信号を作成する。これは、本例ではノズルは５つにグループ分けされているので、図6に示すようにtCycl1/5にする。但し、一番最初のデータ転送タイミング信号に関しては、図6に示すように実際に予備吐動作を開始するためには予備吐データを図4の400予備吐データ設定レジスタから印字ヘッドに転送する必要があるので別途発生する。

データ転送中は図4の700転送データドットカウントでカウントしており、カウント数に応じて図4の800吐出パルスアクティブ時間参照テーブルから吐出パルスアクティブ時間を決定される。図4の800吐出パルスアクティブ時間参照テーブルには、例えば本説明では同時に吐出するノズル数が7ノズル以下は図5の吐出パルスアクティブ時間thpa1の時間と吐出パルスの周期時間tht1を、吐出するノズル数が8ノズル以上14ノズル以下は吐出パルスアクティブ時間thpa2の時間と吐出パルスの周期時間tht2を、吐出するノズル数が15ノズル以上21ノズル以下は吐出パルスアクティブ時間thpa3の時間と吐出パルスの周期時間tht3を、また同時に吐出するノズル数が22ノズル以上28ノズル以下は図5の吐出パルスアクティブ時間thpa4の時間と吐出パルスの周期時間tht4が設定されている。つまり図5のCyan 1サイクル目の予備吐動作時には、Cyanのノズルグループ1からノズルグループ5までが図5に示す順に吐出動作が行われるが、前述しているように本説明の印字ノズルでは1色の１ノズルグループに含まれるノズル数は７ノズルなので図4の800吐出パルスアクティブ時間参照テーブルからは、吐出パルスアクティブ時間thpa1の時間と吐出パルスの周期時間tht1が参照されていることになるので、図4の900吐出パルス信号発生回路からはthpa1のアクティブ時間でtht1の周期での吐出パルス信号が発生することになる。

次に本例ではCyan予備吐サイクル2サイクル目にMagentaの予備吐サイクル1サイクル目が行われるようにあらかじめ設定されているので、図6に示すようにCyan予備吐動作の1サイクル目の最後は、Cyan予備吐動作の吐出パルスの発生と同時にCyan予備吐動作の2サイクル目のデータ取り込みとMagenta予備吐動作の1サイクル目のデータ取り込みが同時に行われる。また図4の500予備吐周期派生回路は、図4の1000予備吐出色判定回路にCyanとMagentaが選択されていることを知らせる。図4の1000予備吐出色判定回路はこの情報によって図4の1100予備吐周期セレクタに選択信号を与える。図4の1100予備吐周期セレクタは、この選択信号により図4の202予備吐周期設定レジスタ(2色)に設定された値(図5 tCycl2)を図4の500予備吐周期発生回路に送り、500予備吐周期発生回路は1100予備吐周期セレクタによって選択された202予備吐周期設定レジスタ(2色)に設定された値(図5 tCycl2)から図6に示す予備吐タイミング信号とデータ転送タイミング信号を作成する。これは、本例ではノズルは５つにグループ分けされているので、図6に示すようにtCycl1/2になる。後は前述したCyanの1サイクル目の動作を繰り返していく。このように、同時に予備吐動作が行われる色数ごとに予備吐周期を設定できる予備吐周期設定レジスタを図4の200〜203のように複数用意しておき、図4の300予備吐開始順序設定レジスタに従って、予備吐動作を動作させる際に、同時に予備吐動作が発生する色数を判定して、図4の200〜203のいずれかの予備吐周期を選択させていくという動作を行う。

インクジェットプリンタにおける印字ヘッドでインクを吐出する印字ノズルがある方の印字ノズル面の例を示す。 従来の予備吐動作を行わせる従来の簡単なブロック図を示す。 予備吐動作を5サイクル行う場合の従来のタイミング図を示している。 本案の予備吐動作を行わせる簡単なブロック図の一例。 本案の予備吐動作を5サイクル行う場合のタイミング図の一例。 図5の最初の部分の説明を行うタイミング図の一例。

符号の説明

100 予備吐回数設定レジスタ
200 最大予備吐周期設定レジスタ
201 予備吐周期設定レジスタ(3色)
202 予備吐周期設定レジスタ(2色)
203 予備吐周期設定レジスタ(1色)
300 予備吐順序設定するレジスタ
400 予備吐データ設定レジスタ
500 予備吐周期発生回路
600 データ転送回路
700 転送データドットカウント回路
800 吐出パルスアクティブ時間参照テーブル
900 吐出パルス信号発生回路
1000 予備吐出色判定回路
1100 予備吐周期セレクタ回路

Claims (1)

1. 複数の色のインクを吐出することで印字動作を行い、通常の印字動作以外に印字状態を安定させるための予備吐動作を行う、いわゆるインクジェットカラープリンタで、インクを吐出する印字ノズルは各色ごとに複数あり、それら複数の印字ノズルは、いくつかのノズルグループに分けられ、それぞれのノズルグループごとにインク吐出を行い、インクを吐出させる際は、どのくらいの数の印字ノズルが同時に吐出するかによって吐出パルスのアクティブ時間を変化させる印字制御装置における予備吐動作において、
   予備吐時に同時に吐出する色数によって、予備吐動作時の周期を変化させることを特徴とする印字制御装置。

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