JP2015227044A - 携帯型画像形成システム、画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクの不吐出が起こる前にユーザにメンテナンスを促すとともに、印刷制限をかけた後、復帰した際の画像劣化を防止する携帯画像形成装置を提供する。【解決手段】座標検知手段２２、ヘッド駆動手段、要因検知手段、メンテナンス管理手段２９、報知手段２７、及び吐出制御手段２１、を有する携帯型画像形成装置１２−２と、可動手段、及びメンテナンス制御手段、を有するメンテナンスキット１３−２と、を備えた。【選択図】図５

Description

本発明は、携帯型画像形成システム、画像形成装置、及び画像形成方法に関する。

昨今、ノートPC(Personal Computer)の小型化、スマートデバイスの急激な普及により、プリンタにおいても、“小型化・携帯化”が大きな要望の一つとして挙げられている。
すでに携帯型のプリンタとして、ハンディモバイルプリンタもしくはハンドヘルドプリンタが商品化されており、その形態は、紙面上を人の手でフリーハンドに走査しながら、印刷できるものである。

従来のシリアルIJ(Ink Jet)プリンタでは、非印刷時等にインクヘッドノズルからインク液が吐出されない状態が継続した場合や、印刷処理が長時間連続して実施された場合、インクヘッドノズル（以下、ノズル）からインクの溶媒が水蒸気として蒸発する。この蒸発により、ノズル内のインクが乾燥してインク粘度が上昇したり、ノズルにおけるインクの端部に表面張力によって形成されているメニスカスが破壊されたりしてしまうことがある。その結果、ノズル内の目詰まりやノズル内への気泡の侵入等により、印刷が良好に行われなくなるという現象が生じることがある。

このため、従来のシリアルIJプリンタとしては、これらの現象を防ぐために、キャッピング手段を備えたものが提案されている。しかし、シリアルIJプリンタと違い、ハンディモバイルプリンタは動力を持たないため、IJ特有の維持ユニットが無く、メンテナンスが課題である。

そのため、ハンディモバイルプリンタのメンテナンス方法としてはユーザがヘッドを布等で拭く方法やユーザがプリンタの吐出機能を使って空吐出を行う方法が知られている。

ヘッドを布で拭く方法は、REINER社のM621-JET798で採用されている。空吐出を行う方法は、Xyron社のDesign Runnerで採用されており、空吐出と充電を行うことができるメンテナンスキットにDesign Runnerを置きユーザがボタンを押すと空吐出を行うことになっている。
ハンディモバイルプリンタに関しては、マーベル社に先行技術があり（例えば、特許文献１参照。）、位置検知にセンサ＋画像キャプチャモジュールを用いる方法が挙げられている。
また、本出願人による特許文献２にて、位置検知にセンサ＋画像キャプチャモジュールを用いる方法が挙げられている。

しかしながら、特許文献１、２にはメンテナンスについての記載はなく、ヘッドの故障やインクが不吐出になるまでユーザが気づかない。また、インクの不吐出が起こった場合、印刷画像にノズル抜け等の画像劣化が生じる問題があった。

そこで、本発明の目的は、インクの不吐出が起こる前にユーザにメンテナンスを促すとともに、印刷制限をかけた後、復帰した際の画像劣化を防止することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、相対的な位置を検知する座標検知手段、画像情報に基づいてインクジェットヘッドを駆動するヘッド駆動手段、メンテナンスの要因を検知する要因検知手段、前記メンテナンスを管理するメンテナンス管理手段、前記メンテナンスの実施をユーザに報知する報知手段、及び前記メンテナンスのイベントが発生したときに吐出を制御する吐出制御手段、を有する携帯型画像形成装置と、前記携帯型画像形成装置の２次電池を充電する充電手段、前記インクジェットヘッドのメンテナンスを実施する可動手段、及び前記可動手段により前記メンテナンスを実行させるメンテナンス制御手段、を有するメンテナンスキットと、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、インクの不吐出が起こる前にユーザにメンテナンスを促すとともに、印刷制限をかけた後、復帰した際の画像劣化を防止することができる。

従来の携帯型画像形成システムの機能ブロック図である。 図１に示したハンディモバイルプリンタの印刷フローチャートである。 図１に示したハンディモバイルプリンタ用のメンテナンスキットの機能ブロック図である。 図１に示したハンディモバイルプリンタのメンテナンスのフローチャートである。 一実施形態に係る全体構成のブロック図である。 図５に示したハンディモバイルプリンタ21-2に用いられるメンテナンス管理部29のブロック図の一例である。 図５に示したハンディモバイルプリンタのメンテナンスを説明するためのフローチャートの一例である。 図５に示したメンテナンスキットに関する構成ブロック図の一例である。 図８に示したメンテナンスキットのメンテナンスに関するフローチャートの一例である。 （ａ）〜（ｄ）は、本実施形態における閾値を３つ持った時のノズル制限例の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本実施形態における閾値を３つ持った時のノズル制限例の他の一例を示す図である。 本実施形態におけるユーザ報知手段としてのユーザ報知部による報知の一例を示す図である。 本実施形態のメンテナンスキット13-3によるメンテナンス後に印刷を復帰できるハンディモバイルプリンタ12-3に関する構成のブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１３の構成で図１０に対するメンテナンス後に印刷を継続した場合の一例である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１３の構成で図１１に対するメンテナンス後に印刷を継続した場合の一例である。 （ａ）は、ハンディモバイルプリンタの基本構成としての底面図の一例であり、（ｂ）は、（ａ）に示したハンディモバイルプリンタのノズルの位置を示す図である。 ハンディモバイルプリンタの外観斜視図である。 実施形態２に係る全体構成のブロック図である。 （ａ）は、ノズル回復メンテナンス機構の要部であり、（ｂ）は（ａ）に示した要部を含むメンテナンスキットの開口部にハンディモバイルプリンタ12-1〜12-4を挿入する様子を示す外観斜視図である。 図１９に示したノズル回復メンテナンスを行う維持回復機構81の概念図である。

＜概 要＞
本発明の実施の形態を説明する。本発明は、携帯型画像形成装置としてのハンディモバイルプリンタのメンテナンスを促す携帯型画像形成システムについて以下の特徴を有する。
要するに、メンテナンスを実施してからの時間情報により印刷制限をかけ、ユーザにメンテナンスを促すように報知を行い、吐出データを記憶して吐出を中断した領域に戻った時印刷の再開ができることを含むのである。

＜本発明の前提となった発明＞
［構 成］
図１は、従来の携帯型画像形成システムの機能ブロック図である。以下、同様の部材には共通の符号を用いる。
携帯型画像形成システムは、携帯型画像形成装置としてのハンディモバイルプリンタ12-1、及びメンテナンスキット13-1を有する。
ハンディモバイルプリンタ12-1は、メインの制御部14は、CPU15、Host I/F 18、RAM17、ROM16、画像情報に基づいてヘッド駆動手段としてのヘッド制御部21、位置検知センサ22、及び位置算出回路20を有する。
CPU(Central Processing Unit)15は、各演算処理・制御を司る機能を有するデバイスである。Host I/F(Inter Face) 18は、PC/スマートフォン11との間の制御、画像や操作コマンドの入力I/Fである。RAM(Random Access Memory)17は、各演算、各画像処理の実行メモリとして使用するデバイスである。ROM(Read Only Memory)16は、ハンディモバイルプリンタ12-1のハードウェア制御を行うファームウェアやインクジェットヘッド24の駆動波形データ等を格納する機能を有するデバイスである。吐出制御手段としてのヘッド制御部21は、インクジェットヘッド24を駆動させるためのデータ処理、駆動波形を生成する機能を有するデバイスである。位置算出回路20は、ハンディモバイルプリンタ12-1の位置情報を検出する位置検知センサ22の情報を元に、インクジェットヘッド24のノズル位置情報を算出する機能を有するデバイスである。

位置検知センサ22はハンディモバイルプリンタ12-1の相対的な位置を検出する手段で、マウスに使用される光学センサや小型のカメラモジュール等を複数個搭載し、ハンディモバイルプリンタ12-1自身の回転位置も検出できる。位置検出センサ22は、元形成画像データを記憶し、カメラモジュールにより形成した画像をスキャンし、元データとスキャンデータとをマッチングすることでハンディモバイルプリンタ12-1の位置を見失っても復帰することが可能である。位置検出センサ22は、GPS(Global Positioning System)等の絶対位置を検出する方法を用いて絶対位置を見失わないように構成できる。
ハンディモバイルプリンタ12-1による印刷の開始タイミングはユーザによるものである。印刷開始のトリガとなるボタン25である印刷開始ボタンを有し、印刷開始や電源のオンオフ等ユーザに対する報知手段としてLED(Light-Emitting Diode)23を有する。電力源として、２次電池26を有し、メンテナンスキット13-1から充電する。この充電により電源容量を回復する。２次電池26は充電式であり、メンテナンスキット13-1は単純に充電のみを行うもので、ACアダプタやUSB給電アダプタ等を用いる。
ハンディモバイルプリンタ12-1に電源を入れると、各モジュールMdに電源が供給され、CPU15はROM16に格納されているプログラムからBoot動作を開始し、プログラム・各データをRAM17に展開する。

［動 作］
図２は、図１に示したハンディモバイルプリンタの印刷フローチャートである。
PC/スマートフォン11からデータをハンディモバイルプリンタ12-1のROM16に格納しておき、そのデータを選択する（ステップ01）。CPU15はデータに位置情報を付加してRAM17に展開する（ステップ02）。
ユーザが紙面に自分の描きたい画像の始点を合わせて、印刷開始のトリガとなるボタン25を押す（ステップ03）。ボタン25を押した位置を原点としてRAM17に記憶し、この開始位置から印刷が開始される。ボタン25を押すとLED23を使ってユーザに印刷開始を報知する（ステップ04）。

ハンディモバイルプリンタ12-1をユーザの手によって移動させるフリーハンド走査を行い、位置検知センサ22からその位置情報を取得する（ステップ05）。
取得した位置情報から、位置算出回路20によりインクジェットヘッド24の各ノズルの位置情報を算出する（ステップ06）。各ノズルの座標は、位置検知センサ22に対する、インクジェットヘッド24の組み付け位置、インクジェットヘッド24内の各ノズルの位置・間隔によって決まり、その情報は予めROM16に記録してあるので、読み出すことができる。

取得した位置情報から、ハンディモバイルプリンタ12-1の周辺の画像データをRAM17からヘッド制御部21に転送し（ステップ07）、ノズルの位置と画像データの位置情報とが一致したノズルの吐出を行い、印刷する（ステップ08、09）。一致しない場合は、ステップ04〜ステップ08を一致するまで繰り返す。

フリーハンド走査で印刷する際、ハンディモバイルプリンタ12-1は次にどの方向に走査されるか分からない。よって、次の印刷データが確定できない為、ヘッド制御部21は、予めあらゆる方向の移動を考慮し、印刷データを持っておく必要がある。よって、この時点で、CPU15は、ROM16より、印刷開始位置周辺の画像データをヘッド制御部21内に内蔵されたメモリ(例えばSRAM:Static RAM)に転送しておく。

位置情報は位置検知センサ22をサンプリングする周期により更新されるため、インクの吐出/不吐出を判定する周期はこの位置情報の更新周期に依存する。尚、この位置情報更新時、CPU15の代わりに、ハード回路（例えばASIC/FPGA）を用いても構わない。尚、ASICはApplication Specific Integrated Circuitの略であり、FPGAはField Programmable Gate Arrayの略である。
印刷が完了するまでステップ04〜09の処理を繰り返し、印刷が完了したらLED23を使ってユーザに報知を行う。
以上の処理により、ハンディモバイルプリンタ12-1はユーザのフリーハンド操作により画像を形成することができる。

図３は、図１に示したハンディモバイルプリンタ用のメンテナンスキットの機能ブロック図である。
図１の説明でも述べたように、従来のメンテナンスキット13-1はハンディモバイルプリンタ12-1に充電のみを行うものである。メンテナンスキット13-1は、ACアダプタ30で100Vの交流電圧を直流低電圧に変換し、２次電池の充電制御を行う２次電池充電回路13aにより、プリンタ側の内蔵２次電池に電力を供給する。
プリンタI/F 13bは、ハンディモバイルプリンタ12-1とデータを授受する。プリンタI/F 13bは、ハンディモバイルプリンタ12-1がメンテナンスキット13-1に接続されていることを検知する検知信号の端子、２次電池の充電制御を行う制御信号の端子、及び給電端子を有する。
IJ特有のヘッドのインク不吐出を改善するメンテナンス機能は、メンテナンスキット13-1にはなく、メンテナンスモードとして空吐出を布等に行ってノズルに詰まったインクを除去する機能を有する。

図４は、図１に示したハンディモバイルプリンタのメンテナンスのフローチャートである。
図１に示したハンディモバイルプリンタ12-1のメンテナンスは、メンテナンス用のボタン25をユーザの判断によりユーザが押すところから始まる。そして、ユーザがボタン25を押したら、ROM16内に格納されたメンテナンス用データを吐出する。（ステップ11,12）
以上の方法では、ハンディモバイルプリンタ12-1のヘッドからのインクの不吐出が起きてからユーザがメンテナンスを実行するため、インクの不吐出を未然に防ぐことはできない。

＜実施の形態１＞
以下、本実施形態について図面を用いて詳細に解説する。
［構 成］
図５は、一実施形態に係る全体構成のブロック図である。
本実施形態は、前のインクの吐出からの時間やインクの吐出開始からの連続吐出時間が分かるように制御部14-2にRTC(Real Time Clock)31を有する。制御部14-2内のヘッド制御部21にインクジェットヘッド24が接続されている。インクジェットヘッド24は、ノズル内のインクの粘度や温度等を検出するアナログセンサ28を有する。これら粘度や温度等はメンテナンスの要因であり、アナログセンサ28はメンテナンスの要因を検知する要因検知手段である。
前のインクの吐出からの時間やインクの吐出開始からの連続吐出時間等、メンテナンスに必要な時間カウンタをメンテナンス管理部29に有し、このカウンタが閾値を超えた場合、ユーザ報知手段を用いてユーザへのメンテナンスを促す報知を行う。
また、インクジェットヘッド24のノズル内のアナログセンサ28により検出された値がメンテナンス管理部29に保存してあるメンテナンスの閾値を超えた場合も同様に、ユーザ報知手段としてのユーザ報知部27を用いて報知を行う。
また、メンテナンスキット13-2のメンテナンスキット本体に電力を供給する２次電池26の電力に関しても閾値を持ち、閾値以下の電力となると、ユーザ報知部27を用いて報知を行う。メンテナンスキット本体は、メンテナンス可動部13c及びメンテナンス制御部13dを有する。

図６は、図５に示したハンディモバイルプリンタ12-2に用いられるメンテナンス管理部29のブロック図の一例である。
図６に示すメンテナンス管理部29は、イベント発生部29a、メンテナンス実施判定部29b、及び使用ノズルテーブル29cを有する。イベント発生部29aは、定期的なタイマーイベントを発生する機能を有する。メンテナンス実施判定部29bは、メンテナンスを実施するか否かを判定する機能を有する。使用ノズルテーブル29cは、使用したノズルと吐出状態との関係を示すテーブルである。

［ハンディモバイルプリンタのメンテナンス動作］
図7は、図５に示したハンディモバイルプリンタのメンテナンスを説明するためのフローチャートの一例である。
イベント発生部29aでは、プリンタが印刷時、待機時、スリープ時などで定期的なタイマーイベントを発生し、イベント発生によりメンテナンスフローを開始する。
メンテナンス実施判定部29bにより、RTC31から時間を読み、閾値保存部の閾値によりメンテナンス条件に入っているか否かの判断を行う（ステップ21）。
また、同じタイミングでアナログセンサ情報や２次電池の情報を検出し、閾値比較を行う（ステップ21）。
閾値を超える等のメンテナンス実施の条件に入った場合、メンテナンスイベントフラグをオンにし（ステップ22）、ユーザに報知する（ステップ23）。
メンテナンス条件に入った時が印刷中か否かを判断する分岐があり（ステップ24）、印刷中の場合は吐出ノズルに制限を加える（ステップ25）。
メンテナンスが実施されたか否かを判断する分岐があり（ステップ26）、メンテナンスが実施されない場合は、ステップ21〜ステップ26を繰り返す。
２次電池の充電やIJプリンタ特有の維持メンテナンスが実施され、アナログセンサの条件や２次電池電力条件が改善されたことを確認できたら、メンテナンスイベントフラグをオフにし、ユーザ報知も解除する（ステップ27）。

図８は、図５に示したメンテナンスキットに関する構成ブロック図の一例である。
図８に示すメンテナンスキット13-2は、２次電池充電回路13a、プリンタI/F 13b、メンテナンス可動部13c、メンテナンス制御部13d、及びACアダプタ30を有する。
メンテナンス可動部13cは、ノズルを吸引するポンプを駆動したり、ノズルを拭くワイパーを駆動させたりする機能を有する。
メンテナンス制御部13dは、メンテナンス可動部13cを動作させると共に、正常に作動しているかを監視する。
尚、２次電池充電回路13a及びプリンタI/F 13bについては、前述したので説明を省略する。

［メンテナンスキットのメンテナンス動作］
図９は、図８に示したメンテナンスキットのメンテナンスに関するフローチャートの一例である。
メンテナンスキット13-2には、ハンディモバイルプリンタ12-3を接続した時の信号を検出し、メンテナンスフラグがオンの場合、メンテナンスを開始する。
メンテナンスを実施し（ステップ31）、メンテナンスフラグがオフになるまでステップ31〜ステップ32を実施する。
メンテナンス制御部13dが２次電池のメンテナンスフラグを検知した場合、２次電池充電回路13aによりプリンタの２次電池に給電を実施する。
また、メンテナンス制御部13dがIJの維持系のメンテナンスフラグを検知した場合、メンテナンス管理部29からメンテナンス可動部13cに制御信号を送り、IJの維持系のメンテナンスを実施する。
IJの維持系のメンテナンスとして、メンテナンス可動部13cは、ヘッドの表面をワイパーで拭うワイピングの制御や、ポンプによる吐出液の吸引等メンテナンスに必要な部材を駆動させてメンテナンスを行う。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態における閾値を３つ持った時のノズル制限例の一例を示す図である。
図１０（ａ）〜（ｄ）において、紙面上に矩形状の破線で示すインクジェットヘッドをヘッド走査方向に走査した後の状態が示されている。白丸はノズルを示し、黒いドットは印刷されたドットを示す。

メンテナンス管理部29の閾値は複数持つことができ、ノズル制限についても段階的に設定することが可能な構成とする。例えば、ヘッドの全ノズル数がn個の場合、吐出してからの時間の閾値として、t1,t2,t3（0＜t1＜t2＜t3とする）の３つ持つことができるとする。
閾値が0〜t1までの間はノズル数ｎ個全てで印刷する。ｎが８の場合、紙面に６４個の黒いドットが印刷される（図１０（ａ））。
閾値がt1〜t2の間はノズル数3n/4で印刷する。この場合、紙面に４８個の黒いドットが印刷される。すなわち、制御部14-2により吐出制御されることにより印刷範囲が狭くなっている（図１０（ｂ））。
閾値がt2〜t3の間はノズル数n/2で印刷する。この場合、紙面に３２個の黒いドットが印刷される。同様に、制御部14-2により吐出制御されることにより印刷範囲が狭くなっている（図１０（ｃ））。
閾値がt3以降はインクを全く吐出しない処理とする。この場合、紙面に黒いドットは無い（図１０（ｄ））。
以上のように、t3以降は印刷できなくし、ハンディモバイルプリンタ12-2をユーザにメンテナンスキット13-2に戻すように報知をする。

この吐出制限では、RAM17に吐出した画像データとその付随した位置情報とを記憶しておき、吐出画像と未吐出画像の画像とを位置を分けて記憶する。この記憶手段としては、吐出後の画像データを白（または黒）のような固定のデータとして吐出前のデータに上書きし、この固定データ以外の画像データを未吐出データとする方法でもよく、吐出データは吐出データとして別の領域に記憶する。

図１１（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態における閾値を３つ持った時のノズル制限例の他の一例を示す図である。
閾値が0〜t1までの間はノズル数ｎ個全てで印刷する。ｎが８の場合、紙面に６４個の黒いドットが印刷される（図１１（ａ））。
閾値がt1〜t2の間はノズル数3n/4で印刷する。この場合、ノズル数が６となり紙面に４８個の黒いドットが印刷されるが、互いに隣接するノズル６個を使用するのではなく、二つに分けて間の１個を使用せずに印刷する。この結果１行間を開けて３行ずつ印刷される。すなわち、制御部14-2により吐出制御されることにより印刷範囲が狭くなっている（図１１（ｂ））。
閾値がt2〜t3の間はノズル数n/2で印刷する。この場合、紙面に３２個の黒いドットが印刷されるが、互いに隣接するノズル４個を使用するのではなく、１個ずつ開けて印刷する。この結果１行ずつ間を開けて４行印刷される。同様に、制御部14-2により吐出制御されることにより印刷範囲が狭くなっている（図１１（ｃ））。
閾値がt3以降はインクを全く吐出しない処理とする。この場合、紙面に黒いドットは無い（図１１（ｄ））。

図１０は解像度を落とさず、印刷領域が減少していく例である。図１１は少しずつ解像度を落とす使用ノズルテーブルを持つことで、ノズル制限時に印刷領域が変わらないため最後の閾値t3になった時の変化が分かりやすくした例である。

図１２は、本実施形態におけるユーザ報知手段としてのユーザ報知部による報知の一例を示す図である。
ここで、ユーザ報知部27は、LEDやLCDによる視覚的手段やスピーカにより警告音を発する聴覚的手段、モータ等によりプリンタ自体を振動させる触覚的手段とする。
また、ハンディモバイルプリンタ12-2、12-3は、表示装置、音発生装置、もしくは可動装置を有する外部機器に接続可能である。PCやスマートフォン11との接続がHost I/F 18により確立されている場合、有線、無線にかかわらずPCやスマートフォン11の機能を用いて報知する。

図１３は、本実施形態のメンテナンスキット13-3によるメンテナンス後に印刷を復帰できるハンディモバイルプリンタ12-3に関する構成のブロック図である。
本実施形態のハンディモバイルプリンタ12-3は、制御部14-3の位置情報I/F 19に絶対位置を見失わない、座標検知手段としての絶対位置検出部32が接続されている。これにより、図１０、１１で述べた吐出と未吐出の画像と位置情報から、メンテンスを実施後でも印刷を継続することができる。

図１４（ａ）〜（ｃ）は、図１３の構成で図１０に対するメンテナンス後に印刷を継続した場合の一例である。
図１４（ａ）は、閾値がt1〜t2の間でインクを吐出した場合のメンテナンス前後の様子を示している。メンテナンス前の吐出使用ノズル数は3n/4でありnが８の場合、ノズル数は６となり、メンテナンス前ヘッド走査方向に走査されたインクジェットヘッドの６個のノズルから吐出されたインクの黒いドットが４８個印刷されている。
黒いドットを４８個印刷した後、このインクジェットヘッドをメンテナンス後ヘッド走査方向に走査されたインクジェットヘッドの残りの２個のノズルから吐出されたインクのグレーのドットが１６個本来印刷すべき箇所に印刷される。「残りの２個」は、n/4のｎに８を代入して得た数値である。

図１４（ｂ）は、閾値がt2〜t3の間でインクを吐出した場合のメンテナンス前後の様子を示している。メンテナンス前の吐出使用ノズル数はn/2でありnが８の場合、ノズル数は４となり、メンテナンス前ヘッド走査方向に走査されたインクジェットヘッドの４個のノズルから吐出されたインクの黒いドットが３２個印刷される。
黒いドットを３２個印刷した後、このインクジェットヘッドをメンテナンス後ヘッド走査方向に走査されたインクジェットヘッドの残りの４個のノズルから吐出されたインクのグレーのドットが１６個本来印刷すべき箇所に印刷される。

図１４（ｃ）は、閾値がt3以降でインクを吐出した場合のメンテナンス前後の様子を示している。メンテナンス前の吐出使用ノズル数は０であるため、印刷はされず、黒いドットは無い。
このインクジェットヘッドをメンテナンス後ヘッド走査方向に走査されたインクジェットヘッドの残りの８個のノズルから吐出されたインクのグレーのドットが６４個本来印刷すべき箇所に印刷される。

図１５（ａ）〜（ｃ）は、図１３の構成で図１１に対するメンテナンス後に印刷を継続した場合の一例である。
図１５（ａ）は、閾値がt1〜t2の間で吐出した場合のメンテナンスの前後の様子を示している。メンテナンス前ヘッド走査方向に沿ってノズル数3n/4で印刷する。この場合、ノズル数が６となり紙面に４８個の黒いドットが印刷されるが、互いに隣接するノズル６個を使用するのではなく、二つに分けて間の１個を使用せずに印刷する。この結果１行間を開けて３行ずつ印刷される。
３行ずつ印刷した後、残りのn/4個である２個のノズルでメンテナンス後ヘッド走査方向に沿って、本来印刷すべき箇所であるグレーのドットの位置に印刷される。

図１５（ｂ）は、閾値がt2〜t3の間で吐出した場合のメンテナンスの前後の様子を示している。すなわち、メンテナンス前ヘッド走査方向に沿って一つおきのノズルから黒いドットが印刷され、メンテナンス後ヘッド走査方向に沿って、本来印刷すべき箇所であるグレーのドットの位置に印刷される。

図１５（ｃ）は、閾値がt3以降でインクを吐出した場合のメンテナンス前後の様子を示している。メンテナンス前の吐出使用ノズル数は０であるため、印刷はされず、黒いドットは無い。
このインクジェットヘッドをメンテナンス後ヘッド走査方向に走査されたインクジェットヘッドの残りの８個のノズルから吐出されたインクのグレーのドットが６４個本来印刷すべき箇所に印刷される。

尚、図１４、１５の黒いドットは図１０、１１で示したメンテナンス前に制限したノズルで印刷した領域である。グレーのドットは図１３で説明したように位置情報を見失わない構成で、メンテナンス後に未吐出の画像データを位置情報に沿ってインクを吐出した領域である。

＜作用効果＞
プリンタの不吐出が起こる前に吐出制限をかけ、ユーザに報知も実施することで、不吐出が起こる前にユーザにメンテナンスを促すことができる。吐出データを記憶装置に記憶しておき、印刷制限をかけた後、復帰した際に画像劣化を起こさずに印刷を続行することができる。
以前のメンテナンス処理からの時間を記憶しておきプリンタの不吐出が起こる前に吐出制限をかけ、ユーザにメンテナンスを促す報知を行うことで、吐出領域が少なく、または、無くなる。ユーザがメンテナンスしなければならない状況を作り出し、ユーザにメンテナンスさせることでノズル詰りや故障を回避できるので、ノズル詰りや故障が起らずダウンタイムが減り、耐久性が向上する。
吐出データを記憶装置に記憶しておくことで、印刷制限をかけた領域に戻ったときでも印刷が続行できるので、不吐出がなく、欠落のない画像を形成できる。

印刷制御の閾値を複数持てるメンテナンス管理部を有することにより、段階的にノズル制限をかけることができる。
印刷領域を狭めるような吐出の制御手段を有することにより、解像度ではなく領域を狭めるような吐出制限をすることができる。
印刷解像度を落とすような吐出の制御手段を有することにより、解像度ではなく領域を狭めるような吐出制限をすることができる。
位置検出手段で絶対位置を見失わない手段を有することにより、メンテナンス後に印刷を継続することができる。

吐出画像と非吐出画像とを記憶する手段を有することにより、メンテナンス後に印刷を継続することができる。
メンテナンス後に吐出制限で印刷した領域の画像を補完して吐出する手段を有することにより、メンテナンス後に印刷を継続することができる。
印刷領域を狭めるような吐出の制限手段で吐出した画像を、非印刷画像とその位置情報を計算し、補完する画像を吐出する手段を有することにより、メンテナンス後に印刷を継続し、画像を完成させることができる。

印刷解像度を落とすような吐出の制限手段で吐出した画像を、非印刷画像とその位置情報を計算し、補完する画像を吐出する手段を有することにより、メンテナンス後に印刷を継続し、画像を完成させることができる。
携帯型画像形成装置と接続する他機器の表示装置、音発生装置、可動装置を使用する手段を有することにより、PC/スマホの通知手段を使用してユーザに報知することができる。

＜実施の形態２＞
［概 要］
次に本発明の実施形態２を説明する。本発明は、ハンディモバイルプリンタにて長時間、印刷動作を行っても、いつでも安定したスムーズな印刷動作ができるようにする目的に際して、以下の特徴を有する。
要するに、印刷動作が所定時間経過したことを認識できる手段を搭載し、印刷ユニット部の駆動電源を２次電池で駆動するようにし、印刷動作が所定時間経過した場合、印刷動作が不安定となる前にユーザに通知を行うようにすることを特徴とする。
また、印刷ユニットでの不安定吐出ノズルと２次電池容量とを同時に回復可能なユニットを別体で設け、非印刷時には常にそのメンテユニット上に印刷記録ユニット部を設置してノズル回復を行う。これと同時にノズルの乾燥防止のためにノズル面へのキャッピングを行い、同時にその駆動電源である２次電池容量の充電を同時に行うことができる。

［構 成］
上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。
図１６（ａ）は、ハンディモバイルプリンタの基本構成としての底面図の一例であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）に示したハンディモバイルプリンタのノズルの位置を示す図である。
ハンディモバイルプリンタ 001 は、底面である紙面側の面にインクを吐出するインクジェットヘッド002 と、プリンタ自身の位置を検知するための位置検知センサ 003a,003b、例えば、マウス等で使用される光学センサを有する。
位置検知センサ003a,003bは、一般的に複数個設置されている。これは、インクジェットヘッドの平面上の傾きである回転角度θを検知するためである。
複数の位置検知センサ 003a,003bより出力される“移動度合い(Delta-X, Delta-Y)"から回転角度θ 005 及びインクジェットヘッド 002と位置検知センサとの組み付け距離 004a, 004b三角関数を用いて算出できる。これらの値より、インクジェットヘッド 002が、強いては各ノズル 006 が、開始位置に対する位置情報を、位置検知センサ 003a,003bのサンプリングタイミング毎に、逐次認識することが可能となる。認識できる座標はセンサ出力値の解像度による。

図１７は、ハンディモバイルプリンタの外観斜視図である。
ハンディモバイルプリンタには、印刷の開始タイミングはユーザによるものであり、そのトリガとなるボタンである印刷開始ボタンを有し、印刷開始や電源のオン/オフ等ユーザに対するユーザ報知部27としてLEDを有する。電力源として、２次電池26を有し、メンテナンスキットで充電される。
ハンディモバイルプリンタに電源を入れると、各モジュールMdに電源が供給され、CPU15はROM16 に格納されているプログラムから起動動作を開始し、プログラム・各データをRAM17に展開する。
装置本体にはインクカートリッジが設けられており、カートリッジカバーを開け、インクカートリッジを交換するようになっている。

図１８は、実施形態２に係る全体構成のブロック図である。
本実施形態は、前の吐出からの時間や吐出開始からの連続吐出時間が分かるようにRTC31を有し、インクジェットヘッド24のノズル内のインクの粘度や温度等を検出するアナログセンサ28を有する。
また、本発明では前の吐出からの時間や吐出開始からの連続吐出時間等、記録ヘッド部での印刷記録動作時間を計測する手段として、メンテナンスに必要な時間を計測するカウンタ40をメンテナンス管理部29に持つ。このカウンタ40が閾値を超えた場合、ユーザ報知部27を用いてメンテナンスを促す報知を行う。
尚、上記時間を計測するカウンタ40としては、タイマー回路やタイマーIC等が活用可能である。特に、ユーザが長時間、印刷記録動作を行った場合、ノズル面でのインク乾燥が進み、インク吐出印刷が不安定となる。また本体の２次電池26の駆動電源容量低下による動作停止を防ぐためにも、時間計測したカウンタ40に応じて非印刷記録動作時にユーザに本体メンテナンスを促す報知を行うことが有効となる。
また、インクジェットヘッド24のノズル内のアナログセンサ28により検出された値がメンテナンス管理部29に保存してあるメンテナンスの閾値を超えた場合も同様に、ユーザ報知部27を用いて報知を行う。
また、２次電池26の電力に関しても閾値を持ち、閾値以下の電力となると、ユーザ報知部27を用いて報知を行う。
なお、ユーザ報知部27としては、上記したLED素子での点滅による変化や、色による変化等によって、装置本体の状態を知らしめることが可能である。

図１９（ａ）は、ノズル回復メンテナンス機構の要部であり、図１９（ｂ）は図１９（ａ）に示した要部を含むメンテナンスキットの開口部にハンディモバイルプリンタ12-1〜12-4を挿入する様子を示す外観斜視図である。
本発明のハンディモバイルプリンタでは、本体の記録ヘッド部とは別体にメンテユニット（メンテナンスキットとも言う）を設けている。ユーザは必要に応じて、このメンテナンスキットを活用してプリンタ本体のメンテ回復動作を行うことができる。また、ユーザはプリンタ本体を長時間使用しない場合は、メンテナンスキット上に本体を設置することで、図１９（ａ）中のキャップ機構を活用し、長時間に渡るノズル面へのキャッピング保護を行うことができる。すなわち、ノズル面でのインク乾燥を防ぐことが可能となる。なお、キャッピング動作を行う際には、記録ヘッド部のノズル面とキャップ部とが隙間がないよう密接させるため、図１９中のキャリッジロック50を活用してプリンタ本体が動かないようにしてキャッピング動作を行う。
また、ヘッドのノズル回復動作の際には、図１９中のキャップ82、クリーナー51、廃液針52と吸引ポンプを活用して、インク吸引動作、クリーニング（ワイピング）動作、空吐出動作等を行ってノズル回復を行うことができる。印刷に使用されず、ノズル回復のために使用排出されたインクは廃液針を用いた廃液機構にて吸収され、廃インク吸収体によって回収される。

また、プリンタ本体内部には、記録ヘッド部を駆動するための電源として２次電池を有し、装置本体への電源供給をケーブルレスとして印刷動作を行うことができ、自由でスムーズな印刷操作が可能となる。なお、２次電池としては、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池等のアルカリ２次電池、リチウムイオンやリチウムイオンポリマー等のリチウム２次電池等が利用可能である。

しかしながら、上記したようにユーザが長時間、印刷記録動作を行った場合、本体の２次電池の駆動電源容量が低下して不安定な印刷や印刷動作そのものの停止を招いてしまう。不安定な印刷動作を防止するため、常時十分な２字電池電源容量を確保した状態で印刷動作を行うことが望ましいが、現状ある２次電池の場合には、通常、数時間程度の充電時間が必要とされる。そのため、２次電池充電時間中は、プリンタ本体は数時間程度、使用できない状態となる。本発明で記載したようなキャップ機構を有したメンテユニットが無い場合には、記録ヘッドのノズル面でのインク乾燥が進み、２次電池充電完了後に不安定な印刷動作を招く結果となってしまう。

本発明でのメンテナンスキットを活用することで、ノズル面の回復動作後にキャッピング動作を行い、ノズル面をキャップ保護した状態で同時に本体の２次電池の充電動作を行うことができるため、いつでもスムーズな印刷を開始することが可能となる。

図２０は、図１９に示したノズル回復メンテナンスを行う維持回復機構81の概念図である。
この維持回復機構81は、吸引及び保湿用のキャップ82を保持する保持機構を含むキャップホルダ201と、インクジェットヘッド24のノズル面を拭き取って清浄化する弾性体からなるワイパーブレード83を保持するブレードホルダ203を有する。維持回復機構81には、インクジェットヘッド24から印刷に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作である予備吐出動作を行うための空吐出受け84が配置されている。

ここで、キャップ82には可撓性チューブ210を介して吸引手段であるチュービングポンプ（吸引ポンプとも言う）211が接続されている。したがって、インクジェットヘッド24の維持回復動作を行うときには、回復動作を行うインクジェットヘッド24をキャップ82によってキャッピング可能な位置に選択的に移動させる。
キャップホルダ201の下方にはフレーム212に回転自在に支持したカム軸213を配置し、カム軸213には、キャップホルダ201を昇降させるためのキャップカム214と、ブレードホルダ203を昇降させるためのワイパーカム215をそれぞれ設けている。
チュービングポンプ211及びカム軸213を回転駆動するために、モータ221の回転をモータ軸221ａに設けたモータギヤ222に、チュービングポンプ211のポンプ軸211ａに設けたポンプギヤ223を噛み合わせている。ポンプギヤ223と一体の中間ギヤ224に中間ギヤ235を介して一方向クラッチ237付きの中間ギヤ236を噛み合わせ、この中間ギヤ236と同軸の中間ギヤ228に中間ギヤ229を介してカム軸213に固定したカムギヤ230を噛み合わせている。

維持回復機構81にて、モータ221が正転することによりモータギヤ222、中間ギヤ224、ポンプギヤ223、中間ギヤ235、236が回転し、チュービングポンプ211の軸211ａが回転し、チュービングポンプ211が作動し、キャップ82内を吸引する。このような動作を「キャップ内吸引」又は「ヘッド吸引」という。その他のギヤ228以降は一方向クラッチ227によって回転が遮断されるので回転、すなわち作動しない。
また、モータ221が逆転することによって、一方向クラッチ227が連結されるので、モータ221の回転が、モータギヤ222、中間ギヤ224、ポンプギヤ223、中間ギヤ228、229、235、236を経てカムギヤ230に伝達され、カム軸213が回転する。このとき、チュービングポンプ211はポンプ軸211ａの逆転では作動しない構造となっている。このカム軸213の回転によってキャップカム214及びワイパーカム215がそれぞれ所定のタイミングで上昇もしくは下降する。
なお、インクジェットヘッド24のノズル面31ａを清掃するときにはワイパーブレード83を上昇させた状態にして、インクジェットヘッド24をワイパーブレード83に相対的に移動させることによってノズル面31ａをワイピングする。

＜動作＞
図７と同様のため、説明を省略する。

＜作用効果＞
印刷動作が所定時間経過したことを認識できる手段を搭載し、印刷ユニット部の駆動電源を２次電池で駆動し、印刷動作が所定時間経過した場合、印刷動作が不安定となる前にユーザに通知を行う。また、印刷ユニットでの不安定吐出ノズルと２次電池容量とを同時に回復可能なメンテユニットを別体で設け、非印刷動作時には常にそのメンテユニット上に印刷ユニットを設置してノズル回復と同時にノズルの乾燥防止のためにノズル面へのキャッピングを行う。また、同時にそのメンテユニット上に印刷ユニットを設置することで、その駆動電源である２次電池の充電を同時に行うことができるため、いつでも安定したスムーズな印字記録動作できる。この結果、長時間、印刷動作を行っても、いつでも安定したスムーズな印刷動作ができる。

尚、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

００１、１２−１、１２−２、１２−３、１２−４ ハンディモバイルプリンタ
００２、２４ インクジェットヘッド
００３ａ、００３ｂ、２２ 位置検知センサ
１１ ＰＣ／スマートフォン
１３−１、１３−２、１３−３ メンテナンスキット
１３ａ ２次電池充電回路
１３ｂ プリンタＩ／Ｆ
１３ｃ メンテナンス可動部
１３ｄ メンテナンス制御部
１４−１、１４−２、１４−３ 制御部
１５ ＣＰＵ
１６ ＲＯＭ
１７ ＲＡＭ
１８ Ｈｏｓｔ Ｉ／Ｆ
１９ 位置情報Ｉ／Ｆ
２０ 位置算出回路
２１ ヘッド制御部
２３ ＬＥＤ
２５ ボタン
２６ ２次電池
２７ ユーザ報知部
２８ アナログセンサ
２９ メンテナンス管理部
２９ａ イベント発生部
２９ｂ メンテナンス実施判定部
２９ｃ 使用ノズルテーブル
３０ ＡＣアダプタ
３１ ＲＴＣ
３２ 絶対位置検出部
４０ カウンタ
８１ 維持回復機構
８２ キャップ
８３ ワイパーブレード
８４ 空吐出受け
２０１ キャップホルダ
２０３ ブレードホルダ
２１０ 可撓性チューブ
２１１ チュービングポンプ（吸引ポンプ）
２１２ フレーム
２１３ カム軸
２１４ キャップカム
２１５ ワイパーカム
２２１ モータ
２２１ａ モータ軸
２２２ モータギヤ
２２３ ポンプギヤ
２２４、２２８、２２９、２３５、２３６ 中間ギヤ
２２７ 一方向クラッチ
２３０ カムギヤ

特表２０１０−５２００８７号公報 特許第５１６９１２３号公報

Claims (15)

1. 相対的な位置を検知する座標検知手段、画像情報に基づいてインクジェットヘッドを駆動するヘッド駆動手段、メンテナンスの要因を検知する要因検知手段、前記メンテナンスを管理するメンテナンス管理手段、前記メンテナンスの実施をユーザーに報知する報知手段、及び前記メンテナンスのイベントが発生したときに吐出を制御する吐出制御手段、を有する携帯型画像形成装置と、
   前記携帯型画像形成装置の２次電池を充電する充電手段、前記インクジェットヘッドのメンテナンスを実施する可動手段、及び前記可動手段により前記メンテナンスを実行させるメンテナンス制御手段、を有するメンテナンスキットと、を備えたことを特徴とする携帯型画像形成システム。
2. 前記メンテナンス管理手段は、印刷制御の閾値を複数備えたことを特徴とする請求項１記載の携帯型画像形成システム。
3. 前記吐出制御手段は、印刷領域を狭く制限してインクを吐出させることを特徴とする請求項２記載の携帯型画像形成システム。
4. 前記吐出制御手段は、印刷解像度を低く制限してインクを吐出させることを特徴とする請求項３記載の携帯型画像形成システム。
5. 前記座標検知手段は、前記携帯型画像形成装置の絶対位置を検知することを特徴とする請求項１記載の携帯型画像形成システム。
6. 前記インクジェットヘッドのインクの吐出による吐出画像と吐出できなかった非吐出画像とを記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の携帯型画像形成システム。
7. メンテナンス後にインクの吐出を制限して印刷した領域の画像を補完してインクを吐出させる補完手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の携帯型画像形成システム。
8. 前記吐出制御手段により印刷範囲を狭めて印刷した画像を、前記座標検知手段、前記インクジェットヘッドのインクの吐出による吐出画像と吐出できなかった非吐出画像とを記憶する記憶手段、及びメンテナンス後にインクの吐出を制限して印刷した領域の画像を補完してインクを吐出させる補完手段で補完することを特徴とする請求項１記載の携帯型画像形成システム。
9. 前記吐出制御手段により印刷解像度を低く制限してインクを吐出した画像を、前記座標検知手段、前記インクジェットヘッドのインクの吐出による吐出画像と吐出できなかった非吐出画像とを記憶する記憶手段、及びメンテナンス後にインクの吐出を制限して印刷した領域の画像を補完してインクを吐出させる補完手段により補完することを特徴とする請求項１記載の携帯型画像形成システム。
10. 表示装置、音発生装置、もしくは可動装置を有する外部機器に接続可能なことを特徴とする請求項１から９の何れか一項記載の携帯型画像形成システム。
11. 請求項１記載の携帯型画像形成システムに用いられ、液滴を吐出する記録ヘッド部と、座標位置を検出するセンサを有する携帯型の画像形成装置において、
    前記記録ヘッド部での印刷記録動作時間を計測する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
12. 前記記録ヘッド部の駆動電源として２次電池を使用したことを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
13. 前記記録ヘッド部のノズルに詰まったインクを除去し、前記ノズルをキャップで保護するノズル回復保護手段、及び２次電池による充電で電源容量を回復する電源容量回復手段を前記記録ヘッド部とは別体のメンテナンスキットとして設けたことを特徴とする請求項１１または１２記載の画像形成装置。
14. 前記記録ヘッド部で計測された印刷記録動作時間に応じて、前記記録ヘッド部での前記ノズル回復、及び前記電源容量回復の要否をユーザーに通知するようにしたことを特徴とする請求項１３記載の画像形成装置。
15. 印刷記録動作が所定時間経過したことを認識し、印刷記録ユニット部の駆動電源を２次電池で駆動し、印刷記録動作が所定時間経過した場合、インクの印刷記録動作が不安定となる前にユーザーに通知を行うとともに、印刷記録ユニットでの不安定吐出ノズルと２次電池の容量を同時に回復可能なメンテナンスキットを別体で設け、非印刷記録動作時には常に前記メンテナンスキット上に印刷記録ユニットを設置してノズル回復と同時にノズルの乾燥防止のためにノズル面へのキャッピングを行い、同時に前記メンテナンスキット上に印刷記録ユニットを設置することで、前記２次電池の充電を行うことを特徴とする画像形成方法。