JP2019059192A - 印刷装置、及び印刷装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子を用いてインク吐出を行う印刷装置において、圧電素子を駆動する駆動回路の温度上昇を効果的に抑制しつつ、温度上昇に伴う印刷速度の低下を低減する。【解決手段】印刷媒体に印刷する印刷ヘッド１１２と、印刷ヘッドを駆動する駆動波形生成回路４１０と、駆動波形生成回路の温度を検出する温度検出回路４２６と、温度検出回路により検出された温度に基づいて、駆動波形生成回路の温度に応じて予め設定されている同時駆動可能な印刷ヘッドのノズル数を超えないように、駆動波形生成回路を制御して印刷ヘッドを駆動させることにより、駆動波形生成回路の発熱を抑制する制御部４１２と、を備える印刷装置。【選択図】図４

Description

本発明は、印刷装置、及び印刷装置の制御方法に関する。

従来、印刷装置として、印刷ヘッド内にインク吐出ノズルに対応して圧電素子を設け、圧電素子への通電をオン／オフすることによりノズルからのインク吐出を制御して印刷を行うインクジェット式プリンターが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、圧電素子への電圧印加をオン／オフするトランジスターの温度を検知し、温度が所定の閾値を超えたときに、上記トランジスターの冷却時間（動作停止時間）を延長し又は印刷パス数を増加させる印刷装置が開示されている。

特開２００４−９０５０２号公報

しかしながら、上記従来の印刷装置では、圧電素子を駆動するトランジスターの温度が所定の閾値を超えたときに、一律に冷却時間を延長し又は印刷パス数を一定数まで増加させるので、上記温度が上記閾値を跨ぐ際に印刷速度が大きく変化することとなり得る。

本発明の目的は、圧電素子を用いてインク吐出を行う印刷装置において、圧電素子を駆動する駆動回路の温度上昇を効果的に抑制しつつ、この抑制の結果として生ずる、温度上昇に伴う印刷速度の低下を低減することである。

上記課題を解決するために、本発明の印刷装置は、印刷媒体に印刷する印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドを駆動する駆動回路と、前記駆動回路の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記駆動回路の温度に応じて予め設定されている同時駆動可能な前記印刷ヘッドのノズル数を超えないように、前記駆動回路を制御して前記印刷ヘッドを駆動させることにより、前記駆動回路の発熱を抑制する制御部と、を備える。
この構成によれば、印刷の際に同時駆動されるノズル数が駆動回路の温度に応じて予め設定されたノズル数を超えないように駆動回路が制御される。このため、駆動回路の温度上昇を効果的に抑制しつつ、この抑制の結果として生ずる、温度上昇に伴う印刷速度の低下を低減することができる。

また、本発明は、前記駆動回路の温度に対応した、同時駆動可能な前記印刷ヘッドのノズル数を示す閾値情報を記憶した記憶部を有し、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記閾値情報が示す前記印刷ヘッドのノズル数を超えないように、前記駆動回路を制御して前記印刷ヘッドを駆動させる。
この構成によれば、駆動回路の温度に応じた、同時駆動可能な前記印刷ヘッドのノズル数を示す閾値情報を予め記憶部に記憶しておくので、駆動回路の温度に基づいて閾値情報を参照することにより、容易に駆動回路を制御することができる。

また、本発明は、前記印刷ヘッドが複数のノズルを備え、前記駆動回路は、印刷データに基づき複数の前記ノズルから駆動するノズルを選択する選択回路と、前記印刷ヘッドのノズルを駆動する電圧波形を生成するトランジスターを備えた駆動波形発生回路と、を備え、前記温度検出部は、前記トランジスターの温度を検出する。
この構成によれば、同時使用するノズルの数の影響を直接的に受けて発熱量が増加するトランジスターの温度に基づいて駆動回路が制御される。このため、より効果的に、駆動回路の温度の上昇を抑制し、この抑制の結果として生ずる、温度の上昇に伴う印刷速度の低下を低減することができる。

また、本発明は、前記印刷媒体の印刷可能領域のサイズに基づき前記印刷ヘッドにより印刷を行う定型印刷モードを実行可能であり、前記制御部は、前記定型印刷モードにおいて、前記印刷ヘッドの印刷位置が前記印刷可能領域の終端を含む所定範囲内である場合は、前記駆動回路の温度に応じた前記駆動回路の制御を行わない。
この構成によれば、駆動回路の温度上昇に伴う印刷速度の減少を低減しつつ、印刷動作のスループットを更に向上することができる。

また、本発明は、前記印刷ヘッドを、前記印刷媒体の搬送路において往復走査させる走査機構を備え、前記制御部は、前記駆動回路の温度に応じて予め設定されている同時駆動可能な前記印刷ヘッドのノズル数を超えないように、印刷データに基づく印刷画像において前記印刷ヘッドの１回の走査で印刷する範囲を設定し、前記駆動回路および前記走査機構を制御する。
この構成によれば、駆動回路の温度上昇を効果的に抑制しつつ、この抑制の結果として生ずる、温度上昇に伴う印刷速度の低下を低減することができる。

また、本発明は、前記印刷ヘッドのノズル数を示す閾値情報が、前記駆動回路の環境温度、及び又は、前記印刷ヘッドの走査方向における前記印刷媒体の大きさに対応して設定される。
この構成によれば、駆動回路の温度や印刷媒体の大きさに応じてきめ細かく、駆動回路の温度上昇を抑制しつつ、この抑制の結果として生ずる、温度上昇に伴う印刷速度の低下を低減することができる。

上記課題を解決するため、本発明は、印刷媒体に印刷する印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドを駆動する駆動回路と、を備える印刷装置の制御方法であって、前記駆動回路の温度を検出し、検出した温度に基づいて、前記駆動回路の温度に応じて予め設定されている同時駆動可能な前記印刷ヘッドのノズル数を超えないように、前記駆動回路を制御して前記印刷ヘッドを駆動させることにより、前記駆動回路の発熱を抑制する。
この構成によれば、駆動回路の温度上昇を抑制しつつ、この抑制の結果として生ずる、温度上昇に伴う印刷速度の低下を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る印刷装置の構成を示す図。 本印刷装置の、印刷ヘッドのインク吐出面の構成を示す図。 印刷ヘッドの走査と用紙搬送とによる印刷動作を示す説明図。 キャリッジ、印刷ヘッド、及びヘッド駆動装置の構成を示す図。 閾値情報の一例を示す図である。 印刷装置による印刷動作の例を示す図。 ヘッド駆動装置の動作を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る印刷装置の構成を示す図である。
本印刷装置１００は、例えばインクジェット式カラープリンターである。印刷装置１００は、本体フレーム１０２に固定されたキャリッジガイド軸１０４と、キャリッジガイド軸１０４に挿通されたキャリッジ１０６と、キャリッジ１０６をキャリッジガイド軸１０４上で図示Ａ方向に摺動させるキャリッジ駆動モーター１０８とを備える。ここで、キャリッジ駆動モーター１０８は、キャリッジ１０６が備える印刷ヘッド１１２（後述）を、印刷媒体である用紙Ｐの搬送路において往復走査させる走査機構を構成する。

キャリッジ１０６は、それぞれ異なる色のインクを収容した複数のインクカートリッジ１１０を保持し、インクカートリッジ１１０に収容されたインクは、キャリッジ１０６に設けられた印刷ヘッド１１２から吐出される。

図２は、印刷ヘッド１１２のインク吐出面（用紙Ｐに対向する面）の構成を示す図である。印刷ヘッド１１２は、そのインク吐出面に配されたノズル（図示黒色の点）の配列を備える。これらのノズルは、図示Ａ方向に並べて配された、例えばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクをそれぞれ吐出する４つのノズル群２００、２０２、２０４、２０６で構成されている。

図２に示す例では、ノズル群２００、２０２、２０４、２０６のそれぞれは、幅ｗ長さｄの領域に配された、図示Ａ方向に２個、図示Ｂ方向（Ａ方向に直交する方向）に１３個並んだ２×１３の矩形配列の複数のノズルで構成されている。

用紙Ｐへの印刷は、キャリッジ駆動モーター１０８により印刷ヘッド１１２を用紙Ｐ上で図示Ａ方向の一方側へ1回移動させて用紙Ｐ上の帯状領域に印刷を行う毎に、搬送モーター（不図示）により用紙Ｐを図示Ｂ方向にステップ状に送り出すことで行われる。以下、印刷ヘッド１１２を用紙Ｐ上で図示Ａ方向の一方側に１回移動させることを「走査」と呼び、1回の走査で行う印刷工程を1つの「パス」と呼ぶ。印刷ヘッド１１２は、２パス（２回走査）で用紙Ｐ上を１往復する。

図３は、印刷ヘッド１１２の走査と用紙Ｐのステップ状搬送とによる印刷動作の様子を示す説明図である。
図示の例では、用紙Ｐをステップ状に送り出しつつ印刷ヘッド１１２を図示Ａ方向に沿って５回走査することで、５つの帯状印刷領域３００、３０２、３０４、３０６、３０８に順次画像を形成して、用紙Ｐの全体に印刷が施されている。この例では、印刷ヘッド１１２の１回の走査で形成される帯状印刷領域の幅Ｄに対し、用紙Ｐの送り出し量を、例えばＤ−ΔＤとすることで、互いに隣接する帯状画像領域が幅ΔＤだけ重なるように、印刷画像が形成されている。なお、図３に破線で示す領域３１０は、用紙Ｐ上の印刷可能領域であり、印刷可能領域内に画像が形成されるように、適宜、印刷ヘッド１１２のノズルからのインク吐出が制御される。図３の例では、各帯状印刷領域３００、３０２、３０４、３０６、３０８は、それぞれ、印刷ヘッド１１２の１つのパスで印刷され、印刷可能領域３１０は５パスで印刷される。

印刷ヘッド１１２に設けられた全てのノズルを用いて行う通常の印刷動作においては、帯状印刷領域３００等の幅Ｄは、印刷ヘッド１１２のインク吐出面におけるノズル配列の長さｄ（図示Ｂ方向の長さ）により定まる標準的な値（標準幅）Ｄｓに設定される。

印刷装置１００（図１）は、また、印刷ヘッド１１２のインク吐出動作を制御するヘッド駆動装置１１４を有する。
図４は、キャリッジ１０６、印刷ヘッド１１２、及びヘッド駆動装置１１４の構成を示す図である。

印刷ヘッド１１２のノズルからのインク吐出は、印刷ヘッド１１２の複数のノズルのそれぞれに対応して印刷ヘッド１１２に設けられた複数の圧電素子４００−１、４００−２、…、４００−ｎにより制御される。なお、ｎは、印刷ヘッド１１２に設けられているノズルの総数であり、図２に示すノズル構成の場合はｎ＝１０４である。また、以下、圧電素子４００−１、４００−２、…、４００−ｎを総称するときは、圧電素子４００という。

キャリッジ１０６には、これら複数の圧電素子４００のそれぞれへの通電を選択的にオン／オフして動作対象とする圧電素子４００（したがって、動作対象とするノズル）を選択するノズルセレクター回路４０２（選択回路）が設けられている。ここで、ノズルセレクター回路４０２は、選択回路を構成する。

ヘッド駆動装置１１４は、駆動波形生成回路４１０と、制御部４１２と、制御部４１２の動作に必要なデータを記憶する記憶部４１４と、を有する。

駆動波形生成回路４１０は、圧電素子４００に印加する駆動電圧を出力する。駆動波形生成回路４１０は、ノズルセレクター回路４０２により選択された圧電素子４００の端子間に所定の電圧を印加するためのトランジスター４２０を備える。また、駆動波形生成回路４１０は、上記選択された圧電素子４００の端子間を短絡して印加電圧をほぼゼロにするためのトランジスター４２２を備える。すなわち、トランジスター４２０、４２２は、印刷ヘッド１１２のノズルを駆動する電圧波形を生成する。本実施形態では、トランジスター４２０及び４２２は、それぞれ、ＮＰＮ型及びＰＮＰ型バイポーラトランジスターである。これに代えて、例えば電解効果トランジスター（ＦＥＴ）を、トランジスター４２０及び４２２として用いることもできる。

また、駆動波形生成回路４１０は、制御部４１２からの信号に基づいてトランジスター４２０及び４２２の動作を制御する駆動波形発生回路４２４を備える。ここで、駆動波形生成回路４１０と、ノズルセレクター回路４０２とは、印刷ヘッド１１２を駆動する駆動回路を構成する。

駆動波形生成回路４１０は、さらに、駆動波形生成回路４１０の温度、特にトランジスター４２０、４２２の温度を検知する温度検出回路４２６を備える。温度検出回路４２６は、例えば、サーミスターで構成され、周囲温度によって変化するサーミスターの抵抗値に応じた電圧を制御部４１２に出力する。

制御部４１２は、例えば外部のパーソナルコンピューター（不図示）から受信した印刷データに基づいて、用紙Ｐへの印刷を行うべく、駆動波形生成回路４１０、ノズルセレクター回路４０２、及びキャリッジ駆動モーター１０８の動作を制御する。制御部４１２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーを備えるコンピューターである。制御部４１２は、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を有する構成であってもよい。そして、制御部４１２は、機能要素（又は機能ユニット）として、画像生成部４３０と、駆動波形制御部４３２と、走査制御部４３４と、ノズル数決定部４３６と、温度算出部４３８と、を有する。

制御部４１２が備えるこれらの機能要素は、例えば、コンピューターである制御部４１２がプログラムを実行することにより実現される。なお、上記コンピューター・プログラムは、コンピューター読み取り可能な任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。

上記に代えて、制御部４１２が備える上記機能要素の全部又は一部を、それぞれ一つ以上の電子回路部品を含むハードウェアにより構成することもできる。

画像生成部４３０は、外部から受信する印刷データに基づいて、次に実行する印刷ヘッド１１２の１回の走査において標準幅Ｄｓの帯状印刷領域に形成すべき画像のデータ（印刷画像データ）を生成する。その際、画像生成部４３０は、生成した印刷画像データに基づいて、標準幅Ｄｓの帯状印刷領域を次の１回の走査で印刷する際に同時に駆動することが必要なノズルの数（要求ノズル数）Ｎｐを算出する。そして、画像生成部４３０は、要求ノズル数Ｎｐが、後述するノズル数決定部４３６から出力される最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）より大きいときは、同時に駆動するノズル数がＮ（ｔ）を超えないように、次の１回の走査で印刷する範囲を縮小して設定する。より具体的には、同時に駆動するノズル数がＮ（ｔ）を超えないように、次の１回の走査で印刷する帯状印刷領域の幅Ｄを設定し、帯状印刷領域についての印刷画像データを生成する（印刷範囲の設定動作については、さらに後述する）。

そして、画像生成部４３０は、生成した印刷画像データを、駆動波形制御部４３２へ出力すると共に、後述する走査制御部４３４に指示して印刷ヘッド１１２の走査を開始させる。続いて、画像生成部４３０は、上記生成した印刷画像データに基づき、印刷ヘッド１１２の移動に伴って、動作対象とすべきノズルを順次選択し、選択したノズルに対応する圧電素子４００への通電経路をオンするようにノズルセレクター回路４０２を制御する。

駆動波形制御部４３２は、画像生成部４３０から受信した印刷画像データに基づいて、画像生成部４３０により選択される上記ノズルについてのインクの吐出量と吐出タイミングを定める。また、駆動波形制御部４３２は、定めたインクの吐出量及び吐出タイミングに応じた信号を、駆動波形発生回路４２４へ出力する。

走査制御部４３４は、画像生成部４３０からの指示により、キャリッジ駆動モーター１０８（図１）の制御を開始して、印刷ヘッド１１２の走査を行う。すなわち、キャリッジ駆動モーター１０８を制御してキャリッジ１０６をキャリッジガイド軸１０４上で摺動させることにより、キャリッジ１０６に設けられた印刷ヘッド１１２を、印刷媒体（用紙Ｐ）の搬送路において図１の図示Ａ方向に移動させる。

ここで、画像生成部４３０によるノズルセレクター回路４０２の制御と、駆動波形制御部４３２からのインク吐出量及び吐出タイミングを示す信号の出力とは、走査制御部４３４が行う用紙Ｐ上における印刷ヘッド１１２の移動に同期して行われる。これにより、画像生成部４３０が生成した印刷画像データに対応する走査１回分の画像が用紙Ｐ上に印刷されて、一つの帯状印刷領域の印刷が完了する。

温度算出部４３８は、駆動波形生成回路４１０の温度検出回路４２６が出力する電圧に基づいて駆動波形生成回路４１０の温度ｔを検出し、検出した温度をノズル数決定部４３６へ出力する。ここで、温度算出部４３８と、温度検出回路４２６とは、駆動波形生成回路４１０の温度、特にトランジスター４２０、４２２の温度を検出する温度検出部を構成する。

ノズル数決定部４３６は、温度算出部４３８が算出した駆動波形生成回路４１０の温度ｔに基づいて、後述する記憶部４１４が記憶する閾値情報４４０を参照する。そして、１回の走査において同時に駆動することが許容される（同時駆動可能な）ノズル数である最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を算出する。そして、ノズル数決定部４３６は、算出した最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を、画像生成部４３０へ出力する。

記憶部４１４は、例えば半導体メモリーで構成されており、閾値情報４４０を記憶する。閾値情報４４０は、駆動波形生成回路４１０の温度ｔに応じて決定すべき、１回の走査において同時に駆動することのできる最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を表す。閾値情報４４０は、例えば、印刷装置１００の電源がオンされて、コンピューターである制御部４１２がプログラムの実行を開始したときに、印刷動作に先立って、上記プログラムに記述されたデータに従って記憶部４１４に書き込まれる。これに代えて、記憶部４１４を不揮発性メモリーで構成しておき、例えば印刷装置１００の製造時に、閾値情報４４０を記憶部４１４に予め書き込んでおくものとすることもできる。

図５は、駆動波形生成回路４１０の温度に応じた最大吐出ノズル数を規定する閾値情報４４０の一例を示す図である。図５には、閾値情報４４０として、駆動波形生成回路４１０の（より具体的には、トランジスター４２０、４２２の）温度ｔに応じた、１回走査あたりの（１走査あたりの）最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を規定するライン５００が示されている。図示横軸は、温度検出回路４２６と温度算出部４３８とにより検出された駆動波形生成回路４１０の温度ｔを示し、図示縦軸は、１走査あたりの最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を示す。図示の例では、最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）は、温度ｔに対してライン５００に沿って変化し、温度ｔがＴａ以下の領域では一定値Ｎｍａｘであり、温度ｔがＴａを超える領域では、温度ｔの上昇と共に直線的に減少する。

ここで、Ｎｍａｘは、例えば、印刷ヘッド１１２が備える全ノズル数に所定の係数を乗じた数とすることができる。なお、図５に示す閾値情報４４０は、例えば、ライン５００に沿うように温度ｔとＮ（ｔ）の数値とを対応付けたルックアップテーブルの形式で、又はライン５００を表す所定の数式の係数で構成される数値群として、記憶部４１４に記憶しておくことができる。

上述したように、制御部４１２の画像生成部４３０は、印刷画像データに基づいて、次の１回の走査において標準幅Ｄｓの帯状印刷領域を形成するための要求ノズル数Ｎｐ（すなわち、同時に使用すべきノズルの数）を算出する。そして、画像生成部４３０は、要求ノズル数Ｎｐが、駆動波形生成回路４１０の温度ｔに応じて定まる最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）より大きいときは、同時に使用されるノズルの数がＮ（ｔ）を超えないように、次の走査の帯状印刷領域の幅Ｄを縮小して設定する。

より具体的には、画像生成部４３０は、同時に使用するノズル数が最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を超えないように、標準幅Ｄｓの帯状印刷領域を幅方向にＭ個に分割して、１回の走査で形成する帯状印刷領域の幅Ｄを決定する。この分割数Ｍは、例えば次式により算出される。
Ｍ＝ＩＮＴ（Ｎｐ／Ｎ（ｔ））＋１ （１）

画像生成部４３０は、次に印刷する標準幅Ｄｓの帯状印刷領域の印刷画像データを幅方向にＭ個に分割して、次のＭ回の走査においてそれぞれ形成すべき帯状印刷領域についてのＭ個の印刷画像データを生成し、駆動波形制御部４３２に送る。そして、制御部４１２は、上記Ｍ個の印刷画像データに基づき、走査制御部４３４、画像生成部４３０、及び駆動波形制御部４３２により、キャリッジ駆動モーター１０８、駆動波形生成回路４１０、及びノズルセレクター回路４０２を制御して、Ｍ回の走査を行う。これにより、制御部４１２は、同時に使用するノズル数が最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を超えないような幅Ｄｄを持つＭ個の帯状印刷領域を、Ｍ回の走査により形成して、標準幅Ｄｓの帯状印刷領域の印刷を行う。

図６は、同時に使用されるノズル数が駆動波形生成回路４１０の温度ｔに応じた最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を超えないように行われる印刷動作の一例を示す図である。用紙Ｐの印刷可能領域６２０内の印刷画像は、標準幅Ｄｓの５つの帯状印刷領域６００、６０２、６０４、６０６、６０８で構成されている。図示の例では、上述の式（１）で算出されたＭは、用紙Ｐの印刷全体において３であり、標準幅Ｄｓの５つの帯状印刷領域６００、６０２、６０４、６０６、６０８は、それぞれ、３つの帯状印刷領域に分割されて３回の走査（３パス）で印刷が行われている。すなわち、標準幅Ｄｓの帯状印刷領域６００、６０２、６０４、６０６、６０８は、それぞれ、分割された幅Ｄｄを持つ３つの帯状印刷領域６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃと、６１２ａ、６１２ｂ、６１２ｃと、６１４ａ、６１４ｂ、６１４ｃと、６１６ａ、６１６ｂ、６１６ｃと、６１８ａ、６１８ｂ、６１８ｃと、で構成されている。各帯状印刷領域６１０ａ〜６１０ｃ、６１２ａ〜６１２ｃ、６１４ａ〜６１４ｃ、６１６ａ〜６１６ｃ、および６１８ａ〜６１８ｃは、それぞれ、印刷ヘッド１１２の１つのパスで印刷される。従って、図６の例では、印刷可能領域６２０は１５パスで印刷される。

一般に、印刷ヘッド１１２に用いられる圧電素子４００は電気的にはコンデンサーである。したがって、圧電素子４００への電圧印加のオンオフにつれて、トランジスター４２０、４２２には、圧電素子４００への充電電流と放電電流とがそれぞれ流れ、動作の継続と共にトランジスター４２０、４２２の温度が上昇する。そして、ノズルセレクター回路４０２により動作対象として同時に選択される圧電素子４００の数（したがって、同時使用されるノズル数）が多いほど、上記充電電流及び放電電流も大きくなり、トランジスター４２０、４２２の発熱が増えて温度上昇が大きくなる。

上述の構成を有する印刷装置１００は、駆動波形生成回路４１０（特にトランジスター４２０、４２２）の温度ｔの上昇に応じて、同時に使用することを許容する最大のノズル数、すなわち最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を、閾値情報４４０に従って減少させる。そして、１回の走査で同時に使用するノズルの数が最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を超えないように、１回の走査で形成する帯状印刷領域の幅を決定する。このため、駆動波形生成回路４１０のトランジスター４２０、４２２の動作温度の上昇を抑制して、良好なインク吐出動作を確保することができる。

また、印刷装置１００においては、最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）は、図４に示すように、駆動波形生成回路４１０の温度ｔの上昇に対してほぼ連続的に減少（例えば、単調減少）するように設定され得る。このため、最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）の減少に応じて標準幅Ｄｓの帯状印刷領域を印刷するのに要する走査の数も、温度ｔの上昇につれてほぼ連続的に増加することとなるので、温度ｔの上昇に伴う印刷速度の低下を必要最小限まで低減することが可能となる。

さらに、標準幅Ｄｓの帯状印刷領域を印刷するための走査の回数Ｍは、印刷画像データに基づく要求ノズル数Ｎｐと、最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）との比較から算出される（例えば、式（１））。このため、駆動波形生成回路４１０の温度が上昇して最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）が減少しても、標準幅Ｄｓの帯状印刷領域に印刷すべき画像のドット数が少なく、ＮｐがＮ（ｔ）より小さい値である限り、帯状印刷領域についての分割は行われない。すなわち、印刷装置１００では、実際の印刷画像のドット密度に応じて標準幅Ｄｓの帯状印刷領域の分割の要否が判断されるので、不要な印刷速度の低下が防止される。

なお、本実施形態では、記憶部４１４に記憶する閾値情報４４０には、例えば図４に示すような最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を表す一のライン５００についての情報が含まれるものとしたが、これには限られない。これに代えて又はこれに加えて、閾値情報４４０には、所定の複数の条件のそれぞれに応じた、最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を規定する複数のラインについての情報が含まれるものとすることができる。

例えば、閾値情報４４０には、駆動波形生成回路４１０の環境温度や周囲温度の値のそれぞれに応じて最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を規定する、複数のラインについての情報を含めるものとすることができる。これに代えて又はこれに加えて、閾値情報４４０には、例えば、印刷ヘッド１１２の走査方向における用紙Ｐの大きさのそれぞれに応じて最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を規定する、複数のラインについての情報を含めるものとすることができる。より具体的には、例えば、環境温度等が高ければトランジスター４２０等の温度は上昇しやすくなるため、環境温度の複数の値に対して設定されたそれぞれのＮ（ｔ）を表す複数のラインについての情報を、閾値情報４４０に含めるものとすることができる。また、例えば、用紙Ｐのサイズが大きく１回の走査の距離が長いほど、同時に使用すべきノズルの数は多くなる。したがって、用紙Ｐのサイズが大きいほどより多くのノズルの同時使用が許容されるように、印刷ヘッド１１２の走査方向における用紙Ｐの種々のサイズに応じて設定されたＮ（ｔ）を表す複数のラインについての情報を、閾値情報４４０に含めてもよい。

また、最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を表すラインの形状は、図５に示すライン５００のような形状には限られない。最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）は、駆動波形生成回路４１０の温度ｔの変化範囲において、少なくとも、温度ｔの上昇に伴って単調減少する領域を含んでいればよく、温度ｔに対するＮ（ｔ）の変化の形状は任意に設定することができる。例えば、温度ｔに対するＮ（ｔ）の変化の形状は、温度ｔの所定の温度を境にその傾きが変化する直線であってもよいし、温度ｔの増加に対し非線形に減少するものであってもよい。

次に、ヘッド駆動装置１１４の動作について、図７に従って説明する。
図７は、印刷装置１の動作を示すフローチャートである。図７に示す動作は、印刷装置１００の電源がオンされ、例えば外部のパーソナルコンピューターから印刷データを受信したときに開始される。

動作を開始すると、制御部４１２の温度算出部４３８は、温度検出回路４２６の出力を受信して、駆動波形生成回路４１０の（特に、トランジスター４２０、４２２の）温度ｔを検出する（Ｓ１００）。次に、ノズル数決定部４３６は、上記検出した温度ｔに基づき、記憶部４１４が記憶する閾値情報４４０（例えば図５）を参照して、現在の駆動波形生成回路４１０の温度ｔに対応する１走査あたりの最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）を算出する（Ｓ１０２）。

また、画像生成部４３０は、受信した上記印刷データに基づき、次の（すなわち、次の走査で印刷範囲となる予定の）標準幅Ｄｓの帯状印刷領域の印刷において同時に駆動されることとなるノズルの数（すなわち、要求ノズル数）Ｎｐを算出する（Ｓ１０４）。次に、画像生成部４３０は、算出した要求ノズル数Ｎｐが上記算出した最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）より大きいか否かを判断する（Ｓ１０６）。そして、ＮｐがＮ（ｔ）以下であるときは（Ｓ１０６、ＮＯ）、制御部４１２は、次の標準幅Ｄｓの帯状印刷領域を、１回の走査により印刷する（Ｓ１０８）。続いて、制御部４１２は、用紙Ｐ上の印刷がすべて終了したか否かを判断し（Ｓ１１４）、終了していれば（Ｓ１１４、ＹＥＳ）、処理を終了し、終了していなければ（Ｓ１１４、ＮＯ）、ステップＳ１００に戻って処理を繰り返す。

一方、ステップＳ１０６においてＮｐがＮ（ｔ）より大きいときは、画像生成部４３０は、例えば上述した式（１）を用いて、次の標準幅Ｄｓの帯状印刷領域の分割数Ｍを算出する（Ｓ１１０）。そして、画像生成部４３０は、次の標準幅Ｄｓの帯状印刷領域をＭ個に分割し、同時に駆動されるノズル数がＮ（ｔ）を超えないように１走査あたりの印刷範囲を縮小して、帯状印刷領域をＭ回の走査により印刷する（Ｓ１１２）。その後、画像生成部４３０は、処理をステップＳ１１４に移す。

なお、本実施形態では、標準幅Ｄｓの帯状印刷領域の全てについて、要求ノズル数Ｎｐと最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ）との比較を行い、Ｎｐ＞Ｎ（ｔ）の場合に１走査あたりの印刷範囲を縮小するものとした（図７のステップＳ１０６、Ｓ１１０、Ｓ１１２）。ただし、これに限らず、例えば印刷装置１００がＡ４、Ａ３等の定型サイズ用紙の印刷可能領域のサイズに基づいて印刷を行う定型印刷モードを実行可能な場合は、印刷可能領域の終端を含む所定範囲内では、１走査の印刷範囲の縮小を行わないものとしてもよい。

より具体的には、印刷ヘッド１１２の印刷位置が印刷可能領域の終端を含む所定範囲内（例えば図６の符号６０８の領域内）である場合は、１走査の印刷範囲の縮小（すなわち、駆動波形生成回路４１０の温度ｔに応じた制御）を行わないものとすることができる。用紙Ｐ全体の印刷を終了した時点で圧電素子４００の動作はしばらく休止されるので、用紙Ｐの印刷が終了する印刷可能範囲の終端部付近でＮ（ｔ）を超える数のノズル数を同時使用しても、その後の休止期間でトランジスター４２０等が冷却されるためである。

以上、説明したように、本実施形態の印刷装置１００は、用紙Ｐに印刷する印刷ヘッド１１２と、印刷ヘッド１１２を駆動する駆動回路と、駆動回路の温度を検出する温度検出部とを備える。印刷装置１００は、温度検出部により検出された温度に基づいて、駆動回路の温度に応じて予め設定されている同時駆動可能な印刷ヘッド１１２のノズル数を超えないように、駆動回路を制御する制御部４１２を備える。制御部４１２は、駆動回路を制御し、印刷ヘッド１１２を駆動させることにより、駆動回路の発熱を抑制する。

本発明の印刷装置、及び、印刷装置の制御方法を適用した印刷装置１００によれば、印刷の際に同時駆動されるノズル数が駆動回路の温度に応じて予め設定されたノズル数を超えないように駆動回路が制御される。このため、駆動回路の温度上昇を効果的に抑制しつつ、この抑制の結果として生ずる、温度上昇に伴う印刷速度の低下を低減することができる。

詳細には、印刷装置１００は、駆動回路の温度ｔの上昇につれて、１回の走査において同時に駆動することを許容するノズルの最大数（最大吐出ノズル数Ｎ（ｔ））をほぼ連続的に減少させる。そして、標準幅Ｄｓの帯状印刷領域での要求ノズル数Ｎｐ（同時駆動を要するノズル数）がＮ（ｔ）を超えるときは、帯状印刷領域を複数の帯状印刷領域に分割し、１走査あたりの印刷範囲を縮小して、標準幅Ｄｓの帯状印刷領域を複数回の走査により印刷する。これにより、印刷装置１００では、圧電素子４００を駆動する駆動回路の温度上昇を効果的に抑制しつつ、温度上昇に伴う印刷速度の低下を必要最小限まで低減することができる。

また、印刷装置１００は、駆動回路の温度に対応した、同時駆動可能な印刷ヘッド１１２のノズル数を示す閾値情報４４０を記憶した記憶部４１４を有する。制御部４１２は、記憶部４１４に記憶された閾値情報４４０が示す印刷ヘッド１１２のノズル数を超えないように、駆動回路を制御して印刷ヘッド１１２を駆動させる。これにより、駆動回路の温度に応じた、同時駆動可能な印刷ヘッド１１２のノズル数を示す閾値情報４４０を予め記憶部４１４に記憶しておくので、駆動回路の温度に基づいて閾値情報４４０を参照することにより、容易に駆動回路を制御することができる。

また、印刷装置１００では、印刷ヘッド１１２が複数のノズルを備える。駆動回路は、印刷データに基づき複数のノズルから駆動するノズルを選択するノズルセレクター回路４０２と、印刷ヘッド１１２のノズルを駆動する電圧波形を生成するトランジスター４２０、４２２を備えた駆動波形発生回路４２４と、を備える。温度検出部は、トランジスター４２０、４２２の温度を検出する。これにより、同時使用するノズルの数の影響を直接的に受けて発熱量が増加するトランジスター４２０、４２２の温度に基づいて駆動回路が制御される。このため、より効果的に、駆動回路の温度の上昇を抑制し、この抑制の結果として生ずる、温度の上昇に伴う印刷速度の低下を低減することができる。

また、印刷装置１００は、用紙Ｐの印刷可能領域のサイズに基づき印刷ヘッド１１２により印刷を行う定型印刷モードを実行可能である。制御部４１２は、定型印刷モードにおいて、印刷ヘッド１１２の印刷位置が印刷可能領域の終端を含む所定範囲内である場合は、駆動回路の温度に応じた駆動回路の制御を行わない。これにより、駆動回路の温度上昇に伴う印刷速度の減少を低減しつつ、印刷動作のスループットを更に向上することができる。

また、印刷装置１００は、印刷ヘッド１１２を、用紙Ｐの搬送路において往復走査させる走査機構を備える。制御部４１２は、駆動回路の温度に応じて予め設定されている同時駆動可能な印刷ヘッド１１２のノズル数を超えないように、印刷データに基づく印刷画像において印刷ヘッド１１２の１回の走査で印刷する範囲を設定する。制御部４１２は、印刷データに基づく印刷画像において印刷ヘッド１１２の１回の走査で印刷する範囲を設定し、駆動回路および走査機構を制御する。これにより、駆動回路の温度上昇を効果的に抑制しつつ、この抑制の結果として生ずる、温度上昇に伴う印刷速度の低下を低減することができる。

また、印刷装置１００では、印刷ヘッド１１２のノズル数を示す閾値情報４４０が、駆動回路の環境温度、及び又は、印刷ヘッド１１２の走査方向における用紙Ｐの大きさに対応して設定される。これにより、駆動回路の温度や用紙Ｐの大きさに応じてきめ細かく、駆動回路の温度上昇を抑制しつつ、この抑制の結果として生ずる、温度上昇に伴う印刷速度の低下を低減することができる。

なお、上記実施形態は本発明を適用した一具体例を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、印刷ヘッド１１２のノズルを駆動する電圧波形を、駆動波形発生回路４２４がトランジスター４２０、４２２を用いて生成する構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、駆動波形発生回路４２４で駆動波形を生成し、この駆動波形をノズルセレクター回路４０２に入力してもよい。

また、上記実施形態では、印刷ヘッド１１２が複数の圧電素子４００−１、…、４００−ｎによりノズルを駆動する、ピエゾ式のインクジェットプリンターである印刷装置１００の構成を例示した。本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、インクを加熱してノズルから吐出される印刷ヘッドを備える印刷装置に、本発明を適用することも可能である。また、複合機等の装置に組み込まれる印刷装置に対して本発明を適用することも可能である。

また、上記実施形態では、印刷媒体である用紙Ｐをステップ式で搬送し、用紙Ｐの搬送方向Ｂと交差する方向Ａに、印刷ヘッド１１２を走査して印刷する構成を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、１ページ分の印刷媒体を搬送してから、印刷ヘッドを印刷媒体の搬送方向と交差する方向に移動させて印刷パスを実行し、印刷パス間で印刷ヘッドを印刷媒体の搬送方向に移動させる印刷装置に、本発明を適用することもできる。
また、印刷媒体は、所定サイズのカットシートであってもよいし、ロール紙やファンフォールド紙等の連続シートであってもよい。印刷媒体の材料は紙や合成樹脂等、特に限定されず、コーティング等の表面処理の有無も問わない。

また、制御部４１２のＣＰＵが実行するプログラムは、印刷装置１が備える記憶部４１４やＲＯＭに記憶されるプログラムに限定されない。例えば、他の記憶装置、記憶媒体や外部装置の記憶媒体に上記プログラムを記憶させ、制御部４１２により読み出して実行する構成としてもよい。また、上記実施形態で制御部４１２に構成される各機能部４３０、４３２、４３４、４３６、４３８は、ソフトウェアとハードウェアとの協働により実現される。この場合において、１つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部を実現してもよいし、制御部４１２が各機能部に対応するハードウェアを備える構成としてもよく、ソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで構成してもよい。

１００…印刷装置、１０２…本体フレーム、１０４…キャリッジガイド軸、１０６…キャリッジ、１０８…キャリッジ駆動モーター、１１０…インクカートリッジ、１１２…印刷ヘッド、１１４…ヘッド駆動装置、２００〜２０６…ノズル群、３００〜３０８、６００〜６０８、６１０ａ〜６１０ｃ、６１２ａ〜６１２ｃ、６１４ａ〜６１４ｃ、６１６ａ〜６１６ｃ、６１８ａ〜６１８ｃ…帯状印刷領域、３１０、６２０…印刷可能領域、４００−１〜４００−ｎ…圧電素子、４０２…ノズルセレクター回路（選択回路）、４１０…駆動波形生成回路、４１２…制御部、４１４…記憶部、４２０、４２２…トランジスター、４２４…駆動波形発生回路、４２６…温度検出回路、４３０…画像生成部、４３２…駆動波形制御部、４３４…走査制御部、４３６…ノズル数決定部、４３８…温度算出部、Ｐ…用紙（印刷媒体）。

Claims (7)

1. 印刷媒体に印刷する印刷ヘッドと、
   前記印刷ヘッドを駆動する駆動回路と、
   前記駆動回路の温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記駆動回路の温度に応じて予め設定されている同時駆動可能な前記印刷ヘッドのノズル数を超えないように、前記駆動回路を制御して前記印刷ヘッドを駆動させることにより、前記駆動回路の発熱を抑制する制御部と、を備える印刷装置。
2. 前記駆動回路の温度に対応した、同時駆動可能な前記印刷ヘッドのノズル数を示す閾値情報を記憶した記憶部を有し、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記閾値情報が示す前記印刷ヘッドのノズル数を超えないように、前記駆動回路を制御して前記印刷ヘッドを駆動させる請求項１記載の印刷装置。
3. 前記印刷ヘッドは複数のノズルを備え、
   前記駆動回路は、
   印刷データに基づき複数の前記ノズルから駆動するノズルを選択する選択回路と、
   前記印刷ヘッドのノズルを駆動する電圧波形を生成するトランジスターを備えた駆動波形発生回路と、を備え、
   前記温度検出部は、前記トランジスターの温度を検出する請求項１または２に記載の印刷装置。
4. 前記印刷媒体の印刷可能領域のサイズに基づき前記印刷ヘッドにより印刷を行う定型印刷モードを実行可能であり、
   前記制御部は、前記定型印刷モードにおいて、前記印刷ヘッドの印刷位置が前記印刷可能領域の終端を含む所定範囲内である場合は、前記駆動回路の温度に応じた前記駆動回路の制御を行わない請求項１から３のいずれか１項に記載の印刷装置。
5. 前記印刷ヘッドを、前記印刷媒体の搬送路において往復走査させる走査機構を備え、
   前記制御部は、前記駆動回路の温度に応じて予め設定されている同時駆動可能な前記印刷ヘッドのノズル数を超えないように、印刷データに基づく印刷画像において前記印刷ヘッドの１回の走査で印刷する範囲を設定し、前記駆動回路および前記走査機構を制御する請求項１から４のいずれか１項に記載の印刷装置。
6. 前記印刷ヘッドのノズル数を示す閾値情報は、前記駆動回路の環境温度、及び又は、前記印刷ヘッドの走査方向における前記印刷媒体の大きさに対応して設定される請求項５記載の印刷装置。
7. 印刷媒体に印刷する印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドを駆動する駆動回路と、を備える印刷装置の制御方法であって、
   前記駆動回路の温度を検出し、
   検出した温度に基づいて、前記駆動回路の温度に応じて予め設定されている同時駆動可能な前記印刷ヘッドのノズル数を超えないように、前記駆動回路を制御して前記印刷ヘッドを駆動させることにより、前記駆動回路の発熱を抑制する、印刷装置の制御方法。
   

Images