JP3179526B2 - ドットマトリクスプリンタおよびその印刷方法 - Google Patents
ドットマトリクスプリンタおよびその印刷方法Info
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Description
された微細なドットを印刷するために複数の同一の印刷
素子を使用してテキスト及び図形を印刷するドットマト
リクスプリンタに関し、特にサーマルインクジェットド
ットマトリクスプリンタに関する。
マトリクス印刷ヘッドは、文字として認識可能な印刷さ
れた形状を形成するためにプリンタの制御装置によって
選択的にオン・オフ切り換えされる印刷素子の配列を有
している。印刷素子の一つが作動しないと、印刷ヘッド
によって作成される文字は、作動しない印刷素子が本来
ドットを作成すべき位置に空白が生ずる。一つの印刷素
子だけが機能不良である場合は、文字は変形して見え、
美しくない。また、幾つかの印刷素子が機能不良である
場合には、文字は解読が困難である。不都合なことには
印刷素子は警告なく任意の時点で欠陥を生じ、利用者は
即座に機能不良の印刷素子を交換するか、印刷品質の悪
いプリントで我慢しなければならない。
印刷ヘッドは、より多くの印刷素子を有する傾向がある
ので、より高い解像度でより高速度で印刷することがで
きる。しかし、印刷素子が追加されるとシステムの信頼
性が低下する。各々の個々の印刷素子が故障する確率が
Pであり、N個の印刷素子があるとすると、機能不良の印
刷素子がゼロである確率は(1−P)N である。このよう
に、全ての印刷素子が適正に動作する確率は印刷素子の
総数とともに指数的に低下する。従って、不動作に対す
る耐性のある(fault−tolerant)ドットマトリクス印
刷方式に対する必要性が高まっている。
ンタのような幾つかのサーマルインクジェットプリンタ
は、詰まったノズルを有する印刷素子を復元するサービ
スステーションを有している。サービスステーション
は、印刷素子のインク室をプライミングし、印刷ヘッド
のノズル板を拭ってノズルの詰まりをなくする。サービ
スステーションが詰まったノズルを復元した場合はその
印刷素子は適正に機能する。しかし、サービスステーシ
ョンがノズルの詰まりをなくすることができず、又はノ
ズルが他の何らかの理由で機能不良の状態にある場合
は、印刷素子の機能不良状態は続き、プリンタは引き続
き品質が低下した印刷を行う。ほとんどのドットマトリ
クスプリンタは機能不良の印刷素子を復元する方法を備
えていない。
数又は複数個の印刷素子が動作不良になっても高レベル
の印刷品質を維持することである。
素子の代わりに動作する印刷素子を代用する不良耐性の
ある(fault−tolerant)ドットマトリクス印刷技術で
ある。これは、機能不良の印刷素子を識別するために印
刷ヘッドを検査し、機能不良の印刷素子の代わりに印刷
する代用の印刷素子を選択し、機能不良の印刷素子を使
用不能にし、機能不良の印刷素子用に向けられたデータ
を代用の印刷素子へと再経路指定し、代用の印刷素子が
それ自体用のデータと同様に機能不良の印刷ヘッド用の
データも印刷するように印刷ヘッドの走査経路を変更す
る、という各段階からなっている。
列(ページに対して垂直向きの単数又は複数の列)を等
しい区分に分け、機能不良の印刷素子を含む区分の代用
として完全に動作可能な区分を利用する。例えば、本発
明の好ましい実施例は印刷素子の配列を1/2に区分し、
機能不良の印刷素子を含む半部を別の半部で代用する。
他の実施例は印刷素子の配列を1/3,1/4,1/5等に分
割する。この分割は永続的でも一時的でもよい。
素子の最長の連続区間を有する一つの区分と、機能不良
の印刷素子を含む別の区分とに分割する。別の実施例
は、n個の印刷素子からなる一列を、m個の等しい区分へ
と分割する。ここで、mは、nの最小因数であり、該m個
の区分のうちの少なくとも一つが、機能不良の印刷素子
を含まないものとなる)。
の利点は、単数又は複数の印刷素子が機能しない場合で
もプリンタが高品質の印刷を行うことである。極端な条
件では、一つの印刷素子だけが機能している場合でもプ
リンタは高品質の印刷を行うことができる。この能力に
よって利用者は適宜に機能不良の印刷素子を交換する
か、印刷ヘッド全体を交換するかを任意に選択すること
ができる。印刷ヘッドがインク溜を含むカートリッジの
一部である場合は、利用者はそれが利用可能である限
り、又はインクが完全に消費されるまでカートリッジの
交換を延期することができる。
く定義された本発明の幾つかの特定の実施例を説明す
る。本発明は印刷品質を維持するために機能不良の印刷
素子を、動作する印刷素子で代用する不良耐性のあるド
ットマトリクス印刷技術である。本書では、“ドットマ
トリクス印刷”という用語は、画像を形成するため互い
に近接して、又は互いに重ねて複数の微小ドットを印刷
するために複数個の印刷素子を使用した文章及び図形を
印刷するという意味である。ドットとは多くの場合は微
小な丸い点であり、ドットマトリクスプリンタは、通常
は微小な丸い点を使用するが、本発明の範囲は任意のサ
イズと形状のドットを含むものである。
は、機能不良の印刷素子を識別するために印刷ヘッドを
検査し、機能不良の印刷素子の代わりに印刷する代用の
印刷素子を選択し、機能不良の印刷素子を分離させ、機
能不良の印刷素子用に向けられたデータ信号を代用の印
刷素子へと再経路指定し、代用の印刷素子がそれ自体に
与えられた印刷に加えて、機能不良の印刷ヘッドの代わ
りにも印刷できるように印刷ヘッドの走査経路(ページ
を下方向に進む印刷ヘッドの進路)を変更する、各段階
からなっている。
リンタ20の一実施例を示している。印刷素子の検査は、
インク滴が検出器に当たる毎に電気信号を発信する圧電
薄膜インク滴検出器である検出器28や、用紙から反射す
る光量を計測する光電式ドット検出器や、プリンタによ
り作成されたテストパターンを吟味し、機能不良の印刷
素子の位置にタイプする手動的検査や、その他の任意の
インク滴検出器によって行うことができる。
ると、プリンタは不良耐性モードに入り、プリンタ制御
装置34が記憶装置32に記憶された代用アルゴリズムを実
行する。代用アルゴリズムはプリンタ20に命令を発し、
印刷素子26の配列から代用印刷素子を選択し、機能不良
の印刷素子を分離し、機能不良の印刷素子から代用の印
刷素子へとデータを再経路指定し、印刷ヘッドの走査経
路を変更する。
子をアドレス指定せず、データの宛先アドレスを変更す
ることにより、該機能不良の印刷素子から代用の印刷素
子へとデータを再経路指定することによって、機能不良
の印刷素子を分離する。用紙移動制御装置24と印刷ヘッ
ドキャリッジ22は、ページに対する印刷ヘッドの各走査
の後に前進される用紙量を減少させ、かつページに対す
る走査回数を増大させることによって、走査経路を変更
する。
図12は、24の印刷素子(n=24)を有する代表的な印
刷ヘッドを図示している。しかし、本発明はこの印刷ヘ
ッド構成に限定されるものではない。図2の場合には、
同図に示す印刷素子40の24の全ての配列が適正に機能し
ているため、プリンタ20は通常の印刷モードで動作して
いる。「幅(使用可能な印刷素子の上部から使用可能な
印刷素子の下部までの距離)」+「2個の印刷素子間の
間隔に等しい距離」は、距離46として表記されている。
図3で、線44は配列40の走査経路を示している。図3,
図5,図7,図9,図13,図14,及び図15は、双
方向の走査を示しているが、本発明は、単方向の走査が
使用される場合でも等しく動作する。
おり、これは、特許請求された発明を実施する上での発
明者の最良の方式である。印刷素子54の配列は、2つの
半部56,58に恒久的に区分されている。検出器28が機能
不良の印刷素子を発見するまで、プリンタは、図2及び
図3に図示された通常モードで動作し、配列54を2つの
半部としてではなく単一のユニットとして処理する。
と、プリンタは不良耐性モードに入り、機能不良の印刷
素子が配列54の下半部58又は上半部56のいずれにあるか
を判定する。機能不良の印刷素子48が上半部56にあるた
め、プリンタは、印刷素子の配列のうち欠陥のない下半
部58を選択して欠陥がある上半部の代用にする。
指定しないことによりこれを分離し、該上半分から下半
部へとデータの再経路指定を行う。配列54の半分しか使
用されないので、使用可能な印刷素子の幅50は幅46の半
分になる。このため、印刷ヘッドは、図5の線52(欠陥
のない下半部58の走査経路)で示すように、1ページに
つき2倍の走査を行うことになる。検出器28は、欠陥の
ある上半部56に別の機能不良の印刷素子を発見しても、
プリンタはきずのないプリントを作成し続ける。以前に
は欠陥がなかった下半部に別の機能不良の印刷素子が生
じた場合には、プリンタは印刷を停止するか、きずのあ
る字形を印刷する。
易であるからである。ほとんどの用途では、機能不良の
印刷素子は、第2の機能不良の素子が現れる前に修理さ
れ又は交換されることになる。常時完全な字形が必要で
ある用途、又は長期間に渡り印刷素子のメンテナンスが
行われないような場合には、以下の実施例の一つがより
好ましいのであろう。
あり、この場合、印刷素子の配列76は、3つの等しい区
分70,72,74へと恒久的に分割されている。検出器28が機
能不良の印刷素子を発見するまで、プリンタは、図2及
び図3で示したような通常モードで動作し、配列を3つ
の区分ではなく単一の区分として取り扱う。検出器28が
機能不良の印刷素子を発見すると、プリンタは不良耐性
モードに入り、機能不良の印刷素子68が上1/3区分70、
中央1/3区分72、又は下1/3区分74のいずれかに位置する
かを判定する。図6の場合には、機能不良の印刷素子68
が上1/3区分70に位置しているため、この実施例のプリ
ンタは、中央1/3区分72又は下1/3区分74のいずれかを上
1/3区分70の代用として選択する。
ドレス指定しないことによりこれを分離し、データを別
の宛先アドレスに与えることにより該上1/3区分70から
代用の区分へのデータの再経路指定を行う。印刷素子の
1/3が分離されているため、残りの印刷素子の幅80は、
配列全体の幅46の2/3であり、印刷ヘッドは1ページに
つき50%だけ多くの走査を行わなければならない。線78
は使用可能な印刷素子の走査経路を示している。
発見すると、プリンタはそれが機能不良の印刷素子68と
同じ区分に位置しているかどうかを判定する。同じ区分
に位置している場合には、プリンタは現行動作を変更し
ない。
が、別の区分、例えば中央1/3の区分72に位置している
場合は、プリンタは、上1/3区分70及び中央1/3区分72の
代用として下1/3区分74を選択する。プリンタ制御装置3
4は、中央1/3区分72のアドレス指定を停止し、該中央1/
3区分及び上1/3区分70から下1/3区分74へと印刷信号の
再経路指定を行う。2つの区分72,74が分離されているた
め、残りの印刷素子の幅86は、配列全体の幅46の1/3と
なり、及び幅80の1/2となる。プリンタは、線78で示す
走査経路から線82で示す経路へと印刷ヘッドの走査経路
を変更しなければならない。
の区分に恒久的に分割された印刷素子を有するものであ
る。かかる代替実施例は、印刷素子を1/2又は1/3に分割
する前述の実施例と同様に動作する。
刷素子の最長の連続区分を有する「欠陥がない長い区
分」94と、単数又は複数の動作不良の印刷素子90を含む
「欠陥区分」92とに分割する、本発明の別の実施例を示
している。
発見する前に、プリンタは、図2及び図3に示すように
通常モードで動作する。機能不良の印刷素子90を発見す
ると、プリンタは不良耐性モードに入り、欠陥がない長
い区分94を探索する。該区分が発見されると、プリンタ
制御装置34は、機能不良の印刷素子90を含む欠陥区分92
のアドレス指定を停止し、印刷信号を欠陥区分92から欠
陥のない長い区分94へと再経路指定する。
がそれ自体の印刷を行うと共に欠陥区分92の分も印刷で
きるように印刷素子の走査経路を変更する。欠陥がない
長い区分94の幅102は、印刷素子の配列全体の幅46より
も短い。従って、印刷素子の配列98は、図9に線96(欠
陥がない長い区分94の走査経路)で示すように1ページ
につき一層多くの走査を行わなければならない。
いて、検出器28が、機能不良の印刷素子の位置を検出で
きる場合、プリンタ制御装置34は、n個の印刷素子から
なる列をm個の等しい区分に分割し、該mがnの最小因数
であり、該m個の区分のうちの少なくとも一つが機能不
良の印刷素子を含まないようにする。図2,図4,図
6,図8,図10,図11,図12の印刷ヘッドは、一
列に24の印刷素子を有しているため(n=24)、2,3,
4,6,8,12又は24の区分に分割することができる。プ
リンタ制御装置34は、機能不良の印刷素子を含む区分を
分離し、該区分から動作する印刷素子を含む代用区分へ
と印刷信号を再経路指定する。
良の印刷素子を検出することはできるがその位置を特定
することができない場合に使用される本発明の実施例を
示している。検出器28が機能不良の印刷素子112の存在
を検出するまでは、図10に示された印刷素子の配列11
0が区分へと分割されることはなく、プリンタは、図2
及び図3に示すような通常幅46で通常モードで動作す
る。
見すると、プリンタは、不良耐性モードに入り、配列11
0をm個の区分へと分割し、このとき、該mは、配列中の
印刷素子数の最小因数と等しく、図10の場合には2で
ある。この分割により、図10に示す区分114,118が作
成される。次に、プリンタ制御装置34は、双方の区分11
4,118が機能不良の印刷素子を有しているかどうかを判
定するよう検出器28に命令する。区分114には、機能不
良の印刷素子が存在しないため、プリンタ制御装置34
は、機能不良の印刷素子112を含む欠陥区分118を分離
し、その印刷データを欠陥のない区分114へと再経路指
定する。この区分114は幅119を有しており、当該印刷素
子の走査経路は、図3に線44で示す経路から図13に線
116で示す経路へと変更される。
を含む場合には、プリンタは、印刷素子を図11に示す
ように3つの区分120,122,124へと分割する。これは、一
列中の印刷素子数の次の最小因数が3であるからであ
る。次に、検出器28は、該3つの区分120,122,124の全て
が機能不良の印刷素子を有するかどうかを判定する。一
つの区分、例えば区分124に機能不良の印刷素子がない
場合は、プリンタ制御装置34は、機能不良の印刷素子13
0,131を含む欠陥区分120,122を分離し、それらの印刷デ
ータを区分124へと再経路指定する段階に進む。次に、
プリンタ制御装置34は、印刷素子128の配列の走査経路
を、図14に示す走査経路と類似するように変更する。
不良の印刷素子を有している場合には、プリンタ制御装
置34は、次の最小因数である4を用いて、図12に示す
ように印刷素子を4つの区分142,144,146,148へと分割す
る。これらの区分のうちの一つには、機能不良の印刷素
子がないので、プリンタ制御装置34は、前述のように、
機能不良の印刷素子143,145,147を含む区分142,144,148
を分離して、印刷信号の再経路指定を行い、及び走査経
路を変更する。
素子を有している場合には、プリンタ制御装置34は、印
刷素子を24の次の最小因数に等しい数即ち6の区分へと
分割する。このプロセスは、機能不良の印刷素子がない
印刷素子の区分をプリンタが獲得するまで反復される。
極端な条件下では、各々が一つの印刷素子を含む24の区
分まで印刷素子が分割されることもある。
機能不良の印刷素子がある場合に、速度の低下を代償に
して高品質のプリントを提供する。図面に示したよう
に、不良耐性モードは、印刷ヘッドがページに対して下
方に進行する際に超過の走査を必要とするものである。
これにより印刷速度は低下するが、利用者は、これを、
印刷品質と所望の印刷速度との間での取引であると考え
ることになる。これは、機能不良の印刷素子を利用者に
とって都合の良いときに交換することが可能であり、該
交換を行うまでの間も高性能のプリントを得ることがで
きるからである。
に印刷素子の特定の欠陥を修理する機構、又は印刷素子
に供給される電力を変更する機構といった他の方式に加
えて、不良耐性モードを備えることができる。インクジ
ェットプリンタで利用できるサービスステーション機構
は、印刷素子を検査して、検出器が機能不良のノズルを
発見した際に印刷ヘッドをサービスステーションへ送
る。サービスステーションは、ノズルのインク室をプラ
イミングし、印刷ヘッドのノズル板を拭う。ノズルは再
度検査され、何れかのノズルが未だ機能不良である場合
には、不良耐性印刷モードが利用されて高性能のプリン
トが維持される。機能不良の印刷素子に送られる電力を
変更する機構は、印刷ヘッドを検査して機能不良の印刷
素子があるかどうかを点検し、次に大きすぎるドットを
印刷している印刷素子はより少ない電力で駆動し、又は
小さすぎるドットを印刷している印刷素子はより多い電
力で駆動する。
数の印刷素子が機能不良状態にある場合であっても、他
の印刷素子がこれに代わって作動し、欠陥のない高品質
の印刷を常に提供することができる。
ある。
る。
る。
図である。
である。
図である。
である。
図である。
である。
おける印刷ヘッドを示す図である。
図である。
図である。
す図である。
す図である。
す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】走査経路に沿って移動する印刷ヘッドを有
するドットマトリクスプリンタのための不良耐性ドット
マトリクス印刷方法であって、前記印刷ヘッドが印刷素
子アレイを有するものであり、 (a)機能不良の印刷素子を検出するために前記印刷素
子アレイを検査し、 (b)少なくとも1つの機能不良の印刷素子を含む2つ
以上の印刷素子を有する印刷素子アレイの欠陥区分を識
別し、 (c)該欠陥区分並びに無欠陥区分についての印刷を行
うために複数の正常に機能する印刷素子を含む前記印刷
素子アレイの前記無欠陥区分を選択し、 (d)前記欠陥区分を分離し、 (e)前記印刷素子の前記欠陥区分から前記無欠陥区分
へと印刷信号の再経路指定を行い、 (f)前記印刷素子アレイの前記無欠陥区分が前記欠陥
区分並びに該無欠陥区分についての印刷を行うように印
刷ヘッドの走査経路を変更する、 という各ステップを有することを特徴とする、不良耐性
ドットマトリクス印刷方法。 - 【請求項2】前記印刷ヘッドが、前記印刷素子アレイの
上1/2区分と下1/2区分とを有しており、前記欠陥区分を
識別する前記ステップ、前記無欠陥区分を選択する前記
ステップ、及び走査経路を変更する前記ステップが、 (a)欠陥のある印刷素子が該印刷素子の前記上1/2区分
又は前記下1/2区分に位置し、及び該1/2区分の一方が欠
陥の1/2区分であるか否かを判定することにより、欠陥1
/2区分を判定し、 (b)該欠陥1/2区分の代わりに無欠陥1/2区分を代用
し、 (c)前記欠陥1/2区分を分離し、 (d)キャリッジが復帰する度にプリンタにより進行さ
れる用紙量を通常モードで用いられる幅の1/2だけ減少
させ、 (e)ページにわたる印刷ヘッドの各走査で各文字セル
の1/2だけ印刷を行う、 という各ステップを更に有することを特徴とする、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項3】前記印刷ヘッドが、前記印刷素子アレイの
上1/3区分と中1/3区分と下1/3区分とを有しており、前
記欠陥区分を識別する前記ステップ、前記無欠陥区分を
選択する前記ステップ、及び走査経路を変更する前記ス
テップが、 (a)欠陥のある印刷素子が、該印刷素子の前記上1/3区
分、前記中1/3区分、又は前記下1/3区分に位置している
か否かを判定し、 (b)機能不良の印刷素子を含む欠陥のある1/3区分の代
わりに用いるための無欠陥1/3区分を選択し、 (c)前記欠陥のある1/3区分を分離し、 (d)前記欠陥のある1/3区分から前記無欠陥の1/3区分
へと印刷信号の再経路指定を行い、 (e)前記無欠陥の1/3区分が、該無欠陥の1/3区分並び
に前記欠陥のある1/3区分についての印刷を行うことを
可能にするように前記走査経路を変更する、 という各ステップを更に有する、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項4】前記欠陥区分を識別する前記ステップ、前
記無欠陥区分を選択する前記ステップ、及び走査経路を
変更する前記ステップが、 (a)少なくとも1つの機能不良の印刷素子を含む2つ
以上の印刷素子を有する印刷素子の欠陥区分を識別し、 (b)最長の無欠陥区分を識別し、 (c)欠陥区分を分離し、 (d)前記欠陥区分から前記無欠陥区分へと印刷信号の
再経路指定を行い、 (e)前記最長の無欠陥区分が、該無欠陥区分並びに前
記欠陥区分についての印刷を行うことを可能にするよう
に前記走査経路を変更する、 という各ステップを更に有する、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項5】走査経路を変更する前記ステップが、 (a)前記最長の無欠陥区分の長さに等しい幅を設定
し、 (b)前記最長の無欠陥区分の幅に等しい量だけ用紙を
進行させる、 という各ステップを更に有する、請求項4に記載の方
法。 - 【請求項6】(a)ページ全体を印刷し、 (b)前記印刷ヘッドにおける前記印刷素子アレイを検
査し、 (c)機能不良の印刷素子を交換し、 (d)印刷素子が交換された場合にページ全体を再度印
刷する、 という各ステップを更に有する、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項7】走査経路に沿って移動する印刷ヘッドを有
するドットマトリクスプリンタのための不良耐性ドット
マトリクス印刷のための装置であって、 (a)印刷素子アレイを有するドットマトリクス印刷ヘ
ッドと、 (b)前記印刷素子アレイに対して機能不良の印刷素子
に関する検査を行う手段と、 (c)前記印刷素子アレイを2つ又は3つ以上の区分へ
と分割する手段であって、少なくとも1つの前記区分
が、少なくとも1つの機能不良の印刷素子を含み2つ以
上の印刷素子を含む欠陥区分であり、及び少なくとも1
つの前記区分が、複数の印刷素子を含む無欠陥区分であ
る、分割手段と、 (d)前記欠陥区分をオフにする手段と、 (e)前記欠陥区分から前記無欠陥区分へとデータの再
経路指定を行う手段と、 (f)無欠陥区分が該無欠陥区分並びに前記欠陥区分に
ついての印刷を行うことができるようにページにわたる
印刷ヘッドの走査経路を変更する手段とを備えているこ
とを特徴とする、ドットマトリクスプリンタのための不
良耐性ドットマトリクス印刷のための装置。 - 【請求項8】(a)前記ドットマトリクスプリンタがイ
ンクジェットプリンタであり、 (b)前記印刷素子の検査を行う前記手段がインク滴検
出器である、 請求項7に記載の装置。
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