JP3972152B2 - インクジェットプリンタ及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタに関し、ノズルの目詰まりを防止するために予備的な吐出を行うインクジェットプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】
インクを吐出するインクジェットプリンタでは、インクのノズル内での目詰まりを防止するため従来からさまざまな制御装置、あるいは方法が提案されてきている。その中には、例えば、特開平1−281950に示されるように、インクジェットヘッドの非記録状態の継続時間に基づいてインクを空吐出する回数を設定するものもあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来のインクジェットプリンタでは、ヘッドの放置時間あるいは休止時間に比例してインクの吐出回数を増加する方法が取られていたが、インクの特性を考慮していないため、そのインクに最適なインク吐出量となっていなかったため、無駄なインク消費をしたり、十分な排出が行われず、完全に回復しないまま印字を行うことにより、印字不良の原因となったりしていた。
【0004】
本発明は、インクジェットヘッドのノズル内に停留し粘度或いは濃度の高くなったインクを印刷に支障がないよう効率よく排出することにより、インクの消費を低減しながら印字中のインク吐出不良を防止し、且つ放置後の印刷の安定化を図ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため本発明のインクジェットプリンタは、インク滴を吐出する複数のノズルを備え、所定の時間非吐出状態が継続したときに、前記ノズルの目詰まりを防止するためのインク吐出を行うインクジェットプリンタにおいて、以下に述べる計時手段、記憶手段、回復処理手段とを有することを特徴とする。即ち、前記ノズルからの前回のインク吐出と今回のインク吐出の間のインターバルタイムが、前記計時手段によって計測される。この計時手段による計時時間を参照するための基準となる第1の参照時間とこれより長い第2の参照時間の少なくとも2種類の参照時間は、予め前記記憶手段に記憶されている。
【0006】
そして、前記回復処理手段は、印字に先立って、前記インターバルタイムと前記参照時間を比較し、前記第1の参照時間内なら0回もしくは、第1の吐出回数の予備的なインク吐出を実行し、前記第1と第2の参照時間の間なら第2の吐出回数の予備的なインク吐出を実行し、前記第2の参照時間以上なら前記第2の所定回数より少ない第3の吐出回数の予備的なインク吐出を実行する。
【0007】
また、本発明のインクジェットプリンタの制御方法は、インク滴を吐出する複数のノズルを備え、所定の時間非吐出状態が継続したときに、以下の手順でノズルの目詰まりを防止するためにインク吐出を行うことを特徴とする。即ち、まず前記ノズルからの前回のインク吐出と今回のインク吐出の間のインターバルタイムを計時し、印字に先立って、前記インターバルタイムと、予め準備された第1の参照時間とこれより大きな第2の参照時間の少なくとも2種類の参照時間とを比較する。そして、前記インターバルタイムが、前記第1の参照時間内なら0回もしくは、第1の吐出回数の予備的なインク吐出を実行し、前記第1と第2の参照時間の間なら第2の吐出回数の予備的なインク吐出を実行し、前記第2の参照時間以上なら前記第2の所定回数より少ない第3の吐出回数の予備的なインク吐出を実行する。
【0008】
このような装置、方法によれば、インクの特性にあわせて、最適なノズル回復処理が実行されるため、回復処理時の余計なインク消費を抑制し、極めて効率的に、ノズルの目詰まり防止、あるいは回復処理を実行することが可能となる。
【0009】
また、前回の予備的なインク吐出時点から計時を開始し、前回の印字中、前記複数のノズルの一ノズルでも所定回数以上の吐出が無かった場合に計時を継続し、全てのノズルの吐出回数が前記所定回数に到達していた場合に計時時間をリセットし、再度計時を開始するようにすれば、さらに余計なインク消費をおさえることができる。
【0010】
また、前記参照時間は、2つのものに限らず、2以上のいくつかの参照時間を用いても良く、例えば、第2の参照時間より長い第3の参照時間を準備し、前記インターバルタイムが第3の参照時間以上の時は前記第2の吐出回数以上の予備的なインク吐出を実行するようにしてもよい。
【0011】
更に、ノズルを覆うためのキャップを有するインクジェットプリンタでは、前回のインク吐出からの経過時間が前記第2の参照時間以上となったとき、前記ノズルをキャップで覆い、ノズルをキャップで覆った後、前記インターバルタイムの計測を中止するようにしてもよい。
【0012】
また、このようにノズルをキャップで覆った後、前記ノズルがキャップで覆われている状態の継続時間の計測を開始し、印字を再開する際、前記ノズルがキャップで覆われている状態の継続時間に基づいて所定回数の予備的なインク吐出を行うようにしてもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】
(本発明のインクジェットプリンタの一実施例)
以下に本発明の一実施例を詳述する。
図4はオンディマンドタイプのインクジェットヘッドを搭載したシリアル型のインクジェットプリンタの一実施例である。
301はインクタンクを、306はインクを供給するインクチューブをそれぞれ示しインクがヘッド10に供給される。304はヘッド10からインクを予備的に空吐出する際に廃インクを回収し、且つノズル表面を覆うためのキャップであり、308は廃インク回収チューブを、303はポンプを、305は回収インク用タンクをそれぞれ示している。300はプラテンを、302はヘッドを搭載したキャリッジを、105は記録用紙を示している。廃インク回収用タンク305は必ずしも必要ではなくインクを吸収するフェルト等のインク吸収部材でも良い。この場合インク回収チューブを省略することもできる。
【0014】
インクジェットヘッド10は、インクを吐出する複数のノズルと、該ノズルに連通するインク流路と、該流路の一部に設けられた振動板と、各振動板を駆動する複数のアクチュエータとを有し、印刷データに基づいて選択的にアクチュエータに通電を行うことにより、対応するノズルからインク滴を吐出するオンディマンド型のインクジェットヘッドである。
【0015】
インクジェットヘッド10は記録用紙105の搬送方向に直角方向に移送されこれに同期して記録用紙が搬送され印刷動作が実行される。印刷動作は1行毎に実行され、次行への移行時に若干の前回の吐出から次回の吐出までの非記録時間つまりインターバルタイムが生じ、これが後述の吐出不良の一因となる。
【0016】
図1は本発明の一実施例のインクジェットプリンタの駆動制御装置のブロック図である。図において、202はインクジェットヘッドを移動させたり、紙等の印刷媒体を移動させたり、また、キャップをノズルに接離させたりする駆動モータ、203はインクジェットヘッド10及び駆動モータ202を主な構成要素としたプリンタである。このプリンタ203はインクジェットヘッド10や印刷媒体を駆動モータ202により移動しながら、インクジェットヘッド10よりインク滴を吐出して印刷媒体に到達せしめることにより文字や画像を印刷する。204は計時手段であり、被記録時間の計測を行う。
【0017】
206はノズルの目詰りあるいは増粘を防止あるいは回復するための回復処理を制御するノズル回復処理手段である。207は印刷データ等を入力する入力手段でり、210は印刷の制御や入力手段207からの入力信号を受けて各種の演算制御を行う印刷演算制御手段210である。この印刷演算制御手段210は計時手段204を起動するための初期化信号や、プリンタ203を制御するための印刷制御信号を出力したり、各種の制御を行う。211は記憶手段であり、印刷演算制御手段210の演算処理の際に用いられる各種のデータが格納される。213はヘッドの駆動制御手段を、214は駆動モータ202の駆動制御手段でありノズル回復処理制御信号、及び印刷制御信号が入力され、これらの制御信号に基いてインクジェットヘッド10と駆動モータ202の駆動を制御する。
【0018】
上記印刷演算制御手段210を中心とした各処理手段は、CPU、RAM、ROMとその周辺回路によって実現でき、計時手段としてはCPUに内蔵されたタイマーを用いることができる。
【0019】
次に上記回復処理について詳述する。
図2は、前回の吐出から今回の吐出までのインターバルタイム(横軸)とインクの目詰まり防止の回復処理によって吐出不良をなくすための最適な吐出回数(縦軸)を示したグラフである。即ち、インクジェットヘッドの休止時間と、休止後印刷に先立って予備的に吐出する際、回復のために必要な吐出回数との関係を示すグラフである。
【0020】
t1は約5秒、t2は約10分、t3は約5時間を示している。横座標はタイムスケールを対数座標で目盛ってある。このグラフでは前回の吐出後、約5秒過ぎから急激にインクの吐出回数が増加することが分かる。これは言い替えれば、この間にインクが急激に吐出しにくい状態となってることを示している。
【0021】
その原因としては、種々考えられるがインクの組成を変えて試験したところによればインク処理剤の一種の界面活性剤の影響と考えられる。すなわち吐出後、インク内部が振動状態にある時に界面活性剤がノズル先端に凝集することによって吐出しにくい状態が発生するものと推定される。
【0022】
従来このような目詰まり、あるいは吐出不良を防止するため、簡単な実験で得られた必要吐出回数のピーク値を用いて、休止時間によらす、一律に吐出回数20回前後の予備的な吐出を実行していたが、詳細にその最適な吐出回数を調査したところ、この界面活性剤の凝集は約7〜10分程度で、インクに吸収、分散化され、インクの特性も一様となるとことが判明した。
【0023】
すなわち、インターバルタイムが所定時間を越えた場合は予備的な吐出回数はピークの1/2から1/3と大幅に減少させることができるということが実験に基づいたこのグラフより明らかとなった。
【0024】
本発明は、この特徴を最大限に活用するもので、少なくとも、上記の吐出回数の変化のポイントとなる時間を参照時間として、前記プリンタの記憶手段にあらかじめ設定して、印刷中にこれらとインターバルタイムとを比較し、その期間がどこに相当するかによって最適に、効率よく予備的な吐出をさせるものである。
【0025】
本例のインクジェットプリンタは制御手段として、インクジェットヘッドの前回の通電と今回通電の間のインターバルタイムを計測する計時手段と、計時手段による計時時間を参照するための基準となる第1の参照時間とこれより大きな第2の参照時間の少なくとも2種類の参照時間を記憶する記憶手段211と、インターバルタイムが第1の参照時間以内か、前記第1の参照時間と前記第2の参照時間との間か、又は前記第2の参照時間以上かを判定する判定手段とを有する。この判定手段は上記印刷演算制御手段210に包含される。
【0026】
また、本例のインクジェットプリンタは、上記の構成に加え、更に印字に先立って、インターバルタイムを判定し、第1の参照時間以下なら0回もしくは、第1の吐出回数の予備的なインク吐出を実行し、第1と第2の参照時間の間なら第2の吐出回数のインク吐出を実行し、第2の参照時間以上なら前記第2の所定回数より少ない第3の吐出回数のインク吐出を実行する回復処理手段206とを有する。これにより、インクの特性にあった回復処理を行うことができる。
【0027】
尚、本例のインクジェットプリンタは、必ずしもノズルを覆うキャップを必要としないが、キャップを用いた場合には、印字後のヘッドの休止時間が第2の参照時間に達したときに、インクジェットヘッドをキャップの前に移動し、キャップをノズルに密着させるキャッピング制御手段を、上記印刷演算制御手段210に含めるようにしてもよい。
【0028】
(本発明のインクジェットプリンタの制御方法の一実施例)
図3は本発明の一実施例のインクジェットプリンタの制御のフローチャートである。
ステップS10で前回の印刷が終了すると同時に、計時手段であるCPUの内部タイマーを用いてステップS12でインターバルタイムを計測するためタイマーをリセットする。この時、前回の印刷で使用されなかったかあるいは所定回数以上の吐出がなかったノズルが存在する場合は、タイマーは継続して時間計測がなされる。ステップS14で次回の印刷指令を待つ。印刷指令が発せられると、インターバルタイム(以下ITと略す)のおおきさによって以下に示すように異なる回復処理を行った後、印刷処理に移行する。
【0029】
ステップS16でITがt1未満の場合は、連続印刷と考えられるので予備吐出をしない(ステップS20)で印刷処理をスタートする。t1以上t2未満では20回の吐出を実行する(ステップS18、S22)。t2以上t3未満では10回の吐出を実行する(ステップS24,S26)。t3以上では30回以上の吐出を実行する(ステップS28)。以上の回復処理を実行した後、印刷処理ステップS30を実行する。(上記で”未満”、”以上”は数学的に正確な大小関係を言うのではなく単なる比較の基準に過ぎない)
要約すると本例は、オンディマンド型のインクジェットプリンタに適用するものであり、印字に先立って、前回の吐出から今回の吐出までのインターバルタイムを判定し、第1の参照時間(t1)未満なら0回もしくは、第1の吐出回数の予備的なインク吐出を実行し、第1と第2の参照時間の間(t1≦IT<t2)なら第2の吐出回数のインク吐出を実行し、第2の参照時間(t2≦IT)以上なら前記第2の所定回数より少ない第3の吐出回数のインク吐出を実行することを特徴とする制御方法である。
【0030】
上記ステップS20では0回かまたは最小限、例えば5回程度の空吐出を実行すれば良い。上記t1、t2、t3はインターバルタイムを判定する参照時間であり、ヘッドのサイズ、インクの組成、ノズルの形状等によって変わってくるので、あらかじめ実験によって最適値を求めて設定し、これをプログラムの格納されるROMに一緒に記憶させておけば良い。その吐出回数の絶対値も同様にノズルの形状に大きく依存するので、あらかじめ吐出回数の最適値を図2のようなグラフから求めて記憶させておく。
【0031】
一般に、オンデマンド型のインクジェットプリンタは、ノズルを覆うキャップを備えたタイプと、備えていないタイプの2種に分けられる。本例は、キャップを備えていないタイプに適用されうるものあるが、このようなタイプでは、インクに乾きにくいものを採用してはいても徐々に乾燥して目詰まりを発生することになり、その傾向は図2のグラフからも読みとれる。このため長時間、例えば4〜5時間以上となる場合は、一般的に電源をオンしたときに実行する時と同程度の回数の予備的な吐出を実行させる。この場合第3の参照時間を設定し、この時間を越えた場合は第2の吐出回数より多い回数の予備的な吐出を実行する。
【0032】
(インクジェットプリンタの制御方法の他の実施例)
図5は本発明の他の実施例のインクジェットプリンタの制御のフローチャートである。なお、図3に示す実施例と共通のステップには同一の符号を付し、重複する部分の詳細な説明は省略する。
【0033】
ステップS14で次回の印刷指令を待っている状態で、印刷指令が発せられると、放置時間すなわちインターバルタイム(IT)の長さによって異なる回復処理(ステップS16、ステップS20、ステップS22)を行った後、印刷処理に移行する点は、図3に示す実施例と同様である。
【0034】
一方、次回の印刷の待機をしている時ヘッドの放置時間ITがt2以上となった時(ステップS32)、キャッピング制御手段により、ヘッドをキャップ位置まで移送し、キャップを駆動し、ノズル面をキャップで覆う(ステップS34)。キャップをした後、インターバルタイムITの計時を中止し(ステップS36)、次回の印刷指令を待つ(ステップS38)。キャップをした状態で、印刷指令が発せられると、キャップをヘッドから外した後、キャップに向かって10回の予備的な吐出を行った後(ステップS26)、印刷処理に移行する。
【0035】
本例は、ノズルを覆うキャップを備えたタイプに適用されるものであるが、このように、ヘッドキャップを有するものであっても頻繁に、ヘッドキャップをする制御を実行させると印字スピードのスループットを低下させてしまう。、毎行キャップを閉じるより、上記の制御を実行させ、所定時間のヘッド駆動休止後に、キャップする方が効率的なので上記制御を適用することは極めて効率的である。
【0036】
また、上記した界面活性剤の一時的な急激な凝集によるノズル先端の粘度の上昇はキャップをしても粘度の上昇を抑制することができず、逆に第2の参照時間までは、ヘッドキャップを閉じても意味がないということになる。つまりこの時間までは、むしろヘッドキャップ位置までヘッドを移送するより、そのまますぐに印字可能な状態としておく方が効率的で、且つ実質的な印字スピードを向上させることができる。
【0037】
このように第2の参照時間をもって、キャッピングするかどうか判定することは極めて理にかなった方法といえる。キャッピング後は、インクの粘度上昇、固化等が極めて遅くなるので、キャップしないものに比べ、吐出回数を減少させることができる。
【0038】
本例では、キャップした後、インターバルタイムの計時を中止し、印刷指令があった場合、一律に10回の予備的な吐出を行っているが、キャップした後、あらたにキャップで覆われている状態の継続時間を計測し、印刷指令があったときに、この継続時間に基づいて、予備的な吐出の回数を決めるようにしてもよい。
【0039】
例えば、キャップした状態が5時間以内であったら10回の予備的吐出を、5時間から10時間の間であったら、20回の予備的吐出を、10時間を越えるときは30回の吐出を印字に先立って行う様に設定すれば、ファクシミリ装置のように長時間電源がいれられたまま放置される装置に適用しても、より長時間に渡ってノズルの先端のインクの状態の変化にあった無駄のない回復処理を行うことができる。
【0040】
【発明の効果】
本発明によれば、インクジェットヘッドの状態、インクの特性に対応して最適なノズル回復処理が実行され、回復処理時の余計なインク消費を抑制し、極めて効率的に、ノズルの目詰まり防止、あるいは回復処理を実行することが可能となった。無駄なインク消費もなくなり、ローコストのインクジェットプリンタに最適な回復処理方法を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のインクジェットプリンタの駆動制御装置のブロック図である。
【図2】インターバルタイムとインクの目詰まり防止の最適な吐出回数の関係を示したグラフである。
【図3】本発明の一実施例のインクジェットプリンタの制御方法を示したフローチャートである。
【図4】インクジェットプリンタの略図である。
【図5】本発明の他の実施例のインクジェットプリンタの制御方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
204・・・計時手段
206・・・ノズル回復処理手段
210・・・印刷演算制御手段
211・・・記憶手段
213・・・ヘッドの駆動制御手段
Claims (12)
- 界面活性剤を含むインク滴を吐出する複数のノズルを備え、所定の時間非吐出状態が継続したときに、前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を行うインクジェットプリンタにおいて、
前記ノズルからの前回のインク吐出と今回のインク吐出の間のインターバルタイムを計測する計時手段と、
該計時手段による計時時間を参照するための基準となる連続印刷中と考えられる第1の参照時間とこれより長い第2の参照時間の少なくとも2種類の参照時間を記憶する記憶手段と、
印字に先立って、前記インターバルタイムと前記参照時間を比較し、前記第1の参照時間内なら前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行せず、前記第1と第2の参照時間の間なら第1の吐出回数の前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行し、前記第2の参照時間以上なら前記第1の吐出回数より少ない第2の吐出回数の前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行する回復処理手段を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 界面活性剤を含むインク滴を吐出する複数のノズルを備え、所定の時間非吐出状態が継続したときに、前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を行うインクジェットプリンタにおいて、
前記ノズルからの前回のインク吐出と今回のインク吐出の間のインターバルタイムを計測する計時手段と、
該計時手段による計時時間を参照するための基準となる連続印刷中と考えられる約5秒の第1の参照時間とこれより長い約10分の第2の参照時間の少なくとも2種類の参照時間を記憶する記憶手段と、
印字に先立って、前記インターバルタイムと前記参照時間を比較し、前記第1の参照時間内なら前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行せず、前記第1と第2の参照時間の間なら第1の吐出回数の前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行し、前記第2の参照時間以上なら前記第1の吐出回数より少ない第2の吐出回数の前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行する回復処理手段を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 前記計時手段は、前回の予備的なインク吐出時点から計時を開始し、前回の印字中、前記複数のノズルの一ノズルでも所定回数以上の吐出が無かった場合に計時を継続し、全てのノズルの吐出回数が前記所定回数に到達した場合にそのタイミングで計時時間をリセットし、再度計時を開始することを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェットプリンタ。
- 前記第2の吐出回数は前記第1の吐出回数の1/2以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のインクジェットプリンタ。
- 前記記憶手段は2つの参照時間の他に第2の参照時間より長い約5時間の第3の参照時間を記憶し、前記回復処理手段は、前記インターバルタイムが第3の参照時間以上の時は前記第1の吐出回数以上の前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行することを特徴とする請求項2記載のインクジェットプリンタ。
- 請求項1又は2記載のインクジェットプリンタにおいて、更に、前回のインク吐出からの経過時間が前記第2の参照時間以上となったとき、前記ノズルをキャップで覆うキャッピング制御手段を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
- 界面活性剤を含むインク滴を吐出する複数のノズルを備え、所定の時間非吐出状態が継続したときに、前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を行うインクジェットプリンタの制御方法において、
前記ノズルからの前回のインク吐出と今回のインク吐出の間のインターバルタイムを計時し、印字に先立って、前記インターバルタイムと、予め準備された連続印刷中と考えられる第1の参照時間の第1の参照時間とこれより大きな第2の参照時間の少なくとも2種類の参照時間とを比較し、
前記インターバルタイムが、前記第1の参照時間内なら前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行せず、前記第1と第2の参照時間の間なら第1の吐出回数の前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行し、前記第2の参照時間以上なら前記第1の吐出回数より少ない第2の吐出回数の予備的なインク吐出を実行することを特徴とするインクジェットプリンタの制御方法。 - 界面活性剤を含むインク滴を吐出する複数のノズルを備え、所定の時間非吐出状態が継続したときに、前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を行うインクジェットプリンタの制御方法において、
前記ノズルからの前回のインク吐出と今回のインク吐出の間のインターバルタイムを計時し、印字に先立って、前記インターバルタイムと、予め準備された連続印刷中と考えられる約5秒の第1の参照時間の第1の参照時間とこれより大きな約10分の第2の参照時間の少なくとも2種類の参照時間とを比較し、
前記インターバルタイムが、前記第1の参照時間内なら前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行せず、前記第1と第2の参照時間の間なら第1の吐出回数の前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を実行し、前記第2の参照時間以上なら前記第1の吐出回数より少ない第2の吐出回数の予備的なインク吐出を実行することを特徴とするインクジェットプリンタの制御方法。 - 請求項7又は8記載のインクジェットプリンタの制御方法において、
更に、前回のインク吐出からの経過時間が前記第2の参照時間以上となったとき、前記ノズルをキャップで覆うことを特徴とするインクジェットプリンタの制御方法。 - 前記ノズルをキャップで覆った後、前記インターバルタイムの計測を中止することを特徴とする請求項9記載のインクジェットプリンタの制御方法。
- 前記ノズルをキャップで覆った後、前記ノズルがキャップで覆われている状態の継続時間の計測を開始することを特徴とする請求項9記載のインクジェットプリンタの制御方法。
- 請求項10記載のインクジェットプリンタの制御方法において、印字を再開する際、前記ノズルがキャップで覆われている状態の継続時間に基づいて所定回数の前記ノズルの目詰まりを防止するための予備的なインク吐出を行うことを特徴とするインクジェットプリンタの制御方法。
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