JP5732711B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷装置に関する。

従来、この種の印刷装置としては、インクカートリッジが装着されてからの経過時間に基づいてインクカートリッジから印刷ヘッドへ送られるインクの色材濃度を推定し、推定した色材濃度に基づいて印刷データを修正することにより、吐出するインク量（ドット密度）が増減するように印刷ヘッドを駆動して印刷を行なうものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、インク内の色材（顔料）の沈降は時間の経過と共に進んでいくことから、インクカートリッジが装着されてからの経過時間により正確にインク濃度を推定し、これを吐出するインク量に反映させることにより、インク濃度のバラツキに拘わらず画質の向上を図ることができるとしている。

特開２００５−２５４５４８号公報

上述の印刷装置では、長期間使用されなかった場合など色材の沈降が過剰に進むと、印刷データを修正しても、十分な効果が得られない場合も考えられ、さらなる改善が求められている。

本発明の印刷装置は、インクカートリッジ内のインクの濃度ムラにより適切に対処することを主目的とする。

本発明の印刷装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の印刷装置は、
着脱可能なインクカートリッジからのインクの供給を受けてインク滴を吐出する印刷ヘッドを備える印刷装置であって、
計時する計時手段と、
印刷指示がなされたとき、前記計時手段により計時された経過時間に基づいて吐出するインク量の補正を伴って前記印刷ヘッドを制御して印刷を実行する印刷制御手段と、
前記計時手段により計時された経過時間が所定時間以上のときには、装着されているインクカートリッジを取り外して振るように促す警告をユーザーに報知する報知手段と、
前記インクカートリッジが装着されたときに前記計時手段による計時をリセットするリセット手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の印刷装置では、印刷指示がなされたとき、計時手段により計時された経過時間に基づいて吐出するインク量の補正を伴って印刷ヘッドを制御して印刷を実行し、計時手段により計時された経過時間が所定時間以上のときには装着されているインクカートリッジを取り外して振るように促す警告をユーザーに報知し、インクカートリッジが装着されたときに計時手段による計時をリセットする。これにより、時間の経過に伴ってインクの色材が沈降することにより濃度にムラが生じてもユーザーに報知することによりこれを改善することができる。もとより、経過時間が長いほど吐出するインク量が多くなる傾向に印刷ヘッドを制御するから、ある程度の濃度ムラが生じていても、良好な印刷画質を得ることができる。ここで、「所定時間」は１週間であるものとすることもできる。

前記インクカートリッジの製造情報と該インクカートリッジのインク濃度のバラツキに関する濃度バラツキ情報とを関連付けて記憶する情報管理サーバーとネットワークを介して通信が可能な本発明の印刷装置において、前記報知手段は、前記インクカートリッジの製造情報に基づいて前記情報管理サーバーへの問い合わせを伴って前記濃度バラツキ情報を取得し、該取得した濃度バラツキ情報に基づいて前記所定時間を変更して警告をユーザーに報知する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より正確な情報をユーザーに報知することができる。ここで、「製造情報」には、製造日や製造ロット番号，インクカートリッジの有効期限などが含まれる。この態様の本発明の印刷装置において、前記報知手段は、インク濃度のバラツキが大きいほど短くなる傾向に前記所定時間を変更して警告をユーザーに報知する手段であるものとすることもできる。

本実施形態のプリンターシステム１０の構成の概略を示す構成図。 印刷ヘッド３４の電気的接続を表わす説明図。 カートリッジ装着時処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 警告処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 警告画面６０の一例を示す説明図。

次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態であるプリンターシステム１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は印刷ヘッド３４の電気的接続を表す説明図である。本実施形態のプリンターシステム１０は、インクジェットプリンター２０と、インクジェットプリンター２０とＬＡＮ１２により接続されたユーザーパソコン（ユーザーＰＣ）１４と、ルーター１６を介してインターネット１８に接続されてインクジェットプリンター２０やユーザーＰＣ１４と通信が可能な情報管理サーバー５０と、を備える。

インクジェットプリンター２０は、装置全体の制御を司るコントローラ２１と、プリンター機構３１を制御するプリンターＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）３９と、ＬＡＮ１２に接続された外部機器との間で信号の送受信が可能なネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）２６と、液晶ディスプレイ２８と、を備え、これらはバス２９を介して互いに電気的に接続されている。コントローラ２１は、ＣＰＵ２２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、各種処理プログラムを記憶したＲＯＭ２３と、一時的にデータを記憶したりデータを保存したりするＲＡＭ２４と、タイマー２５とを備える。プリンター機構３１はブラック（Ｋ）・シアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・イエロー（Ｙ）の各色のインクを個別に収容したインクカートリッジ３２と、インクカートリッジ３２の下面に形成されたインク供給口３２ａに取り付けられた供給チューブ３２ｂを介してインクの供給を受けてインク滴を吐出する印刷ヘッド３４と、記録紙Ｓを搬送する搬送ローラー３８とを備える。インクカートリッジ３２は、キャリッジ３３上に搭載しないオフキャリッジ型のカートリッジとして構成されており、溶媒としての水に着色剤としての顔料を含有したインクを収容する。また、インクカートリッジ３２には、図示しないが、データの読み込みと書き込みとが可能なチップＩＣが取り付けられており、このチップＩＣにはインクカートリッジ３２の製造日や製造ロット番号などの製造情報やインク残量，初期インク量（出荷時のインク残量）などのデータが記憶されている。ここで、インク残量は、印刷処理で吐出する各色のインク量を印刷データに基づいて計算により求め、この求めたインク量を各色ごとに積算し、初期インク量から差し引いて各色ごとに求めたものをチップＩＣに書き込むものとした。プリンターＡＳＩＣ３９は、プリンター機構３１を制御する機能を備えたＩＣチップであり、ＲＡＭ２３に設けられた印刷バッファー内の印刷データをラスタデータに展開し該展開した展開データを記録紙Ｓに印刷するようにプリンター機構３１を制御するものである。

印刷ヘッド３４は、図２に示すように、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）のノズル３６Ｃ，３６Ｍ，３６Ｙ，３６Ｋ（これらを総称して単にノズル３６という）が各色毎に複数個ずつ１列に配置された４列のノズル列３５Ｃ，３５Ｍ，３５Ｙ，３５Ｋ（これらを総称して単にノズル列３５という）が形成されたノズルプレート３７と、このノズルプレート３７と共にノズル３６に連通するインク室４８を形成するキャビティープレート４７と、インク室４８の上壁をなす振動板４６と、この振動板４６の上面に貼り付けられた圧電素子４４と、ヘッド駆動用基板４２上に形成され圧電素子４４に駆動信号を出力する駆動回路としてのマスク回路４３とを備え、マスク回路４３から圧電素子４４に電圧を印加して圧電素子４４でインク室４８の上壁を押し下げることによりインクを加圧してインク滴を吐出する。

印刷ヘッド３４の駆動回路としてのマスク回路４３は、原信号生成回路４１により生成された原信号ＯＤＲＶと印刷信号ＰＲＴｎとを入力すると共に入力した原信号ＯＤＲＶと印刷信号ＰＲＴとに基づいて駆動信号ＤＲＶを生成して圧電素子４４に出力する。原信号生成回路４１は、原信号ＯＤＲＶとして１画素分の区間内（キャリッジ２２が１画素の区間を横切る時間内）において第１のパルスＰ１と第２のパルスＰ２と第３のパルスＰ３の３つのパルスを繰り返し単位とした信号をマスク回路４３に出力し、原信号ＯＤＲＶを入力したマスク回路４３は、別途入力した印刷信号ＰＲＴに基づいて原信号ＯＤＲＶに含まれる３つのパルスのうち不要なパルスをマスクすることにより必要なパルスのみを駆動信号ＤＲＶとしてノズル３６の圧電素子４４に出力する。このとき、駆動信号ＤＲＶとして第１パルスＰ１のみが圧電素子４４に出力されると、ノズル３６から１ショットのインク滴が吐出されて記録紙Ｐには小さいサイズのドット（小ドット）が形成され、第１パルスＰ１と第２パルスＰ２とが圧電素子４４に出力されると、ノズル３６から２ショットのインク滴が吐出されて記録紙Ｐには中サイズのドット（中ドット）が形成され、第１パルスＰ１と第２パルスＰ２と第３パルスＰ３とが圧電素子４４に出力されると、ノズル３６から３ショットのインク滴が吐出されて記録紙Ｐには大きいサイズのドット（大ドット）が形成される。このように、インクジェットプリンター２０では、一画素区間において吐出されるインクのショット数を調整することにより３種類のサイズのドットを形成することができる。

ユーザーＰＣ１４は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ，ＨＤＤ（ハードディスク），インターフェースなどを備え、ＨＤＤにプリンタードライバーがインストールされたコンピューターであり、インクジェットプリンター２０に対してＬＡＮ１２を介して印刷指令やこの印刷指令に基づく印刷データなどを送信する。

情報管理サーバー５０は、インクジェットプリンター２０からの問い合わせにより情報を提供するサーバーであり、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ，ＨＤＤ（ハードディスク），インターフェースなどを備え、ＨＤＤにはインクカートリッジ３２に関する情報を格納するインク情報データベース５２が記憶されている。このインク情報データベース５２は、インクカートリッジ３２の製造日などの製造情報とインクカートリッジ３２の個体差によるインク濃度のバラツキの大きさに関する濃度バラツキ情報とが対応付けられてデータベース化されたものである。

次に、こうして構成された本実施形態のインクジェットプリンター２０の動作について説明する。まず、インクカートリッジ３２が装着されたときの動作について説明する。図３は、コントローラー２１により実行されるカートリッジ装着時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。カートリッジ装着時処理ルーチンが実行されると、まず、タイマー２５をスタートし（ステップＳ１００）、インクカートリッジ３２に取り付けられたチップＩＣから製造日を読み込むと共に読み込んだ製造日をインターネット１８を介して情報管理サーバー５０に送信して待つ（ステップＳ１１０）。情報管理サーバー５０は、インクジェットプリンター２０からインクカートリッジ３２の製造日を受信すると、受信した製造日に基づいてインク情報データベース５２からそのインクカートリッジ３２の濃度バラツキ情報を抽出してインクジェットプリンター２０に返信する。そして、情報管理サーバー５０から濃度バラツキ情報を受信すると（ステップＳ１２０）、受信した濃度バラツキ情報に基づいて閾値Ｔｒｅｆを設定して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｔｒｅｆは、本実施形態では、基本期間を１週間とし、インクカートリッジ３２の個体差によるインク濃度のバラツキが大きいほど短くなるよう期間調整したものを設定するものとした。この閾値Ｔｒｅｆは、後述する警告処理ルーチンの判定に用いられる。

本実施形態のインクジェットプリンター２０では、ユーザーＰＣ１４から印刷要求がなされたときには、タイマー２５により計時されたタイマー値Ｔに基づいてインクカートリッジ３２から印刷ヘッド３４に送られるインクの濃度（インク供給口３２ａ付近のインク濃度Ｃｉ）を推定し、推定したインク濃度に基づいて印刷の際に色ずれが生じないよう印刷データ（ＣＭＹＫデータ）を修正することにより吐出するインク量を補正して印刷ヘッド３４を駆動している。いま、インクカートリッジ３２をよく振った状態で装着することを考えると、装着直後はインクカートリッジ３２内のインクは濃度が均一となっている。このときのインク濃度を基準インク濃度Ｃｏとする。インクカートリッジ３２が装着されてから時間ｔが経過したときのインクカートリッジ３２の重力方向におけるインク濃度の変化の勾配θ（ｔ）は、インクに含まれる色材の沈降が時間の経過と共に徐々に進行していくことを考えると、経過時間ｔとインク濃度の変化の勾配θとの関係を予め求めてマップとして記憶しておくことにより、このマップを用いて経過時間ｔに基づいて導出することができる。このインク濃度の変化の勾配θ（ｔ）は、インク消費量が多くなるほど比例して緩やかになることから、インク残量を初期インク量（出荷時のインク量）で除したものを乗じることにより補正する。そして、補正後の勾配θ（ｔ）に現在のインクカートリッジ３２内のインクの濃度の平均値としての平均インク濃度Ｃａを乗じることによりインク供給口３２ａ付近のインク濃度Ｃｉ（ｔ）として推定することができる。平均インク濃度Ｃａは、初期値としては、基準インク濃度Ｃｏとなるが、インクの消費に伴って徐々に変化することから、例えば、インク消費量とインク濃度Ｃｉ（ｔ）とを乗じたものを積算することにより消費色材量を算出すると共に初期インク量と基準インク濃度Ｃｏとを乗じて初期色材量（出荷時の色材量）を算出し、初期色材量から消費色材量を減じることにより残存色材量を算出し、算出した残存色材量をインク残量で除することにより求めることができる。こうしてインク濃度Ｃｉ（ｔ）を推定すると、インク濃度Ｃｉ（ｔ）と基準インク濃度Ｃｏとのずれ補償する方向にＣＭＹＫデータの階調値を修正する。即ち、インク濃度Ｃｉ（ｔ）が基準インク濃度Ｃｏよりも高いときには元の階調値よりも小さな階調値に修正することにより、中ドットによる吐出を小ドットによる吐出に変更したり大ドットによる吐出を中ドット或いは小ドットによる吐出に変更したりする。一方、インク濃度Ｃｉ（ｔ）が基準インク濃度Ｃｏよりも低いときには元の階調値よりも大きな階調値に修正することにより、小ドットによる吐出を中ドット或いは大ドットによる吐出に変更したり中ドットによる吐出を大ドットによる吐出に変更したりする。

図４は、コントローラー２１により実行される警告処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。警告処理ルーチンが実行されると、コントローラー２１のＣＰＵ２２は、まず、タイマー値Ｔが前述した閾値Ｔｒｅｆ以上か否かを判定する（ステップＳ２００）。タイマー値Ｔが閾値Ｔｒｅｆ以上でないときには、インクに含まれる顔料の沈降は進んでいないと判断し、何もせずに本ルーチンを終了し、タイマー値Ｔが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには警告画面をディスプレイ２８上に表示する（ステップＳ２１０）。図５に、警告画面６０の一例を示す。警告画面６０では、図示するように、エクスクラメーションマークと共に「インクカートリッジ内のインクに濃度ムラが生じている可能性があります。インクカートリッジを一旦取り外し、よく振ってから再度装着して下さい。」とのメッセージが表示されるようになっている。そして、インクカートリッジ３２が一旦取り外されてから再装着されるのを待って（ステップＳ２２０）、タイマー値Ｔを値０にリセットして（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。本実施形態では、前述したように、インクカートリッジ３２が装着されてからの経過時間（タイマー値Ｔ）に基づいて吐出するインク量を補正して印刷ヘッド３４を駆動するため、インクカートリッジ３２内のインクに含まれる色材が沈降しても色ずれの少ない良好な画質で印刷を行なうことができるものの、沈降が過剰に進行すると、インク量の補正によっても十分な画質を得ることができない場合が生じる。そこで、タイマー値Ｔが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、即ち、インクカートリッジ３２が装着されてからの経過時間が閾値Ｔｒｅｆに対応する時間以上となったときには、警告画面６０を表示し、ユーザーによるインクカートリッジ３２内のインクの攪拌を促すことにより、沈降現象に基づくインクの濃度ムラを解消しようとしてるのである。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のタイマー２５が本発明の「計時手段」に相当し、プリンターＡＳＩＣ３９とコントローラー２１とが「印刷制御手段」に相当し、ディスプレイ２８とタイマー値Ｔが閾値Ｔｒｅｆ以上のときにディスプレイ２８に警告画面６０を表示するコントローラー２１とが「報知手段」に相当し、警告画面６０を表示した後にインクカートリッジ３２が一旦取り外されて再装着されたときにタイマー値Ｔを値０にリセットするコントローラー２１が「リセット手段」に相当する。

以上説明した本実施形態のインクジェットプリンター２０によれば、インクカートリッジ３２がプリンター本体に装着されてからの経過時間としてのタイマー値Ｔが閾値Ｔｒｅｆ以上のときには、インクカートリッジ３２を一旦取り外してよく振ってから再装着するように警告画面６０を表示すると共にインクカートリッジ３２が再装着されたときにタイマー値Ｔを値０にリセットするから、インクカートリッジ３２内のインクに含まれる色材（顔料）の沈降が過度に進行するのを抑制することができる。この結果、印刷品質をより向上させることができる。もとより、印刷を行なう際にはインクカートリッジ３２が装着されてからの経過時間に基づいて吐出するインク量を補正するから、インクに含まれる色材が多少沈降していても、印刷品質に悪影響を与えないようにすることができる。また、情報管理サーバー５０から該当するインクカートリッジ３２のインク濃度のバラツキの大きさに関する情報（濃度バラツキ情報）を取得し、取得した濃度バラツキ情報に基づいて閾値Ｔｒｅｆを変更するから、インクカートリッジ３２の製造上のバラツキにもより適切に対処することができる。

本実施形態のインクジェットプリンター２０では、警告画面６０の表示をインクジェットプリンター２０が備えるディスプレイ２８に行なうものとしたが、これに限られず、画面表示に代えて警告ランプにより警告するものとしてもよいし、ユーザーＰＣ４０のディスプレイに警告画面を表示するものとしてもよい。

本実施形態のインクジェットプリンター２０では、閾値Ｔｒｅｆの基本値を１週間としたが、これに限られず、５日や１０日などとしてもよい。

本実施形態のインクジェットプリンター２０では、インクカートリッジ３２の製造日を用いて情報管理サーバー５０から濃度バラツキ情報を取得して閾値Ｔｒｅｆの設定に反映するものとしたが、インクカートリッジ３２の製造時期を特定できれば、製造ロット番号やインクカートリッジ３２の有効期限などの他の製造情報を用いるものとしてもよい。また、濃度バラツキ情報を考慮することなく閾値Ｔｒｅｆに一定値を定めるものとしても構わない。

本実施形態のインクジェットプリンター２０では、警告画面６０でインクカートリッジ３２を一旦取り外してよく振ってから再装着するように促すものとしたが、インクカートリッジ３２が格納されているボックスごと揺らすことによりインクカートリッジ３２内のインクを攪拌するものとしてもよいし、インクカートリッジ３２内に帯電した球体上の物質を入れ外部により電気信号を付加することによりインクカートリッジ３２内のインクを攪拌するものとしてもよい。

本実施形態のインクジェットプリンター２０では、オフキャリッジ型のプリンターとして構成するものとしたが、オンキャリッジ型のプリンターとして構成するものとしてもよい。この場合、インクカートリッジ３２が装着された印刷ヘッドそのものをキャリッジの往復動によって揺らすことによりインクカートリッジ内のインクを攪拌するものとしてもよい。

本実施形態では、インク濃度の分布変化に基づいて印刷データを修正する手法としては、サーバーがインク濃度の分布変化をインターネット経由でプリンターから入手しその濃度の分布変化に適したＬＵＴ（Look Up Table）データをユーザーＰＣへ配信し、そのＬＵＴを用いて適切な印字ドット構成の印刷データをプリンタードライバーにて生成することにより、適正なインク濃度による印刷を実現することもできる。

本発明では、印刷装置をインクジェットプリンター２０に適用して説明したが、これに限定されるものではなく、インクカートリッジからのインクを印刷ヘッドに供給して印刷を行なうものであれば、例えばファクシミリ装置や複合機などの他の如何なるＯＡ機器に適用するものとしてもよい。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

１０ 印刷システム、１２ ＬＡＮ、１４ ユーザーパソコン（ユーザーＰＣ）、１６ ルータ、１８ インターネット、２０ インクジェットプリンター、２１ コントローラー、２２ ＣＰＵ、２３ ＲＯＭ、２４ ＲＡＭ、２５ タイマー、２６ ネットワークＩ／Ｆ、２８ ディスプレイ、３１ プリンター機構、３２ インクカートリッジ、３２ａ インク供給口、３２ｂ 供給チューブ、３３ キャリッジ、３４ 印刷ヘッド、３５Ｋ，３５Ｃ，３５Ｙ，３５Ｍ ノズル列、３６，３６Ｋ，３６Ｃ，３６Ｙ，３６Ｍ ノズル、３７ ノズルプレート、３８ 搬送ローラー、３９ プリンターＡＳＩＣ、４１ 原信号生成回路、４２ ヘッド駆動用基板、４４ 圧電素子、４６ 振動板、４７ キャビティープレート、４８ インク室、５０ 情報管理サーバー、５２ インク情報データベース。

Claims (5)

1. 着脱可能なインクカートリッジからのインクの供給を受けてインク滴を吐出する印刷ヘッドを備える印刷装置であって、
   計時する計時手段と、
   印刷指示がなされたとき、前記計時手段により計時された経過時間に基づいて吐出するインク量の補正を伴って前記印刷ヘッドを制御して印刷を実行する印刷制御手段と、
   所定時間毎に前記計時手段により計時された経過時間が閾値以上か否かを判定し、前記経過時間が前記閾値以上と判定したときには、装着されているインクカートリッジを取り外して振るように促す警告をユーザーに報知する報知手段と、
   前記報知手段により前記警告が報知された後、前記インクカートリッジが装着されたときに前記計時手段による計時をリセットするリセット手段と、
   を備える印刷装置。
2. 前記インクカートリッジの製造情報と該インクカートリッジのインク濃度のバラツキに関する濃度バラツキ情報とを関連付けて記憶する情報管理サーバーとネットワークを介して通信が可能な請求項１記載の印刷装置であって、
   前記報知手段は、前記インクカートリッジの製造情報に基づいて前記情報管理サーバーへの問い合わせを伴って前記濃度バラツキ情報を取得し、該取得した濃度バラツキ情報に基づいて前記閾値を変更して警告をユーザーに報知する手段である
   印刷装置。
3. 装着された前記インクカートリッジから該インクカートリッジの製造情報を読み込み可能な請求項２記載の印刷装置。
4. 前記報知手段は、インク濃度のバラツキが大きいほど短くなる傾向に前記閾値を変更して警告をユーザーに報知する手段である請求項２または３記載の印刷装置。
5. 前記製造情報は、製造日，製造ロット番号，インクカートリッジの有効期限の少なくとも一つを含む情報である請求項２ないし４いずれか１項に記載の印刷装置。
   

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