(57)【要約】【課題】  インクジェットプリンタの印字ヘッドの不吐出を防止する為の予備吐出と、印字吐出が印字媒体端部付近で同時に行われるときに、長尺ヘッドの印字素子は同時に駆動する素子の数が多い為に、予備吐出で使用する電力量が印字で使用する電力に対して割合が大きくなり、電源に対する負荷が増大する。【解決手段】  カラム駆動基準のトリガから各素子ブロックが駆動するトリガを生成するときに、ブロックの数以上にトリガを生成し、印字吐出に使用する部分と予備吐出に使用する部分を分けて、印字吐出の駆動と予備吐出の駆動が重ならない制御を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の印字素子列を有する印刷装置において、１つの列中の全素子を複数の素子ブロックに分割し、各素子ブロックを順番に駆動する構成において、全ての素子ブロックが駆動する１カラムの印字時間中に、各素子ブロックの駆動基準となるトリガを、素子ブロックの数以上に発生させ、基準トリガを印字駆動に使用する部分と、予備駆動に使用する部分を分け印字制御を行なうことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
印字媒体上を複数の印字素子列が列方向に対して垂直方向に走査して印字を行い、印字媒体の端部付近では、走査方向に対して前方に存在する素子列は印字媒体上にあって印字駆動を行い、走査方向に対して後方に存在する素子列は印字媒体外にあって予備駆動を同時に行うことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
各素子ブロックの駆動基準となるトリガを、１カラム中において、素子ブロックの数に固定されず、任意の数を出力が可能であることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項４】
各素子ブロックの駆動基準となるトリガを、印字駆動に使用する部分と、予備駆動に使用する部分を分けたことにより、印字駆動に使用する電力と、予備駆動に使用する電力が同時に発生せずに、電源容量の低減化の効果を有することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項５】
各素子ブロックの駆動基準となるトリガに対して、予備駆動に使用するトリガ数が、全ての素子ブロック数の１／ｎであった場合に、ｎカラムを印字して全ての素子ブロックを駆動することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項６】
素子ブロックの駆動基準となるブロックトリガは、カラム基準トリガ間に、印字駆動分と予備駆動分の合計数分のトリガを均等の間隔で発生させることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項７】
各素子列間に物理的なずれが生じている場合に、印字による各素子の同時駆動数が最も少ない時に、予備駆動の動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項８】
印字素子列からインクを吐出して印字媒体に記録する、インクジェットプリンタの印字制御装置であることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印字素子列が行う印字の為の駆動と、印字品位を保つ為に印字開始直前に行う予備駆動を、複数存在する素子列に対して同時に行うことを回避し、電源の小型化を目的とした印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１回の走査で複数ラスタの印字を行うインクジェットプリンタにおいて、より高速な画像出力を行う為には、印字媒体を搬送する副走査方向に対して、長尺の印字ヘッドを設けることで、印字媒体上の走査回数を減らすことができる。
【０００３】
長尺の印字ヘッドを使用する場合に、全ての色の全ての素子が同時に駆動する電力は膨大になり、その電力を保証する電源は非常に高価なものになってしまう。そのため、電源の出力はある程度の制限をかけ、通常の自然画もしくは文章等の印字においては１ノズルあたりで使用される素子数の割合は低く、同時に多くの素子が同時駆動されるベタ画像が発生する頻度が少ない物として、ベタ画像を検出して、その場合のみ主走査の速度を落とす、もしくは走査を数回に分けて印字を行うような制御を行っている。
【０００４】
ところが、インクジェットプリンタの印字ヘッドは印字素子列に設置される吐出口からインクを飛ばして記録を行うが、しばらくインクの吐出が行われない場合に、吐出口のインクの水分が蒸発してインクが増粘することがある。この場合に、インクの吐出が不安定になり、最悪の場合は不吐出となる場合がある。
【０００５】
以上のような印字ヘッドの不吐出を防止する為に、印字領域外においてインク吐出を行って、増粘したインクを除去する予備吐出を行う必要がある。最も効果的な予備吐出は印字の直前に行われることが望ましく、印字媒体の端部付近に予備吐出領域を設けて、主走査において印字ヘッドが印字領域に達する直前に予備吐出が行われることが理想的である。
【０００６】
しかし、予備吐出は短い時間に全てのノズルからインクの吐出を行う為に、素子の同時駆動数が増し、印字媒体端部付近での動作の為、印字による印字素子の駆動と、予備吐出による駆動が同時に発生し、予備吐出による電力が印字分に影響する可能性が高い。
【０００７】
従来からインクジェットプリンタの印字吐出動作と予備吐出動作を同時に行う機能を施したものがある（特許文献１参照）
しかし、前述の出願に記載されているのは印字速度向上の手段であり、電源容量に対しては言及していない。
【０００８】
また、予備吐出のパターンデータを可変として、同時駆動数を減らし、使用する電力を削減する機能を施したものがある（特許文献２参照）
【特許文献１】特開平７−２５０２６号公報（第８頁、図２）
【特許文献２】特開２００５−２８９０７２号公報（第２１頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
インクジェットプリンタの印字ヘッドの不吐出を防止する為の予備吐出と、印字吐出が同時に行われるときに、長尺ヘッドの印字素子は同時に駆動する素子の数が多い為に、予備吐出で使用する電力量が印字で使用する電力に対して割合が大きくなり、電源も大型化してしまう。これを回避する為には、予備吐出データをパターン化して、１カラム分の印字素子群の駆動を数回に分散して電力量を下げる手法がある。
【００１０】
この場合に、予備吐出データを保持する為に、本体内のメモリを余分に使用してしまう点と、平均的な電力が下がったとしても、印字吐出と予備吐出がタイミング的に重なってしまうことは避けられない為、ピーク電力は印字で使用する分に上乗せして発生してしまう問題を含んでいる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、印字ヘッドの１カラム中の全素子を複数の素子ブロックに分割し、各素子ブロックを順番に駆動する構成において、全ての素子ブロックが駆動する１カラムの印字時間中に、各素子ブロックの駆動基準となるトリガを、素子ブロックの数以上に発生させ、基準トリガを印字吐出の駆動に使用する部分と、予備吐出の駆動に使用する部分に分け、予備吐出の駆動において発生する電力を印字吐出の駆動分の電力に上乗せしない機能を持つ。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明に係る第１の実施例によれば、印字吐出の駆動により発生する電流と予備吐出の駆動による発生する電流を合成した電流値が、従来方式に比べてピーク電流の値が低くなる効果を有する。電源の定格電流に対してピーク電流との差が小さくなると電源の効率が増し、電源の小型化・省電力化の効果が得られる。
【００１３】
また、第２の実施例によれば、印字素子列の製造上のずれを補正する印字タイミングのシフトが行われたときに、印字吐出の同時駆動数が最も少ない箇所に、予備吐出の駆動信号を設定することにより、印字ヘッドで総合的に消費する電力を低減し、実施例１と同様の効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施例１）
図１において本発明の機能を有する印字制御装置は、印字ヘッド素子の駆動基準となるトリガを発生するトリガ生成ブロック１０１と、駆動基準となるトリガを元に、印字データの転送開始タイミングと印字ヘッド素子の駆動開始タイミングを決定するウィンドウと呼ばれるタイミング信号を発生する印字制御ブロック１０２と、印字データを格納している印字データバッファ１０３と、予備吐出データを格納している予備吐データレジスタ１０４と、駆動基準となるトリガと印字ウィンドウの信号を元に、印字及び予備吐出のデータの読み出しを行う印字／予備吐データ読み出しブロック１０５と、印字ヘッドへ駆動データを転送するヘッドデータ転送ブロック１０６と、駆動基準となるトリガを元に印字ヘッド素子に対して駆動制御信号を生成するヘッド駆動制御ブロック１０７と、印字データと制御信号を受け取り、印字素子の駆動を行ってインクの吐出を行う印字ヘッド１０８から構成されている。
【００１５】
図２において、トリガ生成ブロック１０１と印字制御ブロック１０２が生成する信号の関係を示す。トリガ生成ブロック１０１は、１カラムの駆動基準となる、ヒートトリガと呼ばれる信号２０１と、１カラム内の各素子ブロックの駆動基準となる、ブロックトリガと呼ばれる信号２０２を生成する。印字制御ブロック１０２は、印字吐出の開始タイミングを決定する印字ウィンドウ信号２０３と、予備吐出の開始タイミングを決定する予備吐ウィンドウ２０４を生成する。図の例では、２０５に示す区間が印字吐出を行うトリガが発生している区間であり、２０６に示す区間が予備吐出を行うトリガが発生している区間である。
【００１６】
図３において、図２の駆動制御を行った場合の、印字吐出の状態と予備吐出の状態を時系列的に模式した図を示す。この例で、１カラムの素子ブロック数が２０ブロックである場合に、最初の２０個の駆動基準トリガを使用した１カラム分の印字吐出３０１の後に、印字媒体外にあり、同時に予備吐出を行っている素子列の、１から５ブロックの予備吐出３０２の動作が行われる。次のカラムで１カラム分の印字吐出３０３が行われた後に、６から１０ブロックの予備吐出３０４の動作が行われる。同様に次のカラムで１１から１５ブロックの予備吐出３０５の動作が行われ、その次のカラムで１５ブロックから２０ブロックの予備吐出３０６の動作が行われる。予備吐出動作３０２、３０４、３０５、３０６の動作をもって、１カラム分の予備吐出動作が完了する。逆を言うと、印字吐出の４カラム分のトリガをもって、１カラム分の予備吐出動作を完了している。
【００１７】
図４において、印字媒体端部付近の印字吐出動作と予備吐出動作が同時に行われている状態を示す。印字ヘッド４０１が、印字媒体の端部４０２と図のような位置関係にあるときに、印字素子列４０３は印字媒体上で印字吐出を行っており、印字素子列４０４は予備吐出動作を行っている。このときに印字素子列４０３は、印字ウィンドウ信号４０５を元に駆動しており、印字素子列４０４は、予備吐ウィンドウ信号４０６を元に駆動している。印字ウィンドウ信号４０５と、予備吐ウィンドウ信号４０６の関係は、図２の印字ウィンドウ信号２０３と予備吐ウィンドウ信号２０４のタイミングで発生している。
【００１８】
図５において、印字吐出と予備吐出の時間的変化を示す。印字ヘッド５０１が、印字媒体の端部５０２と図のような位置関係にあるときに、印字ヘッド５０１がＰ５０１の位置で、印字素子列５０３は印字媒体外の予備吐出口５０４に素子ブロック１から５までの予備吐出５０５を行う。同じタイミングで印字素子列５０９は、１カラム分の素子ブロック１から２０までの印字吐出５１０を行う。次に印字ヘッド５０１がＰ５０２の位置に来たときに、印字素子列５０３は、素子ブロック６から１０までの予備吐出５０６を行い、印字素子列５０９は１から２０ブロックの印字吐出５１１を行う。同様に、Ｐ５０３の位置で、予備吐出５０７と、印字吐出５１２を、Ｐ５０４の位置で予備吐出５０８と、印字吐出５１３を行う。一連の動作で、印字素子列５０３は１カラム分の予備吐出を行い、印字素子列５０９は４カラム分の印字吐出を行う。
【００１９】
図６に印字素子列の素子ブロックの状態を示す。６０１に予備吐出を行っている素子列６０２と、印字吐出を行っている素子列６０３を示す。図５の印字素子列５０３が６０２、５０９が６０３と対応する。素子列は上から１、２、３…２０のブロック番号を振り、その次に再び１、２、３…２０のブロック番号が振られ、全素子に対してそれを繰り返す。６０１は図５のＰ５０１の状態であり、予備吐出駆動の１から５ブロックが駆動される。ブロック１は印字素子列、１番、２１番、４１番…であり、ブロック２は印字素子列、２番、２２番、４２番…であり、同様にブロック３、４、５と続く。６０１で色を付けた部分がＰ５０１で１カラム中に駆動を行う素子であり、同様に６０４はＰ５０２の位置での１カラム中の駆動の様子、６０５がＰ５０３、６０６がＰ５０４の様子を示している。
【００２０】
図７に印字ヘッド素子の印字吐出による駆動と、予備吐出による駆動を行ったときに流れる電流の様子を示す。カラム駆動基準となるトリガ７０１に対して、各素子ブロックの駆動トリガ７０２は、印字吐出分の２０個と予備吐出分の５個を合わせた２５個分のトリガを生成する。印字ウィンドウ信号７０４は、駆動トリガ７０２の１番から２０番の信号に合わせて出力され、予備吐ウィンドウ信号７０５は、駆動トリガ７０２の２１番から２５番の信号に合わせて出力される。実際の素子の駆動は、駆動トリガとウィンドウ信号のＡＮＤ条件で行われる為、印字吐出の駆動による電流は７０６のようになり、予備吐出の駆動による電流は７０７のようになる。印字吐出の駆動による電流と、予備吐出の駆動による電流を合わせた総合の電流は７０８のようになる。
【００２１】
また、従来方式では、カラム駆動基準となるトリガに対して、各素子ブロックの駆動トリガ７０３は、素子ブロック数の２０個のみを出力し、印字ウィンドウ信号７０９と予備吐ウィンドウ信号７１０は図の通りに同じタイミングで開閉する信号を生成する。同様に、印字吐出の駆動による電流は７１１のようになり、予備吐出の駆動による電流は７１２のようになる。これらを合成した電流は７１３のようになる。本発明の方式による駆動電流７０８のピーク電流７１５は、従来方式による駆動電流７１３のピーク電流７１６に対して低くなる。平均値７１４は従来方式による駆動電流７１３とほぼ同等となるが、これは駆動トリガ間隔が狭くなったことによる。
【００２２】
（実施例２）
印字ヘッドの各素子列の間隔が、１カラムの整数倍の距離が離れているときに、各素子列の駆動タイミングを決定するウィンドウ信号はカラム基準トリガに同期してアサートされる為、このときに各印字素子列の１ブロック目の駆動は同時に行われる。しかし、印字素子列の間隔が製造上のずれにより、１カラムの整数倍にならない場合に、印字ウィンドウ信号のアサートのタイミングを１カラム以内の精度でシフトして、印字媒体上にインクを吐出する位置を合わせる必要がある。図８に示す例では、印字ヘッド８０１に対して、印字媒体端部が８０２の位置にあるときに、印字素子列８２１、８２２、８２３、８２４が印字吐出の駆動を行っており、８２５、８２６が予備吐出の駆動を行っている。印字素子列８２１を基準として、８２２との距離が、１カラムの整数倍の距離に加えて４分の１カラム分遠い距離にあるとする。１カラムの間隔を４分割し、印字ウィンドウの補正が必要ないときは０、４分の１のずれがある場合は＋１補正、４分の２の場合は＋２補正、４分の３の場合は＋３補正と定義する。この場合、印字素子列８２２の印字ウィンドウ８０５は、８２１のウィンドウ８０４に対して＋１補正の必要がある。同様に、印字素子列８２３のウィンドウ８０６は＋２補正、８２４のウィンドウ８０７は＋１補正であったとする。予備吐出の駆動を行っている印字素子は、印字媒体外の予備吐出口の上ならば詳細の位置補正の必要が無い為、印字吐出を行っている素子列の駆動数が少ないときに予備吐出の駆動を行うよう制御する。印字素子列８２１から８２４の印字吐出の同時駆動が８０８に示すように＋１補正を行っている部分が最も少なくなる為、印字素子列８２５、８２６の予備吐出の駆動は、＋１補正を行った予備吐ウィンドウ８０９、８１０の設定で、駆動タイミングを生成する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を実施する、印字制御装置のブロック図
【図２】印字素子の駆動基準トリガを、印字吐出の区間と予備吐出の区間に分割した状態を示す図
【図３】印字吐出の状態と予備吐出の状態を時系列的に模式した図
【図４】印字媒体端部付近の印字吐出動作と予備吐出動作が同時に行われている状態を示す図
【図５】印字吐出と予備吐出の時間的変化を示す図
【図６】印字素子列の素子ブロックの駆動状態を示す図
【図７】印字素子の駆動によって流れる電流の様子を示した図
【図８】印字素子列の補正により、予備吐出の印字タイミングをシフトした状態を示す図
【符号の説明】
【００２４】
１０１  トリガ生成ブロック
１０２  印字ウィンドウ制御ブロック
１０３  印字データバッファ
１０４  予備吐データレジスタ
１０５  印字／予備吐データ読み出しブロック
１０６  ヘッドデータ転送ブロック
１０７  ヘッド駆動制御ブロック
１０８  印字ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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