(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズルを覚醒させる時に、大量のインクの無駄を無くすことができるインクリメンタルプリンタを提供する。【解決手段】  画像の種々の部分を印刷するよう構成される複数の印刷要素を含むインクリメンタルプリンタであって、画像を印刷する前に、画像の印刷に必要ではない要素を特定し、要素整備手順を実施するよう構成され、１以上の特定された要素を整備手順から除外するよう構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷されるページに対して第１の方向に延びるドット印刷要素のアレイを有するプリントヘッドを含み、該第１の方向に対してある角度をなす第２の方向への前記プリントヘッドと前記ページとの相対移動中に、前記ページの少なくとも一部を印刷するような種類のプリンタを操作する方法であって、
（Ａ）印刷ジョブの前に、（ａ）前記印刷要素のアレイのうち、印刷ジョブの第１のページに対する前記プリントヘッドの少なくとも第１のパスに必要となる部分を特定するステップと、（ｂ）該ステップ（ａ）で前記アレイの前記特定された部分に従って前記印刷要素を整備し、前記アレイの前記特定された部分以外の１以上の印刷要素が整備されないようにするステップと、
（Ｂ）少なくとも前記第１のパスを印刷するステップと
を含んでなる方法。
【請求項２】
前記アレイの前記特定された部分以外の実質的に全ての前記印刷要素が整備されないものである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ａ）で特定された前記アレイの各部分は、ハーフトーン値の各行を所与の解像度で前記ページに印刷することができる少なくとも１つの群を含み、該群の要素間に冗長性を備えるものである請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ１）前記群の少なくともいくつかに対して、利用可能な前記群の前記要素の数を減らすステップと、
（ｂ２）該ステップ（ｂ１）の後に依然として利用可能な前記印刷要素のみを整備するステップと
を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｂ１）に従って前記群の前記要素の数を減らすことによって、前記群内に冗長性が保たれるものである請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｂ１）は、欠陥プリントヘッドデータベースにより特定された群から欠陥のある印刷要素を除外するものである請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記印刷要素のアレイは、前記ページにわたって前記第１の方向に実質的に完全に延びるものである請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも第１のパスは唯一のパスであり、それにより前記第１のページが単一パスで印刷されるものである請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記印刷ジョブは、前記第２の方向に実質的に平行に前記ページにわたって延びるテキスト行を含むものである請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記プリンタはインクジェットプリンタであり、前記ドット印刷要素はインクジェットノズルである請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
ある画像の異なる部分を印刷するように構成される複数の印刷要素を含むインクリメンタルプリンタであって、画像の印刷前に、該画像の印刷に必要ではない要素を特定し、要素整備手順を実施するよう構成されており、１以上の前記特定された要素を前記整備手順から除外するよう構成されるものであるインクリメンタルプリンタ。
【請求項１２】
前記要素は、画像の各行または列に沿って配置される画像内容を印刷するようそれぞれ構成されており、該画像中の印刷せずにおく行または列に対応するプリンタ内の位置を有する要素が前記整備手順から除外されるものである請求項１１に記載のインクリメンタルプリンタ。
【請求項１３】
前記要素は冗長群をなすよう配置され、所与の群中の前記要素は、共通の画像位置範囲にある画像内容を印刷するよう配置され、該プリンタは、１以上の前記群の中の１以上ではあるが全てではない要素を、該画像の印刷に利用可能であると指定し、前記画像の印刷前に前記群の前記指定された要素のみを実質的に整備するようさらに構成される請求項１１または１２に記載のインクリメンタルプリンタ。
【請求項１４】
画像の印刷に利用可能であると指定された要素を有する１以上の前記群は、印刷冗長性を保持している、請求項１３に記載のインクリメンタルプリンタ。
【請求項１５】
欠陥があると特定されていない要素のみを実質的に指定するよう構成される請求項１３に記載のインクリメンタルプリンタ。
【請求項１６】
前記印刷要素は、ページ幅のアレイまたはページ高さのアレイをなすよう配置される、請求項１１から１５のいずれか１項に記載のインクリメンタルプリンタ。
【請求項１７】
インクジェットプリンタであり、ドット印刷要素がインクジェットノズルである請求項１１から１５のいずれか１項に記載のインクリメンタルプリンタ。
【請求項１８】
複数の印刷要素を制御することができるプリンタ制御回路であって、該要素は画像の異なる部分を印刷するよう配置され、該回路は、所与の画像の印刷に必要ではない要素を特定し、画像を印刷させる前に印刷要素整備手順を実施するよう構成され、１以上の前記特定された要素を前記印刷要素整備手順から除外するよう構成されているものであるプリンタ制御回路。
【請求項１９】
適切なハードウェアに関連する適切なデータ処理デバイスにより実行されると、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法を行うようになっているプログラム命令を含むコンピュータ読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[発明の詳細な説明］
本発明はプリンタに関する。特に、限定はされないが、本発明は、印刷されるページに対して第１の方向に延びるドット印刷要素のアレイを有するプリントヘッドを備え、第１の方向に対してある角度をなす第２の方向へのプリントヘッドとページとの相対移動中にページの少なくとも一部を印刷するような種類のプリンタを操作する方法に関する。本発明は特に、限定はされないが、インクジェットプリンタとして知られるタイプのプリンタに適している。
【０００２】
[関連出願の相互参照］
本出願は、以下の特許出願、２００３年１０月３１日に出願された、「Method and Apparatus of Operating a Printer」と題する、ヒューレット・パッカード社の名義の米国特許出願第１０／６９７０１０号（ＨＰ参照番号２００２０９９６３−１）に関する。
【背景技術】
【０００３】
インクジェットプリンタは、（本明細書では包括的に「紙」と呼ばれる）印刷媒体上に非常に小さいインク滴を噴射することにより、ドット（ピクセル）を印刷する。このようなプリンタは、インク噴射ノズルをそれぞれが有する１以上のプリントヘッドを支持する可動キャリッジを含む場合が多い。キャリッジは、紙の表面上を繰り返し通過し、紙はパスごとに（between passes）キャリッジに対して徐々に移動する。ノズルは、マイクロコンピュータまたは他のプリントコントローラのコマンドに従って適当な時にインク滴を噴射するよう選択的に「発射」され、インク滴の吐出（application）のタイミングは、印刷中の画像のピクセルのパターンに対応する。
【０００４】
プリントヘッドが印刷されるページの全高（full height）（または全幅（full width））に延びるプリントバーの形態である、いわゆるページ高さ（page-high）（またはページの向きによってはページ幅（page-wide））のインクジェットプリンタもある。この場合には、プリントバーは、その全長に実質的に沿ってインク噴射ノズルのアレイを有することにより、ページに対するプリントバーの１回のパスでページ全体が印刷される。この場合も、ページ上をプリントバーが通過する際に、どのノズルをいつ発射させるのかをプリントコントローラが決定する。ある場合には、プリントバーは静止した紙を横切って移動し、またある場合には、プリントバーが静止しており、紙がその下を通過する。このようなプリンタは、モノクロ（例えばブラック）テキストの高速印刷に特に有用であり、例えばモノクロコピー機で用いられる。他のインクジェットプリンタは、ページの全高または全幅には延びていないが、ページの大部分に延びるプリントバーを用いるため、少数回のパス、例えば２、３回のパスの後でやっとページが完全に印刷される。
【０００５】
インクジェットプリンタ、特にページ幅プリンタおよび他のプリントバープリンタ等の多数のノズルを有するインクジェットプリンタでは、印刷ジョブの開始前にノズルを「覚醒（wake up）」させるために１つのノズルにつき複数の滴を、典型的には数百オーダの発射サイクルで噴射する必要があることにより、実際の印刷に用いられるインクと比較して大量のインクの無駄が生じる。この無駄は、印刷ジョブの時間が短くその間隔が空くほど多くなり、印刷密度が非常に低いテキストコピー（text copying）では特に多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の解決策は、プリントヘッドの全ノズルに適用される覚醒用の発射の最小値を決定することに限定されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明は、印刷されるページに対して第１の方向に延びるドット印刷要素のアレイを有するプリントヘッドを含み、第１の方向に対してある角度をなす第２の方向へのプリントヘッドとページとの相対移動中にページの少なくとも一部を印刷するような種類のプリンタを操作する方法であって、
（Ａ）印刷ジョブの前に、（ａ）印刷要素のアレイのうち、印刷ジョブの第１のページに対するプリントヘッドの少なくとも第１のパスに必要となる部分を特定するステップと、（ｂ）ステップ（ａ）で前記アレイの前記特定された部分に従って前記印刷要素を整備し、前記アレイの前記特定された部分以外の１以上の印刷要素が整備（service）されないようにするステップと、
（Ｂ）少なくとも第１のパスを印刷するステップと
を含んでなる方法を提供する。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態では、ステップ（ａ）で特定された各アレイの部分が、所与の解像度でハーフトーン値の各行を印刷することが可能な少なくとも１つの群を含み、その群の要素間に冗長性があるものである。
【０００９】
かかる実施形態では、ステップ（ｂ）は、
（ｂ１）群の少なくともいくつかに関して、利用可能な群の要素の数を減らすステップと、
（ｂ２）ステップ（ｂ１）の後に依然として利用可能である印刷要素のみを整備するステップと
を含むことが好ましい。
【００１０】
本発明は、主にインクジェットプリンタに適用可能であるが、個々の印刷要素を印刷ジョブでの使用前に整備可能な状態にする必要がある任意のプリンタにも適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照して一例として説明する。
【００１２】
図１を参照すると、モノクロテキストプリンタは、インクジェットノズル１４（図２）のアレイ１２を有するプリントバー１０を含み、アレイは、プリントバーに沿って、印刷される紙のページ１６の実質的に全高に延びる。この実施形態では、プリントバー１０はページ１６の幅にわたって（図１に見られるように）右から左に通過し、テキストの全てがプリントバーの１回のパスで印刷される。図１では、プリントバーの位置はページが印刷された後の状態で示す。次のページを印刷するために、プリントバーはページの左側に戻る。このようなプリンタと、プリントバーおよび／または紙の移動をノズルの発射のタイミング（timed firing）に調整する印刷制御回路との機械的構成が、当業者には既に知られている。
【００１３】
上述のように、従来技術では、ページ１６が印刷ジョブの最初のページであり、プリンタがその前に長期間休止状態であったと仮定すると、ページ１６を印刷する前に全てのノズル１４を整備可能状態（serviceable）にするために繰り返し発射することにより、インクの無駄が生じる。しかしながら、図１を見ると、図１に示す特定のページ１６の場合には、ノズルアレイ１２の特定の部分、すなわち参照符号１８で示した部分のみが、テキストの行を印刷するのに用いられていることが即座に分かるであろう。したがって、この実施形態では、このページを印刷する前にこれらの部分１８内のノズルを整備すればよく、または、部分１８以外の１以上のノズル、好ましくは実質的に全てのノズルを少なくとも整備しなくてすむ。これにより、第１のレベルのインク節約が行われる。
【００１４】
アレイの部分１８の全ノズルを整備してもよいが、アレイの部分１８のノズルの全部ではなく一部を整備することにより、第２のレベルのインク節約が行われる。これは、各アレイの部分１８のノズル１４同士の間に実質的な冗長性があるからである。
【００１５】
プリントバー１０の高さのうちのわずかな部分を示す図２を参照すると、アレイ１２は、ノズル１４の２つの列１２ａ、１２ｂを含み、各列のノズルはプリントバーに沿って中心間を１／１２００インチ離して互い違いに配置（staggered）され、列１２ｂのノズルの高さは列１２ａのノズルの高さに対して１／２４００インチずれている。したがって、全体としては、ノズル１４は、プリントバーに沿って中心間が１／２４００インチ離れている。すなわち、ノズル１４は、プリントバーの長さに沿って２４００ｄｐｉ（dot per inch：インチあたりドット数）のノズルピッチを有する。ノズル１４が特定の互い違い配置構成にされ、２列に分割されるのは、ノズルのサイズの限度（約１２ミクロン）と、プリントバーを作製するのに用いられる製造技法とに起因する。
【００１６】
ここで、２４００ｄｐｉのフル解像度で印刷することはほとんど必要なく、実際には、ノズルにより生成されるインクドット２０が（通常は、１／１２００インチの解像度に対応する２４ミクロンを超える直径を有する）比較的大きいサイズであるため、このことはほぼ不可能である。したがって、ノズル１４は、選択された解像度でページ上にハーフトーン値の各行を印刷するように、群として従来から用いられている。例えば、モノクロテキストを印刷する場合には、３００ハーフトーン行／インチの解像度が一般に極めて満足である。ハーフトーン値の行は、印刷されるハーフトーン値に従って行に沿って印刷密度が変化する印刷行であることを理解されたい。各ノズル１４は単一サイズのドットしか印刷できないため、異なるハーフトーン値に対して群内の異なる数のノズルを加熱させることによりハーフトーン値が印刷される。
【００１７】
３００ハーフトーン行／インチでテキストを印刷する場合には、直径が約１／１２００インチの領域をカバーすることが可能な各インク滴でハーフトーン行を印刷するには、４つのノズルを有する群で十分である。しかしながら、印刷された画像のアーチファクトを回避し、それにより画質を向上させるためには、各ハーフトーン行の印刷に必要な最小数よりも多くのノズルを有する群を用いて、行に沿った異なる位置の同じハーフトーン値に対して異なるノズルの組み合わせを選択することが知られている。このことは冗長性として知られている。図１および図２に示すプリンタでは、３００ハーフトーン行／インチの解像度の場合には、アレイ１２は、通常、群２２などのそれぞれが各ハーフトーン行を印刷する８つのノズルを有する群にまとめられる。
【００１８】
８つのノズルであれば良好な画質が得られるが、わずかに劣るが依然として許容可能な画質を受け入れられるならば、各郡２２のノズルを６つだけ用いることができる。これにより群の本来の８つのノズルよりも冗長性が減るが、最小数である４つのノズルと比較すると、依然としていくらかの冗長性がある。
【００１９】
したがって、第２のレベルのインク節約は、いくらかの冗長性を残しつつ各群２２のノズルの全部ではなく一部を整備して、整備したノズルのみをページの印刷に用いることにより行われる。本実施形態では、８つのノズルを有する冗長群のうち６つのノズルを、許容可能な画質を維持するために用いるものとする。しかしながら、例えばドラフト印刷モードでは、群内に依然として冗長性を保ちつつ、４つのノズルのみ、またはさらに少数のノズルのみを用いることができる。完全に冗長性をあきらめることも可能ではあるが、その場合には、我慢できる程度の画質しか得られないであろう。
【００２０】
図３は、上述のインク節約技法を実施するページ高さモノクロインクジェットテキストプリンタにおける印刷制御回路３０の概略ブロック図である。印刷ジョブの第１のページ１６を印刷する際に行われる機能の点からこの回路を説明する。しかしながら、図３では様々な機能ブロックが別個のモジュールとして示されているが、実際にはこれらの機能は適当にプログラムされたマイクロプロセッサおよび関連のメモリにより実施されることを理解されたい。制御回路３０は、プリンタの機械的および電気的構成要素、すなわち、給紙機構とプリントバー駆動機構とインクジェットノズル発射回路部との動作を制御および調整する。これらの構成要素の全てが、従来の構成であってもよく、図３では「印刷機構」５０という総称で示されている。
【００２１】
画像データ３２が、ポストスクリプトやＰＣＬやＨＰＧＬなどの標準形式で、コンピュータ、スキャナ、または他の外部デバイスから印刷制御回路３０に受け取られる。データはレンダラ（renderer）３４により従来のように処理されて、画像データがプリントバーノズルの解像度よりも低い解像度でハーフトーンデータの行に変換される。この実施形態では、レンダラは３００行／インチの解像度でハーフトーン行を生成し、ノズル解像度は１インチ当たり２４００ｄｐｉである。
【００２２】
次に、ブロック３６において、回路３０は、ページ１６の印刷に必要となるノズルアレイ１２の部分１８を決定する。これは、ハーフトーンデータの各行に沿って印刷密度を調べて、その全長に沿ってブランクではないハーフトーン行を決定することにより行われる。
【００２３】
次に、ブロック３８において、必要なアレイの部分１８内で、画質（ＩＱ）を許容不可能なほど低下させずに各群２２の冗長性をどの程度低下させることができるかに関して、決定が下される。この実施形態では、冗長群２２につき８つのノズルから６つのノズルへの冗長性の低下が許容可能であるものとする。選択された特定の６つのノズルは、任意の６つであってもよく群ごとに異なっていてもよいが、ノズルヘルスデータベース４０により特定のノズルに欠陥があると特定された場合にはこの限りではなく、その場合には、それらのノズルは冗長性が低下した群からは除外される。ノズルヘルスデータベースの概念は当該技術分野において既に知られており、整備したにも関わらず誤って加熱するかまたは加熱しないノズルを特定する。データベース４０は、例えば「Method And System For Callibrating Ink Ejection Elements In An Image Forming Device」と題する米国特許第６，６６９，３２２号明細書に記載されている原理に従って、テストパターンを走査することにより構築される。上記特許はインクリメンタルプリンタ（incremental printer）に関するものであるが、ページ幅およびページ高さプリンタに同じ原理を用いることができる。
【００２４】
次に、ブロック４２において、印刷制御回路３０が、アレイの部分１８の各冗長群２２の減らした数のノズル１８のみを整備するよう印刷機構５０に命令する。これは、ページ１６の印刷前に行われる。すなわち、この時点ではプリントバー１０はページ１６から外れており、二者間の相対移動はない。これにより、ノズルの使用または冗長度に関係なく全ノズルが整備される従来技術と比較して、インクがかなり節約されることが理解されるであろう。
【００２５】
一方、ブロック４４において、ページ１６に印刷される画像のプリントマスクが計算される。プリントマスクの概念は既に知られている。ページ上のドット印刷位置と考えられる各位置でどのインクジェットノズルを用いるべきかを決めるのは、画像独立マトリクス（image-independent matrix）である。画像独立マトリクスは、ドットが任意の所与の位置に実際に印刷されるかどうかを判定するのではなく、ドットが印刷される場合に用いられるノズルのみを決める。
【００２６】
ドットが任意の所与の位置に印刷されるかどうかは、レンダラ３４からのハーフトーン画像データにより決められる。画像データは、その画像についてのノズル発射パターンを計算するプリントコントローラ４６において、プリントマスクと組み合わせられる。通常は、ノズル発射パターンは、ページ１６とのプリントバーの相対移動中のどの瞬間に、どのインクジェットノズルを発射させるかを正確に決定する。プリントコントローラ４６は、印刷機構５０も制御して、上記のように計算された発射パターンに従ってページを印刷させる。
【００２７】
この時点では、１枚のページ１６が印刷されている。印刷ジョブがその１枚のページだけからなる場合には、印刷ジョブは終了する。しかしながら、印刷ジョブが複数のページからなる場合には、ブロック４２では、その印刷ジョブで前回に整備されたものではないノズル１８を整備すればよいことを除いて、上記の方法が２ページ目以降においても繰り返される。
【００２８】
上記の実施形態では、プリントバーが左から右へのみ印刷し、フルページがプリントバーの単一パスで印刷されるものとする。しかしながら、プリントバーが左から右へ移動している間にドットの半分を印刷し、右から左へ移動している間にドットの残りの半分を印刷するように、ページを双方向から印刷することもできる。
【００２９】
さらに、プリントバーはページの全高に延びる必要はなく、その場合はフルページ印刷には複数パスが必要である。例えば、半分の高さのプリントバーでは、ページの全高を印刷するのに２回のパスが必要である。この場合には、上記の方法を用いて１回目のパスに必要なノズルのみを整備し、そして、２回目のパスの前に２回目のパスに必要なさらなるノズルを特定して整備することができる。しかしながら、好ましくは、マルチパスプリンタの場合でも、印刷ジョブの開始前にフルページ印刷に必要なノズル全てを決定して整備することが好ましい。
【００３０】
本発明の利点は、（用紙の空白領域がほぼ必ず存在し、同じマージンおよび行間隔を用いるのでページ同士が一致する）テキストプリンタまたはコピー機の場合に最も強く実感されるが、本発明はこれに限定されない。本発明は、（通常は黒である）単色インクのみを用いるモノクロプリンタに限定されるものでもない。異なる色に対して別個のノズルアレイが用いられるカラープリンタの場合には、上記の方法が各アレイに適用される。
【００３１】
本発明は、本明細書に記載される実施形態に限定されず、本発明の範囲から逸脱しない限り変更または変形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態によるモノクロテキストのページの印刷中のページ高さインクジェットプリンタの動作を示す概略図である。
【図２】インクジェットノズルの冗長群を示す、図１のプリントバーの部分の拡大概略図である。
【図３】本発明の一実施形態による印刷制御回路のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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