(57)【要約】      （修正有）【課題】プリンタと適応性のあるプリントヘッドメンテナンスを提供する。【解決手段】含まれたプリンタコントローラでインクジェットプリンタを操作する方法において、インクジェットプリンタは、ノズルプレートおよびインクリザーバを含む交換可能なプリントヘッドを使用して印刷する。プリンタコントローラは、インクリザーバからのインクの使用および完了したノズルプレート払拭操作の数を追跡する。プリンタコントローラは、各ノズルプレート払拭操作を始める前に、ノズルプレート払拭操作の代わりに層間吐出操作を始めるかどうかを決定する。プリンタコントローラは、払拭操作と吐出操作のうちの決定した一方を開始する。【選択図】図１
2017209995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルプレートおよびインクリザーバを含むプリントヘッドと、
各ノズルプレート払拭操作を始める前に、決定に基づいて、ノズルプレート払拭操作と層間吐出操作のうちの少なくとも１つを開始するよう構成されたコントローラと、を含み、
前記決定が、前記インクリザーバのインク使用量およびノズルプレート払拭操作の数を含む情報に基づいて行われるプリンタ。
【請求項２】
前記決定が、
前記ノズルプレートが所定の回数払拭される前に、前記インクリザーバの前記インクを使い果たすかどうかの予測と、
前記ノズルプレート払拭操作に関連する初期吐出操作が、前記層間吐出操作によって消費される予測インク量よりも多いインクを消費するかどうかのうちの少なくとも１つの少なくとも一部に基づいて行われる請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
前記予測が、印刷されたページ毎に消費された平均インク滴数の少なくとも一部に基づく請求項２に記載のプリンタ。
【請求項４】
前記予測が、印刷ジョブ毎の平均印刷ページ数の少なくとも一部に基づく請求項２に記載のプリンタ。
【請求項５】
前記決定が、前記ノズルプレート払拭操作と関連する初期吐出操作が前記層間吐出操作によって消費された予測インク量よりも多いインクを消費するかどうかの一部に基づいて行われる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項６】
前記層間吐出操作により消費された前記予測インク量が、直接先行する印刷ジョブと次に続く印刷ジョブの間の予測プリンタアイドル時間の少なくとも一部に基づく請求項５に記載のプリンタ。
【請求項７】
前記予測プリンタアイドル時間が、前のプリンタアイドル時間の分析の少なくとも一部に基づく請求項６に記載のプリンタ。
【請求項８】
前記プリントヘッドが、複数のインクリザーバを含み、
前記決定が、前記ノズルプレートが所定の回数払拭される前に、前記インクリザーバのうちのいずれか１つの前記インクを使い果たすかどうかの予測の少なくとも一部に基づいて行われる請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項９】
前記インクリザーバからの前記インクの使用が、前記プリントヘッドにより吐出された各インク滴を数えることにより追跡される請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項１０】
前記インクリザーバからの前記インクの使用が、前記プリンタにより印刷された各ページに吐出された平均インク滴を数えることにより追跡される請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項１１】
前記インクリザーバからの前記インクの使用が、各印刷されたページとＩＳＯ規格の印刷されたページを比較することにより追跡される請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項１２】
前記ノズルプレート払拭操作の数が、実際のノズルプレート払拭操作を数えることにより追跡される請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項１３】
前記ノズルプレート払拭操作の数が、前記プリンタにおいて完了した印刷ジョブ数を数えることにより追跡される請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のプリンタ。
【請求項１４】
前記ノズルプレート払拭操作の数が、前記プリンタに印刷されたページ数を数えることにより追跡される請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット印刷の分野に関するものであり、特に、特定の状況におけるプリントヘッドの使用寿命の延長に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なインクジェットプリンタは、印刷操作の制御を行うための電子装置（一般的に、ここではプリンタコントローラと称す）、ある種のプリント基材処理機構（通常、紙のため）、およびプリンタカートリッジ（ここではプリントヘッドと称し、インクジェットノズル、インクリザーバ（reservoir）等を含む）を含む。多くの応用において、プリントヘッドは、交換可能であり、且つインクジェットプリンタの他の構成部品よりも比較的短い有効寿命（service life）を有するよう設計されている。
【０００３】
印刷ジョブを開始する前、プリントヘッドは、通常、所望のパーキング（parking）位置（使用していない時のプリントヘッドのデフォルト位置）に配置される。パーキング中は、キャッピング機構がプリントヘッドと係合して、プリントヘッド上のプリントノズルを環境空気から封鎖するため、ノズル内のインクが乾燥せず、ノズルを詰まらせない。印刷ジョブが開始すると、プリントヘッドは、キャッピングが解除されて（uncapping）、払拭され（wiping）、初期インククリーニングルーチン(initial ink-clearing routine)を行って、プリントヘッドが印刷できる準備をする。ここで、一定量のインクがプリントヘッドノズルから吐出される。プリントヘッドからインクが押し出されるとは、ここでは、通常、吐出（spitting）を指す。インクジェットプリンタの多くは、このパーキング、キャッピング、キャッピング解除、払拭、初期吐出ルーチンを常に１つの印刷ジョブの終わりと別のジョブ開始時に実行し、一度開始されると、どのステップが実行され、どれが実行されていないかに関わらず、途中で止めることができない−プリントヘッドが一度パーキングされると、１つのルーチンの部分としてこれら全てが実行される。
【０００４】
交換可能なプリントヘッドに対する１つの設計目標は、プリントヘッドによって生成される画像の品質を損ねずに、比較的長い有効寿命（比較的短いものではなく）を持てるようにすることである。別の目標は、プリントヘッドのコストと有効寿命のバランスを取ることである。
【０００５】
プリントヘッドがいずれ廃棄されることはわかっているが、プリントヘッドの材料と耐久力は、ある設計バッファ量（design buffer amount）を保持し、予測される有効寿命以上操作できるように設計されるため、見込まれる有効寿命が終了する前に印刷品質が明らかに劣化することはないが、設計バッファ量の期間は有効寿命よりも大幅に長く持つことはない。そうでなければ、製造業者と使用者のうちの一方または両方が必要以上にプリントヘッドに費用をかけることになる。これらの目標を達成するために、ある仮説と設計考察がプリントヘッドの製造業者によって立てられた。
【０００６】
例えば、１つの考察として、使用者が印刷しようとする各印刷ジョブのサイズである。全でも条件が同じだとすると、プリントヘッドの有効寿命を超えて印刷された合計ページ数がいずれも場合も大体同じであるにもかかわらず、使用者は、これらのジョブが比較的小さい（ページが少ない）場合にプリントヘッドからより多くの印刷ジョブを取得し、これらのジョブが比較的大きい（ページが多い）場合にプリントヘッドからより少ない印刷ジョブを取得する。
【０００７】
上述したように、プリントヘッドは、各印刷ジョブ間で払拭されるため、より多い回数の印刷ジョブに使用されたプリントヘッドは、より少ない回数の印刷ジョブに使用されたプリントヘッドよりも払拭される回数が多くなる。これは、非常に重要なことであり、払拭によってプリントヘッドとワイパーの両方が摩損して劣化するため、いずれも印刷品質が摩損により低下し始める前に払拭プロセスにおいて所定の回数のみ使用されるよう設計される。
【０００８】
見込まれるページ数よりも多い印刷ジョブに使用されたプリントヘッドは、そのシステムが設計された回数よりも少ない回数の払拭を行うため、これに関しては問題ない。しかし、見込まれるページ数よりも少ない印刷ジョブに使用されたプリントヘッドは、そのシステムが設計された回数よりも多い回数の払拭を行うため、ワイパーとプリントヘッドが摩損し過ぎて、印刷品質が劣化する問題が生じる可能性がある。極端に言えば、例えば、各印刷ジョブが１ページしかない場合、このプリントヘッドとワイパーの摩損の問題が同様に極端になる可能性がある。
【０００９】
このプリントヘッドとワイパーの摩損の問題を悪化させる別の要因が存在する。この要因は、印刷された各ページの印刷密度である。印刷密度が極端に高い（各ページに大量のインクがつく）場合、各印刷ジョブが１ページしかなくても、プリントヘッドは、見込まれる払拭回数が実行される前にインクを使い果たす可能性がある。しかしながら、印刷密度が極端に低い（各ページに少量のインクしかつかない）場合、プリントヘッドは、異常に多いページ数が印刷されるまではおそらくインクを使い果たさないため、見込まれる払拭回数が多くなり過ぎる可能性がある。
【００１０】
これらの問題は、印刷ジョブのページ数が非常に少ない時（例えば、１ページ）と、これらのページの印刷密度が非常に小さい（各ページに少量のインクしかつかない）時の両方で生じる。これらの問題は、さらに、プリントヘッドのインクリザーバが比較的大きい時、例えば、いわゆる長寿命インク容量プリントヘッドにおいて生じる。これらの要因を組み合わせることによって、プリントヘッドにおいて実行される払拭回数がさらに増え、プリントヘッドとワイパーの摩損により印刷を劣化させる可能性が比例して増加する。
【００１１】
印刷ジョブ数の増加によるプリントヘッドとワイパーの摩損の問題の他に、これらのパーキングルーチンの１つ１つにおいてもプリントヘッドのノズルを清潔にしておくために必要な回数以上の吐出操作が生じるため、それにより、所望の印刷品質を維持するのに必要な量以上のインクを無駄にする可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そのため、上述した問題の少なくとも一部を解決することのできるシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記および他の要求は、含まれたプリンタコントローラでインクジェットプリンタを操作する方法により満たされる。インクジェットプリンタは、ノズルプレートおよびインクリザーバを含む交換可能なプリントヘッドを使用して印刷する。は、インクリザーバからのインクの使用および完了したノズルプレート払拭操作の数を追跡する。プリンタコントローラは、各ノズルプレート払拭操作を始める前に、ノズルプレート払拭操作の代わりに層間吐出操作を始めるかどうかを決定する。プリンタコントローラは、払拭操作と吐出操作のうちの決定した一方を開始する。
【００１４】
このようにして、プリントヘッドのインク消費バジェット（ink consumption budget）と払拭バジェット（wiping budget）をバランスよく使用し、いずれか一方が他方よりも必要以上に消費されないようにする。
【００１５】
様々な実施形態において、この決定は、ノズルプレートが所定の回数払拭される前にインクリザーバのインクを使い果たすかどうかの予測の少なくとも一部に基づいて行われる。いくつかの実施形態において、この予測は、印刷したページ毎に消費された平均インク滴数の少なくとも一部に基づく。いくつかの実施形態において、この予測は、印刷ジョブ毎の平均印刷ページ数の少なくとも一部に基づく。いくつかの実施形態において、この決定は、ノズルプレート払拭操作と関連する初期吐出操作が層間吐出操作によって消費された予測インク量よりも多いインクを消費するかどうかの一部に基づいて行われる。いくつかの実施形態において、層間吐出操作により消費された予測インク量は、直接先行する印刷ジョブと次に続く印刷ジョブの間の予測プリンタアイドル時間の少なくとも一部に基づく。いくつかの実施形態において、予測プリンタアイドル時間は、前のプリンタアイドル時間の分析の少なくとも一部に基づく。
【００１６】
いくつかの実施形態において、プリントヘッドは、複数のインクリザーバを含み、決定は、ノズルプレートが所定の回数払拭される前に、インクリザーバのうちのいずれか１つのインクを使い果たすかどうかの予測の少なくとも一部に基づいて行われる。いくつかの実施形態において、インクリザーバからのインクの使用は、プリントヘッドにより吐出された各インク滴を数えることにより追跡される。いくつかの実施形態において、インクリザーバからのインクの使用は、インクジェットプリンタにより印刷された各ページに吐出された平均インク滴数を数えることにより追跡される。いくつかの実施形態において、インクリザーバからのインクの使用は、各印刷されたページとＩＳＯ規格の印刷されたページを比較することにより追跡される。
【００１７】
いくつかの実施形態において、完了したノズルプレート払拭操作の数は、実際のノズルプレート払拭操作を数えることにより追跡される。いくつかの実施形態において、完了したノズルプレート払拭操作の数は、インクジェットプリンタにおいて完了した印刷ジョブ数を数えることにより追跡される。いくつかの実施形態において、完了したノズルプレート払拭操作の数は、インクジェットプリンタに印刷されたページ数を数えることにより追跡される。
【００１８】
本発明の別の態様に基づき、インクジェットプリンタのプリンタコントローラにより実行された時に、インクジェットプリンタが（ａ）インクリザーバからのインクの使用および完了したノズルプレート払拭操作の数を追跡し、（ｂ）各ノズルプレート払拭操作を始める前に、ノズルプレート払拭操作の代わりに層間吐出操作を始めるかどうかを決定し、（ｃ）払拭操作と吐出操作のうちの決定した方を開始する不揮発性メモリに配置されたプログラムについて説明する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のさらに別の態様に基づき、ノズルプレートおよびインクリザーバを含む交換可能なプリントヘッドを使用して印刷するインクジェットプリンタについて説明する。プリンタコントローラは、インクリザーバからのインクの使用および完了したノズルプレート払拭操作の数を追跡する。プリンタコントローラは、各ノズルプレート払拭操作を始める前に、ノズルプレート払拭操作の代わりに層間吐出操作を始めるかどうかを決定し、払拭操作と吐出操作のうちの決定した方を開始する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明のさらなる利点については、添付の図面とともに詳細な説明を参照することによって明らかにされるであろう。これらの図面は、縮小するためではなく、より明確に詳細を示すためのものであり、これらの図面において、同様の参照符号は、図面を通して同様の素子を示す。
【図１】本発明の１つの実施形態に係るチャートを臨界消費線で消耗領域と劣化領域に分割し、実際の消費線の例を示すことにより、累積インク滴数対累積ページ数を示したグラフである。
【図２】本発明の１つの実施形態に係る印刷ジョブ間のレイヤ時間に基づいて、キャッピングまたは吐出を行う臨界点を示したグラフである。
【図３】本発明の１つの実施形態に係るプリントヘッドのパーキングまたは吐出をジョブ間のいつ行うかを決定するデータのコンパイルを示した表である。
【図４】本発明の１つの実施形態に係るインクジェットプリンタの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の様々な実施形態において、プリントヘッドの操作においてバランスを保ち、印刷ジョブ間でキャッピングと払拭の合計回数が多くなり過ぎないようにする。印刷ジョブとインク利用の数を合わせるとプリントヘッドをキャッピングおよび払拭する回数が多くなり過ぎることが明白である場合、ジョブ間でプリントヘッドをパーキングする−払拭ルーチンを実施する−代わりに、次のジョブが開始されるまで、所定のスケジュールに基づいて代わりにインクを吐出することのできる位置にプリントヘッドを送り出す。
【００２２】
さらに、プリントヘッドの利用が所望の払拭回数の最大限度を超えないことが明白であっても、印刷ジョブ間の時間長が十分に短く、キャッピング手順の代わりに使用する吐出ルーチン(spitting routine)がキャッピング手順後に使用する吐出ルーチンよりも少量のインクを使用する可能性がある場合、再度、キャッピング手順の代わりに吐出ルーチンを実施してもよい。すなわち、場合によって、キャッピング手順の代わりに吐出ルーチンを使用することにより、印刷品質を下げずにプリントヘッドの寿命を延ばすことができる。
【００２３】
ここで、図４を参照すると、本発明の１つの実施形態に係るインクジェットプリンタの機能ブロック図を示す。インクジェットプリンタは、インクジェットプリンタの制御と操作を提供するプリンタコントローラ４０２と、それに含まれる様々な構成要素とを含む。メモリ４１４は、操作情報およびルーチン、ダウンロードした画像データ、計算した情報、および追跡した情報を保持する。基材操作モジュール４１６は、例えば、紙等のプリント基材をプリントヘッド４２２に相対して移動させるための構造を含む。キャッピングステーション４１８は、ワイパー４１０を含み、プリントヘッド４２２のノズルプレート４１２が詰まらないように、印刷ジョブの間に選択的に使用される。
【００２４】
プリントヘッド４２２は、インクリザーバ４０４、４０６、および４０８からプリント基材にインクを吐出するために使用されるノズルプレート４１２を含む。当然のことながら、様々な実施形態において、プリントヘッド４２２は、たった１つの、およびおそらくそれより多くのインクリザーバを有する。これらのインクリザーバは、全て同じ色であってもよく、いくつかの色が同じで他が違っていてもよい。ここで、インクジェットプリンタおよびプリントヘッドの他の実施形態も考慮される。
【００２５】
ここで、図１を参照すると、本発明の１つの実施形態に係るグラフ１００を臨界消費線１０２で消耗領域１０６と劣化領域１０４に分割し、実際の消費線１０８の例を示すことにより、Ｙ軸上の累積インク滴数対Ｘ軸上の累積ページ数を示したグラフ１００が示してある。グラフ１００は、下記の説明において、プリントヘッドが印刷ジョブの間にキャッピングまたは吐出のいずれを行うのかを決定する方法を視覚化するのに有用である。
【００２６】
言及すべきこととして、異なるプリントヘッドは、印刷品質が影響を受ける前に通常平均して耐えることのできる払拭回数に関し、見込まれる寿命が異なるように製造される傾向があるため、グラフ１００は、異なるプリントヘッドによって形が多少異なる。さらに、より多くのインクを保持するプリントヘッドは、より少ないインクを保持するプリントヘッドよりも多く払拭される傾向にあるため、所定のプリントヘッドが保持するインクの量もチャート１００の形に影響を与える。最後に、プリントヘッドによって使用されるインクの配合もチャート１００の詳細に影響を与える。例えば、モノクロ（ブラック）インクのある配合は、カラーインク（例えば、シアン（cyan）、マゼンダ（magenta）、またはイエロー）の他の配合よりもプリントヘッドを滑らかにする傾向があるため、ブラックインクを吐出するプリントヘッドは、カラーインクを吐出するプリントヘッドよりも、例えば、多い回数の払拭に耐えられる可能性がある。
【００２７】
そのため、下記の説明において、この応用および本発明の様々な実施形態の利益を説明するのに特に適した特定セットのプリントヘッドに用いる特に厳密な応用例を使用する。しかしながら、当然のことながら、この例は、説明の目的のためだけであり、他のプリントヘッドおよび応用も本発明の様々な実施形態に使用することができる。
【００２８】
例えば、あるプリンタは、連続したシートの材料（例えば、紙）に物体の可視外縁を印刷し、印刷されたシートの残りの部分が物体の固体モデルを形成するまで互いに重ねて接着および切断することによって、物体の３Ｄモデルを作成するために使用することができる。この応用において、各印刷ジョブは、１ページのみを含み、その特定層において物体の周辺境界を構成する。作成された物体は、１枚の紙よりもはるかに厚くなる傾向があるため、物体の生成には何千回もの印刷ジョブが必要になる可能性があるが、各印刷ジョブは、非常に少量のインク−その層において物体の輪郭を印刷するのに十分な量しか使用しない。
【００２９】
そのため、この３Ｄ印刷の応用において、プリントヘッドは、生成される各モデルに対して何千回もキャッピングと払拭を行うが、少量のインクしか使用されないため、プリントヘッドおよびワイパーは、プリントヘッドがインクを使い果たすかなり前に相互浸食によって物理的に損傷する。このようにして、プリントヘッドは、設計された払拭操作数を超過し、プリントヘッドによって生成された印刷の品質は、インクが消費されるかなり前に、許容できないほど低下する。つまり、プリントヘッドの一般的な寿命の終わりである。そのため、３Ｄ印刷操作は、本発明の実施形態を応用する良い対象となる。
【００３０】
図１に示した実施形態に基づき、特定のプリントヘッドに対して臨界消費線１０２を計算する。臨界消費線１０２は、プリントヘッドのインクリザーバのうちのいずれか１つから吐出されたインクドットまたはインク滴の最大累積数（Ｙ軸）と、プリントヘッドを使用して印刷された累積ページ数（本例では、各ページが印刷ジョブを構成し、通常、キャッピング、払拭、および吐出ルーチンを実施する）の間の関係を定義する。
【００３１】
そのため、例えば、４つのリザーバ−例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、およびブラックを各１個ずつ−を有するプリントヘッドの場合、プリンタコントローラは、吐出され、インクカラーによって分類されたインクの一滴一滴の累計を保持する。プリンタコントローラは、また、プリントヘッドの有効寿命の開始時に各カラーのインクが各リザーバにおいて何滴利用可能であるかがわかる。これらの値は、実際の値または計算された値のいずれであってもよい。
【００３２】
そのため、任意の所定の時間点において、プリンタコントローラは、現在どのインクリザーバが他よりも消耗しているかがわかる。どのインクリザーバであるかの指定（designation）は時々変化してもよいが、どのインクリザーバであっても、図１のグラフ１００のＹ軸上に集計される累積最大ドットカウントのために使用される。いくつかの実施形態において、カラーインクのみが追跡され、別の実施形態において、ブラックインクのみが追跡される。いくつかの実施形態において、全てのインクが追跡される。明らかに、他の色のインクおよびより多いまたは少ない数のインクリザーバを有するプリントヘッドも考慮される。
【００３３】
所定のプリントヘッドを用いて印刷するまでに、臨界消費線１０２を計算する。いくつかの実施形態において、各プリントヘッドに関する必要な情報は、プリンタコントローラに提供されるため、プリンタコントローラは、設置されたプリントヘッドを識別する時に、臨界消費線１０２を計算することができる。別の実施形態において、例えば、臨界消費線１０２のチャートにおいて、臨界消費線１０２を定義する明細がプリンタコントローラに提供され、設置されたプリントヘッドを識別する時に、正確な臨界消費線１０２がプリンタコントローラによって選択される。プリンタコントローラを適切な臨界消費線１０２にアクセスできるようにする他の方法も考慮される。
【００３４】
どこで臨界消費線１０２の計算が生じるかについては、問題のプリントヘッドを介して吐出された滴数に表れるように、所定のリザーバのインクの量、および印刷品質が劣化する前にプリントヘッドが耐えるよう設計された払拭回数を入力することにより計算される。
【００３５】
例えば、所定のプリントヘッドにおける各リザーバは、１，０００，０００滴のインクの容量を有する（充填する）とし、プリントヘッドの設計者が指定した払拭容量は、プリントヘッドの印刷品質が低下し始めることが懸念されるまでに１，０００回あるとする。本例において、臨界消費線１０２は、Ｙ軸の１，０００，０００滴のインクとＸ軸の１，０００ページを示す点により、グラフ１００の起源から直線で描かれる。
【００３６】
その点は、プリントヘッドの寿命の終わりを示す。その点において、（ａ）インクリザーバのうちの１つがインクを使い果たすか、（ｂ）最大払拭回数が実行されるかのいずれかである。どちらの場合も、印刷品質は、プリントヘッドをさらに使用することによって劣化する傾向にある。例えば、極端に大きな印刷ジョブのためにワイプが使用されなくても、リザーバのうちの１つがインクを使い果たした場合、印刷品質は劣化する。あるいは、全てのインクリザーバに大部分のインクが残っていても、払拭バジェットを超過した場合、印刷品質は劣化する。
【００３７】
本例において、各ページは、それ自身の印刷ジョブであり、払拭は、各ページの後に実施されるため、ページ数は、払拭回数と同義である。別の実施形態において、ページ数は、払拭回数と同義ではないため、ある種の測定を使用して、ページ数と払拭回数を等しくしなければならない。使用できる１つの測定は、ジョブ当たり５ページのＩＳＯ基準であり、ジョブ数は、払拭回数と同義である。この例において、５，０００ページで１，０００回の払拭が行われると予測されるため、臨界消費線１０２は、最初に（５，０００、１，０００，０００）において示される。さらに、標準ページ上の所定のインク滴数に対しＩＳＯ基準を使用して、チャート１００に示された値と相関させることもできる。
【００３８】
しかしながら、このような場合において、プリントヘッドの実際の使用は、実際には、ジョブ当たり５ページのＩＳＯ基準でなくてもよい。そのため、いくつかの実施形態において、プリンタコントローラは、各ジョブにおけるページ数を追跡し続け、プリントヘッドの寿命全体にわたって、または最後の所定数のジョブに対してのいずれかにおいて、最大推奨数のワイプを消費する予想ページ数を更新し、それに基づいて、臨界消費線１０２の終点を更新する。
【００３９】
そのため、ジョブ毎のページ数が見込まれるジョブ毎のページ数（１、５、または別の数）よりも増える傾向にある場合、払拭数が設計された最大値を超える前に印刷できるページ数が増えるため、臨界消費線１０２の傾斜は緩くなる。
【００４０】
あるいは、ジョブ毎のページ数が見込まれるジョブ毎のページ数よりも減る傾向にある場合、払拭回数が設計された最大値を超える前に印刷できるページ数が減るため、臨界消費線１０２の傾斜は急勾配になる。
【００４１】
様々な実施形態において、プリントヘッドの有効寿命の始めに、臨界消費線１０２を一度明記してもよく、あるいは、プリントヘッドの有効寿命の間に所定の間隔で調整してもよく、あるいは、プリントヘッドの有効寿命の全体にわたり継続的に更新してもよい。
【００４２】
所定のプリントヘッドに対する臨界消費線が計算されると、臨界消費線１０２の上方にある領域１０６は、消耗領域１０６と称される。プリントヘッドがチャート１００のこの領域において作動している場合、プリントヘッドの最も使用されたインクリザーバから押し出された合計滴数対印刷された合計ページ数で示されるように、プリントヘッドが潜在的に消耗モードで操作されていることを示す。つまり、最大払拭回数が実行される前に少なくとも１つのインクリザーバが消耗する可能性があることを意味する。これは、プリントヘッドの払拭がプリントヘッドの見込まれる有効寿命を超えることにより印刷品質が劣化するリスクがないと予想されることを意味するため、操作には良い領域である。他の言葉に言い換えると、ワイプがなくなる前にインクがなくなることを意味するため、印刷品質の劣化には直面しない。
【００４３】
臨界消費線１０２の下方にある領域１０４は、劣化領域１０４と称される。プリントヘッドがチャート１００のこの領域で作動している場合、プリントヘッドの最も使用されたインクリザーバから押し出された合計滴数対印刷された合計ページ数で示されるように、プリントヘッドが潜在的に劣化モードで操作されていることを示す。つまり、最大払拭回数が実行される前に消耗する可能性のあるインクリザーバがないことを意味する。これは、プリントヘッドの払拭がプリントヘッドの見込まれる有効寿命を超えることにより印刷品質が劣化するリスクがあると予想されることを意味するため、操作には望ましくない領域である。他の言葉に言い換えると、インクがなくなる前にワイプがなくなることを意味するため、印刷品質の劣化が生じる。
【００４４】
言及すべきこととして、消耗領域１０６におけるプリントヘッドの操作は、インクが既に消耗していることを意味しない。代わりに、払拭バジェットが消耗する前にリザーバのうちの１つのインクが消耗する可能性があることをプリントヘッドの過去の使用歴が示していることを意味するため、プリントヘッドの今後の使用がプリントヘッドの過去の使用に類似すると仮定する。
【００４５】
同様に、劣化領域１０４におけるプリントヘッドの操作は、印刷品質が既に劣化していることを意味しない。代わりに、いずれかのリザーバのインクが消耗する前に払拭バジェットが消耗する可能性があるとプリントヘッドの過去の使用歴が示していることを意味するため、プリントヘッドの今後の使用がプリントヘッドの過去の使用に類似すると仮定する。
【００４６】
そのため、有効寿命の間に、例えば、プリンタコントローラにより、プリントヘッドの操作を監視して、様々な時間点で領域１０４または１０６のいずれで作動しているかを判断する。この動作履歴も、実際の消費線１０８としてチャート１００に示すことができる。図１に示すように、実際の消費線１０８は、直線でなくてもよく、大部分の応用では、印刷ジョブまたはページのどちらも一方から他方へ全く同じ量のインクを使用しないため、おそらく直線にはならない。
【００４７】
言及すべきこととして、いくつかの実施形態において、これらの値および位置を実際に示す必要はない。いくつかの実施形態において、これらの値を単にメモリに保持し、必要に応じて互いに比較する。そのため、図１のプロット（plot）１００は、証明と説明の目的で示したものである。
【００４８】
図１に示した例において、実際の消費線１０８は、消耗領域１０６と劣化領域１０４の間で臨界消費線１０２を前後に交差するような跡をたどる。いくつかの実施形態において、実際の消費線１０８は、継続的に更新されるため、プリントヘッドが領域１０４または１０６のどちらで操作されているかが常にわかる。別の実施形態において、実際の消費線１０８は、例えば、印刷ジョブの終わり、またはその逆において、不連続の間隔で更新される。
【００４９】
そのため、本発明のいくつかの実施形態は、臨界消費線１０２およびプリントヘッド使用の実際の追跡１０８の数学計算を含み、プリントヘッドの操作が消耗領域１０６において臨界消費線１０２を上回るか、あるいは劣化領域１０４において臨界消費線１０２下回るかを判断する。上記の議論は、これらの計算と追跡を実行することのできる様々な方法を説明する。ここで、他の方法も考慮される。
【００５０】
上述したように、大部分のプリントヘッドは、払拭容量に達するかなり前にインクを使い果たすが、上述した複雑な状況において、インクリザーバのうちのいずれか１つが消耗するかなり前に払拭容量を超過する可能性が非常に高いため、プリントヘッドが正常に動いている場合、印刷品質は、ある時間点において劣化し始める可能性がある。
【００５１】
プリンタコントローラにこのような状況が発生するのを回避するための１つの方法として、例えば、払拭回数を追跡し続け、臨界払拭回数に達した時に警告を発する方法がある。この方法では、使用者は、プリントヘッドをそのまま使用するべきかどうかを決定することができる。別の方法として、例えば、臨界払拭回数に達した時にプリンタコントローラがプリントヘッドをこれ以上使用できないようにする方法である。しかしながら、これらの方法はいずれもインクリザーバのいずれかがインクを使い果たす前にプリントヘッドを廃棄することになる可能性があるため、プリントヘッドが持てたであろう価値が提供されなかったことを意味する。
【００５２】
そのため、本発明のさらなる態様に基づき、プリンタコントローラは、例えば、プリントヘッドが現在消耗領域１０６と劣化領域１０４のどちらで作動しているかの少なくとも一部に基づいて、異なる時間において異なるモードでプリントヘッドを操作する。
【００５３】
例えば、所定の印刷ジョブの終わりにおいて、プリントヘッドは、通常、パーキングルーチンに入り、そこで、後続の印刷ジョブを始める前に、パーキング領域に送り出され、キャッピングされ、払拭され、初期吐出ルーチンを実行させる。
【００５４】
しかしながら、プリントヘッドが現在劣化領域１０４において作動している場合、プリントヘッドがインクを使い果たすよりも先にワイプを使い果たすことを意味する。そのため、さらに別のワイプを消費するパーキングルーチンに入ることは、プリントヘッドの有効寿命にとって逆効果になる。そのため、いくつかの実施形態において、パーキングルーチンは実施されない。代わりに、初期吐出ルーチンが行われた場所にプリントヘッドを送り、プリンタコントローラの管理下で、例えば、−いわゆる−層間吐出スケジュールに基づいて、吐出を行う。以下、さらに詳しく説明する。
【００５５】
この層間吐出ルーチンは、キャッピング、払拭、および初期吐出ルーチンが消費するよりも多くのインクを消費するが、劣化領域１０４のプリントヘッドの状態は、プリントヘッドが、実際には、インクリッチ（ink-rich）およびワイププア（wipe-poor）状態であることを示すため、余分なインクを使い追加のワイプを消費しないことが好取引きであることを意味し、長期的には、プリントヘッドの有効寿命を延ばすことになる。
【００５６】
一方、所定の印刷ジョブの終わりにプリントヘッドの操作が消耗領域１０６内で見られた場合、プリントヘッドがワイプを使い果たすよりも先にインクを使い果たすこと（インクプアおよびワイプリッチの状態）を意味する。そのため、別のワイプを消費するパーキングルーチンに入っても、全くプリントヘッドの有効寿命を減らすことにはならない。
【００５７】
そのため、プリントヘッドが劣化領域１０４で作動している時、プリントヘッドは、通常のパーキングルーチンの代わりに吐出ルーチンに入る。プリントヘッドが消耗領域１０６で作動している時、プリントヘッドは、通常のパーキングルーチンに入ってもよい。消耗領域１０６におけるプリントヘッドの動作の詳細は、後の時点で与えられる。
【００５８】
上述した層間吐出ルーチンの操作は、様々な実施形態において、異なる形態を取ることができる。例えば、いくつかの実施形態において、プリントヘッドの各インクリザーバと連通する各ノズルから所定のインク滴数が所定の時間よりも長く吐出される。このようにして、ノズルの全てが湿気を保ち、どのノズルも乾燥した、または部分的に乾燥したインク固形物の粘性のくず（viscous plugs）を発生させない。様々な実施形態において、ノズルからインクを押し出すのは、全て同時に達成しても、何らかのローテーションで達成してもよい。全てではなく、いくつかのインクリザーバと連通したノズルに対して行うことにより、あるインクが他のインクよりも蒸発が遅いという事実を説明することができる。異なるスケジュールに基づいて異なるインクリザーバに対して行うことにより、再度、蒸発速度が異なることを説明することができる。他のページ間吐出スケジュールも考慮される。
【００５９】
しかしながら、インクを使い果たす前に設計された回数よりも多い回数プリントヘッドを払拭するのは不利であるが、インクを使い果たす前に設計された回数よりも少ない回数プリントヘッドを払拭するのは不利ではない。そのため、プリントヘッドが消耗領域１０６で作動している場合、パーキングルーチンを使用して別のワイプを消費するのは問題ないため、パーキングルーチンに入らない理由はまだ別に存在する可能性がある。
【００６０】
上述したように、パーキングルーチンも、既知数のインクを消費する初期吐出操作を実施する。印刷ジョブ間の時間長が比較的短い場合、プリントヘッドがその比較的短い時間の間に層間吐出ルーチンに基づいて吐出ステーション４２０に行き吐出するだけであれば、パーキングルーチンに入って初期吐出ルーチンに必要な全てのインクを消費するよりも、インクの消費が少ない可能性がある。つまり、キャッピングルーチンの代わりにこの新しい層間吐出ルーチンを定義することで、複数の状況において役に立つ可能性がある。
【００６１】
一方、印刷ジョブ間の時間長が比較的長い場合、初期吐出ルーチンは、比較的長い中断（break）中に層間吐出スケジュールよりも少量のインクを消費する傾向があるため、プリントヘッドがパーキングルーチンに入れば、インクの消費が少ない可能性がある。
【００６２】
しかしながら、印刷ジョブ間の次の中断の長さを知ることは、将来を予測することになるが、大半の場合は不完全である。しかしながら、例えば、上述した３Ｄ印刷の応用等のいくつかの操作モードにおいて、プリンタの過去の操作によりプリンタの将来の操作を上手く推定することができる。そのため、本発明のいくつかの実施形態に基づいて、例えば、プリンタコントローラにより、印刷ジョブ間の時間長を追跡し、履歴データを使用して、次の印刷ジョブを開始する前に時間長を予測する。
【００６３】
この予測プロセスに対し、例えば、所定数の前印刷中断の長さを追跡し、次の印刷中断の長さの推定としてその数の平均を使用する等、多くの異なるルーチンを使用することができる。例えば、前１０個の印刷中断を測定して平均を取り、次の印刷中断の長さを予測してもよい。あるいは、所定数の印刷中断に対して回帰（regression）を実行して、次の印刷中断の長さを予測してもよい。さらに、追加の統計ツールを使用し、例えば、統計分析を使用して、前印刷中断データにおける統計的外れ値（statistical outlier）を除外し、予測を歪めないようにしてもよい。他の統計プロセスも考慮される。
【００６４】
次の印刷中断の長さを予測するために使用した方法に関わらず、予測した時間長を分析して、パーキングプロセスの標準部分であるページ間吐出ルーチンまたは初期吐出ルーチンのどちらがより多くのインクを消費するかを判断する。例えば、プリンタコントローラにより、少ないインクを消費する方を選択し、プリントヘッドを適切な位置に送り出して、選択したルーチンを行う。
【００６５】
図２において、これを視覚的に示してある。図２のプロットのＸ軸は、先行ページと後続ページ（ある場合において）または先行印刷ジョブと後続印刷ジョブの間の予測したレイヤ時間（layer time）を秒等で示す。２つの垂直な線は、キャッピングルーチンの既知のインク消費が層間吐出ルーチンの計算したインク消費量（上述した通り）と実質的に同じ場所の間の区切り点を示す。レイヤ時間が区切り点よりも短い場所は、キャッピングよりも吐出により消費されるインクの方が少ない。レイヤ時間が区切り点より長い場所は、吐出よりもキャッピングにより消費されるインクの方が少ない。
【００６６】
図２において２つの垂直な区切り線（break lines）があり、本実施形態では、一方の線がブラックインクを示し、別の線がカラーインクを示す。これは、異なる種類のインクについてキャッピングルーチンと層間吐出ルーチンのうちの１つ、またはそれ以上において消費されるインクの量が異なってもよいことを示す。いくつかの実施形態において、全てのカラーと種類のインクに対し異なる線があってもよい。別の実施形態において、全てのインクが同じ方法で２つのルーチンにより消費されるため、区切り線が１つだけであってもよい。このような他の状況も考慮される。
【００６７】
図２に示した実施形態において、ブラックまたはモノクロインクは、カラーインク（同じ区切り点を有するもの全て）よりも異なる区切り点を有する。そのため、見込まれるレイヤ時間が一番左の区切り線が配置された点よりも短い場合、プリントヘッドをパーキングしないのが合理的であり、代わりにプリントヘッドを吐出位置に送り出して、層間吐出ルーチンを実施する。
【００６８】
あるいは、見込まれるレイヤ時間が一番右の区切り線が配置された点よりも長い場合、パーキングルーチンが層間吐出ルーチンよりもブラックインクとカラーインクの両方を少なく消費するため、プリントヘッドをパーキングするのが合理的である。
【００６９】
層間吐出ルーチンを実行するとカラーインクの消費が少なく（本例において）、キャッピングルーチンを実行するとブラックインクの消費が少ないというように、２つの区切り線の間で決定を行う。この状況では、様々な決定を行うことができる。例えば、プリンタコントローラは、この状況が最後に生じた時に行った決定を記憶し、２つの区切り点の間にあるレイヤ時間が連続する場合（successive occasion）に、キャッピングと吐出の間でただ前後に循環させてもよい。あるいは、プリンタコントローラは、常に層間吐出ルーチンを選択してもよい。別の実施形態において、プリンタコントローラは、常にキャッピングルーチンを選択してもよい。吐出またはキャッピングルーチンのいずれを選択するかについての別の選択方法も考慮される。
【００７０】
そのため、本発明の様々な実施形態に基づき、プリントヘッドが劣化領域１０４において作動している場合、ページ間吐出位置に送り出され、パーキングルーチンに入る代わりにページ間で吐出する。しかしながら、プリントヘッドが消耗領域１０６において作動している場合、ページ間吐出ルーチンまたはパーキングルーチンのどちらがより少ないインクを消費するかを決定し、プリンタコントローラは、例えば、プリントヘッドがインクの消費が少ない方のルーチンに入るようにする。このようにして、インクを使い果たす前に全てのワイプを消費しないようにし、且つ必要以上のインクを使用しないようにすることによって、通常、プリントヘッドの有効寿命が延長される。
【００７１】
図３は、いくつかの実施形態において、プリンタコントローラのメモリに内在するか、そうでなければプリンタコントローラにアクセス可能なメモリの中に配置された表の例を示したものであり、上述した操作決定を行う際に有用な所定セットのプリントヘッドに関する情報を提供する。
【００７２】
図３の表において、異なるプリントヘッドに関する情報を列記しており、コラム３〜６の項目に標準容量、ＸＬ大容量、ＸＸＬ大容量、ＸＸＸＬ大容量として分類した。この例では、プリントヘッドの別の特性が同一であり、リザーバのインク容量のみが異なる。異なる特性を有するプリントヘッドに関する表は、別の実施形態において作成され、ここで考慮される。
【００７３】
コラム３〜６の下の列において、ページ毎に押し出された平均インクドットを示す値が存在する。これは、図１の臨界消費線１０２を表現する別の方法である。この表と臨界消費線１０２の間で変換するために、合計ページ数（図１のＸ軸）で表現された合計滴数（図１のＹ軸）を分割し、図３の表のコラム３〜６中の値と比較した数を得る。この表のこれらの値は、所定のプリントヘッドに対し設計されたワイプバジェットを使用して、上述した方法と同じ方法で計算され、上述したように、１ページは１つの印刷ジョブと等しい（通常、１回の払拭を実施する）等を仮定する。ここで、他のプリントヘッド設計に関する表も考慮される。
【００７４】
比較するため、まず、上述した予測レイヤ時間、すなわち、プリントヘッドが２つの印刷ジョブ間で使用されない時間の量を決定する。これらの時間は、図２で述べたように計算され、その意味を有する。コラム１のように、適切なレイヤ時間を有する列を選択する。これは、上述したように、例えば、プリンタコントローラにより自動的に行うことができる。
【００７５】
次に、コラム２のように、臨界使用比較に使用されているプリントヘッドのリザーバの種類を決定する。図３に示した例において、カラーリザーバの組み合わせ、モノクロリザーバ、またはカラーとモノクロのリザーバの組み合わせの選択肢がある。別の実施形態において、例えば、様々なカラーのリザーバ（互いに独立して交換可能である場合）等の別のオプションを示してもよい。これは、例えば、プリンタコントローラによって自動的に行うことができる。
【００７６】
次に、コラム３〜６のように、標準、ＸＬ、ＸＸＬ、またはＸＸＸＬの臨界リザーバの容量を決定する。これは、例えば、プリンタコントローラによって、プリンタに挿入された時にプリントヘッドを識別することにより、自動的に行うことができる。そして、ページ当たりの実際の平均ドット（図２の実際の消費線１０８のプロットから取得した）を適切なコラム３〜６（本段落において決定された）の適切な列（上記で決定された）における値と比較する。
【００７７】
実際の値が表中の計算値と完全に等しくなることはほとんどないため、コラム７は、ページ当たりの実際のドット数がコラム３〜６に示された値よりも小さいか、大きいかを示す。コラム７のように適切な列が選択された時、コラム８は、プリントヘッドが作動している領域が消耗領域１０６であるか、または劣化領域１０４であるかを識別する。この決定は、何らかの方法でフラグを付けてもよいが、明確に識別や表示を行う必要はない。しかしながら、コラム８は、図３の情報を図１の議論に結びつける本目的にとって便利である。
【００７８】
印刷ジョブ間でキャッピングするか、吐出するかについての適切な決定をコラム９において提供する。モノクロリザーバがカラーリザーバと同じプリントヘッドの中にある場合（図３のコラム２にモノ＆カラーと示した）、実際の消費線１０８は、図２の決定領域にある段階である可能性があるため、モノクロのヘッドをキャッピングし、カラーヘッドを吐出させるのが合理的である。しかし、これらはいずれも同じプリントヘッド内にあるため、どちらかがキャッピングか吐出のいずれかを行わなければならず、両方行うことはできない。図３の表において、通常、キャッピングよりも吐出を選択することが好ましいことが示されている。しかしながら、上述したように、この決定は、様々な要因によって異なってもよい。
【００７９】
これらの決定は、例えば、プリンタがワイプリッチ環境またはインクリッチ環境のいずれで作動しているか、印刷ジョブ間の中断がどれくらい長く見込まれているかのように、上述した原理に基づいて行われる。これらの決定および計算は、通常、使用できるワイプがまだ残っている間にインクがなくならないようにし、使用できるインクがまだ残っている間に全てのワイプを使い切らないようにするという競合目標をプリンタが上手く両立できるようにするため、プリンタ自身がより良好に機能することができ、プリントヘッドをより上手く利用することができる。
【００８０】
前述した本発明の実施形態の説明は、例示および説明を目的として示されてきた。本発明を、網羅的とする、または開示された形態に限定する意図はない。上記の教示を考慮すると、自明の修正または変更が可能となろう。実施形態は、本発明の原理およびそのこれの実用的な用途を最も良く表わすために、また、それによって、考えられる特定の用途に適するように、様々な実施形態で、および様々な修正とともに、当業者が本発明を用いることが可能となるよう、選択され、説明された。公正に、合法的に、かつ公平に権限を与えられた広がりに従って解釈される場合に、このような修正および変更の全てが添付の特許請求の範囲により決定された本発明の範囲内にある。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明に係るプリンタと適応性のあるプリントヘッドメンテナンスは、印刷技術に適用される。
【符号の説明】
【００８２】
１００  グラフ/チャート
１０２  臨界消費線
１０４  劣化領域
１０６  消耗領域
１０８  実際の消費線
４０２  プリンタコントローラ
４０４、４０６、４０８  インクリザーバ
４１０  ワイパー
４１２  ノズルプレート
４１４  メモリ
４１６  基材操作モジュール
４１８  キャッピングステーション
４２０  吐出ステーション
４２２  プリントヘッド
【図１】
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【図２】
2017209995.tif 000004
【図３】
2017209995.tif 000005
【図４】
2017209995.tif 000006