JP2004255886A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録ヘッドに対するデータの処理を分散することで、記録タイミングの周期を短くし、記録速度を速くする。
【解決手段】 複数ドット分の記録データによる記録ユニット（３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂｋ）の所定の方向における幅は、各シフトレジスタ４３Ｙ、４３Ｍ、４３Ｃ、４３Ｃに対して同一であって、記録素子３０ｓ間の所定の方向における間隔Ｐは、複数ドットによる幅の整数倍でない値に設定されているので、シフトレジスタ４３Ｙ、４３Ｍ、４３Ｃ、４３Ｂｋに記憶された記録データが各記録素子３０ｓに複数ドット分ずつ順次供給されて、記録用紙３３にドットマトリクス形式で記録されることで、各記録素子３０ｓのための記録データを、それぞれ相互にずれたタイミングで書き込むことができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、記録媒体と記録ヘッドを相対走査してドットマトリクス形式で記録する画像形成装置に関し、特にカラー画像形成装置のように記録ヘッドに複数の記録素子を走査方向に配置した画像形成装置に関する。

記録媒体と記録ヘッドを相対走査するシリアル式の画像形成装置は、記録ヘッドに複数の記録素子を走査方向に配置したものがある。例えばインクジェット式の記録ヘッドでは、カラー画像を形成する場合、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（黒）の各画素を記録するための各ノズルを走査方向に等間隔に配置している。

そして記録データが前記走査方向と同方向のいわゆるラスターデータの場合は、バッファメモリからラスター方向に１バイト（８ビット）ずつ読みだされ、各記録ノズルのための各格納手段例えばシフトレジスタに８ビット内の複数ビット（例えば４ビット）がセットされ、各シフトレジスタのデータが記録タイミング信号に同期して各記録ノズルで並行して記録されるようになっている。

従来の記録ヘッドでは、各記録ノズルの走査方向の間隔が、上記シフトレジスタにセットされた４ビットに対応する４画素（つまり４ドット）の整数倍に設定されているため、各シフトレジスタ内のデータは同時に空になってしまい、次に記録すべきデータをバッファメモリから各シフトレジスタに一挙に読みださなければならない。特に各色の記録ノズルが記録ヘッドの走査方向と直交する方向に多数設けられて複数ドット行を同時に記録するものでは、バッファメモリから読みだすデータは、（色数）×（直交方向のノズル数）×（８ビット）となる。この多量のデータを次の記録タイミングが発生されるまでに処理しなければならないので、記録タイミングの周期をそのデータを処理できる時間だけ長くしておかなければならず、そのため記録速度を速くすることができない。

本発明は、上述した従来の問題点を解決し、データの処理を分散することで、記録タイミングの周期を短くすなわち記録速度を速くすることができる画像形成装置を提供するものである。

この目的を達成するために請求項１に記載の画像形成装置は、所定の方向に複数の記録素子を配置した、ドットマトリクス形式で記録する記録ヘッドと、前記記録素子毎に設けられ、前記各記録素子へ供給するための記録データを格納する複数の格納手段とを備え、前記記録ヘッドを前記所定の方向へ走査して、前記記録ヘッドが走査される前記所定の方向に沿って複数ドット分ずつの前記記録データを前記格納手段毎に格納し、その格納された記録データを前記各記録素子へ供給し終えたときに前記各格納手段へ前記複数ドット分の新たな記録データを格納することを繰り返すことによって所望の画像を形成するものを対象として、特に、前記複数ドット分の記録データによる前記記録ヘッドの前記所定の方向における幅は、前記各格納手段に対して同一であって、前記記録素子間の前記所定の方向における間隔は、前記複数ドットによる幅の整数倍でない値に設定されていることを特徴とする。

本発明では、複数ドット分の記録データによる記録ヘッドの所定の方向における幅は、各格納手段に対して同一であって、記録素子間の前記所定の方向における間隔は、複数ドットによる幅の整数倍でない値に設定されているので、格納手段に記憶された記録データが各記録素子に複数ドット分ずつ順次供給されて、記録媒体にドットマトリクス形式で記録されることで、各記録素子のための記録データは、それぞれ相互にずれたタイミングで走査方向の複数ドット分ずつ書込まれることになり、その結果、記録タイミングの周期を短くすなわち記録速度を速くすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって具体的に説明する。

図１は、カラー画像形成装置の要部の構造を示すもので、記録ヘッド３０はキャリッジ３１上に搭載され、走査手段により記録媒体例えば記録用紙３３に沿って図において左右方向Ｘに走査される。走査手段は、例えばキャリッジ３１がガイド軸３２に摺動可能に支持され、図示しない駆動源でベルトを介してそのキャリッジが往復走査される周知の構造である。記録用紙３３は、ローラ等の移送手段３４によって前記走査方向Ｘに対しほぼ直交する方向Ｙ（図において上下方向）に移送される。なお記録ヘッド３０と記録用紙３３は、相対的にそのどちらが走査または移送されるようにしても差し支えない。

記録ヘッド３０は、図２に示すようにＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の３原色およびＢｋ（黒色）を記録するための各記録ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｂｋが前記走査方向Ｘに並べられて構成されている。各記録ユニットは、それぞれ前記走査方向Ｘに対しほぼ直交する方向（すなわちＹ方向）に等間隔で並べられた多数の記録素子３０ｓをもつ。３原色の記録ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０ＣおよびＢｋ（黒色）の記録ユニット３０Ｂｋの各記録素子３０ｓは、前記走査方向Ｘに同一線上に並べられている。なお、上記多数の記録素子３０ｓのＹ方向の配列は同方向に傾斜した配列であってもよい。

本実施の形態において、各記録ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｂｋの記録素子３０ｓの走査方向の間隔Ｐ（図２）は、後述するシフトレジスタ内に格納できるラスター方向のビット数に対応するドット数すなわち４ドットの整数倍＋１ドットの幅に設定されている。

記録ヘッド３０は、好ましくはインクジェット式のものが使用される。その場合、記録素子３０ｓはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各色のインクを記録用紙に向けて噴射するノズルである。その他記録ヘッドには、発熱素子を記録素子３０ｓとしたサーマル式記録ヘッド、打撃ワイヤを記録素子としたインパクト式記録ヘッドなど、ドットマトリクス形式で記録する記録ヘッドが使用可能である。

図３は、制御のための概略構成を示す。ホストコンピュータ等からラスター形式で送信されたデータは、ＣＰＵ４０によりＲＡＭ４１のバッファメモリ領域４１ｂに格納される。ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４２のプログラムにもとづいて後述するように記録ヘッド３０を駆動するとともに図示しない走査用の駆動源、記録用紙移送用の駆動源を制御して、記録動作を実行する。

ＲＡＭ４１のバッファメモリ領域４１ｂに格納されたデータは、記録素子によって形成される画素すなわちドットと一対一で対応するビットデータである。このデータは、各記録ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｂｋ毎に設けられた格納手段例えばシフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋに書込まれる。ＣＰＵ４０は、バッファメモリ領域からの読みだし手段、シフトレジスタからの書込み手段として機能する。バッファメモリ領域４１ｂ内のデータはラスターデータであるため、ＣＰＵ４０が読みだすときラスター方向に１バイト（８ビット）単位で読みだされるが、シフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋはラスター方向に４ビットの幅しか有しないので、読みだされた８ビットの前半の４ビットのみシフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋに書込まれ、後半の４ビットのデータはいわゆる読み捨てられる。シフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋ内の４ビットの全データが順次記録ユニットに出力されてしまうと、再び上記と同じ８ビットのデータがバッファメモリ領域４１ｂから読みだされ、後半の４ビットのデータがシフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋに書込まれる。このようにラスター方向に８ビット単位でバッファメモリ領域４１ｂから順次読みだされ、その前半、後半の４ビットのデータがＣＰＵ４０からのタイミング信号４５にもとづいて順次シフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋに書込まれる。

バッファメモリ領域４１ｂとシフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋはそれぞれカラム方向（ラスター方向と直角方向すなわち縦方向）に、各記録ユニットの記録素子３０ｓの数に対応するビット数を有しており、上記読みだしおよび書込みのタイミングにおいて、カラム方向の読みだしおよび書込みも順次行なわれる。

シフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋ内のデータは、タイミング信号にもとづいて、１カラムずつラッチ回路４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｂｋに出力され記憶される。ラッチ回路４６Ｙ，４６Ｍ，４６Ｃ，４６Ｂｋの出力データは、ＡＮＤゲート４７でタイミング信号との論理積にもとづいてドライバ回路４８に出力される。それによって各記録ユニットの記録素子３０ｓが駆動され、例えばインクジェット式ヘッドではインク滴が記録媒体に向けて噴射され、ドットマトリクス形式で記録される。

図４は本実施の形態のバッファメモリ４１ｂ、図５はシフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋと印字ユニットの関係、図６は同シフトレジスタへの書込みタイミングを、それぞれ図式的にあらわしたもので、図中のｂ７〜ｂ０はラスター方向のビットをあらわす。

本実施の形態において、各記録ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｂｋの走査方向の間隔Ｐは、前述のように４ドットの整数倍＋１ドットに設定されている。図５５では間隔Ｐは図を簡略化するため５ドットに設定されている。このため図５のようにＹ記録ユニット３０Ｙが、シフトレジスタ３０Ｙの「ｂ０」のデータを記録するとき、Ｍ記録ユニット３０Ｍが、シフトレジスタ３０Ｍの「ｂ５」のデータ、Ｃ記録ユニット３０Ｃが、シフトレジスタ３０Ｃの「ｂ２」のデータ、Ｂｋ記録ユニット３０Ｂｋが、シフトレジスタ３０Ｂｋの「ｂ７」のデータをそれぞれ記録する。つまり、各記録ユニットには、各記録タイミングで、各シフトレジスタの４ビット内で１ビットずつ相互にずれた位置のデータが供給される。

上記のように各シフトレジスタにはラスター方向に４ビット格納されるので、図５の状態では、次の記録タイミング信号が発生するまでに、Ｙ記録ユニットのためのシフトレジスタ３０Ｙに次に記録すべきデータｂ７〜ｂ４を書込まなければならない。このとき他のシフトレジスタ３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｂｋにはデータが残っているので、まだ書込む必要はない。しかし、この次の記録タイミングでは、Ｍ記録ユニットのためのシフトレジスタ３０Ｍに次に印字すべきデータｂ３〜ｂ０を書込まなければならない。ＣＰＵ４０は、バッファメモリ４１ｂからＹ記録ユニットのための８ビットのデータを読みだしシフトレジスタ３０Ｙに４ビットを書込むと、次の記録タイミングで、バッファメモリ４１ｂにおいてＹ記録ユニットのためのデータから前記間隔Ｐのうち（４ドットの整数倍）だけ離れた位置の、Ｍ記録ユニットのための８ビットのデータを読みだしシフトレジスタ３０Ｍに４ビットを書込む。このように、バッファメモリ４１ｂから各色のデータが相互に１タイミングずつずれて読みだされ、各シフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋには、図６において黒マークで示した時点で、相互に１タイミングずつずれて書込まれることになる。

したがって、バッファメモリ４１ｂからの読みだし、シフトレジスタへの書込みが、各タイミング毎に１色つまり１記録ユニットずつ行なわれ、従来のように、１回のタイミングで全色のデータの処理が集中することがない。つまり各記録タイミングに処理が分散して行なわれることで、記録タイミングの周期を短くすることが可能になり、その結果、記録速度を速くすることができる。

図７は本発明の他の実施の形態を示すもので、前記実施の形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

前記実施の形態では、ＣＰＵ４０が、各記録ユニットのためのデータをバッファメモリ４１ｂにおいて前記間隔Ｐに応じたそれぞれの位置から読みだしているが、この実施の形態では、前記間隔Ｐのうちシフトレジスタに格納できるラスター方向のドット数Ｎの整数倍に相当する遅延を遅延回路４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｂｋで行なわせる。

つまり、前記間隔Ｐが（前記ドット数Ｎの整数倍）＋（１ドット）であるとき、ＣＰＵ４０は、各記録ユニットのためのデータをバッファメモリ４１ｂの同じ位置から各記録タイミング毎にそれぞれ読みだし、遅延回路４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｂｋに出力する。各遅延回路は、前記間隔Ｐのうち（前記ドット数Ｎの整数倍）に相当する時間を隣の記録ユニットに対して行なって、それぞれのシフトレジスタ４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋへデータを書込む。したがって、各シフトレジスタには、前記実施の形態と同じデータが作成されることになる。

遅延回路４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｂｋの遅延データは、記録ヘッド３０の走査方向が反転する毎に書き換えられる。

この実施の形態においてもＣＰＵ４０は、バッファメモリ４１ｂからの読みだしを、各タイミング毎に１色つまり１記録ユニットずつ行なっているため、従来のように、１回のタイミングで全色のデータの処理が集中することがなく、前記実施の形態と同様の効果を達成することができる。

上記両実施の形態では各記録ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｂｋの走査方向の間隔Ｐを、４ドットの整数倍＋１ドットに設定しているが、シフトレジスタに８ビットのデータを格納できる場合には、８ドットの整数倍＋２ドットとしても同様の効果を達成できる。要するに、前記間隔Ｐは、シフトレジスタに格納できるラスター方向のビット数に対応するドット数Ｎの整数倍にない、例えば（ドット数Ｎの整数倍）＋（ドット数Ｎと等しくない所定ドット数）とすることで、データの読みだしおよび書込み処理が１回の記録タイミングに集中するのを避けることができる。なお、４ドットの整数倍＋２ドットまたは８ドットの整数倍＋４ドットとすると、２つのシフトレジスタに対するデータ処理が重なるため、好ましくは、（ドット数Ｎの整数倍）＋（ドット数Ｎを記録素子数で割った値と同じかそれよりも小さいドット数）とする。つまり例えば４ドットの整数倍＋１ドット、８ドットの整数倍＋２ドットまたは８ドットの整数倍＋１ドットとすることで、前述のとおりバッファメモリおよび各シフトレジスタに対するデータ処理が重なることがない。なお前記間隔Ｐの大きさに応じてＣＰＵ４０がバッファメモリにおいて異なる記録ユニットのためのデータを読みだす位置は８ドット単位で変更されることはもちろんである。

本発明は、上記両実施の形態のように３原色＋黒を記録する装置だけでなく、任意の複数色をもつ装置、また１色の記録素子を複数個走査方向に並べて１行を各素子で分担して記録する装置にも適用することができる。

本発明の実施の形態の画像形成装置の要部機構図。 記録ヘッドの拡大正面図。 制御構成のブロック図。 バッファメモリを図式化して示す図。 記録ユニットとシフトレジスタの関係を図式化して示す図。 シフトレジスタへの書込みタイミングを図式化して示す図。 他の実施の形態の制御構成のブロック図。

符号の説明

３０ 記録ヘッド
３０ｓ 記録素子
３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｂｋ 記録ユニット
４１ｂ バッファメモリ
４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｂｋ 格納手段（シフトレジスタ）

Claims (1)

1. 所定の方向に複数の記録素子を配置した、ドットマトリクス形式で記録する記録ヘッドと、
   前記記録素子毎に設けられ、前記各記録素子へ供給するための記録データを格納する複数の格納手段とを備え、
   前記記録ヘッドを前記所定の方向へ走査して、前記記録ヘッドが走査される前記所定の方向に沿って複数ドット分ずつの前記記録データを前記格納手段毎に格納し、その格納された記録データを前記各記録素子へ供給し終えたときに前記各格納手段へ前記複数ドット分の新たな記録データを格納することを繰り返すことによって所望の画像を形成する画像形成装置において、
   前記複数ドット分の記録データによる前記記録ヘッドの前記所定の方向における幅は、前記各格納手段に対して同一であって、
   前記記録素子間の前記所定の方向における間隔は、前記複数ドットによる幅の整数倍でない値に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
   

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