JP2005186376A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、階調情報を含む画像データに基づいて印刷処理を行う印刷装置に関し、特に副走査方向の分割数の設定を可能とすると共に、分割した副走査方向のラインに対して、同じドットへの印字においても露光時間を変えることによって階調数を落とすことなく、高速印字を可能とする印刷装置を提供するものである。
【解決手段】 本発明はドットデータを副走査方向に分割し、２度打ち、３度打ち、・・・の設定を行い、当該分割指示に基づいてドットパターンデータ生成部から対応するパターンデータを読み出し、ドットデータ制御部３２において、単階調又は多階調の画像データを階調ヘッドに送信する。このように構成することにより、階調数を落とすことなく、印刷速度を向上する印刷装置を提供することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、階調情報を含む画像データに基づいて印刷処理を行う印刷装置に関する。

今日、パーソナルコンピュータを中心としたコンピュータの普及に伴って、周辺機器であるプリンタ装置も普及し、各種方式のプリンタ装置が提案されている。特に、カラー印刷の場合、各色の階調データに基づく発色が行われる。
従来、上記階調情報はビデオデータに含まれ、このビデオデータによりドット貼り付けパターンを生成し、印字ヘッドに転送する。この場合、階調数を減らすことなく、印字速度を向上することが求められる。

この点、転送クロックの速度を上げて印刷速度を向上しようとする処理が行われているが、印字ヘッドの露光時間が不足する問題がある。また、これを解決する為、ビデオデータからｎ個の微画素のドットパターンに展開する際の、副走査方向の分割数を減らす処理も考えられるが、階調数も減少する。

尚、特許文献１には単一の光学ヘッドを使用して解像度の切換えを可能にしたページプリンタの例が開示されている。この発明は、最大解像度を得る場合、全て発光部を使用して選択発光を行い、最大解像度より低い解像度の場合、発光部の一部を非発光状態として選択発光処理を行っている。
特開平６−３３６０５４号公報

上記のように、従来の印刷装置では、高速印字を行うため転送クロック速度を上げると印字ヘッドの露光時間が不足し、副走査方向の分割数を減らすと階調数も減り、詳細なカラー印刷ができない。また、特許文献１は解像度の切換え制御であり、そのまま階調制御に適用することはできない。

そこで、本発明は副走査方向の分割数の設定を可能とすると共に、分割した副走査方向のラインに対して、同じドットへの印字においても露光時間を変えることによって階調数を落とすことなく、高速印字を可能とする印刷装置を提供するものである。

上記課題は本発明によれば、副走査方向に対して異なる分割数の設定を行う分割数設定手段と、該分割数の設定に従ってｎ個の微画素のパターンデータを生成する生成手段と、該微画素毎にストローブ信号の供給時間を可変して印字ヘッドに出力する印字制御手段とを備える印刷装置を提供することによって達成できる。

このように構成することにより、露光時間を変えることなく多階調制御を行い、詳細な印字濃度の設定が可能となる。
さらに、前記分割数の設定に従って、該分割毎に時間階調を行う時間階調手段を構成に加えることによって、更に多階調な制御を行うことができ、階調数を維持しつつ印刷速度の向上を図ることができる。

上記課題の解決手段によれば、分割数の設定に従ってｎ個の微画素に対し、ストローブ信号の供給時間を可変し、更に当該時間設定に重み付けを行うことによって、多階調制御を行い、詳細な印字濃度の設定が可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は本実施形態の印刷装置を含む印刷システムのシステム構成図である。尚、本実施形態の説明に使用する印刷装置は、例えばピアtoピア（セントロニクスインターフェース（Ｉ/Ｆ））の接続方式でパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のホスト機器１に接続されると共に、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）を介してプリンタサーバー３にも接続されている。

ホスト機器１は、予めインストールされたアプリケーションに従って印刷データを作成し、プリンタドライバによってコマンド変換を行い、変換後の印刷データをスプーラ４に一旦保存する。スプーラ４に保存された印刷データは、セントロニクスインターフェース（Ｉ/Ｆ）の場合、スプーラ４から直接プリンタ装置２に送信される。一方、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）に接続されている場合、スプーラ４に保存された印刷データはプリンタサーバー３に転送され、プリンタサーバー３内のスプーラ５に保存され、スプーラ５からプリンタ装置２に送信される。

プリンタ装置２は、インターフェース（Ｉ/Ｆ）コントローラ６及びエンジン制御部１６で構成されている。Ｉ/Ｆコントローラ６は、受信バッファ７、ＲＯＭ８、フォントＲＯＭ９、表示制御部１０、ビデオインターフェース（Ｉ/Ｆ）制御部１１、メモリ１２、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）１３、ＭＰＵ１４で構成され、上記スプーラ４、又は５から供給される印刷データは受信バッファ７に転送される。

また、受信バッファ７に転送された印刷データは、ＭＰＵ１４の制御によってコマンド解析され、文字コードに対応するビットマップデータをフォントＲＯＭ９から読み出し、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色別の階調情報を含むビットマップデータに変換され、例えばメモリ１２（標準ＲＡＭ１２ａ又は拡張ＲＡＭ１２ｂ）に展開される。

上記色別のビットマップデータがメモリ１２に１頁分づつ展開されると、ビデオＩ／Ｆ制御部１１によって、エンジン制御部１６へのデータ転送が行われる。ここで、エンジン制御部１６はＡＳＩＣ１７、ＭＰＵ１８等で構成され、ＡＳＩＣ１７はヘッド制御部１９、及びモータ制御部２０で構成されている。ヘッド制御部１９は印字ヘッド２１への印刷データの送信を制御する構成であり、ビデオＩ/Ｆ制御部１１を介してＩ/Ｆコントローラ６から供給されるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色毎の階調情報を含んだ印刷データを受信し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色毎にそれぞれ設けられた各印字ヘッド２１に供給する。

各色別の印字ヘッド２１は、例えばＬＥＤ素子アレイで構成され、それぞれ供給された印刷データに基づく画像露光を予め帯電が施された感光体ドラムに対して行い、静電潜像を形成し、各色別のトナーで現像処理を施し、共通の転写紙に前述のトナー像を順次重ねて転写することにより、カラー印刷を行う。

尚、上記モータ制御部２０はプリンタエンジン内の駆動機構を駆動するメインモータ２２の駆動制御を行い、更にプリンタエンジン内の各所に配設されたセンサ２３から各種検出信号を受信し、対応する負荷２４に制御信号を出力する。尚、トナー像が転写された転写紙にトナーを溶着固定させる定着器２５に設けられたサーミスタ２５ａから温度データがＭＰＵ１８に供給され、定着制御部２６から制御信号が定着器２５のヒータ２５ｂに出力され、所定の定着温度に制御される。また、高圧制御部２７はＭＰＵ１８の制御に従って感光ドラムの高圧帯電を行う高圧部２８に高圧駆動信号を出力する。

尚、プリント処理が開始されると、メインモータ２２を回転させ、用紙を搬送し、画像形成可能な位置に用紙先端が到達したことをＩ／Ｆコントローラ６に通知し、ＡＳＩＣ１７はＩ／Ｆコントローラ６に水平同期信号を出力し、これに応じてＩ／Ｆコントローラ６から送出される印刷データを印字ヘッド２１に出力する。

図２は上記エンジン制御部１６の構成図である。同図において、エンジン制御部１６はビデオデータ受信部３０、ドットパターンデータ生成部３１、ドットデータ制御部３２、基本タイミング生成部３３で構成されている。ビデオデータ受信部３０は前述のＩ／Ｆコントローラ６から受信したビデオデータを格納し、ドットパターンデータ生成部３１の要求に応じて順次転送する回路である。また、ドットパターンデータ生成部３１は上記ビデオデータ受信部３０から送信されたビデオデータの１画素を各階調に基づきパターンＲＡＭ３７からドットパターンデータを読み出し、Ｎ個の微画素に展開する機能を有する。

また、ドットデータ制御部３２は、上記ドットパターンデータ生成部３１から出力されたドットデータを印字ヘッド２１へ出力する回路であり、ヘッド制御信号生成部３４からの制御信号に従って上記ドットデータを印字ヘッド２１に送信する。
一方、基本タイミング生成部３３はＭＰＵ１８の制御に従って２度打ち、３度打ち、４度打ちの切り換え制御を行い、それぞれのスループットに応じた基本タイミングを生成する。

また、印字ヘッド２１内のＬＥＤ素子の発光駆動期間を制御するためのストローブ信号を発生するストローブ信号生成部３５は、ＭＰＵ１８の制御に従って２度打ち、３度打ち、４度打ちの切り換え制御を行い、それぞれのスループットに応じたストローブ信号を生成する。また、副走査方向ラインカウンタ３６に従って２度打ちの場合Ａライン、Ｂラインの２種類、３度打ちの場合Ａライン、Ｂライン、Ｃラインの３種類、４度打ちの場合Ａライン、Ｂライン、Ｃライン、Ｄラインの４種類の異なる時間のストローブ信号を生成する。

ＭＰＵインターフェース（Ｉ／Ｆ）制御部３９は、アドレスデコーダ、及び各モジュールのレジスタ及びＩ／Ｏポートのリード、ライト制御を行う。また、このＭＰＵＩ／Ｆ制御部３９は前述のＭＰＵ１８の制御に従う。
以上の構成において、以下に本例の処理動作を説明する。尚、本例は２度打ち、３度打ち、及び４度打ちの例であり、場合を分けて以下に説明する。

実施例１
図３は単階調２度打ちの例を説明する図であり、同図（ａ）は従来２度打ちの例であり、全てのラインに対して一定のストローブ時間を使用している（同図（ａ）に示すａ）。
また、１ドットの詳細についても、上述したストローブ時間の設定におけるビデオデータの１ドットを２個の微画素に展開し、Ａライン、Ｂラインを割り当てる。したがって、従来の場合、Ａライン、Ｂラインとも０％、又は１００％のストローブ時間の設定が行われる（同図（ａ）に示すｂ、及びｃ）。

一方、本例においてはＡラインとＢラインで異なるストローブ時間を使用している（同図（ｂ）に示すａ）。すなわち、Ａラインでは従来の７５％のストローブ時間の設定を行い、Ｂラインでは従来の１２５％のストローブ時間の設定を行っている（同図（ｂ）に示すｂ）。尚、上記２度打ちの設定は前述のドットパターンデータ生成部３１がＭＰＵの制御によって行い、この場合の対応するクロック信号は基本タイミング生成部３３から出力される。また、上記設定のストローブ時間、対応するストローブ信号がストローブ信号生成部３５から出力される。また、印字ヘッド２１へのデータは、１ライン毎に出力されるＨＳＹＮＣ（水平同期信号）に基づき、ヘッド制御信号生成部３４から出力されるＤＣＬＫ（データクロック信号）に同期して行われる。

従来ではＡライン、及びＢラインの露光時間の選択は０％又は１００％のみである為、同図（ａ）に示すｃの様に、階調０〜２の３階調制御しかできない。一方、本例の場合、上記のように処理することにより、露光時間の選択は０％、７５％、又は１２５％の３種類の選択が可能であり、同図（ｂ）に示すｃの様に、階調０〜３の４階調制御が可能となる。すなわち、Ａライン、Ｂラインの露光時間を（０，０）、（１，０）、（０，１）、（１，１）に設定することにより、上記各露光時間の割り当を４階調に設定可能である。この場合、上記のように１ドットの露光時間は、０％、２５％、６３％、１００％となる。

以上の結果、従来例の３階調から本例の４階調に階調数を増やすことが可能となり、従来に比べて階調数を増加することができ、より詳細な階調制御を行うことができる。
図４は上記階調値に対する露光時間の関係を示す図である。尚、同図においてＩは従来例であり、ＩＩは本例である。同図に示すように、３階調から本例の４階調に階調数を増加することにより、露光時間を変えることなく、より詳細な印字濃度の設定が可能となる。

実施例２
次に、単階調３度打ちの例を説明する。
図５は単階調３度打ちの例を説明する図であり、図５（ａ）は従来の３度打ちの例を示し、全てのラインに対して一定のストローブ時間を使用している（図５（ａ）に示すａ）。また、１ドットの詳細についても、上述したストローブ時間の設定におけるビデオデータの１ドットを３個の微画素に展開し、Ａライン、Ｂライン、Ｃラインに割り当てる。したがって、従来の場合、Ａライン、Ｂライン、Ｃラインとも０％、又は１００％のストローブ時間の設定が行われる（図５（ａ）に示すｂ、及びｃ）。

一方、本例においてはＡライン、Ｂライン、Ｃラインで異なるストローブ時間を使用している（図５（ｂ）に示すａ）。すなわち、Ａラインでは従来の５０％のストローブ時間の設定を行い、Ｂラインでは１００％のストローブ時間の設定を行い、Ｃラインでは１５０％のストローブ時間の設定を行っている。

上記のように設定することにより、従来ではＡライン、Ｂライン、及びＣラインの露光時間の選択は０％又は１００％のみであり、図５（ａ）のｃに示す様に、階調０〜３の４階調制御しかできないが、本例の場合、露光時間の選択は０％、５０％、１００％、又は１５０％の４種類の選択が可能であり、図５（ｂ）のｃに示す様に、階調０〜６の７階調制御が可能となる。すなわち、Ａライン、Ｂライン、Ｃラインの露光時間を（０，０，０）、（１，０，０）、（０，１，０）、（０，０，１）、（１，０，１）、（０，１，１）、（１，１，１）に設定することにより、上記各露光時間を割り当て、７階調の階調設定が可能となる。この場合、１ドットの露光時間は、０％、１７％、３３％、５０％６７％、８３％、１００％となる。

以上の結果、従来例の４階調から本例の７階調に階調数を増やすことが可能となり、従来に比べて階調数を増加することができ、より詳細な階調制御を行うことができる。
図６は上記階調値に対する露光時間の関係を示す図である。尚、同図においても、Ｉは従来例を示し、ＩＩは本例を示す。同図に示すように、本例においても、４階調から本例の７階調に階調数を増加することにより、露光時間を変えることなく、より詳細な印字濃度の設定が可能となる。

実施例３
次に、単階調４度打ちの例を説明する。
図７は単階調４度打ちの例を説明する図であり、同図（ａ）は従来の４度打ちの例を示し、この場合も全てのラインに対して１００％のストローブ時間を使用している（同図（ａ）に示すａ）。また、１ドットの詳細についても、上述したストローブ時間の設定におけるビデオデータの１ドットを４個の微画素に展開し、Ａライン、Ｂライン、Ｃライン、Ｄラインに割り当てる。したがって、この場合、Ａライン〜Ｄラインとも０％、又は１００％のストローブ時間に設定される（図７（ａ）に示すｂ、及びｃ）。

一方、本例においてはＡライン〜Ｄラインで異なるストローブ時間を使用している（図７（ｂ）に示すａ）。すなわち、Ａラインでは従来の２５％のストローブ時間の設定を行い、Ｂラインでは７５％のストローブ時間の設定を行い、Ｃラインでは１２５％のストローブ時間の設定を行い、Ｄラインでは１７５％のストローブ時間の設定を行っている。

上記のように設定することにより、従来ではＡライン〜Ｄラインの露光時間の選択は０％又は１００％のみであり、同図（ａ）のｃに示す、階調０〜４の５階調制御しかできなかったが、本例の場合、露光時間の選択は上記のように５種類であり、同図（ｂ）のｃに示す様に、階調０〜１４の１５階調の制御が可能となる。すなわち、Ａライン、Ｂライン、Ｃライン、Ｄラインの露光時間を同図（ｂ）のｃに示すように、（０，０，０，０）、（１，０，０，０）、・・・、（１，１，１，１）の１４階調の設定が可能となる。この場合、１ドットの露光時間は、０％、６％、１９％、・・・１００％となる。

以上の結果、従来例の５階調から本例の１５階調に階調数を増やすことが可能となり、従来に比べて階調数を増加することができ、より詳細な階調制御を行うことができる。
図８は上記階調値に対する露光時間の関係を示す図である。尚、同図においても、Ｉは従来例を示し、ＩＩは本例を示す。同図に示すように、本例においても、５階調から本例の１５階調に階調数を増加することにより、露光時間を変えることなく、より詳細な印字濃度の設定が可能となる。

以上のように、本例の印刷装置では印字ヘッドに対するストローブ信号の重み付けを主走査方向のライン単位に変更可能としたことによって、より多くの階調数の設定を可能とすることができる。一方、階調数を同じにすれば、高速印刷が可能となる。
尚、上記例では２度打ち、３度打ち、４度打ちの例について説明したが、８度打ち等の他の分割数としてもよい。
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図９は本例のエンジン制御部の構成を説明する図である。但し、基本的には、前述の図２と同じ回路が含まれ、図２と同じ回路には同一番号を付して構成上の説明を省略する。本例の場合、ドットデータ制御部４０は前述の図２に示すドットデータ制御部３２の構成と異なり、多階調制御を行う構成である。

図１０は本例を説明する図であり、同図（ａ）は多階調２度打ちの従来例であり、同図（ｂ）は本例の処理を説明する図である。先ず、同図（ａ）のａは多階調２度打ちの例であり、１００％のストローブ時間を階調数４の時間階調を行う。すなわち、レベル１が２５％の時間ストローブ信号を出力し、レベル２が５０％の時間ストローブ信号を出力し、レベル３が７５％の時間ストローブ信号を出力し、レベル４が１００％の時間ストローブ信号を出力する構成である。

また、ドット構成はＡライン、Ｂラインの２ラインであり（同図（ａ）に示すｂ）、従って露光時間は両ラインとも０％、２５％、５０％、７５％、１００％である（同図（ａ）に示すｃ）。したがって、同図（ａ）のｄに示すように、取り得る階調値は階調０〜階調８の９階調である。

一方、本例においては、Ａライン、及びＢラインにおいてトータルストローブ時間が異なり、Ａラインでは従来の８０％であり（同図（ｂ）に示すａ）、Ｂラインでは従来の１２０％である（同図（ｂ）に示すｂ）。そして、更にＡラインについて８０％のストローブ時間を階調数４の時間階調を行う。この場合も、レベル１が２５％であり、レベル２が５０％であり、レベル３が７５％であり、レベル４が１００％である。したがって、Ａラインではレベル１において、２０％の時間ストローブ信号を出力し、レベル２において４０％の時間ストローブ信号を出力し、レベル３において６０％の時間ストローブ信号を出力し、レベル４において８０％の時間ストローブ信号を出力する（同図（ｂ）に示すｄ）。

同様に、Ｂラインについては１２０％のストローブ時間を階調数４の時間階調を行い、従ってＢラインではレベル１において、３０％の時間ストローブ信号を出力し、レベル２において６０％の時間ストローブ信号を出力し、レベル３において９０％の時間ストローブ信号を出力し、レベル４において１２０％の時間ストローブ信号を出力する（同図（ｂ）に示すｄ）。

上記のように設定することにより、本例の場合、図１０（ｂ）のｄに示す様に、階調０〜１８の１９階調の制御が可能となる。すなわち、Ａライン及びＢラインに、（０，０）、（１，０）、（０，１）、（２，０）、・・・、（４，４）の設定を行うことができ、１９階調の階調設定が可能となる。この場合、１ドットの露光時間は、０％、１０％、１５％、・・・１００％となる。

以上の結果、従来例の階調から本例の１９階調に階調数を増やすことが可能となり、従来に比べて階調数を増加することができ、より詳細な階調制御を行うことができる。
図１１は上記階調値に対する露光時間の関係を示す図である。尚、同図においても、Ｉは従来例を示し、ＩＩは本例を示す。同図に示すように、９階調から本例の１９階調に階調数を増加することにより、露光時間を変えることなく、より詳細な印字濃度の設定が可能となる。

以上のように、本例の印刷装置では印字ヘッドに対するストローブ信号の重み付けを主走査方向のライン単位に変更可能としたことによって、より多くの階調数の設定を可能とすることができる。一方、階調数を同じにすれば、高速印刷が可能となる。
尚、上記例では２度打ちの例について説明したが、３度打ち、４度打ち、８度打ち等の他の分割数としてもよい。

本実施形態の印刷装置を含む印刷システムのシステム構成図である。 エンジン制御部の具体的な構成を説明する図である。 ２度打ちの実施例を説明する図である。 ２度打ちの実施例における階調値に対する露光時間の関係を示す図である。 ３度打ちの実施例を説明する図である。 ３度打ちの実施例における階調値に対する露光時間の関係を示す図である。 ４度打ちの選択例を示す図である。 ４度打ちの実施例における階調値に対する露光時間の関係を示す図である。 実施形態２におけるエンジン制御部の構成図である。 実施形態２を説明する図である。 第２の実施形態における階調値に対する露光時間の関係を示す図である。

符号の説明

１・・・ホスト機器
２・・・印刷装置
３・・・プリンタサーバー
４、５・・・スプーラ
６・・・Ｉ/Ｆコントローラ
７・・・受信制御部
８・・・ＲＯＭ
９・・・フォントＲＯＭ
１０・・・表示制御部
１１・・・ビデオＩ/Ｆ制御部、
１２・・・メモリ
１３・・・ＡＳＩＣ
１４・・・ＭＰＵ
１６・・・エンジン制御部
１７・・・ＡＳＩＣ
１８・・・ＭＰＵ
１９・・・ヘッド制御部
２０・・・モータ制御部
２１・・・印字ヘッド
２２・・・メインモータ
２３・・・センサ
２４・・・負荷
２５ａ・・・定着器サーミスタ
２５ｂ・・・定着器ヒータ
２６・・・定着制御部
２７・・・高圧制御部
２８・・・高圧部
３０・・・ビデオデータ受信部
３１・・・ドットパターンデータ生成部
３２・・・ドットデータ制御部
３３・・・基本タイミング生成部
３５・・・ストローブ信号生成部
３６・・・副走査方向ラインカウンタ
３７・・・パターンＲＡＭ
３８・・・スループット切替え
３９・・・ＭＰＵＩ／Ｆ制御部

Claims (4)

1. 副走査方向に対して異なる分割数の設定を行う分割数設定手段と、
   該分割数の設定に従ってｎ個の微画素のパターンデータを生成する生成手段と、
   該微画素毎にストローブ信号の供給時間を可変して印字ヘッドに出力する印字制御手段と、
   を備えることを特徴とする印刷装置。
2. 前記ストローブ信号の供給時間の可変は、予め設定された重み付けに従って行われることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
3. 副走査方向に対して異なる分割数の設定を行う分割数設定手段と、
   該分割数の設定に従ってｎ個の微画素のパターンデータを生成する生成手段と、
   前記分割数の設定に従って、該分割毎に時間階調を行う時間階調手段と、
   微画素毎にストローブ信号の供給時間を可変して印字ヘッドに出力する印字制御手段と、
   を備えることを特徴とする印刷装置。
4. 前記ストローブ信号の供給時間の可変は、予め設定された重み付けに従って行われることを特徴とする請求項３記載の印刷装置。
   
   

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