JP2005225010A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録動作のためのデータ転送処理を効率的に行う。
【解決手段】 メモリ手段にバースト転送を行なう複数のＤＭＡ手段と、ＤＭＡ手段をアビトレーションするアービタ手段と、ＤＭＡ手段を制御するメモリ制御手段とを備え、メモリ制御手段は、メモリアクセスする際、所定の動作モードで動作可能であって、ＤＭＡ手段は、記録装置の状態に応じてバースト転送の量を変更する。
【選択図】 図６

Description

本発明は記録装置に関し、特に被記録媒体にインク滴を吐出して画像を形成するインクジェット方式の記録装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等の普及に伴い、ディジタル画像を記録するプリンタ等の記録装置の高画質化が進んでいる。記録装置の中でもインクジェット方式の記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置が急速に普及しており、さらなる高画質かつ高速印字が求められている。

シリアルスキャン型のインクジェット記録装置においては、記録用紙等の被記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に記録ヘッドを走査させながら記録を行い、１スキャン分の記録を終えた段階で記録ヘッドの幅分だけ記録用紙を搬送し、その繰り返しで画像を形成する。

高画質化においては、記録ヘッドのノズルピッチを小さくし、１つのノズルから吐出するインク滴の小ドロップ化が１つの手段である。また、高速印字においては、ノズル数の増加が１つの手段である。いずれにせよ所定の画像の印刷を考えた場合、データ量は、増大する。高画質化、高速印字に対応するには、インターフェースからデータを受信してからインクを吐出するまでいかにデータ処理をスムーズに行えるかを考える必要がある。実際には、１スキャンのプリントデータが揃ってから記録ヘッドのスキャンを開始する。そして記録ヘッドが印字の為にスキャンをしている間に次のスキャンのデータ受信、プリントデータ生成を行う。スキャン中に次のデータ生成が終了していなければ、記録ヘッドを止めて、プリントデータ生成を待つ事になる。すなわちプリントのスループット（印字速度を落とすことになる。このため、データ転送処理において、ＤＭＡが利用されている（特許文献１）。

図１のＤＭＡ制御回路図を参照して、ＤＭＡについて説明する。図１の２００〜２０５は、各ＤＭＡ要求チャネルである。各ＤＭＡチャネルは、メモリ２０８に対し、ＲＥＡＤ、ＷＲＩＴＥを行いたいというＤＭＡリクエストを出す。２０６は、各ＤＭＡチャネルからのＤＭＡリクエストを所定の優先順位をつけ選択するアービターである。２０７は、アービター２０６で選択されたＤＭＡをメモリのアクセスタイミングに応じて２０８のメモリにＲＥＡＤ、ＷＲＩＴＥを行う。

ＤＭＡのリクエストタイミングについて図２を用い説明する。各ＤＭＡのリクエストタイミングは、２つに分けられる。１つは、次のスキャンのプリントデータを生成する為のＤＭＡでそのタイミングは、Ｂのタイミングとなる。前述したように１スキャンのプリントデータが揃ってから記録ヘッドのスキャンを開始するのでスキャン中に次のデータ生成が終了していなければ、記録ヘッドを止めて、プリントデータ生成を待つ事になる。その時間がＣの時間である。

もう１つは、エンコーダの信号を逓倍した信号から作られるパルスをトリガとしてリクエストするＡのタイミングである。Ａ時間は、図では、記録ヘッドの走査速度が一定速度になって印字開始領域になってから、印字終了領域までの期間としている。このＡ期間は、一定速度でなくとも印字を行う場合もありうるので印字領域を示すものである。ＡのタイミングでリクエストするＤＭＡは、プリントデータをメモリ内のプリントバッファから読み出し動作を行う。また、その読み出したデータに対し、所定のデータマスクを行う為、メモリ内のマスクバッファからの読み出しを行うこともある。読み出されマスキング処理を施された実プリントデータは、記録ヘッドへ転送される。そして次のヒートトリガのタイミングで記録ヘッドのノズルヒータを加熱するパルス信号（ヒートパルス）を出し、インクを吐出させ、記録を行う。

その他のリクエストタイミングも存在する。例えばモータ駆動に関するＤＭＡも存在しうる。この場合のリクエストタイミングは、また、前述した２つのタイミングとは、異なるものとなるが、本発案では、説明を割愛する。

図３のＡの中では、様々なＤＭＡが競合している。タイミングチャートでＤの時間は、ヒートトリガ間の時間である。プリントデータをメモリ内のプリントバッファから読み出し動作を行うＤＭＡは、ヒートパルスをトリガとして記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出してくる。この読み出しは、何回かのＤＭＡリードにて行われる。タイミングチャートでは、簡易的に３回の読み出しを行っているように書いてある。実際には、もっと多くのＤＭＡリードが発生する。ここで重要なことは、ヒートパルスをトリガとして記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出すが、次のヒートパルスまでノズル数分のデータ読み出しを終えなければ、正しく記録を出来ないという事である。この為、プリントデータをメモリ内のプリントバッファから読み出し動作を行うＤＭＡは、各ＤＭＡチャネルの中でも高い優先順位がつけられている。その他のＤＭＡチャネルは、ＤＭＡチャネルＡの合い間に所定の優性順位でメモリへのアクセスを許される。

図４を参照し、バースト転送の説明を行う。図４は、ＳＤＲＡＭに対するバースト転送のタイミングチャートである。各ＤＭＡチャネルからのＤＭＡリクエストがｕｄｌ＿ＤＲＥＱである。このリクエストを受け、メモリコントローラは、ＡＣＴＶ、ＲＥＡＤ、ＰＲＥなどの所定のコマンドをメモリに出力する。メモリは、所定のタイミングでＲＥＡＤ ＤＡＴＡをメモリコントローラに出力する。メモリコントローラは、ＲＥＡＤ ＤＡＴＡを一旦ラッチして、ｕｄｌ＿ＤＤＴＡＣＫＸをＬｏｗとし各ＤＭＡチャネルに出力している。図４では、シングルリードと４バーストリードのタイミングチャートを掲載してある。シングルリードは、リクエストからｕｄｌ＿ＤＤＴＡＣＫＸの立ち上がりまで８ＣＬＫ、４バーストリードは、リクエストからｕｄｌ＿ＤＤＴＡＣＫＸの立ち上がりまで１１ＣＬＫを要する。当然であるがバースト長が長くなればなるほど効率的なメモリアクセスとなることがいえる。それならばプリンタシステムにおいてもバースト長を長くすれば効率的なメモリアクセスとなり、高画質化や高速化に対応できるデータ処理を行うことができると言える。しかしながら前述したように、ヒートパルスをトリガとして記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出すが、次のヒートパルスまでノズル数分のデータ読み出しを終えなければならないという制約がある。

図５でＤＭＡチャネルＡ以外のＤＭＡチャネルのバースト長が長くなった場合を示している。Ｅのポイントでバースト長が長くなっている。その為、ＤＭＡチャネルＡのＤＭＡが遅れ、結果として次のヒートパルスまで３個分のＤＭＡを終了できていない。

従来、記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出しＤＭＡチャネルＡ以外のＤＭＡチャネルのバースト長に制限を設けることでこの問題を解決していた。
特開２００３−１４５７５７号公報

従来より、次のヒートパルスまでノズル数分のデータ読み出しを終えなければならないという制約を守らなければならない。その為には、記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出しＤＭＡチャネルＡ以外のＤＭＡチャネルのバースト長に制限が必要である。しかしながら、さらなる高画質化、高速化に対応していく為、さらなるメモリアクセスの効率化、そして、ＤＭＡチャネルのバースト長のＬＯＮＧ化を行っていく必要がある。

特に、デジタルカメラからのダイレクト印字を考えた場合、プリントデータを生成する為にＪＰＥＧ解凍、ＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換、誤差拡散等の画像処理でメモリのアクセスが増加することが予想される。ダイレクト印字時のスループットにおいてもＤＭＡチャネルのバースト長のＬＯＮＧ化が有効な手段である。

上記課題を解決する為、本発明の記録装置は、記録ヘッドを用いて記録を行なう記録装置であって、外部から入力した入力データを格納する受信バッファと、前記受信バッファに格納された入力データを変換する変換手段と、前記変換手段にて変換されたデータを格納するプリントバッファと、前記受信バッファ及び前記プリントバッファにバースト転送を行なう複数のＤＭＡ手段と、前記ＤＭＡ手段をアビトレーションするアービタ手段と、
前記アービタ手段にてアビトレーションされたＤＭＡ手段を制御するメモリ制御手段と、
前記メモリ制御手段は、前記受信バッファと前記プリントバッファに対してアクセスする際、所定の動作モードで動作可能であって、前記ＤＭＡ手段は、前記記録装置の状態に応じて前記バースト転送の量を変更することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、次のヒートパルスまでノズル数分のデータ読み出しを終えなければならないという制約を満たしつつ、印字を伴う記録ヘッドのスキャン中でプリントデータを記録ヘッドへ転送するＤＭＡ回路がｄｉｓａｂｌｅの期間のメモリアクセスパフォーマンスを向上できる。

すなわち、プリンタシステムの高画質化、高速化に対応することが出きる。特に、デジタルカメラからのダイレクト印字を考えた場合、プリントデータを生成する為にＪＰＥＧ解凍、ＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換、誤差拡散等の画像処理でメモリのアクセスが増加することが予想される。

また、画像処理により次のスキャンのデータ生成に時間がかかり、記録ヘッドの操作がストップしてしまうことが考えられる。本実施例によれば、記録ヘッドの操作がストップしてしまうようなデータ処理の高速化を実現でき、デジタルカメラ等からのダイレクト印字時のスループット向上も可能である。

以下、図面を参照して本発明を詳細に述べる。

図１は、本発明の記録装置の概略構成例を示すブロック図である。図中１００は、記録装置の制御を行う電気部品が実装されているコントロールボードである。１０１は、ＳＹＳＴＥＭ ＬＳＩであり、ＣＰＵ＿ＣＯＲＥ１０２とインターフェイス１１０を介してホストコンピュータ１１８やデジタルカメラ１１９とデータの送受信を行うインターフェイス制御回路１０３と、ＲＡＭ１０９内の受信バッファおよびプリントバッファに対してデータのリード／ライト制御を行うデータ制御回路１０４と、プリントデータの生成を行うプリントデータ生成回路１０５と、生成されたプリントデータの記録ヘッド１１５へのデータ転送や記録ヘッドのインクの吐出制御を行うヘッド制御回路１０６と、記録ヘッド１１５を搭載したキャリッジを走査させるキャリッジモータおよび被記録媒体の給排紙を行う搬送モータと給排紙用モータ、記録ヘッドのクリーニング等メンテナンス用モータの駆動を制御する駆動制御回路１０７とを含む。１０８は、プリンタを制御するプログラムが格納されているＲＯＭである。

記録装置のプリント動作について説明する。インターフェイス１１０を介してホストコンピュータ１１８から画像データ等を受信すると、ＳＹＳＴＥＭ ＬＳＩ １０１内のインターフェイス制御回路１０３からデータ制御回路１０４によって、ＲＡＭ１０９内に割り当てられた受信バッファに受信データが一旦格納される。受信バッファに格納された受信データはコマンド解析が行われ、実際の画像データはプリントデータ生成回路１０５によってプリントデータ処理が行われてからＲＡＭ１０９内に割り当てられたプリントバッファに蓄えられる。

プリントバッファに必要量のデータが蓄えられたところでヘッド制御回路１０６によって所定のタイミングでプリントバッファからプリントデータが読み出され、記録ヘッド１１５に転送される。さらに主走査の過程でヘッド制御回路１０６によって記録ヘッド１１５に対して駆動パルスが与えられることによってプリント動作が行われ、画像が被記録媒体に形成される。

記録ヘッド１１５の走査および被記録媒体の搬送は、駆動制御回路１０７によってキャリッジモータおよび搬送モータ、給排紙用モータをモータドライバ１１３を介して駆動することによってなされる。

デジタルカメラ１１９からのデータ受信においても２値化等の画像処理後、プリントデータの生成を行い同様の処理を行う事により、印刷（記録）を行う。

高画質化においては、記録ヘッドのノズルピッチを小さくし、１つのノズルから吐出するインク滴の小ドロップ化が１つの手段である。また、高速印字においては、ノズル数の増加が１つの手段である。いずれにせよ所定の画像の印刷を考えた場合、データ量は、増大する。

高画質化、高速印字に対応するには、インターフェースからデータを受信してからインクを吐出するまでいかにデータ処理をスムーズに行えるかを考える必要がある。実際には、１スキャンのプリントデータが揃ってから記録ヘッドのスキャンを開始する。そして記録ヘッドが印字の為にスキャンをしている間に次のスキャンのデータ受信、プリントデータ生成を行う。スキャン中に次のデータ生成が終了していなければ、記録ヘッドを止めて、プリントデータ生成を待つ事になる。すなわちプリントのスループット（印字速度を落とすことになる。

図１のＤＭＡ制御回路図を参照して、ＤＭＡ手段について説明する。

図１の２００〜２０５は、各ＤＭＡ要求チャネルである。ＤＭＡチャネル１からＤＭＡチャネル６は、メモリ２０８に対しデータの、ＲＥＡＤ（読出し）、ＷＲＩＴＥ（格納）を行いたいというＤＭＡリクエストを出す。２０６は、各ＤＭＡチャネルからのＤＭＡリクエストを所定の優先順位をつけ選択するアービターである。

２０７は、アービター２０６で選択されたＤＭＡをメモリのアクセスタイミングに応じて２０８のメモリにＲＥＡＤ、ＷＲＩＴＥを行う。

ＤＭＡ手段のリクエストタイミングについて図２を用い説明する。各ＤＭＡのリクエストタイミングは、２つに分けられる。１つは、次のスキャンのプリントデータを生成する為のＤＭＡ処理でそのタイミングは、Ｂのタイミングとなる。前述したように１スキャンのプリントデータが揃ってから記録ヘッドのスキャンを開始するのでスキャン中に次のデータ生成が終了していなければ、記録ヘッドを止めて、プリントデータ生成を待つ事になる。その時間がＣの時間である。

もう１つは、エンコーダの信号を逓倍した信号から作られるパルスをトリガとしてリクエストするＡのタイミングである。Ａ時間は、図では、記録ヘッドの走査速度が一定速度になって印字（記録）開始領域になってから、印字（記録）終了領域までの期間としている。このＡ期間は、一定速度でなくとも印字を行う場合もありうるので印字領域を示すものである。ＡのタイミングでリクエストするＤＭＡは、プリントデータをメモリ内のプリントバッファから読み出し動作を行う。また、その読み出したデータに対し、所定のデータマスクを行う為、メモリ内のマスクバッファからの読み出しを行うこともある。読み出されマスキング処理を施された実プリントデータは、記録ヘッドへ転送される。そして次のヒートトリガのタイミングで記録ヘッドのノズルヒータを加熱するパルス信号（ヒートパルス）を出し、インクを吐出させ、記録を行う。

その他のリクエストタイミングも存在する。例えばモータ駆動に関するＤＭＡ処理である。この場合のリクエストタイミングは、また、前述した２つのタイミングとは、異なるものとなるが、本発案では、説明を割愛する。

図３のＡの中では、様々なＤＭＡ処理が競合している。タイミングチャートでＤの時間は、ヒートトリガ間の時間である。プリントデータをメモリ内のプリントバッファから読み出し動作を行うＤＭＡは、ヒートパルスをトリガとして記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出してくる。この読み出しは、何回かのＤＭＡリードにて行われる。タイミングチャートでは、説明を簡単にするために、３回の読み出しを行っているように表現しているが、実際には、もっと多くのＤＭＡリード処理が発生する。

ここで重要なことは、ヒートパルスをトリガとして記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出すが、次のヒートパルスまでノズル数分のデータ読み出しを終えなければ、正しく記録を出来ないという事である。

この為、プリントデータをメモリに設けられたプリントバッファから読み出し動作を行うＤＭＡは、各ＤＭＡチャネルの中でも高い優先順位がつけられている。その他のＤＭＡチャネルは、ＤＭＡチャネルＡの合い間に所定の優性順位でメモリへのアクセスを許される。

図４を参照し、バースト転送の説明を行う。図４は、ＳＤＲＡＭに対するバースト転送のタイミングチャートである。各ＤＭＡチャネルからのＤＭＡリクエストがｕｄｌ＿ＤＲＥＱである。このリクエストを受け、メモリコントローラは、ＡＣＴＶ、ＲＥＡＤ、ＰＲＥなどの所定のコマンドをメモリに出力する。メモリは、所定のタイミングでＲＥＡＤ ＤＡＴＡをメモリコントローラに出力する。メモリコントローラは、ＲＥＡＤ ＤＡＴＡを一旦ラッチして、ｕｄｌ＿ＤＤＴＡＣＫＸをＬｏｗとし各ＤＭＡチャネルに出力している。図４では、シングルリードと４バーストリードのタイミングチャートを掲載してある。

シングルリードは、リクエストからｕｄｌ＿ＤＤＴＡＣＫＸの立ち上がりまで８ＣＬＫ、４バーストリードは、リクエストからｕｄｌ＿ＤＤＴＡＣＫＸの立ち上がりまで１１ＣＬＫを要する。当然であるがバースト長が長くなればなるほど効率的なメモリアクセスとなることがいえる。それならばプリンタシステムにおいてもバースト長を長くすれば効率的なメモリアクセスとなり、高画質化や高速化に対応できるデータ処理を行うことができると言える。しかしながら前述したように、ヒートパルスをトリガとして記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出すが、次のヒートパルスまでノズル数分のデータ読み出しを終えなければならないという時間的な制約がある。

図５でＤＭＡチャネルＡ以外のＤＭＡチャネルのバースト長が長くなった場合を示している。Ｅのポイントでバースト長が長くなっている。その為、ＤＭＡチャネルＡのＤＭＡが遅れ、結果として次のヒートパルスまで３個分のＤＭＡを終了できていない。従来、記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出しＤＭＡチャネルＡ以外のＤＭＡチャネルのバースト長に制限を設けることでこの問題を解決していた。

従来より、次のヒートパルスまでノズル数分のデータ読み出しを終えなければならないという制約を守らなければならない。その為には、記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出しＤＭＡチャネルＡ以外のＤＭＡチャネルのバースト長に制限が必要である。しかしながら、さらなる高画質化、高速化に対応していく為、さらなるメモリアクセスの効率化、そして、ＤＭＡチャネルのバースト長のＬＯＮＧ化（バースト長を長くする）を行っていく必要がある。

特に、デジタルカメラからのダイレクト印字を考えた場合、プリントデータを生成する為にＪＰＥＧ解凍、ＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換、誤差拡散等の画像処理でメモリのアクセスが増加することが予想される。ダイレクト印字時のスループットにおいてもＤＭＡチャネルのバースト長のＬＯＮＧ化が有効な手段である。

図６で本実施例を説明する。印字中のスキャンのＡ時間では、次のヒートパルスまでノズル数分のデータ読み出しを終えなければならないという制約を守らなければならない為、記録ヘッドのノズル数分のデータを読み出しを行なうＤＭＡチャネルＡ以外のＤＭＡチャネルのバースト長に制限をかける。スキャン中のＡ時間以外の時間および記録ヘッドが走査していない時間帯（期間）では、ヒートパルスまでノズル数分のデータ読み出しを終えなければならないという制約を満たさなくて良いのでバースト長を長くすることができる。すなわち非印刷時のメモリアクセス効率を大幅に向上することができる。

ＤＭＡチャネルが使用バースト長を切り替えるタイミングは、印字を伴う記録ヘッドのスキャン中でプリントデータを記録ヘッドへ転送するＤＭＡ回路がＥｎａｂｌｅの期間かｄｉｓａｂｌｅの期間かで決定される。

また、記録ヘッドのスキャン中でプリントデータを記録ヘッドへ転送するＤＭＡ回路がＥｎａｂｌｅの期間は、記録ヘッドに設けられたエンコーダ出力の立ち上がりエッジで生成される信号を所定逓倍した信号により、カウントされるカウンタ値により設定、管理されることを記載している。

本発明の記録装置の概略構成例を示すブロック図を表す図である ＤＭＡ制御回路 ＤＭＡリクエストタイミング バースト転送説明 バースト長の制限 実施例の説明図

符号の説明

１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
１０５ 記録装置制御部（ＡＳＩＣ）
１０６ インターフェイス制御回路
１０７ データ制御回路
１０８ プリントデータ生成回路
１０９ ヘッド制御回路
１１０ 駆動回路制御
１１１ 記録ヘッド
１１２ キャリッジモータ
１１３ 搬送モータ
２００〜２０５ ＤＭＡ要求チャネル
２０６ アービター
２０７ メモリコントローラ
２０８ メモリ

Claims (2)

1. 記録ヘッドを用いて記録を行なう記録装置であって、
   外部から入力した入力データを格納する受信バッファと、
   前記受信バッファに格納された入力データを変換する変換手段と、
   前記変換手段にて変換されたデータを格納するプリントバッファと、
   前記受信バッファ及び前記プリントバッファにバースト転送を行う複数のＤＭＡ手段と、
   前記ＤＭＡ手段をアビトレーションするアービタ手段と、
   前記アービタ手段にてアビトレーションされたＤＭＡ手段を制御するメモリ制御手段と、
   前記メモリ制御手段は、前記受信バッファと前記プリントバッファに対してアクセスする際、所定の動作モードで動作可能であって、前記ＤＭＡ手段は、前記記録装置の状態に応じて前記バースト転送における転送量を変更することを特徴とする記録装置。
2. 前記バースト転送の量を変更は、インク吐出を行なうために前記記録ヘッドへ記録データを転送するＤＭＡ回路の状態に基づいていることを特徴とする請求項１弐記載の記録装置。

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