JP2006110755A - 記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高解像度の画像データを高速に記録する。
【解決手段】 記録ヘッドの位置を検出する検出手段と、記録データを保持する第1記憶手段と、第1記憶手段からデータを読み出して複数カラム分のデータを保持する第2記憶手段と、検出手段から出力される信号に基づいて第2記憶手段からデータを読み出し、記録ヘッドの駆動信号を生成する生成手段と、記録モードに応じて、記録に使用する前記ブロックの数を変更する変更手段と、第2記憶手段が保持するカラム数を設定手段が設定したブロック数に応じて変更する。
【選択図】 図12
【解決手段】 記録ヘッドの位置を検出する検出手段と、記録データを保持する第1記憶手段と、第1記憶手段からデータを読み出して複数カラム分のデータを保持する第2記憶手段と、検出手段から出力される信号に基づいて第2記憶手段からデータを読み出し、記録ヘッドの駆動信号を生成する生成手段と、記録モードに応じて、記録に使用する前記ブロックの数を変更する変更手段と、第2記憶手段が保持するカラム数を設定手段が設定したブロック数に応じて変更する。
【選択図】 図12
Description
本発明は、インクジェットヘッドを用いた記録装置に関するものである。
インクジェットプリンタにおいて用いられるプリントヘッド(記録ヘッド)は、プリント時に記録媒体面する開口部であるインクノズルを有し、ノズル深部に存在するヒータを加熱し、気泡を生じさせる事によってインク滴を吐出する構造となっている。
このインクを吐出するタイミングを決定するためのキャリッジの絶対位置検出に多くのプリンタが、エンコーダスケールとスケール位置を検出するための光学透過型センサを使用する事で、高精細なインクジェットプリントを実現してきた。
エンコーダスケールより、指示された位置情報に基づき、吐出データをインクジェットヘッドに送信して、送信後、ヒートパルスを加えることでエネルギーを投入して、インクを吐出し画像を形成する。近年、ヘッドのカラム方向のノズル数は増加の傾向にあり、ノズル数に比例して、印刷速度を向上させてきた。
しかし、ノズルが増えた場合、1カラム分のデータをすべて同時に吐出することは電源容量的に不可能であり、電源の許す最大の同時吐出ノズルを同一ブロック単位としブロック単位にヒートする必要がある。前記ブロック単位に属するノズルのデータをインクジェットヘッドコントローラ側からシリアル送信し、送信後、データをヘッド内部のラッチ回路にラッチさせ、その後,ヒートパルスを加えて、ヒートパルスがアクティブのときにヘッド電圧が、インクジェットヘッド内部のヒータに加えられ、インクがノズルより吐出される(特許文献1)
前記エンコーダスケールから生成した位置情報からの印刷要求に対し、前もって決められた一定時間後に必ずインクを吐出する必要があり、吐出データ送信が間に合わなければ、そのまま印刷画像の乱れにつながってしまうため、吐出データ生成直前のデータを一度、コントローラ内部のヘッド吐出データ用SRAMに前もって格納し、データのリード要求に対してすぐデータを取り出せる構成になっていた。
特開2000−43347号公報
近年、プリント画像品位の向上のため、インクジェットノズル形状はさらに微細化が進み、インク滴が小さくなってきたため高解像度印刷が可能となってきており、一方、印刷スピード向上も求められてきており、ノズル数を増やすことで、用紙あたりのヘッドのスキャン数を減らし、高速印刷を実現することが求められている。このとき、インクジェットヘッドコントローラにおいては、内部のデータ処理量もノズル数と印刷解像度に比例して数倍となってきており、データ処理効率アップの観点から、新しい、データ処理回路構成が必要になってきている。
また、インクジェットヘッド自体にも、正常なインクを吐出することが可能とされる最大インク吐出周波数という制限がある。これは、インクジェットヘッドのインクタンクからのヘッドに対するインクのリフィル機能や、インクを吐出するために十分なエネルギーを投入するための最小ヒートパルス幅等から決められた周波数である。さらに、前記の最小ヒートパルスは各ノズルヒータの電源電圧、抵抗値、エネルギー変換効率等から決定されている。
以上のヘッドの最大吐出周波数制限を満たしながら、倍速のドラフト印刷を行ったり、高精細な高解像度印刷を行ったりと、多様なユーザーの印刷要求に合わせて、対応可能なインクジェットヘッドコントローラが必要になってきた。
上記課題を解決するための本発明のインクジェット記録装置は、複数のノズルを複数ブロック単位で駆動可能な記録ヘッドを用いて被記録媒体に対して記録を行う複数の記録モードを備える記録装置であって、前記記録ヘッドの位置を検出する検出手段と、記録データを保持する第1記憶手段と、前記第1記憶手段からデータを読み出して複数カラム分のデータを保持する第2記憶手段と、前記検出手段から出力される信号に基づいて前記第2記憶手段からデータを読み出し、前記記録ヘッドの駆動信号を生成する生成手段と、前記記録モードに応じて、記録に使用する前記ブロックの数を変更する変更手段と、前記第2記憶手段が保持するカラム数を前記設定手段が設定したブロック数に応じて変更する制御手段を備える。
以上説明したように、記録速度が速い場合に、記録ヘッドの駆動ブロック数を限定し、ヘッド吐出データ用SRAMに格納するデータ構成を変え、格納するカラム数を増やしFIFOとして活用することができる。それにより、メモリアクセスのための時間に余裕がない場合において、格納したデータを使用することができ、余裕を持ってメモリアクセスを行うことが出来る。記録速度が高い場合にも吐出のためのデータ処理を行うことができる。
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図3は、本発明に適用されるプリンタ(記録装置)の概観図である。
301はオートフィーダユニットであり、ここに積載された用紙を一枚ずつ分離してLFモータ305、LFギア304等の給紙機構により、給紙動作をおこなう。用紙が給紙された状態で、キャリッジ駆動モータ310がキャリッジ307に接続されているベルト311を動かす事によってキャリッジ307は給紙方向と垂直の方向に走査移動する。
キャリッジ307にはインクジェットヘッド302が搭載されており、ヘッド着脱レバー308によって装着される。また、キャリッジ307は軸受け306によって、シャーシ303に固定したシャフトに接続されている。307のキャリッジが走査移動したことの位置検出はエンコーダスケール312と図には表示されていないエンコーダセンサ201によって行われる。
図4はインクジェットプリンタを構成する電気部品に関するブロック図である。エンコーダセンサ201はCRボードユニット419に搭載されており、エンコーダセンサ201がエンコーダスケール312の読み取りを行なう事で、キャリッジの移動量を検出している。エンコーダセンサ201から出力されたエンコーダ信号416はメインボードユニット401へと出力されている。インクジェットヘッド107はCRボードユニット419を介してメインボードユニット401から出力されるヘッド駆動信号417によって吐出制御されている。
402は電源ユニットであり、プリンタにて使用される電源をメインボードを介して供給している。413はPEセンサであり、プリント用紙の有無を検出する事で、プリンタの給排紙の制御を行なう。
414はPGセンサであり、前記回復ユニット309内部のカム位置を検出する事で、回復動作制御をおこなうためのセンサである。415は操作バネルであり、スイッチとLCDパネルから構成され、ユーザーとのインターフェースを行なっている。
401はメインボードユニットであり、プリンタ制御の主要な電気部品が実装されているPCBユニットである。
プリンタ制御のロジック回路の主要部品であるインクジェットプリンタコントローラ101はインクジェットヘッドコンロトールをはじめ、多様な機能を1チップにしたものであり、エンコーダセンサ201の信号を取り込んで、キャリッジ位置を検出し、ヘッド駆動信号417を生成している。また、PEセンサ413、PGセンサ414、操作パネル415もインクジェットプリンタコントローラ101に接続され、制御されている。図には示していないが403のモータ制御回路をコントロールしているのもインクジェットプリンタコントローラ101である。
インクジェットプリンタコントローラ101は内部バス406によって、405のCPU、408のI/F制御回路、プログラムROM409、RAM410とバス接続されている。408のI/F制御回路はパラレルインタフェース411とシリアルインターフェース回路412の制御を行なっている。
405のCPUはプログラムROM409、RAM410を使用してインクジェットプリンタコントローラ101を制御する事でプリンタの制御を行なっている。
モータ制御回路403はASIC407によってロジック処理された信号をPGモータ404、CRモータ310、LFモータ305、給紙モータ418の駆動信号に変換している。404のPGモータは前記回復ユニット309を駆動するモータであり、310のCRモータは前記キャリッジ307を駆動するモータ、305のLFモータは用紙を搬送するためのモータ、418の給紙モータは前記301のオートシートフィーダーユニットから、1枚ずつ用紙を分離して、用紙搬送手段へ渡すためのモータである。
図1は本発明のインクジェットプリンタコントローラ101の主要部分を示した構成図である。この101はカスタムICである。プリントデータを格納している外部SDRAMのプリントバッファ102から103のプリントバッファコントローラが必要なデータを読み出し、データ処理を行った後、104のヘッド吐出データ用SRAMコントローラへ転送する。
ヘッド吐出データ用SRAMコントローラ104は一度ヘッド吐出データ用SRAMにデータを格納し、再度、必要なタイミングに合わせてデータを読み出し、106のヘッド吐出波形生成コントローラへデータを送付する。106のヘッド吐出波形生成コントローラは107のインクジェットヘッドの仕様に合わせた形で、ヘッドデータ転送波形とヘッド駆動波形を生成する。
図2は図1でしめされた各ブロックを詳細を示した図である。201のエンコーダセンサから受け取った300dpi相当のエンコーダパルスをインクジェットプリンタコントローラ101へ入力し、202のエンコーダ信号逓倍回路を用いて、600dpi、1200dpi、2400dpi相当のエンコーダパルスを生成し、203のエンコーダシーケンスコントローラへ入力する。エンコーダシーケンスコントローラ203はモードレジスタ204の設定されたプリンタの動作モードにしたがって、プリントバッファコントローラ103とヘッド吐出データ用SRAMコントローラ104を制御する。
あらかじめ設定された、印刷開始位置情報に基づいて、エンコーダシーケンスコントローラ203はプリントバッファシーケンスコントローラ205に対して、データアクセス要求を行う。要求を受けたプリントバッファシーケンスコントローラ205は206のプリントバッファアドレス生成回路を介してメモリアドレスを生成し、207SDRAMコントローラによってSDRAMアクセス波形に変換され102のプリントバッファ用SDRAMにバーストリード動作を行う。バーストリードされたリードデータは207SDRAMコントローラによって、バス幅変換され、256ビットバスに拡張され、208のデータ生成回路へ送られる。
208のデータ生成回路は前記256ビットデータアクセスを3回行い、必要なデータを抽出して、640ビットデータを作成し、104のヘッド吐出データ用SRAMコントローラ(メモリコントローラ)へと転送する。ヘッド吐出データ用SRAMコントローラ104に設けられたシーケンスコントローラー210は、エンコーダシーケンスコントローラ203とプリントバッファシーケンスコントローラ205によって決定されたタイミングによって動作を行い、ライトコントロール回路211を介して、データ生成回路208から受け取ったデータを212のバスコントローラを介し105のヘッド吐出データ用SRAMのフォーマットにしたがって格納する。
また、210のシーケンスコントローラーによって、リードコントロール回路213は起動をかけられ、バスコントローラ212を介し105のヘッド吐出データ用SRAMからデータを読み出す。212のバスコントローラは211のライトコントロール回路と213のリードコントロール回路のヘッド吐出データ用SRAM105に対するバスアービトレーションを行う。213のリードコントロール回路によって読み出されたデータはヘッド吐出波形生成コントローラ220によってインクジェットヘッド107の仕様に合わせたシリアル送信波形に変換されて送信される。
図5は104のヘッド吐出データ用SRAMコントローラがヘッド吐出データ用SRAM105をFIFO制御する方法を説明した図である。ヘッド吐出データ用SRAM105の格納するメモリエリアは3つに分割され、ヘッド3カラム分のデータが格納されている。その制御状態は典型的な形として3つある。
501は状態1を示している。502には状態1におけるnカラム目のデータが格納してあり、リードコントロール回路213により、リード中又はリード可能状態となっている。503には状態1におけるn+1カラム目のデータが格納されている。504には状態1におけるn+2カラム目のデータがライトコントロール回路211によってライト中またはライト可能、ライト終了状態である。
511は状態2を示している。512には状態2におけるn+3カラム目のデータがライトコントロール回路211によってライト中またはライト可能、ライト終了状態である。513には状態2におけるn+1カラム目のデータが格納してあり、リードコントロール回路213により、リード中又はリード可能状態となっている。514には状態2におけるn+2カラム目のデータが格納されている。
521は状態3を示している。522には状態3におけるn+3カラム目のデータが格納されている。523には状態3におけるn+4カラム目のデータがライトコントロール回路211によってライト中またはライト可能、ライト終了状態である。524には状態2におけるn+2カラム目のデータが格納してあり、リードコントロール回路213により、リード中又はリード可能状態となっている。
以上の動作を繰り返し行うことで、ヘッド吐出データ用SRAM105をFIFOとして使用しアクセスタイミングを満たすことができる。
図6は24ブロック分割駆動時のヘッド吐出データ用SRAM105内部の具体的なデータ構成を説明した図である。ヘッド吐出データ用SRAM105の格納するメモリエリアは601のnカラムのデータ、605のn+1カラムのデータと609のn+2カラムのデータ、計3つに分割され、ヘッド3カラム分のデータが格納されている。
601のnカラムのデータの中は24ブロックのデータに細分化されており、図中において602はnカラムの1ブロック目のデータ、603はnカラムの2ブロック目のデータ、604はnカラムの24ブロック目のデータを示している。同様に、606はn+1カラムの1ブロック目のデータ、607はn+1カラムの2ブロック目のデータ、608はn+1カラムの24ブロック目のデータ、610はn+2カラムの1ブロック目のデータ、611はn+2カラムの2ブロック目のデータ612はn+2カラムの24ブロック目のデータである。
図7は12ブロック分割駆動時のヘッド吐出データ用SRAM105内部の具体的なデータ構成を説明した図である。ヘッド吐出データ用SRAM105の格納するメモリエリアは701のnカラムのデータ、705のn+1カラムのデータ、709のn+2カラムのデータ、713のn+3カラムのデータ、717のn+4カラムのデータと721のn+5カラムのデータ、の計6つのグループに分けられ、ヘッド(ノズル列)6カラム分のデータが格納されている。
701のnカラムのデータの中は12ブロックのデータに細分化されており、図中において702はnカラムの1ブロック目のデータ、703はnカラムの2ブロック目のデータ、704はnカラムの12ブロック目のデータを示している。同様に、706はn+1カラムの1ブロック目のデータ、707はn+1カラムの2ブロック目のデータ、708はn+1カラムの12ブロック目のデータである。710はn+2カラムの1ブロック目のデータ、711はn+2カラムの2ブロック目のデータ、712はn+2カラムの12ブロック目のデータである。714はn+3カラムの1ブロック目のデータ、715はn+2カラムの2ブロック目のデータ、716はn+2カラムの12ブロック目のデータである。718はn+4カラムの1ブロック目のデータ、719はn+4カラムの2ブロック目のデータ、720はn+4カラムの12ブロック目のデータである。722はn+5カラムの1ブロック目のデータ、723はn+5カラムの2ブロック目のデータ、724はn+5カラムの12ブロック目のデータである。
図8は24ブロック分割駆動における波形図である。縦軸840は電圧軸、横軸841は時間軸であり、左から右に時間が経過するものとする。
801は201のエンコーダセンサから入力した300dpiのA相のエンコーダパルスである。802は同様に、B相のエンコーダパルスである。803は300dpiの距離をキャリッジが移動するのにかかったパルス幅である。キャリッジが25inch/sec.の速度で移動する場合、133usの時間となる。804は801のエンコーダA相の波形から作成した300dpi毎のトリガ波形である。
805は202のエンコーダ信号逓倍回路によって作成された600dpi周期のトリガ波形である。806は805の600dpi周期のトリガ波形の拡大図であり、807は600dpi相当のパルス幅を示している。
808は600dpi相当のパルス幅を24分割駆動するためのブロックトリガ波形、809はヒートパルス波形で、810はブロック1のヒートパルス、811はブロック2のヒートパルスである。
820はシリアル転送されたデータをラッチするためのラッチパルス波形で、821はブロック1のラッチパルス、822はブロック2のラッチパルスである。
830はシリアルクロック波形、831はシリアルデータ波形であり、832はブロック2におけるデータ、833はブロック3におけるデータである。
図9は24分割駆動時の印刷イメージを示した図である。107はインクジェットヘッド、901は印刷用紙である。インクジェットヘッドを上から透視してみた場合のノズル位置は図中に示したようになっている。905のノズルはブロック23に属しており、906のノズルはブロック0に属している。107のインクジェットヘッド内部は24ノズル毎に同一ブロックに属するノズル配置となっている。904はキャリッジ動作方向であり、107のヘッドは901の印刷用紙上を左から右へ移動することとなる。
ノズル位置がブロックごとにずれて配置されていることで、ブロック0のノズルを吐出した後、107のインクジェットヘッドを右に移動して、次にブロック1のノズルを吐出し、順次24ブロックを時間差を与えて駆動することで、その印刷結果は902の1カラム目の印刷データのように直線に印刷されることになる。903は600dpi移動した2カラム目の印刷結果である。
図10は12ブロック分割駆動における波形図である。使用するノズルは、半分に限定(制限)している。すなわち、ノズルの属する24ブロックのうち12ブロックしか駆動しない場合の波形図である。
1001は12分割駆動時のブロックトリガ波形であり、806の600dpi周期から12分割したトリガ波形を作成している。12ブロックの選択は偶数ブロックと奇数ブロックが交互に選択されるようになっている。1002はヒートパルス波形で、1003はブロック1のヒートパルス、1004はブロック2のヒートパルスである。
1005はシリアル転送されたデータをラッチするためのラッチパルス波形で、1006はブロック1のラッチパルス、1007はブロック2のラッチパルスである。
1008はシリアルクロック波形、1009はシリアルデータ波形であり、1010はブロック2におけるデータ、1011はブロック3におけるデータである。
図11は12分割駆動時の印刷イメージを示した図である。107はインクジェットヘッド、901は印刷用紙である。インクジェットヘッドを上から透視してみた場合のノズル位置は図中に示したようになっている。905のノズルはブロック23に属しており、906のノズルはブロック0に属している。107のインクジェットヘッド内部は24ノズル毎に同一ブロックに属するノズル配置となっている。904はキャリッジ動作方向であり、107のヘッドは901の印刷用紙上を左から右へ移動することとなる。
ノズル位置がブロックごとにずれて配置されていることで、ブロック0のノズルを吐出した後、107のインクジェットヘッド右に移動して、次にブロック1のノズルを吐出し、順次24ブロックを時間差を与えて駆動することで、その印刷結果は1101の1カラム目の印刷データのように直線に印刷されることになる。ただ、選択されるブロックは偶数ブロックのみなので1ドット置きの印刷となる。1102は600dpi移動した2カラム目の印刷結果であり、1101同様、選択されるブロックは奇数ブロックのみなので1ドット置きの印刷となる。
図12は本発明の運用であるインクジェットヘッドの駆動ブロックを可変とした場合のプリンタ制御方法をフローチャートに示したものである。
まず、ユーザーの操作により、S101にて印刷処理が開始される。S102にてユーザーの設定した値を読み取ることで高速印刷モード(速度優先モード)であるか否かを判断する。高速印刷モードである時はS111にて12ブロック駆動に設定し、S112にてその他のコントローラプリントパラメータ設定する。また、S102にて高速印刷モードが選択されていない時(例えば画質優先モード、あるいは省電力モード)には、S121にて24ブロック駆動に設定し、S122にてその他のコントローラプリントパラメータ設定する。
次に、S131にてIF(インターフェース)からデータ受信し、S132にて印刷データを作成、S133にて給紙動作をおこなう。さらにS151でキャリッジスキャン動作開始、キャリッジを印刷速度へ加速して、S152ではS102にて設定された駆動ブロック数にて印刷動作を行い、S153にて1スキャン分の印刷を終了し、キャリッジが減速し,停止することで、S154のキャリッジスキャン動作終了となる。
1スキャン印刷後、S155にて印刷終了判断されない場合は、S156紙送り動作をおこない、S151にて再度1スキャン印刷を行う。S155にて印刷終了判断された場合には、S160にて排紙動作をおこない、S161の印刷終了となる。
以上のように、1カラム分のノズルを同時吐出するブロック単位に分割して、駆動する記録ヘッドを駆動する制御するために、記録ヘッドへ転送するためのデータのリード要求に対応して、短時間でデータを読みだす構成とすることができる。つまり、ヘッド吐出データ用SRAM(記憶手段)に複数カラム分のデータを格納することで、エンコーダー手段生成した位置情報に基づく印刷要求(吐出タイミング)信号にたいして、時間的に余裕を持って応じることができる。
さらに、通常の走査速度の2倍のスピードで、ドラフト印字を行う場合は、記録ヘッドの最大吐出周波数もこえてしまうため、印刷時に使用するノズル数を半分に減らし、ヘッド吐出データ用SRAMに格納する構成を変更し、使用するノズルを減らしたことにより、1カラムあたりのデータを減らし、カラム数を増やし、カラムごとに使用ノズルを交互にすることで、記録ヘッドの吐出周波数以下で記録を実現している。
Claims (3)
- 複数のノズルを複数ブロック単位で駆動可能な記録ヘッドを用いて
被記録媒体に対して記録を行う複数の記録モードを備える記録装置であって、
前記記録ヘッドの位置を検出する検出手段と、
記録データを保持する第1記憶手段と、
前記第1記憶手段からデータを読み出して複数カラム分のデータを保持する第2記憶手段と、
前記検出手段から出力される信号に基づいて前記第2記憶手段からデータを読み出し、前記記録ヘッドの駆動信号を生成する生成手段と、
前記記録モードに応じて、記録に使用する前記ブロックの数を変更する変更手段と、
前記第2記憶手段が保持するカラム数を前記設定手段が設定したブロック数に応じて変更する制御手段を備えることを特徴とする記録装置。 - 前記記録モードを変更して走査速度を高くした場合、前記変更手段は、前記ブロック数を減らすことを特徴とする請求項1に記載の記録装置。
- 前記制御手段は、前記カラム数を増やすことを特徴とする請求項2に記載の記録装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017019296A (ja) * | 2016-11-04 | 2017-01-26 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置および印刷方法 |
-
2004
- 2004-10-12 JP JP2004297704A patent/JP2006110755A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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