JP2006289859A - 記録装置、及び記録制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 より高精度に局所的な負荷が発生する箇所を検出し、その検出結果に従って電源容量を超えないように記録制限を行う記録装置及び記録制御方法を提供する。
【解決手段】 ｍ×ｎピクセル単位で画像データのラスタカラム変換実行時、各色成分画像データを記録ヘッドのノズル列間のピッチ間隔を考慮してノズルから同時にインク吐出を生じさせる全ての色成分の画像データを加算し、その加算された画像データに関し、記録ヘッドのノズル配列方向に関して同時駆動されてインクを吐出するノズルの数が閾値を越えているかどうかを記録ヘッドの走査方向にピクセル毎に判別し、そのような判別を記録ヘッドによる１走査の記録に用いられる画像データ全体に対して行い、その結果得られた、記録ヘッドの１走査記録領域全体にわたる同時駆動されてインクを吐出するノズルの数の分布状況に基づいて、記録ヘッドによる１走査記録動作を制限するよう制御する。
【選択図】 図８

Description

本発明は記録装置、及び記録制御方法に関し、特に、例えば、インクジェット方式に従って記録を行う記録ヘッドを用いた記録装置、及び記録制御方法に関する。

従来より知られているシリアル型のインクジェット記録装置（以下、記録装置）は記録ヘッドを移動させながらその記録ヘッドからインク液滴を吐出して記録媒体上に画像を出力する。

このような記録装置では、その記録速度を上げるために、複数ラスタに対応する画像データを記録ヘッドに供給し、複数のノズルからインクを同時に吐出することで、記録完了までに記録媒体上を記録ヘッドが走査する回数を少なくしている。例えば、０．５インチの記録幅をもつ記録ヘッドは、１インチの記録幅をもつ記録ヘッドと比べて、２倍の回数を走査しないと同じ面積の領域の記録が行えない。

さて、記録幅が０．５インチであり記録解像度が６００ｄｐｉの記録ヘッドは３００個のノズルを持ち、同じ記録解像度で記録幅が１インチの記録ヘッドの場合は６００個のノズルを持つ。このノズルを全て使用して記録を行う場合、１ノズル当たり記録動作のために供給される電流値を同じとすると、後者の記録ヘッドは前者の記録ヘッドに比べて２倍の電力を消費する。

記録装置に全てのノズルを使用したときにも十分に電力を供給できる電源を搭載していても、実際の画像記録では、一回の走査で使われるノズルの数は一部分に限られる。従って、記録ヘッドのノズルが増えていくと、全てのノズルを使用した場合の最大電力と、実際に使用するノズルからのインク吐出に必要な平均電力の差が開いていくことになる。実際に画像の平均濃度が２０％程度の場合、電源の出力容量は全てのノズルを使用した場合の２０％で必要十分となる。

しかしながら、記録装置に低容量の電源を使用すると、大きな電力を必要とする突発的に発生する高濃度の記録に対して、何かしらの記録制限を行わないと、その部分で記録不良が発生してしまう。

このような事態に対処するため、従来から、記録ヘッドの１走査によって記録される領域の単位面積あたりの画像データ量を調べ、所定量以上の画像データが存在するときはその部分を高濃度と判定して、記録制限を行う制御がなされている。

従来の画像データ量をカウントする機能には、電源から供給する電力の特性に応じて、画像データをカウントする領域を可変設定する機能を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、記録ヘッドの駆動負荷を判別して記録モードを切り替える機能を備えたものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−１０８５４号公報（第１２頁、図８） 特開平７−９６６１５号公報（第１４頁、図２）

上述した画像データ量のカウントは画像データの縦横変換（ラスタカラム変換）を行うときに同時に行うと最も効率が良いとされており、そのカウント対象となる単位面積が小さいほど局所的な高濃度の部分を発見しやすい利点がある。これに対して、記録装置の構成によりラスタカラム変換の面積が大きい方が処理速度の向上につながる。しかしながら、ラスタカラム変換の面積を大きくすると、ラスタカラム変換に必要なバッファメモリの容量増大につながるため、トータルとして装置コストが増大するという問題がある。

これに加えて、カウント対象となる単位面積を大きくすると、局所的な画像データの塊も平均化されてしまうために、局所的に大容量の電流が必要となる部分を検出するのが困難になるという問題がある。従って、そのような部分を検出できず、瞬間的にインク吐出駆動動作が集中し、記録ヘッドに使用する電流が増加する場合が発生し、供給可能な電力を越えてしまう場合もあり得る。

さらに加えて、記録ヘッドがカラー記録に対応するために、複数色のインクを吐出できるように複数のノズル列を記録ヘッド移動方向に並べて配置する構成である場合には、インク吐出動作は画像データの各色成分に依存するため、そのインク吐出は記録媒体上の異なる位置で同時的に発生することがある。このため、従来のように縦横変換に対応した単位面積当たりの画像データ量をカウントするだけでは不十分であり、複数インクの同時吐出を正確に予測するためには、画像データ量のカウント対象領域を各インク色毎に異ならせ、これらの領域から得られるカウント結果を同時に参照しなければならない。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、カラー記録を行う際にも正確に記録動作に必要な電力を予測し、より精度が高く局所的な負荷が発生する箇所を検出し、その検出結果に従って電源容量を超えないように記録制限を行うことで電源容量の小型化を実現する記録装置及び記録制御方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明の記録装置は、以下のような構成からなる。

即ち、第１の方向に配列した複数のノズルからなるノズル列を所定のピッチ間隔で前記第１の方向とは異なる第２の方向に複数個配置し、該複数のノズル列各々から異なる色のインクを吐出する記録ヘッドを前記第１の方向に走査しながら記録媒体に記録を行う記録装置であって、複数の色成分の画像データを外部から受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された前記複数の色成分の画像データを一時的に格納するバッファメモリと、前記バッファメモリに格納された前記複数の色成分の画像データを前記第１の方向にｍピクセル、前記第２の方向にｎピクセルを単位として、ｍ×ｎピクセル毎にラスタカラム変換を行うラスタカラム変換手段と、前記ラスタカラム変換手段によるラスタカラム変換単位毎に用いる画像データに関し、前記複数のノズル列の間のピッチ間隔を考慮したとき、前記記録ヘッドのノズルから同時にインク吐出を生じさせる全ての色成分の画像データを加算する第１の加算手段と、前記第１の加算手段によって加算された画像データに関し、前記第１の方向に関して同時駆動されてインクを吐出するノズルの数が第１の閾値を越えているかどうかを前記第２の方向にピクセル毎に判別する判別手段と、前記判別手段による判別を前記記録ヘッドによる１走査の記録に用いられる画像データ全体に対して行うよう制御する判別制御手段と、前記判別制御手段による制御の結果得られた、前記記録ヘッドの１走査記録領域全体にわたる同時駆動されてインクを吐出するノズルの数の分布状況に基づいて、前記記録ヘッドによる１走査記録動作を制限するよう制御する記録制御手段とを有することを特徴とする。

ここで、前記判別手段では、さらに、その加算された画像データに関し、第１の方向に同時に記録動作を生じさせることになる画像データを加算し、その加算結果を第１の閾値と比較すると良い。

また、前記記録制御手段では、記録ヘッドの１走査記録領域全体にわたる同時駆動されてインクを吐出するノズルの数の分布状況を示すデータに関し、第１の方向に関して記録ヘッドのノズル列の幅にわたるその論理積を第２の方向にピクセル毎に演算し、その演算結果をさらに記録ヘッドの走査方向にわたってその論理和を演算すると良い。

さらに、記録ヘッドを搭載して往復走査するキャリッジを備える構成とし、前記記録制御手段では、そのキャリッジの移動速度を変化させたり、同時にインクを吐出するノズル数を変化させることで１走査記録動作を制限すると良い。

またさらに、装置に電力を供給する電源ユニットを備え、その電源ユニットと記録ヘッドには夫々、電解コンデンサを備えるようにすることが好ましい。

このような構成で、前記判別手段ではさらに、ラスタカラム変換単位毎に用いる画像データに基づいて、同時駆動されてインクを吐出するノズルの数が第２の閾値を越えているかどうかを判別し、前記記録制御手段において、前記論理和を演算する演算結果と、ラスタカラム変換単位毎の同時駆動されてインクを吐出するノズルの数が前記第２の閾値を越えているかどうかの判別結果とに基づいて、前記記録ヘッドによる１走査記録動作を制限するよう制御すると良い。この場合、前記電解コンデンサに蓄電された電力を補足的に記録動作に用いることができる。

なお、前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、前記インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることが望ましい。

また他の発明によれば、第１の方向に配列した複数のノズルからなるノズル列を所定のピッチ間隔で前記第１の方向とは異なる第２の方向に複数個配置し、該複数のノズル列各々から異なる色のインクを吐出する記録ヘッドを前記第１の方向に走査しながら記録媒体に記録を行う記録制御方法であって、複数の色成分の画像データを外部から受信する受信工程と、前記受信工程において受信されバッファメモリに一時的に格納された前記複数の色成分の画像データを前記第１の方向にｍピクセル、前記第２の方向にｎピクセルを単位として、ｍ×ｎピクセル毎にラスタカラム変換を行うラスタカラム変換工程と、前記ラスタカラム変換工程におけるラスタカラム変換単位毎に用いる画像データに関し、前記複数のノズル列の間のピッチ間隔を考慮したとき、前記記録ヘッドのノズルから同時にインク吐出を生じさせる全ての色成分の画像データを加算する加算工程と、前記加算工程において加算された画像データに関し、前記第１の方向に関して同時駆動されてインクを吐出するノズルの数が第１の閾値を越えているかどうかを前記第２の方向にピクセル毎に判別する判別工程と、前記判別工程における判別を前記記録ヘッドによる１走査の記録に用いられる画像データ全体に対して行うよう制御する判別制御工程と、前記判別制御工程における制御の結果得られた、前記記録ヘッドの１走査記録領域全体にわたる同時駆動されてインクを吐出するノズルの数の分布状況に基づいて、前記記録ヘッドによる１走査記録動作を制限するよう制御する記録制御工程とを有することを特徴とする記録制御方法を備える。

以上のような構成により本発明によれば、ｍ×ｎピクセル単位で画像データのラスタカラム変換を行うときに、各色成分の画像データを、記録ヘッドのノズル列間のピッチ間隔を考慮して記録ヘッドのノズルから同時にインク吐出を生じさせる全ての色成分の画像データを加算し、その加算された画像データに関し、記録ヘッドのノズル配列方向に関して同時駆動されてインクを吐出するノズルの数が閾値を越えているかどうかを記録ヘッドの走査方向にピクセル毎に判別し、そのような判別を記録ヘッドによる１走査の記録に用いられる画像データ全体に対して行い、その結果得られた、記録ヘッドの１走査記録領域全体にわたる同時駆動されてインクを吐出するノズルの数の分布状況に基づいて、記録ヘッドによる１走査記録動作を制限するよう制御する。

従って本発明によれば、より高精度に局所的に記録のための負荷が発生する箇所を検出し、その検出結果に基づいて記録ヘッドによる１走査記録動作を制限することができるという効果がある。

これにより、記録装置の電源容量を超えないように記録制限を行うことが可能になり、その結果、記録装置の電源ユニットの低容量化が可能になる。また、これは電源ユニットの小型化に貢献することになり、結果として、装置のコスト削減にも資する。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。

なお、この明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。

またさらに、「ノズル」とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

＜インクジェット記録装置の説明（図１）＞
図１は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録装置１の構成の概要を示す外観斜視図である。

図１に示すように、インクジェット記録装置（以下、記録装置という）は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２にキャリッジモータＭ１によって発生する駆動力を伝達機構４より伝え、キャリッジ２を矢印Ａ方向に往復移動させるとともに、例えば、記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。

また、記録ヘッド３の状態を良好に維持するためにキャリッジ２を回復装置１０の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド３の吐出回復処理を行う。

記録装置１のキャリッジ２には記録ヘッド３を搭載するのみならず、記録ヘッド３に供給するインクを貯留するインクカートリッジ６を装着する。インクカートリッジ６はキャリッジ２に対して着脱自在になっている。

図１に示した記録装置はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々、収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。

さて、キャリッジ２と記録ヘッド３とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド３は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施形態の記録ヘッド３は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用し、熱エネルギーを発生するために電気熱変換体を備え、その電気熱変換体に印加される電気エネルギーが熱エネルギーへと変換され、その熱エネルギーをインクに与えることにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させる。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。

図１に示されているように、キャリッジ２はキャリッジモータＭ１の駆動力を伝達する伝達機構４の駆動ベルト７の一部に連結されており、ガイドシャフト１３に沿って矢印Ａ方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。従って、キャリッジ２は、キャリッジモータＭ１の正転及び逆転によってガイドシャフト１３に沿って往復移動する。また、キャリッジ２の移動方向（矢印Ａ方向）に沿ってキャリッジ２の絶対位置を示すためのスケール８が備えられている。この実施例では、スケール８は透明なＰＥＴフィルムに必要なピッチ（所定の等間隔）で黒色のバー（スリット）を印刷したものを用いており、その一方はシャーシ９に固着され、他方は板バネ（不図示）で支持されている。そして、キャリッジ２にはスケール８のスリットを読み取るためのエンコーダが設けられている。

また、記録装置には、記録ヘッド３の吐出口（不図示）が形成された吐出口面に対向してプラテン（不図示）が設けられており、キャリッジモータＭ１の駆動力によって記録ヘッド３を搭載したキャリッジ２が往復移動されると同時に、記録ヘッド３に記録信号を与えてインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体Ｐの全幅にわたって記録が行われる。

さらに、図１において、１４は記録媒体Ｐを搬送するために搬送モータＭ２によって駆動される搬送ローラ、１５はバネ（不図示）により記録媒体Ｐを搬送ローラ１４に当接するピンチローラ、１６はピンチローラ１５を回転自在に支持するピンチローラホルダ、１７は搬送ローラ１４の一端に固着された搬送ローラギアである。そして、搬送ローラギア１７に中間ギア（不図示）を介して伝達された搬送モータＭ２の回転により、搬送ローラ１４が駆動される。

またさらに、２０は記録ヘッド３によって画像が形成された記録媒体Ｐを記録装置外ヘ排出するための排出ローラであり、搬送モータＭ２の回転が伝達されることで駆動されるようになっている。なお、排出ローラ２０は記録媒体Ｐをバネ（不図示）により圧接する拍車ローラ（不図示）により当接する。２２は拍車ローラを回転自在に支持する拍車ホルダである。

またさらに、記録装置には、図１に示されているように、記録ヘッド３を搭載するキャリッジ２の記録動作のための往復運動の範囲外（記録領域外）の所望位置（例えば、ホームポジションに対応する位置）に、記録ヘッド３の吐出不良を回復するための回復装置１０が配設されている。

回復装置１０は、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構１１と記録ヘッド３の吐出口面をクリーニングするワイピング機構１２を備えており、キャッピング機構１１による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置内の吸引手段（吸引ポンプ等）により吐出口からインクを強制的に排出させ、それによって、記録ヘッド３のインク流路内の粘度の増したインクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行う。

また、非記録動作時等には、記録ヘッド３の吐出口面をキャッピング機構１１によるキャッピングすることによって、記録ヘッド３を保護するとともにインクの蒸発や乾燥を防止することができる。一方、ワイピング機構１２はキャッピング機構１１の近傍に配され、記録ヘッド３の吐出口面に付着したインク液滴を拭き取るようになっている。

これらキャッピング機構１１及びワイピング機構１２により、記録ヘッド３のインク吐出状態を正常に保つことが可能となっている。

＜インクジェット記録装置の制御構成（図２）＞
図２は図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図２に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納したＲＯＭ６０２、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、以下に詳述する記録ヘッド３の記録制御のための画像データ処理や制御信号を生成する特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等を設けたＲＡＭ６０４、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行うシステムバス６０５、以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給するＡ／Ｄ変換器６０６などで構成される。

また、図２において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置１との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。

さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリント開始を指令するためのプリントスイッチ６２２、及び記録ヘッド３のインク吐出性能を良好な状態に維持するための処理（回復処理）の起動を指示するための回復スイッチ６２３など、操作者による指令入力を受けるためのスイッチから構成される。６３０はホームポジションｈを検出するためのフォトインタラプタなどの位置センサ６３１、環境温度を検出するために記録装置の適宜の箇所に設けられた温度センサ６３２等から構成される装置状態を検出するためのセンサ群である。

さらに、６４０はキャリッジ２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。

ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド３による記録走査の際に、ＲＡＭ６０２の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッドに対して記録素子（吐出ヒータ）の駆動データ（ＤＡＴＡ）を転送する。

なお、上述のように、インクカートリッジ６と記録ヘッド３と分離可能に構成しても良いが、これらが一体的に形成されて交換可能なヘッドカートリッジＩＪＣを構成しても良い。

図３は、インクタンクと記録ヘッドとが一体的に形成されたヘッドカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。図３において、点線ＫはインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨの境界線である。ヘッドカートリッジＩＪＣにはこれがキャリッジ２に搭載されたときには、キャリッジ２側から供給される電気信号を受け取るための電極（不図示）が設けられており、この電気信号によって、前述のように記録ヘッドＩＪＨが駆動されてインクが吐出される。

なお、図３において、５００はインク吐出口列である。また、インクタンクＩＴにはインクを保持するために繊維質状もしくは多孔質状のインク吸収体が設けられている。

次に、ＡＳＩＣ６０３の内部構成と動作について説明する。

図４はＡＳＩＣ６０３の内部構成を示すブロック図である。

この実施例のＡＳＩＣ６０３は、インタフェース６１１を介してホスト装置６１０から受信したラスタ画像データを転送する画像データ転送回路１０１と、ラスタ画像データを一時的に格納するラスタ画像バッファ１０２と、ラスタ画像データを読み出して、カラムデータに変換するラスタカラム変換回路１０３と、変換したカラムデータを一時的に格納するカラムデータ画像バッファ１０４と、変換したカラムデータを格納し、そのカラムデータを複数のインク各々を吐出する複数のノズル列のピッチ分をずらした位置で合成を行うための作業領域として使用する多値データ中間バッファ１０５と、ラスタカラム変換データの単位面積当たりのドット数をカウントした結果を格納するドットカウントバッファ１０６と、カラムデータを読み出して記録ヘッドからインク吐出を行わせる記録信号に変換するヘッド吐出データ変換回路１０７と、ラスタカラム変換回路１０３から出力されるドットカウント値から局所的な記録ヘッドの同時駆動領域を判定し、通常の記録動作に対して何かしらの記録制限を行うかどうかを判定して指示を与える記録制限判定部１０９から構成されている。

なお、ヘッド吐出データ変換回路１０７は記録信号を記録ヘッド３に供給する。

また、この実施例では、複数のインク液滴各々の吐出に必要な画像データを１ビット、記録ヘッドの複数のインク各々を吐出するノズル列を構成するノズルの数が１２８０個とする。

図５はラスタカラム変換回路１０３の内部構成と動作を説明する図である。

ラスタカラム変換回路１０３はラスタ画像バッファ１０２に複数ラスタ分の画像データが格納された後に、そのバッファからの読み出しを開始する。ラスタカラム変換回路１０３は一回の処理において、図５に示すように、ラスタ画像バッファ１０２から、ラスタ方向（キャリッジ走査方向）に対してｍピクセル、カラム方向（記録媒体搬送方向）に対してｎピクセルの領域２０１に相当するラスタ画像データを読出して、これをラスタカラム変換回路１０３内のバッファ２０２に格納する。

この実施例では、ｎ＝６４、即ち、６４ラスタ分の画像データが格納された時点で、６４×６４ピクセル分の画像データをバッファ２０２に格納する。従って、この実施例では記録ヘッドのノズル列方向のノズル数との関係から、ノズル列方向に１列分の画像データについては各色成分当たり、２０回のラスタカラム変換を行う。このようにバッファ２０２の容量を比較的小さなものとすることで、そのバッファメモリに要するコストを小さくしつつ、局所的に高濃度の領域（即ち、大容量の電力が必要な領域）を高精度に検出できるようにしている。

もちろん、コストや局所的に高濃度領域の高精度に検出することが重要視されない場合には、ラスタ画像バッファの容量を大きくし、ラスタカラム変換に必要なバッファ２０２の容量を大きくし、ラスタカラム変換の処理単位を大きくしても良い。

バッファ２０２に取り込まれたラスタ画像データは、各ラスタ画像データの最上位ビットをｎビットのカラムデータ２０３として抽出して、カラムデータ画像バッファ１０４に格納する。また、ｎビットのカラムデータの各ビットの和をドットカウント値２０４として、バッファに格納する。この例では、カラム画像データバッファ１０４と同じバッファにドットカウント値も格納しているが、図４に示すように別のバッファ、ドットカウントバッファ１０６にそのカウント値を格納する構成でも構わない。

さて、処理はカラムデータ抽出後に、バッファ２０２に格納されたラスタ画像データを最上位方向にビットシフトすることにより、次のビットのカラムデータを抽出する。このようなビットシフト動作をラスタ画像データに関し、ｍビット分繰り返し、全てのビットがラスタカラム変換されて、カラムデータ画像バッファ１０４に格納される。

その後、次のｍ×ｎピクセル分のラスタ画像データをラスタ画像バッファ１０２から取り込む。

図６は記録ヘッド３によるカラー記録の様子を示す図である。

図６に示されるように、記録ヘッド３はブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）のインクを夫々吐出するためのノズルを備えた半導体チップ（以下、チップという）３０３〜３０６を搭載しており、チップ３０３と３０４は距離Ｌ１、チップ３０４と３０５は距離Ｌ２、チップ３０５と３０６は距離Ｌ３をおいて設けられている。

なお、図６において、矢印３０２は記録ヘッドの移動方向（キャリッジ移動方向）である。また、３０７〜３１０は各色成分のカラムデータを表しており、これらはカラムデータ画像バッファ１０４に格納されているが、ここでは記録媒体上にこれらのカラムデータが記録され夫々の色成分データの位置関係が分かるように図示されている。

図７はこの実施例に従うドットカウント方法と従来のドットカウント方法との比較を示す図である。図７において、（ａ）が従来の方法であり、（ｂ）がこの実施例に従う方法である。

従来の方法によれば、図７（ａ）に示すように、記録ヘッド３はチップ間距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が、ラスタカラム変換の処理単位であるｍ×ｎピクセルのドットカウント領域のカラム方向の長さＬ４の整数倍になっていないが、この実施例によれば、図７（ｂ）に示すように、チップ間距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が、ラスタカラム変換の処理単位であるｍ×ｎピクセルのドットカウント領域のカラム方向の長さＬ５の整数倍になっている。なお、図７に示す例では、Ｌ１＝（ｍ×３）ピクセル、Ｌ２＝Ｌ３＝ｍピクセルとしている。

さて、図６に示すように、記録ヘッド３が矢印３０２の方向に移動しながら記録を行うとき、チップ３０３は時間ｔ１〜ｔ２で領域１−１の画像データの記録を行い、時間ｔ２〜ｔ３で領域１−２の画像データの記録を行う。また、チップ３０４が記録を行う領域２−１が、チップ３０３が記録を行う領域１−４と記録媒体上で重なり、領域１−１〜３の合わせた幅がＬ１とすると、時間ｔ４〜ｔ５で、チップ３０３は領域１−４の記録を行い、チップ３０４は領域２−１の記録を行う。このように、チップ３０３と３０４の距離がＬ１離れているので、ある時間においては、カラム画像データに関し、記録上、Ｌ１離れている位置の領域が同時に記録を行う位置となる。

同様に、チップ３０４と３０５はＬ２の距離が離れているため、時間ｔ５〜ｔ６でチップ３０４は領域２−２の記録を行い、チップ３０５は領域３−１の記録を行う。チップ３０５と３０６も同様の関係である。記録開始後、時間ｔ６〜ｔ７で、チップ３０３は領域１−６、チップ３０４は領域２−３、チップ３０５は領域３−２、チップ３０６は領域４−１の記録を同時に行う。このとき、記録媒体上で領域１−１、２−１、３−１、４−１が重なることになる。

この実施例では、例えば、時間ｔ６〜ｔ７で記録される領域のように、全てのチップで記録される領域に対応する各色成分の画像データ３１１の和を取り、これを多値画像データ３１２とする。このようにして生成された多値カラム画像データの最も濃度が高い部分が電源の消費電力として最も高い部分となる。

なお、図７に示されている領域１−６、２−３、３−２、４−１も図６で説明したのと同じ領域を意味するものである。

図８は記録制限判別部１０９の詳細な構成を示すブロック図である。

図８に示すように、ラスタ画像バッファ１０２からラスタカラム変換回路１０３のバッファ２０２に６４×６４ピクセル分のラスタ画像データを格納すると同時に、そのデータを記録制限判別部１０９のカラムデータ演算用バッファ５０１にも格納する。このとき、記録制限判別部１０９は、記録ヘッドの複数のノズル列のピッチ分をずらした位置で合成を行うための作業領域として使用する多値データ中間バッファ１０５から他の色成分のラスタ画像データを６４×６４ピクセル分読み出し、同時記録領域に対応する他の色成分の画像データとの和を取りながらカラムデータ演算用バッファ５０１に格納する。

従って、図６と対応させて考えると、カラムデータ演算用バッファ５０１は１回のラスタカラム変換で得られる多値画像データ３１２を格納すると言える。

さらに、記録制限判別部１０９は、図８に示すように、カラムデータ演算用バッファ５０１に格納された画像データの最上位ビットを取り出して、その値をカラム方向に加算してゆき、その和（ＳＵＭ）をレジスタ５０２に格納する。和（ＳＵＭ）はレジスタ５０３に設定した閾値（ＴＨ）と比較され、ＳＵＭ＞ＴＨであるときには、判定フラグ（ＤＦＬＧ）を“１”にする。ＳＵＭ≦ＴＨの場合には、ＤＦＬＧの値は“０”とする。そして、そのフラグの値をキャリッジ１走査分の記録領域に対してｍ×ｎのラスタカラム変換領域内の１カラム×ｎラスタのビット数の合計値と閾値とを比較した結果を１ビットで表した同時吐出判定結果ビットマップ（以下、判定結果）５０４にセットする。

このような操作を１回のラスタカラム変換から得られる結果に対して行うと、判定結果５０４の全てのビットがセットされる。そして、１回の走査記録に必要な画像データ全てに対して行うと、図８に示すような判定結果のビットマップが得られる。

この実施例では、記録ヘッドの各ノズル列のノズル数は１２８０個、ラスタカラム変換の単位は６４×６４ピクセルとしているので、ノズル列方向に２０個の判定結果ビットが得られる。

次に、その判定結果ビットはカラム方向（ノズル列方向）に記録ヘッドの記録幅５０５にわたって論理積（ＡＮＤ）がとられ、その演算結果をビットテーブル５０７にセットする。図８では点線で囲まれたビット部分５０６の論理積が“１”となり、この値がビットテーブル５０７にセットされている様子が示されている。

この実施例では、この値が“１”である場合には、そのカラムに関しては記録装置が備える電源が供給できる電力値を越えていると判定する。

このような判定を記録ヘッド３の走査幅５０８に対して行い、最終的にビットテーブル５０７に全ての値がセットされる。

そして、ビットテーブル５０７のビットの一箇所でも“１”がセットされているなら、記録ヘッドを駆動するのに必要な最大電流値が電源の供給電力以上であると判定された場合には、その走査記録に対してはキャリッジ走査速度を低下して記録速度を低下させたり、或いはマスクパターンを適用して実際にインクを吐出するノズルの数を減らすなどの記録制限を行う。

図９は上述した記録制限実行の判定処理をフローチャートとして示した図である。

まず、ステップＳ１０ではｎラスタ分の各色成分の画像データをホスト装置より入力する。次に、ステップＳ２０では１色成分のｍ×ｎピクセル分の画像データをバッファ５０１に入力し、さらに、ステップＳ３０では他の色成分のｍ×ｎピクセル分の画像データを入力し、記録ヘッドの各ノズル列のピッチずれ分を調整して加算する。この実施例では、ＹＭＣＫ４つの色成分の画像データを扱う。その加算結果は多値データ中間バッファ１０５に出力され、次の色成分のｍ×ｎピクセル分の画像データを入力するときに多値データ中間バッファ１０５から読み出され加算される。このようにして、位置が調整された同時インク吐出を生じさせる画像データはバッファ５０１で同じアドレスで加算されることになる。

ステップＳ４０ではこのような加算処理が終了したかどうかを調べ、処理終了と判断されれば、処理はステップＳ５０に進み、未終了と判断されれば処理はステップＳ２０に戻り、次の色成分のｍ×ｎピクセル分の画像データを入力する。

さて、ステップＳ５０ではバッファ５０１の最上位ビットを読み出しこれらを加算し、その合計値（ＳＵＭ）を得、ステップＳ６０ではこれを所定の閾値（ＴＨ）と比較する。ここで、ＳＵＭ＞ＴＨであれば、処理はステップＳ７０に進み、ＤＦＬＧ＝１とし、ＳＵＭ≦ＴＨであれば、処理はステップＳ８０に進み、ＤＦＬＧ＝０とする。そして、ステップＳ９０では、得られたＤＦＬＧの値を判定結果ビットマップにセットする。さらに、ステップＳ１００ではｍ×ｎピクセル分の画像データについての処理が終了したかどうかを調べる。

ここで、処理未終了と判断されれば、処理はステップＳ１１０に進み、バッファ５０１の値を１ビット上位側にビットシフトし、処理はステップＳ５０に戻る。これに対して、処理終了と判断されれば、処理はステップＳ１２０に進み、さらに、ｎラスタ分の処理が終了したかどうかを調べる。ここで、ｎラスタ分の処理は未終了であると判断された場合には処理はステップＳ２０に戻り、次のｍ×ｎピクセル分の画像データをラスタ画像バッファより読み込んで上述の処理を続行する。

これに対して、ｎラスタ分の画像データの処理が終了したと判断されれば、処理はステップＳ１３０に進み、記録ヘッド１走査分の処理が終了したかどうかを調べる。ここで、その処理が未終了であると判断されれば、処理はステップＳ１０に戻り、次のｎラスタ分の画像データをホスト装置より受信し、上述の処理を続行する。これに対して、記録ヘッド１走査分の処理が終了したと判断されれば、処理はステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０ではその判定結果ビットをカラム方向（ノズル列方向）に記録ヘッドの記録幅５０５にわたって論理積（ＡＮＤ）をとり、その演算結果をビットテーブル５０７にセットする操作を記録ヘッド３の走査幅５０８に対して行い、さらに、ステップＳ１５０ではビットテーブル５０７にセットされた各ビットの論理和（ＯＲ）をとり、その演算結果（ＲＳＴ）を求める。

ステップＳ１６０ではＲＳＴ＝１であるかどうかを調べ、ＲＳＴ＝１であるなら、処理はステップＳ１７０に進み、上述のような記録制限を行い、ＲＳＴ＝０であるなら、処理はステップＳ１８０に進み、通常の記録動作を実行する。

従って以上説明した実施例に従えば、カラー記録を行う場合に、記録ヘッドの複数のノズル列間のピッチに対応した画像データをずれを考慮し、画像データの各色成分全てに関して各カラム毎に同時にインク吐出を生じさせる画像データ全てに基づいて、記録ヘッドを駆動するのに必要な電力が供給可能かどうかを判断し、その判断結果に基づいて、記録制限を行うよう制御するので、局所的に大電力を要する記録についても正確に検出され、記録装置の電源容量を越えないように記録を行うことができる。

このような正確な検出が可能となるので、結果として、記録装置の電源容量を小さくすることも可能になり、電源部の小型化や装置のコストダウンにも貢献する。

なお、以上説明した実施例では、ラスタカラム変換の処理単位を６４×６４ピクセルとしたがこれによって本発明は限定されるものではない。例えば、６４×９６ピクセル、３２×３２ピクセルなど他のサイズが処理単位となっても良いことは言うまでもない。

さらに加えて、以上説明した実施例では、画像データに関しカラム方向に同時記録を行うピクセルを調べたが、通常の記録装置では記録ヘッドの複数のノズルを複数のブロックに分割し時分割駆動するので、その時分割ブロック毎に同時記録を行うピクセルを調べるようにしても良いことは言うまでもない。

＜他の実施例＞
前述の実施例では、記録制限判定部１０９が記録ヘッドの１走査記録において、どこか１箇所でも許容値を越えていれば、記録制限を行うとしたが、このような制御では、頻繁に記録制限が適用され、結果として記録速度が大幅に低下する可能性が高い。

この実施例では、この問題を解決するために、複数の判定基準を基づいて記録制限を行う例について説明する。

図１０はこの実施例に従う記録装置に搭載される複数の電解コンデンサの配置を示す図である。

図１０に示すように、この実施例に従う記録装置では、電源ユニット６５１と、記録装置へ電力を供給するライン６５３と、コントローラ６００を実装したメインボード６５４と、記録ヘッド３へ電力を供給するフレシキブルケーブル６５６と、電気熱変換体（ヒータ）６５９と論理回路を備えたヘッドユニット６５７を備えた記録ヘッド３との他に、ヘッド電流を供給するラインに挿入されている電解コンデンサ６５２と、メインボード６５４上の電解コンデンサ６５５と、ヘッドユニット６５７上の電解コンデンサ６５８とを備えている。

図１１は電解コンデンサの容量と画像データの集中度に応じた電流値の変化を示す図である。

ラスタカラム変換の処理単位面積に相当する画像を記録する時、図１１に示すように、記録ドットが記録領域全体にわたって比較的均一に分散した画像７０３を記録する場合と記録ドッドが局部的に集中した画像７０８を記録する場合とでは記録ヘッドのチップ上に流れる電流波形は夫々、７０１、７０６のようになる。しかしながら、このとき、時間ｔにわたる電流平均値（Ｉave）は夫々、７０２、７０７のように等しくなる。

このような場合にヘッドユニット６５７に備えられた電解コンデンサ６５８の容量を変化させると、一時的な電力は電解コンデンサが補うために、電源ユニット６５１から電解コンデンサ６５８までに供給される電流波形は、７０４、７０９のような波形になる。さらに電解コンデンサの容量を増やすと、７０５、７１０のような波形になり、電源ユニット６５１から供給される電流の平均値（Ｉave）は低下する。

このような検討から分かるように、電源の供給電力を越える最大電流値が発生する時間が比較的短い場合に、電源ユニットもしくは記録ヘッド付近に設置される電解コンデンサに蓄えられる電荷で補える場合がある。

従って、この実施例では、記録制限の判定となる基準として、カラム毎の限界値のみではなく、ラスタカラム変換を行う領域の単位面積当たりのドットカウント値を用いる。即ち、この実施例では、カラム毎の最大値とラスタカラム変換の行う領域の単位面積当たりのドットカウント値を夫々、所定の閾値と比較し、両者が規定の閾値を越えている場合に記録制限を行うよう制御する。

従って、この実施例では前述の実施例と比較して、ラスタカラム変換を行う領域の平均的な記録デューティが低いなら、たとえ瞬間的に高い記録負荷があったとしても記録制限は行われず、その記録デューティが高くかつ瞬間的な負荷が大きいときにのみ記録制限を行うことになる。このため、記録制限を受ける確率は前述の実施例と比較して小さくなり、記録速度の低下を最小限に抑えることができる。

さらに、以上の実施例において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。

以上の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

加えて、以上の実施例のようなシリアルスキャンタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

さらに加えて、本発明のインクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力装置として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。 図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。 インクタンクと記録ヘッドとが一体的に形成されたヘッドカートリッジの構成を示す外観斜視図である。 ＡＳＩＣ６０３の内部構成を示すブロック図である。 ラスタカラム変換回路１０３の構成を示す図である。 記録ヘッド３によるカラー記録の様子を示す図である。 本発明の実施例に従うドットカウント方法と従来のドットカウント方法との比較を示す図である。 記録制限判別部１０９の詳細な構成を示すブロック図である。 記録制限実行の判定処理を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例に従う記録装置に搭載される複数の電解コンデンサの配置を示す図である。 電解コンデンサと画像データの集中度に応じた電流値の変化を示す図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ キャリッジ
３ 記録ヘッド
８ スケール
１０１ 画像データ転送回路
１０２ ラスタ画像バッファ
１０３ ラスタカラム変換回路
１０４ カラムデータ画像バッファ
１０５ 多値データ中間バッファ
１０６ ドットカウントバッファ
１０７ ヘッド吐出データ変換回路
１０９ 記録制限判別部
３０３〜３０６ 各色記録ヘッドチップ
３０７〜３１０ カラムデータ
６５２、６５５、６５８ 電解コンデンサ
６５３ 電力供給ライン
６５６ フレキシブルケーブル
７０１、７０４〜７０６、７０９、７１０ 電流波形
７０３、７０８ 記録画像

Claims (11)

1. 第１の方向に配列した複数のノズルからなるノズル列を所定のピッチ間隔で前記第１の方向とは異なる第２の方向に複数個配置し、該複数のノズル列各々から異なる色のインクを吐出する記録ヘッドを前記第１の方向に走査しながら記録媒体に記録を行う記録装置であって、
   複数の色成分の画像データを外部から受信する受信手段と、
   前記受信手段によって受信された前記複数の色成分の画像データを一時的に格納するバッファメモリと、
   前記バッファメモリに格納された前記複数の色成分の画像データを前記第１の方向にｍピクセル、前記第２の方向にｎピクセルを単位として、ｍ×ｎピクセル毎にラスタカラム変換を行うラスタカラム変換手段と、
   前記ラスタカラム変換手段によるラスタカラム変換単位毎に用いる画像データに関し、前記複数のノズル列の間のピッチ間隔を考慮したとき、前記記録ヘッドのノズルから同時にインク吐出を生じさせる全ての色成分の画像データを加算する第１の加算手段と、
   前記第１の加算手段によって加算された画像データに関し、前記第１の方向に関して同時駆動されてインクを吐出するノズルの数が第１の閾値を越えているかどうかを前記第２の方向にピクセル毎に判別する判別手段と、
   前記判別手段による判別を前記記録ヘッドによる１走査の記録に用いられる画像データ全体に対して行うよう制御する判別制御手段と、
   前記判別制御手段による制御の結果得られた、前記記録ヘッドの１走査記録領域全体にわたる同時駆動されてインクを吐出するノズルの数の分布状況に基づいて、前記記録ヘッドによる１走査記録動作を制限するよう制御する記録制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
2. 前記判別手段は、さらに、
   前記第１の加算手段によって加算された画像データに関し、前記第１の方向に前記同時に記録動作を生じさせることになる画像データを加算する第２の加算手段と、
   前記第２の加算手段によって加算された加算結果を前記第１の閾値と比較する比較手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記記録制御手段は、
   前記記録ヘッドの１走査記録領域全体にわたる同時駆動されてインクを吐出するノズルの数の分布状況を示すデータに関し、前記第１の方向に関して前記記録ヘッドのノズル列の幅にわたる論理積を前記第２の方向にピクセル毎に演算する第１の演算手段と、
   前記第１の演算手段による演算結果を前記記録ヘッドの走査方向にわたって論理和を演算する第２の演算手段とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
4. 前記記録ヘッドを搭載して往復走査するキャリッジをさらに有し、
   前記記録制御手段は、前記キャリッジの移動速度を変化させたり、同時にインクを吐出するノズル数を変化させることで前記１走査記録動作を制限することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記録装置。
5. 装置に電力を供給する電源ユニットをさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の記録装置。
6. 前記電源ユニットと前記記録ヘッドには夫々、電解コンデンサを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の記録装置。
7. 前記判別手段はさらに、前記ラスタカラム変換単位毎に用いる画像データに基づいて、前記同時駆動されてインクを吐出するノズルの数が第２の閾値を越えているかどうかを判別することを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
8. 前記記録制御手段は、前記第２の演算手段による演算結果と、前記ラスタカラム変換単位毎の前記同時駆動されてインクを吐出するノズルの数が前記第２の閾値を越えているかどうかの判別結果とに基づいて、前記記録ヘッドによる１走査記録動作を制限するよう制御することを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
9. 前記電解コンデンサに蓄電された電力を補足的に記録動作に用いることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、前記インクに与える熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の記録装置。
11. 第１の方向に配列した複数のノズルからなるノズル列を所定のピッチ間隔で前記第１の方向とは異なる第２の方向に複数個配置し、該複数のノズル列各々から異なる色のインクを吐出する記録ヘッドを前記第１の方向に走査しながら記録媒体に記録を行う記録制御方法であって、
    複数の色成分の画像データを外部から受信する受信工程と、
    前記受信工程において受信されバッファメモリに一時的に格納された前記複数の色成分の画像データを前記第１の方向にｍピクセル、前記第２の方向にｎピクセルを単位として、ｍ×ｎピクセル毎にラスタカラム変換を行うラスタカラム変換工程と、
    前記ラスタカラム変換工程におけるラスタカラム変換単位毎に用いる画像データに関し、前記複数のノズル列の間のピッチ間隔を考慮したとき、前記記録ヘッドのノズルから同時にインク吐出を生じさせる全ての色成分の画像データを加算する加算工程と、
    前記加算工程において加算された画像データに関し、前記第１の方向に関して同時駆動されてインクを吐出するノズルの数が第１の閾値を越えているかどうかを前記第２の方向にピクセル毎に判別する判別工程と、
    前記判別工程における判別を前記記録ヘッドによる１走査の記録に用いられる画像データ全体に対して行うよう制御する判別制御工程と、
    前記判別制御工程における制御の結果得られた、前記記録ヘッドの１走査記録領域全体にわたる同時駆動されてインクを吐出するノズルの数の分布状況に基づいて、前記記録ヘッドによる１走査記録動作を制限するよう制御する記録制御工程とを有することを特徴とする記録制御方法。
    

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