JP3679425B2 - Recording device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は被記録媒体に時分割駆動で記録を行う記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の記録エレメントを有する記録ヘッドで被記録媒体に記録を行う方式には、ドットインパクト記録方式、感熱記録方式、インクジェット記録方式等がある。これらの方式は記録エレメントの数が多くなれば瞬時の駆動用電力消費が大きくなるため、電源装置の大型化や電力供給用の電源線の大電流容量化を招いてしまう。
【0003】
また、インクジェット記録方式では同時に多数のノズル(記録エレメント)を駆動した時、各ノズルで発生した衝撃波が記録ヘッド内のインク供給側の共通液室内で大きな干渉を起こすため、吐出が不安定になる。
【0004】
それの解決手段として従来多く用いられる方法に、記録エレメントを複数のグループに分割して駆動周期内で分割駆動する方法がある。この方式では駆動周期内で駆動用電力消費が分散し前記電源系の不具合が軽減され、またインクジェット記録方式では衝撃波の干渉が軽減される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本来同時駆動してはじめて被記録媒体の正規の画素位置に記録されるものが、分割駆動することにより図15のごとく記録位置が正規の画素位置と異なるため画像の乱れが生じる。図15の例は、分割数が4個であり等分割駆動した場合である。破線交差点が正規の記録位置であり、●は画像情報に応じて記録ヘッドによってインク滴が着弾した位置であり、○は本来は記録紙上に現れないが画像情報に応じてインク滴が着弾しなかった位置を示す。この例は縦罫線を印字した例であり、駆動周期内で分割駆動タイミングを広く分散させれば画像乱れが大きいことが分かる。
【0006】
そのため分割駆動タイミングを広く分散できず、図16は分割駆動を駆動周期の1/2の期間内で等分割駆動した例である。画像乱れは軽減するが依然存在し、前述の共通液室内の干渉を抑制する効果は半減してしまう欠点があった。
【0007】
本発明は分割駆動タイミングを駆動周期内で広く分散させることにより前記電源系の不具合やインクジェット記録方式の場合の衝撃波の干渉をより一層軽減し、かつ分割駆動しても画像乱れの無い記録装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の記録装置は、前記記録ヘッドに転送する記録データを所定のデータ数をアドレス単位として保持するプリントバッファと、複数の記録エレメントで構成され記録を行う複数のインク色に対応した複数の記録エレメント群を、前記所定のデータ数と同数の所定ドット数の間隔を空けて直線状に配すと共に、前記所定ドット数の自然数倍の数の記録エレメントで前記各記録エレメント群が構成されている記録ヘッドを用い、記録が成されるべき複数の記録列に斜めに交差するように配された前記記録エレメント群の列を前記記録列の配列方向に、被記録媒体に対して相対的に移動させることで画像の記録を行う記録装置であって、
前記記録列に沿った方向に前記記録データの読み出しアドレスを順に指定する第1アドレス指定回路と、隣接する記録列のアドレスへアドレスの指定をシフトする第2アドレス指定回路と、前記第1アドレス指定回路の所定回数のアドレス指定毎であって、1つの前記記録エレメント群の記録エレメント数と隣接する前記間隔の所定ドット数の合計が前記アドレス単位に対応した前記所定のデータ数の自然数倍となる前記所定回数のアドレス指定毎に、前記第2のアドレス指定回路によるアドレスのシフトを行わせることで、前記記録エレメントの列に対して前記交差する複数の記録列に対応したデータを転送させるアドレス切り換え回路と、前記第1アドレス指定回路による前記所定回数の指定によるデータ毎に隣接する記録列に記録を行う記録手段とを有することを特徴とする。
【0009】
【作用】
上記構成によれば、上記第1アドレス指定回路と第2アドレス指定回路とアドレス切り換え回路により、ヘッドの構造に対応したアドレス読み出しを指定することで、インク色に対応した記録エレメント群間に所定間隔が空いているようなヘッドであっても、CPUの負荷を軽減して記録エレメント群の列に対して前記交差する複数の記録列に対応したデータを転送させることができる。
【0010】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を具体的に説明する。
【0011】
図1は、本発明の記録装置に適用可能な回路構成を示すブロック図を示す。図1において1はCPU、2はデータ転送回路、3はRAM、4は印字ヘッドである。
【0012】
CPU1は印字データを作成してRAM3内のプリントバッファに格納する。CPU1とRAM3間のデータ転送はデータ転送回路2を経由して行なわれる。プリントバッファに格納された印字データは、データ転送回路2によって読み出されて印字ヘッド4に転送される。データ転送回路2とRAM3間のデータ転送は、アドレス信号ADDRESS、データ信号DATA、読み出し信号READ−、書き込み信号WRITE−によって制御される。ここで、−は信号がローアクティブであることを示す。
【0013】
データ転送回路2は、プリントバッファ内のデータをバイト単位で読み出し、シリアルデータに変換してヘッド4に転送する。ヘッド4は128本のインク噴射ノズル(吐出口)が1列に配置されたインクジェットヘッドであり、128ビットのシフトレジスタを内蔵している。データ転送回路2から転送されたシリアルデータはシフトレジスタに順次格納され、このデータによって各ノズルを駆動するか否かの選択が行なわれる。ヘッドを1回駆動することによって記録紙上に縦一列に並んだドット(例えば、ブラックドット)が最大128個形成される。また、本プリンタにおいては印字ヘッドはキャリッジに搭載されて記録紙に対して水平方向に走査され、記録紙は垂直方向に搬送される。
【0014】
図2はデータ転送回路2中におけるプリントバッファ読み出しのためのアドレス作成回路のブロック図を示す。
【0015】
図2において、11は黒用アドレス(K)レジスタ、12は黒用水平オフセット(KH)レジスタ、13は待避レジスタ、14はセレクタ、15はマスク回路、16は反転/非反転回路、17は加算器、18はキャリー制御回路である。データ信号D0〜15はCPU1が書き込んだデータを転送する。アドレスレジスタ11と水平オフセットレジスタ12はデータ信号D0〜15に接続され、アドレスレジスタ11はスタートアドレス値を、水平オフセットレジスタ12は水平オフセット値を格納する。スタートアドレスと水平オフセットの設定はCPU1が管理する。なお、ここでは印字色として黒(K)を例に取ったが、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)等でもよい。
【0016】
アドレスレジスタ11の出力信号PBA0〜18は、出力バッファを通してRAM3のアドレス信号ADDRESSに接続される。待避レジスタ13は、アドレスレジスタ11が出力した値を一時的に保存して信号LA0〜18に出力する。セレクタ14は、PBA0〜18とLA0〜18のどちらかを選択して信号SA0〜18に出力する。マスク回路15は、水平オフセットレジスタ12の出力のマスクを制御する。マスク回路15の出力値はマスク状態においては0となり、マスク状態でないときは水平オフセットレジスタ12の出力値がそのまま出力される。
【0017】
反転/非反転回路16は、マスク回路15の出力の反転/非反転を制御する。加算器17は、セレクタ14の出力値と反転/非反転回路16の出力値を加算して信号NPA0〜18に出力する。キャリー制御回路18は、加算器17のキャリー入力信号を制御する。信号NPA0〜18は、アドレスレジスタ11に入力され、アドレス値の再設定に使用される。
【0018】
図3はプリントバッファのデータ構造を示す。図3において、各長方形は1バイトの印字データを示し、長方形内の式は各印字データが格納されているアドレスを示す。式中でKはスタートアドレス、KHは水平オフセット値である。アドレスKからK+15までの16バイトのデータは垂直方向に連続した128ドットの印字データであり、印字ヘッドの1回の駆動によって印字される。また、印字データのアドレスは水平方向に対しては1ドットにつきKHずつ変化する。
【0019】
図4はデータ転送回路2の動作を示すタイミングチャートである。図2に示したアドレス作成回路の動作を、図4に基づいて具体的に説明する。
【0020】
まず、順方向印字、即ちキャリッジが記録紙に対して左から右に走査される場合について述べる。図4において、CLKはアドレス作成回路を同期的に動かすためのクロック信号であり、アドレス作成回路の各部はCLKの立ち上がりに同期して変化する。アドレスレジスタ11の値はKに、水平オフセットレジスタ12の値はKHに、予め設定されている。
【0021】
データ転送回路2がプリントバッファの読み出しを開始すると、信号PBA0〜18の値KがRAM3のアドレス信号ADDRESSに出力され、リード信号READ−にリードパルスが出力される。そのため、スタートアドレスKから印字データが読み出され、印字ヘッド4に転送される。この最初の読み出し時にスタートアドレスKは待避レジスタ13に格納され、信号LA0〜18の値はKになる。
【0022】
セレクタ14は信号PBA0〜18を選択しているので、信号SA0〜18の値はPBA0〜18に等しくなる。マスク回路15はマスク状態であり、出力値は0である。また、反転/非反転回路16は非反転状態なのでマスク回路15の出力値0がそのまま出力される。キャリー制御回路18はキャリーをセットしているので、加算器17に対して1を加算(インクリメント)するのと同等の効果を持つ。
【0023】
図4において、加算器の名が付いた信号は反転/非反転回路16の出力値とキャリー制御回路18の出力を加算したものであり、信号SA0〜18とこの加算値の和が信号NPA0〜18に出力される。加算値が+1となっているのでNPA0〜18の値はK+1となり、この値はアドレスレジスタ11にフィードバックされる。そのため、アドレスレジスタ11の値は次のクロックでK+1に設定され、アドレスK+1から印字データが読み出されて印字ヘッド4に転送される。
【0024】
同様にして、アドレスレジスタ11の値はK+15まで順次加算される。従ってプリントバッファのアドレスはKからK+15まで連続的に読み出され、都合16バイトの印字データが印字ヘッドに転送される。
【0025】
最後のクロック時にはセレクタ14は信号LA0〜18を選択するので、信号SA0〜18の値は待避レジスタ13に保存されていた値Kとなる。またマスク回路15は非マスク状態となって水平オフセットレジスタ12の値KHを出力し、キャリー制御回路18はキャリーをリセットするので加算値はKHとなる。そのためNPA0〜18の値はK+KHとなり、この値は最後のクロックによってアドレスレジスタ11に設定される。
【0026】
図3に示すようにアドレスK+KHはアドレスKの右隣の印字データであり、アドレスレジスタ11の値は印字ヘッドの駆動1回分の印字データが転送された後は自動的に右隣のアドレスに再設定されることになる。そのためCPUは、キャリッジを走査する前に一度スタートアドレスを設定すれば、キャリッジを走査している間はアドレスを設定し直す必要は無い。
【0027】
次に、逆方向印字の場合について説明する。逆方向印字時も順方向印字と同様、プリントバッファのアドレスがKからK+15まで連続的に読み出され、16バイトの印字データが印字ヘッドに転送される。ただし、最後のクロック時には反転/非反転回路16は反転状態となり、キャリー制御回路18はキャリーをセットするので加算値は−KHとなる。そのため、印字データの転送終了後はアドレスレジスタ11の値はK−KHに設定され、アドレスKに対して左隣のアドレスを示すことになる。
【0028】
なお、上記セレクタ14、マスク回路15、反転/非反転回路16の選択状態、マスク状態、反転状態は、図示しないタイミング制御回路が上記クロック信号CLKに基づいて制御している。
【0029】
以上説明したように、本例によるデータ転送回路はプリントバッファ内のデータを自動的に読み出すため、CPU1はキャリッジを走査する前に一度スタートアドレスを設定すれば、キャリッジを走査している間はプリントバッファの読み出しに関与する必要は無い。従って、CPU1の負荷は軽減される。
【0030】
また、プリントバッファの水平方向のアドレス変化を水平オフセットレジスタで設定することにより、垂直方向のアドレス連続量を任意に設定することが可能になる。例えば、CPU1は縦32バイトで構成されるプリントバッファを作成しておき、印字時にはその中の縦16バイト分の印字データのみを使って印字するようなことも可能である。そのためCPU1は、印字ヘッドのドット数とは無関係にプリントバッファの構造を決めることができ、プリントバッファの作成が容易となる。
【0031】
次に、本発明の前提となる他の例について説明する。本例におけるデータ転送回路を備えたプリンタの主要な回路構成は図1と同等であり、CPU1、データ転送回路2、RAM3、印字ヘッド4を有している。
【0032】
図5は本例における印字ヘッドのドット構成を示す。印字ヘッドは136本のインク噴射ノズル(吐出口)が一列に配置されたインクジェットヘッドであり、上から24ノズルにはイエローのインクが供給され、記録紙上にイエローのドットを形成する。同様にして、次の24ノズルにはマゼンタのドットを形成し、その下の24ノズルにはシアンのドットを形成し、一番下の64ノズルにはブラックのドットを形成する。各色の間には8ドット分のギャップが設けられている。
【0033】
また印字ヘッドは136ビットのシフトレジスタを備え、シフトレジスタに格納されたデータによって各ノズルを駆動するか否かの選択が行なわれる。シフトレジスタは136ビットのデータが1本につながっているので、印字ヘッドにデータを転送する際は、イエロー24ドット、マゼンタ24ドット、シアン24ドット、ブラック64ドットの印字データをこの順に並べて送る。
【0034】
図6は、データ転送回路2におけるプリントバッファ読み出しのためのアドレス作成回路のブロック図を示す。図6において101aはブラックアドレス(K)レジスタ、101bはイエローアドレス(Y)レジスタ、101cはマゼンタアドレス(M)レジスタ、101dはシアンアドレス(C)レジスタ、102aはブラック水平オフセット(KH)レジスタ、102bはイエロー水平オフセット(YH)レジスタ、102cはマゼンタ水平オフセット(MH)レジスタ、102dはシアン水平オフセット(CH)レジスタ、103はセレクタ、104は待避レジスタ、105はセレクタ、106はセレクタ、107はマスク回路108は反転/非反転回路、109は加算器、110はキャリー制御回路である。
【0035】
データ信号D0〜15はCPU1が書き込んだデータを転送する。アドレスレジスタ101a〜dと水平オフセットレジスタ102a〜dはデータ信号D0〜15に接続され、アドレスレジスタ101a〜dは各色のスタートアドレス値を、水平オフセットレジスタ102a〜dは各色の水平オフセット値を格納する。スタートアドレスと水平オフセットの設定はCPU1が管理する。アドレスレジスタ101a〜dの出力はセレクタ103によって選択されて信号PBA0〜18として出力される。信号PBA0〜18は出力バッファを通してRAM3のアドレス信号ADDRESSに接続される。待避レジスタ104はセレクタ103が出力した値を一時的に保存して信号LA0〜18に出力する。セレクタ105はPBA0〜18とLA0〜18のどちらかを選択して信号SA0〜18に出力する。セレクタ106は水平オフセットレジスタ102a〜dの出力を選択する。
【0036】
マスク回路107はセレクタ106の出力のマスクを制御する。マスク回路107の出力値はマスク状態においては0となり、マスク状態でないときはセレクタ106の出力値がそのまま出力される。反転/非反転回路108はマスク回路107の出力の反転/非反転を制御する。加算器109はセレクタ105の出力値と反転/非反転回路108の出力値を加算して信号NPA0〜18に出力する。キャリー制御回路1110は加算器17のキャリー入力信号を制御する。信号NPA0〜18はアドレスレジスタ101a〜dに入力され、アドレス値の再設定に使用される。
【0037】
プリントバッファのデータ構造を図7に示す。図7は4つの領域に分割され、各領域は上から順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのプリントバッファを示している。各領域内の長方形は1バイトの印字データを示し、長方形内の式は印字データが格納されているアドレスを示す。式中でYはイエロースタートアドレス、YHはイエロー水平オフセット値、Mはマゼンタスタートアドレス、MHはマゼンタ水平オフセット値、Cはシアンスタートアドレス、CHはシアン水平オフセット値、Kはブラックスタートアドレス、KHはブラック水平オフセット値である。
【0038】
アドレスYからY+2までの3バイト、アドレスMからM+2までの3バイト、アドレスCからC+2までの3バイトおよびアドレスKからK+7までの8バイトのデータは垂直方向に並んだ印字データであり、印字ヘッドの1回の駆動によって印字される。また、印字データのアドレスは水平方向に対しては1ドットにつきイエローではYH、マゼンタではMH、シアンではCH、ブラックではKHずつ変化する。
【0039】
図8は図6のアドレス作成回路の動作を示すタイミングチャートであり、順方向印字の場合について示している。図6に示したアドレス作成回路の動作を図8に基づいて具体的に説明する。
【0040】
図8において、CLKはアドレス作成回路を同期的に動かすためのクロック信号であり、アドレス作成回路の各部はCLKの立ち上がりに同期して変化する。アドレスレジスタ101a〜dの値はK、Y、M、Cに、水平オフセットレジスタ12の値はKH、YH、MH、CHに、予め設定されている。データ転送回路2がプリントバッファの読み出しを開始すると、最初にアドレスレジスタ101bの値Yがセレクタ103によって選択されて、信号PBA0〜18に出力される。信号PBA0〜18の値はRAM3のアドレス信号ADDRESSに出力され、リード信号READ−にリードパルスが出力される。そのため、スタートアドレスYから印字データが読み出され、印字ヘッド4に転送される。この読み出し時にスタートアドレスYは待避レジスタ104に格納され、信号LA0〜18の値はYになる。
【0041】
セレクタ105は信号PBA0〜18を選択しているので、信号SA0〜18の値はPBA0〜18に等しくなる。セレクタ106は水平オフセットレジスタ102bの値YHを選択しているが、マスク回路107はマスク状態なので、出力値は0である。また、反転/非反転回路108は非反転状態なのでマスク回路107の出力値0がそのまま出力される。キャリー制御回路110はキャリーをセットしているので、加算器109に対して1を加算するのと同等の効果を持つ。
【0042】
図8において、加算値の名が付いた信号は反転/非反転回路108の出力値とキャリー制御回路110の出力を加算したものであり、信号SA0〜18とこの加算値の和が信号NPA0〜18に出力される。加算値が+1となっているのでNPA0〜18の値はY+1となり、この値はアドレスレジスタ101bにフィードバックされる。
【0043】
そのため、アドレスレジスタ101bの値は次のクロックでY+1に設定され、アドレスY+1から印字データが読み出されて印字ヘッド4に転送される。同様にしてアドレスレジスタ101bの値はY+2まで加算され、プリントバッファのアドレスはYからY+2まで読み出されて、3バイトのイエロー印字データが印字ヘッドに転送される。
【0044】
アドレスY+2が読み出される時には、セレクタ105は信号LA0〜18を選択するので、信号SA0〜18の値は待避レジスタ104に保存されていた値Yとなる。また、マスク回路15は非マスク状態となって水平オフセットレジスタ102bの値YHを出力し、キャリー制御回路18はキャリーをリセットするので加算値はYHとなる。そのためNPA0〜18の値はY+YHとなり、この値は最後のクロックによってアドレスレジスタ101bに設定される。
【0045】
図7に示すように、アドレスY+YHはイエローのプリントバッファにおけるアドレスYの右隣の印字データであり、アドレスレジスタ101bの値はイエローの印字データが転送後は自動的に右隣のアドレスに再設定されることになる。同様にしてマゼンタ、シアン、ブラックの印字データが順次読み出される。ただし、ブラックのみは8バイトの印字データが印字ヘッドに転送される。
【0046】
各色の印字データの転送が終了する度に、アドレスレジスタ101a〜dの値は各プリントバッファにおける右隣のアドレスに再設定されるので、CPU1はキャリッジを走査する前に一度スタートアドレスを設定すれば、キャリッジを走査している間はアドレスを設定し直す必要は無い。逆方向印字時には実施例1の場合と同様、反転/非反転回路108を用いてアドレスレジスタ101a〜dの値を左隣のアドレスに設定することが可能である。
【0047】
なお、上記セレクタ103、105、106、マスク回路107、反転/非反転回路108の選択状態、マスク状態、反転状態は、先の例同様図示しないタイミング制御回路が上記クロック信号CLKに基づいて制御している。
【0048】
以上説明したように、本例によるデータ転送回路はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のプリントバッファを独立して管理するため、印字ヘッドへのデータ転送は各色の印字データを決まった順序で組み合わせて送らなければならないにも係わらず、CPU1は各色のプリントバッファを独立して作成することが可能になり、プリントバッファ作成の負荷は軽減される。
【0049】
また、各色のプリントバッファの水平方向のアドレス変化を水平オフセットレジスタでそれぞれ設定することにより、垂直方向のアドレス連続量を任意に設定することが可能になる。そのため印字ヘッドのドット数とは無関係にプリントバッファの構造を決めることができ、CPU1の処理とメモリ容量に応じて最適のプリントバッファ構造を採用できる。
【0050】
また、以上の説明では4色の印字ヘッドの利用を前提としていたが、本例においては例えば、上述のタイミング制御回路によってブラックのアドレスレジスタと水平オフセットレジスタのみを使用するよう制御することにより、先の例と同様の処理を行うことができるので、単色のヘッドを使用することも当然可能である。これにより、本例を採用したプリンタは色数やノズル数の異なる印字ヘッドを装着することが可能となる。その際には、データ転送回路の設定(モード設定)を変えるだけで各種の印字ヘッドのデータ転送方法に対応できるので、プリントバッファの構成は異なる種類のヘッドに対しても共通化することができ、CPU1の負荷の軽減とプリントバッファ作成処理のためのプログラムサイズの縮小を図ることができる。
【0051】
さらに、印字ヘッドに色数やノズル数等を識別するための情報を持たせれば、プリンタ側でそれを検知することにより自動的に印字ヘッドの種類に応じた印字を行うことも可能となる。
【0052】
以上のとおり、本例においてはデータ転送回路が各色のプリントバッファのアドレスを独立して制御するため、印字ヘッドへのデータ転送は各色の印字データを組み合わせて送る必要があるにもかかわらず、CPUは各色のプリントバッファを別々に作成することが可能となり、プリントバッファ作成の負荷が軽減される。また色数やドット数の異なる印字ヘッドを使用することが容易に可能になると共に、異なる種類のヘッドに対してもプリントバッファの構成を共通化することができ、CPUの負荷が軽減される。
【0053】
(実施例1)
次に、本発明の実施例について説明する。本実施例におけるデータ転送回路を備えたプリンタの主要な回路構成は図1と同等であり、CPU1、データ転送回路2、RAM3、印字ヘッド4を有している。また、本実施例における印字ヘッドのドット構成は図5と同等であり、136本のインク噴射ノズルが一列に配置され、上から順にイエロー24ドット、マゼンタ24ドット、シアン24ドット、ブラック64ドットで構成される。
【0054】
本実施例における印字ヘッドの駆動シーケンスを表すタイミングチャートを図9に示す。図9において印字ヘッドは時分割駆動され、136本のノズルは16回に分割されて駆動される。隣接するノズルは異なるタイミングで順次駆動(例えば、Y16、Y15、…)され、同時に駆動されるノズルは16ドットおき(ノズル群間の8ドット分のギャップを含む、つまり16ドットに相当する距離単位)となる。時分割駆動によって印字ヘッドの駆動に必要な電流のピーク値を減らして電源の負担を軽減できる。さらに、隣接するノズルを異なるタイミングで駆動することにより、インク滴の噴射に伴うヘッド内のインクの振動を軽減させ、ヘッドのインク噴射特性やインクの再充填時間(リフィル時間)を向上させることができる。
【0055】
しかしながら、シリアルプリンタは印字ヘッドを記録紙に対して走行させながら駆動するので、駆動タイミングのずれは記録紙上でのドット位置のずれとなる。図9に示すような駆動方法においては、時分割による時間差でドット列が鋸状に形成される。従って、印字ヘッドを時分割駆動する場合は駆動タイミングの時間差によって印字ずれが生じないように何らかの対策を施す必要がある。
【0056】
本実施例において時分割駆動による印字ずれを防ぐ方法を、図10に基づいて説明する。図10において左側の図は、印字ヘッドの上部であるイエローの1番目(Y1)から20番目(Y20)までのノズル配列を示しており、印字ヘッドは記録紙上の垂直線に対して3.58度傾いた状態でキャリッジに取り付けられる。即ち、印字ヘッドは垂直方向16ドットあたり水平方向1ドット分の傾きを持つ。キャリッジは記録紙に対して水平方向に走査される。図中Lは、1ドットピッチを示し、本実施例では70.6μm(360DPI)である。
【0057】
この状態において、図9の駆動シーケンスにより記録紙上に形成されたドット配列を図10の右側に示す。時分割駆動による駆動タイミングのずれがヘッドの傾きによって相殺されるので、1ノズル目から16ノズル目までのドットは垂直に配置されて印字ずれは生じない。17ノズル目以降のドットは1ドット分右に離れて垂直に配置されるので右隣の列のドットを形成することになり、やはり印字ずれは生じない。即ち、印字ヘッド全体で見れば図11に示すように16ノズル毎に隣の列のドットを形成することとなり、印字ヘッドの1回の駆動によって、記録紙上では階段状(1ドット間隔)のドット列が10列に渡って形成される。
【0058】
つまり、本実施例では記録エレメントの配列方向と、記録ヘッドと被記録媒体の相対走査方向とのなす角度をθ=3.58度、記録ヘッドと被記録媒体の相対走査方向と垂直方向の画素ピッチをa=70.6μm、記録ヘッドと被記録媒体の相対走査方向の画素ピッチをb=70.6μmとした場合、
tanθ=(P×b)/(M×a)=1/16,(P=1,M=16)
とし、16個のグループを記録ヘッドの駆動周期内で16等分に分割して駆動する。
【0059】
図12は、データ転送回路2におけるプリントバッファ読み出しのためのアドレス作成回路のブロック図を示す。図12において、アドレス(K〜C)レジスタ101a〜d、水平オフセット(KH〜CH)レジスタ102a〜d、セレクタ103、待避レジスタ104、セレクタ105、セレクタ106、マスク回路107、反転/非反転回路108、加算器109、キャリー制御回路110の機能は図6の場合と同様である。
【0060】
111は階段パターン(ZP)レジスタ、112はセレクタであり、本実施例では、これらの回路が先の例に対して特徴的である。
【0061】
階段パターンレジスタ111は、データ信号D0〜15に接続され印字ヘッドの階段パターンを格納する。階段パターンは、印字ヘッドの1回の駆動によって形成されるドット列の形状を示すデータである。セレクタ112は階段パターンデータの選択を行う。セレクタ112の出力はマスク回路107に入力されマスク状態の制御を行う。
【0062】
プリントバッファのデータ構造を図13に示す。プリントバッファの構造そのものは図7と全く同じであるが、印字ヘッドの1回の駆動によって印字されるデータは図13でハッチングされた部分、すなわちアドレスY、Y+1、Y+2、YHの3バイト、アドレスM、M+1、M+2+MHの3バイト、アドレスC、C+1、C+2+CHの3バイトおよびアドレスKからK+7+3KHまでの8バイトである。従って、印字ヘッドに印字データを転送する場合は図13で彩色された部分が示すように、プリントバッファを斜めに読み出す。
【0063】
図14は図12のアドレス作成回路の動作を示すタイミングチャートであり、順方向印字の場合について示している。図12に示したアドレス作成回路の動作を図14に基づいて具体的に説明する。
【0064】
図14において、CLKはアドレス作成回路を同期的に動かすためのクロック信号であり、アドレス作成回路の各部はCLKの立ち上がりに同期して変化する。アドレスレジスタ101a〜dの値はK、Y、M、Cに、水平オフセットレジスタ12の値はKH、YH、MH、CHに、予め設定されている。また、階段パターンレジスタ111の値は印字データ16ドット当り、即ち2バイトに1回セットされるように設定されている。データ転送回路2がプリントバッファの読み出しを開始すると、最初にアドレスレジスタ101bの値Yがセレクタ103によって選択されて、信号PBA0〜18に出力される。信号PBA0〜18の値はRAM3のアドレス信号ADDRESSに出力され、リード信号READ−にリードパルスが出力される。そのため、スタートアドレスYから印字データが読み出され、印字ヘッド4に転送される。この読み出し時にスタートアドレスYは待避レジスタ104に格納され、信号LA0〜18の値はYになる。
【0065】
セレクタ105は信号PBA0〜18を選択しているので、信号SA0〜18の値はPBA0〜18に等しくなる。セレクタ106は水平オフセットレジスタ102bの値YHを選択しているが、マスク回路107はマスク状態なので、出力値は0である。また、反転/非反転回路108は非反転状態なのでマスク回路107の出力値0がそのまま出力される。キャリー制御回路110はキャリーをセットしているので、加算器109に対して1を加算するのと同等の効果を持つ。
【0066】
図14において、加算値の名が付いた信号は反転/非反転回路108の出力値とキャリー制御回路110の出力を加算したものであり、信号SA0〜18とこの加算値の和が信号NPA0〜18に出力される。加算値が+1となっているのでNPA0〜18の値はY+1となり、この値はアドレスレジスタ101bにフィードバックされる。そのため、アドレスレジスタ101bの値は次のクロックでY+1に設定され、アドレスY+1から印字データが読み出されて印字ヘッド4に転送される。
【0067】
このとき、セレクタ112の出力は階段パターンレジスタ111の設定によってセット状態となるので、マスク回路107は非マスク状態となり水平オフセットレジスタ102bの値YHを出力する。すのため加算値は+1+YHとなり、アドレスレジスタ101bの値は次のクロックでY+2+YHまで加算される。従って、イエローのプリントバッファについてはアドレスY、Y+1、Y+2+YHの3バイトから読み出された印字データが印字ヘッドに転送される。
【0068】
アドレスY+2+YHが読み出される時には、セレクタ105は信号LA0〜18を選択するので、信号SA0〜18の値は待避レジスタ104に保存されていた値Yとなる。またマスク回路15は非マスク状態となってYHを出力し、キャリー制御回路18はキャリーをリセットするので加算値はYHとなる。そのためNPA0〜18の値はY+YHとなり、この値はアドレスレジスタ101bに設定される。同様にしてマゼンタ、シアン、ブラックの印字データが順次読み出される。ただし、ブラックのみは8バイトの印字データが印字ヘッドに転送される。
【0069】
各色の印字データの転送が終了する度に、アドレスレジスタ101a〜dの値は各プリントバッファのおける右隣のアドレスに再設定されるので、CPU1はキャリッジを走査する前に一度スタートアドレスを設定すれば、キャリッジを走査している間はアドレスを設定し直す必要は無い。逆方向印字時には、反転/非反転回路108を用いてアドレスレジスタ101a〜dの値を左隣のアドレスに設定することが可能である。
【0070】
なお、上記セレクタ103、105、106、112、マスク回路107、反転/非反転回路108の選択状態、マスク状態、反転状態は、実施例同様図示しないタイミング制御回路が上記クロック信号CLKに基づいて制御している。
【0071】
以上説明したように本実施例によるデータ転送回路は、印字ヘッドが形成する階段状のドット配列形状に対応してプリントバッファを斜めに読み出す機能を有するため、CPU1はドット配列形状を意識することなくプリントバッファ内の印字データを作成することができ、CPUの負荷を軽減できる。
【0072】
本実施例では16ドット毎に列が切り替わるヘッドの場合について説明したが、切り替えのドット長が印字データの転送単位すなわち8ドットの倍数であれば階段パターンレジスタの設定値を変えるだけで対応が可能である。また、単色のヘッドを使用することも当然可能である。
【0073】
以上のように、データ転送回路が印字ヘッドのドット配列形状に合わせてプリントバッファを読み出す機能を持つため、CPUは印字ヘッドのドット配列形状を意識することなく印字データを作成することができる。
【0074】
また、インクジェット記録方式に用いた場合、共通液室内の衝撃波の干渉を軽減することも可能となる。
【0075】
(実施例2)
図17は本発明の実施例2を模擬的に示したものである。記録ヘッド4はバブルジェット方式であり、32個のノズルを有し、図18の回路図で示すごとく4分割駆動構成である。ここで、41は64ビットのシフトレジスタ、42はラッチレジスタ、43はブロック選択のためのアンドゲート、44は発熱素子である。
【0076】
記録ヘッド4のノズル配列方向と、記録ヘッド4の被記録紙5に対する走査方向(矢印A)の垂直方向との成す角度θは
tanθ=1/4
の関係を有する。本実施例は即ちM=4、P=1であり、縦横画素ピッチが等しい例である。縦横画素ピッチは360dpiであり、よってノズルピッチは
360×cos(tan-1(1/4))
すなわち約349dpiである。
【0077】
記録ヘッド4の駆動周波数は3kHzであり、記録ヘッド4を走査させる不図示のキャリッジは矢印A方向に211.7mm/secの速度で記録紙5上を走査する。記録ヘッド4が具備する32個のノズルのグループ番号は、上から順にBLOCK1、BLOCK2、BLOCK3、BLOCK4、BLOCK1、BLOCK2、BLOCK3、BLOCK4、…とする。各グループの駆動順序は(m×P/M+C)の式で本例ではC=−0.25とすると小数点以下の値の順序が駆動順序となりBLOCK1、BLOCK2、BLOCK3、BLOCK4となる。
【0078】
図18の駆動回路に対し図19に示すごとく等分割で駆動する。記録ヘッド4の駆動周波数は前述の如く3kHz(333μs)であるから、各グループの駆動周期は83.3μsである。隣合うノズルの矢印A方向の画素ピッチずれは1/4画素であり、83.3μsの期間にキャリッジは1/4画素進む。よって各ノズルからの吐出液滴は図20に示すとおり、正確に正規の画素位置に着弾する。
【0079】
なお、各グループ内のノズルに対するデータとしては、実施例1で示したデータ転送回路を用いて、対応する列のデータを読み出して与えればよい。
【0080】
(実施例3)
実施例3を図21に示す。本例は360dpiの記録ヘッドを用いて600dpiの記録装置を画像乱れなく実現する例である。角度θは下記式に成るように構成する。
【0081】
tanθ=4/3
Mは3であり、3分割駆動を行う。回路構成を図22に示す。ここで、図18と対応する部分には同一符号を付す。
【0082】
3グループの駆動順序は(m×P/M+C)、すなわち(m×4/3+C)の小数点以下の小さい順である。Cはサイクリックに駆動されるグループ順序の初期値を決める要素であり、本例では−1/3とする。グループ番号は実施例2の如く記録ヘッド4の上から順にBLOCK1、BLOCK2、BLOCK3、BLOCK1、BLOCK2、BLOCK3…とする。以上より各グループの駆動順序はBLOCK1、BLOCK2、BLOCK3、BLOCK1、BLOCK2、BLOCK3…となり、駆動波形を図23に示す。
【0083】
(その他)
本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液的を形成し、記録を行うインクジェット方式の記録ヘッドを用いた記録装置において優れた効果をもたらすものである。
【0084】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第4723129号明細書、同第4740796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一体一で対応した液体(インク)内の気泡を形成出来るので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4463359号明細書、同第4345262号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313124号明細書に記載されている条件を採用すると、更に優れた記録を行うことが出来る。
【0085】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような、吐出口、液路、電気熱変換体の組合わせ構成(直線状液流路又は直角液流路)の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。
【0086】
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。このような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【0087】
加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、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チップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられた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。
【0088】
また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。
【0089】
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して2個以上の個数を設けられるものであってもよい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
【0090】
さらに加えて、以上説明した本発明実施例においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もしくは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェット方式ではインク自体を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付加時にインクが液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合のインクは、特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−71260号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【0091】
さらに加えて、本発明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端末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。
【0092】
なお、本発明はインクジェット記録方式に限定されるものではなく、他の記録方式、例えば、サーマル記録方式、ワイヤードット記録方式にも適用できる。
【0093】
【発明の効果】
本発明により、分割駆動タイミングを駆動周期内で広く等分割に分散させることにより電源の電流集中やインクジェット記録方式の場合の衝撃波の干渉をより一層軽減し、かつ分割駆動しても画像乱れの無い記録装置を供給することができる。
【0094】
また、本発明により記録ヘッドのノズルピッチより高い任意の画素ピッチの記録が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】プリンタの主要な回路構成を示すブロック図である。
【図2】アドレス作成回路のブロック図である。
【図3】プリントバッファのデータ構造を示す図である。
【図4】アドレス作成回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図5】印字ヘッドのドット構成を示す図である。
【図6】アドレス作成回路のブロック図である。
【図7】プリントバッファのデータ構造を示す図である。
【図8】アドレス作成回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図9】印字ヘッドの駆動シーケンスを示すタイミングチャートである。
【図10】実施例1の印字ヘッドの一部のドット配列を詳細に示す図である。
【図11】実施例1の印字ヘッド全体のドット配列を示す図である。
【図12】実施例1のアドレス作成回路のブロック図である。
【図13】実施例1のプリントバッファのデータ構造を示す図である。
【図14】実施例1のアドレス作成回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図15】従来の時分割駆動による印字例を示す図である。
【図16】従来の時分割駆動による印字の他の例を示す図である。
【図17】実施例2の印字ヘッドを示す図である。
【図18】実施例2の記録ヘッドの構成を示す回路図である。
【図19】実施例2のタイミングチャートである。
【図20】実施例2による印字例を示す図である。
【図21】実施例3の印字ヘッドを示す図である。
【図22】実施例3の記録ヘッドの構成を示す回路図である。
【図23】実施例3のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 CPU
2 データ転送回路
3 RAM
4 印字ヘッド
11 アドレスレジスタ
12 水平オフセットレジスタ
13 待避レジスタ
14 セレクタ
15 マスク回路
16 反転/非反転回路
17 加算器
18 キャリー制御回路[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a recording apparatus that performs recording on a recording medium by time division driving.
[0002]
[Prior art]
As a system for recording on a recording medium using a recording head having a plurality of recording elements, there are a dot impact recording system, a thermal recording system, an ink jet recording system, and the like. In these methods, as the number of recording elements increases, instantaneous power consumption for driving increases, leading to an increase in the size of the power supply device and an increase in the current capacity of the power supply power supply line.
[0003]
In addition, in the ink jet recording method, when a large number of nozzles (recording elements) are driven at the same time, the shock wave generated by each nozzle causes a large interference in the common liquid chamber on the ink supply side in the recording head, resulting in unstable ejection. .
[0004]
As a method for solving this problem, there is a method that is conventionally used in many cases. The recording element is divided into a plurality of groups and divided and driven within a driving cycle. In this method, power consumption for driving is dispersed within the driving cycle, and the problem of the power supply system is reduced, and in the ink jet recording method, shock wave interference is reduced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, what is originally recorded at the normal pixel position of the recording medium only after the simultaneous driving is performed, the image is disturbed because the recording position is different from the normal pixel position as shown in FIG. The example of FIG. 15 is a case where the number of divisions is four and equal division driving is performed. The broken line intersection is the normal recording position, ● is the position where ink droplets landed by the recording head according to the image information, ○ is originally not appeared on the recording paper, but ink droplets did not land according to the image information Indicates the position. This example is an example in which vertical ruled lines are printed, and it can be seen that image disturbance is large if the divided drive timing is widely dispersed within the drive cycle.
[0006]
For this reason, the divided drive timing cannot be widely dispersed, and FIG. 16 shows an example in which the divided drive is equally divided within a half of the drive cycle. Although the image disturbance is reduced, it still exists, and the effect of suppressing the interference in the common liquid chamber is reduced by half.
[0007]
The present invention further reduces the problem of the power supply system and the shock wave interference in the case of the ink jet recording method by widely dividing the divided drive timing within the drive cycle, and a recording apparatus that does not disturb the image even when the divided drive is performed. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The recording apparatus of the present invention includes a print buffer that holds recording data to be transferred to the recording head as a unit of address, and a plurality of recordings corresponding to a plurality of ink colors that are recorded by a plurality of recording elements. An element group is arranged in a straight line with an interval of a predetermined number of dots equal to the predetermined number of data, and each recording element group is composed of a number of recording elements that is a natural number multiple of the predetermined number of dots. The recording element group arranged so as to obliquely intersect a plurality of recording rows on which recording is to be performed, relative to the recording medium in the arrangement direction of the recording rows. A recording device for recording an image by moving the recording device,
A first address designating circuit for sequentially designating a read address of the recording data in a direction along the recording sequence; a second address designating circuit for shifting the designation of the address to an address of an adjacent recording sequence; and the first address designating The total of the number of recording elements of one recording element group and the number of predetermined dots adjacent to each other is the predetermined number of times of addressing of the circuit. The predetermined number of data corresponding to the address unit The address is shifted by the second addressing circuit every time the addressing is performed a predetermined number of times that is a natural number multiple of the recording element, so that the plurality of recording columns intersecting the column of the recording elements can be handled. An address switching circuit for transferring data, and a recording means for recording data in an adjacent recording row for each data specified by the predetermined number of times by the first address specifying circuit.
[0009]
[Action]
According to the above configuration, the address reading corresponding to the head structure is specified by the first address specifying circuit, the second address specifying circuit, and the address switching circuit, whereby a predetermined interval is set between the recording element groups corresponding to the ink colors. Even if the head is vacant, it is possible to reduce the load on the CPU and transfer data corresponding to the plurality of intersecting recording rows to the rows of the recording element group.
[0010]
【Example】
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration applicable to the recording apparatus of the present invention. In FIG. 1, 1 is a CPU, 2 is a data transfer circuit, 3 is a RAM, and 4 is a print head.
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
FIG. 2 shows a block diagram of an address generation circuit for reading the print buffer in the
[0015]
In FIG. 2, 11 is a black address (K) register, 12 is a black horizontal offset (KH) register, 13 is a save register, 14 is a selector, 15 is a mask circuit, 16 is an inverting / non-inverting circuit, and 17 is an addition. And 18 is a carry control circuit. Data signals D0 to 15 transfer data written by the CPU1. The
[0016]
The output signals PBA0-18 of the
[0017]
The inversion / non-inversion circuit 16 controls inversion / non-inversion of the output of the
[0018]
FIG. 3 shows the data structure of the print buffer. In FIG. 3, each rectangle indicates 1-byte print data, and an expression in the rectangle indicates an address where each print data is stored. In the equation, K is a start address and KH is a horizontal offset value. The 16-byte data from addresses K to K + 15 is 128-dot print data continuous in the vertical direction, and is printed by driving the print head once. Further, the address of the print data changes by KH per dot in the horizontal direction.
[0019]
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the
[0020]
First, the forward printing, that is, the case where the carriage is scanned from left to right with respect to the recording paper will be described. In FIG. 4, CLK is a clock signal for synchronously moving the address generation circuit, and each part of the address generation circuit changes in synchronization with the rise of CLK. The value of the
[0021]
When the
[0022]
Since
[0023]
In FIG. 4, the signal with the name of the adder is obtained by adding the output value of the inverting / non-inverting circuit 16 and the output of the
[0024]
Similarly, the value of the
[0025]
Since the
[0026]
As shown in FIG. 3, the address K + KH is the print data on the right side of the address K, and the value in the
[0027]
Next, the case of reverse printing will be described. During reverse printing, as in forward printing, the print buffer address is continuously read from K to K + 15, and 16-byte print data is transferred to the print head. However, at the last clock, the inversion / non-inversion circuit 16 is in the inversion state, and the
[0028]
The selection state, mask state, and inversion state of the
[0029]
As described above, the data transfer circuit according to the present example automatically reads out the data in the print buffer. Therefore, if the
[0030]
Also, by setting the horizontal address change of the print buffer with the horizontal offset register, it is possible to arbitrarily set the continuous address amount in the vertical direction. For example, the
[0031]
Next, another example as a premise of the present invention will be described. The main circuit configuration of the printer provided with the data transfer circuit in this example is the same as that in FIG. 1, and includes a
[0032]
FIG. 5 shows the dot configuration of the print head in this example. The print head is an inkjet head in which 136 ink ejection nozzles (ejection ports) are arranged in a line, and yellow ink is supplied to 24 nozzles from the top to form yellow dots on the recording paper. Similarly, magenta dots are formed in the next 24 nozzles, cyan dots are formed in the lower 24 nozzles, and black dots are formed in the lowest 64 nozzles. A gap of 8 dots is provided between each color.
[0033]
The print head is provided with a 136-bit shift register, and whether or not to drive each nozzle is determined by data stored in the shift register. Since the shift register is connected with 136-bit data, when transferring data to the print head, print data of yellow 24 dots,
[0034]
FIG. 6 shows a block diagram of an address generation circuit for reading the print buffer in the
[0035]
Data signals D0 to 15 transfer data written by the CPU1. Address registers 101a-d and horizontal offset
[0036]
The
[0037]
The data structure of the print buffer is shown in FIG. FIG. 7 is divided into four regions, and each region shows a print buffer for yellow, magenta, cyan, and black in order from the top. A rectangle in each area indicates 1-byte print data, and an expression in the rectangle indicates an address where the print data is stored. In the equation, Y is a yellow start address, YH is a yellow horizontal offset value, M is a magenta start address, MH is a magenta horizontal offset value, C is a cyan start address, CH is a cyan horizontal offset value, K is a black start address, and KH is This is the black horizontal offset value.
[0038]
3 bytes from address Y to Y + 2, 3 bytes from address M to M + 2, 3 bytes from address C to C + 2, and 8 bytes from address K to K + 7 are print data arranged in the vertical direction. The printing is performed by one driving. In addition, the address of the print data is changed by YH for yellow, MH for magenta, CH for cyan, and KH for black for each dot in the horizontal direction.
[0039]
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the address generation circuit of FIG. 6, and shows the case of forward printing. The operation of the address generation circuit shown in FIG. 6 will be specifically described with reference to FIG.
[0040]
In FIG. 8, CLK is a clock signal for synchronously moving the address generation circuit, and each part of the address generation circuit changes in synchronization with the rise of CLK. The values of the address registers 101a to 101d are preset to K, Y, M, and C, and the values of the horizontal offset
[0041]
Since
[0042]
In FIG. 8, the signal with the name of the addition value is obtained by adding the output value of the inverting /
[0043]
Therefore, the value of the address register 101b is set to Y + 1 at the next clock, and the print data is read from the address Y + 1 and transferred to the
[0044]
When the address Y + 2 is read, the
[0045]
As shown in FIG. 7, the address Y + YH is the print data immediately adjacent to the address Y in the yellow print buffer, and the value of the address register 101b is automatically reset to the address immediately adjacent to the right after the yellow print data is transferred. Will be. Similarly, magenta, cyan, and black print data are sequentially read out. However, for black only, 8-byte print data is transferred to the print head.
[0046]
Each time the transfer of the print data for each color is completed, the value of the address register 101a-d is reset to the address on the right side in each print buffer. Therefore, the
[0047]
Note that the selection state, mask state, and inversion state of the
[0048]
As described above, since the data transfer circuit according to this example manages the print buffers for each of yellow, magenta, cyan, and black independently, the data transfer to the print head is performed by combining the print data for each color in a predetermined order. In spite of having to send it, the
[0049]
Further, by setting the horizontal address change of the print buffer for each color by the horizontal offset register, it is possible to arbitrarily set the continuous address amount in the vertical direction. Therefore, the structure of the print buffer can be determined regardless of the number of dots of the print head, and the optimum print buffer structure can be adopted according to the processing of the
[0050]
In the above description, it is assumed that a four-color print head is used. In this example, for example, the above-described timing control circuit controls the use of only the black address register and the horizontal offset register. Since the same processing as in the example can be performed, it is naturally possible to use a monochromatic head. As a result, the printer employing this example can be mounted with print heads having different numbers of colors and nozzles. In this case, it is possible to support various print head data transfer methods by simply changing the data transfer circuit settings (mode settings), so the print buffer configuration can be shared by different types of heads. Thus, the load on the
[0051]
Furthermore, if the print head has information for identifying the number of colors, the number of nozzles, etc., it is possible to automatically perform printing according to the type of the print head by detecting it on the printer side.
[0052]
As described above, in this example, since the data transfer circuit controls the address of the print buffer for each color independently, the data transfer to the print head is required to send the print data for each color in combination. Can create a print buffer for each color separately, reducing the load of creating the print buffer. In addition, it is possible to easily use print heads with different numbers of colors and dots, and the print buffer configuration can be made common to different types of heads, reducing the load on the CPU.
[0053]
(Example 1)
Next, examples of the present invention will be described. The main circuit configuration of the printer provided with the data transfer circuit in this embodiment is the same as that in FIG. 1, and includes a
[0054]
FIG. 9 is a timing chart showing the print head drive sequence in this embodiment. In FIG. 9, the print head is driven in a time-sharing manner, and 136 nozzles are driven by being divided into 16 times. Adjacent nozzles are sequentially driven at different timings (for example, Y16, Y15,...), And simultaneously driven nozzles are every 16 dots (including a gap of 8 dots between nozzle groups, that is, a distance unit corresponding to 16 dots) ) By time-sharing driving, the peak value of the current required for driving the print head can be reduced to reduce the power load. Furthermore, by driving adjacent nozzles at different timings, it is possible to reduce the vibration of ink in the head due to the ejection of ink droplets, and to improve the ink ejection characteristics of the head and the ink refill time (refill time). it can.
[0055]
However, since the serial printer is driven while the print head is running with respect to the recording paper, the deviation of the driving timing is the deviation of the dot position on the recording paper. In the driving method as shown in FIG. 9, dot rows are formed in a saw-like shape with a time difference due to time division. Therefore, when the print head is driven in a time-sharing manner, it is necessary to take some measures so that a print deviation does not occur due to a time difference in drive timing.
[0056]
A method for preventing printing misalignment due to time-division driving in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the diagram on the left side shows the nozzle arrangement from the first (Y1) to the twentieth (Y20) of yellow, which is the upper part of the print head. The print head is 3.58 with respect to the vertical line on the recording paper. It is attached to the carriage in a tilted state. That is, the print head has an inclination of 1 dot in the horizontal direction per 16 dots in the vertical direction. The carriage is scanned in the horizontal direction with respect to the recording paper. In the figure, L indicates a 1-dot pitch, which is 70.6 μm (360 DPI) in this embodiment.
[0057]
In this state, the dot array formed on the recording paper by the drive sequence of FIG. 9 is shown on the right side of FIG. Since the shift in drive timing due to time-division driving is offset by the tilt of the head, the dots from the first nozzle to the 16th nozzle are arranged vertically, and no print error occurs. Since the 17th and subsequent nozzles are arranged vertically apart by one dot to the right, dots in the right adjacent row are formed, and no print misalignment occurs. That is, when viewed from the entire print head, dots in the adjacent row are formed every 16 nozzles as shown in FIG. 11, and the dots on the recording sheet are stepped (one dot interval) by one drive of the print head. Rows are formed over 10 rows.
[0058]
That is, in this embodiment, the angle between the arrangement direction of the recording elements and the relative scanning direction of the recording head and the recording medium is θ = 3.58 degrees, and the pixels are perpendicular to the relative scanning direction of the recording head and the recording medium. When the pitch is a = 70.6 μm and the pixel pitch in the relative scanning direction of the recording head and the recording medium is b = 70.6 μm,
tan θ = (P × b) / (M × a) = 1/16, (P = 1, M = 16)
The 16 groups are divided into 16 equal parts within the drive cycle of the recording head and driven.
[0059]
FIG. 12 is a block diagram of an address generation circuit for reading the print buffer in the
[0060]
[0061]
The staircase pattern register 111 is connected to the data signals D0 to D15 and stores the staircase pattern of the print head. The staircase pattern is data indicating the shape of a dot row formed by a single drive of the print head. The
[0062]
The data structure of the print buffer is shown in FIG. The structure of the print buffer itself is exactly the same as in FIG. 7, but the data printed by one drive of the print head is the hatched portion in FIG. 13, that is, the address Y, Y + 1, Y + 2,
[0063]
FIG. 14 is a timing chart showing the operation of the address generation circuit of FIG. 12, and shows the case of forward printing. The operation of the address generation circuit shown in FIG. 12 will be specifically described with reference to FIG.
[0064]
In FIG. 14, CLK is a clock signal for synchronously moving the address generation circuit, and each part of the address generation circuit changes in synchronization with the rise of CLK. The values of the address registers 101a to 101d are preset to K, Y, M, and C, and the values of the horizontal offset
[0065]
Since
[0066]
In FIG. 14, the signal with the name of the added value is obtained by adding the output value of the inverting /
[0067]
At this time, since the output of the
[0068]
When the address Y + 2 + YH is read, the
[0069]
Each time the transfer of the print data for each color is completed, the value of the address register 101a-d is reset to the address on the right side of each print buffer, so the
[0070]
The selection state, mask state, and inversion state of the
[0071]
As described above, the data transfer circuit according to the present embodiment has a function of reading the print buffer obliquely in correspondence with the step-like dot arrangement shape formed by the print head. Therefore, the
[0072]
In this embodiment, the case where the head is switched every 16 dots has been described. However, if the switching dot length is a print data transfer unit, that is, a multiple of 8 dots, it is possible to cope with this by simply changing the setting value of the staircase pattern register. It is. Of course, it is also possible to use a monochromatic head.
[0073]
As described above, since the data transfer circuit has a function of reading the print buffer in accordance with the dot arrangement shape of the print head, the CPU can create print data without being aware of the dot arrangement shape of the print head.
[0074]
Further, when used in the ink jet recording method, it is possible to reduce the interference of shock waves in the common liquid chamber.
[0075]
(Example 2)
FIG. 17 schematically shows the second embodiment of the present invention. The
[0076]
The angle θ formed by the nozzle arrangement direction of the
tan θ = 1/4
Have the relationship. In this embodiment, M = 4 and P = 1, and the vertical and horizontal pixel pitches are equal. The vertical and horizontal pixel pitch is 360 dpi, so the nozzle pitch is
360 x cos (tan -1 (1/4))
That is, it is about 349 dpi.
[0077]
The drive frequency of the
[0078]
The drive circuit shown in FIG. 18 is driven in equal divisions as shown in FIG. Since the driving frequency of the
[0079]
As data for the nozzles in each group, the data in the corresponding column may be read and given using the data transfer circuit shown in the first embodiment.
[0080]
(Example 3)
Example 3 is shown in FIG. In this example, a 600 dpi recording apparatus is realized without image distortion using a 360 dpi recording head. The angle θ is configured to satisfy the following formula.
[0081]
tan θ = 4/3
M is 3, and three-division driving is performed. The circuit configuration is shown in FIG. Here, the parts corresponding to those in FIG.
[0082]
The driving order of the three groups is (m × P / M + C), that is, (m × 4/3 + C) in ascending order after the decimal point. C is an element that determines the initial value of the cyclically driven group order, and in this example, it is −1/3. The group numbers are BLOCK1, BLOCK2, BLOCK3, BLOCK1, BLOCK2, BLOCK3,... In order from the top of the
[0083]
(Other)
The present invention brings about an excellent effect in a recording apparatus using an ink jet recording head that performs recording by forming thermal liquid using thermal energy among ink jet recording methods.
[0084]
As its typical configuration and principle, for example, those performed using the basic principle disclosed in US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740,796 are preferable. This method can be applied to both the so-called on-demand type and the continuous type. In particular, in the case of the on-demand type, it is arranged corresponding to the sheet or liquid path holding the liquid (ink). By applying at least one drive signal corresponding to the recording information and giving a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling to the electrothermal transducer, the thermal energy is generated in the electrothermal transducer, and the recording head This is effective because film boiling occurs on the heat acting surface, and as a result, bubbles in the liquid (ink) corresponding to this drive signal can be formed. By the growth and contraction of the bubbles, liquid (ink) is ejected through the ejection opening to form at least one droplet. It is more preferable that the drive signal has a pulse shape, since the bubble growth and contraction is performed immediately and appropriately, and thus it is possible to achieve discharge of a liquid (ink) having particularly excellent responsiveness. As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further excellent recording can be performed by employing the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the temperature rise rate of the heat acting surface.
[0085]
As the configuration of the recording head, in addition to the combination configuration (straight liquid channel or right-angle liquid channel) of the discharge port, the liquid channel, and the electrothermal transducer as disclosed in each of the above-mentioned specifications, Configurations using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration in which the action portion is disposed in the bent region, are also included in the present invention. In addition, for a plurality of electrothermal transducers, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-123670 that discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of the electrothermal transducer or an aperture that absorbs pressure waves of thermal energy is provided. The effect of the present invention is also effective as a configuration based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-138461 which discloses a configuration corresponding to the discharge unit. That is, whatever the form of the recording head is, according to the present invention, recording can be performed reliably and efficiently.
[0086]
Furthermore, the present invention can be effectively applied to a full-line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium that can be recorded by the recording apparatus. As such a recording head, either a configuration satisfying the length by a combination of a plurality of recording heads or a configuration as a single recording head formed integrally may be used.
[0087]
In addition, even the serial type as shown in the above example can be connected to the main body of the recording head or attached to the main body of the device so that electrical connection with the main body of the device and ink supply from the main body are possible. The present invention is also effective when a replaceable chip type recording head or a cartridge type recording head in which an ink tank is integrally provided in the recording head itself is used.
[0088]
Further, it is preferable to add a recording head ejection recovery means, a preliminary auxiliary means, etc. as the configuration of the recording apparatus of the present invention, since the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, heating is performed using a capping unit, a cleaning unit, a pressurizing or suction unit, an electrothermal transducer, a heating element different from this, or a combination thereof. Examples thereof include a preliminary heating unit for performing the discharge and a preliminary discharge unit for performing discharge different from the recording.
[0089]
Also, regarding the type or number of recording heads to be mounted, two or more numbers may be provided corresponding to a plurality of inks having different recording colors and densities. That is, for example, as a recording mode of the recording apparatus, not only a recording mode of only a mainstream color such as black, but also a recording head may be configured integrally or by a combination of a plurality of different colors, Alternatively, the present invention is extremely effective for an apparatus having at least one of full-color recording modes by color mixing.
[0090]
In addition, in the embodiments of the present invention described above, the ink is described as a liquid. However, ink that is solidified at room temperature or lower and that softens or liquefies at room temperature may be used. In the ink jet system, the temperature of the ink itself is adjusted within a range of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower to control the temperature so that the viscosity of the ink is within the stable discharge range. A liquid material may be used. In addition, it is solidified and heated in an untreated state in order to actively prevent the temperature rise caused by thermal energy from being used as the energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state, or to prevent the ink from evaporating. You may use the ink which liquefies by. In any case, by applying thermal energy according to the application of thermal energy according to the recording signal, the ink is liquefied and liquid ink is ejected, or when it reaches the recording medium, it already starts to solidify. The present invention can also be applied to the case of using ink having the property of liquefying for the first time. The ink in such a case is in a state of being held as a liquid or a solid in a porous sheet recess or through-hole as described in JP-A-54-56847 or JP-A-60-71260. Alternatively, the electrothermal converter may be opposed to the electrothermal converter. In the present invention, the most effective one for each of the above-described inks is to execute the above-described film boiling method.
[0091]
In addition, the ink jet recording apparatus according to the present invention may be used as an image output terminal of an information processing device such as a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a facsimile apparatus having a transmission / reception function. The thing etc. may be sufficient.
[0092]
The present invention is not limited to the ink jet recording method, and can be applied to other recording methods such as a thermal recording method and a wire dot recording method.
[0093]
【The invention's effect】
According to the present invention, by dividing the division drive timing widely and equally in the drive cycle, the current concentration of the power source and the shock wave interference in the case of the ink jet recording system are further reduced, and there is no image disturbance even if the division drive is performed. A recording device can be supplied.
[0094]
Further, according to the present invention, it is possible to record at an arbitrary pixel pitch higher than the nozzle pitch of the recording head.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a main circuit configuration of a printer.
FIG. 2 is a block diagram of an address generation circuit.
FIG. 3 is a diagram illustrating a data structure of a print buffer.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the address generation circuit.
FIG. 5 is a diagram illustrating a dot configuration of a print head.
FIG. 6 is a block diagram of an address generation circuit.
FIG. 7 is a diagram illustrating a data structure of a print buffer.
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the address generation circuit.
FIG. 9 is a timing chart showing a print head drive sequence.
10 is a diagram illustrating in detail a dot arrangement of a part of the print head according to the first embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a dot arrangement of the entire print head according to the first exemplary embodiment.
FIG. 12 is a block diagram of an address generation circuit according to the first embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating a data structure of a print buffer according to the first embodiment.
FIG. 14 is a timing chart illustrating an operation of the address generation circuit according to the first exemplary embodiment.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of printing by conventional time-division driving.
FIG. 16 is a diagram illustrating another example of printing by conventional time-division driving.
FIG. 17 is a diagram illustrating a print head according to a second embodiment.
FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a configuration of a recording head of Example 2.
FIG. 19 is a timing chart of the second embodiment.
FIG. 20 is a diagram illustrating a print example according to the second embodiment.
FIG. 21 is a diagram illustrating a print head according to a third embodiment.
FIG. 22 is a circuit diagram illustrating a configuration of a recording head of Example 3.
FIG. 23 is a timing chart of the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 CPU
2 Data transfer circuit
3 RAM
4 Print head
11 Address register
12 Horizontal offset register
13 Save register
14 Selector
15 Mask circuit
16 Inverting / non-inverting circuit
17 Adder
18 Carry control circuit
Claims (5)
複数の記録エレメントで構成され記録を行う複数のインク色に対応した複数の記録エレメント群を、前記所定のデータ数と同数の所定ドット数の間隔を空けて直線状に配すと共に、前記所定ドット数の自然数倍の数の記録エレメントで前記各記録エレメント群が構成されている記録ヘッドを用い、記録が成されるべき複数の記録列に斜めに交差するように配された前記記録エレメント群の列を前記記録列の配列方向に、被記録媒体に対して相対的に移動させることで画像の記録を行う記録装置であって、
前記記録列に沿った方向に前記記録データの読み出しアドレスを順に指定する第1アドレス指定回路と、
隣接する記録列のアドレスへアドレスの指定をシフトする第2アドレス指定回路と、
前記第1アドレス指定回路の所定回数のアドレス指定毎であって、1つの前記記録エレメント群の記録エレメント数と隣接する前記間隔の所定ドット数の合計が前記アドレス単位に対応した前記所定のデータ数の自然数倍となる前記所定回数のアドレス指定毎に、前記第2のアドレス指定回路によるアドレスのシフトを行わせることで、前記記録エレメントの列に対して前記交差する複数の記録列に対応したデータを転送させるアドレス切り換え回路と、
前記第1アドレス指定回路による前記所定回数の指定によるデータ毎に隣接する記録列に記録を行う記録手段とを有することを特徴とする記録装置。A print buffer for holding recording data to be transferred to the recording head as a unit of address with a predetermined number of data;
A plurality of recording element groups configured by a plurality of recording elements and corresponding to a plurality of ink colors for recording are arranged in a straight line with a predetermined number of dots equal to the predetermined number of data, and the predetermined dots The recording element group which is arranged so as to obliquely intersect a plurality of recording rows on which recording is to be performed, using a recording head in which each recording element group is composed of recording elements whose number is a natural number of the number A recording apparatus that records an image by moving the column in the arrangement direction of the recording column relative to the recording medium,
A first address designating circuit for sequentially designating read addresses of the recording data in a direction along the recording sequence;
A second addressing circuit for shifting the designation of the address to the address of the adjacent recording row;
The predetermined number of data corresponding to the address unit in which the total number of recording elements of one recording element group and the predetermined number of dots adjacent to each other is every predetermined number of addresses specified by the first addressing circuit. The address is shifted by the second addressing circuit every time the addressing is performed a predetermined number of times that is a natural number multiple of the recording element, so that the plurality of recording columns intersecting the column of the recording elements can be handled. An address switching circuit for transferring data;
A recording apparatus comprising: a recording unit configured to perform recording on an adjacent recording row for each data specified by the predetermined number of times by the first address specifying circuit.
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