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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は交換可能な複数個の印字ヘッドユニットを有する画像記録装置に関し、特に、複数ユニット間のノズル配列方向のずれを補正可能に構成した画像記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プリンタやファクシミリなどの記録装置は、印字データに基づいてヘッドの記録素子を駆動するとともに、被記録材を搬送(副走査)しながらドットパターンから成る画像を形成していくように構成されている。また、記録方式としては、1ライン分の記録素子を配列した記録ヘッドにより搬送(副走査)のみで記録していくライン記録方式と、1行ずつ搬送し、キャリッジに搭載した記録ヘッドで被記録材の幅方向(主走査方向)に走査しながら記録するシリアル記録方式とがある。
【0003】
さらにカラー印字用のものにあっては、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー等のインク色に応じ複数個の記録ヘッドが装着される。このような記録装置は、一般に記録ヘッドおよびヘッド駆動回路等を含む記録ヘッド部をユニット化し、ユニット毎に交換可能に構成されている。しかし、シリアルプリンタ装置においては、各色ヘッド間のメカ的なバラツキあるいはヘッドユニット交換後のメカ的なずれにより、各色を重ねた時のドットずれを生じるため、各ヘッド間のメカ的なずれを極力小さくするように調整しなければならず、正確な調整は困難であった。
【0004】
特開昭61−222746号公報には、ラインプリンタ装置においてこのような問題点を解決するための手法が記載されている。特開昭61−222746号公報に記載された手法は、ホストコンピュータから送られてくる印字データを任意長のシフトレジスタに入れ、このシフトレジスタの任意のシフト出力ラインをセレクトし、ラッチすることにより各色ヘッドユニット間の横レジの調整を行うものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例は、ラインプリンタ装置におけるヘッドユニット間の横レジの調整に関するものであったが、複数個のヘッドユニットを備えたシリアルプリンタ装置においても同様の問題が有り、図9(A),(B)に示すような複数個のヘッドユニットA,B間の縦方向(ノズル配列方向)のずれを調整するために印字データを補正する必要がある。さらに、近年は印字解像度が高くなる傾向にあって、1ドットのドット径が小さくなっており、わずかなメカ的なずれが画像上では多くのドットずれとして現れるので画像品位の低下の要因となっている。
【0006】
そこで、従来のシリアルプリンタにおいては、図10に示すように例えば128ノズル印字するために(128+n)ノズルのヘッドユニットA,Bを用いて両ヘッドユニットA,B間のノズル配列方向のずれ量に対してnノズル相当分以内で補正を行い、128ノズルによる印字を可能としていた。しかしながら、1ノズルのドット径が小さくなるにつれて、補正のための前記nの値を大きくしなければならず、ノズル数の多い長尺ヘッドには適していない。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、複数個のヘッドユニット間のノズル配列方向のずれを補正することでドットずれのない高品位の画像を得ることのできる画像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】
上記目的を達成するために、本発明の画像記録装置は、所定方向に配列されたM個のノズルで構成されるノズル列をそれぞれ有する第1の記録ヘッドと第2の記録ヘッドについて前記第1の記録ヘッドに対して前記第2の記録ヘッドが前記所定方向にNノズル分ずれており、前記第1の記録ヘッドと第2の記録ヘッドを被記録材に対して走査させて記録する画像記録装置であって、前記ノズル列に対応したデータをLビット単位で保持するメモリ手段と、前記メモリ手段について前記所定方向に沿った連続するアドレスから2×Lビット分のデータを保持する第1保持手段と、前記第1保持手段で保持されている2×Lビット分のデータを入力し、前記メモリ手段が保持するLビット単位のデータの境界と各走査の記録で使用するデータの境界との差分に基づいてシフトした後、Lビット分のデータを出力する第1シフト出力手段と、前記第1シフト出力手段が出力するLビット分のデータを順に入力し、前記M個のノズルに対応するMビットデータを保持する第2保持手段と、前記第2保持手段で保持されている前記Mビットデータを前記所定方向のNノズル分のずれに応じてシフトして出力する第2シフト出力手段と、前記第2シフト出力手段が出力した前記Mビットデータを前記第2の記録ヘッドへ転送する転送手段とを備えたことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0020】
(第1の実施の形態)
図1は本発明を実施するのに好適なシリアルプリンタの制御系のブロック図である。
【0021】
111は、プリンタ駆動部112の制御等を行うMPUである。104は、MPU111が実行するプログラムを格納しておくROMである。101は、ホストコンピュータ等からのデータを受信するインターフェイス(I/F)である。受信したデータはDRAM等のメモリ102の記憶領域内の受信バッファ(不図示)に格納される。受信バッファに格納されたデータはコマンド解析が行われてからDRAM等のメモリ102(以下、DRAM102とも記す)の記憶領域内のイメージバッファ(不図示)に保持される。
【0022】
103は、インターフェイス制御や画像変換、本実施の形態における印字データ処理、印字データの転送、印字タイミングの制御等を行うASICである。ASIC103内部の106は、イメージバッファに保持されているデータに対して、解像度変換や主走査方向(キャリッジ走査方向)順次のデータを主走査方向とほぼ垂直な副走査方向(搬送方向)順次のデータに変換するHV変換等を行う画像変換回路である。ASIC103内部の印字データ処理回路107は、HV変換後のデータに対するマスク処理や複数のヘッドユニット間の縦方向(記録素子であるノズルの配列方向)のずれを補正する印字データ処理を行う。
【0023】
ASIC103内部の108は、記録ヘッド110を駆動する駆動信号を発生したり、各ヘッド間の駆動タイミングのディレイ等の設定を行う印字タイミング制御回路である。ASIC103内部の109は、印字データ処理が行われた実際に印字(記録)するデータを記録ヘッド110へ転送する印字データ転送回路である。このようにして、記録ヘッド110は、印字データ転送回路109から転送される印字データ及び印字タイミング制御回路108から与えられる駆動信号によって、所定のタイミングで印字を行う。
【0024】
本実施の形態においては、ほぼ副走査方向に128ノズルを配列された複数のヘッドユニットから成る記録ヘッドを有するシリアルプリンタについて説明を行う。
【0025】
図2は本実施の形態における印字データ処理回路の詳細ブロック図である。
【0026】
201a,201b,201cはレジスタであり、記録ヘッドの上端のマスク値、下端のマスク値、データシフト量に応じた値を設定する。ここで、上端は搬送方向の上流側の端部、下端は搬送方向の下流側の端部とする。202aはラッチであり、DRAM102から読み出したデータDATA[15..0]をラッチする。202bはラッチであり、ラッチ202aからのデータをラッチする。ラッチ202aと202bで、16ビット幅のシフトレジスタを構成している。203はビットシフト回路であり、ラッチ202aの出力である現在の最新データとラッチ202bの出力である前に読み出したデータからレジスタ201cに設定された値だけデータをシフトする。ビットシフト回路203では、この設定値により0〜15ビットのシフトが可能であり、これにより任意に使用ノズルを変化させることができる。
【0027】
204は16ビット×8個のデータラッチであり、ビットシフト回路203によるビットシフト後のデータを8本のラッチ信号DTLT[7..0]によって16ビット単位でラッチする。したがって、データラッチ204の出力データは記録ヘッドの記録幅分の128ビットになる。205はマスクパターン発生回路であり、レジスタ201a,201bに設定された値に応じて128ノズル分のマスクパターンを発生する。
【0028】
206はマスク回路であり、データラッチ204にラッチされたデータに対してマスクパターン発生回路205で生成したマスクパターンによってデータをマスクする。207はシフトクロック発生回路であり、ずれ補正のためにシフトレジスタ208に供給するシフトクロックをヘッドユニットのずれ量に応じて生成する。208はシフトレジスタであり、これにより、マスク回路206でマスク処理をしたデータに対してヘッドユニット間のノズル配列方向のずれを補正する。
【0029】
本実施の形態では、上記のような構成によって、それぞれのノズル配列方向と略垂直方向に並置された複数個のヘッドユニット間の縦方向(ノズル配列方向)のドットずれを補正すると共に、記録パス数に応じて任意に使用ノズルを変化させて印字を行うことを実現している。
【0030】
以下にデータの流れに沿って、本実施の形態を説明する。まず、ホストコンピュータから送られた入力データをインターフェイス101を介して受信し、受信したデータはDRAM等のメモリ102の記憶領域内の受信バッファに格納する。受信バッファに格納されたデータは、コマンド解析が行われてからDRAM等のメモリ102の記憶領域内のイメージバッファに保持される。
【0031】
ここで、イメージバッファに格納されたデータは主走査方向順次のデータであるため、イメージバッファに記録ヘッドの記録幅分のラスタデータ(主走査方向順次のラインデータ)が格納されたところで、画像変換回路106によって副走査方向順次のデータに変換(HV変換)され、変換後のデータをイメージバッファに書き戻す。このようにして、記録ヘッドの1走査分に相当する量の印字データが格納された後、イメージバッファから記録ヘッドの各記録素子に対応した印字データを読み出し、印字データ処理を行う。
【0032】
ところで、それぞれのノズル配列方向と略垂直方向に並置された複数個(ここでは2個とする)のヘッドユニットを有するシリアルプリンタにおいては、図9に示したとおりヘッドユニット間にノズル配列方向のずれが生じる。図9(A)と(B)では、それぞれ2ドット分逆方向にずれている。図9(A)または(B)の場合、ユニットAで印字したドットとユニットBで印字したドットが重なるようにするためには、どちらかのユニットを基準としてもう一方のユニットのデータを補正しなければならない。
【0033】
例えば図9(A)の場合は、ユニットBを基準としてユニットAのデータを2ドット分補正しなければならない。すなわち、ユニットBの上端を基準としてノズル下端方向にユニットAのデータを2ドット分シフトさせる。なお、図9(B)の場合は、ユニットAの上端を基準としてユニットBのデータを同方向に2ドット分シフトさせるて補正する。以下、図9(A)の場合について説明する。
【0034】
このヘッドユニット間のノズル配列方向の2ドット分のずれのために、2パス印字時においては128ノズルのうち最大126ノズルを使用し、4パス印字時においては最大124ノズルを使用して印字を行う。このとき、例えば2パス印字時においては、図3(A)に示すように1行印字毎に63ノズル相当を搬送してマルチパス印字を行い、4パス印字時においては図3(B)に示すように1行印字毎に31ノズル相当を搬送してマルチパス印字を行う。
【0035】
図4は、126ノズルを使用して2パス印字を行った時のDRAM上のデータと記録ヘッドの各ノズルとの対応を表す説明図である。記録ヘッド上の実線は16ノズル単位の区切りを、破線はDRAM上のデータの区切り(16ビット単位)を表している。
【0036】
図4に示すように126(=2×63)ノズルを使用して2パス印字を行う場合、搬送量は前記のとおり63ノズル相当となる。しかし、DRAMのバス幅は16ビットであるため、63ノズル搬送して2パス印字すると両者が整数比の関係に無いので各スキャンの境界がDRAM上のデータの境界と異なる場合がある。たとえば、2回目のスキャンでは1ドット、3回目のスキャンでは2ドット、4回目のスキャンでは3ドット相当異なる。そこで、後に図7を参照して説明するとおりDRAMから16ビットのデータを2回読み出して、ビットシフト設定レジスタ201cに設定された値に基づいてビットシフト回路203によってデータをシフトすることで、記録ヘッドの上端から8分割した各16ノズルに対応したデータを順次生成し、このデータにより印字を行う。
【0037】
図2においては、DRAMから読み出した16ビットのデータはラッチクロックLTCLK信号によってラッチ202aに順次ラッチされていくが、ラッチ202aと202bは16ビット幅のシフトレジスタを構成しているので、1つ前のラッチクロックLTCLK信号によってラッチ202aにラッチしたデータはラッチ202bにラッチされる。つまり、ラッチ202aにラッチされているデータがn番目に読み出したデータとすると、ラッチ202bにラッチされているデータは(n−1)番目に読み出したデータとなる。これらのデータからビットシフト回路203によってシフトしたデータは、16ビット単位で順次データラッチ204にラッチされる。
【0038】
以上のように、データをDRAMから読み出してデータラッチ204にラッチするまでのタイミングを図5に示す。
【0039】
システムクロックSYSCLK(図5(A))に同期してDRAMから読み出したデータDATA[15..0](図5(B))をラッチクロックLTCLK信号(図5(C))によってラッチ202aにラッチすると同時に、ラッチ202aにラッチされていたデータをラッチ202bにラッチする。DRAMから2回データを読み出したところでビットシフトしたデータSFTDAT[15..0](図5(D))が生成され、ラッチ信号DTLT7によってデータラッチ204の上端16ビットにラッチされる。ラッチクロックLTCLK信号およびラッチ信号DTLTは、システムクロックSYSCLKと同期している。
【0040】
以後、同様にDRAMからデータを読み出す毎にビットシフトしたデータSFTDAT[15..0](図5(D))が生成され、ラッチ信号DTLT6,…,DTLT1,DTLT0(図5(E)〜(H))によってデータラッチ204に16ビット単位で順次ラッチされる。128ノズル分のデータを生成するためにはDRAMから16ビットのデータを9回読み出すことになる。
【0041】
ここで、記録ヘッドの記録幅分の128ビットのデータを生成したが、使用するデータは上端から126ビットのデータであるため、下端の2ビットのデータをマスクする必要がある。
【0042】
そこで、上端マスク設定レジスタ201a及び下端マスク設定レジスタ201bに設定されている値に基づいてマスクパターン発生回路205によりマスクパターンを生成し、マスク回路206により下端の2ビットのデータをマスクする。ここまでの処理で実際に印字する126ビットのデータが生成されたので、次に実際のヘッドユニット間のノズル配列方向のずれを補正する。
【0043】
図9(A)のヘッドユニット間の位置関係においては、ユニットBを基準としているので生成したデータのMSBがユニットAの記録ヘッド上端から3ノズル目の位置に対応するようにすればよい。そこで、シフトクロック発生回路207で生成したシフトクロックによってシフトレジスタ208でデータを2ドット分シフトすることによってヘッドユニット間のノズル配列方向のずれを補正する。ユニットBは基準であるため、このデータに対してシフトクロックを発生しないのでデータはシフトしない。
【0044】
図9(A)のような2ドットのずれに対しては、以上のような印字データ処理によりヘッドユニット間のノズル配列方向の物理的なずれを補正し、ドットずれのない高精細な画像を得ることができる。ずれ量が異なる場合には、シフトクロック発生回路207のシフトクロックによるシフト量を可変する。また、本実施の形態においては記録ヘッドの最上端のノズルから使用するようにしたが、ビットシフト回路203のシフト量の設定と、16ビット単位でデータをラッチするデータラッチ204のラッチの設定により記録ヘッドの任意の位置のノズルにデータを対応させて印字することが可能である。例えば、図6のように記録パス数に応じて任意に使用ノズル数をたとえば126ノズルに変化させて印字を行うことによってドットずれのない高品位の画像を得ることができる。
【0045】
(第2の実施の形態)
上記実施の形態においては、複数のヘッドユニット間のノズル配列方向のずれに対してずれ量を補正すると共に、ずれ量と記録パス数に応じて使用ノズル数を変化させて印字する方法について述べた。さらに、本実施の形態においては、上記実施の形態の構成から成るシリアルプリンタに対して小規模の回路を追加することによって複数の記録ヘッドユニット間のノズル配列方向のずれを補正した上で紙などの被記録材の下端印字を行う制御について述べる。
【0046】
図7は、本実施の形態における印字データ処理回路の詳細ブロック図である。
【0047】
701a,701b,701cはレジスタであり、記録ヘッドの上端のマスク値、下端のマスク値、データシフト量に応じた値を設定する。702aはラッチであり、DRAM102から読み出したデータDATA[15..0]をラッチする。702bはラッチであり、ラッチ702aからのデータをラッチする。ラッチ702aと702bで、16ビット幅のシフトレジスタを構成している。703はビットシフト回路であり、ラッチ702aの出力である現在の最新データとラッチ702bの出力である前に読み出したデータからレジスタ701cに設定された値だけデータをシフトする。ビットシフト回路703では、この設定値により0〜15ビットのシフトが可能であり、これにより任意に使用ノズルを変化させることができる。
【0048】
704は16ビット×8個のデータラッチであり、ビットシフト回路703によるビットシフト後のデータを8本のラッチ信号DTLT[7..0]によって16ビット単位でラッチする。したがって、データラッチ704の出力データは記録ヘッドの記録幅分の128ビットになる。705はマスクパターン発生回路であり、レジスタ701a,701bに設定された値に応じて128ノズル分のマスクパターンを発生する。
【0049】
706はマスク回路であり、データラッチ704にラッチされたデータに対してマスクパターン発生回路705で生成したマスクパターンによってデータをマスクする。707はシフトクロック発生回路であり、ずれ補正のためにシフトレジスタ708と709に供給するシフトクロックをずれ量に応じて生成する。708はシフトレジスタであり、これにより、マスク回路706でマスク処理をしたデータに対してヘッドユット間のノズル配列方向のずれを補正する。709はシフトレジスタであり、これにより、シフトレジスタ707と逆方向にデータをシフトする。710はセレクタであり、シフトレジスタ708の出力データとシフトレジスタ709の出力データを選択的に切り替え出力する。
【0050】
上記実施の形態と同様に図9(A)に示したずれがある場合について考えると、下端印字を行う場合、ユニットAの下端を基準としてノズル上端方向にユニットBのデータを2ドット分シフトすることによってずれ量を補正しなければならない。
【0051】
ここで、図8は下端印字時の印字データ処理を表した図である。例えば、印字画像のDRAM上の$00a0h番地から$00aah番地に格納されているデータのうち斜線のついたドットが有効印字データを表しているとする。印字画像の最下端に相当する$00aah番地に格納されている16ビットデータのうち下位のLSBから2ビット目までは無効であるから、下端印字を行うためにはこのLSBから3ビット目のデータが記録ヘッドの最下端のノズルに対応するように補正しなければならない。
【0052】
そこで、図8においてはビットシフト設定レジスタ701cに読み出したデータを14ビットシフトするように値を設定する。上記で述べたのと同様に、読み出し先頭アドレスを$00a0h番地としてDRAMから2回データを読み出してビットシフトしたデータSFTDAT[15..0]を生成し、ラッチ信号DTLT4によってデータラッチ704にラッチする。その後、DRAMからデータを読み出す毎にビットシフトしたデータSFTDAT[15..0]を生成し、ラッチ信号DTLT3,…DTLT0によって順次データラッチ704に16ビット単位でラッチする。
【0053】
ここで、有効印字データ(図8において斜線のついたドット)は記録ヘッドの各ノズルに対応した位置に格納されたが、その他のノズルのデータ(図8において、白ぬきのドット80)はどのような値かわからないので、マスクする必要がある。そこで、上端マスク設定レジスタ701a及び下端マスク設定レジスタ701bに無効なデータをマスクするようにマスクする数を設定し、その値に基づいてマスクパターン発生回路705によりマスクパターンを生成する。マスク回路706は有効印字データが格納されているノズル以外のデータをマスクする。
【0054】
ここまでの処理で実際に印字するノズルのデータが生成されたので、次に実際のヘッドユニット間のノズル配列方向のずれを補正する。図9(A)のヘッドユニット間の位置関係においては、ユニットAを基準としているのでユニットBの記録ヘッド下端から3ノズル目の位置に生成したデータのLSBが対応するようにすればよい。そこで、シフトクロック発生回路707で生成したシフトクロックによって、被記録材の印字箇所に応じた所定の方向に適宜データをシフトすることによってヘッドユニット間のノズル配列方向のずれを補正する。
【0055】
シフトレジスタ708は、図2のシフトレジスタ208と同様データのMSBからLSBの方向(記録ヘッドの上端から下端の方向)へデータをシフトし、通常印字時(被記録材の下端付近以外の箇所の印字)は、セレクタ710によりシフトレジスタ708のデータを選択出力して印字データ転送回路109にデータを出力する。また、シフトレジスタ709はLSBからMSBの方向(記録ヘッドの下端から上端の方向)へデータをシフトするように構成されており、被記録材の下端位置で印字するときには、セレクタ710によりシフトレジスタ709のデータを選択出力して印字データ転送回路109にデータを出力する。
【0056】
以上のような印字処理により複数のヘッドユニット間のノズル配列方向のずれに対してずれ量を補正すると共に、紙などの被記録材の下端印字を行う制御を実現している。したがって、紙などの被記録材の印字領域を最大限広くとることが可能となり、紙などの被記録材の下端においてもドットずれのない高品位の画像を提供することができる。
【0057】
(その他)
なお、本発明は、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として熱エネルギを発生する手段(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が達成できるからである。
【0058】
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,コンティニュ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1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対一で対応した液体(インク)内の気泡を形成できるので有効である。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1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、さらに優れた記録を行うことができる。
【0059】
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せ構成(直線状液流路または直角液流路)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。
【0060】
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。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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、例えば単色のインクに対応して1個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数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。
【0064】
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、使用記録信号付与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。
【0065】
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。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録ヘッドのノズル配列方向のずれに応じて、データの補正処理を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するのに好適なシリアルプリンタの制御系のブロック図である。
【図2】第1の実施の形態における印字データ処理回路の詳細ブロック図である。
【図3】第1の実施の形態における2パス印字、4パス印字時の記録ヘッドの使い方を表す説明図である。
【図4】第1の実施の形態において2パス印字を行った時のDRAM上のデータと記録ヘッドの各ノズルとの対応を表す説明図である。
【図5】DRAMからデータを読み出してデータラッチ204にラッチするまでのタイミングを表すタイミングチャートである。
【図6】第1の実施の形態におけるヘッドユニット間のずれ補正方法を表す説明図である。
【図7】第2の実施の形態における印字データ処理回路の詳細ブロック図である。
【図8】第2の実施の形態における下端印字時のデータ処理を表した説明図である。
【図9】複数のヘッドユニット間の位置関係を表す図である。
【図10】従来例におけるヘッドユニット間のずれ補正方法を表す説明図である。
【符号の説明】
101 インターフェイス
102 メモリ
103 ASIC
104 ROM
105 インターフェイス制御部
106 画像変換回路
107 印字データ処理回路
108 印字タイミング制御回路
109 印字データ転送回路
110 記録ヘッド
111 MPU
112 プリンタ駆動部
201a,201b,201c,701a,701b,701c レジスタ
202a,202b,702a,702b ラッチ
203,703 ビットシフト回路
204,704 ラッチ
205,705 マスクパターン発生回路
206,706 マスク回路
207,707 シフトクロック発生回路
208,708,709 シフトレジスタ
710 セレクタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image recording apparatus having a plurality of replaceable print head units, and more particularly to an image recording apparatus configured to be able to correct a deviation in the nozzle arrangement direction between a plurality of units.
[0002]
[Prior art]
A recording apparatus such as a printer or a facsimile is configured to drive a recording element of a head based on print data and to form an image composed of a dot pattern while conveying (sub-scanning) a recording material. . As a recording method, a line recording method in which recording is performed only by conveyance (sub-scanning) by a recording head in which recording elements for one line are arranged, and recording is performed by a recording head that is conveyed line by line and mounted on a carriage. There is a serial recording method in which recording is performed while scanning in the width direction (main scanning direction) of the material.
[0003]
For color printing, a plurality of recording heads are mounted according to ink colors such as black, cyan, magenta, and yellow. Such a recording apparatus is generally configured so that a recording head unit including a recording head, a head drive circuit, and the like are unitized and exchangeable for each unit. However, in a serial printer, dot misalignment occurs when each color is overlaid due to mechanical variations between color heads or mechanical displacements after replacing the head unit. It was necessary to adjust so as to make it small, and accurate adjustment was difficult.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open No. 61-222746 describes a technique for solving such a problem in a line printer apparatus. In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-222746, print data sent from a host computer is put in a shift register having an arbitrary length, and an arbitrary shift output line of this shift register is selected and latched. The horizontal registration between the color head units is adjusted.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above conventional example relates to the adjustment of the lateral registration between the head units in the line printer device. However, the serial printer device having a plurality of head units also has the same problem, and FIG. It is necessary to correct the print data in order to adjust the vertical deviation (nozzle arrangement direction) between the plurality of head units A and B as shown in B). Furthermore, in recent years, the printing resolution tends to be high, and the dot diameter of one dot is small, and a slight mechanical shift appears as a large number of dot shifts on the image, causing a reduction in image quality. ing.
[0006]
Therefore, in the conventional serial printer, as shown in FIG. 10, in order to print, for example, 128 nozzles, (128 + n) nozzle head units A and B are used, and the amount of deviation in the nozzle arrangement direction between both head units A and B is increased. On the other hand, correction was made within the equivalent of n nozzles, and printing with 128 nozzles was made possible. However, as the dot diameter of one nozzle decreases, the value of n for correction must be increased, which is not suitable for a long head having a large number of nozzles.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an image recording apparatus capable of obtaining a high-quality image without dot displacement by correcting displacement in the nozzle arrangement direction between a plurality of head units. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the image recording apparatus of the present invention provides the first recording head and the second recording head each having a nozzle row composed of M nozzles arranged in a predetermined direction . The second recording head is shifted by N nozzles in the predetermined direction with respect to the recording head, and the first recording head and the second recording head scan the recording material for recording. A memory unit that holds data corresponding to the nozzle row in units of L bits, and a first holding unit that holds data of 2 × L bits from consecutive addresses along the predetermined direction with respect to the memory unit. And 2 × L bits of data held by the first holding means, and a boundary between L bit unit data held by the memory means and a boundary of data used in printing of each scan After shifting on the basis of the difference between, and the first shift output means for outputting the L-bit data, the L bits of data to which the first shift output means outputs inputted sequentially to the M nozzle Second holding means for holding corresponding M-bit data, and second shift output for shifting and outputting the M-bit data held by the second holding means in accordance with a deviation of N nozzles in the predetermined direction And transfer means for transferring the M-bit data output from the second shift output means to the second recording head .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a control system of a serial printer suitable for carrying out the present invention.
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
In the present embodiment, a serial printer having a recording head composed of a plurality of head units in which 128 nozzles are arranged substantially in the sub-scanning direction will be described.
[0025]
FIG. 2 is a detailed block diagram of the print data processing circuit in the present embodiment.
[0026]
[0027]
[0028]
A
[0029]
In the present embodiment, with the above-described configuration, a dot shift in the vertical direction (nozzle arrangement direction) between a plurality of head units juxtaposed in a direction substantially perpendicular to each nozzle arrangement direction is corrected and a recording pass is performed. Printing is performed by arbitrarily changing the nozzle used according to the number.
[0030]
The present embodiment will be described below along the data flow. First, input data sent from a host computer is received via the
[0031]
Since the data stored in the image buffer is sequential data in the main scanning direction, image conversion is performed when raster data (sequential line data in the main scanning direction) corresponding to the recording width of the recording head is stored in the image buffer. The
[0032]
Incidentally, in a serial printer having a plurality of (here, two) head units juxtaposed in a direction substantially perpendicular to each nozzle arrangement direction, as shown in FIG. Occurs. In FIGS. 9A and 9B, they are shifted in the opposite direction by 2 dots. In the case of FIG. 9 (A) or (B), in order for the dots printed by unit A and the dots printed by unit B to overlap, the data of the other unit is corrected based on either unit. There must be.
[0033]
For example, in the case of FIG. 9A, the data of unit A must be corrected by 2 dots with unit B as a reference. That is, the data of unit A is shifted by 2 dots in the nozzle lower end direction with the upper end of unit B as a reference. In the case of FIG. 9B, correction is performed by shifting the data of unit B by two dots in the same direction with the upper end of unit A as a reference. Hereinafter, the case of FIG. 9A will be described.
[0034]
Due to the deviation of 2 dots in the nozzle arrangement direction between the head units, a maximum of 126 nozzles out of 128 nozzles are used during 2-pass printing, and a maximum of 124 nozzles are used during 4-pass printing. Do. At this time, for example, at the time of 2-pass printing, as shown in FIG. 3 (A), multi-pass printing is performed by conveying 63 nozzles for each line printing, and at the time of 4-pass printing, FIG. As shown, multi-pass printing is performed by conveying 31 nozzles for each line printing.
[0035]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the correspondence between data on the DRAM and each nozzle of the recording head when 2-pass printing is performed using 126 nozzles. A solid line on the recording head represents a delimiter in units of 16 nozzles, and a broken line represents a delimiter of data on the DRAM (in units of 16 bits).
[0036]
As shown in FIG. 4, when 2-pass printing is performed using 126 (= 2 × 63) nozzles, the carry amount is equivalent to 63 nozzles as described above. However, since the bus width of the DRAM is 16 bits, there is a case where the boundary of each scan is different from the boundary of the data on the DRAM because there is no relation between the two numbers when carrying 63 passes by carrying 63 nozzles. For example, 1 dot is different in the second scan, 2 dots are different in the third scan, and 3 dots are different in the fourth scan. Therefore, as described later with reference to FIG. 7, 16-bit data is read twice from the DRAM, and the data is shifted by the
[0037]
In FIG. 2, 16-bit data read from the DRAM is sequentially latched in the
[0038]
FIG. 5 shows the timing until data is read from the DRAM and latched in the data latch 204 as described above.
[0039]
Data DATA [15 .. read from DRAM in synchronization with the system clock SYSCLK (FIG. 5A). . 0] (FIG. 5B) is latched in the
[0040]
Thereafter, the data SFTDAT [15. . 0] (FIG. 5D) is generated and is sequentially latched in the data latch 204 in units of 16 bits by the latch signals DTLT6,..., DTLT1, DTLT0 (FIGS. 5E to 5H). In order to generate data for 128 nozzles, 16-bit data is read out from the DRAM nine times.
[0041]
Here, 128-bit data corresponding to the recording width of the recording head is generated. Since the data to be used is 126-bit data from the upper end, it is necessary to mask the 2-bit data at the lower end.
[0042]
Therefore, a mask pattern is generated by the mask
[0043]
In the positional relationship between the head units in FIG. 9A, since the unit B is used as a reference, the MSB of the generated data may correspond to the position of the third nozzle from the upper end of the recording head of the unit A. Therefore, the shift in the nozzle arrangement direction between the head units is corrected by shifting the data by 2 dots in the
[0044]
For the two-dot displacement as shown in FIG. 9A, the physical displacement in the nozzle arrangement direction between the head units is corrected by the print data processing as described above, and a high-definition image without dot displacement is obtained. Obtainable. When the shift amounts are different, the shift amount by the shift clock of the shift
[0045]
(Second Embodiment)
In the above embodiment, a method has been described in which the amount of displacement is corrected with respect to the displacement in the nozzle arrangement direction between the plurality of head units, and the number of used nozzles is changed according to the amount of displacement and the number of recording passes. . Further, in the present embodiment, paper or the like is obtained after correcting a deviation in the nozzle arrangement direction between a plurality of recording head units by adding a small-scale circuit to the serial printer having the above-described configuration. The control for printing the lower end of the recording material will be described.
[0046]
FIG. 7 is a detailed block diagram of the print data processing circuit in the present embodiment.
[0047]
[0048]
[0049]
A
[0050]
Considering the case where there is a deviation shown in FIG. 9A as in the above embodiment, when performing lower end printing, the data of unit B is shifted by 2 dots in the nozzle upper end direction with reference to the lower end of unit A. Therefore, the amount of deviation must be corrected.
[0051]
Here, FIG. 8 is a diagram showing print data processing at the time of lower end printing. For example, it is assumed that the hatched dots in the data stored at addresses $ 00a0h to $ 00aah on the DRAM of the print image represent valid print data. Of the 16-bit data stored at address $ 00aah corresponding to the lowermost end of the print image, the lower LSB to the second bit are invalid. Therefore, in order to perform the lower-end printing, the third bit data from this LSB is used. Must be corrected to correspond to the lowest nozzle of the recording head.
[0052]
Therefore, in FIG. 8, a value is set so that the data read into the bit
[0053]
Here, the effective print data (dotted lines in FIG. 8) is stored at positions corresponding to the nozzles of the recording head, but the other nozzle data (
[0054]
Since the nozzle data to be actually printed has been generated by the processing so far, the deviation in the nozzle arrangement direction between the actual head units is corrected next. In the positional relationship between the head units in FIG. 9A, since the unit A is used as a reference, the LSB of the generated data should correspond to the position of the third nozzle from the lower end of the recording head of the unit B. Therefore, the shift in the nozzle arrangement direction between the head units is corrected by appropriately shifting the data in a predetermined direction corresponding to the print location of the recording material by the shift clock generated by the shift
[0055]
The
[0056]
With the printing process as described above, the shift amount is corrected with respect to the shift in the nozzle arrangement direction between the plurality of head units, and the control for performing the lower end printing of the recording material such as paper is realized. Accordingly, it is possible to maximize the print area of the recording material such as paper, and it is possible to provide a high-quality image without dot deviation even at the lower end of the recording material such as paper.
[0057]
(Other)
The present invention includes means (for example, an electrothermal converter, a laser beam, etc.) that generates thermal energy as energy used for ejecting ink, particularly in the ink jet recording system, and the ink is generated by the thermal energy. In the recording head and the recording apparatus of the type that causes the state change, excellent effects are brought about. This is because such a system can achieve high recording density and high definition.
[0058]
As for the 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 recorded information and giving a rapid temperature rise exceeding 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 of the liquid and, as a result, bubbles in the liquid (ink) corresponding to the drive signal on a one-to-one basis 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.
[0059]
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, the heat acting part The configurations using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose the configuration in which the lens is disposed in the bending 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.
[0060]
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.
[0061]
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.
[0062]
In addition, it is preferable to add a recording head ejection recovery means, a preliminary auxiliary means, and the like 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.
[0063]
Also, regarding the type or number of recording heads to be mounted, for example, a plurality of recording heads corresponding to a plurality of inks having different recording colors and densities are provided in addition to one provided corresponding to a single color ink. May be used. That is, for example, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but may be configured by integrally configuring the recording head or by combining a plurality of colors. Alternatively, the present invention is extremely effective for an apparatus having at least one of full-color recording modes by color mixing.
[0064]
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 a 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 being liquefied 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.
[0065]
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.
[0066]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, in accordance with the displacement of the nozzle arrangement direction of the recording head, Ru can perform correction processing of the data easily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a control system of a serial printer suitable for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a detailed block diagram of a print data processing circuit in the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating how the recording head is used during two-pass printing and four-pass printing in the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing correspondence between data on a DRAM and each nozzle of a recording head when two-pass printing is performed in the first embodiment.
FIG. 5 is a timing chart showing timings until data is read from a DRAM and latched in a
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method of correcting a deviation between head units according to the first embodiment.
FIG. 7 is a detailed block diagram of a print data processing circuit in the second embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing data processing at the time of bottom-end printing in the second embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a positional relationship between a plurality of head units.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a method of correcting a deviation between head units in a conventional example.
[Explanation of symbols]
101
104 ROM
105
112
Claims (8)
前記ノズル列に対応したデータをLビット単位で保持するメモリ手段と、
前記メモリ手段について前記所定方向に沿った連続するアドレスから2×Lビット分のデータを保持する第1保持手段と、
前記第1保持手段で保持されている2×Lビット分のデータを入力し、前記メモリ手段が保持するLビット単位のデータの境界と各走査の記録で使用するデータの境界との差分に基づいてシフトした後、Lビット分のデータを出力する第1シフト出力手段と、
前記第1シフト出力手段が出力するLビット分のデータを順に入力し、前記M個のノズルに対応するMビットデータを保持する第2保持手段と、
前記第2保持手段で保持されている前記Mビットデータを前記所定方向のNノズル分のずれに応じてシフトして出力する第2シフト出力手段と、
前記第2シフト出力手段が出力した前記Mビットデータを前記第2の記録ヘッドへ転送する転送手段とを備えたことを特徴とする画像記録装置。With respect to the first recording head and the second recording head, each of which has a nozzle row composed of M nozzles arranged in a predetermined direction, the second recording head is in the predetermined direction with respect to the first recording head. And an image recording apparatus that records the first recording head and the second recording head by scanning the recording material with respect to the recording material.
Memory means for holding data corresponding to the nozzle rows in units of L bits;
First holding means for holding data of 2 × L bits from consecutive addresses along the predetermined direction with respect to the memory means;
2 × L bits of data held in the first holding means are input, and based on the difference between the L-bit unit data boundary held by the memory means and the data boundary used in printing for each scan. after shifting Te, a first shift output means for outputting the L-bit data,
Second holding means for sequentially inputting data for L bits output by the first shift output means, and holding M bit data corresponding to the M nozzles ;
Second shift output means for shifting and outputting the M bit data held by the second holding means in accordance with a deviation of N nozzles in the predetermined direction;
An image recording apparatus comprising: transfer means for transferring the M-bit data output from the second shift output means to the second recording head .
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