(57)【要約】【課題】  従来、予備吐を行うノズルが走査中に使用するノズルであるかどうかを予備吐出マスク生成用の回路として設けており、流し予備吐出を実行しないノズルを判定するためには、あるノズルが走査全体で使用されるかどうかを判定する必要があるため、予備吐出マスクを生成するためだけの回路が必要となる。【解決手段】  ヌルスキップ制御を流し予備吐マスクと掛け合わせることによって、データ有無判定用の特別な算出回路を必要とせず、流し予備吐を効果的に制限することである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドに配列された複数のノズルからインクを記録媒体に対し吐出することにより記録を行うインクジェット記録装置において、キャリッジ停止中に予備吐出を行う停止予備吐出制御と、キャリッジ走査開始から記録媒体への記録開始までの間に予備吐出を行う流し予備吐出制御の少なくとも２種類以上の予備吐出方法を有する予備吐出制御手段を持ち、そのうち流し予備吐制御のみを記録媒体上に記録される記録データに基づいて予備吐出量を制限することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１記載の予備吐出量の制限は、請求項１記載の記録データが、キャリッジ走査方向に平行な方向に前記走査の間、記録媒体上へ記録すべき記録データが存在しない場合に、前記記録データが存在しないデータが、対応する請求項１記載の記録ヘッドに搭載されたノズルに対して前記流し予備吐出予備吐出を行わない制御を行うことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項２記載の流し予備吐出を行わない制御は、前記記録データを一旦保存する記憶領域に前記記録データが存在しない場合にヌルデータを書き込まずに前記記憶領域内に前記ヌルデータを除いた前記記録データを保存する制御の、前記一旦保存されたデータを読み出す際に前記ヌルデータが存在することを判断するときに使用する判定手段を利用して制御を行うことを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項２記載の流し予備吐出を行わない制御手段は、請求項１記載の流し予備吐出に関して、前記流し予備吐出を制限する前記流し予備吐出を行わない制御手段と異なるいかなる方法による流し予備吐の制限方法と併用されることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項１記載の流し予備吐出で吐出される予備吐出パターンは、請求項３記載のヌルデータ判定手段を使用することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項５記載の予備吐出パターンおよび、請求項２記載の予備吐出を行わない制御は１回の走査ごとに実行されることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
請求項５記載の予備吐出パターンは、一定間隔おきに所定順に各ノズルからインクを吐出させるものであり、前記予備吐出パターンにおけるノズルの吐出間隔を決定する予備吐出間隔決定手段をさらに具えることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置における記録データの読出しと予備吐出に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置（プリンター）に代表されるシリアル型のプリンターは被記録媒体の搬送方向と直行する方向に記録ヘッドを走査させながら印字を行い、１回の走査を終えた段階で記録ヘッドの幅分だけ被記録媒体を搬送し、その繰り返しで記録が実行される。その際、プリンター内部ではホストから送信された記録データを画像処理や転送に適した形に変換してプリントバッファに展開した後、記録ヘッドのノズル列に合うように読出し、記録ヘッドのノズル長に相当するデータが順に記録ヘッドに転送され、記録ヘッドが移動しながらノズルからインクを吐出することで画像が形成されている。
【０００３】
その際、処理速度の向上とプリントバッファの容量削減を目的として「ヌルスキップ制御」が実施されている。これは記録ヘッドの走査方向の記録データがゼロ（ヌル）であり、かつこのデータがゼロの状態（ヌル状態）が被記録媒体の搬送方向に所定単位だけ連続する場合、そのデータをプリントバッファに展開（ライト）しないで、その代わりにゼロデータに対応するヌルフラグをセットすることである。
【０００４】
一方、インクジェット記録装置の記録ヘッドに配列されたノズルでは、長時間インクを吐出しない状態で放置されると、吐出口付近に溜まっているインクが固まってしまう場合がある。インクが固まると、次の吐出動作の際、インクが吐出されない不吐状態となり、画像に抜けを生じさせてしまうことになる。また、インクが固着する状態までいかなくても、吐出口付近に塵がついたり、またノズル内のインクが増粘することによって、正しい方向へ適量のインクが吐出されない状態となり、形成される画像に乱れが生じる場合がある。このような吐出動作に適さない状態の記録ヘッドを適する状態にするために、従来から様々な回復処理が行われている。例えば、記録前や記録中に所定の位置で予備吐出を行ってノズル内の増粘インクを排出したり、ノズル面をキャップで覆い吸引するといった処理が挙げられる。この中でも予備吐出処理は記録動作中にも一定間隔で行われるものである。予備吐出動作は一定時間間隔で吐出を行なう停止中予備吐出と、記録ヘッド走査の直前にその走査中の吐出を安定させるための流し予備吐出がある。両者の予備吐出の回数は、流し予備吐出は印刷中の走査開始直前に毎回行われるため、通常印刷時では一般的に走査直前の予備吐出の回数が多い。
【０００５】
停止予備吐出の場合に吐出を行うノズルは、全ノズルについてほぼ一定の不吐出時間が経過しているため、一般的には記録ヘッドに搭載されている全ノズルに対して吐出を行う。
【０００６】
流し予備吐出に関しては、ほぼ毎走査予備吐出を行うため、予備吐出において消費されるインク量は停止予備吐出と比較して多くなってしまう傾向がある。加えて、流し予備吐出時には、記録データが記録ヘッドに対して、どのノズルでどの記録データが吐出されるかが一対一で把握できていないのが一般的な回路構成であり、走査中にどのノズルがどのくらい吐出を行うかを判別することが困難であるため、ほぼ全ノズルに対して同様の量の予備吐出を行うのが一般的である。そのため、走査中に全く使用されないノズルに関しても流し予備吐出を行ってしまうことが多い。
【０００７】
これに対して、参考文献1記載の方法では、これから行う走査で使用するノズルを記録データから算出し、使用しないノズルに対しては予備吐データに対してマスク処理を行うことにより、流し予備吐出を行わないことで無駄なインクの消費を押さえる提案がなされている。この方法によれば、流し予備吐出の本来の目的である吐出安定に関して、使用するノズルのみ予備吐出を行うことによって、不必要な吐出を制限している。
【特許文献１】特開２００４−９８２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、参考文献1による方法では、予備吐を行うノズルが走査中に使用するノズルであるかどうかを予備吐出マスク生成用の回路として設けている。実際には、流し予備吐出を実行しないノズルを判定するためには、あるノズルが走査全体で使用されるかどうかを判定する必要があるため、予備吐出マスクを生成するためだけの回路が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明による方法では、前述のヌルスキップ制御を流し予備吐マスクと掛け合わせることによって、データ有無判定用の特別な算出回路を必要とせず、流し予備吐を効果的に制限する方法を提案する。ヌルスキップ制御では、ヌルラスターが連続したラスターに関しては、記録領域にはヌルラスター分の領域を詰め、詰めた部分を判定できるようにヌルフラグを設けるヌルスキップ制御を実行する。後段の読み出し回路では、ヌルフラグが立っている領域に対しては記憶領域の詰めてある領域に対してゼロデータを書き込み、後段の記憶領域にデータ展開する。ヌルスキップ制御はラスター単位で実行されるため、ヌルフラグが有効であるノズルについては１走査に渡って記録ドットが存在しないことになる。そのため、ヌルフラグが有効になるデータが保存されている記憶領域で、データとノズルの関係が明確になっていれば流し予備吐出用マスクとして有効である。例えば、プリントバッファに保存されているデータがヌルスキップ制御されており、プリントバッファから読み出される読出し可意思位置とヘッドのノズルの端が対応していれば、この方法は有効である。
【発明の効果】
【００１０】
以上のような構成であれば、プリントデータのヌルラスタースキップ機能のためのフラグを流し予備吐用マスクに展開し、ヌルスキップ制御と流し予備吐マスクを同時に生成し、１スキャン内にデータがないノズルを判定して予備吐マスクを生成するため、複雑な回路を必要とせず、効率的に予備吐を制限することができる。
【００１１】
以下、本発明による方法の詳細な実施例について記す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明の実施形態として適応可能なインクジェット記録装置の構成を示す図である。この記録装置はインクジェット記録方式の記録ヘッド１を備えたインクジェット記録装置（プリンター）である。
【００１３】
記録ヘッド１は図示下向きにインクを吐出する姿勢でキャリッジ２に搭載されており、キャリッジ２に搭載される不図示の軸受け部がガイド軸３に沿って移動しながらインク液滴を吐出して、記録用紙等の被記録媒体４上に１走査分の画像を形成していく。
【００１４】
なお、キャリッジ２のガイド軸３に沿った往復運動は、キャリッジモータ５の駆動力が伝達されたプーリ６の回転により、タイミングベルト７を介して行われる。
【００１５】
記録ヘッド１による１走査分の記録が終了すると、搬送モーター９が駆動されてプラテン８上に位置する被記録媒体４がキャリッジ２の移動方向に対して直行する方向に所定量だけ搬送される。次いで再びキャリッジ２をガイド軸３に沿って移動させながら次の１走査分の画像形成を行う。これらの動作を繰り返すことにより、被記録媒体４の画像が完成する。
【００１６】
プリンターの右側には記録ヘッド１のインク吐出状態を良好に保つための回復動作を行う回復ユニット１０が配設されている。回復ユニット１０には記録ヘッド１をキャップするキャップ１１、記録ヘッド１のインク吐出面を拭うワイパ１２、および記録ヘッド１のインク吐出ノズルからインクを吸引するための吸引ポンプ（不図示）等が設けられている。
【００１７】
また、このプリンターはエンコーダスケール１３およびエンコーダ１４を備えており、キャリッジ２の移動速度の検出を行い、キャリッジモータ５の駆動時にそのフィードバック制御を行うように構成されている。またエンコーダスケール１３の位置情報をエンコーダ１４により読み取ることで、記録ヘッド１のインク吐出タイミング（以後ヒートタイミングと呼ぶ）がとられている。
【００１８】
この記録ヘッド１はインクジェット記録方式で複数の記録素子が配列されている。記録素子は駆動部とノズルから構成されており、駆動部は電気熱変換体（吐出ヒーター）によりインクに熱をあたえることが可能になっている。この熱によりインクは膜沸騰し、この膜沸騰による気泡の成長または収縮によって生じる圧力変化によって、ノズルからインクが吐出される。
【００１９】
記録ヘッド１はシアン記録ヘッド１Ｃ、マゼンタ記録ヘッド１Ｍ、イエロー記録ヘッド１Ｙおよびブラック記録ヘッド１Ｋの４色の記録ヘッドを有している。各色の記録ヘッド１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｋは平行に並び、キャリッジ２の移動方向に配列するようにキャリッジ２に搭載されている。記録ヘッドのノズル数はトータル１２８０ノズルで、１列あたり６４０ノズルで構成されており、このノズル列を２列有する。これらのノズルは被記録媒体の搬送方向に並んでいる。
【００２０】
図２はプリンターの制御構成を示す図である。図２においてＣ１〜Ｃ７は制御信号を表している。Ｄ１〜Ｄ５は記録データの流れを表している。１００はホストから記録データを受け取るＩ／Ｆブロックであり、ＦＩＦＯメモリで構成されている。記録データを受信すると一旦保持し、ＧＡ１０３が一旦保持されたデータの中から制御コードを解析し、ＤＭＡ手段を用いてデータの中から画像データのみをＲＡＭ１０５に設けられたプリントバッファに展開する。この処理を各色に対応したデータについて行う。
【００２１】
１０１は記録動作等の各種制御を行うＣＰＵである。１０２は記録動作の手順等のプログラムを格納するＲＯＭである。１０３はＧＡでありＣＰＵ１０１の管理下でシステム全体を制御している。前述した記録データの解析、プリントバッファからの記録データの読み出し、記録ヘッド１へ転送等を行う。また、予備吐出時に、どのノズルに対して予備吐出を実行するかの情報や、予備吐出を間引くための予備吐マスク情報が設定されており、予備吐出実行処理も行う。後で述べるＨＶ変換ブロックもＧＡ１０３に有し、記録ヘッドのノズル列に合った形式に記録データを変換する処理も行う。
【００２２】
１０４はプリンターで使用されている複数のＤＭＡチャンネルを制御するＤＭＡＣ（ＤＭＡコントローラー）であり、例えばＤＭＡ要求が重なった場合は所定の優先順位で調停をおこない、順にＤＭＡ要求の処理をおこなう。図では、全体の構成が分かりやすいようにＤＭＡＣを独立して図示しているが、ＧＡ１０３に内臓されていても良い。
【００２３】
１０５はデータを一時的に格納するＲＡＭであり、ホストコンピュータから転送されたデータをＨＶ変換や画像処理用に一時保存しておくワークバッファや、ＨＶ変換後のデータを保存しておくプリントバッファやマスクバッファが設けられている。このマスクバッファには記録データを間引くためのマスクデータが保存される。このマスクデータは、複数の走査で記録画像を完成させる記録モードで使用される。
【００２４】
本実施例ではＲＡＭとしてＳＤＲＡＭを用い、１回のＤＭＡリード（ＤＭＡによる読み出し）動作で連続アドレスから１６ワードのデータをリード（読み出し）可能である（バーストリード機能）。
【００２５】
１０６はＳＲＡＭであり、ＳＤＲＡＭ１０５内のプリントバッファからＤＭＡリードしたデータを格納する転送バッファを有している。この転送バッファは記録ヘッド１のすべてのノズルに対して独立して１対１に対応するように構成されている。
【００２６】
１０７は記録ヘッド１を制御する記録ヘッドドライバである。なおその駆動タイミングは前述したエンコーダ１４からの情報から作成され、ＧＡ１０３によって制御される。
【００２７】
次に図２と図３を用いて、プリントバッファのデータ格納状態についての説明と、記録ヘッド１に転送されるデータ形式について説明する。
【００２８】
プリントバッファにはＨＶ変換後のデータが一時保存される。その際、記録ヘッド１の各ノズル列についてノズル列方向に連続データとなるような形(図３(a))で格納される。この時点で、格納されている記録データは、ＨＶ変換後のデータであるため、記録ヘッドのノズル列方向と同じ並びになる。さらにＳＲＡＭ１０６に展開するためのＤＭＡリード時の読出し開始位置は、ヘッドのノズル端に対応する。
【００２９】
ＨＶ変換後のデータをプリントバッファに格納する際、ヌルスキップ制御を用いることにより図３の（a）のように格納することになる(ヌルスキップ制御を行わない場合は、図３(b)のように格納される)。ヌルスキップ制御ではプリントバッファからＳＲＡＭ１０６にＤＭＡリードする際にスキップ箇所を判断するためのヌルフラグが設けられている。なおヌルフラグは記録ヘッドの長さに対応するデータ分必要であり、例えば本実施例においては６４０ノズルに対して３２ノズル単位のヌルスキップ制御を実施しているため、２０ビットのフラグが必要となり、このフラグを保存するためのヌルフラグテーブルがある。そして、プリントバッファからＤＭＡリードされたデータをＳＲＡＭ１０６に格納する際、ヌルフラグが有効である部分をゼロデータで埋めて格納する。この処理を図４に示す。ＤＭＡリードは、アドレスＡから連続的に読み出される。
【００３０】
バースト読み出しを使用すると、図４(a)のように格納してあるデータは１回の読み出しでＡ〜Ａ＋６まで読み出される。読み出されたデータは、図４(b)に示すヌルフラグと３２ビット単位で比較される。ヌルフラグが有効である箇所のデータは読み出されたデータの代わりにヌルデータを入れて格納する。図４(c)はＳＲＡＭに格納されたデータを示す。図に示すヌルフラグでは、上から４番目のフラグが有効であるため、図４(a)から読み出されたデータのＡ＋２の次の領域に格納すべきデータ、つまりＳＲＡＭアドレスＡＤＲｓｒａｍ＋３には読み出したデータの代わりにヌルデータを埋める。このように読み出したデータに対してヌルフラグを順次比較して、ＳＲＡＭ内に記録データを展開する。この処理はＧＡ１０３によって実行される。
【００３１】
ここで、ＳＲＡＭに格納されたＨＶ変換後のデータはノズルと１対１となる。また、ヌルフラグはラスター単位で設定されるため、ヌルフラグが有効である部分のデータ、つまりヌルフラグに対応するノズルは、ヌルフラグが設定されている間の吐出がないことになる。なお、ヌルフラグは走査の前に設定され、１走査を通して有効である。つまり、ヌルフラグが有効であるノズルは１走査にわたって吐出がない。ＳＲＡＭに格納されたデータは、キャリッジ走査が開始されると記録ヘッドドライバ１０７によって記録ヘッドに転送される。以上述べたように、記録データがヘッドに転送されて、エンコーダ１４からの駆動タイミング信号を基準としてノズルが駆動される。
【００３２】
一方、キャリッジ走査が開始された後、あるいは直前にキャリッジ走査中の吐出を安定させるために流し予備吐出を行う。流し予備吐出は、記録データと同様に記録ヘッドドライバによってエンコーダ１４からの情報を元に作られるタイミングにより吐出駆動される。流し予備吐出は、一般的にキャリッジ走査が記録メディアに差し掛かる直前に実行され、１ノズルから複数回の吐出が実行される。吐出されたインク滴は、流し予備吐出用に設けられた予備吐口と呼ばれる部分に向かって落ちるようになっており、予備吐口には例えばスポンジ状のインク吸収体のような、インクを吸収するような仕組みが設けてある。予備吐出は、記録データと同様にＳＲＡＭ１０６に予備吐出データを格納し、記録ヘッドに予備吐出データを転送することにより実行される。予備吐出データは一般的に複数ノズルで１単位のレジスタ値としてＧＡ１０３に格納されている。あるいは記録データと同様にＳＤＲＡＭ１０５から呼び出しても良い。複数ノズルで１単位として設けてあるのは予備吐出の目的がノズルの吐出を安定させることが目的であるため、１度に複数のノズルを駆動するためである。本実施例では、６４０ノズルに対して０ノズルから６３９ノズルまで、１２８ノズル単位での吐出を設定するようなパターン予備吐であるため、予備吐実行フラグは５ｂｉｔである。ＧＡ１０３には、予備吐出時に予備吐出データにかけるためのマスクデータも保存されている。このマスクは一般的にノズル列方向と走査方向について、複数回の吐出によって全ノズルが吐出されるようなマスクである。また、その吐出が一定周期で繰り返し、あるノズルについて複数回吐出されるようなマスクパターンであってもよい。前述のように予備吐出は吐出安定を図るため、ほぼ全ノズルに対して吐出を行う。予備吐出マスクを使用する目的は、予備吐出時にインクリフィルが十分になされること、また予備吐出時の瞬間的な過大電力消費による不安定な吐出を抑えるためである。
【００３３】
予備吐出データを図５に示す。図５(a)は予備吐出フラグと予備吐出マスクから生成される予備吐出データを示している。図の上下方向がノズル列方向、左右方向がキャリッジの走査方向を示す。予備吐出マスク処理後の予備吐出データは、走査方向に複数回繰り返されることによって全ノズル列から所望の回数の予備吐出が行われるようなデータである。図５(b)は、ヌルフラグの反転論理を示す。図５(c)は、ヌルフラグ反転論理データ(b)と、予備吐出データ(a)をａｎｄ処理した結果を示しており、最終的にはこのデータが予備吐出データとして記録ヘッドに転送される。結果として、記録データがヌルであると判定されたノズルに対して流し予備吐出させないように予備吐出データを間引くことができる。図５に示す処理は、ＧＡ１０３の内部で実行され、ＳＲＡＭ１０６に展開される予備吐出データは図４(c)に示すデータそのものである。
【００３４】
前述のように、ＳＲＡＭ１０６に展開されたデータは記録ヘッドのノズルに１対１で対応する。同様にプリントバッファ内に一時保存されているデータは、記録データ読出し位置の先頭がノズル列の端ノズルに対応する。このとき、ヌルフラグは１走査ごとに設定されるため、ヌルと判定されたデータ部分に対応するノズルは１走査間を通して記録データが存在せず、１走査間を通して記録媒体上には吐出が行われず、流し予備吐の必要性もない。つまり、ヌルフラグの反転論理を予備吐データと掛け合わせる（ａｎｄ）ことによって、無駄な予備吐出を抑えることが可能である。図６に図４に格納された記録データと予備吐出の実行結果を示す。１走査に渡って記録データが存在しない部分は、予備吐出が効果的に削減されている。本実施例では、予備吐出データをあらかじめＧＡ１０３に設定しているが、ヌルフラグの反転論理(図５(b))そのものを予備吐出データとして、予備吐出マスクをかけたものを実際の予備吐データとしても良い。
【００３５】
以上、本発明における実施例の説明をしてきたが、ＤＭＡ転送やＨＶ処理などを行う際のデータのビット数やワード数、予備吐出データと予備吐出マスクデータの設定ビット数など実施例で述べた値に限定するものではない。
【００３６】
また、記録ヘッドはノズル数や解像度など実施例で述べた値に限定するものではない。記録素子の駆動部としてピエゾ素子を用いても構わない。
【００３７】
以上説明したように本発明によれば、予備吐出時に発生する無駄な吐出を削減し、効率的な流し予備吐出を実行することが可能になる。
【００３８】
また、ＤＭＡ効率を上げるためのヌルスキップ機能に使用するヌルフラグを利用することにより、ごく少ない回路の追加および変更によって流し予備吐出の効率的な実行が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例1記載の記録装置の全体的な構成。
【図２】実施例１記載の記録装置の制御構成を示すブロック図。
【図３】実施例１記載のプリントバッファに格納されるデータ模式図。
【図４】実施例１記載のヌルスキップ制御時のヌルフラグの説明図。
【図５】実施例1記載の予備吐データ生成の説明図。
【図６】実施例1記載の方法による記録を説明する図。
【符号の説明】
【００４０】
１  記録ヘッド
２  キャリッジ
３  ガイド軸
４  記録媒体
５  キャリッジモータ
６  プーリー
７  タイミングベルト
８  プラテン
９  搬送モータ
１０  回復ユニット
１１  キャップ
１２  ワイパ
１３  リニアエンコーダスケール
１４  エンコーダセンサ
１００  Ｉ／Ｆブロック
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＧＡ
１０４  ＤＭＡＣ
１０５  ＲＡＭ
１０６  ＳＲＡＭ
１０７  記録ヘッドドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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