JP3870461B2

JP3870461B2 - プリンタ及びプリンタの駆動装置

Info

Publication number: JP3870461B2
Application number: JP30905196A
Authority: JP
Inventors: 悦一前川; 裕明荒川; 豊青木; 修村田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2016-11-20
Also published as: JPH10147010A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多階調記録が可能なプリンタに関し、コンピュータ等からの階調画像データを記録するハードコピー装置として利用できる多階調記録が可能なプリンタの駆動装置及びプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２値の階調データによって記録を行うプリンタでは、記録用のヘッドに設けられた複数の各記録素子で２値データに応じて、ＯＮ、ＯＦＦの記録を行っていた。例えば、インクジェットプリンタでは、複数の噴出ノズルを有するプリントヘッドで各ノズルが１回噴射を行う分の画像データを毎回ヘッドの駆動ＩＣへ転送し、この転送された画像データによりインク噴射を行い画像形成を行っていた。
【０００３】
近年、各種プリンタで階調記録が行われるようになり、インクジェットプリンタにおいても他のプリンタと同様に行われるようになった。階調記録の１つとして、１画素に対して噴射するドットの数を変化させる方法がある。この方法によれば噴射時のドットの大きさを変えるのと同等の効果がある。この階調記録の場合、１画素のデータを複数ビットで構成し、１回のインク噴射分、つまり１ビットずつの信号を複数ノズル分だけヘッドへシリアル転送するという従来の２値の階調データによる記録と同様の動作でインク噴射を行い画像形成を行っていた。
【０００４】
例えば特公平４−３１２２０には、熱転写プリンタで、複数ビットの階調データを１ビットに変換した後、つまり、１回の記録相当のデータに変換したのち、シリアルにレジスタ、ラッチに転送を行うことが記載されている。また、特公平４−７４９０６には、複数ビットの階調データをシリアルデータに変換し、シリアルに転送された１画素分のデータからパルス個数の異なったパルスを発生する装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平４−３１２２０や特公平４−７４９０６は画像データをヘッドへシリアル、すなわち、１ビット単位で転送しているので、２値の画像データを記録する場合よりも記録に長時間を要する。例えば１６階調での階調記録を行う場合、階調記録でない場合に比較して、ヘッドへの信号の転送で１６倍の時間を要してしまう。階調データの記録は、１画素に関して２値での記録と同様の記録動作を複数回繰り返して実行される。階調データをシリアルでヘッドに転送する場合は、例えば１クロック当たりでは、複数回の記録動作のうちの１回分の駆動信号しかヘッドへ転送できない。
【０００６】
従って、階調記録で画像データをヘッドへシリアルで転送すると１画素の記録を終了するのに少なくとも階調数分のクロックが必要であるから、１クロックで１画素の記録を終了してしまう２値での記録に対して、信号の転送さらにはこれに伴う記録速度の低下という大きな問題を生じてしまう。
【０００７】
そこで、多階調プリンタで画像データをヘッドへシリアル転送する構成では、記録速度の低下を解決する為には、転送周波数をあげてヘッドの記録動作を高速にする構成も考えられる。
【０００８】
しかしながら、特にヘッドをキャリッジに搭載し、主走査方向に走査させて記録を行う方式のインクジェットプリンタ等においては別な問題が生じる。インクジェットプリンタ等では、キャリッジはヘッドとヘッドのドライバーを搭載して移動する。キャリッジの移動幅は記録材料の寸法に応じたもので、Ａ４サイズの記録紙に記録するインクジェットプリンタでは２０ｃｍ以上にもなるため、キャリッジと制御基板間は平行ケーブル等の長い可撓性のケーブルで接続されている。インクジェットプリンタ等の如く長い可撓性のケーブルでキャリッジと制御基板間を接続して階調データである高周波のデータ転送を行うのは、ケーブルでノイズが発生することが考えられ、電波障害等の点からも適当ではない。
【０００９】
また、より高画質な画像を出力しうる多階調プリンタを提供しようとすれば、階調数が増加するのでデータ数が増大し、ヘッドの駆動周波数は益々大きくなり、制御が困難になる。
【００１０】
本願発明は、このような問題を解決するものであり、階調情報を有する複数ビットである並列データからなる画像データによる階調記録を行なうことで、ヘッドドライバーの駆動周波数を上げずに高速に階調記録を行う多階調プリンタの駆動装置と多階調プリンタを提供するものである。
【００１１】
また、ヘッド部において階調を持った並列データを液滴噴出数に変換し、階調記録を得るようにしたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、１画素あたりが階調を示す複数ビットで構成され、該複数ビットのデータが並列に入力されて１画素ごとに画素データを順次記憶し、所定数の画素データを記憶した後に、記憶した画素データを並列に出力する第１の記憶手段と、カウンタ信号を発生するカウント手段と、該第１の記憶手段の出力のそれぞれに対応して設けられ、かつ該第１の記憶手段の各画素データと該カウンタ信号とを比較し、比較結果に応じて駆動信号を出力する複数の比較手段と、該各比較手段に対応して設けられ、かつ該各比較手段からの駆動信号に応じて変更された駆動電圧に基づき駆動される記録手段と、前記比較手段の出力を選択し、前記記録手段のうち所望の記録手段により記録を行なわせるための選択手段を有する事を特徴とするプリンタの駆動装置により達成される。
【００１３】
また、上記の目的は、１画素あたりが階調を示す複数ビットで構成され、該複数ビットのデータが並列に入力されて１画素ごとに画素データを順次記憶し、所定数の画素データを記憶した後に、記憶した画素データを並列に出力する第１の記憶手段と、前記第１の記録手段が並列に出力した画素データをラッチして並列に出力する第２の記憶手段と、カウンタ信号を発生するカウント手段と、前記第２の記憶手段の出力のそれぞれに対応して設けられ、かつ前記第２の記憶手段の各画素データと該カウンタ信号とを比較し、比較結果に応じて駆動信号を出力する複数の比較手段と、該各比較手段に対応して設けられ、かつ該各比較手段からの駆動信号に応じて変更された駆動電圧に基づき駆動される記録手段と、前記比較手段の出力を選択し、前記記録手段のうち所望の記録手段により記録を行なわせるための選択手段を有する事を特徴とするプリンタの駆動装置により達成される。
【００１４】
また、上記の目的は、１画素あたりが階調を示す複数ビットで構成され、該複数画素のデータが該複数ビットの下位ビットまたは上位ビットから順に並列に入力されて画素データを順次記憶し、所定数の画素データを記憶した後に、記憶した画素データを並列に出力する第１の記憶手段と、該第１の記録手段が並列に出力した画素データをラッチして並列に出力する第２の記憶手段と、カウンタ信号を発生するカウント手段と、前記第２の記憶手段の出力のそれぞれに対応して設けられ、かつ該第２の記憶手段の各画素データと該カウンタ信号とを比較し、比較結果に応じて駆動信号を出力する複数の比較手段と、該各比較手段に対応して設けられ、かつ該各比較手段からの駆動信号に応じて変更された駆動電圧に基づき駆動される記録手段と、前記比較手段の出力を選択し、前記記録手段のうち所望の記録手段により記録を行なわせるための選択手段を有する事を特徴とするプリンタの駆動装置により達成される。
【００１５】
また、上記の目的は、１画素あたりが階調を示す複数ビットで構成され、該複数ビットのデータが並列に入力されて１画素ごとに画素データを順次記憶し、所定数の画素データを記憶した後に、記憶した画素データを並列に出力する第１の記憶手段と、カウンタ信号を発生するカウント手段と、前記第１の記憶手段の出力のそれぞれに対応して設けられ、かつ該第１の記憶手段の各画素データと該カウンタ信号とを比較し、比較結果に応じて駆動信号を出力する複数の比較手段と、該各比較手段に対応して設けられ、かつ該各比較手段からの駆動信号に応じて変更された駆動電圧に基づき駆動される記録手段と、前記比較手段の出力を選択し、前記記録手段のうち所望の記録手段により記録を行なわせるための選択手段と、前記第１の記憶手段、前記比較手段、前記記録手段、選択手段を備えていて記録時に移動可能に保持されるキャリッジと、該キャリッジとプリンタ本体に備えた基板との間でデータを転送し、可撓性を有していて該キャリッジの移動に追従するデータ転送手段を有する事を特徴するプリンタにより達成される。
【００１６】
また、上記の目的は、１画素あたりが階調を示す複数ビットで構成され、該複数ビットのデータが並列に入力されて１画素ごとに画素データを順次記憶し、所定数の画素データを記憶した後に、記憶した画素データを並列に出力する第１の記憶手段と、該第１の記憶手段が並列に出力した画素データをラッチして並列に出力する第２の記憶手段と、カウンタ信号を発生するカウント手段と、該第２の記憶手段の出力のそれぞれに対応して設けられ、かつ該第２の記憶手段の各画素データと該カウンタ信号とを比較し、比較結果に応じて駆動信号を出力する複数の比較手段と、該各比較手段に対応して設けられ、かつ各比較手段からの駆動信号に応じて変更された駆動電圧に基づき駆動される記録手段と、前記比較手段の出力を選択し、前記記録手段のうち所望の記録手段により記録を行なわせるための選択手段と、前記第１の記憶手段、前記第２の記憶手段、前記比較手段、前記記録手段、選択手段を備えていて記録時に移動可能に保持されるキャリッジと、該キャリッジとプリンタ本体に備えた基板との間でデータを転送し、可撓性を有していて該キャリッジの移動に追従するデータ転送手段を有する事を特徴するプリンタにより達成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図１から図８により、インクジェットプリンタを例に説明する。
【００１９】
図１はインクジェットプリンタ１の主要部を示す斜視図である。
【００２０】
キャリッジ２はヘッド３とヘッドドライバー１６を納めた樹脂性のケースである。キャリッジ２に納めたヘッドドライバー１６はＩＣで構成してあり、キャリッジ２から引き出されたフレキシブルケーブル５で制御基板９と接続されている。
【００２１】
キャリッジ２はキャリッジ駆動機構６によって図中矢印Ｘで示した主走査方向に往復移動される。キャリッジ駆動機構６は、モータ６ａ、プーリ６ｂ、歯付きベルト６ｃ、ガイドレール６ｄを含んで構成されていて、キャリッジ２は歯付きベルト６ｃに固着されている。
【００２２】
モータ６ａによりプーリ６ｂが回転すると、歯付きベルト６ｃに固着されたキャリッジ２は図中矢印Ｘの方向に沿って移動させられる。ガイドレール６ｄは互いに平行な２本の丸棒で、かつキャリッジ２の挿通穴を貫通していてキャリッジ２が滑走するようにした。このため歯付きベルト６ｃはキャリッジ２の自重では撓まないし、キャリッジ２の往復移動の方向は一直線上となる。モータ６ａの回転方向を逆転すればキャリッジ２が移動する向きを変更できるし、回転数を変更すればキャリッジ２の移動速度を変更することもできる。
【００２３】
インクカートリッジ４は内部にインクタンクを有している。インクタンクのインク供給口はインクカートリッジ４をキャリッジ２にセットしてインク供給パイプと接続されると開口し、接続が解除されると閉鎖され、ヘッド３にインクが供給される。キャリッジ２にはインクカートリッジ４の取り付け部が設けてあり、噴射用のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のインクを納めたインクカートリッジを着脱できるようになっている。本実施の形態では４色のうちＫ（黒）のインクタンクだけを別のカートリッジに納め、他の３色のインクタンクは一つのカートリッジに納めた。
【００２４】
フレキシブルケーブル５は本発明のデータ転送手段に係り、可撓性を有するフィルムに、データ信号線、電源線等を含む配線パターンをプリントしたもので、キャリッジ２と制御基板９との間でデータを転送し、キャリッジ２の移動に追従する。
【００２５】
エンコーダ７は樹脂の透明なフィルムに所定の間隔で目盛りをつけたもので、この目盛りをキャリッジ２に設けた光センサにより検出して、キャリッジ２の移動速度を検知する。
【００２６】
紙搬送機構８は図中矢印Ｙで示した副走査方向に記録紙Ｐを搬送させる機構で、搬送モータ８ａ、搬送ローラー対８ｂ、８ｃを含んで構成される。搬送ローラー対８ｂと搬送ローラー対８ｃは搬送モータ８ａにより駆動されて、図示せぬギア列によって略等しいが搬送ローラー対８ｃが極わずかに速い周速で回転するローラー対である。記録紙Ｐは給紙機構（図示せず）から送り出されてから一定速度で回転させられている搬送ローラー対８ｂに挟持され、給紙ガイド（図示せず）によって副走査方向に搬送の向きを修正させられたうえで搬送ローラー対８ｃに挟持されて搬送される。搬送ローラー対８ｃの周速は搬送ローラー対８ｂよりも極わずか速いので、記録紙Ｐは弛みを発生させずに記録部を通過する。また記録紙Ｐが副走査方向に移動する速度は一定の速度に設定する。
【００２７】
このようにして記録紙Ｐを副走査方向に一定速度で移動させつつ、キャリッジ２を主走査方向に一定速度で移動させ、ヘッド３から噴出したインクを付着させて記録紙Ｐの片面の所定範囲に画像を記録する。
【００２８】
図２はインクジェットプリンタ１の回路ブロック図である。
【００２９】
制御基板９はインクジェットプリンタ１全体の制御を行うＣＰＵ１１が実装され、先に説明したとおりフレキシブルケーブル５によってキャリッジ２のヘッドドライバー１６と接続されている。
【００３０】
ページメモリ１２は、インクジェットプリンタ１自体を周辺機器として利用するパーソナルコンピュータ等から受け取った画像データを記憶する。ページメモリ１２の記憶容量は、パーソナルコンピュータ等の扱う階調画像データのビット数、ドット数、信号の転送速度、ＣＰＵの処理速度等によって決めればよい。
【００３１】
本発明にかかる多階調プリンタの駆動装置を用いれば大変高速な記録が可能であるから、シリアルインターフェースを利用しないで、画像データ転送を早める目的でパラレルインターフェースのＳＣＳＩ（１４ａ）とＩＥＥＥ１２８４（１４ｂ）を利用できるようにした。
【００３２】
ラインメモリ１３ａ、ｂは本発明の第３の記憶手段に係り、記録紙Ｐに記録する際に主走査方向に一列に並べて記録される各画素の画像データを記憶するラインメモリーとして使用していて、各画像データは数ビットの階調データでページメモリ１２から転送される。本実施例では８ビット処理のラインメモリ１３ａ、ｂを２個パラレルに使用しているが、１６ビット処理の一つのラインメモリで構成してもよい。ページメモリ１２からのデータ信号線は１６ビットで、各ラインメモリ１３に８ビットずつ分岐している。ラインメモリ１３ａ、ｂの画像データはフレキシブルケーブル５を介してヘッドドライバー１６に転送される。
【００３３】
ヘッドドライバー１６ａ〜ｄはＩＣで構成され、各色毎に１個設けられている。各ＩＣはそれぞれ１２８ビット×４の本発明の第１の記憶手段に係るシフトレジスタに接続され、ラインメモリ１３ａ、ｂからの画像データは一旦このシフトレジスタに格納される。尚、ヘッドドライバー１６は一色当たり複数個としてもよいし、一個のＩＣに４色分のドライバーをパッケージすればより小型化が可能となる。ヘッドドライバー１６は４ビットのデータ信号線を有し、この信号線によってヘッドドライバー１６をシリアルに接続すると前段のシフトレジスタに格納しきれなかった画像データは後段のシフトレジスタに格納されるように構成できる。
【００３４】
本発明の記録手段に係る４色のヘッド１７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれが１２８個のノズルを持ち、各ヘッドを構成するノズルは複数のラインを同時に記録できるように副走査方向に並べて配置されている。なお本実施の形態のヘッドドライバー１６とヘッド１７の組み合わせは、本発明の多階調プリンタの駆動装置の実施の形態の一例である。
【００３５】
本実施の形態では、イエローの画像データはラインメモリ１３ａから４ビットのデータ信号線でヘッドドライバー１６ａへ転送される。そしてヘッドドライバー１６ａに転送されたイエローの１２８個の画像データは並列的に処理されて、ヘッド１７Ｙによる記録が実行される。以下同様にマゼンタの画像データはラインメモリ１３ａからヘッドドライバー１６ｂへ転送されヘッド１７Ｍで記録が実行される。シアンはラインメモリ１３ｂからヘッドドライバー１６ｃに転送されてヘッド１７Ｃによる記録が実行され、ブラックはラインメモリ１３ｂからヘッドドライバー１６ｅに転送されてヘッド１７Ｋによる記録が実行される。ヘッドドライバー１６の詳しい動作は後述する。
【００３６】
ＡＮＤゲート２２は、エンコーダ７の検出した情報を基にキャリッジ２が一往復移動を開始して往路上で所定の位置に達した時点で、インク噴射を開始させるためのＴＲＧＩＮ信号をヘッドドライバー１６に出力する。ヘッドドライバー１６はこのＴＲＧＩＮ信号を受けて駆動信号を送出し、ヘッド１７によるインクの噴射を行う。
【００３７】
ヘッドドライバー１６は１２８ビットのデータ信号線によってヘッド１７の各ノズルに設けられた電気機械変換素子に駆動信号を供給し、この駆動信号を受けて電気機械変換素子が変形することによりヘッド内のインクが噴射される。尚、電気機械変換素子としては種々のものがあるが、本実施の形態ではピエゾ素子を例に説明する。
【００３８】
一般にインクジェットプリンタはノズルより駆動信号に応じて液滴が噴出され、記録が行われる。順次インク滴は記録紙Ｐ上に記録され、液滴数に応じた面積の記録が可能となり、階調記録が行える。
【００３９】
また、ピエゾ素子の駆動電圧を高めることでノズルヘッド１７から噴射された液滴の速度は高めることができる。これを利用して、各噴射の印加電圧を各パルス毎に徐々に高めれば、順次噴射されたインク滴が記録紙Ｐ上でより近い位置に記録することができ、より高画質な階調記録が可能となる。
【００４０】
さらに、駆動信号はインクジェットプリンタ１の周辺の環境に応じて異なる波形を用いることで、安定した画質を得ることができる。本実施の形態ではサーミスタ１９でヘッド１７近辺の温度を測定し、測定した温度に応じて波形を変更する構成とした。この構成により、温度によりインク粘度が変化した場合でも、これに対応してヘッドを駆動することができる。なお、湿度条件等も駆動信号の波形を変更する為のパラメータにすればより好ましい。
【００４１】
駆動信号の波形はこのようにインクを一滴噴出する毎に、また環境によっても波形を変える必要があるので、駆動信号の様々な波形をシリアルＲＯＭ２０にディジタルデータとして記憶してある。このシリアルＲＯＭ２０は、ＥＰＲＲＯＭ等を用いて構成できる。
【００４２】
シリアルＲＯＭ２０は、パルスごとに印加電圧を徐々に高めた駆動信号の波形データを各温度条件毎に記憶させてある。本実施の形態では色当たり４ビット１６階調のデータを出力するので、シリアルＲＯＭ２０に記憶した波形データは基本波形の振幅を徐々に大きくして１６回くりかえす波形をディジタルデータ化したものである。
【００４３】
ＣＰＵ１１は、サーミスタ１９で検出した温度条件に最適の波形データをシリアルＲＯＭ２０から読み出して駆動波形発生回路１５へ送る。駆動波形発生回路１５では、この駆動信号の波形データをＤ／Ａ変換によりアナログの波形に復調、増幅し、ヘッドドライバー１６へ出力する。
【００４４】
次に図３のヘッドドライバーのブロック図によって説明する。本実施の形態のヘッドドライバー１６は、本発明の第１の記憶手段の一例であるシフトレジスタ３１、本発明の第２の記憶手段の一例であるラッチ３２、本発明の比較手段の一例であるデジタルコンパレータ３３、本発明の選択手段の一例である選択ゲート３４、レベルシフタ３５、ドライバ３６、カウンタ３７等を含んで構成される。本実施の形態では１画素あたり１６階調からなる画像データを処理するために、ヘッドドライバー１６を構成する各手段は４ビットに対応する構成となっている。
【００４５】
ラインメモリ１３から１画素が複数ビット、ここでは４ビットからなる階調画像データが、画素単位でシリアルにヘッドドライバー１６へ転送されてくる。図３では、第一番目の４ｂｉｔの画素データＤＡＴ０、ＤＡＴ１、ＤＡＴ２、ＤＡＴ３が４ビットのデータ信号線を転送されている状態を示した。
【００４６】
シフトレジスタ３１はノズルヘッド１７での１回の噴射に相当する数の画素の画像データを記憶できる容量を持っている。本実施の形態では副走査方向に並んだ１２８画素分の画像データを記憶する。キャリッジ２が記録に適した位置に達すると、制御回路２３はＬＯＡＤ信号を出力し、ラッチ３２はこのＬＯＡＤ信号を受けるとシフトレジスタ３１から並列に出力された画像データをラッチする。
【００４７】
このように、ノズル数１２８×４ビットの画像データを４ビット単位で並列に転送することにより、データ転送、ひいては記録ヘッドの駆動時間を１／１６に削減できる。この削減効果は、階調数である１画素当たりに噴射するインク滴の数が増加するのに伴いより大きくなる。
【００４８】
デジタルコンパレータ３３は本発明の比較手段に係り、ラッチ３２がラッチした画像データの値とカウンタ３７のカウント値との大小の比較を行う。本例では、画像データを１画素４ビットとしているため、４ビットカウンタとした。この比較手段であるカウンタは、画像データのビット数に対応したものを適宜用いればよい。デジタルコンパレータ３３は画像データの値がカウント値以上のときはＨｉレベルを出力し、画像データの値がカウント値未満のときはＬｏｗレベルを出力し、出力の状態は比較結果が変わるまでは前の状態を維持する。
【００４９】
このデジタルコンパレータ３３により、複数ビットの並列データをシリアルデータである１ビットの連続したデータに変換する。
【００５０】
選択ゲート３４は本発明の選択手段に係り、ヘッド１７の各ノズルを奇数番目、偶数番目の２組に分けて、順次駆動する為の切替えを行う。選択ゲート３４はアンドゲートを１２８個パラレルにして、入力端子の一方に各デジタルコンパレータ３３の出力端子を接続し、他方の入力端子は制御回路に接続してある。Ｘ、Ｙは記録を行うヘッド１７のノズルを選択的に用いるための選択信号であり、制御回路２３より出力される。本実施の形態では、選択信号Ｘ、Ｙを用いて記録手段を奇数番目、偶数番目の２組に分けて、交互に駆動、つまり噴射する。この駆動法により１画素分、つまり最大で１６個のインク滴を打つ毎に、隣のノズルよりインク噴射が行われる。これは、各ノズルにより噴射特性が異なる場合、全てのノズルを連続して使用すると画像にスジムラ等が生じることを考慮するもので、前述のような交互に噴射させる駆動方式によりスジムラ等を抑制することができる。この例では、奇数、偶数の２組としたが、２組以上にノズルヘッド１７を分けてもよい。
【００５１】
レベルシフタ３５は選択ゲートの出力である駆動信号をピエゾの駆動に必要な０から電源電圧迄にレベルシフトする。
【００５２】
レベルシフタ３５の出力がＨｉの状態のとき、ドライバ３６より駆動信号が出力される。一方レベルシフタ３５の出力がＬｏｗの状態になると駆動信号が出力されない。
【００５３】
ドライバ３６の出力端子は、ヘッド１７の対応した各ノズルのピエゾ素子に接続され、ドライバ３６より駆動信号が与えられると、接続されたノズルのピエゾ素子によりインクを噴出し、駆動信号が与えられない場合は、この端子に接続されたノズルのピエゾ素子によるインクの噴出は行われない。
【００５４】
図４は、全１６階調の噴射を行う駆動信号の発生を説明するタイミングチャートである。
【００５５】
４ｂｉｔカウンタ３７は、カウンタ信号ＣＮＴを受けて順次増加する４ビットのアップカウンタで、本発明のカウント信号に係るカウント信号ＤＣ０〜３を出力する。またリセット信号ＲＳＴによってカウント値は０にリセットされる。
【００５６】
噴出信号ＣＭＰはデジタルコンパレータ３３の出力である。デジタルコンパレータ３３は画像データ値がカウント値より大きい場合に噴出信号ＣＭＰをＨｉレベルとし、画像データ値がカウント値以下の場合に噴出信号ＣＭＰをＬｏｗレベルとして出力するように設定した。図４では画像データの値が例えば７であったときの波形を示してある。
【００５７】
先ず、ＣＮＴ＝１でのカウンタ値０と画像データの大小をデジタルコンパレータ３３で比較する。ＣＮＴ＝１のとき画像データの値が７でカウント値０だから画像データが大きいので、噴出信号ＣＭＰはＨｉレベルの信号を出力する。そして、カウンタ信号が２、３、４・・・・と進むとカウント値が１、２、３・・・・と増加していき、順次比較が実行される。カウンタ信号＝７でカウント値＝６となり、画像データ値がカウント値より大きいという条件を満たすので、カウンタ信号ＣＮＴが１〜７までは、噴出信号ＣＭＰはＨｉレベルの状態で遷移する。このＨｉ信号が階調記録を行う駆動信号となる。カウンタ信号＝８でカウント値＝７となり、画像データ値がカウント値以下という条件を満たすので、カウンタ信号ＣＮＴが８〜１５までは、噴出信号ＣＭＰはＬｏｗの状態で遷移する。
【００５８】
以上のように、並列４ビットの画像データを比較手段で比較することにより、０発噴出（噴出しない）から１５発噴出までの１６通りの噴出信号を得て、１画素を１６階調で記録する。
【００５９】
１５発目のカウンタ信号から所定のタイミングが経過すると、制御回路２３から４ｂｉｔカウンタ３７にリセット信号ＲＳＴが出力されて、カウント値ＤＣ０〜３はリセットされる。またリセット信号ＲＳＴにより、１番目の噴出信号に係る比較が開始されるようになっている。
【００６０】
なお、Ｘ、Ｙの噴射期間は、選択ゲート３４に与えられる選択信号Ｘ、Ｙによって切換えられる。
【００６１】
図５は、全１６階調としたときの階調記録におけるタイミングチャートである。
【００６２】
０階調〜１５階調と記した方形波は、各階調に応じて発生する駆動信号を示す。
【００６３】
一例として、ラッチ３２にラッチされたある一つの画素の画像データの値が、０であったとする。この時、この画素の濃度は０である。４ｂｉｔカウンタ３７のＣＮＴ＝１の時の出力であるカウンタ値０と画像データの値０をデジタルコンパレータ３３で比較すると、画像データ値＝カウンタ値なので、デジタルコンパレータ３３の出力は、Ｌｏｗレベルとなる。以後、ＣＮＴが２〜１６まで変化しても画像データ値はカウンタ値未満なので、デジタルコンパレータ３３の出力は、Ｌｏｗレベルのまま遷移する。
【００６４】
デジタルコンパレータ３３の出力がＬｏｗであれば、選択ゲート３４引いてはドライバ３６の出力端子から駆動信号は出力されないから、ヘッド１７の対応するノズルからはインク噴出は行われない。
【００６５】
さて次の例として、ラッチされたある一つの画素の画像データの値が、７であったとする。この時、ＣＮＴ＝１からＣＮＴ＝７まではデジタルコンパレータ３３で比較すると、画像データ値がカウンタ値より大きいので、デジタルコンパレータ３３の出力は、Ｈｉレベルで遷移する。以後はＣＮＴが８〜１６までは画像データ値はカウンタ値未満なので、デジタルコンパレータ３３の出力は、Ｌｏｗレベルのまま遷移する。
【００６６】
デジタルコンパレータ３３の出力がＨｉであれば、選択ゲート３４、ひいてはレベルシフタ３５はＨｉであるから、ドライバ３６から駆動信号が出力される。そして、ＣＮＴ＝８以後は、デジタルコンパレータ３３の出力がＬｏｗレベルとなるため、ドライバ３６の出力端子から駆動信号は出力されない。従って、ヘッド１７はインクを７滴のみ噴出して記録紙Ｐに記録することとなる。
【００６７】
以上は具体例であるが、ヘッド１７よりこの各階調の駆動信号に応じた液滴が噴射され、階調記録が行われる。順次インク滴は記録紙Ｐに記録され、液滴数に応じた面積の記録が可能となり、階調記録が行われる。そしてシフトレジスタ３１からラッチ３２に次の画素の画像データがラッチされるとＬＯＡＤ信号が再度立ち上がり、画像データの値とカウンタ値の比較結果に応じてリアルタイムにインクの液滴数に応じてＨｉレベルの期間が変化する駆動信号が出力されるのである。
【００６８】
このように本発明の比較手段にかかるデジタルコンパレータ３３でパラレル信号をシリアル信号に変換しているので、本発明の第１の記憶手段にかかるシフトレジスタ３１、本発明の第２の記憶手段にかかるラッチ３２とも４ｂｉｔのパラレルデータを扱える構成をとることができ、制御基板９からヘッドドライバー１６へ画像データをパラレルに転送する事が可能となったものである。
【００６９】
ここで、図６を用いて、他の実施形態を説明する。
【００７０】
図６は、図３で示したヘッドドライバーの変形例である。この図６は、図３における第２のメモリを省略して構成した例である。図３と同じ番号は同様の構成である。以下図３との相違する部分につき説明する。
【００７１】
この図において、ヘッド１７によるインク噴出動作を開始するにあたり、まず、ＣＬＫＩＮに同期してＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ３が第１のメモリ（１２８ビット×４シフトレジスタ）に順次入力される。１２８個のレジスタに全て入力が終わった段階でＣＬＫＩＮの入力を停止し、レジスタの内容を固定する。
【００７２】
この状態で、上記第１のメモリは、前述の第２のメモリと同じ状態になる。すなわち、各４ビットのレジスタは、カウンタ３７のカントアップ出力Ｄ０〜Ｄ３の出力と順次比較され、選択ゲートへ入力される。この期間がヘッドからのインク噴出期間となる。
【００７３】
レジスタ内のデータが比較器により、パラレル−シリアル変換を終了した段階で、この第１メモリへのデータ入力、つまりＣＬＫＩＮが解除され、次のデータが入力可能な状態となる。
【００７４】
この例では、第１のメモリにデータ入力を行っている期間は、ヘッド１７からインクの噴出はできないが、このデータ入力を行っている期間、つまり転送時間が、インク噴出期間に比較して充分短い場合は、第２のメモリを有しないでほぼ同じ効果を期待することができる。
【００７５】
図７は本発明をラインヘッドを有するインクジェットプリンタ１００に適用した例の主要部を示す斜視図である。
【００７６】
ラインヘッド１１７は一色あたり１２８個のノズルを樹脂性の内ケース１１７Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ中に主走査方向に沿って配列したものを、更に副走査方向に４個重ねて外ケース１１７ａ中に納めてある。同じく外ケース１１７ａ中に納めた本発明の多階調プリンタの駆動装置に係るヘッドドライバー１６によって液滴の噴出動作を制御される。
【００７７】
紙搬送機構８はインクジェットプリンタ１と同じく搬送モータ８ａ搬送ローラー対８ｂ、搬送ローラー対８ｃによって記録紙Ｐを副走査方向に搬送する。その他の、制御基板９、ＩＣ化したヘッドドライバー１６等の構成はインクジェットプリンタ１と同様である。
【００７８】
インクジェットプリンタ１００はインクジェットプリンタ１と同様にパーソナルコンピュータ等から転送された画像データをラインメモリ１３に転送し、ラインメモリ１３からは画素あたり４ｂｉｔの階調で表現される画像データをフレキシブルケーブル５によって接続したヘッドドライバー１６に転送する。そしてヘッドドライバー１６はトリガーイン信号ＴＲＧＩＮが入力されると、インクジェットプリンタ１のヘッドドライバー１６と同様にノズルヘッド１７からインクを噴出させて記録紙Ｐに記録を実行する。
【００７９】
図８は本発明の多階調プリンタの駆動装置に係るヘッドドライバーの他の例の主要部を説明するブロック図である。
【００８０】
ヘッドドライバー１６の例では、一画素を構成する４ｂｉｔの階調データが制御基板９から４ｂｉｔのデータ信号線によって一画ずつ順次転送される例であった。これに対して、ヘッドドライバー１１６は１２８ｂｉｔのデータ信号線によって、１２８画素の４ｂｉｔの階調データの下位ビットから順次転送される例である。なお図３と同じ構成部材は同じ符号を付してある。
【００８１】
ラインメモリ１３から１画素が複数ビット、ここでは４ビットからなる階調画像データが、下位ビットから順次パラレルに転送されてくる。図８のブロック図では、第一番目の１２８ｂｉｔの下位ビットデータＤＡＴ０〜ＤＡＴ１２７が１２８ビットのデータ信号線を転送されている状態を示した。
【００８２】
シフトレジスタ１３１はノズルヘッド１７での１回の噴射に相当する数の画素の画像データを記憶できる容量を持っている。本実施の形態でも副走査方向に並んだ１２８画素分の画像データを記憶する。キャリッジ２が記録に適した位置に達すると、制御回路２３はＬＯＡＤ信号を出力し、ラッチ３２はこのＬＯＡＤ信号を受けると直ちにシフトレジスタ３１から並列に出力された画像データをラッチする。
【００８３】
そして、ラッチ３２はヘッドドライバー１６と同様にデジタルコンパレータ３３に対して画像データを出力する。ヘッドドライバー１１６の他の動作はヘッドドライバー１６と同様であるので、ここでは特に説明しない。ヘッドドライバー１６は１画素当たりの階調分だけ転送速度を向上する例であったのに対して、本例のヘッドドライバー１１６は、ノズルヘッド１７が有するノズルの数分だけ転送速度を向上させる例である。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかるプリンタによって階調情報を持った並列データを並列データのままヘッドドライバーに転送し、処理するため、多階調記録を高速に行えるようになった。また、多階調を持った並列データを比較手段で比較して、シリアルデータに変換する事で、液滴噴出数に変換し、階調記録を得るので階調記録を高速に行える。
【００８５】
また、比較手段の出力にゲートを設けることにより、簡単に噴出、非噴出を設定でき、選択的にノズルヘッドを用いて記録を行うことで、各ノズルヘッドに於けるスジムラを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタ１の主要部を示す斜視図。
【図２】インクジェットプリンタ１の回路ブロック図。
【図３】ヘッドドライバーのブロック図。
【図４】全１６階調の噴射を行う駆動信号の発生を説明するタイミングチャート。
【図５】全１６階調としたときの階調記録におけるタイミングチャート。
【図６】ヘッドドライバーのブロック図。
【図７】インクジェットプリンタ１００の主要部を示す斜視図。
【図８】ヘッドドライバーのブロック図。
【符号の説明】
１インクジェットプリンタ
２キャリッジ
３ヘッド
５フレキシブルケーブル
７エンコーダ
９制御基板
１１ＣＰＵ
１２ページメモリ
１３ラインメモリ
１４インターフェース
１５駆動波形発生回路
１６ヘッドドライバー
１７ヘッド
１９サーミスタ
２３制御回路
３１シフトレジスタ
３２ラッチ
３３デジタルコンパレータ
３４選択ゲート
３５レベルシフタ
３６ドライバ
３７カウンタ

Claims

１画素あたりが階調を示す複数ビットで構成され、該複数ビットのデータが並列に入力されて１画素ごとに画素データを順次記憶し、所定数の画素データを記憶した後に、記憶した画素データを並列に出力する第１の記憶手段と、
カウンタ信号を発生するカウント手段と、
該第１の記憶手段の出力のそれぞれに対応して設けられ、かつ該第１の記憶手段の各画素データと該カウンタ信号とを比較し、比較結果に応じて駆動信号を出力する複数の比較手段と、
該各比較手段に対応して設けられ、かつ該各比較手段からの駆動信号に応じて変更された駆動電圧に基づき駆動される記録手段と、
前記比較手段の出力を選択し、前記記録手段のうち所望の記録手段により記録を行なわせるための選択手段を有する事を特徴とするプリンタの駆動装置。
１画素あたりが階調を示す複数ビットで構成され、該複数ビットのデータが並列に入力されて１画素ごとに画素データを順次記憶し、所定数の画素データを記憶した後に、記憶した画素データを並列に出力する第１の記憶手段と、
前記第１の記録手段が並列に出力した画素データをラッチして並列に出力する第２の記憶手段と、
カウンタ信号を発生するカウント手段と、
前記第２の記憶手段の出力のそれぞれに対応して設けられ、かつ前記第２の記憶手段の各画素データと該カウンタ信号とを比較し、比較結果に応じて駆動信号を出力する複数の比較手段と、
該各比較手段に対応して設けられ、かつ該各比較手段からの駆動信号に応じて変更された駆動電圧に基づき駆動される記録手段と、
前記比較手段の出力を選択し、前記記録手段のうち所望の記録手段により記録を行なわせるための選択手段を有する事を特徴とするプリンタの駆動装置。
１画素あたりが階調を示す複数ビットで構成され、該複数画素のデータが該複数ビットの下位ビットまたは上位ビットから順に並列に入力されて画素データを順次記憶し、所定数の画素データを記憶した後に、記憶した画素データを並列に出力する第１の記憶手段と、
該第１の記録手段が並列に出力した画素データをラッチして並列に出力する第２の記憶手段と、
カウンタ信号を発生するカウント手段と、
前記第２の記憶手段の出力のそれぞれに対応して設けられ、かつ該第２の記憶手段の各画素データと該カウンタ信号とを比較し、比較結果に応じて駆動信号を出力する複数の比較手段と、
該各比較手段に対応して設けられ、かつ該各比較手段からの駆動信号に応じて変更された駆動電圧に基づき駆動される記録手段と、
前記比較手段の出力を選択し、前記記録手段のうち所望の記録手段により記録を行なわせるための選択手段を有する事を特徴とするプリンタの駆動装置。
１画素あたりが階調を示す複数ビットで構成され、該複数ビットのデータが並列に入力されて１画素ごとに画素データを順次記憶し、所定数の画素データを記憶した後に、記憶した画素データを並列に出力する第１の記憶手段と、
カウンタ信号を発生するカウント手段と、
前記第１の記憶手段の出力のそれぞれに対応して設けられ、かつ該第１の記憶手段の各画素データと該カウンタ信号とを比較し、比較結果に応じて駆動信号を出力する複数の比較手段と、
該各比較手段に対応して設けられ、かつ該各比較手段からの駆動信号に応じて変更された駆動電圧に基づき駆動される記録手段と、
前記比較手段の出力を選択し、前記記録手段のうち所望の記録手段により記録を行なわせるための選択手段と、
前記第１の記憶手段、前記比較手段、前記記録手段、選択手段を備えていて記録時に移動可能に保持されるキャリッジと、
該キャリッジとプリンタ本体に備えた基板との間でデータを転送し、可撓性を有していて該キャリッジの移動に追従するデータ転送手段を有する事を特徴するプリンタ。
１画素あたりが階調を示す複数ビットで構成され、該複数ビットのデータが並列に入力されて１画素ごとに画素データを順次記憶し、所定数の画素データを記憶した後に、記憶した画素データを並列に出力する第１の記憶手段と、
該第１の記憶手段が並列に出力した画素データをラッチして並列に出力する第２の記憶手段と、
カウンタ信号を発生するカウント手段と、
該第２の記憶手段の出力のそれぞれに対応して設けられ、かつ該第２の記憶手段の各画素データと該カウンタ信号とを比較し、比較結果に応じて駆動信号を出力する複数の比較手段と、
該各比較手段に対応して設けられ、かつ各比較手段からの駆動信号に応じて変更された駆動電圧に基づき駆動される記録手段と、
前記比較手段の出力を選択し、前記記録手段のうち所望の記録手段により記録を行なわせるための選択手段と、
前記第１の記憶手段、前記第２の記憶手段、前記比較手段、前記記録手段、選択手段を備えていて記録時に移動可能に保持されるキャリッジと、
該キャリッジとプリンタ本体に備えた基板との間でデータを転送し、可撓性を有していて該キャリッジの移動に追従するデータ転送手段を有する事を特徴するプリンタ。