ES2393541T3 - Printhead module with lowered alignment and printer driver to supply data to that - Google Patents
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Abstract
Description
Módulo de cabezal de impresión con alineación rebajada y controlador de impresora para suministrar datos a aquel Printhead module with lowered alignment and printer driver to supply data to that
Campo de la invención Field of the Invention
La presente invención se refiere a impresoras por chorros de tinta con ancho de página. The present invention relates to inkjet printers with page width.
Antecedentes Background
Los cabezales de impresión con ancho de página pueden ser realizados a partir de múltiples chips de cabezal de impresión a tope entre sí. De acuerdo con ello, múltiples chips de cabezal de impresión idénticos deben ser capaces de ser enlazados entre sí para formar un cabezal de impresión montado efectivamente horizontal. Page width printheads can be made from multiple head chips butt print with each other. Accordingly, multiple identical printhead chips must be capable of being linked together to form a print head mounted effectively horizontal.
El documento EP-A-1405722 describe un cabezal de impresión que comprende una serie de módulos de cabezal de impresión desplazados con toberas solapadas. EP-A-1405722 describes a printhead comprising a series of printhead modules. Offset printing with overlapping nozzles.
Resumen de la invención Summary of the Invention
La presente invención da a conocer un módulo de cabezal de impresión, un cabezal de impresión y un controlador de impresora, tal como se define más adelante en las reivindicaciones adjuntas. The present invention discloses a printhead module, a printhead and a controller printer, as defined below in the appended claims.
Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings
Figura 1. Sistema simplex SoPEC A4 único Figura 2. Sistema simplex SoPEC A4 dual Figura 3. Sistema duplex SoPEC A4 dual Figura 4. Sistema duplex SoPEC A3 dual Figura 5. Sistema simplex SoPEC A3 quad Figura 6. Sistema simplex SoPEC A4 con SoPEC extra utilizado como almacenamiento DRAM Figura 7. Sistema simplex SoPEC A4 con conexión de red a PC principal Figura 8. Construcción de la impresión y posición de las toberas Figura 9. Colocación errónea horizontal conceptual entre segmentos Figura 10. Posicionado de alineación de cabezales de impresión y orden de proyección alineación por defecto Figura 11. Orden de proyección de segmento fraccionalmente desalineado Figura 12. Ejemplo de desviación (“yaw”) en colocación errónea del CI del cabezal de impresión Figura 13. Separación vertical de las toberas Figura 14. Chip de cabezal de impresión único y conexión a segundo chip Figura 15. Dos cabezales de impresión conectados para formar un cabezal de impresión más grande Figura 16. Disposición de colores Figura 17. Desplazamiento de la tobera en los extremos de conexión Figura 18. Diagrama de unión Figura 19. Diagrama de bloques Figura 20. Diagrama de bloques TDC Figura 21. Forma de onda TDC Figura 22. Construcción TDC Figure 1. Simplex SoPEC A4 single system Figure 2. Simplex SoPEC A4 dual system Figure 3. Dual SoPEC A4 duplex system Figure 4. Dual SoPEC A3 duplex system Figure 5. Simplex SoPEC A3 quad system Figure 6. Simplex SoPEC A4 system with extra SoPEC used as DRAM storage Figure 7. Simplex SoPEC A4 system with network connection to main PC Figure 8. Construction of the impression and position of the nozzles Figure 9. Conceptual horizontal misposition between segments Figure 10. Positioning printhead alignment and projection order alignment by default Figure 11. Projection order of fractionally misaligned segment Figure 12. Example of deviation (“yaw”) in wrong positioning of the print head IC Figure 13. Vertical separation of the nozzles Figure 14. Single printhead chip and second chip connection Figure 15. Two printheads connected to form a larger printhead Figure 16. Color arrangement Figure 17. Displacement of the nozzle at the connection ends Figure 18. Binding diagram Figure 19. Block diagram Figure 20. TDC block diagram Figure 21. TDC waveform Figure 22. TDC construction
Descripción detallada de la realización preferente Detailed description of the preferred embodiment
A continuación se describirán varios aspectos de la descripción preferente y otras realizaciones. Se observará que la siguiente descripción es una exposición muy detallada del hardware y métodos asociados, que conjuntamente proporcionan un sistema de impresión capaz de una resolución relativamente elevada, alta velocidad e impresión a bajo coste en comparación con los sistemas anteriormente conocidos. Several aspects of the preferred description and other embodiments will be described below. It will be noted that the following description is a very detailed exposition of the hardware and associated methods, which together they provide a printing system capable of relatively high resolution, high speed and low cost printing compared to previously known systems.
Buena parte de esta descripción se basa en documentos de diseño técnico, por lo que la utilización de palabras tales como “debe ser” (“must”), “debería ser” (“should”) y “será” (“will”), y todos los demás que sugieren limitaciones o características positivas del rendimiento de un producto determinado no se deben interpretar que se apliquen a la invención en general. Estos comentarios si no se refieren claramente a la invención en general, se deben considerar como características deseables o previstas en un diseño específico en vez de una exigencia de la invención. El alcance deseado de la invención es el definido en las reivindicaciones. Much of this description is based on technical design documents, so the use of such words such as “should be” (“must”), “should be” (“should”) and “will” (“will”), and all others that suggest limitations or Positive performance characteristics of a given product should not be construed to apply to the invention in general. These comments if they do not clearly refer to the invention in general, should be considered as desirable or intended characteristics in a specific design instead of a requirement of the invention. He Desired scope of the invention is defined in the claims.
Asimismo a lo largo de esta descripción, los términos “módulo de cabezal de impresión” y “cabezal de impresión” se utilizan también de forma algo intercambiable. Técnicamente, un “cabezal de impresión” comprende uno o varios “módulos de cabezal de impresión”, pero ocasionalmente, el primero es utilizado para hacer referencia al segundo. Debe quedar claro del contexto qué significado se debe atribuir a cualquier utilización de la palabra “cabezal de impresión”. Also throughout this description, the terms "printhead module" and "printhead" are They also use something interchangeably. Technically, a "printhead" comprises one or more "Printhead modules", but occasionally, the former is used to refer to the latter. It should be clear from the context what meaning should be attributed to any use of the word “head of Print".
En general: In general:
Cabezal de impresión de enlace (“Linking Printhead”) se refiere a un cabezal de impresión con ancho de página, construido a partir de múltiples CI de cabezales de impresión de enlace Link printhead (“Linking Printhead”) refers to a page width printhead, constructed from multiple link printhead ICs
CI de cabezal de impresión de enlace a CI MEMS. Múltiples CI enlazan entre sí para formar un cabezal de impresión completo. Un cabezal de impresión de ancho de página A4 requiere 11 CI de cabezal de impresión. CI printhead link to MEMS CI. Multiple ICs link together to form a complete printhead. An A4 page width printhead requires 11 printhead ICs.
1 Introducción 1. Introduction
El SoPEC ASIC (Controlador de aparato impresión de pequeña oficina y aplicación doméstica (“Small office home office Print Engine Controller”)) es adecuado para utilización en productos de impresora SoHo de precio económico. El SoPEC ASIC está destinado a ser una solución de costes relativamente bajos para enlazar control de cabezales de impresión, sustituyendo las soluciones de chips múltiples en sistemas más grandes, más profesionales, con un chip único. La incrementada competitividad de costes se consigue integrando varios sistemas, tales como un conducto (“pipeline"), único de impresión PEC1, sistema de control de CPU, periféricos y subsistemas de memoria en un SoC ASIC, reduciendo el número de componentes y simplificando el diseño del circuito impreso. El SoPEC contiene características que lo hacen adecuado para dispositivos multifunción o “todo en uno”, así como sistemas de impresión especializados. The SoPEC ASIC (Small Office Home Office Print Engine Controller) is suitable for use in economically priced SoHo printer products. The SoPEC ASIC is intended to be a relatively low cost solution for linking printhead control, replacing multiple chip solutions in larger, more professional systems, with a single chip. The increased cost competitiveness is achieved by integrating several systems, such as a pipeline, unique PEC1 printing, CPU control system, peripherals and memory subsystems in an ASIC SoC, reducing the number of components and simplifying the Printed circuit design The SoPEC contains features that make it suitable for multifunction or “all-in-one” devices, as well as specialized printing systems.
Esta sección facilitará una introducción general a los sistemas de impresión “Memjet”, presentará los componentes que forman un sistema de cabezal de impresión de enlace, describirá una serie de arquitecturas de sistema y mostrará la forma en que varios SoPEC pueden ser utilizados para conseguir una impresión más rápida, más ancha y/o duplex. La sección “SoPEC ASIC” describe el SoC SoPEC ASIC con subsecciones que describen la CPU, DRAM y subsistemas de conducto de aparato de impresión. Cada sección proporciona una descripción detallada de los bloques utilizados y de su funcionamiento dentro del sistema de impresión general. This section will facilitate a general introduction to “Memjet” printing systems, present the components that form a link printhead system, describe a series of system architectures and show how several SoPECs can be used to achieve Faster, wider and / or duplex printing. The "SoPEC ASIC" section describes the SoPEC ASIC SoC with subsections describing the CPU, DRAM and duct subsystems of the printing apparatus. Each section provides a detailed description of the blocks used and their operation within the general printing system.
Las características básicas de la realización preferente de SoPEC incluyen: The basic features of the preferred embodiment of SoPEC include:
- • •
- Funcionamiento continuo en 30 ppm para 1600 dpi de producción en A4/carta Continuous operation at 30 ppm for 1600 dpi of production in A4 / letter
- • •
- Facilidad de escalado lineal (SoPEC múltiples) para velocidad de impresión y/o anchura de página incrementadas Linear scaling facility (multiple SoPEC) for increased print speed and / or page width
- • •
- Reloj de sistema interno de 192 MHz derivado de entrada de cristal de baja velocidad 192 MHz internal system clock derived from low speed crystal input
- • •
- El conducto (“pipeline”) de proceso PEP soporta hasta 6 canales de color a 1 punto por canal por ciclo de reloj The PEP process pipeline supports up to 6 color channels at 1 point per channel per clock cycle
- • •
- Descompresión del plano de color por hardware, suministro de etiquetas, medios tonos y composición Decompression of the color plane by hardware, label supply, halftones and composition
- • •
- Formateado de datos para cabezal de impresión de enlace Data formatting for link printhead
- • •
- Compensación flexible de toberas inactivas, desalineación del cabezal de impresión, etc. Flexible compensation of inactive nozzles, misalignment of the printhead, etc.
- • •
- DRAM integrado de 20 Mbit (2,5 MByte) para impresión de datos y almacenamiento de programa para CPU Integrated 20 Mbit DRAM (2.5 MByte) for data printing and CPU program storage
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- CPU RISC 32 bits LEON SPARC v8 32-bit RISC CPU LEON SPARC v8
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- Modalidades de supervisor y usuario para soportar software de cableado múltiple y seguridad Supervisor and user modalities to support multiple wiring and security software
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- 1 kB de cada uno de I-cache y D-cache, ambos mapeados de forma directa, con actualización cache rápida optimizada de 256 bits 1 kB of each of I-cache and D-cache, both directly mapped, with optimized 256-bit fast cache update
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- Puerto dispositivo 1xUSB 2.0 y puertos principales USB 2.0 (incluyendo PHY integrados) 1xUSB 2.0 device port and main USB 2.0 ports (including integrated PHY)
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- Soporta modalidades de USB 2.0 de alta velocidad (480 Mbit/seg) y toda velocidad (12 Mbit/seg) Supports high speed USB 2.0 (480 Mbit / sec) and full speed (12 Mbit / sec) modes
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- Proporciona interfaz a PC principal, otros SoPEC y dispositivos externos, por ejemplo, cámara digital Provides interface to main PC, other SoPEC and external devices, for example, digital camera
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- Activa interfaces alternativos del PC principal, por ejemplo, mediante puente externo USB/Ethernet Activate alternative interfaces of the main PC, for example, via external USB / Ethernet bridge
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- Interfaz serie LVDS de alta velocidad sin encolado (“glueless”) a múltiples chips de cabezales de impresión de enlace High-speed LVDS serial interface without glueless to multiple link printhead chips
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- 64 GPIO remapeables, seleccionables entre combinaciones de componentes de control del sistema integrado: 64 GPIO remapeables, selectable among combinations of integrated system control components:
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- 2 x LSS interfaces para chip QA o EEPROM serie 2 x LSS interfaces for QA or EEPROM serial chip
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- Controladores LED, entradas sensor, salidas control conmutador LED controllers, sensor inputs, switch control outputs
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- Controladores del motor para motores paso a paso y motores de corriente continua sin escobillas Motor controllers for stepper motors and brushless DC motors
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- Interfaz de medios de protocolo múltiple microprogramados para escáner, memoria RAM/flash externa, etc. Microprogrammed multi-protocol media interface for scanner, RAM / external flash memory, etc.
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- ID único 112 bits y número al azar 112 bits en cada dispositivo, combinado para soporte de protocolo de seguridad Unique ID 112 bits and random number 112 bits in each device, combined for security protocol support
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- Proceso CMOS IBM Cu-11 0,13 micras, 1,5 V suministro núcleo, 3,3 V 10. CMOS process IBM Cu-11 0.13 microns, 1.5 V core supply, 3.3 V 10.
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- Conexión plana (“flat pack”) Quad Plastico 208 patillas Flat connection (Flat pack) 208 Plastic Quad pin
2 Consideraciones de calidad de impresión 2 Print quality considerations
La realización preferente de cabezal de impresión de enlace produce puntos bi-nivel 1600 dpi. Sobre papel de baja difusión, cada gotita proyectada forma un punto de 22,5 m de diámetro. Los puntos son fácilmente producidos de forma aislada permitiendo la explotación al máximo de la oscilación de los puntos dispersados. Dado que la forma preferente del cabezal de impresión de enlace es de ancho de página y funciona con una velocidad constante del papel, los planos de color son impresos con una buena alineación, permitiendo la impresión punto sobre punto. La impresión punto sobre punto minimiza el “ensuciamiento” (“mudying”) de los tonos medios provocada por sangrado entre colores. The preferred embodiment of the link printhead produces 1600 dpi bi-level dots. On low diffusion paper, each projected droplet forms a point of 22.5 m in diameter. The points are easily produced in isolation, allowing the exploitation of the dispersion points to the maximum possible. Since the preferred shape of the link printhead is page width and operates at a constant paper speed, the color planes are printed with good alignment, allowing point-to-point printing. Point-to-point printing minimizes “dirtying” of the midtones caused by bleeding between colors.
Una disposición de página puede contener una mezcla de imágenes, gráficos y texto. Las imágenes y gráficos de tono continuo (contone) son reproducidas utilizando oscilación de puntos dispersados estocástica. A diferencia de una oscilación de agrupaciones de puntos, (o modulados en amplitud), una oscilación de puntos dispersos o modulado por frecuencia, reproduce elevadas frecuencias espaciales (es decir, detalle de imagen) casi en los límites de la resolución de puntos, mientras que, simultáneamente, reproduce frecuencias espaciales más bajas en su profundidad de color completa, cuando se integran espacialmente por el ojo. Se diseña cuidadosamente una matriz de oscilación estocástica para que se encuentre libre de dibujos objecionables de baja frecuencia cuando es aplicada sobre la imagen. De este modo, sus dimensiones exceden de manera típica las dimensiones mínimas requeridas para soportar un número específico de niveles de intensidad (por ejemplo, 16 16 8 bits para 257 niveles de intensidad). A page layout can contain a mixture of images, graphics and text. Continuous tone images and graphics (contone) are reproduced using stochastic scattered point oscillation. Unlike an oscillation of point clusters, (or amplitude modulated), an oscillation of scattered or frequency modulated points, reproduces high spatial frequencies (i.e., image detail) almost within the limits of point resolution, while which, simultaneously, reproduces lower spatial frequencies in their full color depth, when they are spatially integrated by the eye. A stochastic oscillation matrix is carefully designed so that it is free of objectionable low-frequency drawings when applied to the image. Thus, their dimensions typically exceed the minimum dimensions required to support a specific number of intensity levels (for example, 16 16 8 bits for 257 intensity levels).
La sensibilidad humana de contraste llega a un máximo con una frecuencia espacial de unos 3 ciclos por grado de campo visual y luego cae de forma logarítmica, disminuyendo por un factor de 100 más allá de 40 ciclos por grado, pasando a ser inmedible más allá de 60 ciclos por grado. A una distancia normal de visionado de 12 pulgadas (unos 300 mm), esto se traduce aproximadamente en 200-300 ciclos por pulgada (cpi) sobre la página impresa o 400-600 muestras por pulgada, de acuerdo con el teorema de Nyquist. The human contrast sensitivity reaches a maximum with a spatial frequency of about 3 cycles per degree of visual field and then falls logarithmically, decreasing by a factor of 100 beyond 40 cycles per degree, becoming immeasurable beyond 60 cycles per degree. At a normal viewing distance of 12 inches (about 300 mm), this translates to approximately 200-300 cycles per inch (cpi) on the printed page or 400-600 samples per inch, according to the Nyquist theorem.
En la práctica, la resolución contone por encima de 300 dpi es de utilidad limitada fuera de aplicaciones especiales tales como imágenes médicas. La impresión offset de revistas, por ejemplo, utiliza resoluciones contone dentro de un rango de150 a 300 ppi. Las resoluciones más elevadas contribuyen ligeramente a errores de color por la oscilación. In practice, the contone resolution above 300 dpi is of limited utility outside of special applications such as medical images. Magazine offset printing, for example, uses contone resolutions within a range of 150 to 300 ppi. Higher resolutions contribute slightly to color errors due to oscillation.
El texto y gráficos en negro se reproducen directamente utilizando puntos negros bi-nivel y, por lo tanto, no son suavizados (“anti-aliased”) (es decir, filtrados de paso bajo) antes de ser impreso. El texto debe ser, por lo tanto, supermuestreado, más allá de los límites perceptuales anteriormente explicados para producir bordes más suaves cuando es integrado espacialmente por el ojo. La resolución de texto hasta unos 1200 dpi continúa contribuyendo a la definición percibida del texto (suponiendo papel de baja difusión). Black text and graphics are reproduced directly using bi-level black dots and, therefore, are not smoothed ("anti-aliased") (ie, low-pass filtering) before being printed. The text must, therefore, be oversampled, beyond the perceptual limits explained above to produce softer edges when spatially integrated by the eye. Text resolution up to about 1200 dpi continues to contribute to the perceived definition of the text (assuming low diffusion paper).
Una impresora Netpage, por ejemplo, puede utilizar una resolución ”contone” de 267 ppi (es decir, 1600 dpi 6), y un texto en negro y resolución de gráficos de 800 dpi. Una impresora de elevadas características de oficina o de departamento puede utilizar una resolución contone de 320 ppi (1600 dpi / 5) y una resolución de texto en negro y gráficos de 1600 dpi. Ambos formatos son capaces de superar la calidad de la impresión comercial (“offset”) y reproducción fotográfica. A Netpage printer, for example, can use a "contone" resolution of 267 ppi (ie 1600 dpi 6), and black text and graphics resolution of 800 dpi. A printer with high office or department characteristics can use a contone resolution of 320 ppi (1600 dpi / 5) and a resolution of black text and graphics of 1600 dpi. Both formats are able to overcome the quality of commercial printing ("offset") and photographic reproduction.
3 Arquitectura de impresora memjet 3 memjet printer architecture
El dispositivo SoPEC puede ser utilizado en varias configuraciones y arquitecturas de impresora. The SoPEC device can be used in various configurations and printer architectures.
En sentido general, toda arquitectura de impresora basada en SoPEC en una realización preferente contendrá: In general, any SoPEC-based printer architecture in a preferred embodiment will contain:
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- Uno o más dispositivos SoPEC One or more SoPEC devices
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- Uno o más cabezales de impresión de enlace One or more link printheads
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- Dos o más buses LSS Two or more LSS buses
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- Dos o más chips QA Two or more QA chips
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- Conexión a ordenador principal directamente a través de USB 2.0 o indirectamente Connection to host computer directly through USB 2.0 or indirectly
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- Conexiones entre los SoPEC (cuando se utilizan múltiples SoPEC) Connections between SoPECs (when multiple SoPECs are used)
Algunas configuraciones de impresora a título de ejemplo se esquematizan en la sección 4.2. Los distintos componentes del sistema son esquematizados brevemente en la sección 4.1. Some example printer configurations are outlined in section 4.2. The different system components are briefly outlined in section 4.1.
El dispositivo SoPEC contiene varios sistemas en un componente de chip (SoC), así como el sistema lógico específico de la aplicación de control del conducto (“pipeline”) del aparato de impresión. The SoPEC device contains several systems in a chip component (SoC), as well as the specific logic system of the pipeline control application of the printing apparatus.
El PEP lee datos almacenados de página comprimidos de la memoria incorporada, opcionalmente descomprime los datos y los formatea para enviarlos al cabezal de impresión. La funcionalidad del conducto (“pipeline”) del aparato de impresión incluye la expansión de la imagen de la página, la oscilación de la capa contone, la composición de la capa negra sobre la capa de contone, suministro de etiquetas de Netpage, compensación para las toberas inactivas del cabezal de impresión y envío de la imagen resultante al cabezal de impresión de enlace. The PEP reads compressed page data compressed from the built-in memory, optionally decompresses the data and formats it to be sent to the printhead. The functionality of the pipeline of the printing apparatus includes the expansion of the image of the page, the oscillation of the contone layer, the composition of the black layer on the contone layer, supply of Netpage labels, compensation for inactive nozzles of the print head and sending the resulting image to the link print head.
El SoPEC contiene una CPU incorporada para configuración y gestión del tipo general del sistema. La CPU lleva a cabo el proceso de la página y de la banda de cabecera, control del motor y monitorización del sensor (a través del GPIO) y otras funciones del control del sistema. The SoPEC contains a built-in CPU for configuration and management of the general system type. The CPU performs the process of the page and the header band, motor control and sensor monitoring (through the GPIO) and other system control functions.
La CPU puede llevar a cabo gestión de la memoria intermedia o puede informar sobre la situación de la memoria intermedia al ordenador principal. La CPU puede funcionar opcionalmente con código específico de aplicación del suministrador del aparato para el control general de la impresión, tal como monitorización de papel preparado o listo y actualización de la situación del LED. The CPU can perform buffer management or it can report the status of the buffer to the host computer. The CPU can optionally operate with a specific application code from the supplier of the device for general printing control, such as monitoring of ready or ready paper and updating the status of the LED.
Una memoria intermedia incorporada de 2,5 MBytes está integrada en el dispositivo SoPEC, de la que aproximadamente 2 MBytes están disponibles para datos almacenados de páginas comprimidas. Una página comprimida es dividida en una o varias bandas, con una serie de bandas almacenadas en memoria. Al ser consumida una banda de la página por el PEP para la impresión, se puede descargar una nueva banda. La nueva banda puede estar destinada a la página actual o a la página siguiente. A built-in 2.5 MByte buffer is integrated into the SoPEC device, of which approximately 2 MBytes are available for stored data from compressed pages. A compressed page is divided into one or more bands, with a series of bands stored in memory. When a page band is consumed by the PEP for printing, a new band can be downloaded. The new band may be destined for the current page or the next page.
Utilizando la disposición en bandas, es posible empezar la impresión de una página antes de descargar la página comprimida completa, pero se debe tener cuidado en asegurar que los datos se encuentren siempre disponibles para impresión o bien puede tener lugar un fallo de la memoria intermedia. Using the band layout, it is possible to start printing a page before downloading the entire compressed page, but care must be taken to ensure that the data is always available for printing or a buffer failure may occur.
Se podría utilizar un SoPEC de almacenamiento actuando como memoria intermedia (sección 4.2.6) para conseguir suministro garantizado de datos. A storage SoPEC could be used acting as a buffer (section 4.2.6) to ensure a guaranteed supply of data.
El controlador del dispositivo USB 2.0 de puerto único incorporado puede ser utilizado como interfaz con respecto al PC principal o para comunicación con otro SoPEC como ISCSlave (esclavo). Acepta datos de páginas comprimidos y controla las instrucciones del PC principal o del SoPEC ISCMaster (maestro) y transfiere los datos a memoria incorporada para impresión o distribución descendente. The built-in single-port USB 2.0 device driver can be used as an interface with respect to the main PC or for communication with another SoPEC such as ISCSlave (slave). Accepts data from compressed pages and controls the instructions of the main PC or SoPEC ISCMaster (master) and transfers the data to built-in memory for printing or downstream distribution.
El controlador de ordenador principal USB 2.0 de tres puertos incorporado posibilita la comunicación con otros dispositivos SoPEC como ISCMaster (maestro), así como interfaz con chips externos (por ejemplo, conexión Ethernet) y dispositivos USB externos, tales como cámaras digitales. The built-in three-port USB 2.0 host controller enables communication with other SoPEC devices such as ISCMaster (master), as well as interface with external chips (for example, Ethernet connection) and external USB devices, such as digital cameras.
El SoPEC contiene controladores incorporados para una serie de componentes del sistema de la impresora, tales como motores, LED, etc. que son controlados con intermedio de los GPIO del SoPEC. Esto minimiza la necesidad de circuitos externos con respecto al SoPEC para constituir un sistema completo de impresora. The SoPEC contains built-in drivers for a number of printer system components, such as motors, LEDs, etc. which are controlled through the GPIO of SoPEC. This minimizes the need for external circuits with respect to SoPEC to constitute a complete printer system.
El cabezal de impresión está construido por la disposición a tope de una serie de CI de cabezal de impresión conjuntamente. Cada SoPEC puede accionar hasta 12 CI de cabezal de impresión con velocidades de datos hasta 30 ppm o 6 CI de cabezal de impresión a velocidades de datos de 60 ppm. Para velocidades de datos más elevadas The printhead is constructed by the butt arrangement of a series of printhead ICs together. Each SoPEC can drive up to 12 printhead ICs with data rates up to 30 ppm or 6 printhead ICs at data rates of 60 ppm. For higher data rates
o cabezales de impresión más anchos se deben utilizar múltiples SoPEC. or wider printheads should use multiple SoPECs.
Cada dispositivo SoPEC tiene dos buses de sistema LSS para comunicación con dispositivos QA para autentificación del sistema y contabilización del consumo de tinta. El número de dispositivos QA por bus y su posición en el sistema no está restringido a excepción de los dispositivos PRINTER_QA e INK_QA, que deben encontrarse en buses LSS separados. Each SoPEC device has two LSS system buses for communication with QA devices for system authentication and accounting of ink consumption. The number of QA devices per bus and their position in the system is not restricted except for the PRINTER_QA and INK_QA devices, which must be found on separate LSS buses.
Cada uno de los sistemas SoPEC puede tener varios dispositivos QA. Normalmente, cada SoPEC de impresión tendrá un PRINTER_QA asociado. Los cartuchos de tinta contendrán un chip QA. Los dispositivos PRINTER_QA e INK_QA deben encontrarse en buses LSS separados. Todos los chips QA del sistema son físicamente idénticos con contenido de memoria flash que define PRINTER_QA con respecto a INK_QA. Each of the SoPEC systems can have several QA devices. Normally, each print SoPEC will have an associated PRINTER_QA. The ink cartridges will contain a QA chip. The PRINTER_QA and INK_QA devices must be on separate LSS buses. All QA chips in the system are physically identical with flash memory content that PRINTER_QA defines with respect to INK_QA.
En un sistema de SoPEC múltiple, el canal de comunicación primario tiene lugar desde USB 2.0. Un puerto principal en un SoPEC (el ISCMaster) al dispositivo USB 2.0 de cada uno de los demás SoPEC (ISCSlave). Si hay más SoPEC y ISCSlave que puertos principales USB disponibles en el ISCMaster, las conexiones adicionales podrían tener lugar con intermedio de un chip de ordenador principal USB o chips SoPEC encadenados en forma de margarita. De manera típica, una o varias señales GPIO SoPEC se utilizarían también para comunicar aspectos específicos entre múltiples SoPEC. In a multiple SoPEC system, the primary communication channel takes place from USB 2.0. A main port on a SoPEC (the ISCMaster) to the USB 2.0 device of each of the other SoPECs (ISCSlave). If there is more SoPEC and ISCSlave than USB main ports available on the ISCMaster, additional connections could take place through a USB host computer chip or daisy-chain SoPEC chips. Typically, one or more GPIO SoPEC signals would also be used to communicate specific aspects between multiple SoPECs.
La comunicación entre el PC principal y el SoPEC ISCMaster puede comportar un chip o subsistema externo para proporcionar un interfaz del ordenador principal sin USB, tal como Ethernet o WiFi. Este subsistema puede contener también memoria para proporcionar un almacenamiento de bandas/páginas en memoria intermedia adicional que podría proporcionar un ancho de banda garantizado para suministro de datos al SoPEC durante la impresión de páginas complejas Communication between the host PC and the SoCEC ISCMaster may involve an external chip or subsystem to provide a host interface without USB, such as Ethernet or WiFi. This subsystem may also contain memory to provide additional buffer / page storage in buffer that could provide a guaranteed bandwidth for supplying data to the SoPEC during printing of complex pages.
Existen varios sistemas de arquitectura posibles basados en SoPEC. Las secciones siguientes resumen algunas arquitecturas posibles. Es posible tener dispositivos adicionales SoPEC en el sistema utilizado para almacenamiento DRAM. Las configuraciones mostradas del chip QA son indicativas de la flexibilidad de la arquitectura del bus LSS, pero no están limitadas a estas configuraciones. There are several possible architecture systems based on SoPEC. The following sections summarize some possible architectures. It is possible to have additional SoPEC devices in the system used for DRAM storage. The displayed configurations of the QA chip are indicative of the flexibility of the LSS bus architecture, but are not limited to these configurations.
En la figura 1 se utiliza un solo dispositivos SoPEC para controlar un cabezal de impresión de enlace con 11 CI de cabezal de impresión. El SoPEC recibe datos comprimidos desde el ordenador principal a través del puerto del dispositivo USB. Los datos comprimidos son procesados y transferidos al cabezal de impresión. Esta disposición está limitada a una velocidad de 30 ppm. El SoPEC único controla también todos los componentes de la impresora, tales como motores, LED, pulsadores, etc., de manera directa o indirecta. In Figure 1 a single SoPEC device is used to control a link printhead with 11 printhead ICs. The SoPEC receives compressed data from the host computer through the USB device port. Compressed data is processed and transferred to the print head. This provision is limited to a speed of 30 ppm. The unique SoPEC also controls all printer components, such as motors, LEDs, push buttons, etc., directly or indirectly.
En la figura 2, dos SoPEC controlan un único cabezal de impresión de enlace, proporcionando impresión A4 a 60 ppm. Cada uno de los SoPEC controla 5 o 6 de los CI de los cabezales de impresión que constituyen el cabezal de impresión completo. El SoPEC #0 es el ISCMaster, o el SoPEC #1 es un ISCSlave. El ISCMaster recibe todos los datos de páginas comprimidos para ambos SoPEC y los redistribuye en forma de datos comprimidos para el ISCSlave a través de un bus USB local. Existe un total de 4 MBytes de memoria de almacenamiento de páginas disponible en caso necesario. Se debe observar que si cada página tiene 2 MBytes de datos comprimidos, el interfaz USB2.0 al ordenador principal necesita funcionar a alta velocidad (no velocidad plena) para soportar la impresión a 60 ppm. (En la práctica, muchas páginas comprimidas serán mucho menores de 2 MBytes). El control de los componentes de la impresora tales como motores, LED, pulsadores, etc., es compartido entre los 2 SoPEC en esta configuración. In Figure 2, two SoPECs control a single link printhead, providing A4 printing at 60 ppm. Each of the SoPEC controls 5 or 6 of the printhead ICs that constitute the entire printhead. SoPEC # 0 is the ISCMaster, or SoPEC # 1 is an ISCSlave. The ISCMaster receives all compressed page data for both SoPECs and redistributes them in the form of compressed data for the ISCSlave through a local USB bus. There is a total of 4 MBytes of page storage memory available if necessary. It should be noted that if each page has 2 MBytes of compressed data, the USB2.0 interface to the host computer needs to run at high speed (not full speed) to support printing at 60 ppm. (In practice, many compressed pages will be much smaller than 2 MBytes.) The control of the printer components such as motors, LEDs, pushbuttons, etc., is shared between the 2 SoPECs in this configuration.
En la figura 3, se utilizan dos dispositivos SoPEC para controlar dos cabezales de impresión. Cada cabezal de impresión imprime las caras opuestas de la misma página para conseguir impresión duplex. El SoPEC #0 es el ISCMaster, el SoPEC #1 es un ISCSlave. El ISCMaster recibe todos los datos de páginas comprimidos para ambos SoPEC y redistribuye los datos comprimidos para el ISCSlave mediante un bus USB local. Esta configuración podría imprimir 30 páginas a doble cara por minuto In Figure 3, two SoPEC devices are used to control two printheads. Each printhead prints the opposite sides of the same page to get duplex printing. The SoPEC # 0 is the ISCMaster, the SoPEC # 1 is an ISCSlave. The ISCMaster receives all compressed page data for both SoPEC and redistributes the compressed data for the ISCSlave via a local USB bus. This setting could print 30 double-sided pages per minute.
En la figura 4, se utilizan dos dispositivos SoPEC para controlar un cabezal de enlace A3 constituido a partir de 16 CI de cabezal de impresión. Cada uno de los SoPEC controla 8 CI de cabezal de impresión. El sistema funciona de manera similar al sistema A4 a 60 ppm de la figura 2, si bien la velocidad está limitada a 30 ppm para A3, puesto que cada SoPEC puede controlar solamente 6 CI de cabezal de impresión a velocidades de 60 ppm. Se dispone de un total de 4 Mbytes de almacenamiento de páginas, lo cual permite al sistema utilizar tasas de compresión igual que en una arquitectura de SoPEC A4 único, pero con el tamaño incrementado de página A3. In Figure 4, two SoPEC devices are used to control a link head A3 constituted from 16 print head ICs. Each of the SoPEC controls 8 printhead ICs. The system works similarly to the A4 system at 60 ppm in Figure 2, although the speed is limited to 30 ppm for A3, since each SoPEC can control only 6 printhead ICs at speeds of 60 ppm. A total of 4 Mbytes of page storage is available, which allows the system to use compression rates as in a single SoPEC A4 architecture, but with the increased A3 page size.
Se pueden utilizar SoPEC adicionales para almacenamiento DRAM, por ejemplo, en la figura 6, una impresora simplex A4 puede ser construida con un SoPEC adicional único utilizado para almacenamiento DRAM. El SoPEC DRAM puede proporcionar suministro de datos en banda ancha garantizada al SoPEC de impresión. Las configuraciones de SoPEC pueden tener múltiples SoPEC adicionales utilizados para almacenamiento DRAM. Additional SoPECs can be used for DRAM storage, for example, in Figure 6, a simplex A4 printer can be constructed with a single additional SoPEC used for DRAM storage. The SoPEC DRAM can provide guaranteed broadband data supply to the printing SoPEC. SoPEC configurations can have multiple additional SoPECs used for DRAM storage.
La figura 7 muestra una configuración en la que la conexión desde el PC principal a la impresora es una red Ethernet en vez de USB. En este caso, uno de los puertos principales de USB en SoPEC se interconecta a un dispositivo externo que proporciona conexión Ethernet-a-USB. Se debe observar que se puede requerir en esta configuración algún software de red de soporte en el dispositivo de conexión. Una memoria RAM Flash será necesaria en este sistema para proporcionar SoPEC con software de control para la función de conexión de Ethernet. Figure 7 shows a configuration in which the connection from the main PC to the printer is an Ethernet network instead of USB. In this case, one of the main USB ports in SoPEC is interconnected to an external device that provides Ethernet-to-USB connection. It should be noted that some support network software in the connection device may be required in this configuration. A flash RAM will be required in this system to provide SoPEC with control software for the Ethernet connection function.
5 Tipos de colocación errónea de cabezal de impresión 5 Types of wrong printhead placement
Un cabezal de impresión de enlace está construido a partir de los CI del cabezal de impresión de enlace, colocados sobre un sustrato que contiene orificios de suministro de tinta. Una impresora con ancho de página A4 utiliza 11 CI de cabezal de impresión de enlace. Cada uno de los cabezales de impresión está colocado sobre el sustrato con referencia a marcas de registro de posicionado del sustrato. A link printhead is constructed from the ICs of the link printhead, placed on a substrate containing ink supply holes. An A4 page width printer uses 11 link printhead ICs. Each of the printheads is placed on the substrate with reference to registration marks of positioning of the substrate.
La figura 8 muestra la disposición de los CI del cabezal de impresión (conocidos también como segmentos) sobre un cabezal de impresión. La unión entre dos CI se muestra en detalle. Las toberas más a la izquierda en cada alineación están rebajadas por 10 línea-pasos para permitir la impresión continua a través de la unión. La figura 8 presenta también algunas designaciones y convenciones coordinadas utilizadas en este documento. Figure 8 shows the arrangement of the print head ICs (also known as segments) on a print head. The union between two ICs is shown in detail. The leftmost nozzles in each alignment are lowered by 10 line-steps to allow continuous printing through the joint. Figure 8 also presents some designations and coordinated conventions used in this document.
La figura 8 muestra las disposiciones anticipadas de la primera generación de cabezales de impresión de enlace con 10 alineaciones de toberas que soportan cinco colores. Los mecanismos de compensación SoPEC son suficientemente generales para cubrir otras disposiciones de toberas. Figure 8 shows the anticipated arrangements of the first generation of link printheads with 10 nozzle alignments that support five colors. The SoPEC compensation mechanisms are general enough to cover other nozzle arrangements.
Los CI de cabezales de impresión pueden ser colocados de forma errónea con respecto a su posición ideal. Esta colocación errónea puede comprender cualquier combinación de: Printhead ICs can be placed incorrectly with respect to their ideal position. This wrong placement may include any combination of:
3. desplazamiento en x 3. displacement in x
3. desplazamiento en y 3. displacement in and
3. desviación (rotación alrededor de z) 3. deviation (rotation around z)
3. cabeceo (rotación alrededor de y) 3. pitching (rotation around y)
3. balanceo (rotación alrededor de z) 3. balancing (rotation around z)
En algunos casos, los mejores resultados visuales se consiguen considerando error de colocación rotativo entre CI adyacentes en vez de error de colocación absoluto desde el sustrato. Existen algunos límites prácticos al error de colocación por el hecho de que un error de colocación grosero interrumpirá el flujo de tinta desde el sustrato a los canales de tinta del chip. In some cases, the best visual results are achieved by considering rotational placement error between adjacent ICs instead of absolute placement error from the substrate. There are some practical limits to the placement error due to the fact that a gross placement error will interrupt the flow of ink from the substrate to the ink channels of the chip.
La corrección de errores de colocación requiere evidentemente la medición del error de colocación. En general, esto se puede hacer directamente por inspección de cabezal después del montaje o indirectamente escaneando o examinando una prueba impresa de modelo. Correction of placement errors obviously requires measurement of placement error. In general, this can be done directly by head inspection after assembly or indirectly by scanning or examining a printed model test.
6 Compensación de error de colocación 6.1 Desplazamiento en X 6 Compensation for placement error 6.1 X offset
El SoPEC puede compensar el error de colocación de chips de enlace en la dirección X a la mitad del punto siguiente, es decir, un error de colocación menor de 0,5 puntos-pasos o 7,9375 micras no es compensado, un error de colocación superior a 0,5 puntos-pasos pero menor de 1,5 puntos-pasos es tratado como un error de colocación de un punto-paso, etc. The SoPEC can compensate for the error of placement of link chips in the X direction in the middle of the next point, that is, a placement error of less than 0.5 step-steps or 7.9375 microns is not compensated, an error of placement greater than 0.5 step-points but less than 1.5 step-points is treated as a mistake of placing a step-step, etc.
El error de colocación en X sin compensar puede resultar en tres efectos: The error of placement in X without compensation can result in three effects:
3. puntos impresos desplazados de su posición correcta en todo el segmento de colocación errónea 3. printed points shifted from their correct position throughout the wrong placement segment
3. puntos faltantes en la zona de solape entre segmentos 3. missing points in the zone of overlap between segments
3. puntos duplicados en la zona de solape entre segmentos 3. duplicate points in the zone of overlap between segments
El SoPEC puede corregir cada uno de estos tres efectos. SoPEC can correct each of these three effects.
En la preparación de datos de línea para su impresión, el SoPEC coloca en la memoria intermedia los datos de puntos para una serie de líneas de la imagen a imprimir. La compensación de la colocación errónea comporta en general el cambio del modelo en el que estos datos de puntos se pasan a los CI del cabezal de impresión. In preparing line data for printing, the SoPEC places dot data in the buffer for a series of lines in the image to be printed. Compensation for erroneous placement generally involves changing the model in which this point data is passed to the print head ICs.
El SoPEC utiliza memorias intermedias separadas para los puntos pares e impares de cada color en cada línea, puesto que son impresos por diferentes alineaciones de cabezales de impresión. De este modo, la apreciación del SoPEC de una línea en esta etapa es como (hasta) 12 alineaciones de puntos, en vez de (hasta) 6 colores. Nominalmente, los puntos pares de una línea son impresos por la alineación inferior de dos alineaciones para aquel color en el cabezal de impresión y los puntos impares son impresos por la alineación superior (ver figura 8). Para el CI del cabezal de impresión de enlace del momento, hay 640 toberas en una alineación. Cada memoria intermedia de una alineación para el cabezal de impresión completo contendría 640x11 puntos por línea a imprimir, además de cierta compensación en caso necesario. The SoPEC uses separate buffers for the odd and even dots of each color on each line, since they are printed by different printhead alignments. Thus, the SoPEC appreciation of a line at this stage is like (up to) 12 point alignments, instead of (up to 6 colors). Nominally, the even points of a line are printed by the lower alignment of two alignments for that color in the print head and the odd points are printed by the upper alignment (see figure 8). For the CI of the print head link of the moment, there are 640 nozzles in an alignment. Each buffer in an alignment for the entire printhead would contain 640x11 dots per line to be printed, in addition to some compensation if necessary.
En la preparación de la imagen, el SoPEC puede ser programado en el módulo DWU para pre-compensar el hecho de que cada alineación o CI del cabezal de impresión es desplazado a la izquierda con respecto a la alineación superior. De esta manera, el punto más a la izquierda impreso para cada alineación de un color tiene el mismo desplazamiento desde el inicio de una memoria intermedia de una alineación. En realidad, la programación puede soportar formas arbitrarias del CI del cabezal. In preparing the image, the SoPEC can be programmed in the DWU module to pre-compensate for the fact that each alignment or CI of the print head is shifted to the left with respect to the upper alignment. In this way, the leftmost point printed for each alignment of a color has the same offset from the beginning of a buffer of an alignment. In reality, programming can support arbitrary forms of the head IC.
El SoPEC tiene registros independientes en el módulo LLU para cada segmento que determinan qué punto de la imagen preparada es enviado a la tobera más a la izquierda de aquel segmento. Hasta 12 segmentos quedan soportados. Sin error de colocación el SoPEC podría ser programado para pasar los puntos 0 a 639 en una alineación al segmento 0, los puntos 640 a 1279 en una alineación al segmento 1, etc. The SoPEC has independent records in the LLU module for each segment that determine which point of the prepared image is sent to the leftmost nozzle of that segment. Up to 12 segments are supported. Without placement error, the SoPEC could be programmed to pass points 0 to 639 in an alignment to segment 0, points 640 to 1279 in an alignment to segment 1, etc.
Si el segmento 1 estuviera mal colocado por 2 puntos-pasos a la derecha, el SoPEC podría se ajustado para pasar los puntos 641 a 1280 de cada alineación al segmento 1 (recordando que cada alineación de datos consiste por completo de puntos impares o puntos pares desde una línea, y que el punto 1 de una alineación es impreso 2 posiciones de punto alejado del punto 0). Esto significa que los puntos son impresos en la posición correcta de modo general. Este ajuste se basa en la colocación absoluta de cada CI de cabezal de impresión. El punto 640 no es impreso, puesto que no hay tobera en esta posición del cabezal de impresión (ver sección 6.1.2 para más detalles sobre la compensación de puntos faltantes). If segment 1 were misplaced by 2 step-points to the right, the SoPEC could be adjusted to pass points 641 to 1280 of each alignment to segment 1 (remembering that each data alignment consists entirely of odd points or even points from a line, and that point 1 of an alignment is printed 2 point positions away from point 0). This means that the dots are printed in the correct position in a general way. This setting is based on the absolute placement of each printhead IC. Point 640 is not printed, since there is no nozzle in this position of the print head (see section 6.1.2 for more details on offsetting missing points).
Un error de colocación de un número impar de puntos-pasos es más problemático, porque significa que los puntos impares de la línea requieren ser impresos por la alineación más baja de un par de color y los puntos impares por la alineación superior de un par de color por el segmento del cabezal de un par de impresión. Además, el cambio de las memorias intermedias impares y pares interfiere con la pre-compensación. Esto tiene como resultado en que la posición del primer punto a enviar a un segmento es diferente para alineaciones impares y alineaciones pares del segmento. El SoPEC soluciona este efecto al hacer que registros independientes del LLU especifican el primer punto para el impar y las alineaciones pares de cada segmento, es decir, 2 x 12 registros. Otro bit de registro determina si los datos de puntos para alineaciones impares y alineaciones pares deberían cambiadas según una base de segmento a segmento. An error of placing an odd number of step-points is more problematic, because it means that the odd points of the line need to be printed by the lowest alignment of a pair of color and the odd points by the upper alignment of a pair of color by the head segment of a printing pair. In addition, changing odd and even buffers interferes with pre-compensation. This results in the position of the first point to be sent to a segment being different for odd alignments and even alignments of the segment. The SoPEC solves this effect by making independent LLU records specify the first point for the odd and even alignments of each segment, that is, 2 x 12 records. Another register bit determines whether the point data for odd alignments and even alignments should be changed according to a segment-by-segment basis.
La figura 9 muestra la alineación detallada de puntos en la unión entre dos CI del cabezal de impresión para varios casos de error de colocación para un color único.-Figure 9 shows the detailed alignment of points at the junction between two CIs of the printhead for several instances of placement error for a single color.
Los efectos en la unión dependen en el error de colocación relativo de los dos segmentos. En el caso ideal sin error de colocación, las últimas tres toberas de la alineación superior del segmento N se entrelazan las tres toberas de la alineación inferior del segmento N+1, dando lugar a una tobera única (y, por lo tanto, a un único punto impreso) en cada punto-paso. The effects on the joint depend on the relative placement error of the two segments. In the ideal case without placement error, the last three nozzles of the upper alignment of the N segment interlock the three nozzles of the lower alignment of the N + 1 segment, resulting in a single nozzle (and, therefore, a single point printed) at each step-point.
Cuando el segmento N+1 está colocado erróneamente a la derecha con respecto al segmento N (un desplazamiento relativo positivo, según x) existen algunas posiciones de puntos sin tobera, es decir, puntos faltantes. Para desplazamientos positivos de un número impar de puntos-pasos puede haber también algunas posiciones de puntos con dos toberas, es decir, puntos duplicados. Los desplazamientos relativos negativos en X del segmento N+1 con respecto al segmento N son menos probables, dado que usualmente tendrían como resultado una colisión de los CI de los cabezales de impresión, no obstante, son posibles en combinación con un desplazamiento en Y. Un desplazamiento negativo provocará siempre puntos duplicados y provocará puntos faltantes en algunos casos. Se debe observar que la colocación y las tolerancias pueden ser desplazadas deliberadamente a la derecha en la etapa de fabricación para evitar desplazamientos negativos. When the N + 1 segment is wrongly placed to the right with respect to the N segment (a positive relative displacement, according to x) there are some positions of points without a nozzle, that is, missing points. For positive displacements of an odd number of step-points there may also be some point positions with two nozzles, that is, duplicate points. The relative negative displacements in X of the N + 1 segment with respect to the N segment are less likely, since they would usually result in a collision of the print head ICs, however, they are possible in combination with a Y displacement. A negative displacement will always cause duplicate points and will cause missing points in some cases. It should be noted that placement and tolerances can be deliberately shifted to the right at the manufacturing stage to avoid negative displacements.
En el caso en que dos toberas ocupen la misma posición de punto, las correcciones descritas en la sección 6.1.1 resultarán que el SoPEC leerá los mismos datos de puntos desde la memoria intermedia de alineaciones para ambas toberas. Para evitar la impresión de estos datos dos veces, el SoPEC tiene dos registros por segmento en el LLU que especifican un número (hasta 3) de puntos a suprimir en el inicio de cada alineación, aplicándose un registro a las alineaciones impares de puntos y otro a las alineaciones pares de puntos. In the case where two nozzles occupy the same point position, the corrections described in section 6.1.1 will result in the SoPEC reading the same point data from the alignment buffer for both nozzles. To avoid printing this data twice, the SoPEC has two records per segment in the LLU that specify a number (up to 3) of points to be deleted at the beginning of each alignment, one record being applied to the odd alignment of points and another to even point alignments.
El SoPEC compensa los puntos faltantes al añadir la posición de tobera faltante a su mapa de toberas inactivas. Esto indica la lógica de compensación de toberas inactivas en el módulo DNC para distribuir los datos desde la posición indicada a las toberas circundantes antes de preparar las memorias intermedias de alineaciones a imprimir. The SoPEC compensates for the missing points by adding the missing nozzle position to its inactive nozzle map. This indicates the logic of compensation of inactive nozzles in the DNC module to distribute the data from the indicated position to the surrounding nozzles before preparing the buffers of alignments to be printed.
El SoPEC puede compensar el error de colocación de los CI de cabezal de impresión en la dirección Y, pero solamente a mitad con respecto a la fracción 0,1 más próximo de una línea, suponiendo una línea-paso de 15,875 micras si un CI está mal colocado en Y en 0 micras el SoPEC puede imprimir perfectamente en Y. Si un CI está mal colocado en 3,175 micras entonces se puede imprimir perfectamente. Si un CI está mal colocado en Y en 3,175 micras, se puede imprimir perfectamente, pero si un CI está mal colocado en 3 micras, ello es registrado como un error de colocación de 3,175 micras (mediado al 0,1 más próximo de una línea) y resultando en un error Y de 0,175 micras muy probablemente un error imperceptible. The SoPEC can compensate for the error of placing the printhead ICs in the Y direction, but only halfway with respect to the nearest 0.1 fraction of a line, assuming a 15.875 micron line-step if an IC is incorrectly placed in Y at 0 microns the SoPEC can print perfectly in Y. If an IC is incorrectly placed at 3,175 microns then it can be printed perfectly. If a CI is wrongly placed at Y at 3,175 microns, it can be printed perfectly, but if a CI is badly placed at 3 microns, it is recorded as a placement error of 3,175 microns (mediated to the nearest 0.1 of a line ) and resulting in a Y error of 0.175 microns most likely an imperceptible error.
El error de colocación en Y no compensado tiene como resultado que todos los puntos del segmento mal colocado son impresos en la posición errónea en la página. The uncompensated Y-placement error results in all points of the incorrectly placed segment being printed in the wrong position on the page.
La compensación del SoPEC para error de colocación en Y utiliza dos mecanismos, uno dirigido al error de colocación conjunto línea-paso y otro dirigido a la colocación errónea fraccional línea-paso. Estos mecanismos pueden ser aplicados conjuntamente para compensar errores de colocación arbitrarios al 0,1 más próximo de una línea. The SoPEC compensation for Y-placement error uses two mechanisms, one directed to the joint line-step placement error and another directed to the fractional line-step erroneous placement. These mechanisms can be applied together to compensate for arbitrary placement errors to the nearest 0.1 of a line.
La sección 6.1 describe las memorias intermedias utilizadas para conservar los datos de puntos a imprimir para cada alineación. Estas memorias intermedias contienen datos de puntos para múltiples líneas de la imagen a imprimir. Debido a la separación física de alineaciones de toberas de un CI de cabezal de impresión, en cualquier momento las alineaciones distintas imprimen datos de diferentes líneas de la imagen. Section 6.1 describes the buffers used to preserve the point data to be printed for each alignment. These buffers contain point data for multiple lines of the image to be printed. Due to the physical separation of nozzle alignments from a print head IC, different alignments print data from different lines of the image at any time.
Para un cabezal de impresión, en el que todos los CI están colocados de forma ideal, la alineación 0 de cada segmento imprime datos de la línea N de la imagen, la alineación 1 de cada segmento imprime datos de la alineación N-M de la imagen, etc., siendo N la separación de las alineaciones 0 y 1 en el cabezal de impresión. Los registros SoPEC separados en el LLU para cada alineación especifican las separaciones destinadas de alineaciones en el cabezal de impresión, de manera que el SoPEC hace el seguimiento de la imagen actual impresa por cada alineación. For a printhead, in which all ICs are ideally positioned, alignment 0 of each segment prints data from line N of the image, alignment 1 of each segment prints data of alignment NM of the image, etc., where N is the separation of alignments 0 and 1 in the printhead. The separate SoPEC registers in the LLU for each alignment specify the intended separations of alignments in the print head, so that the SoPEC tracks the current image printed by each alignment.
Si un segmento está mal colocado en una línea-paso completa, el SoPEC puede compensarlo ajustando la línea de la imagen enviada a cada alineación de aquel segmento. Esto se consigue añadiendo un desplazamiento adicional de la dirección de memoria intermedia de la alineación utilizada de este segmento para cada memoria intermedia de alineaciones. Este desplazamiento provoca que el SoPEC proporcione los datos del punto a cada alineación de dicho segmento desde una línea situada más adelante en la imagen que los datos de puntos facilitados a la misma alineación en los otros segmentos. Por ejemplo, cuando segmentos correctamente colocados están imprimiendo la línea, de una imagen con la alineación 0, la línea N-M de la imagen con alineación 1, etc., entonces el segmento mal colocado está imprimiendo la línea N+1 de la imagen con la alineación 0, línea N-M+1 de la imagen con la alineación 1, etc. If a segment is incorrectly placed in a complete line-step, the SoPEC can compensate for it by adjusting the line of the image sent to each alignment of that segment. This is achieved by adding an additional offset of the buffer address of the alignment used in this segment for each buffer buffer. This shift causes the SoPEC to provide the point data to each alignment of said segment from a line located later in the image than the point data provided to the same alignment in the other segments. For example, when correctly placed segments are printing the line, of an image with alignment 0, the NM line of the image with alignment 1, etc., then the misplaced segment is printing the N + 1 line of the image with the alignment 0, line N-M + 1 of the image with alignment 1, etc.
El SoPEC tiene un registro por segmento para especificar ese desplazamiento de línea-paso completo. El desplazamiento puede ser de múltiples líneas-pasos compensando múltiples líneas de error de colocación. Se debe observar que el desplazamiento puede tener lugar solamente en la dirección de avance, correspondiendo a un desplazamiento negativo de Y. Esto significa que la disposición inicial del SoPEC se debe basar en el segmento más alto (más positivo) en el eje Y, y los desplazamientos para otros segmentos deben ser calculados a partir de esta línea base. La compensación del desplazamiento en Y requiere líneas adicionales de memoria intermedia de datos de puntos en el SoPEC igual al desplazamiento máximo relativo en Y (en líneas-pasos) entre cualesquiera dos segmentos del cabezal de impresión. Para cada segmento mal colocado, cada línea de error de colocación requiere aproximadamente 640x10, es decir 6.400 bits extra de memoria. The SoPEC has one record per segment to specify that complete line-step offset. The displacement can be of multiple lines-steps compensating multiple lines of placement error. It should be noted that the displacement can take place only in the forward direction, corresponding to a negative displacement of Y. This means that the initial arrangement of the SoPEC must be based on the highest (most positive) segment on the Y axis, and Offsets for other segments must be calculated from this baseline. Offset compensation in Y requires additional lines of dot data buffer in the SoPEC equal to the maximum relative offset in Y (in step lines) between any two segments of the print head. For each misplaced segment, each line of placement error requires approximately 640x10, that is, 6,400 extra bits of memory.
La compensación para desplazamiento fraccional de línea-paso de un segmento se consigue por una combinación de SoPEC y sistema lógico de activación CI de cabezal de impresión. The compensation for fractional line-step displacement of a segment is achieved by a combination of SoPEC and logical activation system CI printhead.
Las alineaciones de toberas del cabezal de impresión están posicionadas por diseño con separaciones verticales en líneas-pasos que tienen un componente entero y un componente fraccional. Los componentes fraccionales son expresados con respecto a la alineación 0 y son siempre algún múltiplo de 0,1 de un línea-paso. Las alineaciones son accionadas secuencialmente en un orden determinado y la componente fraccional de la separación de la alineación se adapta a la distancia en la que se desplazará el papel entre el accionamiento o activación de una alineación y la siguiente. La figura 10 muestra la posición de alineación y orden de accionamiento de la implementación actual del CI del cabezal de impresión. Observando las dos primeras alineaciones, el papel se desplaza de 0,5 de una línea-paso entre la alineación 0 (accionada en primer lugar) y la alineación 1 (accionada en sexto lugar). Recibe datos de puntos de una línea que está situada 3 líneas antes de los datos facilitados a la alineación 0. Estos datos terminan en el papel exactamente con una separación de 3 líneas-pasos, tal como se requiere. The nozzle alignments of the printhead are positioned by design with vertical separations in step lines that have an entire component and a fractional component. Fractional components are expressed with respect to alignment 0 and are always some multiple of 0.1 of a line-step. The alignments are sequentially actuated in a certain order and the fractional component of the alignment separation is adapted to the distance in which the paper will travel between the activation or activation of one alignment and the next. Figure 10 shows the alignment position and drive order of the current implementation of the print head IC. Observing the first two alignments, the paper shifts from 0.5 of a line-step between alignment 0 (first operated) and alignment 1 (operated sixth). Receive data from points on a line that is located 3 lines before the data provided to alignment 0. This data ends on paper exactly with a 3-step line separation, as required.
Si un CI del cabezal de impresión está colocado erróneamente de forma vertical en un número no entero de líneaspasos, la alineación 0 de dicho segmento ya no se alinea con la alineación 0 de otros segmentos. No obstante, en el 0,1 de una línea más próximo, hay una alineación en el segmento con error de colocación que es un número entero de línea-pasos alejada de la alineación 0 de los segmentos situados idealmente. Si esta alineación es activada al mismo tiempo que la alineación 0 de otros segmentos y recibe la alimentación de datos de puntos desde la línea correcta, entonces, sus puntos se alinearán con los puntos de la alineación 0 de los otros segmentos dentro de 0,1 de una línea-paso. Entonces se pueden activar alineaciones siguientes en el cabezal de impresión con error de colocación en el orden usual, pasando en retorno a la alineación 0 después de la alineación 9. Este orden de activación resulta en la activación de cada alineación en el mismo tiempo que las alineaciones de otros cabezales de impresión más próximos a un número entero de línea-pasos de alejamiento. If a print head IC is erroneously positioned vertically on a non-integer number of lines, the alignment 0 of that segment no longer aligns with the alignment 0 of other segments. However, in 0.1 of a closer line, there is an alignment in the segment with placement error that is a whole number of line-steps away from the alignment 0 of the ideally located segments. If this alignment is activated at the same time as the alignment 0 of other segments and receives the data feed of points from the correct line, then its points will be aligned with the points of alignment 0 of the other segments within 0.1 of a line-step. Subsequent alignments can then be activated on the printhead with placement error in the usual order, going back to alignment 0 after alignment 9. This activation order results in the activation of each alignment at the same time as the alignments of other printheads closer to an integer line-step away.
La figura 11 muestra un ejemplo en el que el segmento con error de colocación es desplazado en 0,3 de una líneapaso. En este caso, la alineación 5 de segmento con error de colocación se encuentra exactamente a 24,0 líneaspasos de la alineación 0 del segmento ideal. Por lo tanto, la alineación 5 es activada en primer lugar en el segmento con error de colocación, seguida de la alineación 7, 9, 0 etc., tal como se ha mostrado. Cada alineación es activada al mismo tiempo que la alineación en el segmento ideal, que es un número entero de líneas en alejamiento. Esta selección de la alineación inicial de la secuencia de activación es controlada por un registro de cada CI de cabezal de impresión. Figure 11 shows an example in which the segment with placement error is shifted by 0.3 of a step line. In this case, segment alignment 5 with placement error is exactly 24.0 lines steps from alignment 0 of the ideal segment. Therefore, alignment 5 is activated first in the segment with placement error, followed by alignment 7, 9, 0 etc., as shown. Each alignment is activated at the same time as the alignment in the ideal segment, which is an integer number of lines in distance. This selection of the initial alignment of the activation sequence is controlled by a register of each printhead IC.
El papel que desempeña el SoPEC en la compensación del error de colocación fraccional de línea-paso consiste en suministrar unos datos de puntos correctos para cada alineación. Observando la figura 11, se puede apreciar que para imprimir de forma correcta, la alineación 5 en el cabezal de impresión con error de colocación necesita datos de puntos de una línea situada 24 líneas antes en la imagen que los datos suministrados a la alineación 0. En el cabezal de impresión ideal, la alineación 5 necesita datos de puntos de una línea situada 23 líneas antes en la imagen que los datos suministrados en la alineación 0. En general, cuando se utiliza una alineación de inicio sin omisión para un segmento, algunas alineaciones para dicho segmento necesitan el desplazamiento de sus datos en una línea con respecto a los datos que recibirían para una alineación de inicio con omisión. El SoPEC tiene un registro en LLU para cada alineación de cada segmento que especifica si se tiene que aplicar un desplazamiento de una línea cuando se buscan datos para aquella alineación de aquel segmento. The role that SoPEC plays in compensating for the fractional line-step placement error is to provide correct point data for each alignment. Looking at Figure 11, it can be seen that to print correctly, the alignment 5 in the printhead with placement error requires data from points of a line located 24 lines earlier in the image than the data supplied to alignment 0. In the ideal printhead, alignment 5 requires dot data from a line located 23 lines earlier in the image than the data provided in alignment 0. In general, when a non-skip start alignment is used for a segment, some Alignments for that segment need to shift their data on a line with respect to the data they would receive for a skipped start alignment. The SoPEC has an LLU record for each alignment of each segment that specifies whether a line offset must be applied when searching for data for that segment alignment.
Este tipo de desplazamiento erróneo por rotación significa que todas las toberas terminarán apuntando más arriba en la página en sentido Y o más abajo en la página en sentido Y. El efecto es el mismo que el del error de colocación en Y, excepto que existe un efecto diferente en Y para cada grosor de medio (dado que la magnitud del error de colocación depende de la distancia que tiene que recorrer la tinta. This type of wrong displacement by rotation means that all the nozzles will end up pointing higher on the page in the Y direction or lower on the page in the Y direction. The effect is the same as that of the Y-placement error, except that there is a different effect on Y for each medium thickness (since the magnitude of the placement error depends on the distance the ink has to travel.
En algunos casos puede ocurrir que el grosor de los medios no provoca diferencia visual efectiva con el resultado y esta forma de error de colocación se puede incorporar simplemente en la compensación de error de colocación en Y. In some cases it may happen that the thickness of the media does not cause an effective visual difference with the result and this form of placement error can simply be incorporated into the Y placement error compensation.
Si el grosor de los medios no establece diferencia que se pueda caracterizar, entonces la programación de la colocación errónea de Y se puede ajustar para cada impresión, basándose en el grosor de los medios. If the media thickness does not make a difference that can be characterized, then the programming of the wrong Y placement can be adjusted for each print, based on the media thickness.
Se apreciará que la corrección para balanceo es particularmente de interés cuando se utiliza más de un módulo de cabezal de impresión para formar un cabezal de impresión, puesto que son las discontinuidades entre bandas impresas por módulos adyacentes las que son más objecionables en este contexto. It will be appreciated that the correction for balancing is particularly of interest when more than one printhead module is used to form a printhead, since it is the discontinuities between bands printed by adjacent modules that are most objectionable in this context.
En esta rotación, un extremo del CI entra más en un sustrato que el otro extremo. Esto significa que la impresión en la página se encontrará alejada en un cierto número de puntos al final de lo que se encuentra alejada con respecto a los medios (es decir, menor densidad óptica) y los puntos estarán más juntos al extremo que está más próximo a los medios (más densidad óptica) con una reducción lineal del efecto desde un extremo al otro. Si esto produce cualquier tipo de artefacto visual, es desconocido, pero no es compensado en el SoPEC. In this rotation, one end of the IC enters more into a substrate than the other end. This means that printing on the page will be far away at a certain number of points at the end of what is far away from the media (i.e. lower optical density) and the points will be closer together to the nearest end. to the media (more optical density) with a linear reduction of the effect from one end to the other. If this produces any type of visual artifact, it is unknown, but it is not compensated in the SoPEC.
Este tipo de desplazamiento erróneo de rotación significa que las toberas en un extremo de CI imprimirán más abajo la página en Y que el otro extremo del CI. Puede haber también un incremento ligero de densidad óptica dependiendo de la magnitud de la rotación. This type of erroneous rotation displacement means that the nozzles at one end of the IC will print the Y-page lower than the other end of the IC. There may also be a slight increase in optical density depending on the magnitude of the rotation.
El SoPEC puede compensar este efecto proporcionando continuidad de primer orden, si bien no continuidad de segundo orden en la realización preferente. La continuidad de primer orden (en la que la posición Y de extremos de línea adyacentes queda compensada) se consigue utilizando el mecanismo de compensación de desviación en Y, pero considerando error de colocación relativo en vez de absoluto. La continuidad de segundo orden (en la que la pendiente de las líneas en los módulos de impresión adyacentes es, por lo menos, parcialmente igualada) se puede afectar aplicando una compensación del desplazamiento en Y según una base por píxel. Si bien un técnico en la materia tendrá pocas dificultades procedentes de la diferencia de temporización que posibilita dicha compensación, el SoPEC no lo compensa y, por lo tanto, no se describe en detalle en este documento. The SoPEC can compensate for this effect by providing first order continuity, although not second order continuity in the preferred embodiment. First-order continuity (in which the Y position of adjacent line ends is compensated) is achieved using the Y offset mechanism, but considering relative placement error instead of absolute. Second-order continuity (in which the slope of the lines in adjacent printing modules is at least partially matched) can be affected by applying a compensation of Y-offset based on a pixel basis. Although a person skilled in the art will have few difficulties from the timing difference that such compensation allows, the SoPEC does not compensate for it and, therefore, is not described in detail in this document.
La figura 12 muestra un ejemplo en el que el CI del cabezal de impresión número 4 es colocado con desviación, tal como se muestra en la figura 12, mientras que todos los demás CI del cabezal de impresión están perfectamente colocados. El efecto de la desviación es que el extremo izquierdo del segmento 4 del cabezal de impresión tiene una desviación aparente en Y de -1 línea-paso con respecto al segmento 3, mientras que el extremo de la derecha del segmento 4 tiene una desviación aparente en Y de una línea-paso con respecto al segmento 5. Figure 12 shows an example in which the IC of the print head number 4 is positioned with deviation, as shown in Figure 12, while all other ICs of the print head are perfectly positioned. The deviation effect is that the left end of segment 4 of the printhead has an apparent Y-deviation of -1 line-pass with respect to segment 3, while the right end of segment 4 has an apparent deviation in And of a line-step with respect to segment 5.
Para proporcionar continuidad de primer orden en este ejemplo, los registros del SoPEC serían programados de manera que los segmentos 0 a 3 tienen un desplazamiento en Y de 0, el segmento 4 tiene un desplazamiento en Y de -1 y los segmentos 5 y superiores tienen un desplazamiento en Y de -2. Se debe observar que los desplazamientos en Y se acumulan en este ejemplo, aunque el segmento 5 está perfectamente alineado con el segmento 3, tienen programadas diferentes desviaciones en Y. To provide first-order continuity in this example, SoPEC records would be programmed so that segments 0 to 3 have a Y offset of 0, segment 4 has a Y offset of -1 and segments 5 and above have a Y offset of -2. It should be noted that the displacements in Y accumulate in this example, although segment 5 is perfectly aligned with segment 3, different deviations in Y are programmed.
Se apreciará que una determinada compensación es mejor que ninguna y no es necesario en todos los casos corregir perfectamente el balanceo y/o la desviación. La compensación parcial puede ser apropiada dependiendo de la desviación específica. Igual que en el balanceo, la corrección de una desviación es particularmente aplicable a cabezales de impresión multimódulo, pero también se puede aplicar a cabezales de impresión de módulo único. It will be appreciated that a certain compensation is better than none and it is not necessary in all cases to perfectly correct the balancing and / or deviation. Partial compensation may be appropriate depending on the specific deviation. As with balancing, the correction of a deviation is particularly applicable to multi-module printheads, but can also be applied to single-module printheads.
7 Requerimientos para cabezales de impresión 7 Requirements for printheads
El cabezal de impresión se diseñará para 5 colores. En la actualidad la utilización pretendida es: The printhead will be designed for 5 colors. Currently the intended use is:
- (i)(i)
- ciano cyano
- (ii)(ii)
- magenta magenta
(iii) amarillo (iii) yellow
- (iv)(iv)
- negro black
- (v)(v)
- infrarrojo infrared
No obstante, la metodología de diseño debe ser capaz de proponerse un número distinto de 5 si cambia el número actual de colores. En caso de cambio, sería a 6 (añadiéndose fijador (“fixative”)) o a 4 (eliminando el infrarrojo). However, the design methodology must be able to propose a number other than 5 if the current number of colors changes. In case of change, it would be 6 (adding fixative) or 4 (eliminating infrared).
El chip del cabezal de impresión no supone ningún orden en particular de los 5 canales de color. The print head chip does not imply any particular order of the 5 color channels.
El cabezal de impresión contendrá 1280 toberas de cada color -640 toberas de una alineación proyectando puntos pares y 640 toberas de otra alineación proyectando puntos impares. Esto significa que se requieren 11 cabezales de impresión de enlace para ensamblar un cabezal de impresión A4/carta. The print head will contain 1280 nozzles of each color -640 nozzles of one alignment projecting even points and 640 nozzles of another alignment projecting odd points. This means that 11 link printheads are required to assemble an A4 / letter printhead.
No obstante, la metodología de diseño debe ser capaz de proponerse un número distinto de 1280 si cambia el número actual de toberas por color. Cualquier longitud distinta puede necesitar ser un múltiplo de 32 ó 64 para permitir el enrutado de los canales de tinta. However, the design methodology must be able to propose a number other than 1280 if you change the current number of nozzles per color. Any different length may need to be a multiple of 32 or 64 to allow the routing of the ink channels.
El cabezal de impresión estará previsto para impresión de 1600 dpi. Esto significa que las gotitas de tinta deben depositarse en la página separadas de una distancia de 15,875 micras. The printhead will be intended for 1600 dpi printing. This means that the ink droplets must be deposited on the page separated by a distance of 15,875 microns.
La distancia entre puntos de 15,875 micras junto con las exigencias de MEMS significa que la distancia horizontal entre dos toberas adyacentes en una alineación única (por ejemplo, proyectando puntos pares) será de 31,75 micras. The distance between points of 15,875 microns together with the requirements of MEMS means that the horizontal distance between two adjacent nozzles in a single alignment (for example, projecting even points) will be 31.75 microns.
Todos los 640 puntos en una alineación impar o par de color están exactamente alineados verticalmente. Las alineaciones son proyectadas secuencialmente, de manera que una alineación completa es proyectada en una pequeña fracción (nominalmente una décima parte) de un tiempo de línea, con la proyección de toberas individuales distribuida dentro de este tiempo de alineación. Como resultado, los puntos pueden terminar sobre el papel con un error de colocación vertical de hasta una décima parte del paso de un punto. Esto se considera aceptable. All 640 points in an odd or even color alignment are exactly aligned vertically. The alignments are projected sequentially, so that a complete alignment is projected in a small fraction (nominally one tenth) of a line time, with the projection of individual nozzles distributed within this alignment time. As a result, the stitches may end on paper with a vertical placement error of up to one tenth of the step of a dot. This is considered acceptable.
La distancia vertical entre alineaciones se ajusta basándose en el orden de proyección de la alineación. La proyección puede empezar con una alineación y luego sigue una rotación fija. La figura 13 muestra el orden de proyección por omisión de 1 a 10, empezando en la alineación par superior. Las alineaciones están separadas por un número exacto de líneas de puntos, más una fracción de una línea de puntos que corresponde a la distancia que se desplazará el papel entre tiempos de proyección de alineaciones. Esto permite una impresión exacta punto a punto de cada color. La alineación de inicio se puede variar para corregir la falta de alineación vertical entre chips al 0,1 píxel más próximo. El SoPEC retrasa de manera apropiada los datos de cada alineación para permitir la separación y el orden de proyección. The vertical distance between alignments is adjusted based on the order of alignment projection. The projection can start with an alignment and then follow a fixed rotation. Figure 13 shows the default projection order from 1 to 10, starting at the upper even alignment. The alignments are separated by an exact number of dotted lines, plus a fraction of a dotted line that corresponds to the distance the paper will travel between alignment projection times. This allows an exact point-to-point impression of each color. The starting alignment can be varied to correct the lack of vertical alignment between chips to the nearest 0.1 pixel. The SoPEC appropriately delays the data of each alignment to allow separation and order of projection.
Una limitación adicional es que las alineaciones impares y pares para un color determinado deben ser colocadas suficientemente juntas para permitir que compartan un canal de tinta. Esto tiene como resultado la separación vertical mostrada en la figura 364, en la que L representa un paso de punto. An additional limitation is that odd and even alignments for a given color must be placed close enough to allow them to share an ink channel. This results in the vertical separation shown in Figure 364, in which L represents a point step.
Los múltiples chips de cabezales de impresión idénticos deben ser capaces de ser enlazados entre sí para formar un cabezal de impresión efectivamente ensamblado de forma horizontal. Multiple identical printhead chips must be able to be linked together to form a printhead effectively assembled horizontally.
Si bien hay varias disposiciones internas posibles, las cuestiones de tolerancia de construcción y de ensamblaje han constituido una disposición interna de un triángulo rebajado (es decir, un conjunto de alineaciones) de toberas dentro de una serie de alineaciones de toberas, tal como se muestra en la figura 14. Estos cabezales de impresión pueden ser desplazados entre sí, tal como se ha mostrado en la figura 15. While there are several possible internal arrangements, construction and assembly tolerance issues have constituted an internal arrangement of a recessed triangle (i.e., a set of alignments) of nozzles within a series of nozzle alignments, as shown in figure 14. These printheads can be displaced from each other, as shown in figure 15.
La compensación para el triángulo se lleva a cabo preferentemente en el cabezal de impresión, pero si las exigencias de almacenamiento son demasiado grandes, la compensación en triángulo puede tener lugar en el SoPEC. No obstante, si la compensación es llevada a cabo en el SoPEC, se requiere en la presente realización que haya un número par de toberas en cada lado del triángulo. The compensation for the triangle is preferably carried out in the printhead, but if the storage requirements are too large, the triangle compensation can take place in the SoPEC. However, if the compensation is carried out in the SoPEC, it is required in the present embodiment that there be an even number of nozzles on each side of the triangle.
Se apreciará que el triángulo dispuesto adyacente en el extremo del chip proporciona el mínimo de exigencias de almacenamiento en el cabezal de impresión. No obstante, cuando las exigencias de almacenamiento son menos críticas, se pueden utilizar otras formas. Por ejemplo, las alineaciones rebajadas pueden adoptar la forma de un trapezoide. It will be appreciated that the triangle disposed adjacent at the end of the chip provides the minimum storage requirements in the printhead. However, when storage requirements are less critical, other forms can be used. For example, lowered alignments may take the form of a trapezoid.
La unión entre cabezales adyacentes tiene un ángulo de 45º con respecto a los bordes superior e inferior del chip. El borde de unión no será recto, sino que tendrá un perfil de diente de sierra o similar. La separación nominal entre losetas es de 10 micras (medida perpendicularmente al borde). El SoPEC puede ser utilizado para compensar tanto desalineaciones horizontales como verticales de los cabezales de impresión con un cierto coste en cuanto a memoria y/o calidad de la impresión. The union between adjacent heads has an angle of 45 ° with respect to the upper and lower edges of the chip. The binding edge will not be straight, but will have a sawtooth profile or similar. The nominal separation between tiles is 10 microns (measured perpendicular to the edge). The SoPEC can be used to compensate for both horizontal and vertical misalignments of the print heads with a certain cost in terms of memory and / or print quality.
Se debe observar también que el movimiento del papel es fijo para este diseño específico. It should also be noted that the movement of the paper is fixed for this specific design.
Es posible una velocidad de impresión de 60 páginas A4/carta por minuto. El cabezal de impresión se adaptará a lo siguiente: A print speed of 60 A4 pages / letter per minute is possible. The printhead will adapt to the following:
3. longitud de página = 297 mm (A4 es la longitud de página más larga) 3. page length = 297 mm (A4 is the longest page length)
3. un intersticio entre páginas de 60 mm o menos (las mejores estimaciones actuales son de más o menos 15 +/-5 mm). Esto implica una velocidad de líneas de 22.500 líneas por segundo. Se debe observar que si el intersticio de página no se tiene que tomar en consideración en los cálculos de velocidad de páginas, entonces una velocidad de líneas de 20 KHz es suficiente. 3. a gap between pages of 60 mm or less (the best current estimates are more or less 15 +/- 5 mm). This implies a line speed of 22,500 lines per second. It should be noted that if the page gap does not have to be taken into account in the page speed calculations, then a line speed of 20 KHz is sufficient.
Suponiendo que se requiera intersticio de páginas, el cabezal de impresión debe ser capaz de recibir los datos para una línea completa durante el tiempo de la línea, es decir, 5 colores 1280 puntos 22.500 líneas = 144 MHz o más (173 MHz para 6 colores). Assuming that interstitium of pages is required, the printhead should be able to receive the data for a complete line during the time of the line, that is, 5 colors 1280 points 22,500 lines = 144 MHz or more (173 MHz for 6 colors ).
Una exigencia global es la de minimizar el número de patillas. A global requirement is to minimize the number of pins.
El número de patillas es determinado principalmente por el número de patillas de alimentación y de tierra para los Vpos. Existe un límite inferior para este número basado en normas de corriente y electromigración promedio. Existe también un impacto significativo de área de enrutado por la utilización de un menor número de patillas de alimentación. The number of pins is determined primarily by the number of feed and ground pins for Vpos. There is a lower limit for this number based on average current and electromigration standards. There is also a significant impact of the routing area due to the use of fewer feed pins.
Como resumen, una energía de proyección de 200 nJ implica aproximadamente un consumo promedio de 12,5 W para una cobertura de tinta para el 100% o de 2,5 W por chip con un suministro de 5 V. Esto determinaría un mínimo de 20 pares de Vpos/Gnd. No obstante, al incrementar este número a unos 40 pares se podría ahorrar aproximadamente 100 micras de altura del chip debido a un enrutado más fácil. As a summary, a projection energy of 200 nJ implies approximately an average consumption of 12.5 W for 100% ink coverage or 2.5 W per chip with a 5 V supply. This would determine a minimum of 20 Vpos / Gnd pairs. However, increasing this number to about 40 pairs could save approximately 100 microns of chip height due to easier routing.
En esta fase, el cabezal de impresión supone 40 pares de Vpos/Gnd más 11 patillas Vdd (3,3 V) más6 patillas de señal haciendo un total de 97 patillas por chip. In this phase, the print head assumes 40 pairs of Vpos / Gnd plus 11 Vdd (3.3 V) pins plus 6 signal pins making a total of 97 pins per chip.
A nivel del CMOS, el orificio de suministro de tinta para cada tobera es definido por un anillo de estanqueidad metálico en forma de rectángulo (con esquinas cuadradas), que mide 11 micras horizontalmente por 26 micras verticalmente. El centro de cada orificio de suministro de tinta se encuentra directamente por debajo del centro de la tobera del MEM, es decir, la separación horizontal y vertical del suministro de tinta es la misma que la separación de las toberas correspondientes. At the CMOS level, the ink supply hole for each nozzle is defined by a rectangle-shaped metal seal ring (with square corners), which measures 11 microns horizontally by 26 microns vertically. The center of each ink supply hole is directly below the center of the MEM nozzle, that is, the horizontal and vertical separation of the ink supply is the same as the separation of the corresponding nozzles.
El cabezal de impresión será muy probablemente insertado en un cartucho de impresión para inserción en la impresora, de manera similar a la forma en la que se inserta un cartucho de tóner de impresora láser en una impresora láser. The printhead will most likely be inserted into a print cartridge for insertion into the printer, similar to the way a laser printer toner cartridge is inserted into a laser printer.
En el entorno de hogar/oficina, pueden tener lugar descargas de ESD hasta 15 kV durante el manejo. No es factible proporcionar protección contra estas descargas como parte del chip, de manera que se necesitará algún tipo de protección durante la manipulación. In the home / office environment, ESD discharges up to 15 kV may occur during driving. It is not feasible to provide protection against these discharges as part of the chip, so some type of protection will be needed during handling.
El propio chip del cabezal de impresión estará previsto para MIL-STD-883 clase 1 (modelo 2 kV para cuerpo humano) que es apropiado para ensamblaje y prueba en un entorno controlado por ESD. The printhead chip itself will be provided for MIL-STD-883 class 1 (2 kV model for human body) that is suitable for assembly and testing in an ESD controlled environment.
No hay exigencias específicas para EMI actualmente a parte de minimizar las emisiones todo lo que sea posible. There are no specific requirements for EMI currently apart from minimizing emissions as much as possible.
Puede ser necesario el desmontaje del cartucho (y, por lo tanto, del cabezal de impresión) para sustitución del cartucho o la causa de un atasco de papel. It may be necessary to disassemble the cartridge (and therefore the printhead) to replace the cartridge or cause a paper jam.
No hay exigencias en el cabezal de impresión para resistir una situación de enchufe/desenchufe activo o “en caliente”. Esto será tenido en cuenta por la cuna y/o la parte electromecánica del cartucho. There are no demands on the print head to resist an active or "hot" plug / unplug situation. This will be taken into account by the cradle and / or the electromechanical part of the cartridge.
El cabezal de impresión no tiene ninguna exigencia especifica para el secuenciado de suministro de 3,3 V y 5 V. No obstante, hay la exigencia de mantener la reposición (“reset”) accionado (bajo) al aplicar potencia. The print head has no specific requirement for the sequencing of 3.3V and 5V supply. However, there is a requirement to keep the reset (“reset”) activated (low) when applying power.
Será suministrado al cabezal de impresión. No hay exigencias para circuitos de reposición en situación de potencia para los circuitos dentro del cabezal de impresión. It will be supplied to the printhead. There are no requirements for replacement circuits in a power situation for the circuits inside the printhead.
7.13 Rango de voltaje de salida Todas las patillas de salida (que van típicamente al SoPEC) funcionarán al 3,3 Vdd +-5%. 7.13 Output voltage range All output pins (which typically go to SoPEC) will work at 3.3 Vdd + -5%.
7.14 Rango de temperatura El CMOS del cabezal de impresión será verificado en cuanto a su funcionamiento en un rango de -10C a 11 10C. 7.14 Temperature range The CMOS of the printhead will be verified for its operation in a range of -10C to 11 10C.
El CMOS del cabezal de impresión estará previsto para una vida útil mínima de 10 billones de proyecciones por tobera. The CMOS of the printhead will be provided for a minimum useful life of 10 billion projections per nozzle.
8 Resumen físico 8 Physical summary
El SRM043 es un chip integrado CMOS y MEMS. Las estructuras/toberas MEMS pueden proyectar tinta que ha pasado a través del sustrato CMOS por pequeños orificios realizados por ataque químico. The SRM043 is an integrated CMOS and MEMS chip. MEMS structures / nozzles can project ink that has passed through the CMOS substrate through small holes made by chemical attack.
El SMR043 tiene toberas dispuestas para crear 1600 puntos por pulgada colocados con precisión de impresión. El SRM043 tiene 5 colores, 1280 toberas por color. The SMR043 has nozzles arranged to create 1600 dots per inch placed with precision printing. The SRM043 has 5 colors, 1280 nozzles per color.
El SRM043 está diseñado para enlazarse a un SRM043 similar con perfecta alineación, de manera que la imagen impresa no tiene artefactos a través de la unión entre los dos chips. The SRM043 is designed to link to a similar SRM043 with perfect alignment, so that the printed image has no artifacts through the junction between the two chips.
El SRM043 contiene 10 alineaciones de toberas dispuestas en forma de pares de alineaciones superiores e inferiores de 5 tintas diferentes. Las alineaciones aparejadas comparten un canal de tinta común en la parte posterior de la matriz. Las toberas, en una de las alineaciones apareadas están separadas horizontalmente entre sí entre dos pasos de punto y están desplazadas una con respecto a otras. The SRM043 contains 10 nozzle alignments arranged in the form of pairs of upper and lower alignments of 5 different inks. Paired alignments share a common ink channel at the back of the matrix. The nozzles, in one of the paired alignments are horizontally separated from each other between two point steps and are offset relative to each other.
1600 dpi tiene un paso de puntos de DP 15,875 m. La celda unitaria de toberas de impresión MEMS tiene una anchura de 2 DP por 5DP (31,75 m x 79,375 m). Para conseguir 1600 dpi por color, dos alineaciones horizontales de toberas (1280/2) están situadas con un desplazamiento horizontal de 5DP (2,5 celdas). El desplazamiento vertical es de 3,5DP entre dos alineaciones del mismo color y 10,1DP entre alineaciones de diferente color. Esta pendiente continúa entre colores y tiene como resultado un área de impresión que es un trapezoide, tal como se ha mostrado en la figura 16. 1600 dpi has a step of DP points 15,875 m. The unit cell of MEMS printing nozzles is 2 DP wide by 5DP (31.75m x 79.375m). To achieve 1600 dpi per color, two horizontal alignments of nozzles (1280/2) are located with a horizontal displacement of 5DP (2.5 cells). The vertical offset is 3.5DP between two alignments of the same color and 10.1DP between alignments of different color. This slope continues between colors and results in a print area that is a trapezoid, as shown in Figure 16.
Dentro de una alineación, las toberas están perfectamente alineadas verticalmente. Within an alignment, the nozzles are perfectly aligned vertically.
Por razones de sellado de la tinta, se requiere un área importante de silicona más allá de las toberas extremas de cada alineación en la base de la matriz cerca del lugar en el que el chip se enlaza con el chip siguiente. Para conseguir este efecto, las primeras toberas de cada alineación están desplazadas verticalmente DP. Los datos para las toberas del triángulo se deben retrasar en los tiempos de 10 líneas para adaptarse al desplazamiento vertical del triángulo. El número correcto de bits de datos en el inicio de cada alineación es colocado en un FIFO. Los datos de la salida del FIFO son utilizados de manera alternativa. El resto de los datos de la alineación se desvían del FIFO. For reasons of sealing the ink, an important area of silicone is required beyond the extreme nozzles of each alignment at the base of the die near the place where the chip binds to the next chip. To achieve this effect, the first nozzles of each alignment are displaced vertically DP. The data for the nozzles of the triangle must be delayed in the times of 10 lines to adapt to the vertical displacement of the triangle. The correct number of data bits at the beginning of each alignment is placed in a FIFO. FIFO output data is used alternately. The rest of the alignment data deviates from the FIFO.
9 Diagrama de bloques y resumen de los módulos CMOS 9 Block diagram and summary of CMOS modules
La figura 19 muestra los niveles superiores del diagrama de bloques y por extensión la lista de interconexiones de la capa superior para el cabezal de impresión. Figure 19 shows the upper levels of the block diagram and by extension the list of interconnections of the upper layer for the print head.
Los módulos que comprenden los CMOS del cabezal de impresión de enlace son: 9.1 Núcleo The modules that comprise the CMOS of the link printhead are: 9.1 Core
El núcleo contiene un conjunto de celdas unitarias y el registro de desplazamiento de columnas (columnSR). The kernel contains a set of unit cells and the column shift register (columnSR).
La Celda Unitaria es la estructura de base del cabezal de impresión consistiendo en un bit del registro de desplazamiento de datos de la alineación, una báscula electrónica para doble memoria intermedia de los datos, el mecanismo MEMS de proyección de tinta, un transistor grande para activar los MEMS y algunas puertas para activar el transistor en el momento correcto. The Unitary Cell is the base structure of the printhead consisting of a bit of the alignment data offset register, an electronic scale for double buffering of the data, the ink projection MEMS mechanism, a large transistor to activate MEMS and some doors to activate the transistor at the right time.
El registro de desplazamiento de columnas se encuentra en el fondo del conjunto de celdas unitarias del núcleo. Se utiliza para generar sincronización para la proyección de las celdas unitarias, conjuntamente con el fpg. The column offset register is at the bottom of the set of unit cells in the core. It is used to generate synchronization for the projection of the unit cells, together with the fpg.
El módulo TDC controla la carga de datos en los registros de desplazamiento de las alineaciones del núcleo. The TDC module controls the loading of data in the offset logs of the core alignments.
El triángulo rebajado en la parte izquierda de las impresiones de núcleo de las 10 líneas inferiores más bajas en la página que el volumen de cada alineación. Esto implica que los datos tienen que ser retrasados en 10 veces el tiempo de una línea antes de la proyección de la tinta. Para minimizar la sobrecarga en el controlador de impresión y para hacer más concreto el interfaz, este retardo se facilita en chip. The triangle lowered on the left side of the core impressions of the bottom 10 lower lines on the page than the volume of each alignment. This implies that the data has to be delayed by 10 times the time of a line before the projection of the ink. To minimize the overload on the print driver and to make the interface more concrete, this delay is provided on chip.
El bloque TDC conecta a un FIFO utilizado para almacenar los datos a retarda y enruta los datos de las primeras toberas en una alineación específica con datos a través del FIFO. Todos los datos subsiguientes se pasan directamente a traves de los registros de la alineación. The TDC block connects to a FIFO used to store the delayed data and routes the data of the first nozzles in a specific alignment with data through the FIFO. All subsequent data is passed directly through the alignment records.
El TDC serializa también datos con anchura de 8 bits en la velocidad de símbolos d 28,8 MHz a grupos de 2 bits a una velocidad de 144 MHz, enruta estos datos a todos los registros de alineaciones y genera de manera sincronizada señales de reloj cerradas para el registro de desplazamiento de alineación a la que se ha accedido. The TDC also serializes data with 8-bit width at the symbol rate of 28.8 MHz to 2-bit groups at a speed of 144 MHz, routes this data to all alignment registers and synchronously generates closed clock signals for the alignment shift register accessed.
El “Fire and Profile Generation” (Generador de Proyección y de Perfil) controla la secuencia de proyección en base a las toberas de una alineación y a una columna y la amplitud de los impulsos de proyección aplicados a cada accionador. The “Fire and Profile Generation” controls the projection sequence based on the nozzles of an alignment and a column and the amplitude of the projection pulses applied to each actuator.
Produce impulsos de perfil sincronizado para cada alineación del núcleo. También genera señales de reloj y de datos para activar la ColumnSR. Las actualizaciones de la columna, procedentes de la ColumnSR, el perfil de la alineación y los datos dentro del núcleo son añadidos en conjunto para proyectar los accionadores de celdas unitarias y, por lo tanto, inyectar la tinta. Produces synchronized profile pulses for each core alignment. It also generates clock and data signals to activate the ColumnSR. The column updates, coming from the ColumnSR, the alignment profile and the data within the core are added together to project the unit cell actuators and, therefore, to inject the ink.
El FPG secuencia la activación para producir una colocación exacta de los puntos, compensando la posición del cabezal de impresión y generando perfiles de amplitud correcta. The FPG sequences the activation to produce an exact placement of the points, compensating the position of the print head and generating profiles of correct amplitude.
El “Data Extractor” convierte la corriente de datos de entrada en una instrucción con amplitud de bite y símbolos de datos a la CU. Actúa en interfaz con un Datamux completamente adaptado para muestrear datos presentados al chip en el aspecto óptimo. Estos datos son a continuación decodificados, los símbolos son alineados y deserializados y a continuación decodificados. Los datos y el tipo de símbolo se pasan a la figura. The “Data Extractor” converts the input data stream into an instruction with bit amplitude and data symbols to the CU. It acts in interface with a fully adapted Datamux to sample data presented to the chip in the optimum aspect. These data are then decoded, the symbols are aligned and deserialized and then decoded. The data and the type of symbol are passed to the figure.
La “Command Unit” (Unidad de Control) contiene la mayor parte de los registros de control. El responsable de implementar el protocolo de instrucciones y enruta el control y datos y señales de reloj al resto del chip, según sea apropiado. La CU contiene también toda la funcionalidad BIST. The "Command Unit" contains most of the control registers. The person responsible for implementing the instruction protocol and routes the control and data and clock signals to the rest of the chip, as appropriate. The CU also contains all the BIST functionality.
La CU sincroniza reset_n para el resto del chip. El reset es eliminado de manera sincronizada, pero es aplicado a los flip flops de la patilla de borrado asincrónico. La activación de proyección es anulada con una señal asíncrona de reposición. The CU synchronizes reset_n for the rest of the chip. The reset is eliminated synchronously, but is applied to the flip flops of the asynchronous erase pin. Projection activation is overridden with an asynchronous reset signal.
El chip tiene un reloj de alta velocidad y conexiones de datos LVDS conectadas al módulo DEX. The chip has a high-speed clock and LVDS data connections connected to the DEX module.
Existe una entrada reset_n y una salida de drenaje modal tristate/open gestionado por la CU. There is a reset_n input and a modal tristate / open drain output managed by the CU.
Existen también una serie de conexiones a tierra, conexiones VDD y también conexiones VPOS parea la celda unitaria. There are also a series of ground connections, VDD connections and also VPOS connections for the unit cell.
El diseño no debe tener exigencias de secuenciado de potencia, pero requiere la aplicación de reset_n en la 5 aplicación de potencia. The design must not have power sequencing requirements, but requires the reset application in the power application.
El secuenciado de la falta de potencia requiere que la protección ESD de las conexiones esté puesta a tierra, no pueden existir diodos entre las vías de VPOS y VDD. The sequencing of the lack of power requires that the ESD protection of the connections be grounded, there can be no diodes between the VPOS and VDD pathways.
10 De manera similar, el traductor de nivel de la celda unitaria debe asegurar que el transistor de conmutación PMOS está desconectado en el caso de que los VPOS estén activados antes de VDD. 10 Similarly, the unit cell level translator must ensure that the PMOS switching transistor is disconnected in the event that VPOS are activated before VDD.
9.7 Funcionamiento normal 9.7 Normal operation
15 El funcionamiento normal del cabezal de impresión de enlace es el siguiente: reiniciar (“reset”) el cabezal programar los registros para controlar la secuencia de proyección y parámetros cargar datos para una única línea de impresión (hasta) 10 alineaciones del cabezal de impresión, enviar una instrucción de proyección (“FIRE”), que retiene los datos cargados y empieza un ciclo de proyección mientras el ciclo 15 The normal operation of the link print head is as follows: reset (“reset”) the head program the records to control the projection sequence and parameters load data for a single print line (up to) 10 print head alignments , send a projection instruction (“FIRE”), which retains the loaded data and starts a projection cycle while the cycle
20 de proyección está en marcha, carga datos para la siguiente línea de impresión si la página no se ha terminado, pasa a 4. Projection 20 is running, load data for the next print line if the page has not been finished, turn to 4.
Se debe observar que la separación de instrucciones de proyección (“FIRE”) determina la velocidad de impresión (en líneas/segundo). El cabezal de impresión sería ajustado normalmente, de manera que un ciclo de proyección se 25 extiende a todo el tiempo disponible entre instrucciones de proyección (“FIRE”). It should be noted that the separation of projection instructions ("FIRE") determines the printing speed (in lines / second). The printhead would be adjusted normally, so that a projection cycle extends to all available time between projection instructions ("FIRE").
10 Descripción detallada del módulo TDC 10 Detailed description of the TDC module
10.1 TDC 10 30 Tabla 1. TDC 10 10.1 TDC 10 30 Table 1. TDC 10
- Señal Signal
- Drn hacia/desde Descripción Drn to / from Description
- di[7:0] say [7: 0]
- entrada desde:CU 8 datos de 8 bits de alineación a una velocidad de símbolos (clk28) entry from: CU 8 8-bit alignment data at a symbol rate (clk28)
- data_valid data_valid
- entrada desde:CU Activar para datos en dominio clk28 entry from: CU Activate for clk28 domain data
- clk clk
- entrada desde:IO Señal de reloj 288 MHz entry from: IO 288 MHz clock signal
- phi9 phi9
- entrada desde:DEX Sincronización señal clk entry from: DEX Clk signal synchronization
- tdc_bypass tdc_bypass
- entrada desde:CU Desactivar compensación retardo triángulo entry from: CU Disable triangle delay compensation
- ld_n ld_n
- entrada desde:CU Iniciar ciclo proyección entry from: CU Start projection cycle
- do[1;0] do [1; 0]
- salida hacia:núcleo Enviar datos a registros de desplazamiento alineación nucleo exit towards: core Send data to core alignment offset records
- rclk[9:0] rclk [9: 0]
- salida hacia:núcleo Señales de reloj de la alineación de registro de desplazamiento de núcleo. Señales de reloj a 144 MHz, no más de una funcionando a la misma vez exit towards: core Clock signals from the core offset register alignment. Clock signals at 144 MHz, no more than one running at the same time
- row[3:0] row [3: 0]
- entrada desde:CU Alineación de núcleo en la que escribir entry from: CU Core alignment to write to
- newrow newrow
- entrada desde:CU La alineación de núcleo ha cambiado, recalcular entry from: CU The core alignment has changed, recalculate
- fifo_di[1:0] fifo_di [1: 0]
- salida hacia:TDC_FIFO Primeros datos retardados ascendentes exit to: TDC_FIFO First ascending delayed data
- fifo_do[1:0] fifo_do [1: 0]
- entrada desde:TDC_fifo Datos retardados del fifo entry from: TDC_fifo Delayed fifteenth data
- fifo_clk fifo_clk
- salida hacia:TDC_fifo Señal de reloj fifo. Señal de reloj a 144 MHz, alineada a rclks exit to: TDC_fifo Fifth clock signal. Clock signal at 144 MHz, aligned to rclks
- Single_r Single_r
- entrada desde:CU Genera un solo evento rclk cuando es activado entry from: CU Generates a single rclk event when activated
- Clk Clk
- Utilizado para lectura núcleo Used for core reading
10.2 Funcionabilidad 10.2 Functionality
El TDC recibe datos de alineación de la CU, parcialmente los serializa y los escribe a la alineación de cabezales de The TDC receives alignment data from the CU, partially serializes it and writes it to the head alignment of
35 impresión direccionada en el momento. También elimina el número requerido de bits desde el inicio de la alineación y los almacena en el TDC_fifo sustituyéndolos con bits desplazados del tdc_fifo. Esto ocurre de forma transparente al SoPEC maestro. 35 print addressed at the time. It also removes the required number of bits from the beginning of the alignment and stores them in the TDC_fifo by replacing them with offset bits of the tdc_fifo. This occurs transparently to the master SoPEC.
El TDC genera una señal de reloj de fase de símbolo local utilizando phi9. Esta información de fase de señal de The TDC generates a local symbol phase clock signal using phi9. This signal phase information of
40 reloj, junto con el nivel data_valid, es utilizada para generar señales de reloj fifo y de alineación. Estas señales de reloj son temporizadas, tal como se muestra en la figura 21. El número preciso de señales de reloj fifo por alineación se muestra en la tabla 3. 40 clock, together with the data_valid level, is used to generate fifteen clock and alignment signals. These clock signals are timed, as shown in Figure 21. The precise number of clock signals fifo per alignment is shown in Table 3.
La CU indica cuando la alineación direccionada en el momento cambia. Esta alineación es mapeada para conseguir The CU indicates when the alignment addressed at the time changes. This alignment is mapped to get
45 el número de bits para pasar a través del FIFO y también si el número de bits del FIFO es impar. [El FIFO actual no es nunca impar, pero este no ha sido siempre el caso, de manera que el sistema lógico permanece en RTL]. Se carga un contador con un número total de relojes requerido y a continuación se permite el contaje. Cuando alcanza el contaje terminal se dispone un indicador. Este indicador es utilizado para indicar si los datos de la alineación se han retardado a través del FIFO o han pasado directamente al núcleo. Hay un único indicador de realizado, por lo que una alineación puede ser direccionada solamente una vez por cada ciclo de proyección. 45 the number of bits to pass through the FIFO and also if the number of bits of the FIFO is odd. [The current FIFO is never odd, but this has not always been the case, so the logical system remains in RTL]. A counter is charged with a total number of clocks required and then counting is allowed. When the terminal count is reached, an indicator is available. This indicator is used to indicate if the alignment data has been delayed through the FIFO or passed directly to the core. There is a single indicator of completion, so an alignment can be addressed only once for each projection cycle.
5 Si el número de bits a retardar es impar y el contador ha alcanzado el contaje terminal, entonces un bit para el núcleo es tomado del FIFO y un bit del byte presentados en el momento. El bit del FIFO utilizado es siempre fifo_do[0]. fifo_do[1] es descartado en este caos. 5 If the number of bits to be delayed is odd and the counter has reached the terminal count, then a bit for the core is taken from the FIFO and a bit of the byte presented at the time. The FIFO bit used is always fifo_do [0]. fifo_do [1] is ruled out in this chaos.
Un bit tdc_bypass provoca siempre que los datos deriven el fifo y pasen directamente al núcleo. Esta modalidad puede ser utilizada para una prueba de impresión, para desbloquear una tobera y potencialmente si el SoPEC tiene que ser utilizado para compensar el retardo del triángulo. A tdc_bypass bit always causes the data to derive the fifteenth and pass directly to the core. This mode can be used for a print test, to unlock a nozzle and potentially if the SoPEC has to be used to compensate for the delay of the triangle.
Este diseño permite que el núcleo sea direccionado al azar en caso necesario. Todas las líneas de una página deben ser escritas en el mismo orden de la alineación. Una vez que una alineación ha empezado la escritura, debe 15 ser terminada. Como mínimo, suficientes símbolos para llenar el fragmento fifo del TDC deben ser enviados para cada alineación para cada línea. Si se envían menos de 80, pero un mínimo del número mostrado en la tabla 3, columna central, el TDC funcionará correctamente, pero los errores por cantidad inferior serán informados por la CU. This design allows the core to be randomized if necessary. All lines on a page must be written in the same order of alignment. Once an alignment has begun writing, it must be completed. At a minimum, sufficient symbols to fill the fifteenth fragment of the TDC must be sent for each alignment for each line. If less than 80 are sent, but a minimum of the number shown in table 3, center column, the TDC will work correctly, but errors for lesser quantity will be reported by the CU.
A pesar de lo anterior, si se activa la entrada single_rclk, entonces se generará para la alineación indicada en el momento, rclk[]. Este rclk podrá ser activado en la siguiente fase impar de clk. Este rclk es un ciclo único de clk en amplitud y solamente existe uno. No hay control de los dos bits escritos al núcleo en esta modalidad. Despite the above, if the single_rclk input is activated, then it will be generated for the alignment indicated at the time, rclk []. This rclk can be activated in the next odd phase of clk. This rclk is a unique cycle of clk in amplitude and there is only one. There is no control of the two bits written to the kernel in this mode.
10.3 TDC FIFO 10.3 TDC FIFO
25 10.3.1 TDC FIFO IO 25 10.3.1 TDC FIFO IO
Tabla 2. TDC FIFO IO Table 2. TDC FIFO IO
- Señal Signal
- Drn Hasta/desde Descripción Drn To / from Description
- fifo_di[1:0] fifo_di [1: 0]
- entrada desde:tdc Entrada de datos fifo entry from: tdc Fifteen data entry
- fifo_do[1:0] fifo_do [1: 0]
- salida hasta:tdc Salida de datos fifo exit up to: tdc Fifteen data output
- fifo_clk fifo_clk
- entrada desde:tdc Reloj fifo en 144 MHz. Este reloj es generado como señal de reloj de impulso en el módulo TDC entry from: tdc Fifth clock at 144 MHz. This clock is generated as a pulse clock signal in the TDC module
10.3.2 Funcionalidad TDC FIFO 10.3.2 TDC FIFO functionality
Para permitir que los cabezales de impresión se encuentren a tope sin juntas, existe una sección en la parte más a la izquierda del núcleo, en la que un grupo triangular de toberas, algunas de cada alineación, está desplazado hacia abajo. Esto aumenta la distancia lineal entre toberas consecutivas en la misma alineación lógica a través de la unión, permitiendo un sellado de la tinta más sencillo entre el cabezal de impresión y el sistema de distribución de la tinta. To allow the printheads to be butt without joints, there is a section in the leftmost part of the core, in which a triangular group of nozzles, some of each alignment, is displaced downwards. This increases the linear distance between consecutive nozzles in the same logical alignment through the joint, allowing easier ink sealing between the print head and the ink distribution system.
35 Se observará que las dimensiones y forma de las alineaciones rebajadas son arbitrarias, pero que haciéndolas triangulares y de dimensiones mínimas tiene el impacto deseable de reducir la cantidad de memoria requerida para retener los datos en las alineaciones rebajadas. 35 It will be noted that the dimensions and shape of the lowered alignments are arbitrary, but that making them triangular and of minimal dimensions has the desirable impact of reducing the amount of memory required to retain the data in the lowered alignments.
El número de toberas en el triángulo rebajado difiere de cada alineación y se ha mostrado en la tabla 3. Estas toberas proyectarán ciclos de 10 proyecciones después de la inacción o reposo de la alineación, con el resultado de que la tinta es alineada sobre el papel con la mayor parte de la alineación. Para facilitar este efecto, los bits a retardar son escritos en un fifo llamado tdc_fifo. Esto retarda estos bits en 10 alineaciones. The number of nozzles in the lowered triangle differs from each alignment and has been shown in Table 3. These nozzles will project cycles of 10 projections after inaction or rest of the alignment, with the result that the ink is aligned on the paper. with most of the alignment. To facilitate this effect, the bits to be delayed are written in a fifteenth called tdc_fifo. This delays these bits in 10 alignments.
Dado que los registros de desplazamiento de núcleo son básicamente de una anchura de 2 bits, el fifo se hace Since the core offset records are basically 2 bits wide, the fifteenth is made
45 también de 2 bits y es sincronizado a la misma velocidad que los registros de desplazamiento de la alineación, 144 MHz. Los inventores han elegido la sincronización de ambas alineaciones de fifo con una señal de reloj común para implementación. Esto requiere la adición de algunas localizaciones extra al fifo si el número de localización fifo es impar para una alineación específica. 45 is also 2-bit and is synchronized at the same speed as the alignment shift registers, 144 MHz. The inventors have chosen the synchronization of both fifteenth alignments with a common clock signal for implementation. This requires the addition of some extra locations to the fifteenth if the fifteenth location number is odd for a specific alignment.
Se generan 320 señales de reloj por alineación para cargar una alineación de núcleo completa. El fifo es sincronizado para un número variable de señales de reloj en el inicio de una alineación, tal como se muestra en la tabla 3. 320 clock signals are generated per alignment to load a complete core alignment. The fifteenth is synchronized for a variable number of clock signals at the beginning of an alignment, as shown in table 3.
Tabla 3. Alineaciones triángulo Table 3. Triangle alignments
- Alineación Alignment
- Toberas en triángulo rebajado Señales de reloj FIFO al inicio de la alineación Nozzles in lowered triangle FIFO clock signals at the beginning of the alignment
- 0 0
- 4 2 4 2
- 1 one
- 6 3 6 3
- 2 2
- 12 6 12 6
- 3 3
- 14 7 14 7
- 4 4
- 20 10 twenty 10
- 5 5
- 22 11 22 eleven
- 6 6
- 28 14 28 14
- 7 7
- 30 15 30 fifteen
- 8 8
- 36 18 36 18
- 9 9
- 38 19 38 19
- Subtotal 1 Subtotal 1
- 210 210
El triángulo es rebajado en 10 alineaciones, de manera que se requieren 2100 flip flops en el TDC_fifo. Este debe ser conformado como 2X1050. 5 The triangle is lowered in 10 alignments, so 2100 flip flops are required in the TDC_fifo. This must be conformed as 2X1050. 5
10.3.4 Implementación TDC FIFO 10.3.4 TDC FIFO implementation
El TDC FIFO es implementado como macro duro para minimizar las exigencias de área. The FIFO TDC is implemented as a hard macro to minimize area requirements.
10 Se escribe una lista de interconexiones verilog utilizando basculantes (flip flop) instanciados específicamente como ejemplos. El flipflop utilizado es el mismo que el utilizado en el registro de desplazamiento. Está optimizado en cuanto a dimensiones, siendo optimizado aproximadamente un tercio de TSMC flipflop estándar en cuanto a tamaño. Tiene potencia limitada y requiere para funcionar señal de reloj y clock_bar. 10 A list of verilog interconnections is written using flip flops specifically instantiated as examples. The flipflop used is the same as that used in the shift register. It is optimized in terms of dimensions, with approximately one third of TSMC standard flipflop being optimized in size. It has limited power and requires clock signal and clock_bar to work.
15 El diseño utiliza un juego repetido de 8 columnas en el que los datos oscilan hacia arriba y hacia abajo, un par a la izquierda y un par a la derecha. Estas dos columnas están conectadas en la parte inferior izquierda para formar un registro de desplazamiento con una anchura de 2 bits. Las entradas y salidas se encuentran todas en la esquina inferior de la derecha. 15 The design uses a repeated set of 8 columns in which the data oscillates up and down, a pair on the left and a pair on the right. These two columns are connected in the lower left to form a shift register with a width of 2 bits. The entrances and exits are all in the lower right corner.
20 Esta implementación facilita un IO sincronizado, con referencia a una señal de reloj local y permite también la puesta en memoria tampón regular de señales de reloj a lo largo de la matriz. Se utiliza “space” para verificar la configuración y los tiempos de retención se cumplen en todos los casos. 20 This implementation facilitates a synchronized IO, with reference to a local clock signal and also allows the regular buffering of clock signals along the matrix. “Space” is used to verify the configuration and retention times are met in all cases.
La señal de reloj cerrada (“gated”) es escogida por razones de potencia. Esta señal de reloj es generada en el TDC The closed clock signal (“gated”) is chosen for power reasons. This clock signal is generated in the TDC
25 utilizando una señal de reloj de 288 MHz. El TDC FIFO puede hacer circular datos a 144 MHz y tiene un retardo de 1050 señales de reloj (para un cabezal de impresión de 10 alineaciones). El fifo eleva la señal de reloj de borde activada. 25 using a 288 MHz clock signal. The FIFO TDC can circulate data at 144 MHz and has a delay of 1050 clock signals (for a 10-alignment printhead). The fifo raises the activated edge clock signal.
30 El tdc fifo tiene una latencia de 1050 señales de reloj. 30 The tdc fifo has a latency of 1050 clock signals.
Impresión de un número menor que el número total de canales disponibles en el cabezal de impresión Printing a smaller number than the total number of channels available in the printhead
35 Es posible utilizar el SoPEC para enviar datos de puntos a un cabezal de impresión que está utilizando menos de su complemento total de alineaciones. Por ejemplo, es posible que los canales de fijación (“FIXATIVE”) IR y negro sean omitidos en una impresora de tipo sencillo, de bajo coste. En vez de diseñar un nuevo cabezal de impresión que tiene solamente 3 canales, es posible seleccionar qué canales son activos en un cabezal de impresión con un número más grande de canales, tal como la versión de canales actualmente preferente. Puede ser deseable utilizar 35 It is possible to use SoPEC to send dot data to a printhead that is using less of its total complement of alignments. For example, the fixing channels (“FIXATIVE”) IR and black may be omitted from a simple, low-cost type printer. Instead of designing a new printhead that has only 3 channels, it is possible to select which channels are active in a printhead with a larger number of channels, such as the currently preferred channel version. It may be desirable to use
40 un cabezal de impresión que tiene una o varias toberas defectuosas hasta en tres alineaciones como cabezal de impresión (o módulo de cabezal de impresión) en una impresora de tres colores. 40 a printhead that has one or more defective nozzles in up to three alignments as a printhead (or printhead module) in a three color printer.
Sería desventajoso tener que cargar datos vacíos en cada canal vacío, por lo que es preferente permitir que una o varias alineaciones sean desactivadas en el cabezal de impresión. It would be disadvantageous to have to load empty data on each empty channel, so it is preferred to allow one or more alignments to be deactivated in the print head.
45 El cabezal de impresión tiene ya un registro que permite que cada alineación sea activada o desactivada individualmente (registro ENABLE) en la dirección 0. En la actualidad, todo ello resulta en la supresión de proyección (“firing”) para una alineación no activada. 45 The printhead already has a register that allows each alignment to be activated or deactivated individually (ENABLE register) in the 0 direction. Currently, all this results in projection suppression (“firing”) for an alignment not activated .
50 Para evitar que el SoPEC necesite enviar datos en blanco para las alineaciones no utilizadas, la funcionalidad de estos bits se extiende a: 50 To prevent the SoPEC from sending blank data for unused alignments, the functionality of these bits extends to:
- 1.one.
- saltar sobre alineaciones desactivadas cuando se escribe el registro DATA_NEXT; jump over disabled alignments when writing the DATA_NEXT record;
- 2.2.
- forzar bits falsos en el TDC FIFO para una alineación desactivada correspondiendo al número de toberas de la sección de triángulo rebajado para dicha alineación. Estos bits falsos son escritos inmediatamente siguiendo la escritura de la primera alineación al fifo siguiendo una instrucción de proyección (“firing”). force false bits in the FIFO TDC for a deactivated alignment corresponding to the number of nozzles of the lowered triangle section for said alignment. These false bits are written immediately following the writing of the first alignment to the fifteenth following a projection instruction (“firing”).
Utilizando esta disposición, es posible el funcionamiento de un cabezal de impresión de 6 colores como cabezal de 1 a 6 colores, dependiendo de la modalidad prevista. La modalidad se puede prever por el control de la impresora (SoPEC); una vez ajustado, el SoPEC necesita enviar solamente datos de puntos para los canales activos del cabezal de impresión. Using this arrangement, it is possible to operate a 6 color printhead as a 1 to 6 color printhead, depending on the intended mode. The mode can be provided by the printer control (SoPEC); once set, the SoPEC needs to send only dot data for the active channels of the print head.
Claims (10)
- 1. one.
- Módulo de cabezal de impresión que comprende una serie de alineaciones de toberas de cabezal de impresión, incluyendo cada alineación una parte correspondiente de alineación desplazada, incluyendo el desplazamiento de cada parte de alineación una componente en una dirección normal a la de anchura de página a imprimir, caracterizado porque: las partes de alineación desplazadas de, como mínimo, algunas de las alineaciones, tienen diferente longitud que las partes de alineación desplazadas de, como mínimo, algunas de las otras alineaciones y las partes de alineación desplazadas están dispuestas adyacentes a un extremo del módulo del cabezal de impresión. Printhead module comprising a series of alignments of printhead nozzles, each alignment including a corresponding part of displaced alignment, including the displacement of each alignment part a component in a normal direction to the page width to be printed, characterized in that: the offset alignment parts of at least some of the alignments have different lengths than the offset alignment parts of at least some of the other alignments and the displaced alignment parts are arranged adjacent to one end of the head module of Print.
- 2.2.
- Módulo de cabezal de impresión, según la reivindicación 1, en el que las dimensiones de las respectivas partes de alineación desplazada aumentan de alineación a alineación en la dirección normal a la de la anchura de la página a imprimir. Printhead module according to claim 1, wherein the dimensions of the respective parts of offset alignment increase from alignment to alignment in the normal direction to the width of the page to to print.
- 3.3.
- Módulo de cabezal de impresión, según la reivindicación 1, en el que las partes de alineación desplazadas comprenden conjuntamente una forma general trapecial, en planta. Printhead module according to claim 1, wherein the aligned alignment parts jointly they comprise a general trapecial form, in plan.
- 4.Four.
- Módulo de cabezal de impresión, según la reivindicación 1, en el que las partes de alineación desplazadas comprenden conjuntamente una forma general triangular, en planta. Printhead module according to claim 1, wherein the aligned alignment parts together they comprise a general triangular shape, in plan.
- 5. 5.
- Módulo de cabezal de impresión, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el módulo de cabezal de impresión es un circuito integrado de cabezal de impresión. Printhead module according to any of the preceding claims, wherein the module Printhead is an integrated printhead circuit.
- 6.6.
- Cabezal de impresión que comprende una serie de módulos de cabezal de impresión, incluyendo, como mínimo, uno de los módulos de cabezal de impresión, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores. Printhead comprising a series of printhead modules, including at least one of the printhead modules, according to any of the preceding claims.
- 7.7.
- Cabezal de impresión, según la reivindicación 6, en el que los módulos de cabezal de impresión tienen la misma forma y configuración unos que otros y están dispuestos, extremo a extremo, a través de la anchura prevista de impresión. Printhead according to claim 6, wherein the printhead modules have the same shape and configuration one another and are arranged, end to end, across the intended width of Print.
- 8.8.
- Cabezal de impresión, según la reivindicación 6 ó 7, en el que los módulos de cabezal de impresión definen conjuntamente un cabezal de impresión de anchura de página. Printhead according to claim 6 or 7, wherein the printhead modules define jointly a page width printhead.
- 9.9.
- Controlador de impresora para suministrar datos a un módulo de cabezal de impresión, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, estando configurado el controlador de la impresora para controlar el orden y la sincronización de los datos suministrados al módulo de cabezal de impresión, de manera que las partes de alineación desplazadas son compensadas durante la impresión con el módulo de cabezal de impresión. Printer driver to supply data to a printhead module, according to any of the claims 1 to 5, the printer driver being configured to control order and synchronization of the data supplied to the printhead module, so that the aligned alignment parts they are compensated during printing with the printhead module.
- 10.10.
- Impresora de chorros de tinta que comprende el cabezal de impresión, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, y el controlador de impresora, según la reivindicación 9. Inkjet printer comprising the printhead, according to any of the claims 6 to 8, and the printer driver according to claim 9.
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