JP5262604B2 - 液体噴射制御装置および液体噴射制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、被噴射媒体と液体を噴射する噴射ノズル列とを前記噴射ノズル列と交差する方向である主走査方向に相対的に主走査させつつ、前記被噴射媒体と前記噴射ノズル列とを前記主走査方向と略直交する副走査方向に相対的に副走査させる液体噴射制御装置および液体噴射制御方法に関する。

被噴射媒体上の同一のラスタラインに対して複数回主走査を行うことにより、当該ラスタラインの形成を行うオーバーラップ方式の液滴噴射が行われている（特許文献１、参照。）。このようなオーバーラップ方式の液滴噴射を行うことにより、個々の主走査におけるばらつきの影響を抑えることができ、最終的な画質が良好な印刷結果を得ることが可能であった。
特開２００２−１１８５９号公報

マルチノズルの印刷ヘッドによってオーバーラップ方式の液滴噴射を行うと、印刷用紙上の同一のラスタラインに対して複数の噴射ノズルが液滴を噴射させることとなる。このとき、当該ラスタラインに対して液滴を噴射するいずれかの噴射ノズルに不具合があった場合、その影響が当該ラスタラインの形成に影響を与えることとなる。オーバーラップ方式の液滴噴射においては、不具合のある単一の噴射ノズルのみで非オーバーラップ方式の液滴噴射を行った場合と比較して、不具合の影響は低減されることとなるが、他の正常な噴射ノズルに対して不具合のある噴射ノズルの噴射量が多い場合には影響が強く表れることとなる。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、不具合のある噴射ノズルの悪影響を抑制する印刷装置を提供する。更に、前記課題はインク滴を吐出する印刷装置に限定されずに、液滴を吐出する一般的な液体噴射制御装置、液体噴射制御方法および液体噴射制御プログラムも同様に抱えるため、本発明は、当該一般的な液体噴射制御装置および液体噴射制御方法へ適用したものを提供する。

前記課題を解決するために、本発明では、被噴射媒体と液体を噴射する噴射ノズル列とを前記噴射ノズル列と交差する方向である主走査方向に相対的に主走査させつつ、前記被噴射媒体と前記噴射ノズル列とを前記主走査方向と直交する副走査方向に相対的に副走査させるマルチノズル方式の液体噴射制御装置において、副走査方向における同一位置の主走査ラインに対して、複数の噴射ノズルから液体を噴射するにあたり、各噴射ノズルが噴射する各主走査ごとの噴射率を副走査方向の位置に応じて変動させ、その変動において前記噴射率が最大となる前記噴射ノズルが副走査方向に分散するように前記噴射率を制御する。前記噴射率が最大となる前記噴射ノズルに不具合がある場合には、オーバーラップ印刷であっても全体的な噴射結果に悪影響が見られることとなる。これに対して、前記噴射率が最大となる前記噴射ノズルが副走査方向に分散するため、副走査方向の一部の領域の前記噴射ノズルに不具合があった場合の影響度を低減することができる。すなわち、副走査方向の複数の領域に不具合がまたがって存在している可能性は低く、前記噴射率が最大となる前記噴射ノズルを分散させることにより、いずれかの正常な前記噴射ノズルにて最大の前記噴射率の液体を正常に噴射することができる。なお、前記主走査方向と前記副走査方向とは厳密に直交する必要はなく、９０度に対して多少のばらつきの範囲内の角度で交差していてもよい。また、副走査方向における同一位置の主走査ラインとは、意図的に同一位置に行うものであり、例えばインターレースにおけるオフセット量や機械精度誤差量を含んでいても本発明の同一位置に該当する。

具体的には、前記噴射率が最大かつ一様となる前記噴射ノズルが副走査方向に連続する噴射ノズル群を２以上形成することにより、前記噴射率が最大となる前記噴射ノズルを分散させることができる。むろん、前記噴射ノズル群を３以上形成するようにしてもよい。さらに、前記噴射率が最大かつ一様となる前記噴射ノズルが副走査方向に連続する噴射ノズル群を２以上形成する場合に、当該ノズル群に挟まれた前記噴射率の小さいノズル群が前記噴射ヘッドにおける副走査方向の中央に形成されるようにしてもよい。すなわち、前記噴射ヘッドにおける副走査方向の中央を挟むように前記噴射率が最大かつ一様となる前記噴射ノズル群が存在する。このようにすることにより、前記噴射ヘッドにおける副走査方向の中央付近の不具合の影響を低減することができる。

また、前記噴射率が最大かつ一様となる前記噴射ノズルが副走査方向に連続する噴射ノズル群を２以上形成する場合に、当該ノズル群に挟まれた前記噴射率の小さいノズル群が噴射特性の安定性が低い前記噴射ノズルを含むようにしてもよい。このようにすることにより、噴射特性の安定性が低い前記噴射ノズルによる悪影響を低減することができる。また、前記副走査方向の位置に応じた前記噴射率の変動において、前記噴射率が非線形に変動する領域を設けてもよい。すなわち、各主走査ごとの噴射率が非線形的に変動するため、液体や被噴射媒体の特性に応じた前記噴射率の変動の調整を実現することができる。

さらに、前記噴射率が最大かつ一様となる前記噴射ノズル群に挟まれた前記噴射率の小さいノズル群が、噴射特性の安定性が低い前記噴射ノズルを含むようにするにあたり、予め各噴射ノズルの噴射特性を把握しておく必要がある。従って、前記噴射ノズルの噴射特性が記憶された特性情報を前記噴射ヘッドと対応付けて記憶しておき、当該特性情報に応じて前記噴射率の制御を行うようにするのが望ましい。前記噴射ヘッドごとに前記特性情報は異なったものとなるため、前記噴射ヘッドの個体に対応付けて前記特性情報を記憶する必要がある。

さらに、前記噴射ノズルから噴射させる液体の種類に応じて異なる前記噴射率の制御を行うようにしてもよい。液体の種類に応じて噴射特性も異なるため、各液体の種類に適した前記噴射率の制御を行うのが望ましい。具体的には、他の液体よりも前記被噴射媒体における定着時間が長い液体を前記噴射ノズル列から噴射する場合には、前記副走査方向における同一位置の前記主走査ラインに対する各主走査のうち初期の主走査における前記噴射率を他の液体よりも高くするのが望ましい。前記被噴射媒体における定着時間が長い液体を初期の段階で多く噴射させ定着させておくことができるため、にじみやむら等の不具合を抑制することができる。また、一般的に濃度が低い液体ほど定着時間が長くなる傾向にあるため、濃度に応じて各主走査のうち初期の主走査における前記噴射率を調整するようにしてもよい。

特に、同一の混合材を有し、かつ、該混合材の濃度が異なる一対の液体を前記噴射ノズル列から噴射する場合には、当該一対の液体のうち濃度が低い一方について、前記副走査方向における同一位置の前記主走査ラインに対する各主走査のうち初期の主走査における前記噴射率を他の一方よりも高くするようにしてもよい。このようにすることにより、前記被噴射媒体における定着時間が長い液体を初期の段階で多く噴射させ定着させておくことができる。また、前記噴射制御手段は、他の液体よりも噴射量が多くなる第１および第２の液体を前記噴射ノズル列から噴射する場合には、第１の液体について、前記副走査方向における同一位置の前記主走査ラインに対する各主走査のうち初期の主走査における前記噴射率を第２の液体よりも高くするのが望ましい。また、前記一対の液体の前記噴射率の変動を互いに対称とするため、各主走査の初期および終盤において双方の前記液体の前記噴射率が高くなることが防止できる。このようにすることにより、前記主走査ラインに対する各主走査の前記噴射量の総量を軽減することができ、にじみやむらを防止することができる。

さらに、本発明の技術的思想は、具体的な液体噴射制御装置にて具現化されるのみならず、その方法としても具現化することができる。すなわち、上述した液体噴射制御装置が行う各手段に対応する工程を有する方法としても本発明を特定することができる。むろん、上述した液体噴射制御装置がプログラムを読み込んで上述した各手段を実現する場合には、当該各手段に対応する機能を実行させるプログラムや当該プログラムを記録した各種記録媒体においても本発明の技術的思想が具現化できることは言うまでもない。なお、本発明の液体噴射制御装置は、単一の装置のみならず、複数の装置によって分散して存在可能であることはいうまでもない。例えば、液体噴射制御装置が有する各手段が、パーソナルコンピュータ上で実行されるプリンタドライバと、プリンタの双方において分散することも可能である。また、プリンタ等の印刷装置に本発明の液体噴射制御装置の各手段を包含させることも可能である。

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
Ａ．装置構成
Ｂ．印刷制御処理
Ｃ．印刷結果
Ｄ．複数インクの組み合わせについて
Ｅ．変形例

Ａ．装置構成
図１は、本実施形態の一実施形態にかかる液体噴射制御装置のハードウェア構成を概略的に示している。同図において、液体噴射制御装置は主にコンピュータ１０によって構成されており、コンピュータ１０はＣＰＵ１１とＲＡＭ１２とＲＯＭ１３とハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４と汎用インターフェイス（ＧＩＦ）１５とビデオインターフェイス（ＶＩＦ）１６と入力インターフェイス（ＩＩＦ）１７とバス１８とから構成されている。バス１８は、コンピュータ１０を構成する各要素１１〜１７の間でのデータ通信を実現するものであり、図示しないチップセット等によって通信が制御されている。ＨＤＤ１４には、オペレーティングシステム（ＯＳ）を含む各種プログラムを実行するためのプログラムデータ１４ａが記憶されており、当該プログラムデータ１４ａをＲＡＭ１２に展開しながらＣＰＵ１１が当該プログラムデータ１４ａに準じた演算を実行する。ＧＩＦ １５は、例えばＵＳＢ規格に準じたインターフェイスを提供するものであり、外部のプリンタ２０をコンピュータ１０に接続させている。ＶＩＦ １６はコンピュータ１０を外部のディスプレイ４０に接続し、ディスプレイ４０に画像を表示するためのインターフェイスを提供する。ＩＩＦ １７はコンピュータ１０を外部のキーボード５０ａとマウス５０ｂに接続し、キーボード５０ａとマウス５０ｂからの入力信号をコンピュータ１０が取得するためのインターフェイスを提供する。

図２は、コンピュータ１０にて実行されるプログラムのソフトウェア構成を概略的に示している。同図において、コンピュータ１０では、おもにＯＳ Ｐ１とアプリケーションＰ２とプリンタドライバＰ３（液体噴射制御プログラム）とディスプレイドライバＰ４が実行されている。ＯＳ Ｐ１は、各プログラムが共通して使用可能なＡＰＩを提供する。アプリケーションＰ２は、印刷データＰＤを生成するためのアプリケーションプログラムであり、キーボード５０ａやマウス５０ｂからの入力操作に応じて印刷データＰＤを生成する。プリンタドライバＰ３は、レンダラＰ３ａと色変換部Ｐ３ｂとハーフトーン部Ｐ３ｃとラスタライザＰ３ｄ（噴射制御手段）と印刷制御データ出力部Ｐ３ｅとから構成されている。レンダラＰ３ａは、印刷データＰＤに基づいて印刷画像データを描画する処理を行う。色変換部Ｐ３ｂは、印刷画像データを取得し、当該印刷画像データをプリンタ２０が使用するインク量空間のデータに変換する。ハーフトーン部Ｐ３ｃは色変換された印刷画像データを取得し、当該印刷画像データに対してハーフトーン処理を行ってハーフトーンデータＨＴＤを生成する。ラスタライザＰ３ｄは、ハーフトーンデータＨＴＤを取得し、ハーフトーンデータＨＴＤを分解して各主走査におけるノズル吐出データＮＤを生成する。印刷制御データ出力部Ｐ３ｅは、ノズル吐出データＮＤに基づいて印刷制御データＰＣＤを生成し、プリンタ２０に出力する。なお、プリンタドライバＰ３が実行する印刷制御処理の詳細については後述する。

図３は、本実施形態にかかるプリンタ２０の概略構成を示している。同図において、プリンタ２０は、メインコントローラ２１と紙送りコントローラ２２と紙送りモータ２２ａとキャリッジコントローラ２３とキャリッジモータ２３ａとヘッドコントローラ２４とドライバ２４ａと通信インターフェイス（ＩＦ）２５とバス２６と印刷ヘッドＨＤとから構成されており、バス２６を介して各部が相互にデータを通信する。通信ＩＦ２５は、コンピュータ１０から送信された印刷制御データＰＣＤを受信し、メインコントローラ２１に送出する。メインコントローラ２１は、印刷制御データＰＣＤを取得し、印刷制御データＰＣＤに基づいて紙送りコントローラ２２とキャリッジコントローラ２３とヘッドコントローラ２４を制御する。

紙送りコントローラ２２は印刷制御データＰＣＤに基づいて紙送りモータ２２ａの駆動量や駆動タイミングを制御する。紙送りモータ２２ａは、被噴射媒体としての印刷用紙Ｐを搬送する紙送りローラを駆動させるものであり、紙送りモータ２２ａが駆動することにより印刷用紙Ｐが紙送り（副走査）される。キャリッジコントローラ２３は、印刷制御データＰＣＤに基づいてキャリッジモータ２３ａの駆動量や駆動タイミングを制御する。キャリッジモータ２３ａは、印刷ヘッドＨＤを備えたキャリッジを印刷用紙Ｐが副走査される方向とは直交する方向に往復駆動（主走査）させる。

本実施形態の吐出ヘッドＨＤにおいては、ＣＭＹＫ各色の吐出ノズルＮＺが副走査方向に配列したノズル列が設けられており、各吐出ノズルＮＺの列が主走査方向に配列されている。吐出ヘッドＨＤは主走査方向に１インチの長さを有しており、各ノズル列においては３６０個の吐出ノズルＮＺが副走査方向に均等なピッチで配列している。すなわち、吐出ヘッドＨＤの副走査方向における吐出ノズルＮＺの密度は３６０ｄｐｉとなっている。各吐出ノズルＮＺはインクが供給されるインク室と連通しており、当該インク室に機械的圧力を加えるピエゾ素子（不図示）が各吐出ノズルＮＺごとに備えられている。

ヘッドコントローラ２４は、印刷制御データＰＣＤに基づいてドライバ２４ａに印刷ヘッドＨＤの各ピエゾ素子に印加するための駆動パルスを生成させる。これにより、各吐出ノズルＮＺから複数のインク滴が吐出され、当該インク滴が印刷用紙Ｐ上に着弾、乾燥することにより、複数のインクドットが印刷用紙Ｐ上に記録される。印刷ヘッドＨＤが一度の主走査を行う際に、各ピエゾ素子に対して複数回数駆動パルスを出力することにより、印刷用紙Ｐ上の主走査方向にラスタラインを形成することができる。この駆動パルスの出力周期を調整することにより、印刷用紙Ｐ上における主走査方向のインクドットの密度を調整することができ、出力タイミングを調整することにより印刷用紙Ｐ上における主走査方向のインクドットの形成位置を調整することができる。駆動パルスの出力周期や出力タイミングは主としてラスタライザＰ３ｄが生成したノズル吐出データＮＤに基づいて制御される。また、本実施形態では、印刷ヘッドＨＤが往方向および復方向のそれぞれに主走査する際に駆動パルスが出力される双方向印刷方式を採用している。

図４は、吐出ヘッドＨＤの主走査と印刷用紙Ｐの副走査の様子を示している。本実施形態では、双方向印刷を行うものとし、吐出ヘッドＨＤは各吐出ノズルＮＺからインクを吐出しながら交互に主走査を行う。また、紙送りコントローラ２２は、吐出ヘッドＨＤが一回の主走査を完了させるごとに、１／１２インチだけ印刷用紙Ｐを副走査させる。このように主走査と副走査を行うことにより、印刷用紙Ｐに２次元の平面画像を形成することができる。また、１回の副走査と１回の主走査によって１パスサイクルが構成されるものとする。奇数番目のパスサイクルにおいて吐出ヘッドＨＤは紙面右方向に主走査し、偶数番目のパスサイクルにおいて吐出ヘッドＨＤは紙面右方向に主走査することとなる。パスサイクルの番号をＣと表すものとする。

図５においては、吐出ヘッドＨＤと印刷用紙Ｐの相対位置関係が模式的に示されている。なお、図示の簡略化のため単一のノズル列（Ｃインクの一列）のみ示している。吐出ヘッドＨＤは主走査方向にのみ移動し、実際には副走査方向に移動しないが、印刷用紙Ｐの副走査によって印刷用紙Ｐに対して相対的に移動するため、便宜的に印刷用紙Ｐを固定し、吐出ヘッドＨＤがＣ＝１〜１２のパスサイクルにわたって副走査方向に移動しているように図示している。吐出ヘッドＨＤに対して紙面下方から上方に向かって印刷用紙Ｐが副走査するため、吐出ヘッドＨＤの紙面下方側が最初に印刷用紙Ｐに到達する。そのため、吐出ヘッドＨＤの紙面下方側を先頭側と表記し、紙面上方側を後方側と表記するものとする。また、各吐出ノズルＮＺはそれぞれノズル番号Ｎを有しており、先頭側の端の吐出ノズルＮＺを１番（Ｎ＝１）とし、後方側の端の吐出ノズルＮＺを３６０番（Ｎ＝３６０）とするものとする。さらに、吐出ノズルＮＺを３０個ずつグループ化し、最も先頭側のグループを１番（Ｍ＝１）のノズル群として、最も後方側のグループを１２番（Ｍ＝１２）のノズル群と表すものとする。

本実施形態において、紙送りコントローラ２２は、吐出ヘッドＨＤが一回の主走査を完了させるごとに、１／１２インチだけ印刷用紙Ｐを副走査させる。従って、図においては１／１２インチずつ吐出ヘッドＨＤが印刷用紙Ｐに対して紙面下方に進行することとなる。そのため、あるパスサイクルにおいて印刷用紙Ｐ上の副走査方向のある位置を（Ｍ＝ｍ）番のノズル群に属する吐出ノズルＮＺがインクドットの形成を担当していた場合、次のパスサイクルにおいては（Ｍ＝ｍ＋１）番目のノズル群に属する吐出ノズルＮＺが当該位置に対するインクドットの形成を担当することとなる。より具体的には、あるパスサイクルにおいて印刷用紙Ｐ上の副走査方向のある主走査ラインＬのインクドットの形成をｎ番の吐出ノズルＮＺが担当していた場合、次のパスサイクルにおいては（Ｎ＝ｎ＋３０）番目の吐出ノズルＮＺが当該主走査ラインＬのインクドットの形成を担当することとなる。さらに、最初のパスサイクル（Ｃ＝１）においてｎ（ｎ＜３０）番目の吐出ノズルＮＺがインクドットの形成を担当していた主走査ラインＬに対して、任意のＣ（Ｃ≦１２）番目のパスサイクルおいてインクドットの形成する吐出ノズルＮＺは、（Ｎ＝ｎ＋３０×（Ｃ−１））番目の吐出ノズルＮＺであると言うことができる。

図６は、本実施形態におけるインクドット（記録画素）の配列規則を示している。同図においては、（Ｎ＝ｎ＋３０×（Ｃ−１））番目のノズルが各パスサイクルにおいて印刷用紙Ｐの主走査ラインＬにインクドットを形成させる詳細な位置を模式的に示している。ここでは、各パスサイクルの番号と、各パスサイクルの往復動の方向を示す矢印が、インクドットの形成位置と対応付けて示されている。基本的には、（Ｎ＝ｎ＋３０×（Ｃ−１））番目のノズルがインクドットを形成する印刷用紙Ｐ上の位置は略同一となるが、本実施形態ではわずかに形成位置をずらすことにより７２０×７２０ｄｐｉの記録密度でインクドットを形成することとしている。ここでは、（Ｃ＝１，２，３，４，５，６）番目のパスサイクルと、（Ｃ＝７，８，９，１０，１１，１２）番目のパスサイクルにおいて形成されるインクドットの位置は副走査方向に吐出ノズルＮＺのピッチの半分の距離だけずれるように紙送りコントローラ２２が紙送り量を調整している。

これにより、７２０ｄｐｉのインクドット密度を副走査方向に実現することができる。また、（Ｃ＝１，７）番目のパスサイクルと、（Ｃ＝２，８）番目のパスサイクルと、（Ｃ＝３，９）番目のパスサイクルと、（Ｃ＝４，１０）番目のパスサイクルと、（Ｃ＝５，１１）番目のパスサイクルと、（Ｃ＝６，１２）番目のパスサイクルにおいて形成されるインクドットの位置は主走査方向に１／７２０インチだけずれるようにヘッドコントローラ２４が吐出タイミングを調整している。なお、単一の主走査における周期的な各吐出タイミングで吐出を繰り返すことにより、（各パスサイクルで形成されるインクドット単独の記録密度は主走査方向に３６０ｄｐｉとなり、その結果、すべてのパスサイクルでは、主走査方向の記録密度が７２０ｄｐｉとなる。以上の配列規則はインクドットが形成可能な全領域について一様に定められており、印刷用紙Ｐ上の任意の位置を指定することにより、当該位置にインクドットを形成するパスサイクルと吐出ノズルＮＺと吐出タイミングを特定することが可能となっている。本実施形態では、以上のようなインクドットの配列規則を前提として、以下のような印刷制御処理を実行する。

Ｂ．印刷制御処理
図７は、プリンタドライバＰ３が実行する印刷制御処理の流れを示している。ステップＳ１００においてアプリケーションＰ２が生成した印刷データＰＤをレンダラＰ３ａが取得する。例えば、テキストデータや描画コマンド等が印刷データＰＤとして取得される。ステップＳ１１０において、レンダラＰ３ａは、印刷データＰＤに基づいて描画を行うことにより、ＲＧＢ色空間の色情報を有する複数の画素からなる印刷画像データを生成する。ステップＳ１２０において、色変換部Ｐ３ｂは、描画された印刷画像データを取得し、プリンタ２０が使用するＣＭＹＫインクのインク量色空間で各画素の色が表現された印刷画像データに変換する。その際に、ＲＧＢ色空間とインク量色空間との対応関係を規定した色変換プロファイルを使用する。ステップＳ１３０において、ハーフトーン部Ｐ３ｃは、インク量色空間の印刷画像データを取得し、当該印刷画像データに対してディザ法や誤差拡散法等によるハーフトーン処理を行う。これにより、各画素についてインクを吐出させるか否かを指示するハーフトーンデータＨＴＤが各インクごとに生成されることとなる。そして、ステップＳ１４０においては、ラスタライザＰ３ｄがハーフトーンデータＨＴＤに基づいてラスタライズ処理を実行することにより、ノズル吐出データＮＤを生成する。

図８は、ラスタライズ処理の詳細な流れを示している。同図において、ＣインクについてのハーフトーンデータＨＴＤがラスタライザＰ３ｄに入力されている（ステップＳ１４１）。ハーフトーンデータＨＴＤにおいては、印刷用紙Ｐ上の各位置が３６０×３６０ｄｐｉの画素密度の各画素で指定されており、各画素についてＣインクを吐出させるか否かが指示されている。図６に示したインクドットの配列規則と、ハーフトーンデータＨＴＤの各画素の位置とを対比することにより、各インクドットを形成すべきか否かを判断する（ステップＳ１４２）。以上のようにして、図６に示した７２０×７２０ｄｐｉの各インクドットについて形成すべきか否かが判断できると、当該データを図６の配列規則に基づいて各主走査における各吐出ノズルＮＺの吐出状特定するノズル吐出データＮＤに分解する（ステップＳ１４３）。

図９は、ある主走査における、ある吐出ノズルＮＺについてのノズル吐出データＮＤが生成される様子を模式的に示している。同図においては、ある主走査において吐出可能なすべての位置についてインクドットを形成すべきことを示すドット形成データがハーフトーンデータＨＴＤに基づいて入力された様子を示している。図９においてはマスクを概念的に図示しており、各ドット形成データにマスクを適用することにより、もともとドット形成データが指示するインクドットの形成のうちデューティに応じた割合だけ実際に吐出を行うように制限が加えられることとなる。これにより、ある主走査における、ある吐出ノズルＮＺについての吐出可否を指示するノズル吐出データＮＤが生成される。なお、吐出の制限が主走査方向において偏ると、主走査方向のインク濃度の偏りとなって表れるため、主走査方向に均等なマスクを使用するのが望ましい。また、図９において模式的に示すように、プリンタ２０では、マスク処理後のノズル吐出データＮＤに基づいて各ピエゾ素子に出力する駆動パルスが生成されると考えることができる。上述したデューティは、各吐出ノズルＮＺごと、すなわち各吐出ノズルＮＺの副走査方向の位置に応じて規定されている。

図１０は、吐出ノズルＮＺの副走査方向の位置に応じて規定されたデューティの変化を図示している。当該デューティにおいては、先頭側の１〜６０番目（ノズル群のＭ＝１，２に対応）の吐出ノズルＮＺと、６０〜１２０番目（ノズル群のＭ＝３，４に対応）の吐出ノズルＮＺと、１２０〜１８０番目（ノズル群のＭ＝５，６に対応）の吐出ノズルＮＺと、１８０〜２４０番目（ノズル群のＭ＝７，８に対応）の吐出ノズルＮＺと、２４０〜３００番目（ノズル群のＭ＝９，１０に対応）の吐出ノズルＮＺと、３００〜３６０番目（ノズル群のＭ＝１１，１２に対応）の吐出ノズルＮＺについて異なる形状で変化が表されるデューティが定義されている。このデューティを式で表すと、下記の（１）式のようになる。

前記の（１）式においてＤ₁（Ｎ），Ｄ₂（Ｎ），Ｄ₃（Ｎ），Ｄ₄（Ｎ），Ｄ₅（Ｎ），Ｄ₆（Ｎ）は各吐出ノズルＮＺについてのデューティ[％]を示しており、これらはノズル番号Ｎの関数で表されている。Ｍ＝１，２，７，８のノズル群の吐出ノズルＮＺにおいては徐々に傾きが急となる単調増加の２次関数によってデューティＤ₁（Ｎ），Ｄ₄（Ｎ）が表され、Ｍ＝５，６，１１，１２のノズル群の吐出ノズルＮＺにおいては徐々に傾きが急となる単調減少の２次関数によってデューティＤ₃（Ｎ），Ｄ₆（Ｎ）が表されている。デューティＤ₁（ｎ）とデューティＤ₃（Ｎ）、および、デューティＤ₄（ｎ）とデューティＤ₆（Ｎ）は、グラフで表現した時に、一定の濃度を示す直線に関してそれぞれ互いに線対称な形状となっている。すなわち、デューティＤ₁（Ｎ）のＮに任意のｎ（０＜ｎ≦６０）を代入したときのデューティＤ₁（ｎ）と、デューティＤ₃（Ｎ）のＮに（ｎ＋１２０）を代入したデューティＤ₃（ｎ＋１２０）の和が常に１００％となるように相互補完関係が成り立っている。同様に、デューティＤ₄（Ｎ）のＮに任意のｎ（０＜ｎ≦６０）を代入したときのデューティＤ₄（ｎ）と、デューティＤ₆（Ｎ）のＮに（ｎ＋１２０）を代入したデューティＤ₆（ｎ＋１２０）の和が常に１００％となるように相互補完関係が成り立っている。これに対して、前記直線に直交する方向の線に関しては、デューティＤ₁（Ｎ）とデューティＤ₃（Ｎ）、および、デューティＤ₄（Ｎ）とデューティＤ₆（Ｎ）は非対称となっている。すなわち、ノズルごとのデューティは、ノズル位置に対して非対称である。Ｍ＝１，４のノズル群の吐出ノズルＮＺについては、２次曲線の頂点からの立ち上がり直後のデューティＤ₁（ｎ），Ｄ₄（ｎ）となるため、吐出率が大きく抑えられることとなる。

なお、Ｍ＝３，４，９，１０のノズル群の吐出ノズルＮＺにおいてはデューティＤ₂（Ｎ）＝Ｄ₅（Ｎ）＝１００であるため、図９のノズル吐出データＮＤに対してマスク処理が実質的に行われないこととなる。また、Ｍ＝２，５のノズル群においてデューティが最大かつ一様となる。すなわち、本実施形態において、デューティが最大かつ一様となるノズル群が２つに分散して存在していることとなる。本実施形態においては、以上のようなデューティの制限を各主走査のノズル吐出データＮＤについて行っていくことにより、デューティを考慮したノズル吐出データＮＤを生成する。ここではＣインクについてのみ説明したが、他のＭＹＫインクについても同様のラスタライズ処理を行っていく。以上のようにして各主走査における各吐出ノズルＮＺごとのノズル吐出データＮＤが生成できると、ラスタライズ処理を終了させる。そして、図７ステップＳ１５０にて印刷制御データ出力部Ｐ３ｅが各ノズル吐出データＮＤに紙送りコントローラ２２やキャリッジコントローラ２３を制御するためのデータも添付することにより、印刷制御データＰＣＤを生成する。さらに、当該印刷制御データＰＣＤをプリンタ２０に出力し、プリンタ２０にて実際に印刷を実行させる。これにより、図４〜図６に示すような主走査と副走査が順次実行されることとなる。

Ｃ．印刷結果
図１１は、印刷用紙Ｐにインクドットが形成されていく様子を模式的に示している。同図において、印刷用紙Ｐに対してＣインクのハーフトーン結果が全領域について一様な画像（例えば、ハーフトーンデータＨＴＤの全画素が吐出を示す画像。）を印刷する際の印刷用紙Ｐ上のインクドットの密度変化を各パスサイクルごとに示している。このような画像に対してステップＳ１４４にてマスク処理を行うことにより、各パスサイクルにおいてはデューティＤ₁（Ｎ）〜Ｄ₆（Ｎ）に応じた密度分布が形成されることとなる。なお、各インクドットを形成するために吐出されるインク量は均一であると考えることができるため、当該密度分布が各副走査位置にて吐出されるインク量の分布に対応していると考えることができる。各パスサイクルの間では、１／１２インチずつ吐出ヘッドＨＤが印刷用紙Ｐに対して相対的に進行するため、副走査方向の所定の位置にある主走査ラインＬのインクドットの形成を担当するノズル群が１つずつ後方側へずれていくこととなる。より具体的には、主走査ラインＬのインクドットの形成する吐出ノズルＮＺのノズル番号Ｎは３０番ずつ増加していくこととなる。また、各パスサイクルでは主走査の方向が交互となっている。

最初に印刷用紙Ｐに到達するノズル群（Ｍ＝１）のインクドット密度を規定するデューティＤ₁（Ｎ）によれば、２次曲線の頂点直後の立ち上がり部分によって印刷用紙Ｐに最初に吐出するインク量を極力抑えることができる。これにより、インクドット形成初期におけるインクのにじみや凝集を抑制することができる。インクドット形成初期において適正な位置にインク滴を保持しておくことにより、その後に着弾するインク滴についてもにじみや凝集を防止することができる。従って、最終的な印刷仕上がりにおいて、光沢むらや濃度むらが生じることが防止できる。このように、デューティを非線形関数によって規定することにより、インクドットの微妙な密度制御を可能とすることができる。往方向のパスサイクル（Ｃ＝１，３，５，７，９，１１）において主走査ラインＬのインクドット形成を担当するのは奇数番目（Ｍ＝１，３，５，７，９，１１）のノズル群であり、副方向のパスサイクル（Ｃ＝２，４，６，８，１０，１２）において主走査ラインＬのインクドット形成を担当するのは偶数番目（Ｍ＝２，４，６，８，１０，１２）のノズル群である。

ここで、先頭側（Ｍ＝１，２）のノズル群に対応するデューティＤ₁（Ｎ）のＮに任意のｎ（０＜ｎ≦６０）を代入したときのデューティＤ₁（ｎ）と、Ｍ＝５，６のノズル群に対応するデューティＤ₃（Ｎ）のＮに（ｎ＋１２０）を代入したデューティＤ₃（ｎ＋１２０）の和が常に１００％となるように相互補完関係が成り立っている。そのため、往方向のパスサイクル（Ｃ＝１，２）におけるノズル群（Ｍ＝１，２）の吐出量（インクドット密度）を、往方向のパスサイクル（Ｃ＝５，６）におけるノズル群（Ｍ＝５，６）の吐出量（インクドット密度）で補完することができる。すなわち、デューティＤ₁（Ｎ）によって先頭側（Ｍ＝１，２）のノズル群によるインクドット密度を減少させても、当該減少分をＭ＝５，６のノズル群によるインクドット密度の増加分で補うことができるため、全体のパスサイクルを増やすことなく、初期のインクドット密度を抑制することができる。同様に、復方向のパスサイクル（Ｃ＝７，８）におけるノズル群（Ｍ＝７，８）の吐出量（インクドット密度）を、復方向のパスサイクル（Ｃ＝１１，１２）におけるノズル群（Ｍ＝１１，１２）の吐出量（インクドット密度）で補完することができる。従って、副走査方向のどの位置においても、全パスサイクルが完了した時点でのインクドット密度は一定となる。また、往方向のすべてのパスサイクルによって形成されるインクドット密度と、復方向のすべてのパスサイクルによって形成されるインクドット密度が同じとなるため、往復方向の吐出特性の間に差が生じた場合でも均一なインクドット密度を維持することができる。

上述したとおり、デューティが最大かつ一様となる最大ノズル群（Ｍ＝３，４，９，１０）が２つに分散して存在している。すなわち、印刷結果に最も影響を与えるノズル群（Ｍ＝３，４，９，１０）が分散して配置されていることとなる。このように、印刷結果に最も影響を与えるノズル群（Ｍ＝２，５）を副走査方向の一カ所に集中させないことにより、吐出ノズルＮＺの局所的な不具合による印刷結果への悪影響を低減することができる。例えば、Ｍ＝３の付近のノズル群に不具合がある場合にも、副走査方向の位置が大きく離れたＭ＝９のノズル群によって正常に多くのインクを吐出することができ、不具合の影響を低減することができる。また、副走査方向の中央部の吐出ノズルＮＺによる吐出量を抑えることができるため、当該中央部の吐出ノズルＮＺに不具合がある場合には、効果的に不具合の影響を低減することができる。

Ｄ．複数インクの組み合わせについて
図１２は、デューティの一例を示している。同図においては、Ｃインクを吐出する吐出ノズルＮＺに対するデューティと、Ｍインクを吐出する吐出ノズルＮＺに対するデューティを対比して示している。上述した実施形態においては、Ｃインクを吐出する吐出ノズルＮＺのみを例に挙げて説明したが、現実にはＭＹＫインクを吐出する吐出ノズルＮＺも併設されるため、これらの吐出ノズルＮＺについてもマスク処理を行うためのデューティを規定しておく必要がある。上述したようにデューティを規定しておくことによりインクのにじみ・むらを防止することができるが、インクのにじみ・むらは単独インクのみならず、複数インク間において生じる現象であるため、種類のインクの使用状況を考慮してデューティを設定するのが望ましい。

図１２に示すように、対となるＣＭインクのデューティは、デューティ軸に関して互いに対称な形状となっている。具体的には、Ｃインクのデューティがラスタライン形成の初期から高くされる一方で、Ｍインクのデューティは低くされている。反対に、ラスタライン形成の終盤ではＭインクのデューティが低くされ、Ｃインクのデューティが高くされている。本実施形態においては、平均的な画像データを色変換した場合に、ＣＭインクのインク量が他のＹＫインクよりも多くなる傾向を有しているため、ＣＭインクのデューティを図１２のように制御している。ＣＭインクは他のＹＫインクよりもインクドットの形成密度が高くなる傾向にあり、ＣＭインクのインクドットが同時に印刷用紙Ｐに着弾した場合には、インクのにじみ・むらが発生しやすい。すなわち、インクのにじみ・むらを防止するためには、できるたけＣＭインクのインクドットを同時に着弾させないようにするのが望ましい。図１２のようにＣインクのデューティを最初から高くする一方で、Ｍインクのデューティを低くすることにより、初期におけるＣＭインク間の干渉を防止することができる。

本実施形態では、インク量が他のインクよりも多いインクとして、ＣＭインクの対を例に挙げたが、ＣＭインクに限られるものではない。本実施形態では、色変換部Ｐ３ｂが色変換プロファイルを参照してＣＭＹＫインクのインク量の画像データに色変換するため、どのインクのインク量が多くなるかは色変換プロファイルに依存することとなる。また、平均的な画像データにおいてＣＭインクのインク量が他のＹＫインクよりも多くなる傾向を有している場合でも、例えばモノクロの画像データであればＫインクのインク量が他のインクよりも多くなる。従って、印刷モード（色変換プロファイル）等や画像データに応じて、インク量が他のインクよりも多いインクの対を選定するようにしてもよい。本実施形態では、Ｍインクよりも定着性が低いＣインクのデューティをラスタライン形成の初期から高くするようにしたが、ＣＭインクの定着性に大きく差がないのであればＭインクのデューティをラスタライン形成の初期から高くするようにしてもよい。定着性はインクドットが印刷用紙Ｐに着弾してから定着するまでに要する定着時間で把握することができ、一般的に濃度が低いインクほど色材（混合材）を固着させるために気化すべき水分量が多くなるため、定着時間が長くなると考えることができる。なお、一旦、色材が印刷用紙Ｐに定着すれば他のインクドットとの干渉は生じにくい。そのため、大量のインクドットが着弾するラスタライン形成の中盤を迎える前に、濃度の低いインクを定着させておくことが望ましい。

図１３は、デューティの他の一例を示している。本例においては、吐出ヘッドＨＤがＣＭＹＫインクに加えて、ｌｃ（ライトシアン）ｌｍ（ライトマゼンタ）インクを吐出するための吐出ノズルＮＺも備えているものとする。なお、ｌｃｌｍインクは、それぞれＣＭインクと同一の色材を低濃度に調製したものである。図１３に示すように、Ｃインクとｌｃインクが対になっており、Ｍインクとｌｍインクが対になっている。そして、互いに対となるインクのデューティが、デューティ軸に関して互いに対称な形状となっている。具体的には、ｌｃｌｍインクのデューティがラスタライン形成の初期から高くされる一方で、ＣＭインクのデューティは低くされている。反対に、ラスタライン形成の終盤ではｌｃｌｍインクのデューティが低くされ、ＣＭインクのデューティが高くされている。このようにすることにより、定着時間がＣＭインクよりも長いｌｃｌｍインクについてはラスタラインの形成の初期においてインクドットを印刷用紙Ｐに着弾させておくことができ、中盤において大量のインクドットが着弾する前に、ある程度ｌｃｌｍインクを定着させておくことができる。従って、ラスタラインの形成の中盤においてインクのにじみ・むらが発生することが防止できる。

Ｅ．変形例
図１４は、変形例にかかる液体噴射制御装置のハードウェア構成を概略的に示している。同図においては、上述した実施形態（図１）とほぼ同様の構成とされているが、ＨＤＤ１４には吐出特性データベース１４ｂが記憶されている。また、コンピュータ１０に接続されたプリンタ２０の吐出ヘッドＨＤにはＲＯＭ２７が備えられている。ＲＯＭ２７には、吐出ヘッドＨＤ固有の識別情報が記憶されており、コンピュータ１０が当該識別情報を取得することが可能となっている。

図１５は、吐出特性データベース１４ｂに格納される情報を示している。同図において、複数の吐出ヘッドＨＤ個体についての識別情報とＣＭＹＫ各インクの吐出ノズルＮＺについての吐出特性が格納されている。本変形例においては、吐出特性として副走査方向の中央部分の吐出ノズルＮＺの吐出量が不安定なモード１と、吐出特性として副走査方向の端の吐出ノズルＮＺの吐出量が不安定なモード２と、全体の吐出特性が良好なモード３のいずれかがＣＭＹＫ各インクの吐出ノズルＮＺについて記述されている。本変形例のラスタライズ処理においては、ラスタライザＰ３ｄがステップＳ１４５にて吐出特性に応じたデューティに基づくマスク処理を実行する。まず、ラスタライザＰ３ｄは印刷制御データＰＣＤの出力するプリンタ２０に搭載された吐出ヘッドＨＤの識別情報をＲＯＭ２７から取得し、当該識別情報に対応付けられている吐出特性を吐出特性データベース１４ｂを参照してＣＭＹＫインクごとに取得する。

図１６は、各吐出特性に対応するデューティを示している。ラスタライザＰ３ｄには、各吐出特性に対応するデューティが予めプリセットされている。副走査方向の中央部分の吐出ノズルＮＺの吐出量が不安定なモード１については、中央部分の吐出ノズルＮＺのデューティが小さく最大のデューティとなる領域を２つのノズル群に分散させたものを使用する。副走査方向の端の吐出ノズルＮＺの吐出量が不安定なモード２については、中央部分の吐出ノズルＮＺのデューティが最大となるものを使用する。全体の吐出特性が良好なモード３については、モード１とモード２のどちらを使用してもよい。同一の吐出ヘッドＨＤのＣＭＹＫ各インクの吐出特性のなかでモード１とモード２が競合した場合には、これらのうちハーフトーンデータＨＴＤにおいて吐出量が多い方のインクを優先させ、当該インクの吐出特性に対応したデューティのマスクを各インクに対して適用する。このようにすることにより、最もインクの吐出量が大きいインクに最適なマスクを使用することができ、全体として良好な画質を得ることができる。

これにより吐出ヘッドＨＤの個体差に応じて最適なインク量の配分でオーバーラップ印刷を行うことができる。なお、吐出特性データベース１４ｂは、吐出ヘッドＨＤや吐出ノズルＮＺのピエゾ素子の工程検査等において、インクの吐出特性（吐出速度、吐出方向）やピエゾ素子の固有振動数等を調査しておくことにより作成されている。本実施形態においては、吐出ヘッドＨＤ個体を識別するようにしたが、ロットや製造時期等によって吐出特性を判断するようにしてもよい。さらに、製造されたすべての吐出ヘッドＨＤについての吐出特性を吐出特性データベース１４ｂに格納させると膨大なデータ量となるため、吐出特性データベース１４ｂをネットワーク上のサーバに記憶させておき、当該サーバから吐出特性を受信するようにしてもよい。また、本変形例においては、ラスタライズ処理を行う際に吐出ヘッドＨＤの識別情報を取得するようにしたが、プリンタ２０を最初に接続したとき（ポートを設定したとき）にプリンタドライバＰ３に登録するようにしてもよい。むろん、吐出ヘッドＨＤのＲＯＭ２７に直接吐出特性を記憶しておき、当該吐出特性に基づいてマスク処理を行うようにしてもよい。なお、本発明においてデューティが最大かつ一様となる最大ノズル群が吐出特性が不安定な吐出ノズルＮＺを避けて配置されればよく、最大ノズル群が３個以上配置されてもよい。また、最大ノズル群の個数を設定できるようにしてもよい。

なお、上述した実施形態においては、１インチの吐出ヘッドＨＤに対して１／１２インチずつ紙送りするものを例示したが、吐出ヘッドＨＤのサイズや紙送り量はこれらに限られるものではない。むろん、１２回のパスサイクルによって同一箇所の印刷が完了するものに限らず、より多くのパスサイクルによって印刷を完了させる場合やパス毎に副走査方向への紙送り幅が異なる場合のほか異なる解像度で印刷する場合にも本発明を適用することができる。また、上述した実施形態では、コンピュータ上で実行されるプリンタドライバＰ３がラスタライズを実行するものを例示したが、プリンタ２０自体がラスタライズを行うようにしてもよい。むろん、ソフトウェアによってラスタライズが実行されるものに限られず、同等の処理がハードウェアによって実行されるようにしてもよい。さらに、上述した実施形態は、液体を吐出して印刷画像を形成するものを例示したが、本発明は液体吐出の制御ができればよく、印刷画像の形成以外の、例えば表面処理や回路形成等の工業用途に本発明を適用することも可能である。

液体噴射制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 液体噴射制御装置のソフトウェア構成を示すブロック図である。 プリンタの概略構成を示すブロック図である。 主走査と副走査の関係を示す説明図である。 吐出ヘッドと印刷用紙の相対位置関係を示す説明図である。 インクドットの配列規則を示す図である。 印刷制御処理の流れを示すフローチャートである。 ラスタライズ処理のフローチャートである。 ノズル吐出データの模式図である。 デューティを示す図である。 インクドットが形成される様子を示す模式図である。 デューティを示す図である。 デューティを示す図である。 変形例にかかる液体噴射制御装置の構成を示すブロック図である。 変形例にかかる吐出特性データベースを示す図である。 変形例にかかるデューティを示す図である。

符号の説明

１０…コンピュータ、１１…ＣＰＵ、１２…ＲＡＭ、１３…ＲＯＭ、１４…ＨＤＤ、１５…ＧＩＦ、１６…ＶＩＦ、１７…ＩＩＦ、１８…バス、Ｐ１…ＯＳ、Ｐ３…プリンタドライバ、Ｐ３ａ…レンダラ、Ｐ３ｂ…色変換部、Ｐ３ｃ…ハーフトーン部、Ｐ３ｄ…ラスタライザ、Ｐ３ｅ…印刷制御データ出力部。

Claims (10)

1. 被噴射媒体と液体を噴射する噴射ノズル列とを前記噴射ノズル列と交差する方向である主走査方向に相対的に主走査させつつ、前記被噴射媒体と前記噴射ノズル列とを前記主走査方向と直交する副走査方向に相対的に副走査させる液体噴射制御装置であって、
   副走査方向における同一位置の主走査ラインに対して、所定の噴射ノズルが噴射を担当する割合を噴射率と呼ぶと、
   各噴射ノズルの噴射率が副走査方向の位置に応じて変動し、その変動において前記噴射率が最大となる前記噴射ノズルが副走査方向に分散するように前記噴射を制御する噴射制御手段を具備し、
   前記噴射率が最大かつ一様となる前記噴射ノズルが副走査方向に連続する最大噴射ノズル群が２以上形成されるとともに、当該ノズル群に挟まれた前記噴射率が最大よりも小さいノズル群に噴射特性の安定性の低い前記噴射ノズルが含まれることを特徴とする液体噴射制御装置。
2. 前記噴射率の小さいノズル群が前記噴射ヘッドにおける副走査方向の中央に形成されることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射制御装置。
3. 前記副走査方向の位置に応じた前記噴射率の変動において、前記噴射率が非線形に変動する領域が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の液体噴射制御装置。
4. 前記噴射制御手段は、前記噴射ノズルの噴射特性が前記噴射ノズルの個体と対応付けて記憶された特性情報を取得するとともに、当該特性情報に応じて前記噴射率の制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射制御装置。
5. 前記噴射制御手段は、前記噴射ノズルから噴射させる液体の種類に応じて異なる前記噴射率の制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射制御装置。
6. 前記噴射制御手段は、他の液体よりも前記被噴射媒体における定着時間が長い液体を前記噴射ノズル列から噴射する場合、
   初期の主走査における前記噴射率を他の液体よりも高くすることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射制御装置。
7. 前記噴射制御手段は、他の液体よりも濃度が低い液体を前記噴射ノズル列から噴射する場合、
   初期の主走査における前記噴射率を他の液体よりも高くすることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射制御装置。
8. 前記噴射制御手段は、略同一の混合材を有し、かつ、該混合材の濃度が異なる一対の液体を前記噴射ノズル列から噴射する場合、
   略同一位置の前記主走査ラインに対する各主走査において、
   前記一対の液体の前記噴射率の変動を互いに対称とし、
   前記一対の液体のうち濃度の低い一方について、初期の主走査における前記噴射率を他の一方よりも高くすることを特徴とする請求項７に記載の液体噴射制御装置。
9. 前記噴射制御手段は、他の液体よりも噴射量が多い第１および第２の液体を第１および第２の前記噴射ノズル列のそれぞれから噴射する場合、
   前記第１の液体について、初期の主走査における前記噴射率を第２の液体よりも高くすることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射制御装置。
10. 被噴射媒体と液体を噴射する噴射ノズル列とを前記噴射ノズル列と交差する方向である主走査方向に相対的に主走査させつつ、前記被噴射媒体と前記噴射ノズル列とを前記主走査方向と略直交する副走査方向に相対的に副走査させる液体噴射制御方法であって、
    副走査方向における同一位置の主走査ラインに対して、所定の噴射ノズルが噴射を担当する割合を噴射率と呼ぶと、
    各噴射ノズルの噴射率が副走査方向の位置に応じて変動し、その変動において前記噴射率が最大となる前記噴射ノズルが副走査方向に分散するように前記噴射を制御し、
    前記噴射率が最大かつ一様となる前記噴射ノズルが副走査方向に連続する最大噴射ノズル群が２以上形成されるとともに、当該ノズル群に挟まれた前記噴射率が最大よりも小さいノズル群に噴射特性の安定性の低い前記噴射ノズルが含まれることを特徴とする液体噴射制御方法。

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