JP2008062515A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のインク吐出ユニットからなり、各々のインク吐出列が重複した状態で配置される記録ヘッドを用いて印刷する記録装置において、印刷用紙の斜行発生時、あるいは、インク吐出ユニットの実装精度が悪い場合においても画像品位の悪化を最低限にできるインクジェット記録装置の提供。
【解決手段】画像分割位置１０３は、画像の印刷ドット配置により決定することとし、その分割判断基準は、第1の方法である印刷ドットが連続する領域を分割位置とする方法と、第2の方法である印刷ドットがない連続した空隙領域を分割位置とする方法で行う。第1の方法、或いは、第2の方法の選択は、印刷画像濃度により選択し、更に画像分割領域が複数存在する場合は、画像分割距離が最も短い位置を分割位置とする。或いは、分割位置が離散的になる場合はつなぎ部総延長が最も短くなる道筋を選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳しくは複数インク吐出ユニットを有する記録ヘッドを用いて印刷する場合の画像生成に関する。

近年、デジタル方式の複写機，プリンタの実用化が急速に進んでおり、特に、デジタル方式のカラープリンタ，カラー複写機は、色調整，画像加工等が容易というデジタルの特徴が生かされるため、カラープリンタ，カラー複写機の分野では主流となりつつある。

これら記録装置の記録方式としては、電子写真方式，インクジェット方式，熱転写方式等、種々の方式があるが、インクジェット方式でのページワイド型のカラープリンタが近年商品化されつつある。ページワイド型カラープリンタは印刷用紙の全幅の領域にノズルを配置する構成であり、例えば、解像度１２００ドット／インチ、印刷幅１２インチの印刷ヘッドでは総ノズル数は１４４００ノズルとなる。この様に多くのノズルを有する一体型の記録ヘッドは構成上非常に技術的難易度が高くなる。そのため、複数の印刷ユニットを結合してページワイド型の記録ヘッドを作成することが一般的である。この場合、複数の印刷ユニットの一部、或いは、全部は重複するように配置される。その構成例が特開２００２−３６１８７１に開示されている。また、特開２００２−３６１８７１に開示された印刷ユニットの重複部の印刷画像分割は特開２００４−０５０４４５に開示されているように任意のパターン、乱数、テーブル等により切り替えられている。
特開２００２−３６１８７１号公報 特開２００４−０５０４４５号公報 特開２００２−１６０３６９号公報 特開２０００−０８５１９９号公報

インク吐出ユニットを複数有したページワイド型記録ヘッドの模式図を図１０に示す。図1０は記録ヘッドのインク吐出面の模式図である。図１０（A）はインク吐出ユニットを４本有した記録ヘッドであり、記録媒体はインク吐出ノズル列の方向に対して直角の方向に搬送され、記録ヘッド直下を通過した時点で画像が描画される。インク吐出ユニット１００１〜１００４はベースプレート１００５の面に接着されている。記録ヘッドの構成は特開２００５−１４４９１９に示されており、インク吐出ユニットの構成は特開２００２−１６０３６９に示されている。また、インク吐出ユニット１００１〜１００４の裏面のインク供給口に位置する記録ヘッドのベースプレート１００５部には穴が開いておりベースプレート１００５の裏面に設置されるチップタンク（図示せず）内のインクと連通する構造になっている。各インク吐出ユニットの端部は図１０（B）インク吐出ユニット配置図、及び、図１０（C）インク吐出ユニット重なり部、に示すようにインク吐出ユニットの端部は重複する構造である。インク吐出ユニット１００１の端部のインク吐出口１００６はインク吐出ユニット１００２のインク吐出口１００７と概略同じ位置になるように配置される。この様に配置されたインク吐出ユニットに対して、印刷画像をインク吐出ユニット１００１とインク吐出ユニット１００２に分割して印刷するが、従来例である特開２００４−０５０４４５で示される画像分割方法では図１１従来の画像分割方法に示す方式で画像分割される。図１１（A）画像分割パターンは使用するインク吐出ユニットと使用ノズルを示している。領域１１０３はインク吐出ユニット１００１とインク吐出ユニット１００２のインク吐出ノズル位置が重なる領域を示し、領域１１０３の左領域はインク吐出ユニット１００１のみで印刷する領域であり、領域１１０３の右領域はインク吐出ユニット１００２のみで印刷する領域である。印刷画像はラスターごとに画像分割位置が移動するようになっている。領域１１０１で示される灰色の印刷画像領域がインク吐出ユニット１００１で印刷する画像であり、領域１１０２で示される白色の印刷画像領域がインク吐出ユニット１００２で印刷する領域である。例えば、画像を構成するラスター１１１１は領域１１０３の左側１０ノズルをインク吐出ユニット１００１で印刷し、領域１１０３の右側6ノズルをインク吐出ユニット１００２で印刷することを示している。同様に、ラスター１１１２では領域１１０３の左側５ノズルをインク吐出ユニット１００１で印刷、領域１１０３の右側１１ノズルをインク吐出ユニット１００２で印刷することを示している。上記の分割特性を有する分割手法を用いて、図１１（B）印刷画像を印刷する。図１１（B）に於いて印刷ドット１１０４はインクを吐出するノズル位置を示している。図１１（C）に画像分割後の使用インク吐出ユニットと印刷画像を示す。図１１（C）の１１０５で示す黒色の印刷ドット郡がインク吐出ユニット１００１で印刷する印刷ドットであり、１１０６で示す灰色の印刷ドット郡がインク吐出ユニット１００２で印刷する印刷ドットである。

ところで、記録装置に印刷用紙を給紙する時に所望の給紙方向に対して斜行して印刷用紙が給紙される場合がある。特開２０００−０８５１９９に示してあるように、この様なことは一般的に発生する。斜行が発生した場合の印刷画像について図１３斜行の影響で説明する。インク吐出ユニットの重なり部において正常に印刷用紙が搬送された場合はライン１３０１に示すように印刷用紙の同一位置に印刷する各インク吐出ユニットのインク吐出ノズルは同一位置となる。しかし、印刷用紙が斜行搬送された場合は、ライン１３０２、１３０３のようになり、所望の位置に画像は形成できなくなる。図１３のライン１３０２は印刷結果として各インク吐出ユニットが離れて実装された画像になり、又、ライン１３０３は印刷結果として各インク吐出ユニットが近づいて実装された画像となる。

又、上記の状態と同じ印刷結果となる条件として、インク吐出ユニットを記録ヘッド上に実装する精度が悪い場合も同様である。

次に、印刷ドット情報に従ってインク吐出ノズルよりインクの吐出を行い、印刷用紙にインク液滴が着弾し、画像を描画した状態を例に取り説明する。図１１（C）各インク吐出ユニットの印刷画像で表される情報で印刷した結果の模式図を図１２印刷画像のイメージで説明する。正常位置にインク液滴が着弾した場合の印刷イメージを図１２（A）正常な印刷イメージで示す。図１２（A）の図中、インク吐出ユニット１００１で吐出されたインク液滴で描画された画像を黒丸１２０１で示し、インク吐出ユニット１００２で吐出されたインク液滴で描画された画像を灰色丸１２０２で示す。また、図１２（）Bインク吐出ユニットの寄り方向の画像イメージでは、双方のインク吐出ユニットのノズル列方向の位置関係が1ドット分値近づいた状態の印刷結果のイメージを示す。更に、図１２（C）インク吐出ユニットの離れ方向の画像イメージでは、双方のインク吐出ユニットがノズル列方向の位置関係が1ドット分値離れた状態の印刷結果のイメージを示す。図１２（A）の正常な印刷イメージでは画像がムラ、スジがない状態であるのに対し、図１２（B）、（C）の印刷イメージでは、共に画像エッジ近傍においてドットの白スジ、或いは、黒スジが発生していて、画像品位の悪化が見て取れる。即ち、上記従来例では、画像切り替え位置が目立ち画質が悪化する可能性があることが解る。

本発明は上記課題を解決するために考案されたものである。上述したように、画像を分割する位置を一義的に決定する方法により分割したのでは、画像の品位は保証されない。従って、印刷する画像の状態を判断する必要がある。その判断情報を元に画像を分割する位置を決定する必要がある。即ち、画像の分割位置は、画像の印刷ドット配置により決定することとし、その分割判断基準は、第1の方法である印刷ドットが連続する領域を分割位置とする方法と、第2の方法である印刷ドットがない連続した空隙領域を分割位置とする方法で行う。又、上記、第1の方法、或いは、第2の方法の選択は、印刷画像濃度により選択することを特徴とする。更に画像分割領域が複数存在する場合は、画像分割距離が最も短い位置を分割位置とする。

本発明によれば、印刷用紙の斜行発生時、或いは、インク吐出ユニットの実装精度が悪い場合においても、画像品位の悪化を最低限にすることが可能である。

最も特徴的な構成例を図1画像分割に示す。図１（A）にて印刷画像の特性を判断し分割位置を決定する。図１（A）の印刷画像では単純な同一の濃度のベタパターンの端部であるため、ライン１０５を境に左領域が非印刷領域１０２、右領域が印刷領域１０１である。従って、画像分割位置１０３を画像分割位置にすることにより、従来例で述べたような画像に対する悪影響が発生することはない。又、画像分割位置１０３はライン１０５より左領域に設定することで前述した印刷領域ズレが発生した場合でも画像に影響を与えることはない様、安全性を考慮してある。本例ではライン１０５に対して１ノズル分の余裕を持たせて画像分割位置１０３を設定してある。従って、図１（B）使用ノズルに示すようにインク吐出ユニット１００１で使用する使用ノズルはライン１０３の左側の領域となる。この場合、本画像例からは印刷する印刷ドットは存在しない。一方、印刷領域１０１は画像分割ライン１０３より右領域に位置するため印刷に使用するインク吐出ユニットは１００２となり、印刷領域１０１の印刷データは全てインク吐出ユニット１００２により印刷される。図１（C）印刷画像イメージが、インク液滴により描画した印刷画像になる。図１に示した例が本特許の特徴を最もよく示した例であり、このような単純な画像で画像認識からすれば簡単な判断であっても、一義的に決定された分割方法を用いると画像像品を落とすことになる。画像の特性を把握した上で分割位置を判断する必要のある典型的な例である。

画像を印刷する場合一般的に印刷装置に適した画像データで印刷する。例えば、パーソナルコンピュータ（以下PCと略す）内では描画のため使用される色データ形式RGB（赤、緑、青）各8ビットが一般的である。又、印刷するために使用する色データ形式はCMY（シアン、マジェンタ、イエロー）各8ビットである。印刷を行うためには、PC内のRGB各8ビットデータを印刷用のCMY各8ビットデータに変換し、更に、CMY各8ビットから印刷装置の有する階調データに変換する必要がある。インクジェットプリンタの場合、インク液滴に対応するデータを生成する場合は上記CMY各８ビットデータをCMY各１ビットデータに変換する。この時使用される量子化手法としてよく利用される手法が誤差拡散法である。図２画像分割方法では上述した誤差拡散法によって得られたデータを用いて説明する。図２（A）印字ドットは１２％デューティー画像を誤差拡散法により２値化した画像である。１２％デューティー画像とは、図２（A）の（１）印刷ドットの升目全てが印刷ドットで満たされる状態を１００％デューティー画像と定義した場合、その内の１２％が吐出ドットで満たされた状態をいう。印刷ドット２０１がインクの吐出ドットを示している。インク吐出ユニットのインク吐出口より吐出されたインク液滴が印刷用紙に着弾すると印刷用紙上でにじみ拡散が発生し、図２（A）の (2)印刷イメージで示すように印刷用紙上の描画領域は描画ドット２０２のように拡大する。このようなにじみ効果を考慮したフィルタリングを図２（B）フィルタリングと分割法で説明する。印刷ドット２０１の周りににじみによるにじみ領域２０４を隣接配置する。にじみ領域のサイズはインクと印刷用紙の特性で大きく変化するためにじみ領域の量は予め実験等で確認しておく必要がある。本例では描画ドット２０２のサイズは印刷ドットサイズの５倍に拡大する条件で描画領域を設定した。図２（B）の（１）（２）では印刷ドットの上下左右方向ににじみ領域２０４を配置した。続いて分割法を説明する。図２（B）の（1）空隙分割法で示す分割方法は描画領域内のインクで描画されない領域をたどって分割位置を決定していく方法であり、ライン２０５が空隙分割ラインである。又、図２（Bの）（2）連続分割法はインクで描画される領域をたどって分割位置を決定していく方法でありライン２０６が連続分割ラインである。図２（C）の（1）空隙分割の分割方法と図２（C）の（２）連続分割の分割方法に描画画像と上記2種類の分割位置のイメージ図を示す。図９に分割ルート探索フローチャートを示す。１７０１で探索開始位置を初期条件として与える。その後、探索終了の判断を１７０２で行い、終了条件でない場合は１７０３で分割方法の選択を行う。連続分割法を使用する場合は、１７０４にて探索開始位置から最も近い印刷ドット位置を探索し、その位置を次の探索開始位置に設定し１７０２に戻る。探索した位置の履歴を連続して繋げることにより連続分割法による分割ルートが決定される。空隙分割法の場合は１７０５にて探索開始位置から最も近い印刷ドット位置２点を探索する。その後、１７０６にて、１７０５で探索された２点の中点座標を計算し、その中点位置を次の探索開始位置を設定し１７０２に戻る。空隙探索法の場合は中点位置を連続的に繋げることにより分割ラインが決定される。

次に上記の分割法の特性を示す。図３は分割特性評価用画像であり画像ディーティー３３％の画像の誤差拡散後の２値画像である。図3（1）の元画像は分割前の画像であり、図３（２）の直線分割画像は図３（１）を上下方向に直線を引き左右に分割したものである。図3（３）の連続分割は上述したように描画する領域を連続してたどって分割した画像であり、図３（４）の空隙分割は上述したように描画されていない空隙領域をたどって分割した画像である。従って、図３（３）と（４）では分割位置が異なることになる。尚、図３（２）（３）（４）で分割領域の左領域がインク吐出ユニット１００１、右領域１００２がインク吐出ユニット１００２で描画される。

初めに高デューティー印刷の評価結果を示す。図４高デューティー（３３％）評価を示す。図４（１）と図４（２）は高Ｄｕｔｙ（３３％）でのつなぎスジ評価であり、図３で示す右側の画像が寄り方向（左方向）に２ドットと３ドット移動した場合の結果である。この評価では直線分割に比べて連続分割、空隙分割ともスジが視認しづらくなっており、画像品位としては直線分割に比べて優れていることが判断できる。但し、連続分割と空隙分割の画像品位差は見られない。図4（3）と図4（4）は同じ条件で図３で示す右側の画像が離れ方向（右方向）に２ドットと３ドット移動した場合の結果である。この評価では、連続分割の方が空隙分割に比べてスジが視認しづらく、画像品位としては優れていることが解る。続いて低デューティー印刷の評価結果を示す。図５低デューティー（５％）評価を示す。図５（１）（２）（３）は低デューティーでのつなぎスジ評価で寄り方向（左方向）に３ドット、4ドット、6ドット移動した場合の結果である。結果は、直線分割は他の2方法に比べてスジの視認性が高く画像品位の低下が見られる。しかし、連続分割と空隙分割での差異はほとんど見られない。図５（４）（５）（６）は低デューティーでのつなぎスジ評価で離れ方向（右方向）に３ドット、4ドット、6ドット移動した場合の結果である。結果は、空隙分割の方が連続分割に比べてスジが視認しづらく、画像品位としては優れていることが解る。

図６に上記のつなぎスジ評価のまとめを示す。上述したとおり連続分割法と空隙分割法では印刷デューティーにより有効性に違いが出ていることがわかる
（その他の実施例１）
前実施例はインク吐出列が2列配置された構成について説明したが、図１４はインク吐出列が千鳥配置されたインク吐出ユニットを使用した構成である。千鳥配置ノズルインク吐出ユニットにすることにより、ノズル間隔が拡大するため斜行搬送、インク吐出ユニットの実装精度に精度を求められる方向になるが、画像分割の手法については同様の方法が適用可能である。

（その他の実施例２）
図７はインク吐出ユニットが４列配置された幅広ヘッドである。インク吐出ユニット１５０１〜１５０８は最大３ノズル列が重複して配置される構成を取る。ここで、オブジェクト１５１１〜１５１４は描画オブジェクトでそれぞれは連続した一体画像である。これらのオブジェクトを含んだ画像の分割位置を１５２０〜１５２３で示す。オブジェクト１５１１〜１５１３は空隙分割法を用いて分割する。即ち、オブジェクト１５１１はインク吐出ユニット１５０１で印刷する。同様に、オブジェクト１５１２はインク吐出ユニット１５０２で印刷する。ここで、空隙分割されたオブジェクトに対してなるべく同一インク吐出ユニットを用いて印刷する第二優先度の判断が行われる。従って、オブジェクト１５１３はインク吐出ユニット１５０４で印刷される。しかし、オブジェクト１５１４は単一インク吐出ユニットで印刷する領域を越えているため、オブジェクトの途中で画像分割を行う必要がある。本例では画像分割位置１５２３を設定する。分割位置１５２３で分割されるオブジェクト１５１４の上部はインク吐出ユニット１５０６で印刷し、下部はインク吐出ユニット１５０８で印刷する構成を取る。分割方法の選択はオブジェクト１５１４の分割位置１５２３の濃度により、連続分割法、或いは、空隙分割法のいずれかを使用する。

（その他の実施例３）
図８分割ルートの判断では、連続分割法を用いて分割ルートの選択方法について説明する。分割開始位置１６０１から分割終点位置１６０２までの分割ルートとして選択できるルートは実線１６０３で示すルートと破線１６０４で示すルートの２ルートがある。これらのルートの距離を１升目移動を１単位として算出すると、実線１６０３は２２、破線１６０４は２４となる。この時、分割距離が長くなると他のインク吐出ユニットの影響を受けるエリアが広くなり、画像不良が発生する領域が広くなることが予測されるので、分割距離はなるべく短いルートが適している。

画像分割を説明するための図。 画像分割方法を説明するための図。 分割特性評価画像を説明するための図。 高デューティー（３３％）評価を説明するための図。 低デューティー評価を説明するための図。 つなぎスジ評価のまとめ。 ４列ノズル構成図。 分割ルートの判断を説明するための図。 フローチャート例を示す図。 記録ヘッド模式図。 従来の画像分割方法を示す図。 印刷画像の模式図。 斜行の影響を説明するための図。 千鳥配置ノズルインク吐出ユニット図。

符号の説明

１０３ 画像分割位置
２０１ 印刷ドット
２０２ 描画ドット
２０５ 空隙分割ライン
２０６ 連続分割ライン
１００１〜１００４ インク吐出ユニット
１１０３ インク吐出ユニット１００１とインク吐出ユニット１００２のインク吐出ノズル位置が重なる領域

Claims (5)

1. 複数のインク吐出口列を有したインク吐出ユニット、
   該インク吐出ユニットを複数有し、用紙搬送方向に対して複数のインク吐出ユニットのインク吐出口の一部、或いは、全部が重複するように配置されたインクジェットヘッド、
   上記インク吐出ユニットのインク吐出口の重複する領域の画像に関し、
   重複する領域の画像は複数のインク吐出ユニットによって分割描画され、
   上記分割描画される画像の分割位置は、画像の印刷ドット配置により決定することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１に記載の分割描画される画像の分割位置は、画像の印刷ドット配置として
   印刷ドットが連続する領域を分割位置とすることを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１に記載の分割描画される画像の分割位置は、画像の印刷ドット配置として
   印刷ドットがない連続した空隙領域を分割位置とすることを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項１に記載の分割領域は、印刷画像濃度により、連続する領域、或いは、空隙領域を選択することを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 複数のインク吐出口列を有したインク吐出ユニット、
   該インク吐出ユニットを複数有し、用紙搬送方向に対して複数のインク吐出ユニットのインク吐出口の一部、或いは、全部が重複するように配置されたインクジェットヘッド、
   上記インク吐出ユニットのインク吐出口の重複する領域の画像に関し、
   重複する領域の画像は複数のインク吐出ユニットによって分割描画され、
   上記分割描画される画像の分割位置の決定は
   画像分割距離が最も短い位置を分割位置とすることを特徴とするインクジェット記録装置。

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