JP2008509023A - より高速なインクジェット印刷のための手段 - Google Patents

Abstract

被印刷物を複数の領域に細分し、印刷時間を大幅に減少させる複数のプリントヘッド又はプリントヘッドアセンブリによって領域に印刷する方法及び装置を開示する。方法は、オーバーラップの不自然さを減少させ、位置ずれしたり、オフセットが生じたり、色が若干異なったりする可能性のある隣接領域に印刷する場合に有用なぼかし方法を含む。

Description

本発明は、被印刷物を複数の領域に細分し、印刷時間を大幅に減少させる複数のプリントヘッド又はプリントヘッドアセンブリによって前記領域に印刷するための方法及び装置に関する。本発明の方法は、オーバーラップの不自然さを減少させ、位置ずれしたり、オフセットが生じたり、色が若干異なったりする可能性のある隣接領域に印刷する場合に有用なぼかし方法を含む。

インクジェット印刷は、媒体を走査する１つのノズルを有し、ノズルが印刷領域上に位置する時にインク液滴を吐出する初期の装置から、（単一色用）走査プリントヘッド内のノズル板上に配列された複数のノズルを有する装置へと発展してきている。連結され、走査単位となる複数の異なる色のプリントヘッドはプリントヘッドアレイと呼ばれる。また、４列以下のノズル列を有するノズル板を有する単一のプリントヘッドも普及しており、各列はシアン、マゼンタ、イエロー又は黒の１色を吐出する。

また、インクジェット印刷は、ページ又は被印刷物と同じ幅を有するノズルアレイを備えたページ幅アレイヘッドを使用して実現されている。ページ幅アレイ構成では、ページ幅プリントヘッドアセンブリは少なくとも印刷される各色の解像度成分と同数のノズルを有し、シアン、マゼンタ、イエロー、黒のための４つのページ幅アレイからなる場合がある。

インクジェット印刷とインクジェット印刷アルゴリズムのさらに完全な検討はヒューレット・パッカード・ジャーナル，１９９４年２月号に記載されており、http://www.hpl.hp.com/hpjournal/94feb/feb94.htmで入手することができる。

インクジェット印刷の歴史において、設計者は、通常は互いにトレードオフの関係にあるスループット、品質、コストを同時に向上させようと苦心している。
多くの走査ヘッドインクジェット印刷装置は、被印刷物の大きさ、被印刷物の種類、速度、印刷流体、コストに対する異なるユーザーのニーズに配慮して設計されている。全ての走査ヘッドインクジェット装置は、被印刷物を従来のオフィス用プリンタの場合には用紙軸と呼ばれる方向に移動させ、ノズル、プリントヘッド又はプリントヘッド群を従来のオフィス用プリンタの場合には走査軸と呼ばれる垂直方向に移動させ、２次元被印刷物を印刷流体で完全にカバーし、制御装置によって液滴の吐出を中断させる基本的な装置を有する。実際の被印刷物は織物又はその他の材料である場合もあるが、用紙軸という用語は、より一般的には被印刷物を給紙する（回転させる）方向を意味する。走査軸という用語は、プリントヘッドが移動する方向を意味する。制御装置は被印刷物に衝突する流体のパターンを決定し、流体の配置の正確さ、走査ヘッド又は紙の位置変更の速度及び正確さ、流体の吐出速度を制限する様々な機械的、電気的、流体流動的制限を条件として、通常はパターンをあらゆる形状に構成することができる。

走査ヘッドインクジェットプリンタの多くでは、プリントヘッド（又は複数のプリントヘッドで構成されたプリントヘッドアレイ）をページを横切って走査し、ノズル板のノズルアレイの長さである印刷幅内でインクを付着させる。次に、用紙を用紙軸の方向に給紙し、プリントヘッドをページを横切って逆方向に再び走査する。逆方向走査時には、プリンタは印刷品質と速度を最適化し、相殺するように設計された印刷アルゴリズムに応じてインクを吐出してもよく、吐出しなくてもよい。給紙量は印刷幅未満であってもよく、ページに付着させるインクを混ぜ合わせ、印刷アルゴリズムに応じてラインフィード誤差及びノズルの不在又は方向ずれによる誤差を隠す。印刷速度はプリントヘッドの走査方法によって決まり、主に以下の要素により決定される。

Ａ．印刷幅
Ｂ．走査速度（プリントヘッドがページを横切る速度）
Ｃ．所望の画質を達成するために必要な混ぜ合わせ走査数
Ｄ．プリントヘッドの動作後移動量（プリントヘッド又はプリントヘッドアセンブリのアクティブ領域の幅）
Ｅ．プリントヘッドの加速度・減速度
インクジェットプリンタの製造業者は、最高の品質を維持しながら、最低の製造コストで最高の印刷速度（１分間あたりのページ数）を得るために苦心している。
これまで、印刷速度を向上させるための以下の２つのアプローチがある。

Ａ．上述した走査ヘッドに関連する要因のパラメータの調整
Ｂ．ページ幅アレイの使用
しかし、速度に影響する主要なパラメータは実用的な限界に近いため、走査ヘッドを改善することは困難である。例えば、以下の理由が挙げられる。

Ａ．印刷幅：プリントヘッドが移動するときに用紙に当たる「ヘッドクラッシュ」を回避するための領域よりも広い領域において十分平らにノズルアレイの下で用紙を保持することができないため、印刷幅を１インチよりも大きくすることは困難である。用紙をプリントヘッドから一定の距離に維持できないことは、プリンタの製造公差の不完全さ、用紙を屈曲させる傾向がある用紙内の内部応力又はインク内の水の吸収の結果として生じる紙繊維の膨潤による屈曲である「皺」によるものである場合がある。印刷幅は、（生産コストが高い）より大きな印刷幅を有するプリントヘッドを使用するか、用紙軸方向でオフセットされた２以上のプリントヘッドを使用してより大きな印刷幅を有する１つのカートリッジの効果を生じさせることによって増加させることができる。これらの方法は、特に平坦な領域における用紙の平坦性に関する問題に曝されるやすく、商業的な用途は少ない。小型プリンタ用途として、垂直（用紙軸）方向においてずれて配置されたヘッドの例がBrent Richtsmeierによる米国特許第５，３７６，９５８号及びPinkernellによる米国特許第６，４６０，９６９号に開示されている。

図１Ａ（従来技術）は、印刷可能領域１０２を有するカット紙１００を示す。図１では、様々な構成要素の相対位置をより明確に示すためにキャリッジを省略した連結プリントヘッド群１０８を示している。図１に示す連結プリントヘッド群１０８は、プリントヘッド１０６Ｋ’，１０６Ｙ，１０６Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｍを含む。各プリントヘッド１０６は、各プリントヘッドの輪郭内に長方形として示すノズルアレイ１０４を含む（ノズルアレイはプリントヘッドの底部からのみ見ることができるが、インクジェットプリンタの機能を例示するために示している）。連結プリントヘッド群１０８がページを走査すると、図１に示すように、プリントヘッド１０６Ｋ’はプリントヘッド１０６Ｋよりも１列高い列においてプリントヘッド１０６Ｋの左側にずれて位置し、ずれた黒色カートリッジ１０６Ｋ’，１０６Ｋは連結プリントヘッド群１０８がページを走査する時に２つのノズルアレイ１０４からなる１つの長いノズルアレイを効果的にシミュレートする。これは、プリントヘッド１０６Ｋ’のノズル１０４の下端がプリントヘッド１０６Ｋのノズル１０４の上端と実質的に位置合わせされるプリントヘッド１０６Ｋ’の直下の位置にプリントヘッド１０６Ｋを移動させることによって想像することができる。

プリントヘッドを垂直方向にずらす技術は、MacDermid Displaymaker X-12などの大型プリンタにおいて使用されているが、用紙とプリントヘッドとの間の距離が大きくなり、印刷品質が低下することになる。

走査速度：走査速度は、式：走査速度（ｉｐｓ）＝吐出回数／ｄｐｉ（ｉｐｓはインチ／秒であり、ｄｐｉはドット／インチであり、プリンタ解像度である）によって決定される。６００ｄｐｉのプリントヘッドに使用される約３０インチ／秒を超える走査速度は、特に、品質を向上させるために所望の１インチあたりのドット数も増加するため、プリントヘッドの流体力学（例えば、最大インク流量）及び電力制限に維持することができるよりも高い頻度を意味し、黒色印刷において走査速度を増加させるためのある試みでは、Vilanovaらによる米国特許第６，４７１，３３２Ｂ１号に記載されているように第２の黒色カートリッジを使用する。なお、米国特許第６，４７１，３３２Ｂ１号の開示内容はこの参照によって本願の開示内容に組み込まれるものとする。Vilanovaは、交互にインクを吐出する２つの隣接する黒色カートリッジを使用して、カートリッジの流体力学に制限される頻度を超えることなくより高い走査速度を達成し、可能な限り走査速度を増加させることに成功している。しかし、この方法では、方向を反転させるために必要な加減速時間と、第２の黒色プリントヘッドの追加による動作後移動量の増加によって走査速度の向上がほぼ完全に相殺されてしまうため、オフィス用プリンタの小さな速度向上が得られるのみである。

Ｃ．また、走査速度を高めるとプリントヘッド加速度を高める必要があり、短い時間で走査ラインの端部でプリントヘッドの方向を反転させるための大きく高価なモーターを設けることが必要となり、望ましくないプリンタの振動が生じてしまう。

Ｄ．動作後移動量（連結プリントヘッド群１０８の全てのプリントヘッド１０６がページの印字可能領域を超えて移動するように連結プリントヘッド群１０８が移動しなければならない距離）は０インチ未満まで減少させることはできず、どのような場合でも、印刷可能領域１０２の幅よりもかなり小さくなればそれ程重要ではない。

Ｅ．混ぜ合わせは、用紙の前進誤差とノズルの損失又は位置ずれを隠すことができないために必要とされる。いくつかの技術は他の技術よりも優れてはいるが、ノズルの不在又は位置ずれを完全になくすことについてはこれまでほとんど進歩していない。

一方、ページ幅アレイは少なくとも４色の各色についてフルページ幅のシリコンヘッド（４×８．５インチ＝３４インチ、シリコンの製造コストは現在少なくとも２０ドル／インチ）を必要とするために高価であり、走査ヘッドプリンタで行われるように混ぜ合わせ走査を行うことができないためにヘッドは粒子欠陥に脆弱である。従って、効果的なページ幅設計を行うために、余分なノズル群が必要となる。現実には、実施可能なページ幅アレイでは少なくとも３組の４色ページ幅ノズルアレイが必要となる。これは非常に高価な提案であり、数百ドル未満で販売することを意図するプリンタでは実施できない。

従って、小型プリンタにおける約１８ページ／分（高さ１インチのプリントヘッドで達成可能）から１００ページ／分（ページ幅アレイで達成可能）の間の黒色印刷速度については、これまで費用効率の高いインクジェットによる解決策はなかった。なお、上述した全ての印刷速度は実際のフルページテキストの印刷速度であり、通常は印刷が容易でまばらに印刷された文書について製造業者が引用する「仕様速度」よりもはるかに遅い。現在は「２０ページ／分」を標榜する安価なプリンタもあるが、通常は高速で低品質のドラフトモードでまばらに印刷されるページについての速度である。

大型プリンタも速度が限界に達している。大型プリンタは、正確に印刷できる解像度を制限する大きな平坦領域を有する。高い品質でさらに印刷速度を向上させるには、最新技術の進歩が必要である。

高い品質を達成するために、３以上の係数で混ぜ合わせ走査を行いラインフィード誤差又はノズルの損失を隠すプリンタがある。これは、用紙を１走査あたり印刷幅の３分の１以下だけ前進させることを意味し、各印刷幅をほとんどオーバーラップさせずに次の印刷幅に隣接させる場合の合計ページ印刷時間の３倍の時間がかかることになる。

本発明は、目に見えるライン、ギャップ又は色の変化を生じさせることなく、異なるプリントヘッドによって印刷される領域を重ね合わせる方法を任意に取り入れる。従来の方法は、領域間のジグザグな境界を使用することを開示しており、完全に境界を隠さないXerox社に譲渡された米国特許第６，３５７，８４７号と、印刷速度を低下させるラインフィード誤差を隠すためのシングル／混ぜ合わせ方法を開示し、垂直な領域を隣接させるには不適当であり、可変オーバーラップを不完全に隠すHewlett Packard社に譲渡された米国特許第６，０３３，０４８号に開示された方法を含む。

上述した各従来技術及びその他の技術の欠点は本発明によって克服することができる。

本発明の目的は、コストを大幅に上昇させることなく、インクジェットプリンタの印刷速度を著しく向上させることにある。また、本発明は、可能な限り従来技術の構成要素を使用することによって上記改善を可能とし、製造工具のコストにおいて数百万ドルの節約をもたらすものである。本発明のさらなる目的は、印刷セグメント境界における機械的公差から生じる印刷欠陥をなくすことによって、分割ページ幅アレイプリンタの品質を向上させることにある。

本発明のさらに他の目的、利点は図面及び以下の説明から明らかになるだろう。

本発明は、隣接配置誤差を隠す新規な印刷アルゴリズムを必要に応じて使用して、被印刷物を各領域に割り当てられたプリントヘッド又はプリントヘッドアレイによって印刷される２以上の分離領域（適切な場合には小さなオーバーラップ領域を除く）に細分することによって印刷速度を向上させる方法及び装置である。

本発明の新規な印刷モードのさらなる使用は、用紙給送誤差などの誤差から生じる水平方向の不自然さを隠すことである。このモードを用紙軸方向（用紙供給又は連続ロール紙プリンタにおいて用紙が移動する方向）において使用すると、それらの誤差を隠すために必要な部分的なライン送り及び重ね合わせが不要となり、別の高速化要因となる。

さらに、本発明は、同時高速両面印刷を可能とし、両面文書の印刷を大きく高速化させる。本発明を使用しない場合には、片面が印刷された文書を回収し、裏返し、もう一度プリンタを通過させることによって両面印刷が行われる。

本明細書に記載する実施形態は、カット紙又はロール紙に限定されるものではなく、小型ホームプリンタから高速オフィス用プリンタ、大型プリンタ、織物プリンタ、パッケージマーカー、インクジェット又はレーザープリンタ、走査ヘッド又は固定ヘッドを含む印刷に関する。また、印刷は、生物学的マーカー、試薬、触媒等のインク以外の材料を塗布することを含む。

インクジェット印刷を例として使用するが、本発明はその他の「印刷」にも同様に適用される。

以下に説明する発明は主に走査インクジェット印刷に関するものであるが、１ページの幅に及ぶ隣接する分割部分からなる分割ページ幅アレイヘッドによる印刷を含む、印刷速度を向上させるために隣接する印刷領域を形成するその他の印刷形態にも関する。

本発明の実施形態は、以下の手段の１以上により、品質を犠牲にすることなく、従来技術よりもインクジェット印刷速度を向上させることを目的として設計されている。

Ａ．それぞれがプリントヘッド又はプリントヘッドアレイを備えた複数の領域に被印刷物を細分し、必要に応じて適切な新規印刷モードを採用して走査線間隔誤差を隠す。

Ｂ．適切な新規印刷モードを使用することによって混ぜ合わせ量を減少させる。

Ｃ．双方向印刷。

Ｄ．文書の両面に同時に印刷する。

本発明の第１の好適な実施形態では、プリンタのフルページ高品質モードでの黒字印刷速度を、コストをそれ程増加させることなく、従来技術のインクジェットプリンタの速度の約２倍に増加させる。

図２Ａ及び図２Ｂは、プリントヘッドアレイにおける４つのプリントヘッド（通常はプリントヘッド１０６Ｙ，１０６Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｍとして示すようにシアン、マゼンタ、イエロー、黒（ＣＭＹＫ））を見下ろすように、従来技術の４色プリンタを概念的に示している。プリントヘッド１０６Ｙ，１０６Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｍを位置１１０Ｌから右に向かって横方向に走査すると、プリントヘッド１０６Ｙ，１０６Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｍは印刷幅内でページ（又は被印刷物）１００上を走査する。ページ１００の右側における走査終了時に、プリントヘッドアセンブリはヘッドアセンブリの幅（動作後移動量）及びプリントヘッドの減速のための追加距離の分だけ印刷可能領域１０２を超え、図２Ｂに示すように位置１１０Ｒに配置される。従って、従来技術のプリンタが位置１１０Ｌから位置１１０Ｒまで移動するための合計印刷幅時間は、以下の４つの測定可能な通過時間の和となる。

式１
Ｔ_{ｓｗａｔｈ}＝印刷幅／速度
Ｔ_{ｏｖｅｒｔｒａｖｅｌ}＝２×動作後移動距離／速度
Ｔ_{ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ}＝速度／加速度
Ｔ_{ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ}＝速度／加速度
Ｔ_{ｓｗａｔｈ}は、印刷可能領域１０２を通過するための時間であり、Ｔ_{ｏｖｅｒｔｒａｖｅｌ}は、動作後移動距離を通過するための時間であり、動作後移動距離は印刷可能領域１０２の左側と右側に存在するために２を乗算しており、Ｔ_{ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ}は、動作後移動距離を超え、この例では位置１１０Ｒに減速するための距離を通過する時間であり、Ｔ_{ａｃｃｅｌｅｒａｌｉｏｎ}は、走査前に静止点（この例では点１１０Ｌ）から前回の走査で位置１１０Ｌに減速するために通過した動作後移動距離の開始点までの距離を通過する時間である。

全体が黒一色のページを印刷するために必要な時間は、１ページあたりの印刷幅の数に合計印刷幅時間を乗算した値と用紙の前進時間（加速及び／又は減速時に前進しない場合）の和である。従来技術のプリンタでカラー印刷を行う場合には、各印刷幅において混ぜ合わせ状に複数回繰り返し印刷し、用紙前進誤差又はノズル欠陥の視認性を減少させ、より巧妙なディザパターンを形成する。従って、カラーページの場合には、混ぜ合わせ係数は通常３〜８であり（黒のみを印刷する場合は１）、混ぜ合わせ係数が大きいためにカラー印刷のための印刷時間は黒字印刷の場合よりも長い。また、双方向印刷は印刷方向に応じて異なる明度を生じさせるため、単方向印刷が使用され、逆方向走査時間を利用することができない。また、プリントヘッドの４色に関連する動作後移動量がはるかに大きく、合計印刷幅時間がさらに増加する。

通常、走査ヘッドインクジェットプリンタでは、印刷幅と印字速度を増加させることが印刷速度を増加させる最も高い手段変数だが、それらを変更するためには非常にコストがかかる。その理由は、プリンタとプリントヘッドのために非常にコストのかかる設備変更が必要となり、印刷幅の場合には、プリントヘッドのシリコン領域におけるコストのかかる変更が必要となることである。別の重要な設計変数は動作後移動量であり、動作後移動量は少なくとも全てのプリントヘッドを分離する距離（すなわち、最も左側のプリントヘッドのノズルアレイから最も右側のプリントヘッドのノズルアレイまでの距離）でなければならない。２×動作後移動量が印刷幅と同等な場合には、非印刷動作に印刷動作と同じくらい多くの時間が費やされることになる。従って、２×動作後移動量を印刷幅よりもはるかに小さくすることが望ましい。

以下の実施形態の多くは、ぼかし技術を採用し、別々のプリントヘッドで（又は複数回）印刷された領域間の境界を目に見えないようにする。ぼかし技術は以下の通りである。

Ａ．隣接する印刷可能領域を小さなオーバーラップ領域でわずかにオーバーラップさせる。

Ｂ．オーバーラップ領域では、印刷されるドットは用紙の隣接する印刷領域の２つのプリントヘッドからのドットの組み合わせである。用紙上に２つの印刷領域のみがある場合には、２つのプリントヘッドは左側印刷領域のプリントヘッドと右側印刷領域のプリントヘッドである。

Ｃ．左側印刷領域のプリントヘッドによって印刷されるオーバーラップ領域のドットが、第２の実施形態で説明するように、方法の一部として分析的又は実験的に導出された式に従って徐々に（左から右に）減少する。

Ｄ．右側印刷領域のプリントヘッドによって印刷されるオーバーラップ領域のドットが、第２の実施形態で説明するように、方法の一部として分析的又は実験的に導出された式に従って徐々に（右から左に）増加する。

Ｅ．通常、オーバーラップ領域では、左側印刷領域プリントヘッドによって印刷されるドットと右側印刷領域プリントヘッドによって印刷されたドットの和は合計で１．０を超える（すなわち、１つのプリントヘッドによって一度に印刷された領域が１つの連続した領域である場合に印刷されるドットの数を超える）。

Ｆ．左側及び右側印刷領域に印刷されたドットは中間調マスクを使用して印刷され、マスクは左側及び右側印刷領域で異なる。２つのマスクは非相関となるように設計され、左側及び右側印刷領域プリントヘッド間で位置ずれを変化させることによって目視した場合に異なる密度を生じさせることがないという実用的な効果を有する。非相関中間調マスクを生成する最も簡単な方法は、マスクを異なるシードによって生成する擬似乱数に基づくものとすることである。

図２８Ａ〜図２８Ｆに上述したぼかし技術を概略的に示す。図２８Ａ〜図２８Ｆでは、０．９の均一な密度でオーバーラップ領域に延びる４８００画素幅のページの２００画素を印刷し、用紙の印刷可能領域が２つの仮想印刷可能列に分割され、左側プリントヘッドと右側プリントヘッドを使用して２つの列間の狭いオーバーラップが行われ（図４Ａを参照）、左側プリントヘッドと右側プリントヘッドが８０画素幅（図２８Ａ〜図２８Ｃに示すように６０〜１４０画素位置）のオーバーラップ領域（遷移領域）内で印刷するように配置されている。左側プリントヘッドに使用する予め決定されたぼかし関数英字ｌ（図２８Ａに示す）は、０．９の密度のうちの左側プリントヘッドによって印刷する割合をオーバーラップ領域における位置の関数として決定する。同様に、右側プリントヘッドに使用する予め決定されたぼかし関数英字ｒ（図２８Ｂに示す）は、０．９の密度のうちの右側プリントヘッドによって印刷する割合をオーバーラップ領域における位置の関数として決定する。

図２８Ａに示すように、英字ｌ（すなわち、左側プリントヘッドによって印刷されるドットの割合）は左側プリントヘッドのみが印刷できる左列の印刷可能領域で一定のままだが、オーバーラップ領域では、オーバーラップ領域を左から右に見た場合に英字ｌは減少し、最終的にゼロとなる。同様に、図２８Ｂに示すように、英字ｒ（すなわち、右側プリントヘッドによって印刷されるドットの割合）は、左側プリントヘッドとは実質的に逆に、オーバーラップ領域を左から右に見た場合に増加して、右側プリントヘッドのみが印刷できる右列の印刷可能領域で一定となる（なお、関数英字ｌ及び英字ｒはぼかし技術のＦ．で述べたように同一とはならないため、必ずしも正確に互いに逆であるというわけではない）。

図２８Ｃには関数英字ｌ及び英字ｒの和をプロットしており、オーバーラップ領域では、２つの関数の和は、ぼかし技術のＥ．で述べたように１つのプリントヘッドのみが印刷できる領域における関数英字のいずれかよりも大きくなっていることが分かる。

図２８Ｄは、０．９×英字ｌによって得られた疑似乱数マスクに基づく中間調アルゴリズムを使用して、左側プリントヘッドによって図２８Ａに示す（オーバーラップ領域を含む）画素領域に印刷して得られたドットパターンを示す。

同様に、図２８Ｅは、０．９×英字ｒによって得られた疑似乱数マスクに基づく中間調アルゴリズムを使用して、右側プリントヘッドによって図２８Ｂに示す（オーバーラップ領域を含む）画素領域に印刷して得られたドットパターンを示す。

図２８Ｄ及び図２８Ｅに示すように左側及び右側プリントヘッドによって得られたドットパターンをページ上に重ねると、図２８Ｆに示すパターンが得られる。図２８Ｃに示すように、オーバーラップ領域の中央におけるドット数はオーバーラップ領域ではない領域で同様な密度を得るために印刷されるドット数の１．５倍であるため、この結果は幾分意外である。

通常の画像では、印刷される画像は不均一である。それにもかかわらず、手順は同一である。各位置において、適切な（左側プリントヘッドの）英字ｌと（右側プリントヘッドの）英字ｒに目標画像濃度を乗算し、結果を左側及び右側領域の非相関マスクで中間調化する。英字ｌと英字ｒは、以下に説明するようにオーバーラップ領域における局部密度と水平位置の関数である。

（第１の実施形態−２つの印刷列による黒色片面印刷）
以下に説明する本発明の第１の好適な実施形態では、簡単かつ新規な方法で図２Ａ及び図２Ｂ及び図３Ａ及び図３Ｂに示す従来技術の構成よりも黒色印刷速度を２倍に増加させながら、既存技術のプリントヘッドを使用することが可能となる。以下に説明する本発明の変形及び組み合わせにより、従来技術よりもほとんどコストを増加させずに、印刷速度を従来技術よりも３〜９６倍向上させることができる。

追加的な好適な実施形態は、各種プリントヘッド又はプリントヘッドアレイをページの対応する部分に使用し、追加プリントヘッド又は追加プリントヘッドアレイを使用してページ上に印刷する。追加実施形態の技術は、プリントヘッド又はプリントヘッドアレイの動作後移動量時間（Ｔ_{ｏｖｅｒｔｒａｖｅｌ}）と加減速時間（Ｔ_{ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ}＋Ｔ_{ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ}）の和が各プリントヘッドアセンブリの印刷幅時間（Ｔ_{ｓｗａｔｈ}）よりもはるかに短い場合に最も有用である。

本発明の第１の好適な実施形態は、通常のオフィス用紙（例えば、８．５インチ×１１インチの用紙）に印刷するプリンタに適用することができ、紙、織物、生物物質又はその他の被印刷物に流体を吐出するか否かに関係なく、あらゆる走査ヘッドインクジェット印刷装置に容易に一般化することができる以下の実施形態により例示される。

通常の従来技術のプリントヘッドアレイが０．７５インチの中心間間隔でＹＫＣＭの順序で４つのプリントヘッドからなるとすると、本発明の第１の実施形態は０．７５インチの中心間間隔で５つの同様なプリントヘッドを備え、プリントヘッドの順序はＫＣＹＭＫ（すなわち、プリントヘッドアレイの両端に黒色プリントヘッドが設けられている）である。すなわち、黒色プリントヘッド間の間隔が４×０．７５インチ＝３インチであり、印刷可能領域１０２におけるビジネス文書の標準印刷幅の約半分である。

例えば、図２Ａ（従来技術）は４色インクジェットプリンタの印刷可能領域１０２を模式的に示し、４色のヘッド１０６Ｙ，１０６Ｋ，１０６Ｃ，１０６Ｍが用紙１００の左側端部の完全に外側に位置している。位置１１０Ｌのプリントヘッドアレイが用紙幅の端部を超えて延びる幅（動作後移動距離）は、プリントヘッドアレイノズル領域の幅と等しい。

図２Ｂ（従来技術）は、印刷幅を印刷し、走査の右側終端部に瞬間的に位置した後に位置１１０Ｒに配置されたプリントヘッドアレイを示す。カラー印刷では、プリントヘッドアレイ全体が印字可能領域１０２を越えなければならない。

しかし、プリントヘッドアレイが黒字のみを印刷する場合には、プリントヘッドアレイは図２Ａ及び図２Ｂに示す程には走査する必要はなく、従来技術における黒色印刷の左と右の位置は図３Ａ及び図３Ｂ（従来技術）に示す通りとなる。黒色印刷の場合には、図３Ａの位置１１０ＬＫのプリントヘッドアレイをページ１００のマージン間を移動させて位置１１０ＲＫに配置すればよく、より重要なことには、カラー印刷の場合に必要な動作後移動は必要ない。走査されるプリントヘッドアレイのキャリッジの移動距離はページ１００の印刷可能領域１０２の幅及びプリントヘッドアレイを印刷速度に加速するために必要な短い距離と等しく、通常は１８，０００ドット／分／６００ｄｐｉ又は３０ｉｐｓ（inches per second）であるドット数／ｄｐｉ（dots per inch）である。

図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第１の好適な実施形態を示す。図４Ａにおいて、プリントヘッドアレイは、左から右に向かってプリントヘッド１０６Ｋ’，１０６Ｃ，１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｋを含み、プリントヘッド１０６Ｋ，１０６Ｋ’は同様な黒色プリントヘッドであり、アレイは位置１１２Ｌに位置し、黒色プリントヘッド１０６Ｋ’，１０６Ｋは約３インチ（中心間距離）離れて両端に位置している。約１インチのマージンを有する８．５インチ幅のオフィス用紙１００の場合のように、約６インチ幅の領域に黒字を印刷する場合には、本発明の第１の実施形態のプリントヘッドアレイは、印刷可能領域１０２において全印刷幅を印刷するために３インチ（及びプリントヘッドアレイを加速するための短い距離）のみ移動させればよい。図４Ａは、印刷可能領域１０２の外側の左側マージンに位置するプリントヘッド１０６Ｋを示しており、プリントヘッドアレイは印刷可能領域１０２に対して最も左側の位置１１２Ｌに位置している。一方、図４Ｂは、印刷可能領域１０２の外側の右側マージンに位置するプリントヘッド１０６Ｋ’を示しており、プリントヘッドアレイは印刷可能領域１０２に対して最も右側の位置１１２Ｒに位置している。図４Ａ及び図４Ｂから、黒色プリントヘッド１０６Ｋ’が印刷可能領域１０２の印刷領域１１４Ｌを印刷し、黒色プリントヘッド１０６Ｋが印刷可能領域１０２の印刷領域１１４Ｒを印刷し、プリントヘッド１０６Ｋ，１０６Ｋ’が印刷可能領域１０２の中心のオーバーラップ領域１１６を印刷する場合にプリントヘッドアレイが移動する距離が分かる。この例では、動作後移動時間が約０で、印刷幅時間と比較して加速時間が短いため、合計印刷幅時間を従来技術の約２分の１に減少させることによって合計印刷時間を約２分の１に減少させることができる。

従って、従来技術の４プリントヘッドアレイに本発明の第１の実施形態によって１つの黒色プリントヘッドを追加し、ページ全体を印刷するために１つの黒色プリントヘッドを使用するのではなく、黒色プリントヘッド１０６Ｋ，１０６Ｋ’によって用紙の両側を印刷することにより、追加コストがほとんど生じないと共にプリンタ及びプリントヘッドの再設計をほとんど行うことなく、印刷速度を従来技術の２倍にすることができる。

あるいは、プリンタを黒色印刷（他の色を使用しない）のみに使用する場合には、上述したように黒色プリントヘッド１０６Ｋ，１０６Ｋ’を３インチの中心間距離に維持しながらプリントヘッド１０６Ｃ，１０６Ｙ，１０６Ｍを省略することができ、図４Ａ及び図４Ｂに示す５プリントヘッド構成と同様に時間を節約することができる。

黒字印刷の場合には、本発明のプリンタ装置は左右の印刷領域１１４Ｌ，１１４Ｒ間のオーバーラップ領域１１６で印刷ギャップがほとんど目に見えない程正確に形成することができる。ただし、灰色調を印刷する場合にはオーバーラップ又はギャップが目に見えるかもしれないが、以下に説明するカラー印刷のためのプリントヘッドの新規な印刷アルゴリズムを使用してオーバーラップ領域１１６における印刷誤差を隠すことにより克服することができる。

（第２の好適な実施形態−カラー印刷）
本発明の概念をカラー印刷に一般化することもできる。カラー印刷を行うために、プリントヘッドアレイを複製し、用紙の各領域に１つのアレイを設ける。速度を向上させるために有効なように、各プリントヘッドアレイの幅は印刷指定された用紙のサブセクションの幅の半分未満でなければならず、プリンタ加速度はプリントヘッドの方向転換（方向反転）が印刷時間の大部分を占めることのないように十分速くなければならない。そこで、対応するプリントヘッドアレイによってそれぞれ印刷される２つ以上の列にページを分割することができる。

図２７は、マージン１０１及び印刷可能領域１０２を有する用紙１００に４色印刷するためのインクジェットプリンタの単純化した平面図を示す。印刷可能領域１０２は、２つの印刷可能列（１１４Ｌ，１１４Ｒ）及び２つの列間のオーバーラップ領域１１６を有するものとして模式的に示している。また、４つのインクタンクと対応する印刷ノズル板１１７とをそれぞれ含む２つの走査プリントヘッド（１１５Ｌ，１１５Ｒ）が最も右側の走査印刷開始位置に設けられている。各プリントヘッド１１５Ｌ，１１５Ｒでは、４つの印刷ノズル板１１７を平行な垂直直線部分として示している。プリントヘッド１１５Ｌの最も左側の印刷ノズル板１１７はオーバーラップ領域１１６の右側端部と実質的に整列しており、プリントヘッド１１５Ｒの最も左側の印刷ノズル板１１７は印刷可能領域１０２（列１１４Ｒ）の右側端部と実質的に整列している。プリントヘッド１１５Ｌ，１１５Ｒが最も左側の印刷開始位置にある場合には、プリントヘッド１１５Ｌの最も右側の印刷ノズル板１１７は印刷可能領域１０２（列１１４Ｌ）の左側端部と実質的に整列し、プリントヘッド１１５Ｒの最も右側の印刷ノズル板１１７がオーバーラップ領域１１６の左側端部と実質的に整列する。各走査時には、各プリントヘッド１１５Ｌ，１１５Ｒの４つの印刷ノズル板１１７は、印刷励起された場合に対応する列１１４Ｌ又は１１４Ｒの上を通過する（すなわち、左から左、右から右）と共にオーバーラップ領域１１６の上を通過する。以下、本発明の第２の実施形態のアルゴリズム例を説明する。

様々な構成を使用するプリントヘッドアレイは以下の要素を含む。

Ａ．Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｋ（及びＣ，Ｍ’，Ｇ，Ｏ，Ｋ’，Ｋ’’（Ｏはオレンジを意味し、Ｇは緑色を意味する））のそれぞれのヘッドを有する個別のカートリッジ
Ｂ．一体的なプリントヘッドを有するＫカートリッジと、一方がＣ，Ｙ，Ｍとして構成され、任意に他方がＣ，Ｙ’，Ｋ’として構成された１つ又は２つのマルチカラーカートリッジ
Ｃ．Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｋ及び１つのプリントヘッドを有する１つのマルチカラーカートリッジ
これらの従来技術のプリントヘッド構成は、オンアクシス（on-axis）（一体的なインク供給装置を含む）又はオフアクシス（off-axis）（インクが通常はホース等の装置を介して備え付けの供給装置からプリントヘッドに供給される）であってもよい。

理想的には、カートリッジとプリントヘッドアレイの構成は、プリントヘッドアレイの最も離れたノズルからの距離ができるだけ短くなるように選択され、プリントヘッドアレイの動作後移動量が対応する印刷領域幅よりもはるかに小さいという規制を満たしながら、より多くのプリントヘッドアレイと対応する用紙領域を有益に使用することができる。

上述した第１及び第２の実施形態及び以下に説明するその他の実施形態では、プリンタが一定数の印刷可能列を有する一定幅の印刷可能領域のみを印刷する場合には、プリントヘッドアレイ（各印刷可能列に１つ）を同一の駆動装置（例えば駆動ベルト）上に一定の距離で取り付けることができる。プリンタのエンドユーザにより多くの柔軟性を与え、ユーザーが異なる幅の印刷可能領域及び異なる幅の印刷可能列を定義することができるようにするために、プリンタに設けられた各プリントヘッドアレイを個別の駆動装置（例えば、以下で説明する図２１に示す複数のベルト）に固定することができる。いずれの場合でも、動作は上述した通りである。

本発明の第２の実施形態では、２以上の列、より一般的には印刷領域には、これらの列、より一般的には印刷領域を印刷するために対応する黒及びカラーアレイが割り当てられている。印刷領域は通常は矩形だが、交互にぎざぎざの端部を有し、高い空間解像度の細部等の形状を隠すことの困難さを回避する接合領域を設けるように選択することができる。

カラー印刷の動作原理
対応部分を走査するための個別のプリントヘッド又はプリントヘッドヘッドアセンブリを使用してカラー印刷を問題なく実現するために主要なことは、明らかなギャップ、ライン又は領域境界の色変化がないことに加えて、プリントヘッドアセンブリの正確な色合せを行うことである。以下では、設計の詳細と演算原理及び印刷領域のシームレスな隣接配置を可能とする本発明の方法について説明する。まず、走査軸方向でページを分割する走査ヘッドインクジェットプリンタを取り上げて隣接配置アルゴリズムについて説明するが、同じアルゴリズムは以下の用途にも有用である。

Ａ．走査ヘッドプリンタにおいてラインフィード印刷の不自然さを最小化し、所与の印刷品質のためにより少ない混ぜ合わせを可能とし、速度をさらに増加させる。

Ｂ．分割ヘッドページ幅アレイの隣接配置誤差を最小化する。

Ｃ．あらゆる印刷法において、２層が連続的に同じ領域に印刷されるモアレ効果を最小化する。モアレ効果は、例えば、一方向の走査によって生じる１組の色ドットの別の組に対するオフセットが逆方向における異なる色ドット間のオフセットと異なる場合があるためにシングルカラーパターンを双方向印刷する場合に生じる。

プリントヘッド及びプリントヘッドアレイは、対応する隣接領域がほぼシームレスに現れるように手動又は自動で位置合わせすることができ、残留隣接配置誤差を隠すように印刷アルゴリズムを調整することができる。最高の品質結果を達成するための総合的なプロセスは以下の工程を含む。

Ａ．コストの制約を条件として、キャリッジ走査及び用紙供給装置の機械的精度を向上させ、各プリントヘッドの色精度と安定性を向上させる。

Ｂ．コストの制約を条件として、フィードバック装置（手動又は自動、内蔵）によってできるかぎり経済的に妥当により多くの残留位置又は体積低下誤差を補正する。

Ｃ．用紙の画素において２以上の同一色ドットを使用するプリントヘッド及び印刷アルゴリズムを使用して、その色の完全な彩度を得る（マルチレベル印刷と呼ばれる）。または、各画素と各色について、少なくとも３レベルの固有密度（１画素上に０，１又は２滴）とする。より多くのレべルを使用すると、画像ノイズと隣接配置の不自然さをより少なくすることができる。

フィードバックがある場合でも、左側プリントヘッドアレイによって印刷された走査線が、走査軸及び印刷軸の両方でドットの直径の１／１０で右側プリントヘッドアレイの走査線と完全に一致するようにプリンタの機械的公差を経済的に達成することができないため、オーバーラップ領域は、左側の走査線印刷から右側の走査線印刷までぼかすことが必要である。実験によって、オーバーラップは最大走査線誤差の幅の１０〜４０倍とすべきであることが分かった。例えば、６００ｄｐｉの解像度で１ドットの走査線配置誤差が生じる場合には、オーバーラップ領域は６００ｄｐｉで４０ドット又は約４０／６００（０．０６７）インチ幅である。オーバーラップ領域では、オーバーラップ領域に印刷される画素又はドットは、以下に説明するように、左側プリントヘッドアレイ又は右側プリントヘッドアレイ又はそれらの両方によって印刷することができる。

あらゆる誤差の作用を最小化するために、以下の手段を採用することができる。

Ａ．任意に、可能であれば、左側及び右側印刷領域をほぼ同じ幅に維持しながら、左側及び右側印刷領域の間の境界を左右の配置誤差に影響を受けない領域（例えば、全ての白色領域）に形成する。例えば、印刷領域の境界を文字間に形成することによって白の背景に黒字を印刷することができる。

Ｂ．人間の目に感知できないようにオーバーラップ領域内に誤差を分散させるアルゴリズムを使用して印刷の不自然さを隠す。

従って、オーバーラップ領域によって色均一性を向上させる方法は、以下の手段の様々な組み合わせを含む。

Ａ．非常に正確で安定した送りねじ装置及び／又は光学位置エンコーダ等のキャリッジ位置フィードバック装置を使用して、数ドットのオーダーの正確なヘッド位置決めを行う。

Ｂ．被印刷物における印刷誤差の手動又は自動感知を使用し、印刷装置のテーブル及びフォーマッタに色補正をフィードバックする。

Ｃ．混ぜ合わせパターン及びオーバーラップ走査を使用する。

Ｄ．ディザパターン又は短距離秩序がほぼないその他の色マスクアルゴリズムを使用する。

Ｅ．印刷オーバーラップ領域が隠すことが困難なオーバーラップを含まないように印刷オーバーラップ領域の境界を調整する。通常、これは色彩度の７０％未満の領域及び空間周波数を比較的少なく含む領域でオーバーラップを行うことを意味する。

Ｆ．パターンの垂直なシフトを使用してプリントヘッドの垂直配置を補償する。

ａ．部分的な列オフセットの場合（垂直オフセット）には、以下の手段の組み合わせを使用する。

ｉ．ドットサイズ調整（可能な場合）
ｉｉ．ドット数及び配置（ディザ及び誤差拡散パターン）
ｉｉｉ．追加色（Ｃ及びＭ’）の使用
Ｇ．米国特許第６，３５４，６９４号に記載されているようなオフセット耐性パターンを有する「シャワーヘッド」ノズルを使用する。

Ｈ．白地に黒ドットを含むグレーの代わりにプロセスグレーを使用する。

Ｉ．１つの解像度成分に複数のドットを使用して単一の飽和色を作成し、画像ノイズを低減し、より多くの色値及び隣接する領域にオーバーラップ領域を合わせるより多くの柔軟性をもたらす。

印刷アルゴリズム
通常は、使用する方法の詳細は以下の項目に依存する。

Ａ．キャリッジ装置の解像度と位置精度及び最初に使用するプリントヘッドの色精度と安定性。

Ｂ．位置精度誤差を手動又は自動で補正する能力。

Ｃ．印刷されるパターン。

Ｄ．プリントヘッドアセンブリで利用できる色数。

左側走査線からの右側走査線のオフセットを最小化するための方法を選択し、左右のプリントヘッドが色範囲内で同一の色を印刷するように左右のプリントヘッドの色テーブルを合わせた後、最後の工程は、オフセットの構成要素とは無関係に残留走査線オフセットを隠すぼかしプロセス（本発明の方法）である。

ぼかしアルゴリズムを以下に要約する。

Ａ．２つの走査線がオーバーラップする左右の走査線間の小さなオーバーラップ領域を定義し、
Ｂ．各点で対応するプリントヘッド又はプリントヘッドアレイによって印刷される値を決定する英字ｌ（左走査線の英字）と英字ｒ（右側走査線の英字）と呼ばれる走査線位置のぼかし関数を計算し、それらの数値は、Ｆ（ｘ，ｙ）×英字ｌ（ｘ，Ｆ）（Ｆは所望の画像濃度である）とＦ（ｘ、ｙ）×英字ｒ（ｘ，Ｆ）である。ここでの説明及び以下の説明では、ｘは走査軸方向であり、ｙは用紙給紙軸方向である。

Ｃ．２つの非相関推測統計ディザパターン（左側走査線のパターン及び右側走査線のパターン）を使用して、所望の値で左右の走査線画素パターンを中間調にする。

明るいグレーの背景色のためのぼかしアルゴリズムを説明するために、オーバーラップ領域内で左から右に対称的に、左側プリントヘッドによって印刷されるドットの割合である英字ｌを徐々に１〜０に減少させ、右側プリントヘッドによって印刷されるドットの割合である英字ｒを０〜１に増加させる。各走査線から選択されるドットの割合は対応する英字と共に徐々に変化し、印刷又はランダムの中間調マスクに従って印刷されない各ドットは、目標割合Ｆ×英字１又はＦ×英字ｒの点で平均密度を有するように可変的に選択する。予期しなかった結果は、英字ｌと英字ｒの和が通常は１を超えることである。約０．８０を超える黒密度の場合には、所与の点における左側プリントヘッドによって印刷される黒色ドットの割合及び右側プリントヘッドによって印刷される黒色ドットの割合の合計は約２になり、各プリンタファミリーについて実験的又は分析的に生成した英字ｌ（ｘ，Ｆ）及び英字ｒ（ｘ，Ｆ）のテーブルに基づいていくつかの点が印刷される２つのドットを有する。

実験的に発見され、数学的解析で確認されたように、左側のアレイからドットを印刷する時点を決定するためのマスク可変として選択されるランダム変数は、右側のアレイからドットを印刷する時点を決定するためのマスク可変として選択されるランダム変数と異なり、相関していないことが重要である。実際には、これは左側及び右側走査線のランダムマスク変数を発生させる擬似乱数発生器に異なるシードを使用することによって最も容易に行うことができる。非相関マスクを使用することにより、オーバーラップ領域で発生する可能性のある密度又は色シフトを、２つの領域における走査線の不整合から完全に独立したものとすることができる。従って、オーバーラップ領域における色補正プロセスは、走査線のオフセットを決定することに基づく必要はないか、オフセットが経時的に安定していなくともよい。

図５は、本発明の新規なぼかし方法を使用せずに、ｘ方向において２画素のオフセット及びｙ方向において２画素のオフセットで走査線１２２Ｌ，１２２Ｒが隣接する場合の密度が５０％の中間調画像の高さ８０画素及び幅２００画素の印刷領域の拡大画像を示す。バンドと呼ばれる望ましくない白いラインがギャップ１２４から見える。

図６は、本発明の新規なぼかし方法を使用せずに、ｘ方向において２画素のオフセット及びｙ方向において２画素のオフセットで走査線１２２Ｌ，１２２Ｒが隣接する場合の密度が９０％の中間調画像の高さ８０画素及び幅２００画素の印刷領域の拡大画像を示す。ここでも、顕著なバンドがギャップ１２４から見える。

図７は、左側走査線において画素の割合を直線的に減少させ、右側走査線において画素の割合を直線的に増加させることによってぼかされた、ｘ方向において２画素のオフセット及びｙ方向において２画素のオフセットで密度が５０％のハーフトーン領域の、４０画素幅のオーバーラップ領域１２４を有する高さ８０画素及び幅２００画素の印刷領域の拡大画像を示す。この画像では、オーバーラップ領域１２４でマスクを実施するために使用されるランダム変数は左側及び右側走査線で同じである。この画像は図５の対応する画像からは非常に改善されているが、ここで採用した解決手段は図８の説明から明らかなように全ての走査線オフセット及び全ての画像濃度には有効に機能していない。

図８は、左側走査線において画素の割合を直線的に減少させ、右側走査線において画素の割合を直線的に増加させることによってぼかされた、ｘ方向において２画素のオフセット及びｙ方向において２画素のオフセットで密度が９０％のハーフトーン領域の、左側で１２５Ｌによって隔てられ、右側で１２５Ｒによって隔てられ、（ギャップ）１２４を取り囲む４０画素幅のオーバーラップ領域を有する高さ８０画素及び幅２００画素の印刷領域の拡大画像を示す。この画像では、マスクを実施するために使用されるランダム変数は左側及び右側走査線で同じであり、画像はオーバーラップ領域１２４において非常に大量の「白」を明確に示している。

図９Ａは、左側走査線において英字ｌだけ画素の割合を非直線的に減少させ、右側走査線において鏡面像的に英字ｒだけ画素の割合を非直線的に増加させることによってぼかされた、ｘ方向において２画素のオフセット及びｙ方向において２画素のオフセットで密度が９０％のハーフトーン領域の、４０画素幅のオーバーラップ領域を有する高さ８０画素及び幅２００画素の印刷領域の拡大画像を示す。これらの関数（英字ｌ＋英字ｒ）の和は１よりも大きい。この画像では、マスクを実施するために使用されるランダム変数は左側及び右側走査線で同じである。この画像は図８に示す結果よりも改善されているが、オフセット結果が異なる場合は一貫しておらず、図９Ａ〜図９Ｄに示す結果が得られた。図９Ａでは、オフセットは０．４ドットである。図９Ｂでは、オフセットは０．８ドットである。図９Ｃでは、オフセットは１．２ドットである。図９Ｄでは、オフセットは１．６ドットである。

図１０Ａ〜図１０Ｅは、以下の好ましいアルゴリズムによって処理された、ｘ方向において２画素のオフセット及びｙ方向において２画素のオフセット（最もオフセットが大きい場合）で密度が９０％のハーフトーン領域の、４０画素幅のオーバーラップ領域を有する高さ８０画素及び幅２００画素の印刷領域の拡大画像を示す。

Ａ．合計が１を超える２つの異なる非線形算出関数（英字ｌ及び英字ｒ）
Ｂ．左右走査線の非相関ランダムマスク
図１０Ａ〜図１０Ｅにおいて、図１０Ａではオフセットは０．０ドットであり、図１０Ｂ〜図１０Ｅではオフセットは０．４ドットずつ増加している。図１０Ａ〜図１０Ｅは、不整合の範囲全体においてほぼ識別できない隣接配置誤差を示している。

英字ｌ及び英字ｒの決定：英字の解析演算
英字ｌは、左側走査線がオーバーラップ領域内で左から右にぼかされるに従って１から０に遷移しなければならず、英字ｒは同様にオーバーラップ領域内で０から１に遷移しなければならない。最初に、これらは直線的な遷移であることができると考えられる。しかし、実験とその後の数学的解析によって、直線的な遷移は非常に低い色彩度の場合のみであることが分かった。

重要なことは、オーバーラップ領域において左側走査線からのドットを右側走査線からのドットに徐々に切り替えることである。走査線が整合すると、ドットがいずれの走査線からのものであるかは問題ではなくなる。ただし、走査線が例えば２画素だけ整合していない場合には、左側走査線からの１ドットが使用されない時に、当該ドットを置き換える右側走査線からのドットは左側走査線からの別のドット上に２画素離れて位置する。従って、右側走査線からのドットは予想する程領域を暗くすることはない。この影響を補償するために、高密度（暗い）領域において、左側及び右側走査線はオーバーラップ領域において１００％を超えるドットを有していなければならない。走査線のオーバーラップの性質により、必要であれば、オーバーラップ領域において２つの走査線は２００％のドットを供給することができる。

走査軸位置ｘにおける英字ｌと英字ｒとの関係は次の通りでなければならない。

式２Ａ
Ｆ＝Ｆ×英字ｌ＋Ｆ×英字ｒ×（１−Ｆ×英字ｌ）
または、
式２Ｂ
Ｆ＝Ｆ×英字ｌ＋Ｆ×英字ｒ−Ｆ^２×英字ｌ×英字ｒ
式中、
Ｆは当該領域（暗い画素）において望ましい密度であり、
英字ｌは左側走査線から使用される画素の割合であり、
英字ｒは右側走査線から使用される画素の割合である。

これによりオーバーラップ領域内での各点での英字ｌと英字ｒとの関係が与えられるが、どちらが位置の関数であるかは与えられない。ただし、関数は互いの鏡像であり、英字ｌはオーバーラップ領域の左側で１であり、オーバーラップ領域の右側で０であり、英字ｒはオーバーラップ領域の左側で０であり、オーバーラップ領域の右側で１である。２つの関数を決定する方法の１つが反復法である。

最初に、英字ｌはオーバーラップ領域の左右の端部で傾き０を有する３次関数であり、オーバーラップ領域の左側の端部で１の値を有し、右側の端部で０の値を有する（単調で徐々に減少する関数は合理的な出発点だが、徐々にぼかし始める関数はオーバーラップ領域の端部において線形を示さない）。次に、対応する英字ｒ関数を計算する。英字ｌの初期仮定値と計算された英字ｒは関係を満たすが、非対称的な解である。対称的な解を得るためには、オーバーラップ領域の中点近辺で（上述した通りに計算した）英字ｒを導出し、導出した関数を英字ｌについて平均する。新たな英字ｌについて平均を求める。関数が変化しなくなるまで上記プロセスを繰り返す。関数英字ｌは所望の関数であり、その鏡像は英字ｒである。

英字ｌ（ｘ，Ｆ）の演算の繰り返しを図１１Ａ〜図１１Ｅにプロットした。

上述した方法は常に収束するというわけではないことが実験的に判明した。英字ｌ（ｘ，Ｆ）と英字ｒ（ｘ，Ｆ）を決定するための別の分析方法Ｂは以下の通りである。

Ａ．式（上述した２Ａ又は以下に説明する式３Ａ）又は後述する色試験用サンプルを測定することにより英字ｒ（Ｆ）の関数として英字ｌ（Ｆ）を得る。

Ｂ．二次曲線（関数英字ｌの左半分）に以下のパラメータを適用する。

ａ．曲線英字ｌ（左端、Ｆ）は遷移のｘ＝左端を通過し、値１及び傾き０を有するため、英字ｌ（左端、Ｆ）＝１かつ英字ｌ’（左端、Ｆ）＝０である。

ｂ．曲線はオーバーラップ領域のｘ＝中心を通るため、英字ｌ（中心，Ｆ）＝英字ｒ（中心，Ｆ）である。

Ｃ．この曲線は英字ｌの左半分であり、上述した３つの条件によって一意的に特定される。

Ｄ．式２又は３又は英字ｒ（Ｆ）について英字ｌ（Ｆ）を与える測定データから英字ｒ（ｘ，Ｆ）の左半分を計算する。

Ｅ．英字ｌの右半分が英字ｒの左半分の鏡像であり、英字ｒの右半分が英字ｌの左半分の鏡像であることから英字ｌと英字ｒの残りを計算する。

なお、このアプローチは曲線英字ｌ（ｘ，Ｆ）及び英字ｒ（ｘ，Ｆ）を生成する多くのアプローチの１つであり、英字ｌの左半分の初期選択に関するその他の状況は適切である。例えば、二次曲線に適用する代わりに、オーバーラップ領域の左端における英字ｌの二次微分が０であるという追加制約をもって３次曲線を選択することができる。または、ｘ＝中心における英字の傾きの不連続性がないとすることもできる。ただし、通常は二次曲線を選択するとわずかな遷移が生じる。最後に、両方の仮定を行い、英字ｌの左半分を近似するために二次曲線を使用する。

図１２は、走査軸位置（ｘ）（画素単位）及び色濃度（Ｆ）に対してプロットした英字ｌ（ｘ，Ｆ）＋英字ｒ（ｘ，Ｆ）の透視グラフであり、オーバーラップ領域は画素位置６０〜１４０の間にある（８０画素幅）。位置及び色濃度Ｆの関数としての英字ｌと英字ｒの和（英字ｌ＋英字ｒ）を図１２に示し、使用するインクの全量は解像度成分あたり１ドットよりも多く、より多くの量のインクをより高い色濃度（彩度）（より大きいＦ）に使用することを示している。

使用するインクが不透明ではない場合には、上記手順の修正が必要である。その場合、右側走査線からの第２の液滴が左側走査線からの前回の液滴上に落下すると、色に対する寄与（Ｑ）が増加し、上述した英字ｌ及び英字ｒに関連する式は以下のように変形され、
式３Ａ
Ｆ＝Ｆ×英字ｌ＋Ｆ×英字ｒ×（１−Ｆ×英字ｌ）＋Ｆ×英字ｒ×英字ｌ×Ｆ×Ｑ
式３Ｂ
英字ｒ＝（１−英字ｌ）／（（英字ｌ＋英字ｒ×（１−英字ｌ×（１−Ｑ）））
と単純化される。

追加された項は、左側の（Ｆ×英字ｌ）の画素上に落下し、追加的に暗さＱに寄与する右側走査線から追加された画素に対するＦ×英字ｒの追加的な寄与を反映している。

式３Ａは、完全に不透明ではないカラーインクを使用する場合に英字関数を計算するために役立つ。図１３は、Ｑ＝０．５の場合の英字ｌ及び英字ｌ＋英字ｒを示している。なお、Ｑがより大きい場合には、英字ｌと英字ｒの最大和は１．１５であり、ドットの重複は１５％のみである。

上記分析の一部は単純化し、理解しやすくあるいは数学的に表現した。それでも、結論は通常適切である。

例えば、英字ｌ及び英字ｒの所望の色濃度Ｆに関連する式２Ａ〜３Ｂでは、画像の密度がＦであり、単位面積あたりの画素数に線形比例するものとして単純化のために仮定した。実際には、図１５に示すように、密度は一般にＦの飽和関数である。

従って、式３Ａよりも正確な式は以下のようになる。

式４
Ｄ（Ｆ）＝Ｄ（英字ｌ×Ｆ）＋｛１−Ｄ（英字ｌ×Ｆ）｝×（Ｄ（英字ｒ×Ｆ）
Ｄ（Ｆ）は「ドット密度に対応する密度」を示し、通常はＦ×英字のみによって示されない。

式４から、英字ｒ、英字ｌ、Ｆの関係を数的に解くことができる。上述したようにその関係を使用すると、英字ｌ（ｘ，Ｆ）を導くことができる。

または、おそらくより直接的かつ正確には、英字ｌ（Ｆ）と英字ｒ（Ｆ）との関係は以下に説明するように直接測定することができる。これにより、ドット密度と画像濃度との関係における多くの近似を回避することができる。

非相関マスクを使用してぼかし関数を決定する上述した方法は、バイナリ印刷（画素上のインクの液滴数が１又は０）に好適である。これは黒字の場合には一般的だが、カラー及びグレーの画像の場合には、複数の液滴を画素に使用し、より多くの飽和色とより少ないノイズを得る場合が多い。

多くの場合、従来技術のプリンタは、特に高品質印刷モードにおいてカラーパターンを混ぜ合わせ、「重ね合わせ」する。例えば、高密度のシアン色を印刷するために、プリントヘッドは水平走査時にノズルアレイに沿って例えば３つおきのノズルから一度にインクを吐出し、印刷幅の３分の１だけ用紙を給紙し、２回目の走査を行い、次に３回目の給紙と走査を行う（混ぜ合わせ）。このプロセスの最後には、全印刷幅の３分の１が完全に着色され、着色された印刷幅の上方の領域は部分的に着色されている。混ぜ合わせとは、印刷幅の３分の１だけ前進することを意味し、シングルとは、走査軸方向におけるプリントヘッドの位置に応じて列におけるドットの３分の１がプリントヘッドにインクを吐出する千鳥状動作を意味する。この従来技術の方法論は、ラインフィード誤差をぼかし、ノズルの損失又は方向の誤りの視認性を減少させる傾向がある。また、従来技術のプリンタは単一の画素に複数の色レべルを使用する（必要に応じて所与の色の１以上のドットを画素に配置して飽和色を得る）。これにより、中間調におけるノイズを目立たなくし、ノズルの損失又は方向の誤りの視認性を減少させることができる。より小さな染料負荷を有するインクを追加的に使用することによって、ノイズを目立たなくすることができる。

一般に、シングルと混ぜ合わせを減少させるとスループットを向上させることができることが知られている。プリントヘッドの解像度が解像度を検出する目の能力よりも高いカラー画像の場合には、従来技術では、解像度成分における複数の液滴を利用することによって、より滑らかな色領域を形成することができることが知られており、今日のインクジェットプリンタは「マルチドロップ」及び「複数の染料を含有するインク」という解決手段に向かう傾向にある。本発明では、どのように行うかにかかわらず、複数のレべルによって、本発明の一部として上述したアルゴリズムを使用してより優れた色合せを行うことができる。

単なる高解像度よりも粒状度が低いか、染料の量が少ないマルチドロップ（ページに多量の水を落下させる）によってマルチドロップ効果をもたらす従来技術で公知のカラーノイズを減少させる方法の１つが米国特許第６，３５４，６９４号に記載されている。

従来技術で公知の上述した技術は本発明と共に使用することができ、本発明のアルゴリズムの効果をさらに増加させ、本発明が実質的に最小化するオーバーラップ領域の視認性を減少させる傾向がある。

マルチレベルカラーによるぼかし
例えば３レベル（１画素あたり０，１又は２滴又はドット）を印刷する場合、従来技術は通常「中間調化」と呼ばれるグレースケールを確立するための様々なオプションを含む。

バイナリ印刷の場合には、通常、従来技術では、０と１との間の擬似乱数１０進数（通常は、潜在的画素アレイにおける各位置に対応する乱数の計算又は予備計算したマスク）を所望の密度Ｆ（０と１との間の数）に追加し、和の整数部をとる。結果が１である場合には、ドットを印刷するか、ドットを印刷しない。従来技術では異なるマスク生成方法を使用して中間調化する多くの変形が知られており、ＥＦＩ社に譲渡された米国特許第６，５４３，８７１号、ＲＣＴ社に譲渡された米国特許第５，７２６，７７２号、ヒューレットパッカード社に譲渡された米国特許第６，０５７，９３３号などに開示されている。これらの中間調化アルゴリズムは、平均値が所望の密度であり、分散（ノイズエネルギー）が以下の式で表されるランダムな２進出力を与える。

式５
σ^２＝Ｆ×（ａ−Ｆ）×ａ
Ｆは所望のグレー値であり、ａはレベル分離（バイナリ印刷の場合には１）である。従って、σ^２は中間調で最大となり、バイナリ印刷では０．５×０．５×１＝０．２５である。

３レベル印刷の場合の従来技術では、グレーレベルは異なるノイズ特性でいくつかの方法で生成することができる。

１．Ｆが与えられれば、１画素あたり０，１又は２滴を選択することができる。目標Ｆが０．６である場合には、１又は２画素をランダムに選択するだろう。しかし、２ドットよりも１ドットを選択する可能性が４倍高いため、平均値は０．６である。

２． または、目標値（０．６）を２で除算し、各走査線のための２つのバイナリ面のそれぞれの値を得ることができる。面は独立ランダム変数を使用する上述したバイナリアルゴリズムを使用し、ディザを行う。プリンタは２つの面のそれぞれを印刷する。結果は０．６の平均値となるが、σはより大きい。

上述したアルゴリズム１は、３２分の１の４分の１及び４分の３の密度で生じる最大のσ^２（ノイズエネルギー）を有する。上述したアルゴリズム２は、８分の１の０．５の密度で生じる最大のσ^２（ノイズエネルギー）を有する。アルゴリズム１は最低の最大ノイズをもたらすため、通常は好ましい。また、従来技術では、目標値と異なる平均値を有する画素の「画素上」領域を補正し、誤差拡散により画素の一部に補正を追加して画素上領域でより低いノイズを達成することができる。これは、各カラー面を別々に考慮する場合のプロセスである。また、カラーノイズを減少させるために調整されるカラー面を生成することもできる。例えば、米国特許第６，０５７，９３３号を参照する。米国特許第６，０５７，９３３号の開示内容はこの参照によって本願の開示内容に含まれる。

本発明の説明においては、レべルとは独立して同じノイズ量を有する中間調化アルゴリズムを考慮することが後に重要となる。本発明におけるそのようなアルゴリズムの１つは、
Ａ．中間調化される値Ｖに最も近い３つの（上述した従来技術で行うように最も近い２つのレベルではなく）レべルＡ，Ｂ，Ｃを選択する。

Ｂ．以下の制限を条件として、ランダムなマスク変数を使用してＡにおける３つのレべルの１つを選択する。

ａ．０≦Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂ，Ｐ_Ｃ≧１
ｂ．Ａ，Ｂ又はＣの確率の和は１（（Ｐ_Ａ＋Ｐ_Ｂ＋Ｐ_Ｃ＝１））。

ｃ．結果の予想値は所望のレべルである（（Ａ×Ｐ_Ａ＋Ｂ×Ｐ_Ｂ＋Ｃ×Ｐ_Ｃ＝Ｖ）。

ｄ．ノイズパワーを従来技術の中間調化で生じる最大ノイズに設定する（Ｐ_Ａ×（Ａ−Ｖ）^２＋Ｐ_Ｂ×（Ｂ−Ｖ）^２＋Ｐ_Ｃ×（Ｃ−Ｖ）^２＝ａ^３／４）。

Ｐ_Ｂは、例えばレベルＡを選択する確率であり、ａはレベル分離である。

１つの領域の場合にカラー面を生成するために従来技術のいかなるアルゴリズムを使用するとしても、プリントヘッドアセンブリは以下のように複数のヘッド／ヘッドアセンブリ及び領域に適合させることができる。

マルチレベル印刷のための好ましいアルゴリズムはバイナリ印刷のものと同様である。

Ａ．１つの領域の印刷プロセスで使用された各カラー面における各画素について、オーバーラップ領域における対応する英字ｌ（ｘ，Ｆ）及び英字ｒ（ｘ，Ｆ）値を決定する。

Ｂ．１つの領域のカラー面のＦ（ｘ）の対応するカラー値の回数だけ英字ｌ（ｘ，Ｆ）を増加させ、左側走査線Ｄｌ（ｘ，Ｆ）の局所密度を得る。

Ｃ．１つのカラー面のＦ（ｘ）の対応するカラー値の回数だけ英字ｒ（ｘ，Ｆ）を増加させ、左側走査線Ｄｒ（ｘ，Ｆ）の局所密度を得る。

Ｄ．左右の走査線に別々の（非相関）双レベル擬似ランダムマスクを使用し、Ｄに対応する各画素について２つの最も近い値の中から選択する。

所与の色で印刷される３つを超えるレべルの場合、アルゴリズムは同様だが、レべル総数の２つの最も近いレべルの間で選択する。

オーバーラップ領域内で平均カラー値とノイズ特性を維持するマルチレベル印刷のための修正した好ましいアルゴリズムは以下の通りである。

Ａ．１つの領域の印刷プロセスで使用された各カラー面における各画素について、オーバーラップ領域における対応する英字ｌ（ｘ，Ｆ）及び英字ｒ（ｘ，Ｆ）値を決定する。

Ｂ．１つの領域のカラー面の対応するカラー値Ｆ（ｘ）の回数だけ英字ｌ（ｘ，Ｆ）を増加させ、左側走査線Ｄｌ（ｘ，Ｆ）の局所密度を得る。

Ｃ．１つのカラー面のＦ（ｘ）の対応するカラー値の回数だけ英字ｒ（ｘ，Ｆ）を増加させ、左側走査線Ｄｒ（ｘ，Ｆ）の局所密度を得る。

Ｄ．非相関ランダム変数を使用して３レべル中間調化プロセスによって左右の走査線を中間調化し、３つの最も近い値の中から選択する。

英字を決定するための実験的な方法
英字を計算するための理論的な方法はあるが、多くの場合には、経験的なプロセスによってドット密度と画像濃度との間の関係を仮定することを回避できるため、経験的なプロセスはより信頼性が高い。

上述した英字の解析計算から、英字ｒ及びＦの関数として英字ｌを得ることができれば、英字ｒ及び英字ｌを位置の関数として決定することができることが分かる。英字はＦの値が大きい場合に最も大きく変化するため、ほとんどの実験データはＦの値が大きい領域で生成された。本発明の手順の一部として説明する図１５を参照する。

英字を生成するための手順は以下のように要約される。

Ａ．後に左右の領域を印刷する際に使用される確率論的な中間調化方法を使用し、左側走査線からおよそＦ＝０．１、０．６、０．８、０．９５の密度でパッチ１２７を印刷する。これらのパッチは、一対のＦ×英字ｌ及びＦ×英字ｒを一致させる参考になり、オーバーラップする左右の走査線で印刷する場合にＦを正確に再生する一対の英字ｌ（Ｆ）及び英字ｒ（Ｆ）を選択する。

Ｂ．各パッチ（参考密度）について、通常の密度Ｆ、０．０５の単位で約０．０５〜約０．５の範囲で変化する英字１ １２６、０．０５の単位で約０．５〜１の範囲で変化する英字ｒ １２８を使用し、左右のプリントヘッドのための確率論的な中間調化パターンのための異なる非相関マスクを使用してパッチアレイを印刷する。以下の表の入力される値はオーバーラップ領域をシミュレートするカラーパッチである。

Ｃ．各参考密度について、対応する英字ｌと英字ｒの一連の対を選択し（各色Ｆについて）、対を得る。

Ｄ．英字ｌ（Ｆ）対英字ｒ（Ｆ）の補間関数を作成する。補間関数はデータ点間で単純に補間するもので、Mathematica等の標準的な数学計算パッケージの一部である。

Ｅ．上述したように、英字ｌ＝英字ｌ（ｘ，Ｆ）と英字ｒ＝英字ｒ（ｘ，Ｆ）を計算する。

上記表は英字ｌ（Ｆ）と英字ｒ（Ｆ）との対応を生成する例である。より高い精度が必要な場合には、より多くのデータ点をとる必要がある。
従って、上述した方法は、実験的又は分析的アプローチを使用してオーバーラップ領域内で均一な色を再生するための本発明の規定である。

マルチカラー遷移
マルチカラー印刷プロセスを完了するためには、図１５に示し、詳細に上述した試験パッチの測定手順を、プリンタで使用する各色（通常はＣＹＭＫ、場合によってはＣＣ’ＹＭＭ’Ｋ又はＣＹＭＫＯＧ又はその他の変形）について行わなければならない。各色のためのオーバーラップ領域は分離されていることができ、理想的には分離されていなければならない。理想的には、絶対条件ではないが、プリントヘッドが上述したアルゴリズムを実行するために余分な距離を移動する必要がないように、オーバーラップ領域はプリントヘッド上の色間の間隔とほぼ同じ間隔で隣接している。

マルチプリントヘッドプリンタの設計及び動作のための本発明のフローチャート
以下に詳細に説明する図１６を参照する。

コストに見合った品質のためのプリンタを設計するために、本発明は以下のプロセスを提案する。

Ａ．ドット配置を正確にし（１３０）、反復できるようにする（理想的には１又は少なくとも数ドットの直径以内）。

ａ．最初に、各プリントヘッドの対応するノズルを特定し（製造公差による用紙軸オフセットのため、全てのプリントヘッドで同じ数ではない場合がある）、同じ水平ドット列を印刷するノズルが同じ番号を有するようにノズルに番号を振り直し、その他の全てのプリントヘッドに相対物を有していないノズルは使用しない。これは、通常カートリッジでテストパターンを印刷し、ノズルオフセットを搭載された光センサで用紙軸で測定するか、ノズルの位置ずれに敏感なテストパターンを印刷し、ユーザーに最も位置ずれの少ないパターンを選択させる（１３２）。

ｂ．次に、プリントヘッドの公称位置と実際の位置との間の走査軸オフセットを特定し、走査軸又は用紙軸において約１画素間隔を超えるオフセットでドットが印刷されないように印刷テーブルにオフセットを入力する。これは、位置ずれテストパターンのオフセットを観察する光センサを使用するか、ユーザーに最適に最も近いパターンを選択させ、多くの考えられ得る手段の１つによってデータをテーブルに入力することによって行うことができる（１３４）。

Ｂ．１画素あたりの適切なドット数を与える（１３６）。

ａ．理想的には、各色、場合によっては２以上の染料含有色について少なくとも２ドットである。

Ｃ．各インクジェットペンから色を安定化させ、必要な場合には補正する。

ａ．色が一致し、安定で、知覚されたカートリッジ又はプリントヘッドを使用して同一色を与える。製造ラインで一致しない場合には、一致するように各ヘッドを個別に較正及び／又はプリンタ制御装置を内蔵させて色を適切に調整する。この工程は、場合によっては、ヘッドを較正し、温度又はバイアス電圧等のヘッドパラメータを調整することを含むことができる（１３８）。

Ｄ．プリントヘッドアレイの数に対応する複数の印刷領域を定義する（１４０）。

ａ．同じ幅の印刷領域を形成し、（任意に）領域の境界を緩やかなオーバーラップ領域を通過させる（１４２）。

ｂ．較正後の最大予測残留走査線オフセットよりも少なくとも５倍、好ましくは４０倍のオーバーラップ領域幅を使用する（１４４）。

Ｅ．各色、各関連印刷モード（ドラフト、最高、写真など）、印刷媒体（普通紙、写真紙など）について上述したように英字を測定する（１４６）。

ａ．上述し、図１４示したテストパターンを使用し、一連の色について英字ｌと英字ｒの対を測定し、図１１Ａ〜図１１Ｅに示し、図１１Ａ〜図１１Ｅと関連して説明した方法論を使用して、英字ｌ（ｘ，Ｆ）及び英字ｒ（ｘ，Ｆ）を決定する。テストパターンを生成する際には左右の走査線のためのマスクの非相関疑似ランダム変数を使用する。

Ｆ．プリンタが動作中である場合には、左側及び右側走査線の非相関マスクランダム変数を使用して、各カラー面について左側走査線に英字ｌ×Ｆを印刷し、右側走査線に英字ｒ×Ｆを印刷し、全ての色について吐出する液滴の実際のパターンを生成する（１４８）。

プリンタの価格目標に応じて、これらの工程のいくつかを省略したり、目に見えるオーバーラップの不自然さに関する所定のペナルティー量で変更することができる。例えば、低価格プリンタでは、左右の領域におけるカラー値を測定と補正は手動で行うことができる（プリンタのエンドユーザが左側のパッチの印刷色を右側パッチの代替色と比較し、コンピューターによって最良の一致をテーブルに入力し、従来技術のプリンタで行われているものと同様な補正を行うために使用し、プリントヘッドを位置合わせする）。高価格プリンタでは、プリンタ内の走査分光光度計又は濃度計を同様なデータを測定し、プリンタ制御装置又は内部プロセッサーにフィードバックするために使用することができる。最低価格のプリンタでは、ユーザーはカラー較正を行わず、デフォルトのカラーテーブルをプリンタに実装する。それらの較正は全ての生産されるプリンタの標準であってもよく、特定のプリンタの機械的公差のために製造ラインで一度だけ較正することもできる。

同様に、ノズルオフセットを測定し、補正するための方法は、プリンタの目標用途に適切なコスト／品質のトレードオフに応じて、手動、自動又は設けられなくともよい。

本発明の印刷アルゴリズムは上述したドット交換アルゴリズムを常に使用し、デフォルトの英字関数又は定期的又はイベント発生時に（例えば用紙変更時）に手動的又は自動的に読み込まれた英字関数を使用することができる。

（第３の好適な実施形態−さらに速度が改善されたモノクロプリンタ）
本発明の第３の実施形態では、１インチの印刷幅プリントヘッドを使用して３０ページ／分を超える速度を有するモノクロプリンタが得られる。簡潔に言えば、図１７及び図１８に示すように、３つの黒色プリントヘッドが連結アレイに取り付けられている。より具体的には、図１７はモノクロプリンタの単純化した平面図を示し、３つの黒色プリントヘッド（１０６ＫＬ，１０６ＫＭ，１０６ＫＲ）が被印刷物１００の印刷可能領域１０２の３つの分離された対応する領域又は列（１５２Ｌ，１５２Ｍ，１５２Ｒ）及びオーバーラップ領域１５０Ｌ，１５０Ｒを走査し、プリントヘッドは互いに位置合わせされ、列と実質的に垂直な印刷可能領域１０２内の印刷幅の約３分の１をそれぞれカバーする。

図１８は、図１７の第３の実施形態の第１の代替例の単純化した斜視図を示し、プリントヘッドは互いに対して固定された関係で取り付けられている。プリントヘッドはキャリッジ１６４に互いに対して固定された関係で取り付けられ、キャリッジ１６４はベルト１６０に取り付けられ、ベルト１６０プリンタ制御装置によって制御されるスプロケット１６２によって駆動される。単純化するために、インクジェットプリンタのその他の公知の詳細は示していない。

図１７及び図１８の構成におけるプリントヘッドによれば、１つの黒色プリントヘッドを有するプリンタの印刷速度が２１ページ／分であるとすると、本発明の３プリントヘッド構成を取り入れたプリンタの対応する印刷速度は、２Ｇのプリントヘッド加速度において約４１ページ／分である。図示するように互いに位置合わせした黒色プリントヘッドの数に関する唯一の実用的な限界は、各プリントヘッドの物理的な幅以外に、印刷時間未満としなければならない加減速時間である。典型的な従来技術のオフィス用プリンタの場合では、水平走査速度は３０インチ／秒であることが便利である。印刷幅時間が減速時間と加速時間の和と等しい値に設定されている場合（Ｔ_{ｓｗａｔｈ}＝Ｔ_{ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ}＋Ｔ_{ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ}）には、２Ｇの加速度で計算した場合の印刷可能領域１０２の最小幅は約１．８８インチであり、モノクロプリンタにとって実用的であるべき３Ｇの加速度で計算した場合の印刷可能領域１０２の最小幅は約１．２インチである。図１７及び図１８と同様の構成において５つの黒色ヘッドを有し、加速度が３Ｇのプリンタは、約６４ページ／分の印刷速度を有する。

図１９は、図１７及び図１８の構成の拡大斜視図を示し、用紙搬送路の下でキャリッジ１６４に近接して設けられたキャップ装置１７４と拭取装置１７６を含むプリントヘッドサービスステーション１７０が追加され、プリントヘッド群はプリンタの面上を移動させる必要はなく（従来技術で通常行われる）。プリンタの面上を移動させる場合には、プリンタの幅は従来技術のプリンタよりもはるかに広くなってしまう。従って、プリンタは印刷される用紙よりもそれ程幅が広くなくともよい。機械的に連結されたプリントヘッドアレイを使用する場合の多くでは、用紙搬送路の下にサービスステーション１７０を採用することが望ましい。サービスステーション１７０は、主プリンタ制御装置によって制御される装置（図示せず）によって駆動される軸１７２によって、印刷時にサービスステーション１７０を下方向に移動させ、キャリッジ１６４がホーム位置にある時にサービスステーション１７０を上方向に移動させてプリントヘッドに蓋をする装置を有する。実際のキャリッジ１６４及びサービスステーション１７０は多くの方法で構成することができ、製造業者が採用する可能性のある異なる物理的プリンタ構成に適合させることができる。

本発明の３プリントヘッド実施形態を採用するプリンタは、固定的に連結したプリントヘッドを有するプリンタに限定されるものではないが、固定的な連結は本発明の本実施形態の最も簡単な実現方法である。プリントヘッドアレイを取り付け、移動させる別の方法は以下の工程を含む。

Ａ．連結部又は共通のキャリッジ１６４と共に図１９に示すようにアレイを固定的に取り付け、モーター及び移動フィードバックサーボループの追加を省略する。この状況では、用紙搬送路の下の装置にキャップ及び拭取機能を行わせることが非常に望ましい。それ以外の場合には、プリンタは用紙幅とプリントヘッドキャリッジの幅の和と同等な幅を有することになる。この方法により、本発明の本実施形態を取り入れるプリンタの多くを最低コストで実現することができる。

ａ．または、キャップ及び拭取は、走査軸を中心として少なくとも９０°の範囲でプリントヘッドを上方向に用紙搬送路上のキャップ位置まで回転させることによって達成することができる。

Ｂ．図２０は、本発明の第３の実施形態の第２の代替例の単純化した斜視図を示し、プリントヘッド（１０６ＫＬ，１０６ＫＭ，１０６ＫＲ）が個別に取り付けられ、駆動ベルト１６０の前部又は後部のいずれかに接続されている（図示する例ではベルト１６０の前部に接続されている）。複数のプリントヘッド又はプリントヘッドアレイ１７８Ｂを共通の駆動ベルト１６０に取り付ける場合には、各アレイに位置フィードバックサーボループ（図示せず）を使用するか、おそらくは必要とする。アレイは平行又は（ベルトの反対側をプリントヘッドアレイ１７８Ｂに使用して）対向して移動することができるベルト駆動では、用紙搬送路の下の装置にキャップ及び拭取機能を行わせることが非常に望ましい。それ以外の場合には、プリンタは用紙幅と最も外側の２つのプリントヘッドとの間の距離の和と同等な幅を有することになる。

ａ．この方法ではコストがわずかに上昇するが、上述したＡ．の場合よりも移動する質量及び振動が少ない。

Ｃ．図２１は、本発明の第３の実施形態のプリンタの第３の代替例の単純化した斜視図を示し、プリントヘッド（１０６Ｋ１，１０６Ｋ２，１０６Ｋ３）が個別の駆動ベルト（１８２Ａ，１８２Ｂ，１８２Ｃ）にそれぞれ取り付けられると共に制御され、新規な用紙駆動装置１８０が設けられている。各駆動ベルト（１８２Ａ，１８２Ｂ，１８２Ｃ）は、個別の位置フィードバックサーボループ（図示せず）に接続された個別のモーターによって駆動される。この場合、プリントヘッドを互いに隣接して配置することができ、図１９に示すようにプリントヘッドが互いに固定された関係を有する場合ほどプリンタの側面にスペースを必要としないため、用紙搬送路の下にキャップ及び拭取機能を有することはそれほど有利ではないが、望ましい構成である。キャップ及び拭取機能が用紙搬送路の下に設けられていない場合には、プリンタは用紙１００の幅と３つのプリントヘッドアレイ（図示せず）の幅の和を少なくとも有することになる。また、図２１は一対のリブ付駆動ローラ１８０Ａ，１８０Ｂも示しており、各駆動ローラの駆動輪１８１は互いにオフセットされ、プリンタ制御装置によって制御される駆動装置によって駆動された時に、用紙１００の上方の駆動ローラ１８０Ａと用紙１００の下方の駆動ローラ１８０Ｂは用紙１００に皺状パターンを形成し、用紙１００の上方の各ローラは下向きの凹部を形成し、用紙１００の下方のローラは上向きの凹部を形成する。そのような手段の１つは、オフセットリブ付ローラ１８０（波形ルーフ状の波頭がプリンタから出ている）を使用して用紙に低振幅（約５〜１０ミル）の波形状を生じさせることを含む。これにより、用紙がプリントヘッドの下にある時に高い曲げモーメントが発生する。皺は用紙１００に三次元形状を与え、プリントヘッドの下の領域で用紙１００を硬化させる。これは両面印刷にとって特に重要である。

従来技術のプリンタに対して所望の速度向上を得るために、プリントヘッドは（例えば、図１７に示す領域のように）用紙の実質的に分離された領域をのみに印刷すればよい。ヘッドの実際の配置方法は、コスト、プリンタの大きさ、振動等の問題に影響する二次的な要因である。

図２６は、印刷プロセス・制御サブシステムの複合ブロック図と（図２０に示す部材と同様な）用紙搬送路の主要な機械的プリンタ部材とを含む単純化したプリンタである。プロセス・制御サブシステム２４０は、プリンタの様々な機能の動作を調整するマイクロプロセッサ２４４を含む。プリンタの従来及び本発明の機能を実行するための様々な印刷アルゴリズム、データ、データルックアップテーブルを含むメモリ２４２がマイクロプロセッサ２４４に接続されている。メモリ２４２に保存された情報の代わり又はメモリ２４２に保存された情報と共に、ホストコンピュータ上で使用されている様々なプログラムから印刷するデータを処理するために使用される印刷アルゴリズムをホストコンピュータ（図示せず）に保存することができ、未処理データ及び／又は処理データはマイクロプロセッサ２４４に転送される。次に、データはマイクロプロセッサ２４４によってさらに処理され、プリンタ動作アルゴリズムによって決定される必要なシーケンスにおいて、バス２６２，２６４，２６６を介して用紙制御装置２４６、吐出制御装置２４８、キャリッジ制御装置２５０に転送される。図示する実施形態では、用紙制御装置２４６は、用紙（図示せず）が間を通過する駆動ローラ１８０Ａ，１８０Ｂからなり、印刷アルゴリズムによって決定されるように用紙によって前進・後退する用紙駆動装置に接続されたモーター２７０をバス２５６を介して作動させる。吐出制御装置２４８は、バス２５４を介して各プリントヘッドアレイ１０６ＫＬ，１０６ＫＭ，１０６ＫＲと接続され、用紙制御装置２４６によって用紙の位置決めを決定する印刷アルゴリズムによって決定されたように、各プリントヘッドに適切な時にインク液滴を用紙の正確な点に放出させる。同様に、キャリッジ制御装置２５０はバス２５２を介してベルト１６０を駆動するモーター２７２と接続され、適切な時にプリントヘッドを横方向の適切な位置に配置させ、各プリントヘッド又はそれらが取り付けられたキャリッジ１７８Ｂはベルト１６０に取り付けられている。従って、用紙制御装置、吐出制御装置、キャリッジ制御装置の動作を調整するマイクロプロセッサ２４４により、用紙とプリントヘッドキャリッジはプリントヘッドがインクを吐出する適切な時に正しい位置に配置され、用紙の正しい位置にインク液滴を供給する。

（第４の好適な実施形態−ワイド印刷）
複数のプリントヘッドアレイ（２以上のアレイ）は、はるかに大きな印刷幅のプリントヘッドを形成することが非経済的かつ実行不可能であり、ページ幅プリントヘッドアレイを形成することが確実に実行不可能なワイド印刷に特に有用である。用紙サイズが大きい場合には、３以上のプリントヘッドアレイが有用である。適度な幅を有するプリンタを形成し、簡単な制御装置を設けるために、プリンタをカット紙プリンタ（各用紙の後にプリントヘッドアセンブリを動作させることができる）とし、用紙搬送路の下にサービスステーションを設ける。

サービスステーションの代替例として用紙搬送路の上方に設けることができ、プリントヘッドを回転させてサービスステーションと係合させる。

または、そのようなワイドプリンタには、個別のサーボモータと位置センサを有する第３の好適な実施形態のオプションＣを使用することができる。

（第３及び第４の実施形態のさらなる検討）
全てのプリントヘッドアレイが一斉に移動することが多くの場合には最も単純な設計だが、全てのプリントヘッドアレイが一斉に移動する必要はない。例えば、プリンタの振動を減少させる「対向運動」を行うようにヘッドを調整する設計も可能である。または、互いから約１８０度位相ずれしたプリントヘッドにより振動を大幅に減少させることができ、隣接するプリントヘッドは互いに衝突することはない。例えば、第３の好適な実施形態で説明したような３プリントヘッドアセンブリを有するプリンタは、一方が右から左に移動すると１２０度の位相差で移動するプリントヘッドを有することができる。これにより、振動は実質的に発生しなくなる。

おそらく、各プリントヘッドアレイ及び各プリントヘッドはそれぞれの移動制御サブシステムを有し、最小のシステムコストで印刷速度と品質を最適化するように調整することができる。また、個別の移動制御システムにより、幅の異なる被印刷物に対処するための柔軟性が向上し、プリントヘッド間隔が固定されている装置よりもスループットを最大化することができる。

上記形態の利点は少ない追加コストではるかに高い速度が得られ、既存のプリントヘッド設計を使用してはるかに高速なプリンタを形成できることである。

（第５の好適な実施形態−両面印刷）
ほとんどのプリンタは、用紙の両面に同時に印刷することができない。レーザープリンタはドラムを有し、用紙の両側からドラムに用紙を押圧するローラーによって用紙の片面にトナーのパターンを塗布する。オフセット印刷機では、用紙の一方の面に圧盤を介して圧力を印加しながら、用紙の他方の面にインク材料を塗布する。従って、両面印刷では片面に印刷し、次に他方の面に印刷する連続印刷が必要であり、大きく、高価な装置が必要となる。または、一度に用紙の片面のみに印刷することができるインクジェットプリンタが用紙の両面に印刷することができるように、第１の面を印刷し、もう一度プリンタに用紙を通す前にインクが十分に乾いた後に用紙を裏返して第２の面を印刷する。第２の面に印刷するために「用紙を裏返す」ことは、用紙をプリンタに引き戻し、ページの底部である用紙の狭い端部を１８０°の角度で向ける「反転装置」を使用し、第２の面を印刷するために印刷装置に供給することで行うことができる。しかし、印刷装置に現在供給されている端部は第１の面に印刷した時の用紙の底部であり、現在は用紙の上端であるため、用紙の向きが変化していないかのように印刷を続けると、第２の面を印刷する前に追加的な機能を実行しない限り、用紙の第２の面の印刷は第１の印刷面とは逆になる。各印刷面の上端を用紙の端部と隣接させるために、第１の面の画像とは逆さに（画像の底部から画像の上部に）文字又は画像を印刷することによって印刷を行うように、第２の面の印刷順序を電子的に逆にする。別の言い方をすると、用紙の第１の面を印刷すると、画像の上部が最初に印刷装置から排出され、「裏返した」用紙の第２の面を印刷すると、用紙の第１の面の画像の底部が最初に印刷装置から排出される。

両面印刷を行うための従来技術の方法は、本質的により高価であり、より複雑で、「反転装置」を使用する場合には、用紙を裏返す前に用紙の第１の面が完全に印刷され、乾燥することを待たなければならない（用紙を裏返す間は印刷装置をアイドル状態とする）ため、スループットが制限される。

本発明の別の利点は、専用のプリントヘッドアレイにより、用紙の両面を走査インクジェットプリントヘッドで同時に印刷することができることである。また、用紙の両面に複数のプリントヘッドアレイを利用し、スループットをさらに向上させることができる。これは、カット紙及びロール紙に対して行うことができる。

図２２は、用紙の両面の対応する領域で黒色印刷を行うことを可能とする本発明の第５の好適な実施形態の単純化した斜視図を示している。図２２は、用紙１００の各面に配置された２組の連結された黒色プリントヘッド（ページ１００の上方の１０６ＫＴ１，１０６ＫＴ２，１０６ＫＴ３及びページ１００の下方の１０６ＫＢ１，１０６ＫＢ２，１０６ＫＢ３）を示している。これは、図１７に示す第３の実施形態の拡張である。ページ１００の各面に隣接する３つのプリントヘッドの黒色プリントヘッドアレイ構成によれば、従来技術と比較して低いプリンタ製造コストで、プリンタは１分間あたり４１枚の両面用紙（８２ページ）のフルページ印刷速度を達成することができる。５つの黒色プリントヘッドのアレイを使用する場合には、１分間あたり６４枚の両面用紙（１２８ページ）の印刷速度を実現することができる。

図２３は、用紙１００の両面に黒色印刷及びカラー印刷を行うことを可能とする本発明の第５の好適な実施形態の単純化した斜視図を示し、図４Ａ及び図４Ｂに示す第１の好適な実施形態よりも黒色印刷速度を２倍にすることができる。

図２３は、用紙１００の各面上の単一走査カラープリントヘッドアレイを示し、アレイの両端に黒色プリントヘッドが配置されている（用紙１００の上方の１０６ＫＴ１，１０６ＭＴ，１０６ＹＴ，１０６ＣＴ，１０６ＫＴ及び用紙１００の下方の１０６Ｋ’Ｂ，１０６ＣＢ１，１０６ＹＢ，１０６ＭＢ，１０６ＫＢ）。このような配置によれば、１分間あたり３５両面用紙（７０ぺージ）（ｐｐｍ）の黒色両面印刷速度が得られる。図２３の構成のカラー印刷速度は、主に混ぜ合わせ係数とプリントヘッドアレイの動作後移動量に応じて異なるが、この構成は従来技術の両面カラー印刷インクジェットモードよりも４〜１５倍高速である。

図２２に示す本発明の実施形態と同様に、用紙１００の両面に複数の色プリントヘッドアレイによって印刷することも本発明の変形である。用紙１００の各面に３つのカラープリントヘッドアレイを有し、１インチの印刷幅及び１インチの動作後移動量と混ぜ合わせ係数２を有するそのような構成によれば、１分間あたり１１枚の両面フルカラー用紙（２２ページ）の印刷速度を達成することができる。

両面印刷の場合には、従来技術のように印刷領域において用紙を下から支持することができない。従って、硬直手段（例えば、図２１のローラー１８０Ａ，１８０Ｂ）を設けて用紙をプリントヘッド間の途中で保持し、プリントヘッドが用紙に当たり、インクがこすれることを防止することが有用な場合がある。そのような手段の１つは、オフセットリブ付ローラ１８０（波形ルーフ状の波頭がプリンタから出ている）を使用して用紙に低振幅（約５〜１０ミル）の波形状を生じさせることを含む。これにより、用紙がプリントヘッドの下にある時に高い曲げモーメントが発生する。または、プリンタは、印刷領域の出口で用紙１００の上面と下面に突き当たる空気枕上に用紙を支持し、濡れた用紙が印刷領域に５秒未満とどまるようにすることにより印刷領域で皺が発生することを防止することができる。これは、本発明の複数プリントヘッド構成を使用することによってより高速に行うことができる。

（第６の好適な実施形態−分割ページ幅アレイ）
理想的には、１又は複数の色を印刷するページ幅アレイは、全てのノズルがページにわたって均等な間隔を置いて配置された１つのモノリシック構造として構成することができる。しかし、これは低い収率又は必要な大きさと特性を有する被印刷物を供給することができないために経済的に実現することができない。そこで、多くの従来技術のページ幅アレイは、固定具に一定のパターンで配置されたプリントヘッドセグメントとして構成され、図２４Ａ及び図２４Ｂに示すようにモノリシック設計に類似した構造とする。ワイヤフレーム描写によって部材間の関係を視覚化した図２４Ａ及び図２４Ｂでは、アレイ基板１９４は、各ノズル１９８からのドットがオーバーラップするような角度で回転させた印刷セグメント１９６（支持体の下面及び用紙と支持体との間）を支持している。ただし、セグメントの位置合わせは完全ではなく、不規則なノズル間隔が隣接領域１９７で生じており、ページ上の印刷画像に垂直線又はギャップが発生する。画素サイズの１０分の１（６００ｄｐｉでは約０．１６ミル（約４μｍ））という小さな誤差は目に見える。

そこで、本発明では、図２４Ａ及び図２４Ｂに示すように印刷セグメント１９６をわずかにオーバーラップさせ（１９９）、走査線（この場合には、左側及び右側セグメントによって印刷される印刷ラインの各部分）によって印刷されるドット密度を計算するために上述したアルゴリズムを使用する。すなわち、オーバーラップ領域１９９は図４Ａ及び図４Ｂのオーバーラップ領域１１６と類似している。隣接するプリントヘッドセグメント１９６によって印刷される各ラインを非相関マスクから得られる中間調で印刷し、「遷移領域」（オーバーラップ領域）における密度Ｆを、左側プリントヘッドセグメントでは英字ｌで乗算し、右側プリントヘッドセグメントでは英字ｒで乗算し、当該プリントヘッドセグメントの中間調マスクで印刷する。従って、例えばセグメント１９６が６００ｄｐｉで１インチの幅を有し、１ドットの配置誤差が考えられる場合には、セグメント１９６を両端において０．０６７インチオーバーラップさせる。

（第７の好適な実施形態−ラインフィード誤差）
プリンタ内で用紙を正確に前進させる難しさは業界でよく認識されている問題である。ラインフィード誤差は、用紙上の明るい又は暗い水平の筋として目に見え、特に均一なカラー領域で顕著となる。この問題のために、多くのプリンタは混ぜ合わせ印刷を取り入れ、図２５Ａ（従来技術）に示すように、カラー印刷を行う場合には用紙を印刷幅の数分の１（通常は印刷幅の３分の１又は４分の１）だけ前進させる。この混ぜ合わせ及び対応する印刷幅の数分の１の前進には２つの効果がある。すなわち、用紙が（印刷幅の数分の１の前進の結果として）短い距離だけ移動するために前進誤差が小さく、各白帯の幅はより小さく、帯が現れる可能性のある各領域はプリントヘッドの中央において他の経路に印刷されるため、各帯の色強度は平均強度の３分の１又は４分の１だけ低い。この技術はかなり効果的ではあるが、用紙前進誤差が生じないとしても、この技術を使用しない場合に必要とされるよりも用紙を横切る経路の数が３〜４倍に増加し、それに応じて印刷速度が低下する。

図２５Ａ（従来技術）はそのような印刷技術の例を示し、３ウェイインタリーブを採用する１インチの印刷幅プリントヘッドの印刷領域が１印刷幅あたり０．３３インチだけ前進する。垂直な十字網掛領域（帯状領域２０４，２０６，２０７）は、第１の印刷幅に印刷された領域（印刷ノズルの３分の１のみが一回にインクを吐出）を表し、右に傾いた十字網掛領域（帯状領域２０６，２０７，２０８）は、第２の印刷幅に印刷された領域を表し、左に傾いた十字網掛領域（帯状領域２０７，２０８，２０９）は、第３の印刷幅に印刷された領域を表している。３回の走査の終わりには、１インチの３分の１、すなわち、領域２１０（帯状領域２０７）のみが完全に印刷されている。

本発明は、図２５Ａを参照して上述した従来技術の印刷速度低下に対する解決手段を提供する。本発明のアプローチを図２５Ｂに示し、本発明のぼかし方法を使用して印刷速度の低下を回避する。すなわち、オーバーラップ領域２１４，２１８（図４Ａの垂直オーバーラップ領域１１６と同様）を、非相関マスク中間調を使用して各印刷幅を印刷し、オーバーラップ領域２１４において、所望の密度Ｆに英字ｔ（上部帯状領域２１２）と英字ｂ（底部帯状領域２２０）を乗算することによってぼかす。英字ｌがｘの関数であると同様に英字ｔはｙの関数であり、英字ｒがｘの関数であると同様に英字ｂはｙの関数である。遷移／オーバーラップ領域の幅は最大予測ラインフィード誤差の４０倍である。図２５Ｂでは、第１印刷幅２１２（垂直な十字網掛）は完了し、第２の印刷幅２１６（右に傾いた対角線十字網掛）がオーバーラップ領域２１４において第１の印刷幅とオーバーラップしている。従って、高さ１インチの印刷幅の場合には、オーバーラップは通常０．０６７インチ（印刷幅の６％）である。そのため、印刷速度はほぼ混ぜ合わせ係数だけ増加し、本実施形態における混ぜ合わせ係数を約１まで減少させることができる。同様に、第３の印刷幅２２０（左に傾いた対角線十字網掛）はオーバーラップ領域２１８において第２の印刷幅とオーバーラップしている。

（第８の好適な実施形態−カラー双方向印刷）
従来技術におけるカラー印刷は通常は単方向のみに行われる。その理由は以下の通りである。

Ａ．右に走査する時に一方向にオフセットされるインク液滴が、左に走査する時に異なる量で逆方向にオフセットされる。その結果、走査線を重ねる際にずれたカラーパターンが従来技術でモアレパターンとして知られているようにわずかにずれる。

Ｂ．あるインク色Ｘを既に堆付着させた色Ｙの上に付着させると、インク色Ｙを既に堆付着させた色Ｘの上に付着させた場合とは得られる印刷色が異なってしまう。

本発明における双方向走査は、以下のようにして従来技術の作用を回避することができる。

Ａ．各色について各方向に独立した非相関マスクを使用する。従って、機械的な欠陥によるオフセットが生じると、機械的に完全なプリンタよりもオーバーラップした異なる色の液滴は、非相関マスクの使用による効果のためにオーバーラップ量が少ない液滴によって補われ、知覚される色は機械的なオフセット又はインクの液滴の影響を受けなくなる。

Ｂ．インクを異なる順序で付着させる場合に発生する本質的な色の相違は、測定し、プリンタカラーテーブルで逆にすることができ、印刷の各方向において異なるようになる。

従って、各色について各印刷方向に独立した非相関マスクを使用し、各印刷方向に異なるカラーテーブルを作成することによって、双方向カラー印刷が可能になり、カラー印刷の速度を約２倍増加させることができる。

（実施形態の組み合わせ）
各種実施形態を別々に説明したが、本発明の各種実施形態の組み合わせも同一のプリンタにおいて有用である。

通常は、上述した本発明の各種実施形態の方法を組み合わせることができる。例えば、カラー印刷の場合には以下の組み合わせを採用することができる。

Ａ．３倍の向上のために用紙の片面の対応部分を走査する複数のプリントヘッドを使用する（第２及び第３の実施形態）。

Ｂ．両面（２倍の向上）を使用する（第５の実施形態）。

Ｃ．混ぜ合わせを３〜８分の１（３〜８倍の速度向上）に減少させる（第７の実施形態）。

Ｄ．双方向印刷（最大２倍の向上）を行う（第８の実施形態）。

Ｅ．両面同時印刷を行う際に、用紙反転装置の使用を回避する（従来技術と比較して両面印刷の速度が大きく向上）（第５の実施形態）。

本発明の結論、効果、範囲
低コストで印刷速度を著しく増加させる方法及び装置について説明した。また、上述した手段により妥当なコストと高いスループットで両面印刷をおこなうことが可能となる。印刷の不自然さを生じることなく隣接領域を突き合わせる方法が含まれる。

本発明は、複数のプリントヘッドを適用して様々な領域を同時に印刷するか、効率を改善させるぼかしアルゴリズムを使用することによってインクジェットプリンタの速度を向上させる。

上述した本発明の各種実施形態は、（第１の実施形態の方法は反転装置を必要としないことを考慮しなくとも）黒色印刷速度を６倍向上させることができることを証明した。カラー印刷の場合には、既存の技術を使用して最大９６倍の速度向上が可能であることが証明された。

本発明の方法論によれば、モノリシックページ幅プリントヘッドよりも本質的にはるかに低いコストの分割ページ幅プリントヘッドを使用して高品質な印刷を行うことも可能となる。

本発明を達成する方法の完全なリストであることを意図しない異なる実施形態とそれらの変形について説明したが、本発明はそれらのみに限定されるものではない。本発明及びその均等物は全て本発明の一部である。当業者には、開示した本発明の実施形態によって得られる結果を異なる構成によって達成することができることは明らかであろう。従って、本発明は請求項の範囲及びそれらの均等物のみによって限定されるものである。

注：いくつかの図面では、従来技術と本発明の機能をより容易に視覚化するために、プリントヘッドアレイはプリントヘッド搬送装置の機械的な詳細を省略して示している。
図１は、被印刷物（例えば、用紙）と位置合わせしたインクジェットプリンタの従来技術の走査ヘッドの単純化した平面図を示し、被印刷物との向き及び用紙搬送路を示し、印刷速度を改良する従来の試みを示している。 図２Ａは、従来技術の走査ヘッドインクジェットプリンタ印刷装置の単純化した平面図を示し、プリントヘッドアレイの初期及び最終位置を示している。 図２Ｂは、従来技術の走査ヘッドインクジェットプリンタ印刷装置の単純化した平面図を示し、プリントヘッドアレイの初期及び最終位置を示している。 図３Ａは、インクジェットプリンタが黒字のみを印刷する場合の従来技術のプリントヘッドアレイの位置の単純化した平面図を示す。 図３Ｂは、インクジェットプリンタが黒字のみを印刷する場合の従来技術のプリントヘッドアレイの位置の単純化した平面図を示す。 図４Ａは、被印刷物の印刷領域の左側の被印刷物の印刷領域の走査開始又は終了位置における被印刷物に対して走査インクジェット印刷装置を位置合わせするための本発明の第１の実施形態を取り入れた本発明のインクジェットプリンタの走査ヘッド（例えば、用紙）の単純化した平面図を示す。 図４Ｂは、図４Ａと類似し、図４Ａを補完すると共に本発明の第１の実施形態を取り入れており、被印刷物の印刷領域の右側の被印刷物の印刷領域の走査開始又は終了位置における被印刷物に対する走査インクジェット印刷装置を示す。 図５は、左右の走査線（又は図４Ａ及び図４Ｂに示すように列）の隣接配置の拡大図であり、濃度が５０％の中間調化画像及び左右の走査線間の２ドット列水平オフセット及び２画素垂直オフセットを示している。画像は２００画素の幅と８０画素の高さを有し、約２０倍の６００ｄｐｉグレー像である。 図６は図５と同様な条件を示し、濃度が９０％の中間調化画像を示している。 図７は、本発明の実施形態を使用して左右の走査線が４０ドット幅の領域でオーバーラップした画像を示し、ランダムに生成し、直線的に増加するマスク関数によるドットのゆるやかな置換が生じている。 図８は図７で使用したアルゴリズムと同様なアルゴリズムを、図６に示すように濃度が９０％の中間調化画像に適用した結果を示している。 図９Ａは、図６及び図８に示す元画像の左右な走査線に２つの非線形関数英字ｌ（ｘ，Ｆ），英字ｒ（ｘ，Ｆ）を使用する本発明の置換アルゴリズムの使用を示し、水平オフセットは０．４ドットずつ増加している。 図９Ｂは、図６及び図８に示す元画像の左右な走査線に２つの非線形関数英字ｌ（ｘ，Ｆ），英字ｒ（ｘ，Ｆ）を使用する本発明の置換アルゴリズムの使用を示し、オフセットは０．８ドットずつ増加している。 図９Ｃは、図６及び図８に示す元画像の左右な走査線に２つの非線形関数英字ｌ（ｘ，Ｆ），英字ｒ（ｘ，Ｆ）を使用する本発明の置換アルゴリズムの使用を示し、オフセットは１．２ドットずつ増加している。 図９Ｄは、図６及び図８に示す元画像の左右な走査線に２つの非線形関数英字ｌ（ｘ，Ｆ），英字ｒ（ｘ，Ｆ）を使用する本発明の置換アルゴリズムの使用を示し、オフセットは１．６ドットずつ増加している。 図１０Ａは、図６，図８，図９に示す濃度が９０％の中間調画像に適用した場合の本発明の同じアルゴリズムの使用を示し、水平オフセットは０．０ドットである。 図１０Ｂは、図６，図８，図９に示す濃度が９０％の中間調画像に適用した場合の本発明の同じアルゴリズムの使用を示し、水平オフセットは０．４ドットずつ増加している。 図１０Ｃは、図６，図８，図９に示す濃度が９０％の中間調画像に適用した場合の本発明の同じアルゴリズムの使用を示し、水平オフセットは０．４ドットずつ増加している。 図１０Ｄは、図６，図８，図９に示す濃度が９０％の中間調画像に適用した場合の本発明の同じアルゴリズムの使用を示し、水平オフセットは０．４ドットずつ増加している。 図１０Ｅは、図６，図８，図９に示す濃度が９０％の中間調画像に適用した場合の本発明の同じアルゴリズムの使用を示し、水平オフセットは０．４ドットずつ増加している。 図１１Ａは、ぼかし関数英字ｌ（ｘ，Ｆ）の繰り返しを斜視図で示すプロットである。 図１１Ｂは、ぼかし関数英字ｌ（ｘ，Ｆ）の繰り返しを斜視図で示すプロットである。 図１１Ｃは、ぼかし関数英字ｌ（ｘ，Ｆ）の繰り返しを斜視図で示すプロットである。 図１１Ｄは、ぼかし関数英字ｌ（ｘ，Ｆ）の繰り返しを斜視図で示すプロットである。 図１１Ｅは、ぼかし関数英字ｌ（ｘ，Ｆ）の繰り返しを斜視図で示すプロットである。 図１２は、走査軸位置（ｘ）（画素単位）及び色濃度（Ｆ）に対してプロットした英字ｌ（ｘ，Ｆ）＋英字ｒ（ｘ，Ｆ）の透視グラフである。オーバーラップ領域は画素位置６０〜１４０の間にある（８０画素幅）。 図１３は、図１２と同様に、画素ドットが完全に不透明ではない場合の英字ｌ（ｘ，Ｆ）＋英字ｒ（ｘ，Ｆ）を示す。このプロットでは、既存の画素ドット上の第２のドットの増加する吸収が５０％増加すると仮定している。 図１４は、光学濃度対ドット密度の典型的な曲線であり、１００％のドット密度でページを完全にカバーするために十分な半径を有する黒色ドットの飽和を示している。 図１５は、特性分析するプリンタの英字ｌと英字ｒの対を測定するために使用される試験パッチの拡大部分である。 図１６は、目に見える不自然さを残さずに、被印刷物上の印刷領域を隣接配置するための本発明の方法の工程を示すフローチャートである。 図１７は、モノクロプリンタの単純化した平面図における本発明の第３の好適な実施形態を示し、３つの黒色プリントヘッドが被印刷物の３つの対応領域又は列を走査する。 図１８は、本発明の第３の実施形態の第１の代替例の単純化した斜視図を示し、プリントヘッドは固定的に取り付けられている。 図１９は、本発明の第３の実施形態の第１の代替例の斜視図を示し、用紙搬送路の下にサービスステーションが追加されている。 図２０は、本発明の第３の実施形態の第２の代替例の単純化した斜視図を示し、プリントヘッドが個別に取り付けられ、駆動ベルト１６０の前部又は後部のいずれかに接続されている（図示する例ではベルト１６０の前部に接続されている）。 図２１は、本発明の第３の実施形態の第３の代替例の単純化した斜視図を示し、プリントヘッドが個別に取り付けられ、個別の駆動ベルトによって個別に制御される新規な用紙駆動装置である。 図２２は、用紙の両面の対応する領域で黒色印刷を行うことを可能とする本発明の第５の好適な実施形態の単純化した斜視図を示している。 図２３は、用紙の両面でカラー印刷を可能とする本発明の第５の好適な実施形態の単純化した斜視図を示し、図４Ａ及び図４Ｂに示す第１の好適な実施形態よりも黒色印刷速度は２倍とする。 図２４Ａは、分割ページ幅プリントヘッドを有する本発明の第６の好適な実施形態の単純化した平面図を示す。 図２４Ｂは、図２４Ａに示す分割ページ幅プリントヘッドの右端の拡大図を示す。 図２５Ａは、ラインフィード誤差を隠すための従来の混ぜ合わせ技術を示す。 図２５Ｂは、本発明のぼかし方法をラインフィード誤差を隠すために使用する本発明の第６の好適な実施形態を示す。 図２６は、プリンタ電子装置及び用紙搬送路の単純化したブロック図及び図面である。 図２７は、２つの領域を同時に印刷することができる４色プリンタのプリントヘッドの単純化した平面図を示す。 図２８Ａは、オーバーラップ領域でを含む領域における関数英字ｌを示す。 図２８Ｂは、図２８Ａに示す領域と同じ領域における関数英字ｒを示す。 図２８Ｃは、図２８Ａ及び図２８Ｂに示す領域と同じ領域における関数英字ｌと関数英字ｒの和を示す。 図２８Ｄは、図２８Ａに示す領域と同じ領域において左側プリントヘッドによって図２８Ａの関数英字ｌを使用して印刷されたドットを示す。 図２８Ｄは、図２８Ａ及び図２８Ｂに示す領域と同じ領域において右側プリントヘッドによって図２８Ｂの関数英字ｒを使用して印刷されたドットを示す。 図２８Ｆは、図２８Ｄ及び図２８Ｅのドットの重ね印刷を示す。

Claims (4)

1. 少なくとも２つのプリントヘッドアレイによって第１の選択幅を有する被印刷物に物質を選択的に付着させるプリンタであって、
   前記被印刷物を収容するように配置された通路と、
   前記被印刷物を前記通路内において直線経路で移動させる被印刷物給送手段と、
   前記プリントヘッドアレイを収容し、前記直線経路と実質的に垂直に前記被印刷物を横切るように前記プリントヘッドアレイを動かすプリントヘッドアレイ駆動手段と、
   前記プリントヘッドに接続され、前記プリントヘッドを選択的に作動させて前記物質の一部を前記被印刷物に向けて放出させるプリントヘッド吐出手段と、
   前記被印刷物給送手段、前記プリントヘッドアレイ駆動手段及び前記プリントヘッド吐出手段の動作を調節し、前記第１の幅未満である第２の幅を決定するプリンタ制御装置であって、前記被印刷物の前記第２の幅を有する印刷可能領域内で前記被印刷物上の所望の位置に前記物質が吐出供給されるように前記被印刷物と前記プリントヘッドアレイを配置するプリンタ制御装置と、
   を含み、
   前記プリントヘッドアレイは、互いに間隔を空けて設けられ、それぞれ、前記第２の幅を前記プリントヘッドアレイの総数で割った幅よりもわずかに広い、前記第２の幅領域の一部である第３の幅領域をカバーするように駆動され、
   前記プリントヘッドアレイは、それぞれ、異なる１つの前記第３の幅領域に印刷するように、対応する前記第３の幅領域の上方に隣接して位置し、
   隣接する前記第３の幅領域は、前記第２幅の５％未満である第４の幅領域においてオーバーラップしているプリンタ。
2. 請求項１において、
   前記プリンタ制御装置は、前記プリントヘッドアレイのそれぞれが前記オーバーラップ領域と隣接している場合に、前記プリントヘッド吐出手段を作動して、前記オーバーラップ領域の左の第１のプリントヘッドアレイに左から右に見た場合に徐々に数が減少するドットの集まりを印刷させ、前記オーバーラップ領域の右の第２のプリントヘッドアレイに左から右に見た場合に徐々に数が増加するドットの集まりを印刷させ、
   前記オーバーラップ領域では、前記第１及び第２のプリントヘッドアレイの両方によって印刷される前記ドットの数の総量が合計で１．０を超え、従って前記オーバーラップ領域を全て１つのプリントヘッドアレイで印刷すると仮定した場合に印刷されるドット数を超え、
   ハーフトーンマスクを使用して対応領域で前記プリントヘッドアレイのそれぞれに前記物質を吐出させ、第１及び第２のプリントヘッドアレイのための前記マスクが互いに異なり相関性がないプリンタ。
3. 第１の選択幅を有する選択された被印刷物に印刷する場合にプリンタの印刷速度を増加させる方法であって、
   ａ．前記被印刷物に隣接して配置され、それぞれが前記被印刷物に物質を選択的に付着させるように配置された少なくとも２つの間隔を空けて設けられたプリントヘッドアレイを用意する工程と、
   ｂ．前記第１の幅よりも小さい第２の幅を有する前記被印刷物の印刷可能領域を定義する工程と、
   ｃ．前記印刷可能領域を、前記工程ａで用意した前記プリントヘッドアレイと同じ数の前記印刷可能領域より狭い二次印刷可能領域であって、隣接する一対の二次印刷可能領域が前記第２の幅の５％未満で互いにオーバーラップする二次印刷可能領域に細分する工程と、
   ｄ．前記工程ａ．の前記プリントヘッドアレイのそれぞれを、前記工程ｃの前記二次印刷可能領域の異なる１つに隣接して配置する工程と、
   ｅ．前記被印刷物を給送し、前記被印刷物の一部を前記プリントヘッドアレイに隣接して選択的に配置する工程と、
   ｆ．前記プリントヘッドアレイのそれぞれを前記二次印刷可能領域の対応する１つを横切るように動かし、前記対応する二次印刷可能領域を選択的に印刷し、隣接するプリントヘッドアレイの両方によって前記対応する二次印刷可能領域のオーバーラップする部分を印刷する工程と、
   ｇ．前記工程ｅで動かされた各プリントヘッドアレイを選択的に作動させて、前記物質のドットを前記被印刷物に供給する工程と、
   ｈ．前記工程ｅ〜ｇを繰り返し、前記被印刷物の前記印刷可能領域の印刷を完了する工程と、
   を含む方法。
4. 印刷可能領域の第１の細分化領域と第２の細分化領域がオーバーラップする小さなオーバーラップ領域における印刷方法であり、第１のプリントヘッドアレイと第２のプリントヘッドアレイが別々に前記第１及び第２の細分化領域のそれぞれに印刷し、両方の前記プリントヘッドアレイが前記オーバーラップ領域内で印刷し、前記第１のプリントヘッドアレイが前記第２のプリントヘッドアレイの左側にあり、前記オーバーラップ領域が印刷後に目で検知できないようにする方法であって、
   ａ．前記第１のプリントヘッドアレイを前記第１の細分化領域のみを横切るように動かし、前記第２のプリントヘッドアレイを前記第２の細分化領域のみを横切るように動かす工程と、
   ｂ．前記第１及び第２のプリントヘッドアレイが前記オーバーラップ領域に隣接した時に、前記第１及び第２のプリントヘッドアレイによって、左から右に見た場合に前記第１のプリントヘッドアレイから印刷されるドットの数が徐々に減少し、左から右に見た場合に前記第２のプリントヘッドアレイから印刷されるドットの数が徐々に増加するように、ドットの集まりを印刷し、前記オーバーラップ領域では、前記第１のプリントヘッドアレイによって印刷されるドットの数と前記第２のプリントヘッドアレイによって印刷されるドットの数が合計で１．０を超え、従って前記オーバーラップ領域を全て１つのプリントヘッドアレイで印刷すると仮定した場合に印刷されるドット数を超えさせる工程と、
   ｃ．前記第１及び第２のプリントヘッドアレイのための、互いに異なって相関性がないハーフトーンマスクを使用して、前記第１のプリントヘッドアレイと前記第２のプリントヘッドアレイのそれぞれに、対応する細分化領域において吐出させる工程と、
   を含む方法。