JP2016074145A - 画像形成方法、画像形成プログラム、画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】生産性を低下させることなく画質を向上させると共に印刷物の品質を向上させること。
【解決手段】記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら前記記録ヘッドに形成されたノズルから前記記録媒体に対して所定の時間間隔でインク滴を吐出ることで画像を形成する画像形成装置に画像形成出力を実行させるための画像形成方法であって、前記時間間隔を、隣り合う位置に吐出されるインク滴同士が合一しなくなる時間差として予め定められた閾値以上となるように制御する。
【選択図】図6
【解決手段】記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら前記記録ヘッドに形成されたノズルから前記記録媒体に対して所定の時間間隔でインク滴を吐出ることで画像を形成する画像形成装置に画像形成出力を実行させるための画像形成方法であって、前記時間間隔を、隣り合う位置に吐出されるインク滴同士が合一しなくなる時間差として予め定められた閾値以上となるように制御する。
【選択図】図6
Description
本発明は、画像形成方法、画像形成プログラム、画像形成装置に関する。
近年、電子化された情報の出力に用いられる画像形成装置は欠かせない機器となっている。このような画像形成装置のうち、記録ヘッドに形成されたノズルから記録媒体に対してインク滴を吐出することにより画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置が広く用いられている。
このような画像形成装置は、各ノズルにつき1回の吐出で画像1ドット分を形成し、そのようなドットを、記録ヘッドと記録媒体との相対的な位置を変えながら連続的に形成することで画像を形成するようになっている。その際、画像形成装置は、ドット間に隙間ができないように、隣り合うドット同士の一部が重なるようにインク滴を吐出するようになっている。
このとき、先に吐出されたインク滴が記録媒体に浸潤する前にその隣にインク滴が吐出された場合、後から吐出されたインク滴が先に吐出された隣のインク滴に引き寄せられて両インク滴の境目がわかり辛くなる合一化現象が発生することがある。そして、このような合一化現象が発生した場合、本来形成されるべき位置からずれた位置にドットが形成され、若しくは、本来形成されるべき大きさとは異なった大きさのドットが形成されることになるため、画質が悪化するといった問題がある。
そこで、合一化現象が発生しても、先に形成されるドットとその隣に形成されるドットとが、本来形成されるべき大きさと略同一の大きさとなるように、後に吐出するインク滴の量を、本来吐出するべき量よりも増やすように制御する技術が既に知られている(例えば、特許文献1を参照)。
ところが、従来の技術では、単位面積当たりの記録媒体へのインク付着量が増えるため、記録媒体においてインクが浸潤する深さが深くなり、裏抜けが発生して印刷物自体の品質が低下するといった問題がある。また、従来の技術では、単位面積当たりの記録媒体へのインク付着量が増えるため、インクの乾燥に要する時間が長くなって生産性が低下するといった問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、生産性を低下させることなく画質を向上させると共に印刷物の品質を向上させることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら前記記録ヘッドに形成されたノズルから前記記録媒体に対して所定の時間間隔でインク滴を吐出ることで画像を形成する画像形成装置に画像形成出力を実行させるための画像形成方法であって、前記時間間隔を、隣り合う位置に吐出されるインク滴同士が合一しなくなる時間差として予め定められた閾値以上となるように制御することを特徴とする。
本発明によれば、生産性を低下させることなく画質を向上させると共に印刷物の品質を向上させることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、記録ヘッドに形成されたノズルから記録媒体に対してインク滴を吐出することにより画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置と、その画像形成装置に画像形成出力を実行させるための情報処理装置とがネットワークを介して接続された画像形成システムを例として説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、各ノズルにつき1回の吐出で画像1ドット分を形成し、そのようなドットを、記録ヘッドと記録媒体との相対的な位置を変えながら連続的に形成することで画像を形成するようになっている。その際、画像形成装置は、ドット間に隙間ができないように、隣り合うドット同士の一部が重なるようにインク滴を吐出するようになっている。
このとき、先に吐出されたインク滴が記録媒体に浸潤する前にその隣にインク滴が吐出された場合、後から吐出されたインク滴が先に吐出された隣のインク滴に引き寄せられて両インク滴が合一する合一化現象が発生することがある。そこで、本実施形態に係る画像形成システムにおいては、先に印字されるドットとその隣に印字されるドットとが合一しない印字速度で画像形成装置に画像を形成させることを要旨の一つとしている。
まず、本実施形態に係る画像形成システムの運用形態について、図1を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成システムの運用形態の例を示す図である。
図1に示すように、本実施形態に係る画像形成システムは、情報処理装置1と画像形成装置2とがネットワーク3を介して接続されて構成されている。ネットワーク3のインタフェースには、例えば、Ethernet(登録商標)やLAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)、USB(Universal Serial Bus)インタフェース、PCIe(Peripheral Components Interconnect Express)インタフェース等が用いられる。
尚、ネットワーク3に接続されている情報処理装置1及び画像形成装置2の数は一例であり、これらがもっと多く接続された大規模なシステムであっても良い。
情報処理装置1は、画像形成装置2に印刷を行わせるためにユーザが操作するための情報処理端末であり、PC(Personal Computer)等の一般的な情報処理端末によって実現される。尚、情報処理装置1は、PDA(Personal Digital Assistant)やスマートフォン、タブレット端末等の携帯情報端末によって実現されても良い。また、情報処理装置1は、画像形成装置2を制御するための制御用の情報処理端末であっても良い。
情報処理装置1には、画像形成装置2に画像形成出力を実行させるための機能を実現するプリンタドライバを構成するためのソフトウェア・プログラムがインストールされている。
画像形成装置2は、家庭等で使用されるインクジェット方式の画像形成装置であって、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能なMFP(Multi Function Peripheral:複合機)である。また、画像形成装置2は、家庭等で使用されるインクジェットプリンタである場合の他、業務用印刷において用いられる印刷機であっても良い。
次に、本実施形態に係る画像形成装置2の全体構成について、図2及び図3を参照して説明する。図2は、本実施形態に係る画像形成装置2を主走査方向から示す透過図である。図3は、本実施形態に係る画像形成装置2を設置面上方から示す透過図である。
図2及び図3に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、主走査方向に横架したガイド部材であるガイドロッド62とガイドレール63とでキャリッジ64を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ4で駆動プーリ6Aと従動プーリ6Bとの間に架け渡されたタイミングベルト5を介して主走査方向に移動走査する。
キャリッジ64は、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するためのノズルが形成された記録ヘッド7y、7c、7m、7kを備えている。これら4個の記録ヘッド7y、7c、7m、7kは互いに副走査方向に対して平行になるように主走査方向に配列され、液滴吐出方向を記録媒体の記録面に向けてキャリッジ64に備えられている。以下では、記録ヘッド7y、7c、7m、7kを区別する必要がない場合には、総称して「記録ヘッド7」とする。
尚、本実施形態に係る画像形成装置2は、YCMK4色のインク滴をそれぞれ吐出するための記録ヘッド7y、7c、7m、7kを備える例について説明するが、YCMK以外の色を吐出するための記録ヘッドを備えても良い。また、この他、本実施形態に係る画像形成装置2は、インクの記録媒体への定着性を向上させるための処理液や、光沢を付与するための光沢付与液の液滴を吐出するための記録ヘッドを備えていても良い。
また、記録ヘッド7は、インク滴を吐出するための圧力を発生させるためのアクチュエータとして、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータ等を用いることができる。
尚、本実施形態に係る画像形成装置2は、色毎に独立した4個の記録ヘッド7y、7c、7m、7kを備える例について説明するが、複数色のインク滴を吐出する一体化した記録ヘッドを備えるように構成されていても良い。
また、本実施形態に係る画像形成装置2は、記録ヘッド7を主走査方向に走査させることで画像を形成するシリアル型の画像形成装置である例について説明するが、図4に示すように、用紙幅を包括する記録ヘッドを備えるライン型の画像形成装置であっても良い。
また、キャリッジ64は、記録ヘッド7に各色のインクを供給するための各色のサブタンク8を備えている。このサブタンク8にはインク供給チューブ9を介してインクカートリッジからインクが補充供給される。
また、図2及び図3に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、給紙カセット10の上側に位置する圧板等の用紙積載部11上に積載された用紙12を給紙するための給紙部として、半月コロ13、分離パッド14を備える。半月コロ13は、用紙積載部11から用紙12を給紙する給紙ローラである。分離パッド14は、摩擦係数の大きな材質からなり、半月コロ13に対向して半月コロ13側に付勢されて、用紙積載部11上に積載されている用紙束から用紙12を1枚ずつ分離する。
また、図2及び図3に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、給紙部から給紙された用紙12を記録ヘッド7に対向する位置まで搬送するために、搬送ベルト21、カウンタローラ22、搬送ガイド23、押さえ部材24、押さえコロ25、帯電ローラ26を備える。
搬送ベルト21は、用紙12を静電吸着して搬送する。この搬送ベルト21は、無端状ベルトであり、搬送ローラ27とテンションローラ28との間に掛け渡されて、副走査モータ31からタイミングベルト32及びタイミングローラ33を介して搬送ローラ27が回転されることで、副走査方向に周回するように構成している。尚、搬送ベルト21の裏面側には、記録ヘッド7による画像形成領域に対応してガイド部材29が配置されている。
カウンタローラ22は、ガイド15を経由して搬送されてきた用紙12を搬送ベルト21とで挟んで搬送する。搬送ガイド23は、搬送ベルト21とカウンタローラ22とにより略鉛直上方に送られる用紙12を略90°方向転換させて搬送ベルト21上に倣わせる。押さえ部材24は、用紙12を搬送ベルト21に押さえ付ける。押さえコロ25は、押さえ部材24を搬送ベルト21側に付勢される。帯電ローラ26は、搬送ベルト21表面を帯電させるための帯電手段である。また、帯電ローラ26は、搬送ベルト21の表層に接触し、搬送ベルト21の回動に従動して回転するように構成されている。
また、図2及び図3に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、搬送ローラ27の軸にスリット円板34が取り付けられ、このスリット円板34のスリットを検知するエンコーダセンサ35が設けられている。このスリット円板34及びエンコーダセンサ35によりロータリエンコーダ36が構成される。
また、図2及び図3に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、記録ヘッド7により画像が形成された用紙12を排紙するための排紙部として、分離爪51、排紙駆動ローラ52、排紙ローラ53、排紙トレイ54を備える。分離爪51は、搬送ベルト21から用紙12を分離する。排紙駆動ローラ52及び排紙ローラ53は、排紙トレイ54に向けて記録ヘッド7により画像が形成された用紙12を排紙する。排紙トレイ54は、排紙駆動ローラ52及び排紙ローラ53により排紙されてきた用紙12を積載する。
また、図2及び図3に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、背部に両面給紙ユニット61を着脱可能なように備える。両面給紙ユニット61は、搬送ベルト21の逆方向回転で戻される用紙12を取り込んで反転させて再度カウンタローラ22と搬送ベルト21との間に搬送する。
また、図2及び図3に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、主走査方向の一端であってキャリッジ64による画像形成領域外に、記録ヘッド7のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構56を備える。維持回復機構56は、さらに、キャップ57、ワイパーブレード58、空吐出受け59を備える。キャップ57は、記録ヘッド7のノズル面をキャピングする。ワイパーブレード58は、ノズル面をワイピングするためのブレード部材である。空吐出受け59は、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける。
このように構成された画像形成装置2において、給紙部により1枚ずつ分離給紙された用紙12は、略鉛直上方に給紙された用紙12はガイド15で案内され、搬送ベルト21とカウンタローラ22との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド23で案内されて押さえコロ25で搬送ベルト21に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
このとき、帯電ローラ26は、図7に示すAC(Alternaiting Current)バイアス供給部212からプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように交番電圧が印加される。その結果、搬送ベルト21は、副走査方向にプラスとマイナスとが交互に所定の幅で繰り返される帯電電圧パターンで帯電する。用紙12は、このように帯電した搬送ベルト21上に搬送されると、搬送ベルト21に静電吸着され、搬送ベルト21の周回移動によって副走査方向に搬送される。
そして、画像形成装置2は、給紙されてきた用紙12を記録ヘッド7に対向する位置で停止させ、画像信号に応じてキャリッジ64を主走査方向に移動させながら記録ヘッド7を駆動させることで、停止している用紙12にインク滴を吐出して画像1行分を形成する。画像形成装置2は、画像1行分の形成が終了したら、用紙12を所定量搬送後、同様にして次の1行分の画像を形成する。
そして、画像形成装置2は、画像形成が終了したことを知らせる信号を受信するか、若しくは、給紙された用紙12の後端が記録領域を通過したことを知らせる信号を受信することにより、画像形成動作を終了して用紙12を排紙トレイ54に排紙する。
尚、本実施形態に係る画像形成装置2は、両面印刷を行う場合には、最初に印刷する表面への画像形成が終了すると、搬送ベルト21を逆回転させることで、画像形成済みの用紙12を両面給紙ユニット61内に搬送し、用紙12を反転させて裏面が印刷面となる状態とし、再度カウンタローラ22と搬送ベルト21との間に搬送する。そして、画像形成装置2は、タイミング制御を行い、表面と同様にして裏面に画像を形成した後、排紙トレイ54に排紙する。
また、本実施形態に係る画像形成装置2は、待機中、キャリッジ64を維持回復機構56に対向する位置に移動させ、キャップ57で記録ヘッド7のノズル面をキャッピングしてノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、本実施形態に係る画像形成装置2は、キャップ57で記録ヘッド7のノズル面をキャッピングした状態でノズルからインクを吸引し、増粘したインクや気泡を排出する回復動作を行う。そして、画像形成装置2は、この回復動作によって記録ヘッド7のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード58でワイピングを行なう。
また、本実施形態に係る画像形成装置2は、画像形成動作開始前、画像形成の途中などに画像形成に寄与しないインク滴を吐出する空吐出動作を行なう。画像形成装置2は、このような空吐出動作により記録ヘッド7の安定した吐出性能を維持する。
次に、本実施形態に係る情報処理装置1のハードウェア構成について、図5を参照して説明する。図5は、本実施形態に係る情報処理装置1のハードウェア構成を模式的に示すブロック図である。
図5に示すように、本実施形態に係る情報処理装置1は、CPU(Central Processing Unit)401、ROM(Read Only Memory)402、RAM(Random Access Memory)403、操作部404、表示部405、HDD(Hard Disk Drive)406、外部I/F407がバス408を介して接続されている。
CPU401は、演算手段であり、情報処理装置1全体の動作を制御する。ROM402は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。RAM403は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、CPU401が情報を処理する際の作業領域として用いられる。
操作部404は、キーボードやマウス等、ユーザが情報処理装置1に情報を入力するためのユーザインタフェースである。表示部405は、ユーザが情報処理装置1の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースであり、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)等の表示装置によって実現される。HDD406は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、OS(Operating System)や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納される。
本実施形態に係る情報処理装置1は、画像処理プログラムを含むプリンタドライバがHDD406にインストールされて記憶されており、画像形成装置2に画像形成出力を実行させるための画像処理を実行する。この画像処理プログラムは、所定のOS上で動作し、若しくは、特定のアプリケーション・プログラムの一部をなすプログラムである。
外部I/F407は、情報処理装置1がネットワークを介して画像形成装置2等、他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ethernet(登録商標)やUSBインタフェース、PCIeインタフェース、LAN、Bluetooth(登録商標)、Wi−Fi(登録商標)、FeliCa(登録商標)等のインタフェースが用いられる。
このようなハードウェア構成において、ROM402やHDD406若しくは図示しない光学ディスク等の記憶媒体に格納されたプログラムがRAM403に読み出され、CPU401がRAM403にロードされたプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る情報処理装置1の機能を実現する機能ブロックが構成される。
次に、本実施形態に係る情報処理装置1の機能構成について、図6を参照して説明する。図6は、本実施形態に係る情報処理装置1の機能構成を模式的に示すブロック図である。
本実施形態に係る情報処理装置1は、コントローラ410、ネットワークI/F460を含む。ネットワークI/F460は、情報処理装置1が画像形成装置2との間で情報をやり取りするためのインタフェースであり、図5に示す外部I/F407により実現される。
コントローラ410は、上述したように構成されるソフトウェア制御部であり、アプリケーション420、通信制御部430、プリンタドライバ440を含む。アプリケーション420は、画像データや文書データ等を閲覧、編集するための機能を実現するソフトウェアである。また、アプリケーション420は、ユーザの操作に従って閲覧または編集中の画像データや文書データ等の印刷指示を出力する。
通信制御部430は、コントローラ410がネットワークI/F460を介して画像形成装置2との間で情報をやり取りするための処理を行う。
プリンタドライバ440は、印刷指示取得部441、描画情報生成部442、描画情報転送部443、印字速度決定部444を備える。印字速度決定部444は、本実施形態の要旨に係る構成であり、先に印字されるドットとその隣に印字されるドットとが合一しないように、画像形成装置2が画像を形成する際の印字速度を決定する。印字速度決定部444の詳細な機能については、図16を参照して後述する。即ち、本実施形態においては、プリンタドライバ440が画像形成プログラムとして機能する。
また、プリンタドライバ440は、アプリケーション420からの印刷指示を受けて、画像形成装置2が画像形成出力を実行するための情報である描画情報を生成する。即ち、情報処理装置1において動作するアプリケーション420からの印刷指示は、プリンタドライバ440において処理されて画像形成装置2が出力可能な多値の記録ドットパターンに変換された後、ラスタライズされて描画データとして画像形成装置2に転送される。そして、画像形成装置2は、情報処理装置1から転送されてきた描画データに基づいて画像形成出力を実行する。
具体的には、印刷指示取得部441は、アプリケーション420やオペレーティングシステムからの画像の描画命令又は文字の記録命令を描画データメモリに一時的に保存する。尚、これらの命令は、例えば、記録する線の位置、太さ、形等が記述されたものや、記録する文字の書体、大きさ、位置等が記述されたものであって、特定のプリント言語で記述されたものである。
そして、描画情報生成部442は、描画データメモリに記憶された命令を、ラスタライザによって解釈し、記録ドットパターンに変換する。例えば、描画情報生成部442は、描画データメモリに記憶した命令が線の記録命令であれば、指定された位置や太さ等に応じた記録ドットパターンに変換する。また、例えば、描画情報生成部442は、描画データメモリに記憶した命令が文字の記録命令であれば、情報処理装置1内に保存しているフォントアウトラインデータから対応する文字の輪郭情報を呼び出し、指定された位置や大きさに応じた記録ドットパターンに変換する。また、例えば、描画情報生成部442は、描画データメモリに記憶した命令がイメージデータであれば、そのまま記録ドットのパターンに変換する。
その後、描画情報生成部442は、これらの記録ドットパターンに対して画像処理を施してラスタデータメモリに記憶させる。このとき、情報処理装置1は、直交格子を基本記録位置として、記録ドットパターンのデータにラスタライズする。このとき施される画像処理としては、例えば、色を調整するためのカラーマネージメント処理(CMM:Color Management Module)やγ補正処理、ディザ法や誤差拡散法などの中間調処理、下地除去処理、インク総量規制処理等がある。
そして、描画情報転送部443は、ラスタデータメモリに記憶させた記録ドットパターンをネットワークI/F460を経由して画像形成装置2へ転送する。
上述したように、描画情報生成部442において実行される処理のうち、中間調処理は、ハーフトーン処理とも呼ばれるものである。このハーフトーン処理とは、画像形成出力を行う対象の画像情報における色表現の階調を、画像形成装置2による画像形成出力性能における色表現の階調に合わせて変換する処理である。
また、上述したように、インクジェット方式の画像形成装置2は、記録ヘッド7に含まれるノズルからインクを吐出することによって各画素を形成して画像形成出力を実行する。この際、画像形成装置2は、吐出させるインク滴を小滴、中滴、大滴に切り替えることにより、1つの画素において、無色も含めて4階調(2bit)程度の濃度表現が可能である。しかしながら、情報処理装置1のようなPC上では、画像データは256階調(8bit)等で処理されることが一般的である。
従って、ハーフトーン処理においては、例えば、8bitによって表現された画像データを、2bitによって表現された画像データに、人の目視によって認識される画質を劣化させることなく変換する。変換前と変換後の画像データを夫々の画素毎に比較すると、濃度階調が少なくなっているため明らかに異なる。そのため、ハーフトーン処理においては、複数の画素を含む所定の面積単位毎に画像を比較した場合に人の目視によって同様の画像として認識されるように、面積階調法によって画像の変換を行う。
次に、本実施形態に係る画像形成装置2のハードウェア構成について、図7を参照して説明する。図7は、本実施形態に係る画像形成装置2のハードウェア構成を模式的に示すブロック図である。
図7に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、制御回路200、操作パネル214、キャリッジ64、主走査モータ4、副走査モータ31、搬送ベルト21及び帯電ローラ26を含む。
操作パネル214は、画像形成装置2に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作部及び表示部として機能するユーザインタフェースである。キャリッジ64は、インクを吐出する記録ヘッド7及び記録ヘッド7を駆動するヘッドドライバ208が搭載されており、搬送ベルト21によって搬送される用紙に対して、用紙の搬送方向である副走査方向と直角な方向である主走査方向に動かされることにより、用紙の前面に対してインクを吐出して画像形成出力を行う。
主走査モータ4は、キャリッジ64を主走査方向に動かすための動力を供給するモータである。副走査モータ31は、画像の出力対象である用紙を搬送する搬送ベルト21に動力を供給するモータである。主走査モータ4及び副走査モータ31の回転は、夫々エンコーダセンサ43及びエンコーダセンサ35によって検知され、その検知信号が制御回路200に入力される。帯電ローラ26は、搬送ベルト21を帯電させることにより、画像の出力対象である用紙を搬送ベルト21に吸着させるための静電力を発生させる。
制御回路200は、画像形成装置2の動作を制御する制御部であり、CPU201、ROM202、RAM203、NVRAM(Non Volatile RAM)204、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)205、ホストI/F206、印刷制御部207、モータ駆動部210、ACバイアス供給部212及びI/O213を含む。
CPU201は演算手段であり、制御回路200各部の動作を制御する。ROM202は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。RAM203は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、CPU201が情報を処理する際の作業領域として用いられる。NVRAM204は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、制御プログラムや制御用のパラメータが格納される。
ASIC205は、画像形成出力に際して必要な画像処理を実行するハードウェア回路である。ホストI/F206は、情報処理装置1から描画データを受信するためのインタフェースであり、Ethernet(登録商標)やUSBインタフェースが用いられる。I/O213は、エンコーダセンサ35、43からの各検出信号、機内温度や給紙トレイ内湿度を検出する温湿度センサ215等の各種センサからの検出信号を制御回路200に入力する。
印刷制御部207は、キャリッジ64に含まれる記録ヘッド7を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動波形を生成する駆動波形生成手段を含む。モータ駆動部210は、主走査モータ4及び副走査モータ31を駆動する。ACバイアス供給部212は、帯電ローラ26にACバイアスを供給する。
情報処理装置1から入力される描画データは、上述したように、制御回路200においてホストI/F206に入力され、ホストI/F206内の受信バッファに格納される。CPU201は、RAM203にロードされたプログラムに従って演算を行うことにより、ホストI/F206に含まれる受信バッファ内の描画データを読み出して解析し、ASIC205を制御して必要な画像処理、データの並び替え処理等を行なう。その後、CPU201は、印刷制御部207を制御することにより、ASIC205において処理された描画データを、ヘッドドライバ208に転送する。尚、画像形成出力のためのドットパターンデータの生成は情報処理装置1にインストールされているプリンタドライバにより行われる。
印刷制御部207は、上述した描画データをシリアルデータでヘッドドライバ208に転送するとともに、この描画データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、滴制御信号(マスク信号)などをヘッドドライバ208に出力する。また、印刷制御部207は、ROM202に格納されている駆動信号のパターンデータをD/A変換するD/A変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部及びヘッドドライバ208に与える駆動波形選択手段を含み、1の駆動パルス(駆動信号)或いは複数の駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形を生成してヘッドドライバ208に対して出力する。
ヘッドドライバ208は、シリアルに入力される1行分の描画データに基づき、印刷制御部207から与えられる駆動波形を構成する駆動信号を、記録ヘッド7から液滴を吐出させるためのエネルギーを発生する駆動素子に対して選択的に印加することで記録ヘッド7を駆動する。このとき、ヘッドドライバ208は、駆動波形を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴(大ドット)、中滴(中ドット)、小滴(小ドット)など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
また、CPU201は、リニアエンコーダを構成するエンコーダセンサ43からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて主走査モータ4に対する駆動出力値(制御値)を算出してモータ駆動部210を介して主走査モータ4を駆動する。同様に、CPU201は、ロータリエンコーダを構成するエンコーダセンサ35からの検出パルスをサンプリングして得られる速度検出値及び位置検出値と、予め格納した速度・位置プロファイルから得られる速度目標値及び位置目標値とに基づいて副走査モータ31に対する駆動出力値(制御値)を算出してモータ駆動部210を介し副走査モータ31を駆動する。
ここで、キャリッジ64における記録ヘッド7の構成について、図8、図9(a)、(b)を参照して説明する。図8は、本実施形態におけるキャリッジ64における記録ヘッド7の構成を模式的に示す図である。図9(a)は、図8の切断線AAにおける断面図であり、図9(b)は、図8の切断線BBにおける断面図である。
図8に示すように、本実施形態に係るキャリッジ64には、記録ヘッド7として、CMYK(Cyan,Magenta,Yellow,blacK)夫々の色毎に、記録ヘッド7K、7C、7M、7Yが搭載されている。
図9(a)、(b)に示すように、本実施形態に係る記録ヘッド7は、例えば、単結晶シリコン基板を異方性エッチングして形成した流路板231と、この流路板231の下面に接合した例えばニッケル電鋳で形成した振動板232と、流路板231の上面に接合したノズル板233とを接合して積層し、これらによって液滴(インク滴)を吐出するノズル234が連通する流路であるノズル連通路235及び圧力発生室である液室236、液室236に流体抵抗部(供給路)237を通じてインクを供給するための共通液室238に連通するインク供給口239などを形成している。
また、振動板232を変形させて液室236内のインクを加圧するための圧力発生手段(アクチュエータ手段)である電気機械変換素子としての2列の積層型圧電素子と、この積層型圧電素子を接合固定するベース基板242とを備えている。なお、圧電素子241の間には支柱部243を設けている。この支柱部243は圧電素子部材を分割加工することで圧電素子241と同時に形成した部分であるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。
さらに、圧電素子241には駆動回路(駆動IC)を搭載したFPCケーブル244を接続している。そして、振動板232の周縁部をフレーム部材245に接合し、このフレーム部材245には、圧電素子241及びベース基板242などで構成されるアクチュエータユニットを収納する貫通部246及び共通液室238となる凹部、この共通液室238に外部からインクを供給するためのインク供給穴247を形成している。
ノズル板233は各液室236に対応して直径10〜30μmのノズル234を形成し、流路板231に接着剤接合している。このノズル板233は、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。
圧電素子241は、圧電材料248と内部電極249とを交互に積層した積層型圧電素子であり、ここではPZT(PbZrO3−PbTiO3)素子である。この圧電素子241の交互に異なる端面に引き出された各内部電極249には個別電極250及び共通電極251が接続されている。なお、この実施形態では、圧電素子241の圧電方向として、図面上方への変位を用いて液室236内インクを加圧する構成としている。また、1つのベース基板242に1列の圧電素子241が設けられる構造とすることもできる。
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子241に印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子241が収縮し、振動板232が下降して液室236の容積が膨張することで、液室236内にインクが流入し、その後、素子241に印加する電圧を上げて圧電素子241を積層方向に伸長させ、振動板232をノズル234方向に変形させて液室236の容積/体積を収縮させることにより、液室236内の記録液が加圧され、ノズル234から記録液の滴が吐出(噴射)される。
そして、圧電素子241に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板232が初期位置に復元し、液室236が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室238から液室236内に記録液が充填される。そこで、ノズル234のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
次に、印刷制御部207及びヘッドドライバ208の機能構成について、図10を参照して説明する。図10は、本実施形態に係る印刷制御部207及びヘッドドライバ208の機能構成を模式的に示すブロック図である。
図10に示すように、本実施形態に係る印刷制御部207は、1印刷周期内に複数の駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動波形)を生成して出力する駆動波形生成部301と、印刷画像に応じた2ビットの印字データ(階調信号0、1)と、クロック信号、ラッチ信号(LAT)、滴制御信号M0〜M3を出力するデータ転送部302とを備えている。
なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ208の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ225の開閉を滴毎に指示する2ビットの信号であり、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべき波形でHレベル(ON)に状態遷移し、非選択時にはLレベル(OFF)に状態遷移する。
また、図10に示すように、本実施形態に係るヘッドドライバ208は、データ転送部302からの転送クロック(シフトクロック)及びシリアル印字データ(階調データ:2ビット/CH)を入力するシフトレジスタ221と、シフトレジスタ221の各レジスト値をラッチ信号によってラッチするためのラッチ回路222と、階調データと滴制御信号M0〜M3をデコードして結果を出力するデコーダ223と、デコーダ223のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ225が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ224と、レベルシフタ224を介して与えられるデコーダ223の出力でオン/オフ(開閉)されるアナログスイッチ225とを備えている。
このアナログスイッチ225は、各圧電素子241の選択電極(個別電極)250に接続され、駆動波形生成部301からの駆動信号(共通駆動波形)が入力されている。従って、シリアル転送された印字データ(階調データ)と滴制御信号M0〜M3をデコーダ223でデコードした結果に応じてアナログスイッチ225がオンになることにより、共通駆動波形を構成する所要の駆動信号が通過して(選択されて)圧電素子241に印加される。
次に、駆動波形の一例について、図11及び図12を参照して説明する。駆動波形生成部301は、1印刷周期(1駆動周期)内に、図11に示すように、基準電位Veから立ち下がる波形要素と、立下り後の状態から立ち上がる波形要素などで構成される、8個の駆動パルスP1ないしP8からなる駆動信号(共通駆動波形)を生成して出力する。一方、各ノズルに印加される駆動パルスは、データ転送部302からの滴制御信号M0〜M3によって選択される。
データ転送部302からの滴制御信号M0〜M3によって、小滴(小ドット)を形成するときには図12(a)に示すように駆動パルスP1を選択し、中滴(中ドット)を形成するときには図12(b)に示すように駆動パルスP4ないしP6を選択し、大滴(大ドット)を形成するときには図12(c)に示すように駆動パルスP2ないしP8を選択し、微駆動の(滴吐出を伴わないでメニスカスを振動させる)ときには図12(d)に示すように微駆動パルスP2を選択して、それぞれ記録ヘッド7の圧電素子241に印加させるようにする。
中滴を形成する場合、駆動パルスP4にて1滴目、駆動パルスP5にて2滴目、駆動パルスP6にて3滴目を吐出させ、飛翔中に合体させて一滴として着弾させる。このとき、圧力室(液室236)の固有振動周期をTcとすると、駆動パルスP4とP5の吐出タイミングの間隔は2Tc±0.5μsが好ましい。
駆動パルスP4とP5は、単純引き打ち波形要素で構成されているため、駆動パルスP6も同様の単純引き打ち波形要素にするとインク滴速度が大きくなりすぎてしまい、他の滴種の着弾位置からずれてしまうおそれがある。そこで、駆動パルスP6は、引き込み電圧を小さくする(立下りの電位を少なくする)ことでメニスカスの引き込みを小さくし、3滴目のインク滴速度を抑えている。ただし、必要なインク滴体積をかせぐために立ち上げ電圧は小さくしない。
つまり、複数の駆動パルスのうちの最終駆動パルスの引き込み波形要素では引き込み電圧を相対的に小さくすることによって、当該最終駆動パルスによる滴吐出速度を相対的に小さくして、着弾位置を他の滴種と極力合わせるようにすることができる。
また、微駆動パルスP2とは、ノズルのメニスカスの乾燥を防ぐため、インク滴を吐出させずにメニスカスを振動させる駆動波形である。非印字領域ではこの微駆動パルスP2が記録ヘッド7に印加される。また、この微駆動波形である駆動パルスP2を、大滴を構成する駆動パルスの一つとして利用することにより、駆動周期の短縮化(高速化)を達成することができる。
さらに、微駆動パルスP2と駆動パルスP3の吐出タイミングの間隔を、固有振動周期Tc±0.5μsの範囲内に設定することにより、駆動パルスP3によって吐出するインク滴の体積をかせぐことができる。つまり、微駆動パルスP2によって生じた振動周期によって液室236の圧力振動に駆動パルスP3による液室236の膨張を重畳させることによって駆動パルスP3で吐出できる滴の滴体積を駆動パルスP3単独で印加する場合よりも大きくすることができる。
尚、インクの粘度によって必要な駆動波形が異なることから、画像形成装置2においては、図13に示すように、インク粘度が5mPa・sのときの駆動波形、同じく粘度が10mPa・sのときの駆動波形、同じく20mPa・sのときの駆動波形をそれぞれ用意し、温度センサからの検出温度からインク粘度を判定して、使用する駆動波形を選択するようにしている。
つまり、インク粘度が小さいときは駆動パルスの電圧を相対的に小さく、インク粘度が大きいときは駆動パルスの電圧を相対的に大きくすることにより、インク粘度(温度)によらずインク滴の速度及び体積を略一定に吐出させることができる。また、駆動パルス2は、インク粘度に合わせて波高値を選択することにより、インク滴を吐出させることなくメニスカスを振動させることができる。
このような駆動パルスから構成される駆動波形を使用することによって、大中小の各滴が用紙に着弾するまでの時間を制御することができ、吐出開始の時間が大中小の各滴で異なっても、各滴をほぼ同じ位置に着弾させることが可能となる。
このように構成された画像形成装置2は、各ノズルにつき1回の吐出で画像1ドット分を形成し、そのようなドットを、記録ヘッドと記録媒体との相対的な位置を変えながら連続的に形成することで画像を形成するようになっている。その際、画像形成装置2は、ドット間に隙間ができないように、隣り合うドット同士の一部が重なるようにインク滴を吐出するようになっている。
このとき、図14(a)〜(c)及び図15(a)〜(c)に示すように、先に吐出されたインク滴が記録媒体に浸潤する前にその隣にインク滴が吐出された場合、後から吐出されたインク滴が先に吐出された隣のインク滴に引き寄せられて両インク滴が合一する合一化現象が発生することがある。
そして、このような合一化現象が発生した場合、本来形成されるべき位置からずれた位置にドットが形成され、若しくは、本来形成されるべき大きさとは異なった大きさのドットが形成されることになるため、画質が悪化するといった問題がある。
また、このような合一化現象が発生した場合、単位面積当たりの記録媒体へのインク付着量が増えるため、記録媒体においてインクが浸潤する深さが深くなり、裏抜けが発生して印刷物自体の品質が低下するといった問題がある。また、このような合一化現象が発生した場合、単位面積当たりの記録媒体へのインク付着量が増えるため、インクの乾燥に要する時間が長くなって生産性が低下するといった問題がある。
そこで、本実施形態に係る画像形成システムにおいては、先に印字されるドットとその隣に印字されるドットとが合一しない印字速度で画像形成装置2に画像を形成させることを要旨の一つとしている。そのために、本実施形態に係る画像形成システムは、先に印字されるドットとその隣に印字されるドットとが合一しないようにそれらのドットの印字時間の差(以下、「印字時間差」とする)を決定し、その印字時間差を満たすように印字速度を設定するように構成されている。従って、本実施形態に係る画像形成システムによれば、生産性を低下させることなく画質を向上させると共に印刷物の品質を向上させることが可能となる。
次に、本実施形態に係る印字速度決定部444の機能構成について、図16を参照して説明する。図16、本実施形態に係る印字速度決定部444の機能構成を模式的に示すブロック図である。
図16に示すように、本実施形態に係る印字速度決定部444は、テストパターン生成部445、テストパターン印字情報取得部446、合一時間決定部447、印字速度算出部448を備える。
テストパターン生成部445は、図17に示すように、ドットが隣接するように配置されたドットパターンであって、隣り合うドット(以下、「隣接ドット」とする)の印字時間差を所定の時間T(s)ずつ変えたドットパターンを生成し、印刷指示取得部441に入力する。これにより、テストパターン生成部445は、画像形成装置2に上記ドットパターンを印字させる。以下では、このとき生成されたドットパターンをテストパターンとする。
尚、上記所定の時間T(s)には特に決まりはないが、微塗工紙などでは10μs〜50ms程度を、強光沢紙等では1s程度を目安とすると効率的である。
テストパターン印字情報取得部446は、画像形成装置2により印字されたテストパターンがスキャナ等により読み込まれることで生成された読取画像データ、若しくは、画像形成装置2に印字されたテストパターンのドット位置がセンサ等により計測されることで生成されたドット位置計測データと、そのテストパターンが印字された際の印字時間差とをセットにして取得する。以下では、テストパターンの読取画像データ若しくはドット位置計測データとそのテストパターンが印字された際の印字時間差とを総称して「テストパターン印字情報」とする。
合一時間決定部447は、図17に示すように、テストパターン印字情報取得部446により取得されたテストパターン印字情報に基づき、各印字時間差におけるテストパターンのドット位置を計測することで、合一が発生しなくなる印字時間差を合一時間として決定する。以下では、このとき決定された合一時間を合一時間Aとする。
このように、合一時間決定部447がドット位置の計測により合一が発生しているか否かを判定することができるのは、合一が発生していない場合にはドットが狙いの位置に形成されるが、合一が発生している場合にはドットが狙いの位置からずれて形成されるためである。そのため、合一時間決定部447は、ドットが狙いの位置からずれているか否かにより合一が発生しているか否かを判定することができる。
尚、合一時間は、記録媒体の種類とインク液の種類との組み合わせにより変化する。そのため、合一時間は、それらの組み合わせ毎に決定されることが望ましい。また、合一時間は、インク滴の吐出適量により変化する。これは、インク滴の記録媒体への浸潤時間はインク滴の吐出適量により変化するためである。そのため、合一時間は、インク滴の吐出適量毎に決定されることが望ましい。
尚、図18(a)〜(d)及び図19(a)〜(d)に示すように、先に吐出されたインク滴が記録媒体に対して所定の割合以上浸潤した後にその隣にインク滴が吐出された場合、後から吐出されたインク滴が先に吐出された隣のインク滴に引き寄せられるが、両インク滴の境目がわかり辛くなるほどの合一は発生しない。そのため、合一時間決定部447は、図18(a)〜(d)及び図19(a)〜(d)に示すように、両インク滴の境目がわかり辛くなるほどの合一が発生していない場合には、合一が発生していないと判定する。
尚、図18(a)〜(d)及び図19(a)〜(d)においては、先に吐出されたインク滴が記録媒体に対して所定の割合以上浸潤した後にその隣にインク滴が吐出された場合、について説明したが、先に吐出されたインク滴が所定の割合以上乾燥した後にその隣にインク滴が吐出された場合であっても同様である。
このように、合一時間決定部447は、合一時間Aを決定するための閾値として、即ち、隣り合う画素に相当する位置に形成される画像2ドット分のインク滴同士が合一しなくなる時間差として、先に吐出されたインク滴が記録媒体に対して所定の割合以上染み込むための時間、若しくは、先に吐出されたインク滴が所定の割合以上乾燥するための時間を基準としている。
印字速度算出部448は、デフォルトの印字速度における隣接ドットの印字時間差を算出し、その印字時間差と合一時間決定部447により決定された合一時間とに基づき、合一が発生しない印字速度を算出する。そして、印字速度算出部448は、算出した印字速度を通信制御部430に入力する。これにより、印字速度算出部448は、画像形成装置2に合一が発生しない印字速度で画像を形成させる。
次に、本実施形態に係る印字速度算出部448が隣接ドットの印字時間差を算出するための具体的手法について、図20〜図24を参照して説明する。図20〜24は、本実施形態に係る記録ヘッド7を記録面から示す図である。
図20に示すように、本実施形態に係る記録ヘッド7は、副走査方向に等間隔で配置された300dpiのノズル列が、千鳥配置となるように主走査方向に10mmの間隔を開けて2列分配置されて構成されている。従って、本実施形態に係る記録ヘッド7により、例えば、600dpi×600dpiの画像が形成される場合、隣接ドット間の距離は42μmとなる。尚、副走査方向においてノズル列間で隣接するノズルは互いに、一部が重複するように配置されている。
このように構成された記録ヘッド7が、図21に示すように、異なる色の他の記録ヘッド7とヘッド間距離40mmを開けて主走査方向に隣接して配置されている。
そして、このように構成された記録ヘッド7は、デフォルトの印字速度における画像形成時、主走査方向の一方向に向かって0.5m/sで移動する。
従って、図22に示すように、本実施形態に係る記録ヘッド7がデフォルトの印字速度(0.5m/s)で主走査方向に1ドット分(42μm)だけ移動するために要する時間、即ち、主走査方向における隣接ドットの印字時間差は84μsとなる。以下では、このようにして算出された印字時間差を印字時間差b1とする。
また、図23示すように、本実施形態に係る記録ヘッド7がデフォルトの印字速度(0.5m/s)で主走査方向にノズル列間距離(10mm)だけ移動するために要する時間、即ち、副走査方向における隣接ドットの印字時間差は20msとなる。以下では、このようにして算出された印字時間差を印字時間差b2とする。
また、図24に示すように、本実施形態に係る記録ヘッド7がデフォルトの印字速度(0.5m/s)で主走査方向にヘッド間距離(40mm)だけ移動するために要する時間、即ち、主走査方向における異なる色の隣接ドットの印字時間差は80msとなる。以下では、このようにして算出された印字時間差を印字時間差Cとする。
次に、本実施形態に係る印字速度決定部444が合一時間Aを決定する際の処理について、図25を参照して説明する。図25は、本実施形態に係る印字速度決定部444が合一時間を決定する際の処理を説明するためのフローチャートである。
図25に示すように、本実施形態に係る印字速度決定部444が合一時間Aを決定する際にはまず、テストパターン生成部445は、ドットパターンを生成し(S2501)、印刷指示取得部441に入力する。これにより、テストパターン生成部445は、画像形成装置2に上記ドットパターンを印字させる(S2502)。
そして、テストパターン印字情報取得部446は、S2502において画像形成装置2により印字されたテストパターンに関するテストパターン印字情報を取得する(S2503)。
その後、合一時間決定部447は、S2503において取得されたテストパターン印字情報に基づいてドット位置を計測して(S2504)、各印字時間差におけるドットパターンについて合一が発生しているか否かを判定し(S2505)、合一時間を決定する(S2506)。本実施形態に係る印字速度決定部444は、このような処理により合一時間Aを決定する。
次に、本実施形態に係る印字速度算出部448が印字速度を算出する際の処理について、図26を参照して説明する。図26は、本実施形態に係る印字速度算出部448が印字速度を算出する際の処理を説明するためのフローチャートである。尚、図24においては、記録ヘッド7は、図20〜図24を参照して説明した構成であるものとする。また、図26においては、合一時間Aを100μsとして説明する。
図26に示すように、本実施形態に係る印字速度算出部448は、印字速度を算出する際にはまず、印字モードを設定する(S2601)。ここで、印字モードとは、画質に関するモードのことである。以下では、印字モードが600dpi×600dpiに設定されている例について説明する。
そして、印字速度算出部448は、印字時間差b1及びb2を算出し、算出した印字時間差のうち短い方の印字時間差を印字時間差Bとする(S2602)と共に、印字時間差Cを算出する(S2603)。このとき、印字時間差b1は84μsであり、印字時間差b2は20msであるため、印字時間差Bは84μsとなる。また、印字時間差Cは80msである。
その後、印字速度算出部448は、印字時間差A≦印字時間差Bであるか否かを判定する(S2604)。
印字速度決定部444は、S2604における判定処理において、印字時間差A≦印字時間差Bであると判定した場合には(S2604/YES)、デフォルトの印字速度でも、主走査方向における隣接ドットにおいて合一は発生しないものと判断して、印字時間差A≦印字時間差Cであるか否かを判定する(S2605)。
印字速度決定部444は、S2605における判定処理において、印字時間差A≦印字時間差Cであると判定した場合には(S2605/YES)、デフォルトの印字速度でも、主走査方向における異なる色の隣接ドットにおいて合一は発生しないものと判断して、デフォルトの印字速度、即ち、記録ヘッド7の主走査方向への移動速度0.5m/sを印字速度として決定する(S2606)。
一方、印字速度決定部444は、S2605における判定処理において、印字時間差A≦印字時間差Cではないと判定した場合には(S2605/NO)、デフォルトの印字速度では、主走査方向における異なる色の隣接ドットにおいて合一が発生するものと判断して、隣接ヘッド間でウェイト時間を設けて印字時間差を調整する(S2607)。
これにより、印字速度決定部444は、デフォルトの印字速度でも、主走査方向における異なる色の隣接ドットにおいて合一は発生しないものと判断して、デフォルトの印字速度、即ち、記録ヘッド7の主走査方向への移動速度0.5m/sを印字速度として決定する(S2606)。
他方、印字速度算出部448は、S2604における判定処理において、印字時間差A≦印字時間差Bではないと判定した場合には(S2604/NO)、デフォルトの印字速度では、主走査方向における隣接ドットにおいて合一が発生するものと判断して、印字時間差A≦印字時間差Bとなる印字速度を算出する(S2608)。
このとき、合一時間A=100μsであるため、印字時間差Bが100μs以上とならなければならない。そのためには、主走査方向への隣接ドット間の距離が42μmであるため、記録ヘッド7の主走査方向への移動速度が0.42m/sとなれば良い。そのため、印字速度算出部448は、印字時間差A≦印字時間差Bとなる印字速度として、記録ヘッド7の主走査方向への移動速度:0.42m/sを算出する。
そして、印字速度算出部448は、S2608において算出された印字速度で改めて印字時間差Cを算出する(S2609)。このとき算出された印字時間差Cを印字時間差C’とすると、印字速度(記録ヘッド7の主走査方向への移動速度)が0.42m/s、ヘッド間距離が40mmであるため、印字時間差C’は、95m/sと算出される。
その後、印字速度決定部444は、印字時間差A≦印字時間差C’であるか否かを判定する(S2610)。
印字速度決定部444は、S2610における判定処理において、印字時間差A≦印字時間差C’であると判定した場合には(S2610/YES)、S2608において算出された印字速度では、主走査方向における異なる色の隣接ドットにおいて合一は発生しないものと判断して、S2608において算出された印字速度、即ち、記録ヘッド7の主走査方向への移動速度0.42m/sを印字速度として決定する(S2611)。
一方、印字速度決定部444は、S2610における判定処理において、印字時間差A≦印字時間差C’ではないと判定した場合には(S2610/NO)、S2608において算出された印字速度では、主走査方向における異なる色の隣接ドットにおいて合一が発生するものと判断して、隣接ヘッド間でウェイト時間を設けて印字時間差を調整する(S2612)。
これにより、印字速度決定部444は、S2608において算出された印字速度でも、主走査方向における異なる色の隣接ドットにおいて合一は発生しないものと判断して、S2608において算出された印字速度、即ち、記録ヘッド7の主走査方向への移動速度0.42m/sを印字速度として決定する(S2611)。本実施形態に係る印字速度算出部448は、このような処理により印字速度を算出する。
そして、本実施形態に係る画像形成装置2は、記録ヘッド7の主走査方向への移動速度に合わせてインク滴を吐出するため、デフォルトの印字速度では図27(a)に示すタイミングでインク滴を吐出し、合一が発生しない印字速度では図27(b)に示すようなタイミングでインク滴を吐出することになる。即ち、本実施形態に係る画像形成装置2は、デフォルトの印字速度と合一が発生しない印字速度とでは、隣接ドットの印字時間差が異なる。図27(a)は、本実施形態に係る画像形成装置2がデフォルトの印字速度で画像を形成する際のインク滴の吐出タイミングを示す図である。図27(b)は、本実施形態に係る画像形成装置2が合一の発生しない印字速度で画像を形成する際のインク滴の吐出タイミングを示す図である。
次に、本実施形態に係る画像形成装置2の記録方法について、図28(a)〜(d)を参照して説明する。図28(a)〜(d)は、本実施形態に係る画像形成装置2の記録方法を説明するための図である。
図28(a)に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、記録媒体に対して1回の主走査でその主走査方向への画像を全て形成する所謂1パス印字により画像を形成する。画像形成装置2が1パス印字で画像を形成する場合の印字速度の決定方法は上述した通りである。1パス印字においては、主走査方向における隣接ドットの印字時間差が最も短くなるため、合一が発生しやすい。
また、図28(b)に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、記録媒体に対して2回の主走査でその主走査方向への画像を全て形成する所謂2パス印字により画像を形成しても良い。2パス印字においては、主走査方向への印字タイミングは1パス印字とは異なり、隣接ドットで1スキャン置きとなるため、1パス印字に比べて主走査方向における隣接ドットの印字時間差が長くなり合一が発生しにくい。但し、本実施形態に係る画像形成装置2は、そのような場合であっても合一の発生をより確実に抑制するために、1スキャン目と2スキャン目との間でウェイト時間を設けて印字時間差を調整するようにしても良い。また、2パス印字においては、ノズル列方向、即ち、副走査方向への印字タイミングは1パス印字と同じであるため合一は発生しにくい。
また、図28(c)に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、記録媒体に対して記録媒体に対して1回の主走査でその主走査方向への画像を全て形成するが、副走査方向へは1ドット置きに画像を形成する所謂1パス1/2インターレス印字により画像を形成しても良い。1パス1/2インターレス印字においては、ノズル列方向、即ち、副走査方向への印字タイミングは1スキャン置きとなるため隣接ドットの印字時間差が長くなり合一が発生しにくいが、主走査方向への印字タイミングは1パス印字と同じであるため、合一が発生しやすい。そのため、本実施形態に係る画像形成装置2は、1パス1/2インターレス印字により画像を形成する場合、1パス印字と同様にして印字速度を決定する。
また、図28(d)に示すように、本実施形態に係る画像形成装置2は、記録媒体に対して記録媒体に対して2回の主走査でその主走査方向への画像を全て形成するが、副走査方向へは1ドット置きかつ交互に画像を形成する所謂2パス1/2インターレス印字により画像を形成しても良い。2パス1/2インターレス印字においては、主走査方向への印字タイミングは1パス印字とは異なり、隣接ドットで2スキャン置きとなるため隣接ドットの印字時間差が長くなり合一が発生しにくい。また、2パス1/2インターレス印字においては、ノズル列方向、即ち、副走査方向への印字タイミングは1スキャン若しくは2スキャン置きとなるため隣接ドットの印字時間差が長くなり合一が発生しにくい。但し、1スキャン置きの場合、2スキャン置きよりも合一が発生する可能性が高いため、2スキャン目と3スキャン目との間でウェイト時間を設けて印字時間差を調整することで合一の発生をより確実に抑制するようにしても良い。
また、この他、本実施形態に係る画像形成装置2は、記録媒体の同一領域に対して同一のノズル群あるいは異なるノズル群によって複数回の主走査により画像を形成する所謂マルチパス印字により画像を形成しても良い。また、本実施形態に係る画像形成装置2は、主走査方向にヘッドを並べて同一の領域を異なるノズルで打ち分けても良い。
また、いずれの記録方法であっても、本実施形態に係る画像形成装置2は、1スキャン置きに隣接ドットを印字する場合には、その間にウェイト時間を設けて印字時間差を調整することで合一の発生をより確実に抑制するようにしても良い。
以上、説明したように、本実施形態に係る画像形成システムにおいては、先に印字されるドットとその隣に印字されるドットとが合一しない印字速度で画像形成装置2に画像を形成させることを要旨の一つとしている。そのために、本実施形態に係る画像形成システムは、先に印字されるドットとその隣に印字されるドットとが合一しないようにそれらの印字時間差を決定し、その印字時間差を満たすように印字速度を設定するように構成されている。従って、本実施形態に係る画像形成システムによれば、生産性を低下させることなく画質を向上させると共に印刷物の品質を向上させることが可能となる。
尚、本実施形態に係る画像形成システムは、図27(a)、(b)に示したように、記録ヘッド7の移動速度を変更することで印字速度を変更する、即ち、隣接ドットの印字時間差を変更するように構成されている例について説明した。この他、本実施形態に係る画像形成システムは、駆動波形の波形パターンが変化しないように駆動周波数を変更することでインク滴の吐出速度を変更し、その吐出速度の変更により印字速度を変更する、即ち、隣接ドットの印字時間差を変更するように構成されていても良い。
具体的には、本実施形態に係る画像形成システムは、インク滴の吐出速度を遅くする場合には駆動周波数を低くし、インク滴の吐出速度を速くする場合には駆動周波数を高くするように制御する。
そして、本実施形態に係る画像形成装置2は、インク滴の吐出速度に合わせて記録ヘッド7を主走査方向へ移動させるため、デフォルトの印字速度では図29(a)に示すタイミングでインク滴を吐出し、合一が発生しない印字速度では図29(b)に示すようなタイミングでインク滴を吐出することになる。即ち、本実施形態に係る画像形成装置2は、デフォルトの印字速度と合一が発生しない印字速度とでは、隣接ドットの印字時間差が異なる。図29(a)は、本実施形態に係る画像形成装置2がデフォルトの印字速度で画像を形成する際のインク滴の吐出タイミングを示す図である。図29(b)は、本実施形態に係る画像形成装置2が合一の発生しない印字速度で画像を形成する際のインク滴の吐出タイミングを示す図である。
但し、図30に示すように、駆動波形の波形パターンが変化しなくても、駆動周波数を変更するとインク滴の吐出滴量が変化してしまうことがある。具体的には、図30に示すように、駆動周波数が低くなるとインク滴の吐出適量が少なくなり、駆動周波数が高くなるとインク滴の吐出滴量が多くなる傾向にある。そのため、画像形成装置2は、合一が発生しないように印字速度を変更するためにインク滴の吐出速度を変更すると、インク滴の吐出滴量も変化してしまい、狙いの吐出適量のインク滴を吐出することができなくなってしまう。
そこで、本実施形態に係る画像形成システムは、合一が発生しないように印字速度を変更するためにインク滴の吐出速度を変更する場合、インク滴の吐出適量をその吐出速度に合わせて変更するように制御することで、画像形成装置2に狙いの吐出適量のインク滴を吐出させることが可能となる。
具体的には、本実施形態に係る画像形成システムは、インク滴の吐出速度を遅くする場合、即ち、駆動周波数を低くする場合には、インク滴の吐出適量が多くなるように制御し、インク滴の吐出速度を速くする場合、即ち、駆動周波数を高くする場合には、インク滴の吐出適量が少なくなるように制御することで、画像形成装置2に狙いの吐出適量のインク滴を吐出させることが可能となる。
インク滴の吐出適量をその吐出速度に合わせて変更する方法としては、例えば、本実施形態に係る画像形成システムは、インク滴の吐出速度に合わせて駆動波形の強度を変更するように制御する。具体的には、本実施形態に係る画像形成システムは、インク滴の吐出速度を遅くする場合、即ち、駆動周波数を低くする場合には、駆動波形の強度を強くなるように制御することで吐出適量を増やし、インク滴の吐出速度を速くする場合、即ち、駆動周波数を高くする場合には、駆動波形の強度を弱くなるように制御することで吐出適量を減らす。
また、インク滴の吐出適量をその吐出速度に合わせて変更する他の方法としては、例えば、本実施形態に係る画像形成システムは、インク滴の吐出速度に合わせて中間調処理のパラメータを変更する。具体的には、本実施形態に係る画像形成システムは、インク滴の吐出速度を遅くする場合、即ち、駆動周波数を低くする場合には、中間調処理のパラメータを濃くなるように変更することで吐出適量を増やし、インク滴の吐出速度を速くする場合、即ち、駆動周波数を高くする場合には、中間調処理のパラメータを薄くなるように変更することで吐出適量を減らす。
また、インク滴の吐出適量をその吐出速度に合わせて変更する他の方法としては、例えば、本実施形態に係る画像形成システムは、インク滴の吐出速度に合わせて画像データの入力階調に対する出力階調をシフトさせる。具体的には、本実施形態に係る画像形成システムは、インク滴の吐出速度を遅くする場合、即ち、駆動周波数を低くする場合には、画像データの入力階調に対して出力階調を高めにシフトさせるように制御することで吐出適量を増やし、インク滴の吐出速度を速くする場合、即ち、駆動周波数を高くする場合には、画像データの入力階調に対して出力階調を低めにシフトさせるように制御することで吐出適量を減らす。
このように、インク滴の吐出速度に合わせて画像データの入力階調に対する出力階調をシフトさせるのは、インク滴の吐出適量が変化すると、単位面積当たりのインク滴の吐出量が同じ場合であっても濃度が変化するためである。具体的には、インク滴の吐出適量が減少すると単位面積当たりのインク滴の吐出量が同じ場合であっても濃度が低下し、インク滴の吐出適量が増加すると単位面積当たりのインク滴の吐出量が同じ場合であっても濃度が上昇してしまうためである。
そこで、インク滴の吐出速度に合わせて画像データの入力階調に対する出力階調をシフトさせることで単位面積当たりのインク滴の吐出量を変更することで濃度変化を抑制することが可能となる。具体的には、インク滴の吐出適量が減少する場合、単位面積当たりのインク滴の吐出量を増加させることで濃度低下を抑制し、インク滴の吐出適量が増加する場合、単位面積当たりのインク滴の吐出量を減少させることで濃度上昇を抑制する。尚、画像データの入力階調に対して出力階調をシフトさせる以外に、中間調パターンそのものを変更しても良い。
上述したように、インク滴の吐出適量をその吐出速度に合わせて変更するのは、情報処理装置1であっても良いし、画像形成装置2であっても良い。情報処理装置1の場合、プリンタドライバ440がインク滴の吐出適量をその吐出速度に合わせて変更するように制御若しくは処理を行う。また、画像形成装置2の場合、印刷制御部207、ASIC205、ヘッドドライバ208の少なくともいずれかがインク滴の吐出適量をその吐出速度に合わせて変更するように制御若しくは処理を行う。
また、本実施形態に係る画像形成システムは、合一が発生しないように印字速度を決定するように構成されている例について説明したが、印字時間差A≦印字時間差B、かつ、印字時間差A≦印字時間差Cである場合、この条件を満たす範囲で、印字速度を速くするように構成されていても良い。このように構成されることで、本実施形態に係る画像形成システムは、画質を低下させることなく生産性を向上させることが可能となる。
また、本実施形態に係る画像形成システムは、合一が発生しない印字速度を情報処理装置1が決定するように構成されている例について説明した。この他、本実施形態に係る画像形成システムは、本実施形態に係るプリンタドライバ440と同様の画像処理を実行する特定用途向けのASICを備えることで合一が発生しない印字速度を画像形成装置2が決定するように構成されていても良い。
1 情報処理装置
2 画像形成装置
3 ネットワーク
4 主走査モータ
5 タイミングベルト
7 記録ヘッド
8 サブタンク
9 インク供給チューブ
10 給紙カセット
11 用紙積載部
12 用紙
13 半月コロ
14 分離パッド
15 ガイド
21 搬送ベルト
22 カウンタローラ
23 搬送ガイド
24 押さえ部材
25 押さえコロ
26 帯電ローラ
27 搬送ローラ
28 テンションローラ
29 ガイド部材
31 副走査モータ
32 タイミングベルト
33 タイミングローラ
34 スリット円板
35 エンコーダセンサ
36 ロータリエンコーダ
43 エンコーダセンサ
51 分離爪
52 排紙駆動ローラ
53 排紙ローラ
54 排紙トレイ
56 維持回復機構
57 キャップ
58 ワイパーブレード
61 両面給紙ユニット
62 ガイドロッド
63 ガイドレール
64 キャリッジ
200 制御回路
201 CPU
202 ROM
203 RAM
204 NVRAM
205 ASIC
207 印刷制御部
208 ヘッドドライバ
210 モータ駆動部
212 ACバイアス供給部
213 IO
214 操作パネル
215 温湿度センサ
221 シフトレジスタ
222 ラッチ回路
223 デコーダ
224 レベルシフタ
225 アナログスイッチ
231 流路板
232 振動板
233 ノズル板
234 ノズル
235 ノズル連通路
236 液室
238 共通液室
239 インク供給口
241 圧電素子
242 ベース基板
243 支柱部
244 FPCケーブル
245 フレーム部材
246 貫通部
247 インク供給穴
248 圧電材料
249 内部電極
250 個別電極
251 共通電極
301 駆動波形生成部
302 データ転送部
401 CPU
402 ROM
403 RAM
404 操作部
405 表示部
406 HDD
407 外部I/F
408 バス
410 コントローラ
420 アプリケーション
430 通信制御部
440 プリンタドライバ
441 印刷指示主取得部
442 描画情報生成部
443 描画情報転送部
444 印刷速度決定部
445 テストパターン生成部
446 テストパターン印字情報取得部
447 合一時間決定部
448 印字速度算出部
2 画像形成装置
3 ネットワーク
4 主走査モータ
5 タイミングベルト
7 記録ヘッド
8 サブタンク
9 インク供給チューブ
10 給紙カセット
11 用紙積載部
12 用紙
13 半月コロ
14 分離パッド
15 ガイド
21 搬送ベルト
22 カウンタローラ
23 搬送ガイド
24 押さえ部材
25 押さえコロ
26 帯電ローラ
27 搬送ローラ
28 テンションローラ
29 ガイド部材
31 副走査モータ
32 タイミングベルト
33 タイミングローラ
34 スリット円板
35 エンコーダセンサ
36 ロータリエンコーダ
43 エンコーダセンサ
51 分離爪
52 排紙駆動ローラ
53 排紙ローラ
54 排紙トレイ
56 維持回復機構
57 キャップ
58 ワイパーブレード
61 両面給紙ユニット
62 ガイドロッド
63 ガイドレール
64 キャリッジ
200 制御回路
201 CPU
202 ROM
203 RAM
204 NVRAM
205 ASIC
207 印刷制御部
208 ヘッドドライバ
210 モータ駆動部
212 ACバイアス供給部
213 IO
214 操作パネル
215 温湿度センサ
221 シフトレジスタ
222 ラッチ回路
223 デコーダ
224 レベルシフタ
225 アナログスイッチ
231 流路板
232 振動板
233 ノズル板
234 ノズル
235 ノズル連通路
236 液室
238 共通液室
239 インク供給口
241 圧電素子
242 ベース基板
243 支柱部
244 FPCケーブル
245 フレーム部材
246 貫通部
247 インク供給穴
248 圧電材料
249 内部電極
250 個別電極
251 共通電極
301 駆動波形生成部
302 データ転送部
401 CPU
402 ROM
403 RAM
404 操作部
405 表示部
406 HDD
407 外部I/F
408 バス
410 コントローラ
420 アプリケーション
430 通信制御部
440 プリンタドライバ
441 印刷指示主取得部
442 描画情報生成部
443 描画情報転送部
444 印刷速度決定部
445 テストパターン生成部
446 テストパターン印字情報取得部
447 合一時間決定部
448 印字速度算出部
Claims (10)
- 記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら前記記録ヘッドに形成されたノズルから前記記録媒体に対して所定の時間間隔でインク滴を吐出ることで画像を形成する画像形成装置に画像形成出力を実行させるための画像形成方法であって、
前記時間間隔を、隣り合う位置に吐出されるインク滴同士が合一しなくなる時間差として予め定められた閾値以上となるように制御することを特徴とする画像形成方法。 - 前記閾値は、前記記録媒体上に吐出された前記インク滴が前記記録媒体に対して所定の割合以上染み込むための時間、若しくは、前記記録媒体上に吐出された前記インク滴が所定の割合以上乾燥するための時間であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記記録ヘッドに形成されたノズルから吐出されたインク滴により形成されるドットの隣に、前記記録ヘッドとは異なる他の記録ヘッドに形成されたノズルからインク滴を吐出する際の時間間隔を前記閾値以上となるように制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
- 前記時間間隔を、前記記録ヘッドと前記記録媒体との相対的な移動速度を制御することにより制御することを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記時間間隔を、前記ノズルからのインク滴の吐出速度を制御することにより制御することを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載の画像形成方法。
- 前記ノズルからのインク滴の吐出速度に応じて前記ノズルからの前記インク滴の吐出適量を制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成方法。
- 前記ノズルからのインク滴の吐出速度に応じて画像データの中間調処理のパラメータを変更することを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成方法。
- 前記ノズルからのインク滴の吐出速度に応じて画像データの入力階調に対して出力階調をシフトさせ、若しくは、画像データの中間調パターンを変更することを特徴とする請求項5乃至7いずれか1項に記載の画像形成方法。
- 記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら前記記録ヘッドに形成されたノズルから前記記録媒体に対して所定の時間間隔でインク滴を吐出ることで画像を形成する画像形成装置に画像形成出力を実行させるための画像形成プログラムであって、
前記時間間隔を、隣り合う位置に吐出されるインク滴同士が合一しなくなる時間差として予め定められた閾値以上となるように制御するステップを実行することを特徴とする画像形成プログラム。 - 記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら前記記録ヘッドに形成されたノズルから前記記録媒体に対して所定の時間間隔でインク滴を吐出ることで画像を形成する画像形成装置であって、
前記時間間隔を、隣り合う位置に吐出されるインク滴同士が合一しなくなる時間差として予め定められた閾値以上となるように制御する制御部を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2014206439A JP2016074145A (ja) | 2014-10-07 | 2014-10-07 | 画像形成方法、画像形成プログラム、画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014206439A JP2016074145A (ja) | 2014-10-07 | 2014-10-07 | 画像形成方法、画像形成プログラム、画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016074145A true JP2016074145A (ja) | 2016-05-12 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014206439A Pending JP2016074145A (ja) | 2014-10-07 | 2014-10-07 | 画像形成方法、画像形成プログラム、画像形成装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2014
- 2014-10-07 JP JP2014206439A patent/JP2016074145A/ja active Pending
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