本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排送に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形などの有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置であればよい。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などもこれに含まれる。
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
(第1の実施の形態)
以下に添付図面を参照して、液体を吐出する装置(以下、液体吐出装置と略す)、画像形成方法、及びプログラムの実施の形態を詳細に説明する。ここでは、上記液体吐出装置としてシリアル型装置への適用例を示す。
図1〜図3は、本実施の形態の液体吐出装置の構成を説明するための図である。図1は、本実施の形態の液体吐出装置の内部構成の一例を示す図である。図2は、液体吐出装置の画像形成部の構成の一例を示す図である。図3は、液体吐出装置の搬送部の構成の一例を示す図である。なお、図2中の「装置後側(背面側)」は図1の紙面奥側に対応し、「装置前側(正面側)」は図1の紙面手前側に対応するものとする。
図1には、画像形成部2、副走査搬送部3、及び給紙部4が図示されている。給紙トレイ105の被記録媒体14は、搬送経路310、305、306を搬送され、排紙トレイ104に排紙される。搬送経路305では、搬送ベルト13によって被記録媒体(「液体が付着可能なもの」の一例)14が搬送されるとともに、キャリッジ23等を備える画像形成部2により画像が形成される。以下、キャリッジ23と被記録媒体14とを相対的に移動させる移動機構について詳しく説明する。
キャリッジ23は、記録ヘッド24、サブタンク25、及び、照射部(UVランプ51及び52(図2参照))等を備える。
記録ヘッド24は、主走査方向Y1(図2参照)に配列された複数の液体吐出ヘッド24k、24w、24c、24m及び24y(図2参照)を備える。複数の液体吐出ヘッド24k、24w、24c、24m及び24yのそれぞれは、液体を吐出する多数のノズルが配列された液体吐出領域を有する。液体吐出ヘッド24kは、ブラック(Bk)インクを吐出する。液体吐出ヘッド24wは、ホワイト(W)インクを吐出する。液体吐出ヘッド24cは、シアン(C)インクを吐出する。液体吐出ヘッド24mは、マゼンタ(M)インクを吐出する。液体吐出ヘッド24yは、イエロー(Y)インクを吐出する。各色のインクは、キャリッジ23に色毎に搭載されたサブタンク25から、各色のインクが供給される。なお、インクの色及び数は任意でよく、必要に応じて変更が可能である。
サブタンク25の各色のインクは、インクカートリッジ26(26k、26w、26c、26m及び26y)から供給される。インクカートリッジ26(26k、26w、26c、26m及び26y)は、ブラック(Bk)インク、ホワイト(W)インク、シアン(C)インク、マゼンタ(M)インク及びイエロー(Y)インクをそれぞれ収容した記録液カートリッジである。インクカートリッジ26(26k、26w、26c、26m及び26y)は、図1に示されるように、例えば装置本体の前面(紙面手前側)のカートリッジ装着部に着脱自在に装着される。なお、図1のインクカートリッジ26は模式的に示されており、サブタンク25との大きさの比は、実際のサブタンク25及びインクカートリッジ26の大きさの比とは異なる。
各色のインクの滴(インク滴)は、活性エネルギー線が照射されることで硬化する。活性エネルギー線としては、例えば紫外線及び電子線等が挙げられるが、その中でも紫外線が好ましい。
ここで活性エネルギー線の照射に係る構成について説明する。図2に示されるように、キャリッジ23は第1の方向である主走査方向Y1に走査し、用紙5(被記録媒体14)は第2の方向である副走査方向Y2に搬送される。主走査方向Y1は副走査方向Y2と直交する。照射部(UVランプ51及び52)は、記録ヘッド24の両側に配置される。UVランプ51は、記録ヘッド24の主走査方向Y1の往路方向の後方に配置される。またUVランプ52は、記録ヘッド24の主走査方向Y1の復路方向の後方に配置される。
UVランプ51及び52は、記録ヘッド24から吐出された活性エネルギー線硬化インクに活性エネルギー線を照射する。なお、本実施の形態の説明では、照射部として紫外線ランプユニット(UVランプ)を例に挙げ、活性エネルギー線として紫外線を例に挙げて説明するが、これに限られるものではない。
用紙5(被記録媒体14)上に吐出されたインク滴に紫外線が照射されることにより、インク滴が硬化して用紙5(被記録媒体14)上に定着する。
図1に示されるように、液体吐出装置1は、装置本体の内部(筺体内)に、画像形成部2及び副走査搬送部3等を有している。被記録媒体14は、装置本体の右側面部に設けられた給紙部4から1枚ずつ給紙され、搬送経路310を介して副走査搬送部3の搬送経路305に搬送される。副走査搬送部3が、被記録媒体14を搬送する際に、画像形成部2のキャリッジ23が、所要のキャリッジ移動をしながらインクを吐出することにより、被記録媒体14に画像が形成(記録)される。記録物(画像が形成された被記録媒体14)は、搬送経路306を通じて装置本体の左側面部に設けられた排紙トレイ104上に排紙される。なお、上記画像の形成順序については後述する。
記録ヘッド24を保持するキャリッジ23は、ガイドロッド22及びガイドステーにより主走査方向Y1に移動可能に保持される。主走査モータ27は、駆動プーリ28Aと従動プーリ28B間に架け渡したタイミングベルト29を介してキャリッジ23を主走査方向Y1に移動走査させる。
また、キャリッジ23は、目的とする画像の層数に応じて、すなわち液体層の厚みに応じて、記録ヘッド24と被記録媒体14との垂直方向の距離を調整可能としている。ここで「層数」とは、液体層の上に液体層を積層した場合の積層数である。
また、螺旋状にネジが切られているボールネジロッド53(54)により、UVランプ51(52)がキャリッジ23に係止されている。UVランプ51(52)は、ボールネジロッド53(54)に沿って移動でき、記録ヘッド24と所定の距離を設けて配置されている。
UVランプ51及び52は、キャリッジ23と所定の距離を設けて、キャリッジ23と一緒に主走査方向Y1に移動走査する。本実施の形態の液体吐出装置1は、シャトル方式でUV硬化を行う。すなわち液体吐出装置1は、キャリッジ23を主走査方向Y1に移動させ、副走査搬送部3によって被記録媒体14を用紙搬送方向(副走査方向Y2)に送りながら、キャリッジ23に搭載された記録ヘッド24からインク滴を吐出させる。これと同時に、液体吐出装置1は、キャリッジ23に搭載されたUVランプ51及び52により、紫外線を照射させながらインク滴を硬化させて画像形成を行う。
記録ヘッド24は、例えばピエゾ型の駆動方式により駆動する。ピエゾ型の駆動方式では、インク流路内(圧力発生室)のインクを加圧する圧力発生手段(アクチュエータ手段)として、圧電素子が用いられる。記録ヘッド24は、圧電素子により、インク流路の壁面を形成する振動板を変形させ、インク流路内容積を変化させることによりインク滴を吐出させる。
なお、記録ヘッド24の駆動方式はピエゾ方式に限られず、任意の駆動方式でよい。記録ヘッド24の駆動方式は、例えば静電型の駆動方式でもよい。静電型の駆動方式では、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる。
図2に示されるように、キャリッジ23の走査方向の一方側における非印字領域には、記録ヘッド24のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構121が配置されている。この維持回復機構121は、保湿用キャップ122y、122m、122k、122w及び122c、ワイパー部材124及び空吐出受け部材125等を備えている。保湿用キャップ122y、122m、122k、122w及び122cのそれぞれは、液体吐出ヘッド24y、24m、24k、24w及び24cのノズル面をキャッピングする。ワイパー部材124は、5個の液体吐出ヘッド24y、24m、24k、24w及び24cのノズル面をワイピングする。空吐出受け部材125は、記録(画像形成)に寄与しない液体の吐出(空吐出)を受ける部材である。
また、キャリッジ23の走査方向の他方側における非印字領域には、5個の液体吐出ヘッド24y、24m、24k、24w及び24cから記録(画像形成)に寄与しない液体の吐出(空吐出)を行うための空吐出受け部材126が配置されている。この空吐出受け部材126には、5個の液体吐出ヘッド24y、24m、24k、24w及び24cに対応して、5個の開口127y、127m、127k、127w及び127cが形成されている。
なお、液体吐出装置1は、必要に応じて、キャリッジ23の各ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンスユニットを備えていてもよい。この場合、メンテナンス後に排出される廃液を回収する廃液タンクを備えていてもよい。
なお図1に含まれるテンションローラ15、排紙ローラ16、排紙コロ17、搬送ローラ19及び副走査モータ131の説明は、本実施の形態の液体吐出装置1の副走査搬送部3の例を示す図3を参照して後述する。
次に、図3を参照して、本実施の形態の液体吐出装置1の副走査搬送部3について説明する。
図3は本実施の形態の液体吐出装置1の副走査搬送部3の例を示す模式図である。副走査搬送部3は、被記録媒体14を吸着して画像形成部2に対向させて搬送する搬送ベルト13を有する。搬送ベルト13は、搬送ローラ19と従動ローラ21との間に掛け回され、テンションローラ15により適切な張力を保つようにテンションが与えられている。
テンションローラ15は、アーム37bより保持されている。アーム37bは回転支点37aを支点として回転移動が可能なように配置されている。そのため、例えば図3に示す矢印の方向にテンションローラ15を移動することにより、搬送ベルト13の張力を調整することができる。副走査モータ131は、搬送ローラ19を回転させることにより、搬送ベルト13を回動させる。
また、従動ローラ21は配置位置を変更することができ、必要に応じて搬送ローラ19と従動ローラ21とにより形成される搬送面を、例えば図3に示す距離aだけ下げることも可能である。
そして、プラテン部材40は、搬送ベルト13を画像形成部2に対向する領域でガイドし、適切な平面性を保つために配置されている。
搬送ベルト13は、例えば表層及び裏層の2層構造とすることが好ましい。表層は、抵抗制御を行っていない純粋な樹脂材で形成した用紙吸着面となる中抵抗層である。抵抗制御を行っていない純粋な樹脂材は、例えばETFEピュア材である。裏層は、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行ったアース層である。なお搬送ベルト13を、1層構造又は3層以上の構造にしてもよい。
副走査搬送部3の上流側には、被記録媒体14を搬送ローラ19に対向する位置で搬送ベルト13に押し付ける加圧ローラ38が配置されている。加圧ローラ38は、被記録媒体14を加圧して搬送ベルト13に密着させ、静電気により被記録媒体14を搬送ベルト13に吸着させる。
また、搬送ベルト13の表面を帯電させるために、搬送ベルト13の周回方向で、加圧ローラ38より上流側に、帯電ローラ18が配置されている。帯電ローラ18は、高圧電源(DC、又は、DC及びACの重畳バイアス供給部)から、直流電圧、又は、直流に交流が重畳された高電圧が供給されることにより帯電する。
一方、副走査搬送部3の下流側には、排紙ローラ16、排紙コロ17及び排紙トレイ104を有する排紙機構が配置されている。排紙ローラ16は、被記録媒体14を排紙するための搬送を行う。排紙コロ17は被記録媒体14を押さえる。排紙トレイ104は、排紙された被記録媒体14をストックする。
次に、図4を参照して、本実施の形態の液体吐出装置1の制御部の構成の例について説明する。
図4は本実施の形態の液体吐出装置1の制御部200の構成の例を示す図である。本実施の形態の液体吐出装置1の制御部200は、CPU(Central Processing Unit)201、ROM(Read Only Memory)202、RAM(Random Access Memory)203、NVRAM204、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)205、スキャナ制御部206、外部インタフェース(I/F)207、ヘッド駆動制御部208、ヘッドドライバ209、液滴検知制御部210、モータ駆動部211〜215、クラッチ類駆動部216、AC(Alternating Current)バイアス供給部217、I/O(Input/Output)221、モータ駆動部317、カール矯正(乾燥)制御部311、吸着搬送制御部312及びランプユニット制御部313を備える。
また制御部200は、操作パネル222、画像読取部11、温湿度センサ300等のセンサ類、記録ヘッド24、液滴検知装置61、主走査モータ27、副走査モータ131、給紙モータ45、排紙モータ271、両面搬送モータ291、クラッチ類241、帯電ローラ18、搬送モータ318、ヒータ425、ファン426、加圧ローラ38、ファン424、及びUVランプ51、52と接続されている。
CPU201は、液体吐出装置1の動作を制御するプログラムを実行する。ROM202は、プログラム、駆動波形データ、及び、その他の固定データを記憶する。RAM203は、画像データ等を一時的に記憶する。NVRAM204は、液体吐出装置1の電源が遮断されている間も保持する必要のあるデータを記憶する不揮発性メモリである。ASIC205は、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理、その他装置全体を制御するための入出力信号処理などを行う。
外部I/F207は、外部装置とデータ及び信号の送受信を行う。
ヘッド駆動制御部208及びヘッドドライバ209は、画像形成部2の記録ヘッド24を駆動制御する。液滴検知制御部210は液滴検知装置61を制御する。モータ駆動部211は主走査モータ27を駆動制御する。モータ駆動部212は副走査モータ131を駆動制御する。モータ駆動部213は給紙モータ45を駆動制御する。モータ制御部214は排紙モータ271を駆動制御する。モータ制御部215は両面搬送モータ291を駆動制御する。
ACバイアス供給部217は、帯電ローラ18にACバイアスを印加することにより、帯電ローラ18を駆動制御する。
I/O221は、環境温度及び環境湿度(いずれか一方でもよい)を検出する温湿度センサ300、搬送ベルト13の移動量及び移動速度に応じた検知信号を出力するエンコーダ、及び、その他のセンサ類から、検知信号を受け付ける。
操作パネル222は、情報の入力及び出力を行うLCD(Liquid Crystal Display)等の操作部である。
モータ駆動部317は、被記録媒体14を搬送する搬送モータ318を駆動制御する。カール矯正(乾燥)制御部311は、カール矯正(乾燥)処理に使用されるヒータ425及びファン426を制御する。吸着搬送制御部312は、吸着搬送処理に使用される加圧ローラ38及びファン424を制御する。ランプユニット制御部313は、UVランプ51及び52の点灯を制御する。
次に制御部200の動作の流れについて説明する。まず、外部I/F207が、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナ等の画像読取装置、及び、デジタルカメラ等の撮像装置等のホスト側の装置から、印刷データ等をケーブル及びネットワーク等を介して受信する。なお、画像読取装置は、例えばスキャナ制御部206により制御される画像読取部11でもよい。本実施の形態では、層を積層して画像を形成する処理を説明するため、上記印刷データを、積層する各層の情報を示す積層データであるものとして説明する。
CPU201は、外部I/F207に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC205により必要な画像処理、データの並び替え処理等を行う。そして、CPU201は、ASIC205により処理された各層の画像データからドットパターンデータを生成し、記録ヘッド24の1走査移動(主走査方向Y1にキャリッジ23を往路移動或いは復路移動させる1回の移動のこと)に相当するドットパターンデータを、クロック信号に同期して、ヘッド駆動制御部208に送信する。
ヘッド駆動制御部208は、ヘッドドライバ209を通じ、記録ヘッド24の1走査移動に相当するドットパターンに対応するノズルを、記録ヘッド24の1走査移動に同期して選択的に圧電素子を駆動して液滴を吐出させる。具体的に、ヘッド駆動制御部208は、ヘッドドライバ209に駆動波形を出力し、ドットパターンに対応するノズルの圧電素子の選択スイッチをオンにすることで、各対応するノズルを当該駆動波形の電圧で駆動する。
また、ヘッド駆動制御部208は、CPU201より発された液滴検知の命令を液滴検知制御部210に転送し、液滴検知制御部210は命令のタイミングに従って液滴検知装置61を制御する。液滴検知装置61は、発光手段である発光部、受光手段である受光部、光軸偏向装置を通じて記録ヘッド24からの液滴の吐出状態を検知し、検知結果に基づいて得られる検出データを液滴検知制御部210を介してCPU201へ転送する。
CPU201は検出データに基づき、ランプユニット制御部313に照射データを送信する。ランプユニット制御部313は、その照射データに基づきUVランプ51、52を照射させて、記録ヘッド24から吐出された紫外線硬化インク(活性エネルギー線硬化インク)を硬化させる。これにより、画像が形成(記録)される。
このように構成された液体吐出装置1においては、上述したように、給紙部4から被記録媒体14が1枚ずつ給紙される。被記録媒体14は、加圧ローラ38で搬送ベルト13に押し付けられ搬送される。そして、搬送ベルト13に被記録媒体14が静電的に吸着され、搬送ベルト13の周回移動によって被記録媒体14が副走査方向Y2に搬送される。
そして、主走査モータ27が、キャリッジ23を移動させながら、ヘッド駆動制御部208が、画像信号(ドットパターンデータ)に基づいて記録ヘッド24の各圧電素子を駆動する。記録ヘッド24は、停止している被記録媒体14に対して1走査(1走査移動)し、その1走査移動中に各圧電素子の駆動によりインク滴を吐出し、1走査分のドットパターンを被記録媒体14に記録する。1走査分の記録が終了すると、副走査モータ131が、搬送ローラ19を回転させることにより、搬送ベルト13を回動させて被記録媒体14を1走査に相当するライン数分だけ副走査方向Y2に送る。このようにして液体吐出装置1は、被記録媒体14を間欠的に搬送して、画像を形成する。
CPU201は、記録終了信号又は被記録媒体14の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了する。画像が形成された被記録媒体14は搬送先である排紙トレイ104に送り出される。
上述の実施の形態の説明では、搬送手段として静電吸着を行う搬送ベルト13を使用する例で説明しているが、吸引ファンによる吸着を行う搬送ベルトを使用することもできる。また、搬送ベルト13を使用せずに、搬送ローラ19と加圧ローラ38とによって用紙を画像形成部2に対向して搬送する構成としてもよい。
続いて、本実施の形態の液体吐出装置1の繰り返しの積層を実行する繰り返し手段について説明する。本実施の形態において、一例としてCPU201が上記繰り返し手段を実現する例を示す。CPU201は、ROM202のプログラムをRAM203に読み出して実行することにより、上記繰り返し手段を次のような機能部として実現する。
図5は、上記繰り返し手段の機能部の構成の一例を示す図である。図5には、一例として、設定受付部(「設定部」の一例)501と、ブロック割当部(「割当部」の一例)502と、吐出順序決定部(「決定部」の一例)503と、積層制御部(「制御部」の一例)504とを示している。
設定受付部501は、操作パネル222に対して印刷条件を設定する設定画面の表示情報を出力し、その設定画面において操作者が設定した設定情報を受け付ける。設定画面の表示情報には、層の繰り返しを指示する設定項目や、繰り返しの回数を指示する設定項目や、従来方式の積層モードへの切り替えを指示する切替指定ボックスなどを設けておく。
ブロック割当部502は、記録ヘッド24の液体吐出領域をブロック区切りにするなどして、それぞれのブロックに、積層データの各階層を形成する液体吐出領域として、階層情報(階層を識別するための情報等)を割り当てる。例えば、ブロック割当部502は、記録ヘッド24の各ノズルをノズル番号によりブロック分けし、RAM203等の記憶部においてブロック毎に階層情報を対応付けて記憶する。なお、本実施の形態では、「割当部」について、ブロック毎に階層情報を割り当てる例を示すが、割り当てをブロック毎に限定するものではない。ある層を形成するノズルが他の層と同じ領域に混在する場合には、ノズル番号毎に階層情報を対応付けてもよい。
吐出順序決定部503は、設定受付部501が受け付けた設定に従い、被記録媒体上の記録ヘッド24の走査経路(移動工程)や、記録ヘッド24による被記録媒体14上の面全体の走査における各ノズルの一連の吐出タイミングを示す吐出パターンを決定する。例えば、上記設定において従来方式により積層モードへの切り替えが指定されている場合、吐出順序決定部503は、従来方式の積層手順に従って吐出パターンを決定する。なお、吐出パターンは、各ブロックのノズル配置に従って決定するものとする。また、面全体の走査とは、1プロセスの全工程を示すものとする。
積層制御部504は、上記移動工程に基づき記録ヘッド24と被記録媒体14との移動を制御して記録ヘッド24から上記吐出パターン(吐出タイミング)でインクを吐出する。具体的に、積層制御部504は、吐出順序決定部503が決定した移動工程に従い各種モータ駆動部を制御し、記録ヘッド24の一走査移動期間毎に、吐出順序決定部503が決定した一走査移動の吐出パターン(ドットパターン)を、ヘッド駆動制御部208に出力する。
なお、ここでは、上記繰り返し手段をCPU201が実現する例を示しているが、その内の一部の機能又は全ての機能をASIC205やヘッド駆動制御部208などに搭載してもよい。
図6は、設定画面の一例を示す図である。図6に示す設定画面1000には、印刷情報表示欄1001や、繰り返し層選択欄1002や、回数指定欄1003や、モード切替チェックボックス1004などを設けている。印刷情報表示欄1001は、層数などの印刷情報を表示する欄である。繰り返し層選択欄1002は、階層情報毎に繰り返しの層を選択する欄である。回数指定欄1003は、繰り返し層選択欄1002で選択した繰り返しの層の繰り返しの回数を指定する欄である。モード切替チェックボックス1004は、従来方式による積層モードへの切り替えを指示する欄である。それぞれに操作者が必要な情報を設定し、印刷実行ボタン1005を押下すると、それぞれの設定が設定情報としてRAM203に保存され、ブロック割当部502や吐出順序決定部503や積層制御部504に印刷の実行が指示される。
次に、繰り返しの設定においての、ブロック割当部502によるブロックの割り当てと、吐出順序決定部503による吐出パターンの決定とについて説明する。ここでは、説明を分かり易くするために、記録ヘッド24に主走査方向Y1に配列されている複数の液体吐出ヘッド24y(24m、24k、24w、24c)の内の任意の一つの液体吐出ヘッドについて説明する。
図7A〜図7Gは、記録ヘッド24(任意の液体吐出ヘッド)による積層手順の一例を示す図である。先ず、図7Aを参照して構成を説明する。図7Aには、液体吐出ヘッドの一例として、1列のノズル群Nを液体吐出領域に設けたものを示している。ノズル群Nのノズルの数はここでは説明のため12個に設定している。記録ヘッド24は、液体吐出ヘッドと一体に、主走査方向Y1へ走査移動し、被記録媒体14は、記録ヘッド24による往路又は復路への一走査移動毎に副走査方向Y2へ所定のブロック幅で移動するものである。
本例は、積層データに層情報として指定されている2つの画像(第1の画像と第2の画像)を基に、それぞれの画像に対応する層を積層して積層画像を生成する場合の例である。被記録媒体14は記録ヘッド24の一走査移動毎に副走査方向Y2へ3ドット幅ずつ送られるものとする。なお、層の順序は、下層から上層にかけ、1層、2層、・・・のように順次大きくなるように呼ぶ。
ここで、ブロック割当部502によるブロックの割り当てと吐出順序決定部503による吐出パターンの決定について説明する。
階層情報に「同じ層の繰り返し」が設定されていない場合、ブロック割当部502は、液体吐出領域の下から3ノズル分を第1の画像を一方向の走査移動で形成する第1のブロックB1に割り当て、それに続く3ノズル分を第1の画像を反対方向の走査移動で形成する第2のブロックB2に割り当てる。更に、ブロック割当部502は、第2のブロックB2に続く3ノズル分を第2の画像を一方向の走査移動で形成する第3のブロックB3に割り当て、それに続く3ノズル分を第2の画像を反対方向の走査移動で形成する第4のブロックB4に割り当てる。
吐出順序決定部503は、各層の1層当たりの形成に記録ヘッド24を走査させる走査回数の情報に従い、第1のブロックB1、第2のブロックB2、第3のブロックB3、第4のブロックB4の、それぞれに向けての、吐出パターンを決定する。
この例では、第1の画像の層を一方向の走査移動と反対方向の走査移動との2回の走査で1層目として形成する。このため、吐出順序決定部503は、第1のブロックB1と第2のブロックB2の吐出パターンとして、一方向の走査移動で第1のブロックB1から着弾した液体と、それに続く反対方向の走査移動で第2のブロックB2から着弾した液体とで1層目の層が形成される高画質配置の吐出パターンを決定する。第3のブロックB3と第4のブロックB4の吐出パターンについても同様である。つまり、第2の画像の層を一方向の走査移動とそれに続く反対方向の走査移動との2回の走査で2層目として形成するため、高画質配置の吐出パターンを決定する。
階層情報に「同じ層の繰り返し」が設定されている場合は、次の通りである。但し、1層目と2層目において同じ画像(第1の画像)を繰り返し積層し、3層目で別の画像(第2の画像)を積層する場合を例にしたものである。また、繰り返しに指定する層は画質を落としてもよい層を選択するものとする。
この場合、吐出順序決定部503は、第1のブロックB1の吐出パターンとして、一方向の走査移動で第1のブロックB1から着弾した液体により1層目の層が形成される低画質配置の吐出パターンを決定する。第2のブロックB2の吐出パターンについても、それに続く反対方向の走査移動で第2のブロックB2から着弾した液体により2層目の層が形成される低画質配置の吐出パターンを決定する。第3のブロックB3と第4のブロックB4の吐出パターンについては、高画質配置の吐出パターンのままとする。
このように、「同じ層の繰り返し」が設定されている場合、第1のブロックB1と第2のブロックB2については共に、それらが形成する層の走査回数が2回から1回に減るため、吐出順序決定部503は、低画質配置の吐出パターンを決定する。
図7A〜図7Gの各被記録媒体14上には、1層目と2層目とを「同じ層の繰り返し」の設定にした場合の積層状態の一例を積層順に示している。
第1のブロックB1と第2のブロックB2とがそれぞれ被記録媒体14上に形成する1層目と2層目の層(それぞれ、白抜きのドット群で示す層)は、例えば下地などの層であり、低画質の選択が可能である。第3のブロックB3と第4のブロックB4とが被記録媒体14上に形成する3層目の層(斜線のドット群で示す層)は、例えば図形や文字などを含む画像の層であり、高画質に選択されることが好ましい。
図7A〜図7Gにおいては、被記録媒体14を副走査方向Y2へ3ドットの印字幅ずつ送り、その搬送が停止されている間に記録ヘッド24が往路又は復路の何れか一方向へ一走査移動し、その移動中に各ブロックのノズルから被記録媒体14に向け所定の吐出パターンで液体が吐出される。
具体的に、被記録媒体14上の上端の3ドット幅の領域に着目して積層手順を説明する。先ず、記録ヘッド24が往路方向へ走査移動して第1のブロックB1により1層目の下地の層を形成し(図7A)、記録ヘッド24が復路方向へ走査移動することにより第2のブロックB2により1層目の下地の層の上に2層目の下地の層を形成する(図7B)。
続いて、記録ヘッド24が往路方向へ走査移動して第3のブロックB3が3層目を構成する高画質配置のドットパターンの液体を吐出し(図7C)、更に記録ヘッド24が復路方向へ走査移動して第4のブロックB4が同じく3層目を構成する高画質配置のドットパターンの液体を吐出する(図7D)。第3のブロックB3と第4のブロックB4は、それぞれのドットパターンが高画質配置のため、記録ヘッド24による往路方向への走査移動で2層目の上に高画質配置の1回目のドットパターンの液体が着弾し、更に記録ヘッド24による復路方向への走査移動で1回目に着弾した液体の隙間に2回目の高画質配置のドットパターンの液体が埋まり、3層目の層が形成される。
以上の積層手順を同様に繰り返すことにより、被記録媒体14に積層画像が完成する(図7G)。
ここでは、一例として、ノズル群Nを1列に設定したが、複数列であってもよい。また、ノズル群Nのノズルの数を12個に設定したが、任意の数に変更してもよい。また、被記録媒体14を副走査方向Y2へ3ドットの印字幅ずつ送る例を示したが、送り幅は、「同じ層の繰り返し」に設定した層を形成するブロックの副走査方向の幅、例えば第1のブロックB1の例では3ノズル分、に応じて任意の幅に変更してもよい。
また、ここでは、1層目と同じ層を2層目にも形成する例を示した。この場合の一例として下地を例に挙げたが、これに限るものではない。例えば、両面印刷する場合に下面に位置するクリア層であってもよい。また、繰り返しの対象となる層は1層目と2層目のような下層に限らず、中間層や、上層であってもよい。また、下地やクリア層に限らず、画質を落としても十分な品質が得られる図形や文字等の単調な画像などを繰り返しの層に設定してもよい。このような場合は、濃度の高い画像が得られる。
また、ここでは一例として繰り返しの回数を「2回」としたが、3回以上であってもよい。
また、ここでは、模式的に1つの液体吐出ヘッドを複数のブロックに分けて、複数の画像の層を積層する方法を示したが、同一キャリッジ内の複数の液体吐出ヘッドを用いて複数の画像を割り当てて複数の画像の層を積層する場合も積層を高速に行うという同様の効果が得られることは言うまでもない。
(変形例1)
実施の形態では、下地など下層を繰り返し積層する例を示したが、下層に限らず上層を繰り返し積層してもよい。例えば、表面のクリア層などがこれに当たる。
図8A〜図8Gは、変形例1に係る積層手順の一例を示す図である。図8A〜図8Gは、1層目で画像(第1の画像)を積層し、2層目と3層目において同じ画像(第2の画像)を繰り返し積層する場合の積層手順を示したものである。
この場合、吐出順序決定部503は、第3のブロックB3の吐出パターンとして、一方向の走査移動で第3のブロックB3から着弾した液体により2層目の層が形成される低画質配置の吐出パターンを決定する。第4のブロックB4の吐出パターンについても、それに続く反対方向の走査移動で第4のブロックB4から着弾した液体により3層目の層が形成される低画質配置の吐出パターンを決定する。第1のブロックB1と第2のブロックB2の吐出パターンについては、高画質配置の吐出パターンとする。
このように、第3のブロックB3と第4のブロックB4については共に、それらが形成する層の走査回数が2回から1回に減るため、吐出順序決定部503は、低画質配置の吐出パターンを決定する。
図8A〜図8Gの各被記録媒体14上には、2層目と3層目とを「同じ層の繰り返し」の設定にした場合の積層状態の一例を積層順に示している。
第1のブロックB1と第2のブロックB2とが被記録媒体14上に形成する1層目の層(白抜きのドット群で示す層)は、例えば図形や文字などの画像の層であり、高画質の選択が可能である。第3のブロックB3と第4のブロックB4とがそれぞれ被記録媒体14上に形成する3層目と4層目の層(それぞれ、斜線と、×のドット群で示す層)は、例えばクリア層であり、低画質に選択することができる。
図8A〜図8Gについて、被記録媒体14上の上端の3ドット幅の領域に着目して積層手順を説明する。先ず、記録ヘッド24が往路方向へ走査移動して第1のブロックB1が1層目を構成する高画質配置のドットパターンの液体を吐出し(図8A)、更に記録ヘッド24が復路方向へ走査移動して第2のブロックB2が同じく1層目を構成する高画質配置のドットパターンの液体を吐出する(図8B)。
第1のブロックB1と第2のブロックB2は、それぞれのドットパターンが高画質配置のため、記録ヘッド24による往路方向への走査移動で被記録媒体14上に高画質配置の1回目のドットパターンの液体が着弾し、更に記録ヘッド24による復路方向への走査移動で1回目に着弾した液体の隙間に2回目の高画質配置のドットパターンの液体が埋まり、1層目の層が形成される。
続いて、記録ヘッド24が往路方向へ走査移動して第3のブロックB3により2層目の層を形成し(図8C)、記録ヘッド24が復路方向へ走査移動することにより第4のブロックB4により2層目の層の上に3層目の層を形成する(図8D)。
以上の積層手順を同様に繰り返すことにより、被記録媒体14に積層画像が完成する(図8G)。
(変形例2)
実施の形態では、繰り返しの層を他の層よりも画質を低下させて形成した場合の例を示したが、画質を落とす対象を、繰り返しの層に限らなくてもよい。
図9A〜図9Kは、変形例2に係る積層手順の一例を示す図である。図9A〜図9Kは、積層画像データに含まれる多数の画像の内の2つの画像(第1と第2の画像)の層を、他の画像の層よりも画質を低下させて形成する場合の積層手順を示したものである。
ここでは、1層目、2層目、3層目、4層目を、それぞれ、第1の画像、第2の画像、第3の画像、第4の画像に基づいて形成する例を示す。被記録媒体14は記録ヘッド24の一走査移動毎に副走査方向Y2へ2ドット幅ずつ送られるものとする。また、第1の画像の層と第2の画像の層のそれぞれの階層情報が低画質に設定されているものとする。ここで、低画質設定とは、画質を落としてもよいことが指示されている設定のことである。
ブロック割当部502は、液体吐出領域の下から2ノズル分を第1の画像を一方向の走査移動で形成する第1のブロックB1に割り当て、それに続く2ノズル分を第2の画像を反対方向の走査移動で形成する第2のブロックB2に割り当てる。更に、ブロック割当部502は、第2のブロックB2に続く2ノズル分を第3の画像を一方向の走査移動で形成する第3のブロックB3に割り当て、それに続く2ノズル分を第3の画像を反対方向の走査移動で形成する第4のブロックB4に割り当てる。更に、ブロック割当部502は、第4のブロックB4に続く2ノズル分を第4の画像を一方向の走査移動で形成する第5のブロックB5に割り当て、それに続く2ノズル分を第4の画像を反対方向の走査移動で形成する第6のブロックB6に割り当てる。
吐出順序決定部503は、第1の画像の層を一方向の走査移動の1回の走査で1層目として形成する。このため、第1のブロックB1の吐出パターンとして、一方向の走査移動で第1のブロックB1から着弾した液体により1層目の第1の画像の層が形成される低画質配置の吐出パターンを決定する。第2のブロックB2の吐出パターンについても同様であり、一方向の走査移動で第2のブロックB2から着弾した液体により2層目の第2の画像の層が形成される低画質配置の吐出パターンを決定する。
また、第3の画像の層については一方向の走査移動と反対方向の走査移動との2回の走査で3層目として形成する。このため、吐出順序決定部503は、第3のブロックB3と第4のブロックB4の吐出パターンとして、一方向の走査移動で第3のブロックB3から着弾した液体と、それに続く反対方向の走査移動で第4のブロックB4から着弾した液体とで3層目の層が形成される高画質配置の吐出パターンを決定する。
第5のブロックB5と第6のブロックB6の吐出パターンについても同様である。つまり、第4の画像の層を一方向の走査移動とそれに続く反対方向の走査移動との2回の走査で4層目として形成するため、それぞれに高画質配置の吐出パターンを決定する。
この例では、被記録媒体14の上端の2ドット幅の領域に着目すると、記録ヘッド24は、被記録媒体14上を往路方向に1走査移動すると1層目の第1の画像の層を形成し(図9A)、更に、記録ヘッド24が被記録媒体14上を復路方向に1走査移動すると2層目の第2の画像の層を形成する(図9B)。更に続き、記録ヘッド24が被記録媒体14上を往路と復路の2回走査移動すると3層目の第3の画像の層を形成し(図9D)、更に、記録ヘッド24が被記録媒体14上を往路と復路の2回走査移動すると4層目の第4の画像の層を形成する(図9F)。
以上の積層手順を同様に繰り返すことにより、被記録媒体14に積層画像が完成する(図9K)。
以上のように、本実施の形態及び各変形例によれば、繰り返しの設定に対応する階層を走査回数が少ない吐出パターンにより形成する場合の走査回数は、他の階層を形成する場合の走査回数を繰り返しの回数で割った走査回数に相当するものになる。従って、低画質でもよいものにおいて走査回数を減らせば、積層を高速に行うことが可能になる。
本実施形態及び各変形例のプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
また、本実施形態及び各変形例のプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態及び各変形例のプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
また、本実施形態及び各変形例のプログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。