JP3562308B2 - 印刷装置および印刷方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷媒体上を印刷ヘッドが走査しながら印刷を行う印刷装置に関し、該印刷装置において画質を向上するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリアルインクジェットプリンタのように印刷媒体上を印刷ヘッドが主走査および副走査しながら印刷を行うプリンタにおける画質向上の技術として、米国特許第４１９８６４２号明細書に示された「インターレース方式」と呼ばれる発明がある。図２３は、インターレース方式の一例を示す説明図である。まず、以下の説明で用いられる各種のパラメータについて説明する。図２３の例では、ドットの形成に使用されるノズルの個数Ｎは３個である。図２３中のノズルピッチｋ［ドット］は、記録画像のピッチ（ドットピッチｗ）を単位として、印刷ヘッドにおけるノズルの中心点間隔を表した値である。図２３の例ではｋ＝２である。図２３中のＬは、副走査における紙送り量を意味しており、この例では３ラスタに相当する。
【０００３】
図２３において、２桁の数字を含む丸は、それぞれドットの記録位置を示している。丸の中の２桁の数字のうち、左側の数字はノズル番号を示しており、右側の数字は記録の順番（何回目の主走査で記録されたか）を示している。
【０００４】
図２３に示す、インターレース方式の記録では、１回目の主走査において、２番ノズル、３番ノズルにより各ラスタのドットを形成する。１番ノズルではドットを形成しない。次に、図２３に示す通り、３ラスタ分の紙送りを行った後、２回目の主走査を行いつつ、１番ノズルから３番ノズルまでを用いて各ラスタを形成する。以後、同様に３ラスタ分の紙送りと、主走査によるラスタの形成とを繰り返し実行することにより、画像を記録する。１回目の主走査において１番ノズルによりラスタを形成しなかったのは、該ラスタの下に隣接するラスタは２回目以降の主走査で形成され得ないからである。
【０００５】
インターレース方式とは、このようにラスタを副走査方向に間欠的に形成しつつ、画像を記録する方式をいう。図２３では、特定のノズルピッチについて説明したが、ノズルピッチｋ、ノズル個数Ｎ等に応じて種々の送り量Ｌでのインターレース方式による記録が可能である。一般に、インターレース方式では印刷ヘッド上のノズル列の構成と副走査の方法に特徴があり、ノズル列は副走査方向に配列されたＮ個のノズルで構成され、隣り合うノズルの中心点間距離が画素のピッチのｋ倍に設定されているとき、Ｎとｋが互いに素である整数に選ばれている。そして主走査のあとに行われる副走査の距離が画素のピッチのＮ倍に設定されている。
【０００６】
このインターレース方式は、ノズルの位置精度のばらつきやインク吐出特性のばらつきによるドットの形成位置のずれを記録画像上で分散させることができるという利点がある。従って、ノズルのピッチや吐出特性にばらつきがあっても、これらの影響を緩和して画質を向上させる効果がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のインターレース方式の技術においては副走査方向については隣接するドットを異なるノズルで形成しているのに対して、主走査方向については同じノズルでドットを形成していた。従って、各ノズル毎のインク吐出特性のばらつきによりラスタ全体のドットの形成位置にずれが生じ、画質が低下することがあった。もちろん、インターレース方式を採用しない場合であっても同様の問題が生じていた。
【０００８】
ラスタ全体のずれを解消して画質を向上させるために、いわゆるオーバラップ方式による印刷を採用することもできる（例えば、特開平３−２０７６６５号公報や特公平４−１９０３０号公報等に記載の技術等）。オーバラップ方式とは、各ラスタを２回以上の主走査で、かつそれぞれ異なるノズルを用いて形成する印刷方法である。例えば、各ラスタを２回の主走査で形成する場合、１回目の主走査では各ラスタの一端から奇数番目の画素のみを形成する。その後、副走査を行い、２回目の主走査では異なる異なるノズルで上記ラスタ上の偶数番目の画素を形成する。
【０００９】
オーバラップ方式を採用すれば、ラスタ全体のドットの形成位置にずれが生じることを抑制することができ、画質を向上することができる。ところが、オーバラップ方式では、各ラスタの形成に２回以上の主走査を必要とするため、印刷速度の低下という別の問題を招くことになる。
【００１０】
一方、近年、各画素にドットを重ねて形成することにより、各画素ごとの階調表現を豊かにすることを狙ったプリンタも提案されている。かかるプリンタにおいてもドットを重ねて形成するために、各ラスタにつき２回以上の主走査を必要としており、印刷速度の低下を招くことがあった。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明は、印刷速度の低下を招くことなく、各ラスタ上のドットの形成位置のずれを抑制し、画質の向上を図るための技術を提供することを第１の目的とする。また、ドットを重ねて形成することを許容した印刷装置において、印刷速度の向上を図る技術を提供することを第２の目的とする。かかる課題の少なくとも一部を解決するために本発明は以下の構成を採用した。
【００１２】
本発明の印刷装置は、
印刷ヘッドを印刷媒体に対して相対的に往復動する主走査を行いつつ該主走査方向に並ぶドット列たるラスタを形成して、該印刷媒体上に画像を印刷する印刷装置であって、
前記印刷ヘッドは、一主走査中に一ラスタ上に同一種類のドットを形成可能な複数のノズルを備えることを要旨とする。
【００１３】
かかる印刷装置によれば、少なくとも一部のラスタについては、一主走査中に該ラスタ上に異なるノズルによりドットを形成することが可能となる。この結果、各ノズルの特性に起因するドットの形成位置のずれをラスタ上で分散させることができ画質を向上することができる。また、ラスタの形成に要する主走査の回数を増やすことなく、かかる効果を得ることができる。この結果、上記印刷装置によれば、印刷速度の低下を招くことなく、画質を向上することが可能となる。
【００１４】
なお、上記印刷装置によれば、一主走査中に複数のノズルを用いてラスタ上の同じ画素に複数のドットを形成することも可能である。従って、各画素にドットを重ねて形成することを許容する印刷装置として、上記印刷装置を適用すれば、各画素の階調表現を増すことにより画質を向上しつつ、その印刷速度を向上することができる。
【００１５】
上記印刷装置において、
前記複数のノズルの主走査方向の間隔は、該方向の画素のピッチの整数倍であるものとすることが望ましい。
【００１６】
かかる印刷装置によれば、各画素にドットを形成する際のノズルの駆動タイミングを全ノズルで一致させることができる。駆動タイミングを全ノズルで一致させた上で、各ノズルのオン・オフを制御すれば任意の画素にドットを形成することができる。従って、各ノズルを駆動する駆動回路または駆動機構を簡易化することが可能となる。
【００１７】
本発明の印刷装置は、
さらに、
前記複数のノズルの駆動を制御して、該複数のノズルによりそれぞれ前記ラスタ上の異なる位置にドットを形成する駆動手段を備えるものとすることができる。
【００１８】
かかる印刷装置によれば、前記複数のノズルを用いて各ラスタの異なる位置にドットを形成することができるため、ドットの形成位置のずれを分散し、画質を向上することができる。かかる駆動手段としては、各ノズルをそれぞれ異なるタイミングで駆動するものおよび同じタイミングで駆動するものの双方が含まれる。
【００１９】
上記印刷装置において、
前記複数のノズルは、
主走査方向のドットのピッチを単位として表した該ノズルの主走査方向の間隔ｋ１と、該主走査方向に並設された前記複数のノズルの数Ｎ１とが互いに素となる関係で配置されたノズルであるものとすることが望ましい。
【００２０】
この場合にはさらに、
前記駆動手段は、
前記主走査方向にＮ１ドットごとにドットを形成するタイミングで、かつ、前記複数のノズルを同時に駆動してドットを形成する手段であるものとすることが望ましい。
【００２１】
かかる印刷装置では、一定の間隔、即ち主走査方向にＮ１ドット移動するごとにドットを形成する間隔で、各ノズルを同じタイミングでオン状態とすれば、異なる画素にドットを形成することができる。従って、上記印刷装置によれば、ドットを形成するための制御が容易となり、またノズルを駆動するための駆動回路等も簡易化することができる。
【００２２】
上述の効果について具体的に説明する。図１１はＡ，Ｂ２列のノズルを備える印刷ヘッドによりドットが形成される様子を示した説明図である。２列のノズルを備えているのでＮ１＝２である。両者の主走査方向の間隔は３ドット分である。つまり、ｋ１＝３である。Ｎ１とｋ１は互いに素となる関係に設定されている。かかる印刷ヘッドにより形成されるドットの様子を図１１の「○」および「□」で示した。「○」がＡのノズル列に対応し、「□」がＢのノズル列に対応する。
【００２３】
図１２は、この印刷ヘッドが主走査方向に移動した時点でのドットの形成の様子を示した説明図である。Ｎ１ドット、つまり２ドット分移動した時点でのドットの形成を示した。図１２に示す通り、ドットが未形成の画素にドットを形成することができる。図１３および図１４は、さらに主走査方向に印刷ヘッドが移動した時点でのドットの形成の様子を示した説明図である。図示される通り、それぞれドットが未形成の画素にドットを形成することができる。
【００２４】
以上では、Ｎ１＝２、ｋ１＝３の場合を例にとって説明したが、その他の場合でも、両者が互いに素となる関係に選ばれている場合には、同様の効果を得ることができる。
【００２５】
本発明の印刷装置において、
前記印刷ヘッドは、前記複数のノズルの組を、前記主走査方向と交差する方向に、該方向のドットのピッチの整数倍となる一定の間隔で複数組備える印刷ヘッドであるものとすることもできる。
【００２６】
かかる印刷装置によれば、複数のラスタを同時に形成することが可能となるため、印刷速度を向上することができる。これは、見方を変えれば、主走査方向に並設された前記複数のノズルが、それぞれ主走査方向と交差する方向に該方向のドットのピッチの整数倍となる一定の間隔で並ぶノズル列から構成されていることを意味する。例えば、図１１に示したノズル列Ａ，Ｂを有するような場合を意味する。もちろん、上記印刷装置において、主走査方向に複数のノズルが並設されていない部分を含むものとしても構わない。
【００２７】
この場合においては、さらに、
前記印刷ヘッドは、前記整数ｋ２と、該ノズルの組の数Ｎ２とが互いに素となる関係で配列された前記複数のノズルの組を有するヘッドであるものとすることが望ましい。
【００２８】
また、さらに前記ラスタを形成する度に前記交差する方向に、前記印刷媒体を前記印刷ヘッドに対し、副走査の方向のドットのピッチのＮ２倍の送り量で、相対的に移動する副走査を行う副走査手段を備えるものとすることが望ましい。
【００２９】
かかる印刷装置によれば、インターレース方式による印刷が可能となる。従って、各ノズルの特性に応じて生じるドットの形成位置のずれをラスタ上で分散させるとともに、ラスタ間でも分散させることが可能となり、画質をより向上することができる。
【００３０】
本発明の印刷方法は、
印刷ヘッドを印刷媒体に対して相対的に往復動する主走査を行いつつ該主走査方向に並ぶドット列たるラスタを形成して、該印刷媒体上に画像を印刷する印刷方法であって、
前記印刷ヘッドは、一主走査中に一ラスタ上に同一種類のドットを形成可能な複数のノズルを、主走査方向のドットのピッチを単位として表した該ノズルの主走査方向の間隔ｋ１と、該ノズルの数Ｎ１とが互いに素となる関係で配置した印刷ヘッドであり、
（ａ）前記印刷ヘッドを主走査方向に駆動する工程と、
（ｂ）前記主走査方向にＮ１ドットごとにドットを形成するタイミングで、かつ、前記複数のノズルを同時に駆動してドットを形成する工程とを備えることを要旨とする。
【００３１】
かかる印刷方法を採用すれば、先に印刷装置について説明した通り、各ラスタを異なるノズルで形成することができ、画質を向上することができる。また、そのための制御を容易に実現することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて詳細に説明する。
（１）装置の構成：
図１は、本発明の印刷装置の一実施例としてのカラープリンタ２２を用いた画像処理装置の構成を示すブロック図である。図示するように、コンピュータ９０にスキャナＳＣＮとカラープリンタ２２とが接続されている。コンピュータ９０は、スキャナＳＣＮ等から取り込まれた画像を種々のアプリケ−ションプログラムにより扱うことができる。このアプリケーションプログラムから画像の印刷指令が出されると、コンピュータ９０は、内部に備えられたプリンタドライバを起動して画像データをプリンタ２２で印刷可能な印刷データに変換し、プリンタ２２に出力する。プリンタ２２は、この印刷データを受け取って、後述する種々の制御を実行しつつ画像を印刷する。後述する通り、本実施例のプリンタ２２は、種々のモードで印刷を行うことができる。コンピュータ９０からプリンタ２２に転送されるデータには、印刷モードを指定するためのデータも含まれている。
【００３３】
なお、コンピュータ９０は、フレキシブルディスクドライブ１５やＣＤ−ＲＯＭドライブ１６を備えており、それぞれフレキシブルディスクＦＤやＣＤ−ＲＯＭに記録されたプログラムを読みとり可能である。また、コンピュータ９０は、モデム１８を介して公衆電話回線ＰＮＴに接続可能となっている。コンピュータ９０は、公衆電話回線ＰＮＴを通じて外部のネットワークに接続されている特定のサーバーＳＶに接続してプログラムをコンピュータ９０内部のハードディスクにダウンロードすることも可能である。また、コンピュータ９０は、プリンタ２２に種々のデータを転送可能であるから、上記プログラムをプリンタ２２に転送することもできる。
【００３４】
図２は本実施例のソフトウェア構成を示すブロック図である。印刷ヘッド駆動部１７、主走査駆動部１１、副走査駆動部１２、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等により構成された制御部１９により制御される。主走査駆動部１１は印刷ヘッドを往復動する主走査を行い、副走査駆動部１２は、用紙を主走査方向に対して交差する副走査方向に搬送する。印刷ヘッド駆動部１７は、コンピュータ９０から送られるデータに基づいて印刷ヘッドのノズルを駆動して、用紙にインクを吐出し、画像を出力する。制御部１９はこれらの各部分の動作を制御する。
【００３５】
次に、図３によりプリンタ２２の概略構成を説明する。図示するように、このプリンタ２２は、副走査モータ２によって印刷媒体１を搬送する機構と、主走査モータ３によってキャリッジ８をプラテン２６の軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ８に搭載された印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆを駆動してインクの吐出およびドット形成を行う機構と、これらの副走査モータ２，主走査モータ３，印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆおよび操作パネル３２との信号のやり取りを司る制御回路４０とから構成されている。以下、この順に各機構等について説明する。
【００３６】
紙、フィルム等の印刷媒体１は、副走査モーター２により駆動される駆動ローラーと押さえローラーにより副走査方向に搬送される。副走査方向とは、図３中に示す通り、キャリッジ８が往復動する方向に直交する方向をいう。
【００３７】
キャリッジ８をプラテン２６の軸方向に往復動させる機構は、プラテン２６の軸と並行に架設されキャリッジ８を摺動可能に保持する摺動軸３４と、主走査モータ３との間に無端の駆動ベルト１０を張設するプーリ３８と、キャリッジ８の原点位置を検出する位置検出センサ３９等から構成されている。主走査モーター３により駆動ベルト１０が駆動され、キャリッジ８は主走査方向へ往復動する。
【００３８】
キャリッジ８は黒インク（Ｂｋ）用のインクタンク１５ｂと、シアン（Ｃ１），ライトシアン（Ｃ２）、マゼンタ（Ｍ１），ライトマゼンダ（Ｍ２）、イエロ（Ｙ）の５色のインクを収納したカラーインク用インクタンク１５ｃが搭載可能である。シアンおよびマゼンダの２色については、濃淡２種類のインクを備えていることになる。キャリッジ８の下部には計６個の印刷ヘッド１７ａないし１７ｆが形成されている。キャリッジ８の底部には、この各色用印刷ヘッドにインクタンクからのインクを導くインク供給路１６（図４参照）が立設されている。キャリッジ８に黒（Ｂｋ）インク用のインクタンク１５ｂおよびカラーインク用インクタンク１５ｃを上方から装着すると、各インクタンクに設けられた接続孔にインク供給路１６が挿入され、各インクタンクから印刷ヘッド１７ａないし１７ｆへのインクの供給が可能となる。
【００３９】
インクの吐出およびドット形成を行う機構について説明する。図４は印刷ヘッド１７ａの内部の概略構成を示す説明図である。インクタンク１５ｂがキャリッジ８に装着されると、図４に示すように毛細管現象を利用してインクタンク内のインクがインク供給路１６を介して吸い出され、印刷ヘッド１７ａに導かれる。なお、初めてインクカートリッジが装着されたときには、専用のポンプによりインクを印刷ヘッド１７ａに吸引する動作が行われるが、本実施例では吸引のためのポンプ、吸引時に印刷ヘッド１７ａを覆うキャップ等の構成については図示および説明を省略する。他の印刷ヘッド１７ｂないし１７ｆについても同様の構成をなしている。
【００４０】
各色の印刷ヘッド１７ａないし１７ｆには、後で説明する通り、各色毎に４８個のノズルＮｚが設けられており（図６参照）、各ノズル毎に電歪素子の一つであって応答性に優れたピエゾ素子ＰＥが配置されている。ピエゾ素子ＰＥとノズルＮｚとの構造を詳細に示したのが、図５である。図５上段に図示するように、ピエゾ素子ＰＥは、ノズルＮｚまでインクを導くインク通路６８に接する位置に設置されている。ピエゾ素子ＰＥは、周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、極めて高速に電気−機械エネルギの変換を行う素子である。本実施例では、ピエゾ素子ＰＥの両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加することにより、図５下段に示すように、ピエゾ素子ＰＥが電圧の印加時間だけ伸張し、インク通路６８の一側壁を変形させる。この結果、インク通路６８の体積はピエゾ素子ＰＥの伸張に応じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、粒子Ｉｐとなって、ノズルＮｚの先端から高速に吐出される。このインク粒子Ｉｐがプラテン２６に装着された印刷媒体１に染み込むことにより、印刷が行われる。
【００４１】
図６は、印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆにおけるインクジェットノズルＮｚの配列を示す説明図である。これらのノズルの配置は、各色ごとに記録媒体１上にインク滴を吐出するノズルを複数個持つ６組のノズル群から成っている。各ノズル群には４８個のノズルＮｚが２列の直線状に配列されている。説明の便宜上、直線状に配列された一方のノズルをノズル群Ａと呼び、他方をノズル群Ｂと呼ぶものとする。
【００４２】
図７に印刷ヘッド１７ａの拡大図を示す。図示する通り、ノズル群Ａおよびノズル群Ｂはそれぞれ副走査方向に一列に並んだ２４個のノズルで構成されている。各ノズルの副走査方向の間隔は、副走査方向のドットの記録ピッチと同じである。また、ノズル群Ａとノズル群Ｂは、それぞれ対応するノズルの副走査方向の位置が一致している。ノズル群Ａとノズル群Ｂとの主走査方向の間隔は、ノズル群の数Ｎ１と、主走査方向のドットの記録ピッチを単位として表した場合の各ノズル群の主走査方向の間隔ｋ１が互いに素となるように設定されている。本実施例では、印刷ヘッド１７ａにノズル群Ａとノズル群Ｂの２つが備えられているから、ノズル群の数Ｎ１は２である。従って、ノズル群の主走査方向の間隔ｋ１は奇数に選択し、図７に示す通り、上記間隔ｋ１を３ドットピッチに設定している。図７中で破線で示した円は、主走査方向に記録されるドットのサイズを示している。もちろん、ノズル群の間隔をその他の奇数で設定しても構わない。このようにノズル群の数Ｎ１とノズル群の主走査方向の間隔ｋ１とが互いに素となるように設定する理由については、本実施例におけるドットの形成の様子と併せて後で説明する。なお、その他の印刷ヘッド１７ｂ〜１７ｆについても同様の構成となっている。
【００４３】
プリンタ２２の制御回路４０の内部構成を説明するとともに、図６に示した複数のノズルＮｚからなる印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆを駆動する方法について説明する。図８は制御回路４０の内部構成を示す説明図である。図８に示す通り、この制御回路４０の内部には、ＣＰＵ４１，ＰＲＯＭ４２，ＲＡＭ４３の他、コンピュータ９０とのデータのやりとりを行うＰＣインタフェース４４と、副走査モータ２、主走査モータ３および操作パネル３２などとの信号をやりとりする周辺入出力部（ＰＩＯ）４５と、計時を行うタイマ４６と、印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆにドットのオン・オフの信号を出力する駆動用バッファ４７などが設けられており、これらの素子および回路はバス４８で相互に接続されている。
【００４４】
また、制御回路４０には、所定周波数で駆動波形（図９参照）を出力する発信器５１、および発信器５１からの出力を印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆに所定のタイミングで分配する分配器５５も設けられている。制御回路４０は、コンピュータ９０で処理された画像データを受け取り、これを一時的にＲＡＭ４３に蓄え、所定のタイミングで駆動用バッファ４７に出力する。また、制御回路４０は、キャリッジ８の主走査の制御、各ノズルの駆動の制御、および副走査の制御等を行っている。
【００４５】
制御回路４０が印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆに対して信号を出力する形態について説明する。図９は、印刷ヘッド１７ａを例にとって、その接続について示す説明図である。印刷ヘッド１７ａのノズル群Ａ，Ｂは、それぞれ駆動用バッファ４７をソース側とし、分配出力器５５をシンク側とする回路に介装されている。各ノズルを駆動するためのピエゾ素子ＰＥは、その電極の一方が駆動用バッファ４７の各出力端子に、他方が一括して分配出力器５５の出力端子に、それぞれ接続されている。分配出力器５５からは図９に示す通り、発信器５１の駆動波形がノズル群Ａ，Ｂに対して出力されている。ＣＰＵ４１から各ノズル毎にオン・オフを定め、駆動用バッファ４７の各端子に信号を出力すると、駆動波形に応じて、駆動用バッファ４７側からオン信号を受け取っていたピエゾ素子ＰＥだけが駆動される。この結果、駆動用バッファ４７からオン信号を受け取っていたピエゾ素子ＰＥのノズルから一斉にインク粒子Ｉｐが吐出される。
【００４６】
以上説明したハードウェア構成を有するプリンタ２２は、副走査モータ２により用紙Ｐを搬送しつつ、キャリッジ８を主走査モータ３により往復動させ、同時に各色の印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆに備えられたピエゾ素子ＰＥを駆動して、各色インクの吐出を行い、ドットを形成して用紙Ｐ上に多色の画像を形成する。
【００４７】
なお、印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆには、本実施例で採用している圧電振動子の振動によりインクに圧力を発生させてインクを吐出するもの、発熱体によりインクを加熱して発泡させ、その膨張圧力によりインクを吐出させるもの等、種々の方式の印刷ヘッドが適用可能である。また、インクジェット方式に限らず熱転写方式やインパクトドット方式の印刷ヘッドなどを用いた記録装置においても本発明を適用可能である。
【００４８】
（２）印刷制御処理：
次に、ドットを形成して画像を印刷するための印刷制御処理の内容について図１０を用いて説明する。図１０は印刷制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、プリンタ２２のＣＰＵ４１（図８参照）が実行する処理である。印刷制御処理が開始されると、ＣＰＵ４１は画像データを読み込む（ステップＳ１００）。この画像データは、コンピュータ９０が処理したデータであり、プリンタ２２の各印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆにより各ラスタを形成する際のドットのオン・オフを示すデータ列である。本実施例では、全ての画像データを読み込んでから印刷を開始するものとしているが、１回の主走査に必要なデータを順次読み込むものとすることもできる。
【００４９】
こうして読み込まれた画像データに対し、ＣＰＵ４１は各ノズル群でドットを形成するためのデータを設定する（ステップＳ１１０）。本実施例では、図７に示した通り、各ラスタにドットを形成可能なノズルをそれぞれの印刷ヘッドに２つずつ備えている。先に説明したノズル群Ａおよびノズル群Ｂの２つである。従って、ステップＳ１１０で、ＣＰＵ４１は各ラスタに形成されるべきドットをこれらのノズル群に割り当てる処理を行うのである。各ノズル群へのデータの割り当て方法については後述する。設定されたデータは、図８に示した駆動用バッファ４７に転送される。
【００５０】
次に、ＣＰＵ４１は主走査モータ３を駆動してキャリッジ８の主走査を行い、各印刷ヘッド１７ａ〜１７ｆを駆動してドットを形成する（ステップＳ１２０）。主走査およびドットの形成のタイミングについて図１１〜図１４を用いて説明する。
【００５１】
図１１は、主走査が開始された時点でのキャリッジ８の位置および印刷ヘッド１７ａにより形成されるドットの様子を示した説明図である。キャリッジ８は図１１において左右方向に主走査を行う。ドットを形成する際には、図１１の右方向に移動しているものとする。説明の便宜上、図１１において左側をノズル群Ａとし、右側をノズル群Ｂとする。ノズル群Ａにより形成されるドットを「○」で示し、ノズル群Ｂにより形成されるドットを「□」で示した。それぞれのシンボル中の数字は第１のタイミングで形成されたドットであることを意味している。本実施例では、図７に示した通り、ノズル群Ａとノズル群Ｂとの主走査方向の間隔が３ドット分である。従って、ドットは図１１に示す通り、主走査方向に３ドット分の間隔を開けて形成される。ノズル群Ａに対応するドットは、後述する通り、このドットに主走査方向に隣接するドットを形成し得ない。従って、本実施例では、図１１に示すタイミングにおいて、ノズル群Ａではドットを形成しない。図１１においてノズル群Ａに対応するドットが破線で示しているのは、実際にはドットが形成されないことを意味している。
【００５２】
なお、図示の都合上、図１１ではノズル数および形成されるドット数を減らして示してあるが、実際には合計４８個のドットが形成されることになる。また、図示の都合上、図１１では黒のドットを記録する印刷ヘッド１７ａのみを示しているが、他の印刷ヘッドについても同様にドットが形成される。
【００５３】
キャリッジ８は上記ドットを形成した後、右側に移動し、第２のタイミングでドットを形成する。この時のキャリッジ８の位置および形成されるドットの様子を図１２に示す。図１２に示すタイミングにおいては、図１１において形成されたドットから、主走査方向に２ドット分移動した画素にドットを形成する。つまり、印刷ヘッド１７ａの主走査方向の移動速度は、１ドットを記録する間に主走査方向のドットピッチのＮ１倍となるようにする。Ｎ１とは印刷ヘッドに備えられているノズル群の数である。本実施例では、ノズル群Ａとノズル群Ｂの２つが備えられているため、Ｎ１＝２となる。
【００５４】
続いて、主走査方向に２ドット分移動したタイミングで、ドットを形成する。このときの様子を図１３に示す。さらに続くタイミングで形成されたドットの様子を図１４に示す。このようにキャリッジ８が２ドット分移動する度に、ノズル群Ａおよびノズル群Ｂの双方を用いて同時にドットを形成すれば、図１４に示すように主走査方向に隙間なく、またドット同士の重複を生じることなくドットを形成することができる。
【００５５】
図１０におけるノズル群データの設定（ステップＳ１１０）では、図１１〜図１４に示した記録が実現されるように、各ラスタの画像データが各ノズル群Ａ，Ｂに割り当てられる。図１１〜図１４に示した通り、ノズル群Ａ，Ｂはそれぞれ主走査方向に２画素ごとにドットを形成する。従って、ノズル群データの設定においては、各ラスタを構成する画像データのうち、主走査方向に見て奇数番目の画素に対応するデータをノズル群Ｂに割り当て、偶数番目のデータをノズル群Ａに割り当てるのである。
【００５６】
先に図７により、本実施例のノズル群の間隔ｋ１と、ノズル群の数Ｎ１とは互いに素となる関係に選ばれていることを説明した。かかる関係を選んだ場合には、本実施例のキャリッジ８が主走査方向に移動しながら、全ノズル群を同じタイミングで駆動してドットを形成することにより、主走査方向に隙間なくドットを形成することが可能となる。従って、各印刷ヘッドの制御が容易になる。また、制御部４０の回路構成が簡単になるという利点もある。つまり、各ノズル群でドットの形成タイミングをずらすためには、図８の構成において、発信器５１から出力される駆動波形をそれぞれのノズル群に異なるタイミングで出力するためのディレイ回路が必要となる。ノズル群の間隔に関する上記条件が満足されているときは、かかるディレイ回路が不要となるため、図９に示すように回路構成を簡単なものとすることができるのである。もちろん、印刷ヘッドの制御および駆動波形の出力タイミングの調整が可能であれば、上記条件を満足しない間隔でノズル群を配置しても構わない。
【００５７】
以上の処理により、各ラスタが形成されたことになる。次にＣＰＵ４１は、印刷が終了したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。印刷の終了は、ＲＡＭ４３等に蓄えられた画像データを全て出力し終えたか否かにより判定される。印刷が終了していない場合には、次に副走査を実行する（ステップＳ１４０）。
【００５８】
図１５は、副走査を行ってドットを形成する様子を示した説明図である。図１５の左側に示したのが、それぞれ１回目、２回目、３回目の主走査における印刷ヘッド１７ａの副走査方向の位置を示している。図１５で印刷ヘッド１７ａの位置を左右方向にもずらしているのは、単に図の重なりを回避するためである。なお、図示の便宜上、図１５ではノズル数を各ノズル群につき１２個ずつ、合計２４個に減らして示した。
【００５９】
図１５の右側には、各主走査において形成されるドットの様子を示している。「○」はノズル群Ａにより形成されたドットを意味し、「□」はノズル群Ｂにより形成されるドットを意味している。それぞれのシンボル中の数字は主走査の回数に対応している。
【００６０】
図１５に示す通り、主走査を行ってラスタを形成する度に、１２ドット分の副走査を行う。図１５のＬ＝１２は副走査の送り量を示している。各ノズル群に備えられているノズルの数に相当する量だけ副走査を実行するのである。本実施例のプリンタ２２は、実際には各ノズル群に２４個のノズルが備えられているため、副走査の送り量は２４ドットピッチとなる。以上で示した主走査および副走査を繰り返し実行して、本実施例のプリンタ２２は画像を印刷する。
【００６１】
以上で説明した本実施例のプリンタ２２によれば、図１５に示す通り、各ラスタについてノズル群Ａとノズル群Ｂにより形成されたドットが交互に並んだ状態で画像を印刷することができる。つまり、主走査方向の１ラインは必ずノズル群Ａのノズルとノズル群Ｂのノズルの２個のノズルで記録される。従って、各ノズル毎のインク吐出特性のばらつきに起因するドットのずれが生じた場合でも、そのずれをラスタ上で分散させることができるため、印刷された画像の画質を向上することができる。本実施例のプリンタ２２が印刷を実行する際のスキャン繰り返し数は値１である。つまり、各ラスタを１回の主走査で形成することができる。従って、印刷速度を低下させることなく上記画質の向上を図ることができる。
【００６２】
（３）第２実施例：
次に本発明の第２の実施例を説明する。本発明の第２実施例は、印刷ヘッド１１７ａの構成が第１実施例の印刷ヘッド１７ａと異なる。図１６は本発明の第２の実施の形態の印刷ヘッド１１７ａのノズル群を示している。印刷ヘッド１１７ａも第１実施例の印刷ヘッド１７ａと同様、それぞれ２４個ずつのノズルを一列に配列したノズル群Ａとノズル群Ｂを有している。また、両者の主走査方向の間隔ｋ１は３ドットピッチ相当である。但し、本実施例の印刷ヘッド１７ａは、ノズル群Ａとノズル群Ｂが副走査方向に１ドット分だけずれて配列されている。なお、図１６では、図示の都合上、各ノズル群のノズル数をそれぞれ１２に減らして示した。
【００６３】
かかる印刷ヘッド１１７ａを用いた場合の印刷制御処理の内容は図１０と同じである。この制御処理が実行された場合、主走査方向に２つのノズルが並んでいる部分（図１６のＰ２部分）については、図１１〜図１４に示したのと同じ状態でドットが形成される。主走査方向にノズルが並列されていない部分（図１６のＰ１，Ｐ３）については、図１１〜図１４の「○」または「□」のいずれか一方のドットしか形成し得ない。例えば、１回目の主走査では、図１６のＬ１における「□」のドットしか形成し得ない。
【００６４】
１回目の主走査を終えた後、副走査を行ってドットを形成すると、図１６に示す通り、Ｌ１のラスタについては、Ｐ１に相当するノズルにより「○」のドットが形成される。従って、第２実施例の印刷ヘッド１１７ａを用いた場合も、図１６に示す通り、支障なく画像を印刷することができる。なお、第２実施例では、ノズル群Ａとノズル群Ｂとの副走査方向のずれを１ドット分にしているが、ノズル群Ａとノズル群Ｂが副走査方向に画素のピッチの整数倍だけ更に大きくずらした配列で印刷ヘッドを構成した場合も、同様にして画像を印刷することができる。
【００６５】
図１６に示される通り、第２実施例のプリンタ２２においても、各ラスタを異なるノズルで形成できるため、画質を向上することができる。第２実施例では、ラスタＬ１およびＬ２が、異なる主走査に分けて形成されることにより画質が向上する利点もある。第１実施例では、各主走査で画像が形成される領域（図１５のＡ１，Ａ２，Ａ３）には重複部分が存在しない。従って、各副走査の送り量に誤差が生じた場合には、それぞれの領域間に空白部分が生じる可能性もある。第２実施例のプリンタ２２によれば、各主走査で形成される領域間は、それぞれラスタＬ１，Ｌ２において重複している。従って、副走査の送り量に誤差が生じた場合でも、その誤差をラスタ上で分散させることができ、画質を向上することができる。
【００６６】
（４）第３実施例：
次に、本発明の第３の実施例について説明する。本発明の第３実施例は、印刷ヘッド２１７ａの構成が第１実施例の印刷ヘッド１７ａと異なる。図１７は本発明の第３の実施例の印刷ヘッド２２７ａのノズル群を示している。第３実施例の印刷ヘッド２１７ａは、ノズル群Ａ、ノズル群Ｂ、ノズル群Ｃの３組（Ｎ１＝３）のノズル群で構成されている。各ノズル群に備えられているノズルの数はそれぞれ２４個ずつである。ノズル群Ａとノズル群Ｂとの間隔、およびノズル群Ｂとノズル群Ｃとの間隔は双方ともに、ノズル群の数Ｎ１＝３と互いに素の関係になるように画素のピッチの４倍（ｋ１＝４）になっている。もちろん、他の偶数や値５などの種々の値に設定することが可能である。
【００６７】
かかる印刷ヘッド２１７ａを用いた場合のドットの形成の様子を示したのが図１７〜図２０である。図１７はドットの形成を開始した時点でのドットの形成の要すを示している。図１７中「○」のシンボルはノズル群Ａで形成されるドット、「□」はノズル群Ｂで形成されるドット、「◎」はノズル群Ｃで形成されるドットを意味している。なお、実際には、図１７に示すタイミングにおいては、ノズル群Ｃでのみドットが形成される。ノズル群Ａおよびノズル群Ｂに対応する画素はキャリッジ８の主走査中に隣接する画素にドットを形成し得ないからである。
【００６８】
図１８はキャリッジ８が図中の右方向に３ドットピッチ移動したタイミングで形成されるドットの様子を示している。本実施例では印刷ヘッド２１７ａの主走査方向の移動速度を１画素記録時間当たり画素のピッチの３倍（Ｎ１＝３）となるようにする。つまり、３ドットピッチ移動する度に各ノズル群を駆動してドットを形成する。各ノズル群の記録タイミングは同一とする。キャリッジの移動量は、ノズル群の数Ｎ１と一致している。ドットを形成する間のキャリッジ８の移動量とノズル群の数Ｎ１との関係は第１実施例と同様である。なお、このタイミングにおいては、ノズル群Ａではドットが形成されない。
【００６９】
さらに、３ドットピッチ移動してドットを記録した場合の様子を図１９および図２０に示す。このようにキャリッジ８が３ドット分移動する度に、ノズル群Ａ〜Ｃを用いて同時にドットを形成すれば、図２０に示すように主走査方向に隙間なく、またドット同士の重複を生じることなくドットを形成することができる。また、このようにして主走査を行った後、図１５に示すのと同様の副走査を行えば、所定の領域に画像を形成することができる。
【００７０】
上記印刷装置によれば、図２０に示す通り、各ラスタを３つの異なるノズルを用いて形成することができる。この結果、ノズルの特性に基づくドットの形成位置のずれをより分散させることが可能となり、高画質な印刷を実現することができる。
【００７１】
なお、第３実施例の印刷装置においても、図１６に示したと同様、各ノズル群を副走査方向にずらした配置を採ることが可能である。また、第３実施例では、ノズル群の数Ｎ１が値３の場合を示したが、更に多くのノズル群を備えるものとすることもできる。
【００７２】
（５）第４実施例：
次に本発明の第４の実施例について説明する。図２１は本発明の第４の実施の形態の印刷ヘッド３１７ａのノズル群を示している。ノズル群はノズル群Ａ、ノズル群Ｂの２組のノズル群で構成されている。両者の主走査方向の間隔ｋ１は、ノズル群の数Ｎ１＝２と素になる値として、ｋ１＝３に設定されている。また、第１実施例〜第３実施例で示したノズル群と異なり、本実施例では、各ノズル群はノズルが副走査方向に一定の間隔を空けて配置されている。各ノズル群Ａおよびノズル群Ｂにそれぞれ備えられるノズル数をＮ２と、副走査方向の画素のピッチを単位として表した場合のノズルの副走査方向の間隔ｋ２とが互いに素になる値に設定されている。第４実施例では、各ノズル列のノズル数Ｎ２を２３、ノズルの副走査方向の間隔を画素のピッチの４倍（ｋ２＝４）に設定した。上記条件を満足する範囲でその他種々の設定が可能である。なお、ノズル数Ｎ２と副走査方向の間隔ｋ２との間の上記条件の意味については後述する。
【００７３】
かかる印刷ヘッド３１７ａにより形成されたドットの様子を図２１の右側に示した。「○」はノズル群Ａにより形成されたドットを意味し、「□」はノズル群Ｂにより形成されたドットを意味している。図中の破線のシンボルは各ドットの位置関係を明確にするための目安に過ぎない。ノズル群の主走査方向の位置関係は第１実施例および第２実施例と同じであるから、図示するように双方のノズル群により形成されるドットを交互に配置してラスタを形成することができる。印刷ヘッドの主走査方向の移動速度も、第１実施例および第２実施例と同様、１画素記録時間当たり画素のピッチの３倍（Ｎ１＝３）である。
【００７４】
こうして主走査を行った後、副走査を行ってドットを記録する。この様子を図２２に示した。それぞれの記号等の意味は図１５と同様である。なお、図示の都合上、ノズル群Ａおよびノズル群Ｂはそれぞれ副走査方向に３つのノズルを備えるものとして示した。印刷ヘッド３１７ａの副走査方向の移動量を画素のピッチのＮ２倍とする。図２２に示した例では、副走査方向のノズル数Ｎ２は値３である。従って図２２に示す通り、３ドットピッチに相当する送り量で副走査を実行する。図２２中のＬ＝３はそれぞれ副走査の送り量を示している。
【００７５】
上記副走査を行いながら形成されたドットを図２２の右側に示した。図示する通り、領域Ａ４において隙間なく、またドットの重複を生じることなく画像を印刷することが可能となっている。ラスタＲ１〜Ｒ３は隣接するラスタを形成し得ないため、１回目および２回目では、これらのラスタにはドットを形成しない。かかる記録は副走査方向のノズル数Ｎ２とノズルの間隔ｋ２とを素となる関係で設定したことにより実現されるものである。上記条件を満足しない場合には、既に形成されたラスタ上を再度異なるノズルが走査することがあり、印刷を効率的に行うことができない。かかる点を顧みなければ、ノズル数Ｎ２および間隔ｋ２をいかなる値に設定しても構わない。図２２ではそれぞれ３つのノズルを備える印刷ヘッド３１７ａを例に説明したが、第４実施例に備えられている２３個のノズルの他、種々のノズル数においても同様の記録を実現することができる。
【００７６】
上記印刷装置によれば、主走査方向の１ラインを異なる２種類のノズルで画素を記録することが出来る。同時に、インターレース方式による記録も実現している。従って、上記印刷装置によれば、各ラスタ上でドットの形成位置のずれを分散して画質を向上することができる。また、ラスタ間で生じるドットの形成位置のずれをも分散することができるため、画質を更に向上することができる。
【００７７】
また上記実施例では、各ノズルで異なる画素にドットを形成する場合を例にとって説明したが、同じ画素に重ねてドットを形成することもできる。ドットを重ねて形成する場合には、各画素ごとに多階調が表現可能となり、画質を向上することができる。この場合においても、各ラスタを形成するための主走査の回数を増やす必要がないため、印刷速度を低下させることもない。
【００７８】
以上、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態による実施が可能である。上述の実施例では６色のインクを備えるカラープリンタを例にとって説明したが、本発明はインクの色数には依存せず、単色のプリンタに適用することも可能である。また、上記印刷装置では、印刷のための制御処理をプリンタ２２のＣＰＵ４１が実行しているが、コンピュータ９０のＣＰＵが行うものとしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の印刷装置の概略構成図である。
【図２】ソフトウェアの構成を示す説明図である。
【図３】本発明のプリンタの概略構成図である。
【図４】本発明のプリンタのドット印刷ヘッドの概略構成を示す説明図である。
【図５】本発明のプリンタにおけるドット形成原理を示す説明図である。
【図６】本発明のプリンタにおけるノズル配置例を示す説明図である。
【図７】本発明のプリンタにおけるノズル配置の拡大図である。
【図８】プリンタの制御装置の内部構成を示す説明図である。
【図９】ドットを形成するための信号が印刷ヘッドに送られる様子を示す説明図である。
【図１０】本実施例における印刷制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図１１】第１実施例の印刷ヘッドによる第１のタイミングにおけるドットの形成の様子を示す説明図である。
【図１２】第１実施例の印刷ヘッドによる第２のタイミングにおけるドットの形成の様子を示す説明図である。
【図１３】第１実施例の印刷ヘッドによる第３のタイミングにおけるドットの形成の様子を示す説明図である。
【図１４】第１実施例の印刷ヘッドによる第４のタイミングにおけるドットの形成の様子を示す説明図である。
【図１５】第１実施例によるドットの記録の様子を示す説明図である。
【図１６】第２実施例によるドットの記録の様子を示す説明図である。
【図１７】第３実施例の印刷ヘッドによる第１のタイミングにおけるドットの形成の様子を示す説明図である。
【図１８】第３実施例の印刷ヘッドによる第２のタイミングにおけるドットの形成の様子を示す説明図である。
【図１９】第３実施例の印刷ヘッドによる第３のタイミングにおけるドットの形成の様子を示す説明図である。
【図２０】第３実施例の印刷ヘッドによる第４のタイミングにおけるドットの形成の様子を示す説明図である。
【図２１】第４実施例のプリンタにおけるノズル配置の拡大図である。
【図２２】第４実施例によるドットの記録の様子を示す説明図である。
【図２３】従来技術におけるインターレース方式でのドットの記録の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１…印刷媒体
２…紙送りモータ
３…主走査モータ
８…キャリッジ
１０…駆動ベルト
１１…主走査駆動部
１２…副走査駆動部
１５ｂ…黒インク用のインクタンク
１５ｃ…カラーインク用インクタンク
１５…フレキシブルドライブ
１６…ハードディスク
１６…インク供給路
１７…印刷ヘッド駆動部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ…インク吐出用印刷ヘッド
１８…モデム
１９…制御部
２２…カラープリンタ
２６…プラテン
３２…操作パネル
３４…摺動軸
３８…プーリ
３９…位置検出センサ
４０…制御回路
４１…ＣＰＵ
４２…プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）
４３…ＲＡＭ
４４…ＰＣインタフェース
４５…周辺入出力部（ＰＩＯ）
４６…タイマ
４７…転送用バッファ
４８…バス
５１…発信器
５５…分配出力器
６８…インク通路
９０…パーソナルコンピュータ
１１７ａ、２１７ａ、３１７ａ…インク吐出用印刷ヘッド

Claims (9)

1. 印刷ヘッドを印刷媒体に対して相対的に往復動する主走査を行いつつ該主走査方向に並ぶドット列たるラスタを形成して、該印刷媒体上に画像を印刷する印刷装置であって、
   前記印刷ヘッドは、複数色のインクに対応したノズルが主走査方向に配列されるとともに、各色についても主走査方向に、ドットのピッチよりも間隔を開けて配置された複数のノズルを備え、
   前記各色について前記複数のノズルは、
   主走査方向のドットのピッチを単位として表した該ノズルの主走査方向の間隔ｋ１と、該主走査方向に並設された前記複数のノズルの数Ｎ１とが互いに素となる関係で配置されたノズルである印刷装置。
2. 前記各色について前記複数のノズルの主走査方向の間隔は、該方向の画素のピッチの整数倍であることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
3. 請求項１記載の印刷装置であって、
   さらに、
   前記各色について前記複数のノズルの駆動を制御して、該複数のノズルによりそれぞれ前記ラスタ上の異なる位置にドットを形成する駆動手段を備える印刷装置。
4. 請求項１記載の印刷装置であって、
   前記ｋ１と前記Ｎ１の間には「ｋ１＞Ｎ１」なる関係が成立する印刷装置。
5. 請求項３記載の印刷装置であって、
   前記駆動手段は、
   前記主走査方向にＮ１ドットごとにドットを形成するタイミングで、かつ、前記各色について前記複数のノズルを同時に駆動してドットを形成する手段である印刷装置。
6. 請求項１記載の印刷装置であって、
   前記印刷ヘッドは、前記各色について前記複数のノズルの組を、前記主走査方向と交差する方向に、該方向のドットのピッチの整数倍となる一定の間隔ｋ２で複数組備える印刷ヘッドである印刷装置。
7. 請求項６記載の印刷装置であって、
   前記印刷ヘッドは、前記整数ｋ２と、該ノズルの組の数Ｎ２とが互いに素となる関係で配列された前記複数のノズルの組を有するヘッドである印刷装置。
8. 請求項７記載の印刷装置であって、
   さらに前記ラスタを形成する度に前記交差する方向に、前記印刷媒体を前記印刷ヘッドに対し、副走査の方向のドットのピッチのＮ２倍の送り量で、相対的に移動する副走査を行う副走査手段を備える印刷装置。
9. 印刷ヘッドを印刷媒体に対して相対的に往復動する主走査を行いつつ該主走査方向に並ぶドット列たるラスタを形成して、該印刷媒体上に画像を印刷する印刷方法であって、
   前記印刷ヘッドは、複数色のインクに対応したノズルが主走査方向に配列されるとともに、各色についても主走査方向に、ドットのピッチよりも間隔を開けて配置された複数のノズルを、主走査方向のドットのピッチを単位として表した該ノズルの主走査方向の間隔ｋ１と、該ノズルの数Ｎ１とが互いに素となる関係で配置した印刷ヘッドであり、
   （ａ）前記印刷ヘッドを主走査方向に駆動する工程と、
   （ｂ）前記主走査方向にＮ１ドットごとにドットを形成するタイミングで、かつ、前記複数のノズルを同時に駆動してドットを形成する工程とを備える印刷方法。

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