JP3606403B2 - 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、印刷媒体表面を印刷ヘッドが走査しながら印刷を行うシリアルスキャン型やドラムスキャン型のプリンタに関し、特に、印刷画質の向上やスループットの向上を目指したヘッドの駆動や走査の方式の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のプリンタ、特にインクジェットプリンタ、における画質向上のための技術の一つとして、米国特許第４１９８６４２号や特開昭５３−２０４０号等に示された「インターレース方式」と呼ばれる発明がある。このインターレース方式は、印刷ヘッド上のインクジェットノズルアレイの構成と副走査の方法とに特徴がある。即ち、ノズルアレイは、副走査方向に配列されたＮ個のノズルから構成され、隣り合うノズルの中心点間隔（ノズルピッチ）が印刷画像の画素ピッチＤのｋ倍に設定され、かつ、Ｎとｋとが互いに素の関係にある整数に選ばれている。そして、各主走査の後に行われる副走査の距離がＮ・Ｄに設定されている。
【０００３】
このインターレース方式は、ノズルのピッチやインク吐出特性等のばらつきを印刷画像上で分散させることにより印刷画質を向上させる効果を奏する。
【０００４】
また、カラーインクジェットプリンタにおける画質改善を目指した別の技術として、特開平３−２０７６６５号や特公平４−１９０３０号などに開示された「シングリング」又は「マルチスキャン」などと呼ばれる技術がある。このシングリングは、異なる色インクを噴射する複数本のノズルアレイを主走査方向に並列してなる印刷ヘッドを用い、１回の主走査では、それらノズルアレイを間欠的タイミングで駆動することにより主走査方向に一定ドット数おきにドットを形成し、かつ、各ノズルアレイがそれぞれ異なるドット位置にドット形成するようにする。そして、このような主走査を複数回、その都度ノズル駆動タイミングをずらして、繰り返すことにより、主走査方向に連続したライン上の全ドットの形成を完成させる。
【０００５】
このシングリングでは、同一回の主走査で異なる色のインクドットが同一位置に重ねて形成されることがないため、異なる色インクのドット同士が一体化して画質を劣化させる所謂インクブリードの問題が改善される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
カラープリンタにおいて高い画質を得るためには、ノズルのピッチや吐出特性のばらつきによる画質低下を防止すると共に、異なる色ドット同士のインクブリードを防止することが要求される。従来、前者の要求のためにインターレース方式が知られ、後者の要求のためにシングリングが知られている。
【０００７】
しかし、従来のインターレース方式と従来のシングリングとを単純に組合わせた場合、次の様な問題が生じる。
【０００８】
第１の問題はスループットの低下である。即ち、インクブリードを確実に防止するためには、同一ドット位置だけでなく隣接ドット位置にも同一回主走査で異なる色ドットが形成されないようにすることが望ましい。しかし、これを従来のシングリングで実現しようとすると、４回以上の主走査を繰り返して全ドット位置の印刷を完成させるようにしなければならない。そのため、主走査の往路と復路の双方で印刷を行う双方向印刷を採用したとしても、２回以上の往復を繰り返す必要があり、双方向印刷を採用しなければ、４回以上の往復を繰り返さなければならない。その結果、印刷速度が低下し、スループットが低下する。
【０００９】
また、第２の問題は走査の制御が複雑になる点である。
【００１０】
即ち、上記のようにインクブリードを確実に防止するために２回以上の主走査往復を繰り返すことになると、この往復繰り返しの間は副走査を行わず、この繰り返しが終わった段階で副走査を行うことになる。その結果、主走査と副走査とを交互に行う単純な走査方式が採用できなくなり、走査の制御が複雑になる。それと共に、このような走査方式では、印刷画像にバンド状のむらが生じる可能性もある。
【００１１】
更に、第３の問題はドラムスキャン型のプリンタに採用できない点である。即ち、ドラムスキャン型プリンタは、一定速度でドラムを回転させつつ一定速度で印刷ヘッドを走行させるという走査方式を採用し、それにより高いスループットと高画質とを実現する。尚、この走査方式は、ヘッドと媒体との相対関係からみると、主走査と副走査とを単純に交互に行う方式と同じものである。また、ドラムスキャンプリンタでは、上記走査方式を採用する関係上、双方向印刷を行なうことができない。
【００１２】
これらの事情から、ドラムスキャン型プリンタでは、従来のシングリングを採用することができない。何故なら、双方向印刷が不可能な条件下でシングリングを行おうとすると、副走査と副走査との間に、必ず主走査を複数回繰り返えさざるを得ない。このことは、主走査と副走査を単純に交互に繰り返す方式が採用できないことを意味し、つまり、ドラムスキャン型プリンタの上記走査方式に適合しないことになる。
【００１３】
従って、本発明の目的は、主走査と副走査とを単純に交互に行う走査方式の下で、印刷画質の向上とスループットの向上の双方を実現できる印刷装置及び方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の印刷装置及び方法は、Ｎ個の同一色ドット形成用のドット形成要素（例えば、インクジェットノズル）を副走査方向に一定ピッチで配列してなるドット形成要素アレイを有した印刷ヘッドを用いて、この印刷ヘッドの主走査と副走査とを交互に行なう。主走査の往路期間及び復路期間の一方または双方において、印刷ヘッドのドット要素アレイが駆動されて、印刷媒体上にドットを形成する。副走査は、常に一定距離だけ行われる。
【００１５】
ここで、１回の副走査の距離を副走査ピッチＬ、主走査方向の連続ラインを印刷するのに要する主走査の繰り返し回数をスキャン繰り返し回数ｓ、前記ドット形成要素の中心点間距離を印刷画像のドットピッチの倍数で表した値を要素ピッチｋ、及び、前記ドット形成要素アレイ内の単位距離当たりに存在する前記ドット形成要素の個数を要素密度Ｄとそれぞれ定義する。
【００１６】
本発明の装置及び方法では、スキャン繰り返し回数ｓとして、Ｎ未満２以上の任意の整数が選定され、要素ピッチｋとして、Ｎ／ｓと互いに素の関係にあるＮ未満２以上の任意の整数が選定され、且つ、副走査ピッチＬとして、Ｌ＝Ｎ／（ｓ・Ｄ・ｋ）なる関係式を満たす値が選定される。
【００１７】
本発明によれば、主走査の間、ドット形成要素アレイを間欠的なタイミングで駆動するならば、主走査方向及び副走査方向の双方向で互いに離間したドットが同一のドット形成要素によって形成される、つまり、互いに隣接するドットは異なるドット形成要素によって形成される。その結果、ノズルのドット形成特性のばらつき等が主走査方向及び副走査方向の双方において分散され、印刷画像の画質が向上する。
【００１８】
上記間欠的タイミングでの駆動の好ましい一つの態様は、（ｓ−１）ドット置きのドットに対応した間欠的なタイミングでドット形成要素アレイを駆動することである。この好ましい態様を、より一般的に表現すると、連続するｓ×ｋ回の主走査の繰り返し内の異なる主走査で、主走査方向ｓドット及び副走査方向ｋドットのドットマトリックス内の異なるドットがそれぞれ形成されるように、各主走査毎に選択されたタイミングでドット形成要素アレイを駆動することである。
【００１９】
本発明の装置及び方法においては、同一ドット形成要素により形成されるドットの主走査方向の離間距離（ドットピッチ数に換算した値）はスキャン繰り返し回数ｓに比例して定めることができ、画像の解像度及び副走査方向の離間距離（ドットピッチ数に換算した値）はノズルピッチｋに比例して定めることができる。従って、スキャン繰り返し回数ｓとノズルピッチｋとを大きい値に設定する程、画像の解像度及び画質が向上する。そこで、複数の印刷モードを用意して、印刷モード毎に異なる値がスキャン繰り返し回数ｓ及びノズルピッチｋとして選定されるようにすれば、用途に応じて適切な解像度と画質が選べるので、ユーザにとって便利である。
【００２０】
このように複数の印刷モードを用意した場合、スキャン繰り返し回数ｓとノズルピッチｋとが大きくなる程、スループットが低下していく。そこで、スキャン繰り返し回数ｓが増えるのに応じて主走査速度を高めるようにすれば、スキャン繰り返し回数ｓの増加によるスループットの低下を抑えることができる。
【００２１】
スキャン繰り返し回数ｓとノズルピッチｋとを適度に大きく設定することにより、カラー印刷の場合に異色のドットが同一回主走査で同一位置だけでなく隣接する位置にも形成されないようにすることができる。これにより、インクブリードが極めて良好に防止され画質が一層向上する。
【００２２】
好適な実施形態は、黒、シアン、マゼンタ、イエローの４色のドット形成用の４つのドット形成要素アレイを備えており、一つの主走査の間に異なる色のドットが異なるドット位置に形成されるよう、それら４組のドット形成要素アレイを異なるタイミングで駆動する。これにより、カラー印刷のときのインクブリードを防止することができる。この場合、従来のシングリングで同様のブリード防止効果を得ようとした場合に比較して、高いスループットが得られる。
【００２３】
更に、この実施形態では、スキャン繰り返し回数ｓ及び前記ノズルピッチｋの双方が偶数に選定されている。これにより、双方向印刷を行なった場合、主走査方向の一つのラインは必ず主走査の往路のみ又は復路のみで印刷されることになるので、双方向印刷における画質低下が顕著には現れにくい。
【００２４】
また、本発明は、多階調を表すために１画素を複数のドットで表現する場合に適用することができる。その場合には、主走査方向ｓドット×副走査方向ｋドットのドットマトリックスにより１つの画素を表すようにし、ｓ×ｋ回の主走査で１画素を印刷し終わるようにすることができる。その結果、１画素内の異なるドットが異なるドット形成要素で形成されるので、ドット形成要素のドット形成特性のばらつきを吸収して画質を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例にかかるシリアルスキャン型のカラーインクジェットプリンタの主要部の機械構成を示す。
【００２６】
図１に示すように、印刷用紙１が、用紙スタッカ２から、ステップモータ駆動の紙送りローラ３によって巻き取られて、プラテン板５の表面上を副走査方向へ送られるようになっている。キャリッジ７は、ステップモータ９により駆動される牽引ベルト１１に牽引されて、ガイドレール１３に沿って副走査方向に垂直な主走査方向に移動するようになっている。
【００２７】
キャリッジ７上には、黒（Ｋ）インクを有した印刷ヘッド１５Ｋと、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色のカラーインクを有した印刷ヘッド１５ＣＭＹとが取付けられている。これらの印刷ヘッド１５Ｋ、１５ＣＭＹは、全体として主走査方向に並べられている。尚、カラーインクの印刷ヘッド１５ＣＭＹは、各色インク毎に別体の印刷ヘッドとして構成されてもよい。
【００２８】
図２は、印刷ヘッド１５Ｋ、１５ＣＭＹの用紙１に対面する面に配置されたインクジェットノズルのアレイを示す平面図である。
【００２９】
印刷ヘッド１５Ｋ上には、Ｋインクを噴射するノズルアレイ１７Ｋが設けられ、印刷ヘッド１５ＣＭＹ上には、Ｙインク、Ｍインク及びＣインクをそれぞれ噴射するノズルアレイ１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙが設けられている。これら４つのノズルアレイ１７Ｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは、副走査方向の位置を互いに完全に一致させて、全体として主走査方向に並列に配置されている。
【００３０】
ノズルアレイ１７Ｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙの各々は、多数のインクノズル１９１、１９２、…を全体として副走査方向に沿って一定ピッチ（以下、ノズルピッチという）ｋで千鳥状に配列したものである。
【００３１】
以上の構成において、走査方式としては、主走査と副走査とを単純に交互に繰り返す方式が採用される。即ち、単方向印刷の場合には、印刷ヘッド１５Ｋ、１５ＣＭＹが主走査方向に１回往復走行する間その往路でのみ駆動されて用紙１表面にドットを形成し、そして、各回の往復走行が終わった都度、用紙１が副走査方向に一定距離だけ送られる。また、双方向印刷の場合は、印刷ヘッド１５Ｋ、１５ＣＭＹが主走査方向に１回往復走行する間その往路及び復路の双方で駆動されてドットを形成し、そして、各回の往路の走行が終わった都度、及び各回の復路走行が終わった都度、用紙１が一定距離だけ送られる。
【００３２】
ここで、１回の用紙送りの距離（以下、副走査ピッチという）Ｌは、次の（１）式を満たすように設定される。
【００３３】
Ｌ＝Ｎ／（ｓ・Ｐ・ｋ） …（１）
ここに、Ｎは、１つのノズルアレイが有するノズルの総数である。また、ｓは、主走査方向に連続する１ラインを完全に印刷するのに要する主走査の繰り返し回数（以下、スキャン繰り返し回数という）であり、任意に選ばれたＮ未満１以上の整数である。ｋは、副走査方向で隣接する２つのノズルの中心点間距離つまりノズルピッチである。このノズルピッチｋは、印刷画像のドットピッチの倍数を用いて表現され、その値は任意に選ばれた、Ｎ／ｓと互いに素の関係にあるＮ未満１以上の整数である。また、Ｄは、ノズル密度、つまりノズルアレイの副走査方向１インチに含まれるノズルの個数である。本明細書の説明では、ノズル密度Ｄはｎｐｉ（ノズル／インチ）という単位で表され、従って、副走査ピッチＬはインチ（ｉ）で表される。
【００３４】
表１に、上記（１）式のパラメータの具体例を示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１の例は、Ｎ＝３０〔ノズル〕、Ｄ＝１８０〔ｎｐｉ〕とした場合の具体例である。印刷モードとして「高速」「標準」「高品位」及び「超高品位」の４種類のモードが用意されており、それぞれのモードに対して各パラメータの固有の値が設定されている。
【００３７】
印刷モードの「標準モード」とは、最も標準的な画質で印刷することを目的とし、画像解像度（印刷画像上のドットの密度）は標準的な３６０ｄｐｉ（ドット／インチ）に設定される。「高速モード」は、標準モードよりも高速に印刷することを目的とし、解像度は標準モードの１／２の１８０ｄｐｉに設定される。「高品位モード」は標準モードより高画質に印刷することを目的とし、解像度は標準モードの２倍の７２０ｄｐｉに設定される。「超高品位モード」は更に一層高画質に印刷することを目的とし、解像度は標準モードの４倍の１４４０ｄｐｉに設定されている。
【００３８】
表１に示す各パラメータの意味は次の通りである。「スキャン繰り返し回数ｓ」及び「ノズルピッチｋ」の意味は既に説明した。「副走査ピッチＬ」の意味も既に説明したが、表１に示されたその分母の数値は画像解像度を示しており、分子の数値は副走査ピッチＬがドットピッチ（隣接ドット間の距離）の何倍に相当するかを示している。「相対主走査速度」とは、各モードでのヘッドの走行速度を、標準的モードでのそれを１として、相対的比で表したものである。「ヘッド周波数」とは、ヘッドの各ノズルを駆動するクロック信号の周波数である。「相対印刷速度」とは、一定時間内に一定サイズの用紙に印刷できるページ数（スループット）を、標準的モードでのそれを１として、相対比で表したものである。「相対データ数」とは、一定サイズの用紙に印刷され得るデータ量（＝解像度の自乗に比例する）を、標準的モードでのそれを１として、相対的比を表したものである。
【００３９】
以下、表１を参照して、各印刷モードでのパラメータ設定とその意味とを説明する。
【００４０】
高速モードでは、スキャン繰り返し回数ｓ＝１、ノズルピッチｋ＝１、副走査ピッチＬ＝３０／１８０〔ｉ〕に設定されている。スキャン繰り返し回数ｓ＝１とは、主走査の間に各ノズル１９１、１９２、…が全てのドットに対応する連続的なタイミングで駆動されて、１回の主走査で主走査方向の連続ラインが完全に印刷されることを意味する。また、ノズルピッチｋ＝１とは、ノズルピッチとドットピッチとが等しいこと、つまり、画像解像度がノズル密度Ｄに等しい１８０ｄｐｉであることを意味する。副走査ピッチＬ＝３０／１８０〔ｉ〕とは、１回の副走査の距離が１８０ｄｐｉ画像の３０（＝Ｎ／ｓ）ドット分に相当することを意味する。
【００４１】
高速モードでは、要するに、１回の主走査で、その主走査中にノズルアレイが横切るバンド領域を完全に印刷し、この主走査が終わると上記バンド領域の幅分だけの副走査を行なう、という最もオーソドックスな印刷動作が行われる。このモードでは、よって、インターレースやシングリングのような画質向上のための特殊な動作は一切行われない。
【００４２】
標準モードでは、スキャン繰り返し回数ｓ＝２、ノズルピッチｋ＝２、副走査ピッチＬ＝１５／３６０〔ｉ〕に設定されている。スキャン繰り返し回数ｓ＝２とは、主走査の間に各ノズル１９１、１９２、…が１（＝ｓ−１）ドット置きのドットに対応する間欠的タイミングで駆動されることを意味する。よって、主走査方向の連続ラインを完全に印刷するためには、２（＝ｓ）回の主走査繰り返しが必要である。また、ノズルピッチｋ＝２とは、ノズルピッチがドットピッチの２倍であること、つまり、画像解像度がノズル密度Ｄ（＝１８０ｄｐｉ）の２倍の３６０ｄｐｉであることを意味する。また、副走査ピッチＬ＝１５／３６０〔ｉ〕とは、１回の副走査距離が３６０ｄｐｉ画像の１５（＝Ｎ／ｓ）ドット分に相当することを意味する。
【００４３】
このようなパラメータ設定の下で行われる標準モードの具体的な印刷動作を図３を参照して説明する。
【００４４】
図３は、１つのノズルアレイ内の個々のノズルの副走査方向での位置とそれらノズルが形成するドットの位置とを模式的に示したものである。但し、３０個のノズル１９１〜１９３０を全て図示することは難しいため、説明のために最低必要な一部のノズルだけを抽出して図示している。同図において、数字１、２、３…が印された円で示されたノズル位置及びドット位置は、それぞれ１回目主走査、２回目主走査、３回目主走査、…におけるノズルの副走査方向位置及びそれが形成するドットの位置を示している。
【００４５】
図３から理解されるように、１回目の主走査では、ノズル１９１〜１９３０は１ドット間隔で間欠的に駆動されて、数字１の記された１ドット置きの位置にドットを形成する。１回目の主走査が終わると、１５ドット分の距離だけ副走査が行われる。ここで、１５ドット分の距離とは、７ノズル・プラス・１ドット分の距離に相当する。この副走査によって、ノズル１９１〜１９３０は数字２の印された位置、つまり、１回目の主走査時のノズル位置とノズル位置との中間の位置に移動する。続いて２回目の主走査が行われ、１回目の主走査時と全く同じタイミングでノズル１９１〜１９３０が間欠的に駆動される。それにより、１回目の主走査時のドットに対し図中下側で隣接する位置（数字２）に新たなドットが形成される。
【００４６】
２回目の主走査が終わると、再び１５ドット分の副走査が行われて、ノズル１９１〜１９３０は数字３の印された位置、つまり、１回目の主走査のノズル位置に重なった位置に移動する。続いて、３回目の主走査が行われ、ここでは１、２回目の主走査時のタイミングから位相反転したタイミングでノズル１９１〜１９３０が間欠的に駆動される。これにより、１回目の主走査のドット位置に対し主走査方向で隣接する位置（数字３）に新たなドットが形成される。
【００４７】
３回目の主走査が終わると、再び１５ドット分の副走査が行われる。続いて、４回目の主走査が行われ、３回目の主走査時と同じタイミングでノズル１９１〜１９３０が間欠駆動される。これにより、２回目の主走査のドット位置に対し主走査方向で隣接する位置（数字４）に新たなドットが形成される。
【００４８】
以上の動作によって、主走査方向２（＝ｓ）ドット×副走査方向２（＝ｋ）ドットのドットマトリックス内で、各ドットが異なる主走査時に異なるノズルによって形成されることが理解される。
【００４９】
上記の動作が１つのノズルアレイに関して実行される。そして、４色のノズルアレイ１７Ｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは、互いに異なる駆動タイミングで上記の動作を実行する。例えば、１回目から４回目までの主走査において、ノズルアレイ１７Ｋは図３の数字１→２→３→４のドット順序でドットを形成し、ノズルアレイ１７Ｃは数字２→３→４→１のドット順序でドットを形成し、ノズルアレイ１７Ｍは数字３→４→１→２のドット順序でドットを形成し、ノズルアレイ１７Ｙはが数字４→１→２→３の順序でドットを形成する。このように、４色のドットが同一回の主走査で同一位置に重ならないようにドットが形成される。
【００５０】
再び表１を参照して、次に高品位モードについて説明する。
【００５１】
高品位モードでは、スキャン繰り返し回数ｓ＝２、ノズルピッチｋ＝４、副走査ピッチＬ＝１５／７２０〔ｉ〕、相対主走査速度＝２に設定されている。スキャン繰り返し回数ｓ＝２であるから、上述した標準モードと同様に、各ノズル１９１、１９２、…が１ドット置きのドットに対応する間欠的タイミングで駆動される。ノズルピッチｋ＝４は、ノズルピッチがドットピッチの４倍であること、つまり、画像解像度がノズル密度Ｄ（＝１８０ｄｐｉ）の４倍の７２０ｄｐｉであることを意味する。副走査ピッチＬ＝１５／７２０〔ｉ〕は、１回の副走査距離が７２０ｄｐｉ画像の１５（＝Ｎ／ｓ）ドット分に相当することを意味する。また、相対主走査速度＝２とは、標準モードの２倍の速度でヘッドが走行することを意味する。
【００５２】
この設定の下での高品位モードの具体的な印刷動作を図４を参照して説明する。
【００５３】
図４も、図３と同様に、１つのノズルアレイから説明に必要な一部のノズルを抽出して、その副走査方向の位置とそれらノズルが形成するドットの位置とを模式的に示したものである。数字１、２、３…を印した円で示されたノズル位置及びドット位置は、１回目主走査、２回目主走査、３回目主走査…におけるノズルの副走査方向の位置及びそれが形成するドットの位置を示している。
【００５４】
図４に示すように、１回目の主走査では、ノズル１９１〜１９３０は１ドット置きに間欠タイミングで駆動されて、数字１の印されたドット位置にドットを形成する。１回目の主走査が終わると、１５ドット分の距離だけ副走査が行われる。ここで、１５ドット分の距離は、３ノズル・プラス・３ドット分の距離に相当する。この副走査により、ノズル１９１〜１９３０は数字２の印された位置、つまり、１回目の主走査時のノズル位置より図中上方へ１ドット分だけずれた位置に移動する。続いて２回目の主走査が行われ、１回目の主走査時と全く同じ間欠タイミングでノズル１９１〜１９３０が駆動されて、１回目の主走査時のドットに対し上方で隣接するドット位置（数字２）に新たなドットを形成する。
【００５５】
２回目の主走査が終わると、再び１５ドット分の副走査が行われて、ノズル１９１〜１９３０は数字３の印された位置、つまり、２回目の主走査のノズル位置より上方へ１ドット分だけずれた位置に移動する。続いて、３回目の主走査が行われ、１、２回目の主走査時と全く同じタイミングでノズル１９１〜１９３０が駆動される。これにより、２回目の主走査時のドットに上方で隣接するドット位置（数字３）に新たなドットが形成される。
【００５６】
続いて、１５ドット分の副走査が行われ、ノズル１９１〜１９３０は３回目の主走査のノズル位置より上方へ１ドット分だけずれた位置、つまり、１回目の主走査のノズル位置より下方へ１ドット分だけずれた位置に移動する。そして、４回目の主走査が行われ、１〜３回目の主走査時の駆動タイミングから位相反転した間欠タイミングでノズル１９１〜１９３０が駆動される。これにより、１回目の主走査のドット位置に対し図中右下斜め方向で隣接するドット位置（数字４）に新たなドットが形成される。
【００５７】
続く副走査でノズル１９１〜１９３０は１回目の主走査時の位置と重なる位置に移動し、そして、５回目の主走査が行われて、４回目の主走査時と同一タイミングでノズル１９１〜１９３０が駆動される。それにより、１回目の主走査のドットに対し主走査方向で隣接するドット位置（数字５）に新たなドットが形成される。
【００５８】
６回目の主走査では、４、５回目の主走査時と同一タイミングでノズル１９１〜１９３０が駆動されて、２回目の主走査のドット位置に主走査方向で隣接するドット位置（数字６）に新たなドットが形成される。その後、図示しないが、７回目の主走査では、３回目の主走査時のドットに主走査方向で隣接するドット位置に、また、８回目の主走査では、４回目の主走査時のドット位置に主走査方向で隣接するドット位置にそれぞれ新たなドットが形成される。
【００５９】
以上の動作により、主走査方向２（＝ｓ）ドット×副走査方向４（＝ｋ）ドットのドットマトリックス内で、各ドットが異なる主走査時に異なるノズルによって形成されることが理解される。
【００６０】
上記の動作が１つのノズルアレイに関して行われる。そして、４色のノズルアレイ１７Ｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは、互いに位相のずれた駆動タイミングで上記の動作を実行する。その結果、４色のドットが同一回の主走査でそれぞれ異なる位置に形成され、異色のドットが同一位置に重ねて形成されることがない。
【００６１】
再び表１を参照して、次に超高品位モードについて説明する。
【００６２】
超高品位モードでは、スキャン繰り返し回数ｓ＝４、ノズルピッチｋ＝８、副走査ピッチＬ＝７／７２０〔ｉ〕、相対主走査速度＝４に設定されている。尚、このモードでは、各ノズルアレイの３０個のノズルのうち、連続する２８個のノズルだけが使用される。スキャン繰り返し回数ｓ＝４は、各ノズル１９１、１９２、…が３ドット置きのドットに対応する間欠的タイミングで駆動され、それにより、４回の主走査で主走査方向に連続するラインを完全に印刷することを意味する。ノズルピッチｋ＝８は、ノズルピッチがドットピッチの８倍であること、つまり、画像解像度がノズル密度Ｄの８倍の１４４０ｄｐｉであることを意味する。副走査ピッチＬ＝７／１４４０〔ｉ〕は、１回の副走査距離が１４４０ｄｐｉ画像の７（＝Ｎ／ｓ）ドット分に相当することを意味する。また、相対主走査速度＝４とは、標準モードの４倍の速度でヘッドが走行することを意味する。
【００６３】
この超高品位モードの印刷動作は図示しないが、図３、４に示した標準モード及び高品位モードの動作から理解できるように、超高品位モードでは、主走査方向４（＝ｓ）ドット×副走査方向８（＝ｋ）ドットのドットマトリックス内で、各ドットが異なる主走査時に異なるノズルによって形成されることが理解される。
【００６４】
そして、４色のノズルアレイ１７Ｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙが、各主走査において互いに位相のずれた駆動タイミングで動作して、同一回の主走査で４色のドットを異なる位置に形成していく。
【００６５】
標準モード、高品位モード及び超高品位モードの上記説明から分るように、本発明に従ってスキャン繰り返し回数ｓとノズルピッチｋとをそれぞれ２以上の値に設定することにより、主走査と副走査とを単純に繰り返す走査方式の下で、従来のインターレース方式とシングリングとを調和的に統合させた新規な印刷動作を行なうことができる。
【００６６】
この新規な印刷動作において、１色のノズルアレイの動作に着目すると、主走査方向ｓドット×副走査方向ｋドットのドットマトリックス内の各ドットが異なる主走査時に異なるノズルによって形成される。これにより、主走査方向及び副走査方向の双方向において、ノズルの吐出特性等のばらつきが画像上で分散されることになり、結果として画質が向上する。この画質向上効果はｓ及びｋを大きく設定する程顕著になる。因みに、従来のインターレース方式は、主走査方向でのみノズル吐出特性等のばらつきを分散できるだけであり、本実施例のように副走査方向にも分散することはできない。
【００６７】
また、異なる複数色のノズルアレイの動作の相互関係に着目すると、各ノズルアレイの駆動タイミングの位相をずらすことによって、同一回の主走査において、上記ｓ×ｋのドットマトリックス内の異なるドット位置に異色のドットが形成されることが分る。よって、同一回の主走査で同一位置に異色のドットが重ねて形成されることがなくなる。特に、ｓ＝２以上、ｋ＝２以上に設定した場合は、カラー印刷に通常用いられるＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色のドット全てを異なる位置に形成することができるので、それら４色間のインクブリードを良好に防止することができる。このことはまた、４色のインク全てに緩浸透性のインクを使用できる可能性が生じることをも意味しており、そのようにした場合には、超浸透性インクを用いた場合よりも濃度及び彩度の高い画像が印刷できるので、一層の画質向上が期待できる。因みに、従来のシングリングでは、４色ドットを異なる位置に形成しようとすると、スキャン回数を４回以上に設定しなければならず、そうすると、スループットが本実施例のｓ＝２（標準モード、高品位モード）の１／２以下に落ちてしまう。
【００６８】
また、例えば、Ｋインクに緩浸透性インクを用い、ＣＭＹのカラーインクに超浸透性インクを用いた場合には、緩浸透性のＫインクと超浸透性のカラーインクとが、同一回の主走査で重ならないようにすることが望ましい。そこで、例えば図３に示した標準モードにおいて、１回目主走査でＫインクドットを数字１のドット位置に、カラーインクドットを数字４のドット位置に形成し、２回目主走査ではＫインクドットを数字２のドット位置に、カラーインクドットを数字３のドット位置に形成し、３回目主走査ではＫインクドットを数字３のドット位置に、カラーインクドットを数字２のドット位置に形成する、というように必ず対角線の位置に２種類のインクのドットを分けて形成するようにすることができる。このようにすれば、主走査方向又は副走査方向の隣接位置に２種類のドットを形成する場合に比較し、２種類のドット間の距離が離れるため、インクブリードが一層良好に防止される。因みに、従来のシングリングで同様のことを実現しようとすると、やはりスキャン回数を４回以上に設定しなければならず、よって標準モードよりもスループットが低下してしまう。
【００６９】
更には、ｓ又はｋを一層大きい値に設定することにより、同一回主走査で４色のドットを互いに全く隣接しない位置に形成することも可能である。例えば、超高品位モードでは、ｓ＝４、ｋ＝８に設定されているから、同一回主走査において、４×８のドットマトリックス内の異なるドット位置に４色のドットを形成することができる。よって、それら４色のドットを互いに２ドット分以上離れた位置に形成することが可能となる。しかも、同一位置に異色ドットが形成される時期を、主走査２回分以上違えることが可能である。従って、インクブリードを完全に防止することができるようになる。
【００７０】
また、本実施例では、例えば標準モードから超高品位モードまでの場合のように、スキャン繰り返し回数ｓ又は解像度の増加に伴って主走査速度を高めているため、スキャン繰り返し回数ｓや解像度の増加によるスループットの低下が少ないというメリットもある。
【００７１】
ところで、既に述べたように、単方向印刷と双方向印刷とが選択可能である。単方向印刷では、ヘッド走行の往路の期間でのみヘッドを駆動してドットを形成する。双方向印刷では、ヘッド走行の往路と復路の双方の期間でヘッドを駆動してドットを形成する。よって、双方向印刷は単方向印刷によりもスループットが２倍近く高くなるが、その反面、往路と復路のドット形成位置が僅かにずれて画質が低下する可能性がある。これは、インクジェットヘッドからのインクの飛翔速度又はワイヤインパクトヘッドからのワイヤの伸長速度が有限であることに起因する。この問題を解決するために、ヘッドの駆動タイミングを往路と復路とで僅かに違える補正が、制御装置によって行なわれ得るが、それでも上記問題を完全に解消することは難しい。双方向印刷のこの問題は、特に主走査方向の一つのラインを往路と復路とで分けて印刷したときに、顕著になる可能性がある。例えば、図３において、もし、往路で数字１を印したドット印刷し、復路で数字３を印したドットを印刷したならば、往路と復路のドット形成位置のずれによって、数字１のドットと数字３のドットとの間隔が一定でなくなり画質が低下する可能性がある。
【００７２】
双方向印刷の上記問題をできるだけ目立たなくさせるために、本発明の印刷動作では、主走査方向の一つのラインは、必ず往路のみ、又は復路のみで印刷することが望ましい。例えば、図３に示した高品位モードで双方向印刷を行なう場合、奇数数字を印したドットは往路で印刷され、偶数数字を印したドットは復路で印刷されるから、一つのラインは必ず往路のみ又は復路のみで印刷される。同様なことは、図４に示した超高品位モードでもいえる。このように一つのラインを必ず往路のみ又は復路のみで印刷するために必要な条件は、スキャン繰り返し回数ｓ及びノズルピッチｋを共に偶数に設定することである。
【００７３】
図５は、以上の印刷動作を行うためのプリンタの制御回路の構成を示す。
【００７４】
図５において、外部のホストコンピュータ５１のプリンタドライバが、ユーザの指定した印刷モードに基づいて表１に示したようなパラメータ値を決定し、これに基づいてその印刷モードでの印刷に適した印刷データを生成して、これをプリンタに転送する。転送されたデータは一旦、受信バッファメモリ５３に蓄えられる。
【００７５】
プリンタでは、システムコントローラ５５が、受信バッファメモリ５３から印刷データを読込み、これに基づき、主走査駆動ドライバ５７、副走査駆動ドライバ６１及びヘッド駆動ドライバ６９に対して制御信号を送る。
【００７６】
ゲートアレイ６５は、受信バッファメモリ５３から印刷データを読込み、これを基にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色のイメージデータを作成して各色用のイメージバッファ６７に書込む。そして、ヘッド駆動ドライバ６５が、システムコントローラ５５からの制御信号に従がい、イメージバッファ６７から各色イメージデータを読出し、各色ノズルアレイ１７Ｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙを駆動する。
【００７７】
主走査駆動ドライバ５７及び副走査駆動ドライバ６１は、システムコントローラ５５からの制御信号に従って、キャリッジモータ５９及び紙送りモータ６３をそれぞれ駆動する。
【００７８】
図６は、図５の構成による全体の動作の流れを示す。
【００７９】
まず、ホストコンピュータ５１のプリンタドライバが、ユーザの指定した印刷モードに従って画像データを処理し（Ｓ１）、処理結果の印刷データをプリンタの受信バッファ５３に転送する（Ｓ２）。プリンタでは、ゲートアレイ６５が受信バッファ５３から印刷データを読込み（Ｓ３）、これを基にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ各色の印刷用のイメージデータに作成してイメージバッファに書込む（Ｓ４）。次にシステムコントローラ５５による制御の下で、キャリッジモータ５９、紙送りモータ６３及び各色ノズルアレイ１７Ｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙが駆動されて印刷が実行される（Ｓ５）。
【００８０】
以上の動作が、印刷が完了するまで繰り返され、印刷が完了すると（Ｓ６）、ホストコンピュータ５１にてユーザより印刷モードの変更が入力されたかチェックし（Ｓ７）、変更がなければ処理を終了し、変更があれば変更後の印刷モードで上記の一連の処理を再実行する。
【００８１】
図７は、ホストコンピュータ５１のプリンタドライバによる画像データ処理（図６、Ｓ１）の流れを示す。
【００８２】
まず、ユーザからの印刷モードの選択を受付け（Ｓ１１）、選択された印刷モードに応じて表１に掲げたスキャン繰り返し回数ｓ、ノズルピッチｋ等のパラメータ値を決定する（Ｓ１２）。次に、スケーリングを行う、つまり、アプリケーションが作成した元の画像データを、選択された印刷モードに対応する解像度の画像データに変換する（Ｓ１３）。
【００８３】
次に、インクリダクション処理を行う、つまり、ユーザの選択した印刷用紙の種類に応じ、その用紙上のインク受容量の制約に基づき、画像データに対しデューティ制限を加える（Ｓ１４）。次に、その画像データ（一般に、ＲＧＢ表現で各色２５６階調）に色補正及び２値化処理を行い、ＣＭＹ表現の２値化データに変換する（Ｓ１５）。
【００８４】
次に、以上の処理を終えた画像データが最適か否かチェックし（Ｓ１６）、最適でなければ再度印刷モードの選択から処理をやり直し、最適であれば、印刷モードに応じた各色ドット形成の順序に適合するように画像データを並び変え（Ｓ１７）、画像データ処理を終了する。
【００８５】
図８は、システムコントローラ５５の制御の下で行われる走査及び印刷の処理（図６、Ｓ５）の流れを示す。
【００８６】
まず、最初の印刷行から印刷を開始できるように印刷ヘッドと印刷用紙との位置合せを行う（Ｓ２１）。次に、イメージバッファ６７から各色のイメージデータを読込み（Ｓ２２）、そして、キャリッジを走行させつつそのイメージデータに従って各色ノズルを駆動して印刷を行う（Ｓ２３）。主走査が終わると、印刷用紙を副走査ピッチＬだけ移動させる（Ｓ２４）。１ページの印刷が終了するまで、ステップＳ２２からＳ２４を繰り返す。
【００８７】
以上の処理を前ページの印刷が完了するまで繰り返し、完了すると（Ｓ２５）、以上の走査及び印刷処理を終了する。
【００８８】
以上、本発明の好適な一実施例を説明したが、本発明はこの実施例以外の種々の態様でも実施することが可能である。例えば、本発明はカラー印刷だけでなくモノクロ印刷にも適用できる。また、１画素を複数のドットで表現することにより多階調を表現する印刷にも適用できる。また、ドラムスキャンプリンタにも適用できる。尚、ドラムスキャンプリンタでは、ドラム回転方向が主走査方向、キャリッジ走行方向が副走査方向となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るシリアルスキャン型のカラーインクジェットプリンタの主要部の機械構成を示す斜視図。
【図２】同実施例の印刷ヘッド１５Ｋ、１５ＣＭＹの用紙１に対面する面に配置されたインクジェットノズルのアレイを示す平面図。
【図３】標準モードにおける具体的なドット形成の様子を示した模式図。
【図４】高品位モードにおける具体的なドット形成の様子を示した模式図。
【図５】同実施例の制御回路の構成を示すブロック図。
【図６】制御回路の全体の動作の流れを示すフローチャート。
【図７】ホストコンピュータ５１のプリンタドライバによる画像データ処理の流れを示すフローチャート。
【図８】システムコントローラ５５の制御の下で行われる走査及び印刷の処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 印刷用紙
７ キャリッジ
１５ 印刷ヘッド
１７ ノズルアレイ
１９ インクジェットノズル
５１ ホストコンピュータ
５５ システムコントローラ
６５ ゲートアレイ

Claims (12)

1. 印刷ヘッドが印刷媒体の表面を主走査及び副走査することにより前記印刷媒体の表面に印刷を行う装置において、
   前記印刷ヘッドの前記印刷媒体に対面する箇所に副走査方向に一定ピッチで、同一色のドットを形成するためのＮ個のドット形成要素を配列してなるドット形成要素アレイと、
   前記印刷ヘッドの主走査を行う主走査駆動手段と、
   前記主走査の最中に前記ドット形成要素アレイを駆動するヘッド駆動手段と、
   前記主走査が終わる度に前記副走査を一定距離だけ行う副走査駆動手段とを備え、
   １回の副走査の距離を副走査ピッチＬ、主走査方向の連続ラインを印刷するのに要する主走査の繰り返し回数をスキャン繰り返し回数ｓ、前記ドット形成要素の中心点間距離を印刷画像のドットピッチの倍数で表した値を要素ピッチｋ、及び、前記ドット形成要素アレイ内の単位距離当たりに存在する前記ドット形成要素の個数を要素密度Ｄとそれぞれ定義した時、
   前記スキャン繰り返し回数ｓとして、Ｎ未満２以上の任意の整数が選定され、
   前記要素ピッチｋとして、Ｎ／ｓと互いに素の関係にあるＮ未満２以上の任意の整数が選定され、且つ、
   前記副走査ピッチＬとして、Ｌ＝Ｎ／（ｓ・Ｄ・ｋ）なる関係式を満たす値が選定されており、
   前記スキャン繰り返し回数ｓ及び前記要素ピッチｋにおいて異なった値が設定されていて、前記スキャン繰り返し回数 s の値が高いほど、前記要素ピッチｋの値も高くなるように、前記スキャン繰り返し回数 s と前記要素ピッチｋの値が設定される複数の印刷モードの中から、一つの印刷モードを選択する印刷モード選択手段を更に備えることを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記主走査駆動手段が、前記印刷モード選択手段により選択されたスキャン繰り返し回数ｓに応じて、このスキャン繰り返し回数ｓが大きいほど主走査速度が早くなるように、前記主走査速度を可変することを特徴とする印刷装置。
3. 請求項１記載の装置において、
   前記ヘッド駆動手段が、前記主走査の最中、（ｓ−１）ドット置きのドットに対応した間欠的なタイミングで、前記ドット形成要素アレイを駆動することを特徴とする印刷装置。
4. 請求項３記載の装置において、
   前記ヘッド駆動手段が、連続するｓ×ｋ回の主走査の繰り返し内の異なる主走査で、主走査方向ｓドット及び副走査方向ｋドットのドットマトリックス内の異なるドットがそれぞれ形成されるように、前記ドット形成要素アレイを駆動することを特徴とする印刷装置。
5. 請求項１記載の装置において、
   異なる色のドットを形成するための複数のドット形成要素アレイを備え、
   前記ヘッド駆動手段が、前記主走査の最中、異なる色のドットが異なるドット位置に形成されるよう、前記複数のドット形成要素アレイを異なるタイミングで駆動することを特徴とする印刷装置。
6. 請求項１記載の装置において、
   前記ヘッド駆動手段が、前記主走査の往路期間及び復路期間の双方において、前記ドット形成要素アレイを駆動し、
   前記副走査駆動手段が、前記往路期間及び前記復路期間の各々が終わる度、前記副走査を一定距離だけ行ない、且つ
   前記スキャン繰り返し回数ｓ及び前記ノズルピッチｋの双方が偶数に選定されていることを特徴とする印刷装置。
7. 副走査方向に一定ピッチで同一色のドットを形成するためのＮ個のドット形成要素を配列してなるドット形成要素アレイを有する印刷ヘッドを用いて印刷媒体の表面に印刷を行う方法において、
   前記印刷ヘッドの主走査を行う過程と、
   前記主走査の最中に前記ドット形成要素アレイを駆動する過程と、
   前記主走査が終わる度に前記印刷ヘッドの副走査を一定距離だけ行う過程と、
   １回の副走査の距離を副走査ピッチＬ、主走査方向の連続ラインを印刷するのに要する主走査の繰り返し回数をスキャン繰り返し回数ｓ、前記ドット形成要素の中心点間距離を印刷画像のドットピッチの倍数で表した値を要素ピッチｋ、及び、前記ドット形成要素アレイ内の単位距離当たりに存在する前記ドット形成要素の個数を要素密度Ｄとそれぞれ定義した場合に、
   複数の印刷モードのいずれかを選択する過程と、
   前記スキャン繰り返し回数ｓとして、Ｎ未満２以上の任意の整数に選定する過程であって、選択された前記印刷モードに応じて異なった値を前記スキャン繰り返し回数ｓとして選定する過程と、
   前記要素ピッチｋとして、Ｎ／ｓと互いに素の関係にあるＮ未満２以上の任意の整数を選定する過程であって、選択された前記印刷モードに応じて異なった値を前記要素ピッチｋとして選定する過程と、
   前記副走査ピッチＬとして、Ｌ＝Ｎ／（ｓ・Ｄ・ｋ）なる関係式を満たす値を選定する過程とを備え、
   選択された前記印刷モードに応じて、前記スキャン繰り返し回数 s の値が高いほど、前記要素ピッチｋの値も高くなるように、前記スキャン繰り返し回数 s と前記要素ピッチｋの値が選定されることを特徴とする印刷方法。
8. 請求項７記載の方法において、
   前記主走査を行なう過程が、
   前記選定された前記スキャン繰り返し回数ｓに応じて、前記スキャン繰り返し回数ｓが大きいほど主走査速度が早くなるように、前記主走査速度を可変する過程を含む
   ことを特徴とする印刷方法。
9. 請求項７記載の方法において、
   前記ドット形成要素アレイを駆動する過程が、
   前記主走査の最中、（ｓ−１）ドット置きのドットに対応した間欠的なタイミングで、前記ドット形成要素アレイを駆動する過程を含む
   ことを特徴とする印刷方法。
10. 請求項９記載の方法において、
    前記ドット形成要素アレイを駆動する過程が、
    連続するｓ×ｋ回の主走査の繰り返し内の異なる主走査で、主走査方向ｓドット及び副走査方向ｋドットのドットマトリックス内の異なるドットがそれぞれ形成されるように、前記ドット形成要素アレイを駆動する過程を含む
    ことを特徴とする印刷方法。
11. 請求項７記載の方法において、
    前記ドット形成要素アレイを駆動する過程が、
    異なる色のドットを形成するための複数のドット形成要素アレイを異なるタイミングで駆動して、異なる色のドットが異なるドット位置に形成されるようにする過程を含む
    ことを特徴とする印刷方法。
12. 請求項７記載の方法において、
    前記ドット形成要素アレイを駆動する過程が、前記主走査の往路期間及び復路の期間の双方において、前記ドット形成要素アレイを駆動する過程を含み、
    前記副走査を行なう過程が、前記往路期間及び前記復路期間の各々が終わる度に、前記副走査を一定距離だけ行なう過程を含み、
    前記スキャン繰り返し回数を選定する過程が、前記スキャン繰り返し回数ｓとして第１の偶数を選定する過程を含み、
    前記ノズルピッチを選定する過程が、前記ノズルピッチｋとして第２の偶数を選定する過程を含む
    ことを特徴とする印刷方法。

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