JPS6226620B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ラスタ印刷のためのカラー像形成を
デイジタル的に制御する装置に関する。本発明で
言うラスタ印刷とは、有限数の中間色調画素が印
刷されることであり、そしてこれを人が見た場合
には、目の解像度及び目が既に経験上有している
色調認識度に基づきラスタ型即ち断続的な色調変
化としてではなく連続的な色調と錯覚的に感知さ
れるような程度に選択が行なわれる。

白黒像をラスタ印刷するのは比較的容易であ
り、このための種々な印刷装置が知られている。
しかしながら、人間の目が識別可能な全ての色を
印刷することは不可能であるために色印刷は困難
である。白色の記録媒体上に許容し得る質の色像
を再現するには黒を含む７色（若しくはこれより
少ない数の色）を用いれば十分であることがわか
つたそしてこれは３色のみの印刷により得られ
る。

ラスタ画像に生じるモレア・パターンを見た場
合、もしも種々な色のラスタが水平方向に関して
適切に回転されていないならば人間の目はいらだ
つことが知られている。従つて今日のラスタ印刷
においては、種々な色のラスタは相互に回転され
ている。

並列印刷においては、画像全体のうちの第１番
目の特定な色の点を全て同時に即ち並列的に印刷
しそして次に第２番目以降の色の点を全て印刷し
そしてこの際第２番目以降の色のラスタの向きは
第１番目の色のラスタの向きから回転される。こ
の方法では、印刷されるべき色（黒を含む）の数
及び記録媒体が印刷装置を通過する回数に応じた
数の印刷フオームを用意しなければならない。こ
れらの印刷フオームの正確な配向は余り重大な問
題を生じない。

直列印刷においては、画素は、所望の色をドツ
ト即ち点の形で重ね合わせることにより逐次的に
構成される。これらのドツトは、印刷線を形成す
るように並置され、そしてこれらのいく本かの印
刷線は全体の画像を形成するように位置決めされ
る。印刷されるべき色毎にラスタ・スクリーンを
個別に用意することが必要であるという点で、並
列印刷処理の速度は固有的に遅い。これと対象的
に、直列印刷処理の速度は速いがその制御は困難
となる。直列印刷処理を行なう２つの型の印刷装
置がある。第１の型はインパクト型印刷装置であ
り、印刷ヘツドに一列もしくはマトリクス状にワ
イアが設けられそしてこれがリボンをはさんで記
録媒体に打ち当てられてドツトを生じる。このリ
ボンは所望の数の印刷色及び黒を含む多色リボン
である。所望の色を印刷又は重ね印刷するために
印刷ヘツドのワイア・マトリクスに応答してリボ
ン持ち上げ機構が動作する。このワイア型印刷装
置の機構部分を動かすのに時間がかかり、特にハ
ンマの復帰時間が長いためにこの型の印刷装置の
動作速度は遅い。他の型の印刷装置は種々な色の
液体インクを用いて動作する。印刷色毎に個別の
ノズルが設けられているヘツドからインクが噴射
される。今日インクの乾燥時間が短かくなつてい
るところからこの型の印刷装置は一番動作が速
い。

このように動作速度の観点からこの型の印刷装
置は色像の印刷もしくは複写装置として最も有望
視されている。このような色像再現システムは原
稿像走査部及び印刷部の間がどの位離れているか
に依存して色像複写装置又は色像用フアクシミリ
装置として分類される。本発明は単独動作型イン
ク・ジエツト印刷装置に利用可能であるが、色像
再現システムにも利用可能である。

標準型の色像再現プロセスについて概略的に述
べておくと、原画である色像は、最初帯域フイル
タを通されて原画のＸ―Ｙラスタ内の全画素の強
度即ち振巾を測定することにより加色性の三原色
即ちグリーン、ブルー及び赤に分けられる。或る
閾値よりも低い強度のものは無視される。

白色の記録媒体上に像を再現するために、減色
性の原色即ちマゼンタ（グリーンの吸収体）、黄
（ブルーの吸収体）及びシアン（赤の吸収体）が
用いられる。これらの減色性原色に対応する中間
調パターンは原画と同じＸ―Ｙ位置に正確に重ね
られねばならず、しかも色のラスタは水平軸に関
して回転されねばならない。この条件は、回転印
刷スクリーンを用いる従来のアナログもしくはデ
イジタル色像再現技法では満足され得ない。従つ
て、従来の色再現もしくは変換技術は忠実性を欠
き、又これを矯正するためには精密でしかも困難
な色調平衡手順が必要となる。

コード化された色リングを走査するための方法
が、種々な調合物を含むアンプルを同定するプロ
セスと関連してスイス特許第495017号に示されて
いる。アンプルは、赤、グリーン、ブルー、シア
ン、マゼンタ及び黄色のリングを有している。こ
の走査装置は、リングにより反射された光を３つ
のスペクトル帯域（赤、グリーン、及びブルー）
に分けるためにダイクロイツク・ミラーを用い、
そして３つの光増大器から得られる色信号は、も
しもこれが所定の閾値を超える時に、自己クロツ
ク・システムによりデイジタル化される。このス
イス特許は、走査後の色コードの再現機構即ち印
刷装置については全く開示していない。

赤、黄及びブルーを夫々印刷する３つのノズル
を有しこれらが記録媒体固定用の回転ドラムの囲
りで120゜ずつ相互に離隔するように配列されて
いるインク・ジエツト印刷装置がスイス特許第
468630号に示されている。この特許は、印刷に用
いられないインク滴をガターに偏向させるための
偏向電極の設計に向けられている。又この特許
は、本発明の如き技術を色印刷に利用できる旨の
概念的記述を含んでいるが、これについての詳細
な開示を行なつていない。

スイス特許第537757号は、マトリクスもしくは
直線状に複数個の平行ノズルが配列されている印
刷ヘツドを有するインク・ジエツト印刷装置を示
している。同特許は、複式マニホルド・チエンバ
の設計に向けられているが、インク滴が正しい位
置で記録媒体に当たるようにノズルの付勢を遅延
させることにより複数個の平行ノズルからのイン
ク滴の制御について簡単に触れている。又、記録
媒体上で色を混合しもしくは色を並置して印刷す
るために種々な色を用いることの可能性について
も触れている。

種々な色をインク・ジエツトに用いる直列型印
刷装置において生じる重大な問題は、インク滴に
よる衝撃時に記録媒体が受ける部分的な膨張であ
る。そしてこれは、第２若しくはこれ以降の色の
インク滴を同じスポツトに正確に当てることを困
難にする。再現されるべき像の内容は大きく変化
するために、機構的な補償手段とよりこのような
膨張を予知することはできない。更に、このよう
な膨張の発生の度合はこれが使用雰囲気及び製造
時のパラメータに依存するために予測することが
できない。

上述の従来技術を含め今迄この問題を認識した
ものはない。そしてこの問題を解決することは、
インク・ジエツト印刷装置による色印刷の品質を
向上させるために非常に重要なのである。

従つて、本発明の目的は、第１番目の色インク
滴に対して第２番目以降の色インク滴を同一個所
に位置決めするようにこれらの間の誤つた位置づ
けを自動的に補償するデイジタル色像再現装置を
提供することである。

インク・ジエツト印刷装置による多色印刷はど
ちらの原色を用いるかによつて加色法もしくは減
色法を用いる。例えば、上述のスイス特許第
468630号においては、加色性原色即ち赤、黄及び
ブルーの使用が提案されている。本発明は減色性
原色であるマゼンタ、黄及びシアンの使用に関す
る。周知の如く、マゼンタ（グリーンの吸収体）
及び黄（ブルーの吸収体）の重ね合わせは赤を生
じ、マゼンタ及びシアン（赤の吸収体）の重ね合
わせはブルーを生じ、黄及びシアンの重ね合わせ
はグリーンを生じ、そして３色全てを重ね合わせ
ると黒を生じる。

従つて、マゼンタ、黄及びシアンを印刷色とし
て用いることにより、これら３色の外に赤、ブル
ー、グリーン及び黒を含む７色から成る色像を再
現することが可能である。色のシフト即ち望まし
くない色相が生じることを防止するためにこれら
印刷色の重ね合わせは正確に行なわれねばならな
い。

印刷ラスタが読み取りの方向（もしくはこれと
直交する方向）に配向される場合、低い周波数帯
域即ち人間の目の感受性が最も高い領域でモア
レ・パターンが最も生じることが知られてきてい
る。従つて従来は、人間の目に対する感受性を低
めるためにモアレ・パターンの周波数を増大する
ように個々の色の回転を別個の角度としてきた。
ところが本発明者によると、ラスタが傾けられた
デイジタル色像は機構的な不正確さに対して非常
に耐性がありそして減色性の原色であるマゼン
タ、黄及びシアンの全てが同じ45゜の配向のもと
に配列された場合にもモレア・パターンを伴なわ
ない全体的品質の優れた真の色像が得られ得るこ
とが判明した。

第１図は本発明を組込むことができる再現装置
を示す。原価１は光源２により照射されそして走
査装置３により走査される。この走査装置３は原
画１の画素を逐次的に走査するように位置制御装
置４により位置制御される。走査装置３の光学的
出力は、分割装置例えばこの光学的出力からグリ
ーンの部分を抽出する第１ダイクロイツク・ミラ
ー５及びブルーの部分を抽出する第２ダイクロイ
ツク・ミラー６によりこれらの加色性原色である
グリーン、ブルー及び赤に帯域分割される。

ダイクロイツク・ミラー５及び６により反射さ
れたグリーン及びブルーの部分並びに両ダイクロ
イツク・ミラーを通過された赤の部分はこれらの
色に夫々割り当てられた光倍率装置７，８及び９
により増巾される。光倍率装置７，８及び９から
の電気的出力信号は閾値装置１０，１１及び１２
を夫々通過される。これらの閾値装置１０，１１
及び１２はクロツク１３により共通に調時されそ
してクロツク１３は位置制御装置４に接続されて
いる。

かくして、閾値装置１０，１１及び１２からの
出力信号は、原画１の各画素のグリーン、ブルー
及び赤の成分の連続的色調値にデイジタル化され
る。これらを再現即ち印刷するためには、これら
の加色性原色の連続的色調値は最初これらの等価
中間色調表示信号に変えられる。デイジタル化さ
れた連続的色調値は、適当な数の振巾レベルに量
子化され、そして或る走査スポツトにおける特定
な色が予定の閾値を超えたか否かを表わす２進出
力信号を生じるためにこれら予定の閾値と比較さ
れる。前述の如く色の再現においては画素マトリ
クスのラスタは、望ましくないモアレ・パターン
が発生しないように水平方向に関して傾けられね
ばならない。45゜の傾きに対するアルゴリズムは
簡単である。任意の傾きをデイジタル的に作り出
す手法は、IBM Technical DisclosureBulletin
Vol.20、No.６、1977年11月の第2423及至2425頁に
示されている。

加色性原色の強度を表わす２進出力信号はこれ
らの対応する減色性原色を制御するのに用いられ
る。即ち、グリーンの信号はマゼンタの印刷を制
御し、ブルーの信号は黄の印刷を制御しそして赤
の信号はシアンの印刷を制御する。この制御は標
準型の印刷制御装置１４，１５及び１６により行
なわれ、そしてこれらの出力は多色インク・ジエ
ツト印刷装置１７へ印加される。

インク・ジエツト印刷装置１７はインク供給装
置、インク溜、インクに適切な圧力を加えつづけ
る装置、インク滴発生装置及び偏向装置を有す
る。更に、インク・ジエツト印刷装置１７は印刷
されるべき色毎に設けられたノズル１８，１９及
び２０を有し、又コントラスト増大のための黒色
用のノズル２１を有する。

これらのノズルは、Ｘ―Ｙ軸の同じ画素に向け
て発射されたインク滴が異なる時刻に記録媒体２
２に当たるように整列されている。又、これらの
時刻相互間の時間は、この間にインクが乾燥され
そして記録媒体２２が進められるように選択され
ている。印刷装置１７及び記録媒体２２のための
移送装置（図示せず）は、Ｘ―Ｙ印刷位置及びＸ
―Ｙ走査位置の間の対応性を保証するために位置
制御装置４からの制御信号を受けとる。

勿論、この制御方式では、最初のインクの付着
による湿潤によつてわずかな期間膨張が生じるこ
とに起因する後続インク滴の印刷位置における
“ずれ”の発生に対処し得ない。従つて、この場
合には色を重ね合わせるにつれて色のシフト即ち
色相のシフトが生じてしまう。

本発明はこれを解決するために、記録媒体２２
上の実際の印刷動作をモニタし、記録媒体２２に
関する印刷装置１７の位置を修正するために用い
られる適切な矯正信号を発生し、そして第２番目
及び第３番目のインク滴の発射時刻を制御する。

第２図は、本発明に従う制御装置の第１実施例
を示す。記録媒体２２は、例えば回転ドラム２３
の如き適切な支持体上に保持される。ドラム２３
は、標準型の駆動制御装置（図示せず）により矢
印２４の方向に回転される。再現されつつある像
の部分２５は複数個の印刷ドツトにより構成され
ている。尚、簡略化のためこれらのドツトを矩形
２６で示す。各印刷ドツトはストロボスコープ２
７からの白色光フラツシユにより照射され、そし
てこの光は記録媒体２２により反射され又特定な
印刷ドツト２６上の印刷色を通過して一群のフイ
ルタ即ちマゼンタ・フイルタ２８、黄フイルタ２
９及びシアン・フイルタ３０を通過して例えば
CCD（電荷給合装置）３１，３２及び３３の如
き２次元的光検出装置に入光する。これらの光検
出装置はこれが検知したスペクトル成分を電気的
信号に変換する。

第４番目の光検出装置３４は、重ね合わされた
中間調パターンの平均空間位置を感知するために
設けられている。光検出装置３４は出力信号を線
３５を介してストロボスコープ制御装置３６に印
加する。この装置３６は、中間調パターンを光検
出装置即ち領域３１及至３３の中央部に保つよう
にフラツシユ周波数を制御する光検出装置３１及
至３４は走査装置として働らく。

光検出装置即ち領域３１乃至３３からの出力信
号は、タツプ型シフト・レジスタ３８，３９及び
４０より成る遅延回路網３７へ印加される。これ
らシフト・レジスタからの出力信号は制御装置４
１へ印加され、又この制御装置４１は、次の制御
信号を発生する。即ち、インク滴の発生周波数を
制御するためインク滴発生装置即ち圧電結晶へ印
加される制御信号、インクの圧力を制御するため
にポンプに印加される制御信号、第２図の矢印４
２で示されているＹ方向におけるインク・ジエツ
トの振れを矯正するために偏向装置へ印加される
制御信号並びに矢印４３により示されるＸ方向に
おける印刷ヘツドの移動を矯正するためにイン
ク・ジエツト印刷ヘツド移動機構に印加される制
御信号である。

第３図乃至第６図は、色の重なり合いが正しく
行なわれていない場合のこれの矯正の仕方を示し
ている。第３図は、個々の色の面積は異なつてい
るが各色が適正に重ね合わされている場合を示
し、そしてこの場合には矯正は不要である。第４
図は２つの色が相互にずれている場合を示し、第
５図は２つの色は適正に重ね合わされているが第
３番目の色がずれている場合を示し、そして第６
図は３色全てが相互にずれている場合を示す。こ
の第４図乃至第６図の場合には矯正が必要であ
る。

減色性の黄、マゼンタ、及びシアンをこの順序
で印刷する場合には、次のような場合が起こり得
る。

(1) これらの色のうち１色のみを印刷するなら
ば、この色に関連するフイルタ２８，２９もし
くは３０及びこれに対応する光検出装置３１，
３２もしくは３３を光が通過する。この場合こ
の光の強度は最大である。しかしながら、１色
のみを印刷する場合には色相互間のずれは生じ
ようがないので矯正信号は発生されない。

(2) もしも２色印刷がおこなわれるならば、第３
図に示した適切印刷もしくは第４図に示した不
適正印刷が生じる。前者の場合には、フイルタ
２８乃至３０を光が通過しない。何故ならば、
これらの色が単独で存在することはなく、そし
て上記２色は赤、グリーンもしくはブルーにな
りそして上記フイルタの全てはこれらに対する
吸収体であるからである。

２色印刷の場合に不適正印刷即ちこれら２色
が正しく重なり合つていないことが生じると、
これら２色は対応するフイルタを低い強度で通
過し、そして対応する光検出装置はこれに応じ
て出力信号を発生する。これにより制御装置４
１は矯正信号を発生する。

(3) ３色の全てを印刷する場合には次の如き３つ
の場合のいずれかが生じる。即ち(a)３色全てが
適正に重なり合つている場合、(b)３色のうち２
色が重なり合つているが残りの１色はこれらと
重なり合つていない場合（第５図）、もしくは
(c)最初に印刷した色に対して第２番目及び第３
番目の色が重なり合つておらずしかも第２番目
及び第３番目の色も相互に重なり合つていない
場合である。

上記(a)の場合には、３色全ての適正な重なり合
いにより黒色が生じ従つて出力信号は発生されな
い。

上記(b)の場合には、適正に重なり合つた２色に
より新たな色即ち赤、グリーンもしくはブルーが
生じそしてこの色は全フイルタによりブロツクさ
れる。３色全てが重なり合う場合には黒が発生さ
れる。かくして不適正な重なり合いを生じた色に
対するフイルタのみが強度の低い出力信号を発生
する。

上記(c)のように全ての色が相互に適正な重なり
合いを示さない場合には、出力信号を発生させな
い１つの黒い領域が存在し、フイルタによりブロ
ツクされる新たな色即ち赤、グリーン及びブルー
を示す３つの領域が存在し、そして重なり合わな
い印刷色により生じる強度の小さい３つの出力信
号が生じる。

１色印刷の場合には大きな出力信号が生じ、そ
して２色以上の印刷の場合には不適正な重なりを
生じた色について小さな出力信号が生じる。第１
番目に印刷された色に関して第２番目及び後続の
印刷色を矯正するためには、ストロボスコープ２
７は、第２番目及び後続の色付着掃引の間のみ付
勢される。従つて第１番目の印刷色についての上
記高出力信号は発生されない。

第７図は、ストロボスコープ２７の代りに連続
的な白色光源４４（これは白熱灯でもよい）を用
いた本発明の色シフト検出装置の第２の実施例を
示す。光は記録媒体２２から反射されそして印刷
インクによりフイルタされて面走査装置４５へ送
られる。この走査装置４５はＸ―Ｙマトリクスに
並べられた感光装置４６より成り、そしてこれら
の感光装置４６は夫々色の異なるフイルタ・マス
ク４７で覆われている。ここでマスクは薄いカラ
ー・マスク層で構成されることができる。感光装
置４６は、光によつて誘起された電荷を貯蔵する
電荷結合キヤパシタで構成されることができる。
水平方向のマトリクス行の夫々のキヤパシタ即ち
感光装置４６は共通接続線４８，４９，５０及び
５１に夫々接続され、又これらの線は垂直（Ｙ）
走査発生装置５２へ接続されている。一方、垂直
方向のマトリクス列の夫々のキヤパシタ即ち感光
装置４６は共通接続線５３，５４，５５及び５６
に夫々接続されそしてこれらの線は水平（Ｘ）走
査発生装置５７に接続されている。

水平及び垂直走査発生装置５７及び５２からの
パルスがＸ―Ｙマトリクスの点において適切なシ
ーケンスで一致するならば、この点に以前から貯
蔵されている積分された光誘起電荷は、これら感
光装置即ちキヤパシタ４６が設けられている基板
５８に転送され、そして或る対応するビデオ電流
が上記電荷から生ぜられる。

他の電荷転送装置は、1975年の
AcademicPress社によるAdvances in
Electronicsand Electron PhysicsのC.H.
SequinM.F.Tompsettによる“Charge
TransferDevices”において述べられている。

前記ストロボスコープの機能は、パルス駆動型
の露光読み出し回路５９により達成される。クロ
ツク６０はこの露光読み出し回路５９並びに走査
発生装置５２及び５７を制御する。この露光読み
出し回路５９は、第２番目以降の印刷色毎の電荷
分布を電子的に分類することにより、インク滴発
生周波数に対する制御信号、インク圧力に対する
制御信号、インク滴の偏向のための制御信号及び
インクジエツト印刷ヘツド・アセンブリの移動機
構に対する制御信号を発生する。ストロボスコー
プを用いた実施例における如く、第１番目の印刷
色の走査の結果は抑止され又この抑止はこの実施
例においては電子回路的に行なわれる。印刷イン
クによる湿潤に基づいて記録媒体２２が膨張する
ことを最小にするための手段が第８図に示されて
いる。記録媒体２２を支持するドラム２３の円筒
状表面には複数個の開孔が設けられ、一方これの
軸方向の表面は閉ざされている。ダクト６２を介
してドラム２３から空気が吸い出されると、記録
媒体２２はドラムの周囲に強固に保持され、そし
て第９図及び第１０図に示すように記録媒体即ち
用紙が開口６１に向つて吸い寄せられようとする
ことにより上述の膨張の発生を吸収しようとす
る。第９図は用紙が乾燥している場合を示し、そ
して第１０図はインクにより湿潤された用紙を示
す。

【図面の簡単な説明】

第１図は色像再現装置のブロツク配線図、第２
図はインク・ジエツト・ノズルに対する制御信号
を発生する本発明の第１の実施例のブロツク配線
図、第３図は印刷色が適切に重なり合つている状
態を示す図表、第４図、第５図及び第６図は重な
り合いが適切でない場合を示す図、第７図はイン
ク・ジエツト・ノズルのための制御信号を発生す
る本発明の第２の実施例のブロツク配線図、第８
図は記録媒体を支持する開孔付ドラムを示す図、
第９図は乾燥した用紙及びドラムの断面図、第１
０図は湿潤した用紙及びドラムの断面図。 ２３……ドラム、２７……ストロボスコープ、
３６……ストロボスコープ制御装置、２８……マ
ゼンタ・フイルタ、２９……黄フイルタ、３０…
…シアン・フイルタ、３１，３２，３３，３４…
…光検出装置、３８，３９，４０……シフト・レ
ジスタ、３７……遅延回路網、４１……制御装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも３色の原色インクの滴を夫々発射
   する複数個のノズルが、回転ドラム上の記録媒体
   に対面して設けられた可動型の印刷ヘツド・アセ
   ンブリに配置され、上記ノズルから発射されるイ
   ンクの滴が中間調の画素を形成するように互いに
   重ね合わされるインク・ジエツト印刷装置による
   色像形成をデイジタル的に制御する装置であつて
   次の(イ)乃至(ハ)を有する。 (イ) 上記記録媒体上に印刷された色領域に白色光
   を照射する手段。 (ロ) 夫々上記色領域からの反射光を受光するため
   に設けられた少なくとも３つの原色フイルタ、
   該原色フイルタを通過した光を検出して出力信
   号を発生する上記原色フイルタ毎に設けられた
   第１光検出手段、上記色領域からの反射光を直
   接受光し出力信号を発生する第２光検出手段及
   び該第２光検出手段の出力信号に応答し、上記
   色領域からの反射光を上記第１光検出手段の中
   央部に当てるように上記照射手段を制御する手
   段を有する走査手段。 (ハ) 上記第１光検出手段の出力の夫々に応答し、
   上記インク・ジエツト印刷装置のインク滴発生
   装置、偏向装置及び印刷ヘツド・アセンブリ駆
   動装置を制御する信号を発生する制御手段。