JP2009051066A - 吐出条件調整装置、液滴吐出装置、吐出条件調整方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発明者は、駆動対象とする大ヘッドが、多数の吐出部を有する複数個の小ヘッドで構成される場合、各小ヘッドに形成された吐出部の配置範囲の一部分が隣接する小ヘッド間で互いに重複するように構成し、1つの大ヘッドを構成する各小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分の位置ズレが最小になるように、吐出部の使用範囲と吐出タイミングを小ヘッド毎に設定する手法を提案する。
【選択図】図13
Description
また、組み立て時に小ヘッド間の距離が設計値であるN画素からずれると、図8に示すような段差が記録パターンに発生してしまう。
また、小ヘッド毎に印画特性が異なると、小ヘッド毎に濃度のバラツキが発生してしまう。例えば図9に示すように、濃度のバラツキにより小ヘッドの境界部分にハッキリした境目が見えてしまう。
以下に、境界部分を目立たなくするための他の方法を例示する。
すなわち、駆動対象とする大ヘッドが、多数の吐出部を有する複数個の小ヘッドで構成される場合、各小ヘッドに形成された吐出部の配置範囲の一部分を隣接する小ヘッド間で互いに重複するように構成し、各小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分の位置ズレが最小になるように、吐出部の使用範囲と吐出タイミングとを小ヘッド毎に設定する手法を提案する。
かくして、短尺の小ヘッドは勿論のこと長尺の大ヘッドに関しても、歩留まりを改善して製造コストを低下させることができる。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
また以下に説明する形態例は、発明の一つの形態例であって、これらに限定されるものではない。
(A−1)単色用のインクジェットヘッドに適した調整方法
以下では、大ヘッドが単色印刷用である場合について説明する。図11に、単色印刷用の大ヘッド11の構造例を示す。図11に示すように、大ヘッド11は、多数の吐出部3(小ヘッド上の黒丸)を一列に配列した小ヘッド13を長手方向に千鳥配置した構造を有するものとする。
しかし現実には、組み立て上のバラツキ等を原因として、小ヘッド13の位置が吐出部の並び方向にずれるのを避け得ない。図12(B)や図12(C)には、隣接する小ヘッド間で印刷に使用する吐出部の使用範囲に重複や隙間が生じていることが分かる。
以下では、図4で説明したように、ヘッド(小ヘッド及び大ヘッド)に対して被記録媒体7が相対的に移動する方向(以下、副走査方向と呼ぶ。)に、小ヘッドの取り付け位置がずれている場合についての調整方法を説明する。勿論、インクジェットヘッドは、複数個の小ヘッドを長手方向に千鳥配置した図11に示す大ヘッド11である。
しかし、図14(B)に示すように、小ヘッドa,b,c,dの取り付け位置がそれぞれ本来の設計値よりもずれてしまうと(図の場合、ズレ量がN1画素、N2画素、N3画素の3種類である。)、N画素分だけ印刷データの読み出しアドレスや駆動タイミングをずらしても、N画素とN1画素、N2画素、N3画素との差分が印刷結果に段差として現れることになる。
前述した2つの調整手法を組み合わせれば、小ヘッドの取り付け位置が吐出部の並び方向にずれている場合も副走査方向にずれている場合にも、取り付け時のずれを補正して印刷品質を高めることができる。
ここでは、更に小ヘッド毎に濃度補正を行なうことにより、小ヘッド間のつなぎ目を目立たなくすることを考える。
ここで、濃度補正の単位は、小ヘッド間の境界付近だけでも良いし、大ヘッド全体でも良いし、画素列毎に補正しても良いし、吐出部毎でも良い。
一つ目の方法として、各吐出部が印画する画素列ごとに、その画素列の階調特性に応じて入力データを補正する方法を説明する。
図15に、一般的な印刷処理部21の構成例を示す。印刷処理部21は、集積回路等のハードウェアとしても、CPU上で実行されるプログラムの処理機能としても実現される。
ハーフトーニング部25は、色変換後データを各色に対応する印刷ヘッド27の駆動データに変換する処理を実行する。
ところで、色変換部23から出力される色変換後データの値0〜255に対する各色の出力結果の濃度は、理想的な値(例えば図16のような関係)になっていれば良いが、実際には図17に示すように、理想的な値になっていないのが通常である。
そこで、画素列毎に図23に示すような階調特性補正カーブを用意し、画素列毎に入力信号(色変換後データ)を補正して出力特性が理想的な値(例えば図16に示すような関係)になるようにする。
ここでは、1画素について5レベルの濃度変調ができる印画装置を考える。
そこで、どの画素列はどの程度出力値を大きくすれば良いのか、又は小さくすれば良いのかを補正情報として図25の補正情報保管部33に保管しておく。
1.2(大きくも小さくもしなくて良い場合を1とする)とすると、いったん仮出力値=f(補正前出力値,補正情報)の関数で変換する。
3.6、 3.6、 3.6、 3.6、 3.6、 3.6、 3.6、 3.6、 3.6、 3.6となる。実際には、出力は整数値しか取れないとすると、例えば 3.5を閾値として最初のデータ
3.6は 3.5より大きいので「4」に変換される。
3.6−4=− 0.4)を加えたものを閾値と比較する。すなわち、3.2(=3.6+(−0.4))と3.5を比較し、出力データを「3」とする。
このように、出力データを決定する際の誤差分を、順次次の出力データの決定処理に繰り越す動作を繰り返す。すなわち、誤差拡散法を用いて整数化する。
このような補正動作により、画素列の濃度をあげることができる。なお、この説明では、誤差を次のデータに100%振り分けたが、次のデータに2/3を振り分け、次の次のデータに1/3を振り分けても良い。すなわち、誤差分を重み付け拡散しても良い。
前述の例では、インクジェットヘッドが1つの大ヘッドで構成される場合について説明した。
しかし、インクジェットヘッドが長手方向に配列される複数個の大ヘッドで構成される場合にも勿論応用できる。すなわち、2つ以上の大ヘッド11を吐出部の並び方向に段違いに並べて1つの印刷ヘッドを構成する場合にも応用できる。
この場合、大ヘッドの違いにかかわらず、隣接する小ヘッド間で印刷に使用する吐出部の範囲を個別に設定し、小ヘッド間の隙間や重なりをできる限り小さくする。また、印刷データの読み出しアドレスや印画タイミングを小ヘッド毎に変えることで、小ヘッド間の段差を少なくする。さらに、小ヘッド毎に隣接する小ヘッドが形成する記録パターンとのつなぎ目が目立たないように濃度補正を行なう。
今までは、1つ又は複数の大ヘッドを用いた1色インクでの印画の実行を前提として、小ヘッドの取り付け誤差に伴う印刷品質の低下を改善する吐出条件の調整方法について説明した。
前項までの説明では、小ヘッドの取り付け位置は長手方向や副走査方向にずれてはいるものの、各小ヘッド間で吐出部の並び方向が平行である場合についての調整方法を説明した。
そこで、発明者は、図29(B)に示すように、副走査方向に垂直であることにこだわらず、左右の小ヘッドとの段差が最小になるように補正する方法を提案する。
図30(A)に、大ヘッド1及び2で構成されるインクジェットヘッドを示す。なお、大ヘッドの数は3つ以上でも良いことは言うまでもない。
前述した各調整方法では、図31(A)に示すように、どの小ヘッドでも同じ数の吐出部を用いて画像を印刷する場合を想定した。
しかし、図31(B)に示すように、各小ヘッドで印刷に使用する吐出部の数を小ヘッド毎に異なる数にしても良い。
また、カラー印刷時には、図27に示すように、各色に対応する小ヘッドごとの境界を同じ位置にすると1色だけではほとんど目立たない境界部が複数色分重なることではっきりと目立ってくることがある。
前述した説明では、形成される記録パターンと小ヘッドとが1対1に対応する場合を前提とした。
しかし、図33に示すように、隣接する2つの小ヘッドの間で印刷に使用する吐出部の範囲の両端部分にオーバーラップ領域を設定しても良い。
勿論この場合も、印刷に使用する範囲の個別設定、印刷タイミングの制御、濃度補正等を組み合わせることで、小ヘッドの取り付け誤差が従来より大きくても良質な印刷結果を得ることができる。
インクジェット方式のラインヘッドを用いた印画装置や一定幅を1パスで印画するインクジェット方式のシリアルヘッド印画装置においては、個々の吐出部の吐出方向のばらつきが印画方向に沿って並ぶことになる。
この問題を解決するため、発明者や出願人は、吐出角度の偏向により印画を実行する印刷方式を提唱する。
この方法を小ヘッドの境界部に適用すると、それだけでも境界部のスジの低減を減らすことができる。
大きさを変化させるPNM(PULSE
NUMBER MODULATION)方式を用いる。図39に、PNM方式のイメージ図を示す。
図40の場合、1画素目の1番目のタイミングで印画するときは吐出部Aからの印刷となる。
また、1画素目の4番目のタイミングで印画するときは吐出部Aからの印刷となる。
偏向吐出機能に対応した各小ヘッドを用いれば、一つの画素列を同じ小ヘッドに位置する複数の吐出部から吐出されるインク滴により印画することができる。
このため、各小ヘッドについて規定される吐出部の使用範囲は、各小ヘッドの切り替え位置よりも広く設定される。
このように、偏向吐出方式を用いれば、1つの画素列を複数の吐出部を用いて描画することができるので、小ヘッドの切り替え部に多少の隙間や重なりがあってもスジを目立たなくすることができる。
偏向吐出機能に対応した各小ヘッドを用いれば、一つの画素列を異なる小ヘッドに位置する複数の吐出部から吐出されるインク滴により印画することができる。
この印画方法のイメージを図44及び図45に示す。
なおこの場合は、各小ヘッドについて規定される吐出部の使用範囲は、各小ヘッドの切り替え位置で挟まれた範囲と一致する。
また、偏向吐出機能は、境界部だけでなくそれ以外の吐出部の吐出性能の乱れに起因する細かい筋も見え難くするので、全画素に対して用いるのが好ましい。もっとも、境界部にだけ偏向吐出機能を適用しても良い。
前述の説明では、各小ヘッドがある1色のインク滴の吐出専用である場合について説明した。
しかし、図47に示すように、複数色のインク滴を吐出できるように、1つの小ヘッド上には複数列の吐出部が形成されていても良い。
勿論、複数個の小ヘッド41を用いて大ヘッドを構成することも可能であり、大ヘッドに対して前述した技術を応用することができる。
この大ヘッド43の場合にも、各小ヘッド41で使用する吐出部とそこに与える印刷データのアドレスや吐出タイミングを制御すれば、各ヘッドの境界部分における隙間、重なり、段差を少なくすることができる。また、濃度補正を行なうことで各ヘッド間の境界が目立たないように印画できる。
前述したように、1つの大ヘッドを構成する小ヘッドの組み立て時に多少の位置ズレが生じたとしても、印刷データの読み出しアドレス及び印画タイミングの調整により、被記録媒体上に形成される記録パターンの位置ズレを最小化することができる。
この結果、小ヘッド間の境目の目立たない高品質の印刷結果を得られる大ヘッドを低コストで実現できる。
以下では、前述した調整技術に対応する印刷システム例の幾つかを説明する。
図49は、吐出条件調整装置51とインクジェットプリンタ53とを別々に用意する印刷システム例である。
図50に、インクジェットプリンタ53の内部構成例を示す。
ガンマ補正部63は、インク滴の濃度表現が補色データの階調値と整合するように補色データをデータ変換する処理ユニットである。
濃度補正部67は、被記録媒体上で再現される濃度を補正するための処理ユニットである。この例の場合、濃度補正部67は、吐出条件メモリ55に格納された調整条件に基づいて補正動作を実行する。
この内部構成により、発明者が提案する各種の調整方法を実行できる。なお、濃度補正はガンマ補正の段階で実行することもできる。
図51に、吐出条件調整装置51とインクジェットプリンタ53を一体的に搭載する複合型の印刷システム例を示す。
図51に示す複合機71は、印刷機能の他にスキャナ73を搭載する。すなわち、複合機71は、スキャナ73、吐出条件調整装置51、インクジェットプリンタ53で構成される。
なお、調整値は、インクジェットヘッドに付属するメモリに書き込まれている場合、ネットワーク等を通じてメーカーやプロバイダーから提供される場合も考えられる。
(D−1)応用装置例
前述の形態例の説明では、発明に係る駆動手法をインクジェットプリンタに応用する場合について説明した。
しかし、液滴をノズルから吐出する装置であれば、その用途は限らない。例えば液滴として有機材料、無機材料、金属系材料を混合した液体等を吐出する装置にも適用できる。
前述した形態例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される又は組み合わせられる各種の変形例及び応用例も考えられる。
3 大ヘッド
5 大ヘッド
11 大ヘッド
41 小ヘッド
43 大ヘッド
51 吐出条件調整装置
53 インクジェットプリンタ
55 吐出条件メモリ
71 複合機
Claims (13)
- 駆動対象とする大ヘッドが、多数の吐出部を有する複数個の小ヘッドで構成される場合、
各小ヘッドに形成された吐出部の配置範囲の一部分を隣接する小ヘッド間で互いに重複するように構成し、
各小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分の位置ズレが最小になるように、
吐出部の使用範囲と吐出タイミングとを小ヘッド毎に設定する
ことを特徴とする吐出条件調整装置。 - 請求項1に記載の吐出条件調整装置において、
隣り合う小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分に位置ズレが現れないように、各小ヘッドに読み出すパターンデータの読み出しアドレスと吐出タイミングとを設定する
ことを特徴とする吐出条件調整装置。 - 請求項1に記載の吐出条件調整装置において、
隣り合う小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分に濃度差が現れないように、各小ヘッドに対応する濃度補正値を設定する
ことを特徴とする吐出条件調整装置。 - 請求項1に記載の吐出条件調整装置において、
1つ又は複数の大ヘッドを用いて複数種類の液体を吐出できる場合、
ある1つの種類の液体に関連づけられた1組の小ヘッドについては、各小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分の位置ズレが最小になるように、吐出部の使用範囲と吐出タイミングとを小ヘッド毎に設定する一方で、
残る他の種類の液体に関連づけられた各組の小ヘッドについては、前記ある1つの種類の液体に関連づけられた1組の小ヘッドが形成する各記録パターンとの位置ズレが少なくなるように、吐出部の使用範囲と吐出タイミングとを個別に設定する
ことを特徴とする吐出条件調整装置。 - 請求項1に記載の吐出条件調整装置において、
1つ又は複数の大ヘッドを用いて複数種類の液体を吐出できる場合、
液体の各種類に対応する1組の小ヘッドについて、隣り合う小ヘッドの記録パターン同士のつなぎ目部分が他の種類の液体に対応する記録パターン同士のつなぎ目と同じにならないように、記録パターンの形成に使用する吐出部の範囲と吐出タイミングを小ヘッド毎に設定する
ことを特徴とする吐出条件調整装置。 - 請求項4又は5に記載の吐出条件調整装置において、
前記複数種類の液体は、同一成分で濃度の異なる液体を含む
ことを特徴とする吐出条件調整装置。 - 請求項1に記載の吐出条件調整装置において、
各小ヘッドが有する全ての吐出部のうち使用範囲に設定されていない吐出部に対しても、使用範囲に設定された吐出部と同じメンテナンス動作を適用する
ことを特徴とする吐出条件調整装置。 - 請求項1に記載の吐出条件調整装置において、
各小ヘッドは偏向吐出機能に対応する
ことを特徴とする吐出条件調整装置。 - 多数の吐出部を有する複数個の小ヘッドで構成される大ヘッドと、
前記各小ヘッドに形成された吐出部の配置範囲の一部分が隣接する小ヘッド間で互いに重複するように配置される場合、各小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分の位置ズレが最小になるように、吐出部の使用範囲と吐出タイミングとを小ヘッド毎に格納する吐出条件記憶部と、
前記吐出部の使用範囲と吐出タイミングとに基づいて、大ヘッドに対応する液体の吐出動作を実行するヘッド駆動部と
を有する液滴吐出装置。 - 駆動対象とする大ヘッドが、多数の吐出部を有する複数個の小ヘッドで構成される場合、各小ヘッドに形成された吐出部の配置範囲の一部分を隣接する小ヘッド間で互いに重複するように構成し、
各小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分の位置ズレが最小になるように、吐出部の使用範囲と吐出タイミングとを小ヘッド毎に設定する処理を有する
ことを特徴とする吐出条件調整方法。 - 駆動対象とする大ヘッドが、多数の吐出部を有する複数個の小ヘッドで構成される場合、
各小ヘッドに形成された吐出部の配置範囲の一部分を隣接する小ヘッド間で互いに重複するように構成し、
各小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分の位置ズレが最小になるように設定された吐出部の使用範囲と吐出タイミングとに基づいて液滴の吐出動作を実行する処理を有する
ことを特徴とする吐出条件調整方法。 - 駆動対象とする大ヘッドが、多数の吐出部を有する複数個の小ヘッドで構成される場合、
各小ヘッドに形成された吐出部の配置範囲の一部分を隣接する小ヘッド間で互いに重複するように構成し、
各小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分の位置ズレが最小になるように、吐出部の使用範囲と吐出タイミングとを小ヘッド毎に設定する処理を
コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 - 駆動対象とする大ヘッドが、多数の吐出部を有する複数個の小ヘッドで構成される場合、
各小ヘッドに形成された吐出部の配置範囲の一部分を隣接する小ヘッド間で互いに重複するように構成し、
各小ヘッドによって形成される個々の記録パターンのうち隣接する記録パターンのつなぎ目部分の位置ズレが最小になるように設定された吐出部の使用範囲と吐出タイミングとに基づいて、液滴の吐出動作を実行する処理を
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