JP2007261217A - 印刷装置、パターンテーブル最適化装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドチップの境界部分に階調の乱れが出現する可能性がある。
【解決手段】複数のヘッドチップを印刷方向にオフセット配置するインクジェット方式の印刷装置に、（ａ）時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち各処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を数ライン分保持する保持部と、（ｂ）境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、時間的に先行して形成される境界部分の全てのドットに対しては、現処理単位の最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルを適用し、時間的に遅行して形成される境界部分のドットに対しては、数ラインだけ前に選択されたパターンテーブルを適用する切替部を搭載する。
【選択図】図１４

Description

明細書で提案する発明は、１つのドットを複数滴のインク滴で形成することができるインクジェット方式の印刷装置に関する。
なお、発明者が提案する発明は、印刷装置、パターンテーブル最適化装置及びコンピュータプログラムとしての側面を有する。

昨今の印刷装置には、高速印刷と同時に高い印刷品質が求められている。これに伴い、１つのドットを複数滴のインク滴で形成する印刷技術が提案されている。この印刷技術の場合、ドット密度以上の解像度で印刷像を表現できる。
図１に、この種の印刷技術を採用するインクジェット方式の印刷装置例を示す。印刷装置１は、多値誤差拡散部３と、ヘッドコントローラ５と、印刷ヘッド７で構成する。

多値誤差拡散部３は、インク色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）に対応するＣＭＹＫ信号を色別に多値誤差拡散処理する処理デバイスである。多値誤差拡散部３は、２５６階調のＣＭＹＫ信号を９値の量子化レベルに変換し、多値量子化値データ（４ビット）としてヘッドコントローラ５に出力する。

この際、多値誤差拡散部３は、印刷ヘッド７を構成するヘッドチップの配置に合わせてヘッドコントローラ５に出力する多値量子化データの並び替え処理を実行する。
なお、多値量子化データは、１ドットの形成に使用する０〜８発までのインク滴数を与えるデータである。

ヘッドコントローラ５は、多値量子化データを吐出タイミングを規定するドットパターンデータに変換する処理デバイスである。ヘッドコントローラ５は、ドットパターン変換部５１、乱数発生器５３、出力バッファ５５、書込カウンタ５７及び読出カウンタ５９で構成する。
ドットパターン変換部５１は、８つのパターンテーブルのうち乱数発生器５３で選択されたパターンテーブルを用い、多値量子化データをドットパターンに変換する処理デバイスである。図２に、パターンテーブルの例を示す。

ここで、各パターンテーブルには、多値量子化データが採り得る９値の量子化レベルとドットパターンとが関連付けられて保存されている。なお、事前に用意する８つのパターンテーブルは、量子化レベルとドットパターンとの対応関係が全て異なるものを使用する。
８つのパターンテーブルの中からランダムに選択したパターンテーブルを使用することにより、ドットパターンの規則性に伴う画質低下が低減される。

乱数発生器５３は、書込カウンタ５７の発生するアドレスに従って１ドット又は数ドット毎に乱数を発生する。
出力バッファ５５は、書き込み用と読み出し用の２つの記憶領域を有するバッファメモリである。２つの記憶領域の一方はドットパターンの書き込みに、他方はドットパターンの読み出しに使用される。この読み書きアドレスを与えるのが書込カウンタ５７と読出カウンタ５９である。

印刷ヘッド７は、出力バッファ５５から読み出されるドットパターンに従って対応するノズルからインク滴を吐出するデバイスである。
図３に、印刷ヘッド７の構成例を示す。図３は、印刷ヘッド７がラインヘッドの例である。印刷ヘッド７は、１６個のヘッドチップ７１が並び歩行に１個づつ段違いに配置されて構成されている。

隣り合うヘッドチップ７１間の用紙送り方向の段差（オフセット量）は、４ライン分（４ドット分）とする。
なお、図３（Ａ）は、ある１色に対応するヘッド構造を示す。従って、４色インクを使用する印刷ヘッド７では、図３（Ａ）に示すヘッド構造を４つ搭載する。
各ヘッドチップ７１は、３２０個のノズルが一列に形成されている。図中の黒丸が個々のノズルに対応する。

また、ヘッドチップ７１は、インク滴の偏向吐出技術に対応した吐出機構を採用する。この例の場合、４つのドット位置にインク滴を打ち分けることができるものとする。
図４に、偏向吐出によるインク滴の打ち分け例を示す。図４（Ａ）に示す吐出機構の場合、ノズル７３の底部に配置される左右２つのヒーター７５に流す電流量のバランスを制御することでインク滴７７の吐出方向（着弾位置）を可変することができる。

この例の場合、各ノズル７３は、図４（Ｂ）に示す４つのドット位置にインク滴７７を着弾することができる。
この偏向吐出技術を利用し、２つのヘッドチップ７１の境界に位置する４つのドットに関しては、隣接する２つのヘッドチップ７１が４ライン分の時間差を経て１つのドットパターンを形成する。
特開２００５−８１６２１号公報

ところが、前述した印刷装置の場合、ヘッドチップの境界部分に図５に示すような画質（階調）の乱れが現れる問題がある。
以下、画質（階調）の乱れが出現する原因を処理動作の観点から説明する。
前述した多値誤差拡散部３は、ヘッドチップの配置と同じ位置関係の多値量子化データ値をシリアルデータとして出力する。
図６及び図７に、シリアルデータの出力例を示す。なお、シリアルデータは、図６中の左側のドット位置から右方向に並び順に出力されるものとする。

ただし、シリアルデータは、図７に示すように、各ヘッドチップに対応する３２０ドット分の多値量子化データに加え、ヘッドチップ同士の境界に位置する４ドット分の多値量子化データが多重的に挿入される。
ヘッドチップ１に対応するデータの後に挿入される４ドット分のデータは、４ライン前に同一ドットにインク滴を吐出したヘッドチップ２の先頭４ドットに与えられたデータと同じである。

図８に、シリアルデータとして与えられるドットパターン例を示す。図８（Ａ）は、他方のヘッドチップよりもドットを遅れて形成するヘッドチップ（遅行ヘッド）に与えられるドットパターン例である。図８（Ｂ）は、他方のヘッドチップよりもドットを先に形成するヘッドチップ（先行ヘッド）に与えられるドットパターン例である。

なお、図８のドットパターンは、各ドットが１回の印刷周期内に最高８発のインク滴を時間差で吐出できる場合の例であり、黒丸を付したタイムスロットでインク滴が吐出制御される。
ところで、境界部分では、タイムスロットの関係でインク滴の吐出が２つのヘッドチップに割り振られることになる。
図中、網点を付した部分は、ヘッドチップ１が偏向吐出技術を用いて形成できるデータ位置である。また、白抜き部分は、ヘッドチップ２が偏向吐出技術を用いて形成できるデータ位置である。

ただし、図８の表記は、１つのノズルで着弾可能な４つのドット位置を、図９に示す位置関係で表記した場合の例である。すなわち、ノズルを基準位置として、図４（Ｂ）の左端から右方向に並ぶ４つのドットを「１番位置」、「２番位置」、「３番位置」、「４番位置」として表した場合の位置関係に対応する。参考までに、図１０に、各ノズルとドット位置の対応関係を例示する。図１０中、「１」番のノズルがインク滴を着弾できるドット位置を「１」、「２」番のノズルがインク滴を着弾できるドット位置を「２」、「３」番のノズルがインク滴を着弾できるドット位置を「３」、「４」番のノズルがインク滴を着弾できるドット位置を「４」で示す。この位置関係は、図８の表記と一致する。

図８の説明に戻る。この例の場合、ヘッドチップ２の左端に対応するドットは、最大８発のうち６発をヘッドチップ１のインク滴で形成できる。また、ヘッドチップ１の左端から２番目に対応するドットは、最大８発のうち４発をヘッドチップ１のインク滴で形成できる。また、ヘッドチップ１の左端から３番目に対応するドットは、最大８発のうち２発をヘッドチップ１のインク滴で形成できる。

このとき、ヘッドチップ間の時間差を無視すれば、同じドット位置に対しては同じ値の多値量子化データが与えられる。すなわち、図８の場合であれば、４ライン前にヘッドチップ２（先行ヘッド）がドットを形成したときと同じ多値量子化データ値がヘッドチップ１の後段に挿入される。すなわち、境界部分のドットには、図中左側から順に「２」、「２」、「４」、「３」が与えられる。
勿論、ヘッドチップ１もヘッドチップ２も同じドットパターンに従って動作していれば、１つのドットに着弾するインク滴数は多値量子化データ値と同じになるはずである。

しかし、前述した印刷装置の場合には、ドットパターン変換部５１で参照するパターンテーブルの選択が印刷時点に発生された乱数に依存する。このため、同じ値の多値量子化データ値をドットパターンに変換する場合でも、ヘッドチップ１と２で異なるパターンテーブルを参照する事態が発生する。
例えば図８（Ａ）及び（Ｂ）の場合、多値量子化データ値の「２」と「４」の部分で異なるドットパターンが参照されている。

結果として、図８（Ｃ）に示すように、境界部分の左端のドットでは多値量子化データ値よりもインク滴数が１発多くなる現象が発生し、境界部分の左端から２番目のドットでは、多値量子化データ値よりもインク滴数が１発少なくなる現象が発生する。
なお、境界部分の左端から３番目のドットでは、その形成に使用したインク滴数が多値量子化データ値とが一致する。ただし、これは偶然の一致であり、両者が常に一致する保証はない。
このように、従来方式の印刷装置では、ヘッドチップの境界部分に階調の乱れが出現する可能性がある。

そこで、発明者は、先行ヘッドが使用した境界部分のパターンテーブルの選択情報を、少なくとも遅行ヘッドの使用時まで保持する仕組みを提案する。
なお、インクジェット方式の印刷装置は、インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載する場合を想定する。

また、１つのラインヘッド又は１つのプリントヘッドを構成する複数個のヘッドチップは、ライン方向又はプリントヘッドと用紙の相対的な移動方向に隣り合うヘッドチップ同士で用紙の送り方向に数ライン分オフセットされて配置されているものとする。
また、隣り合う２つのヘッドチップの境界位置に対応するドットの形成は、当該２つのヘッドチップから数ライン分の時間差を経て吐出されるインク滴の重ね打ちにより形成されるものとする。

（仕組み１）
仕組みの一つとして、発明者は、以下の処理デバイスを搭載する印刷装置を提案する。
（ａ）時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち各処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を数ライン分保持する境界用選択情報保持部
（ｂ）境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、時間的に先行して形成される境界部分の全てのドットに対しては、現処理単位の最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルを適用し、時間的に遅行して形成される境界部分のドットに対しては、数ラインだけ前に選択されたパターンテーブルを適用する選択情報切替部

（仕組み２）
仕組みの一つとして、発明者は、以下の処理デバイスを搭載する印刷装置を提案する。
（ａ）時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち全処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を全処理ラインの終了まで保持する境界用選択情報保持部
（ｂ）境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、境界部分に位置するドットに対しては、境界用選択情報保持部に保持する情報のパターンテーブルを適用する選択情報切替部

（仕組み３）
仕組みの一つとして、発明者は、以下の処理デバイスを搭載する印刷装置を提案する。
（ａ）時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち全処理ラインの最初に出現する処理ラインの境界位置別に選択されたパターンテーブルを全処理ラインの終了まで保持する境界用選択情報保持部
（ｂ）境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、境界部分に位置するドットに対しては、境界用選択情報保持部に境界位置別に保持する情報のパターンテーブルを適用する選択情報切替部

発明者の提案する仕組みの採用により、ヘッドチップの継ぎ目部分における階調の乱れを無くすことができる。

以下、発明に係るインクジェット方式の印刷装置の形態例を説明する。
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実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。

（Ａ）基本原理
ドットパターンの不一致を原因とする境界部分の階調乱れの回避には、パターンテーブルの選択履歴（すなわち、乱数の履歴）を少なくともオフセット分保持する仕組みと、境界部分の印刷時に選択履歴を参照して先行ヘッドと同じパターンテーブルを使用する仕組みが必要になる。
図１１に、選択履歴の保存に必要な境界範囲を示す。

図１１は、インク色がＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの４色、ヘッドチップが１色当たり１６個（Ｎ＝１６）の場合について表している。
この場合に、パターンテーブルが８個、ヘッドチップ同士のオフセットが４ドットで与えられるとき、選択履歴の保存に必要な記憶容量Ｍは、次式で与えられる。
Ｍ＝（色数）×（チップ境界数）×（テーブル選択ビット数）×（チップ間ドット数）
従って、前述した条件の場合、記憶容量Ｍは、７２０（＝４×１５×３×４）ビットが必要となる。

勿論、チップ境界数やチップ間ドット数が増えればその分、多くの記憶容量が必要になる。
そこで、発明者は、より少ない記憶容量で同様の効果を可能にする仕組みを提案する。

（Ｂ）システム例１
図１２に、発明者が提案する印刷システムの機能構成例を示す。なお、図１２は、図１との対応部分に同一符号を付して表している。
印刷装置１００は、多値誤差拡散部３と、ヘッドコントローラ５０１と、印刷ヘッド７で構成する。すなわち、多値誤差拡散部３と印刷ヘッド７は、従来装置と同じものを想定する。

このシステム例に特徴的な構成であるヘッドコントローラ５０１は、ドットパターン変換部５１、乱数発生器５３、出力バッファ５５、書込カウンタ５７及び読出カウンタ５９に加え、乱数メモリ５０３と乱数選択器５０５で構成する。
すなわち、乱数メモリ５０３と乱数選択器５０５を新たに追加する。

この乱数メモリ５０３は、時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち各処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択された乱数を時間的に遅行してドットを形成するヘッドチップのドット形成まで保持する記憶領域であり、本実施形態では、ヘッドチップのオフセット（４ライン）期間分保持する記憶領域である。この乱数メモリ５０３は、特許請求の範囲における「境界用選択情報保持部」に対応する。

図１３に、各処理ライン（同一タイミングでインク滴を吐出するノズル群に対応したドットライン）の最初に出現する境界位置の例を示す。図１３に示すように、選択履歴の記憶対象である境界数は、ヘッドチップの数にかかわらず１つとなる。
従って、乱数メモリ５０３の記憶容量Ｍ１は、前述例と同じ条件下でも、わずかに４８ビットで良い。なお、記憶容量Ｍ１は、（色数「４」）×（記憶境界数「１」）×（テーブル選択ビット数「３」）×（チップ間ドット数「４」）として算出される。

乱数選択器５０５は、書き込み位置に応じて乱数発生器５３から与えられる乱数と乱数メモリ５０３から与えられるオフセット分前の乱数のいずれかをドットパターン変換部５１に与える処理デバイスである。この乱数選択器５０５は、特許請求の範囲における「選択情報切替部」に対応する。
乱数選択器５０５は、境界部分を除くドットに対しては、乱数発生器５３で発生した乱数を選択する。また、乱数選択器５０５は、先行ヘッドの全ての境界位置に対しては、現処理ラインで乱数メモリ５０３に保存された乱数を選択する。

また、乱数選択器５０５は、遅行ヘッドの全ての境界位置に対しては、４ライン分だけ前の処理ラインで使用した乱数を乱数メモリ５０３から選択する。
この乱数の選択動作を印刷頁の全ドットについて逐次実行することにより、印刷装置１００の印刷動作は進行する。
図１４に、ヘッドコントローラ５０１で実行される処理手順例を示す。
まず、ヘッドコントローラ５０１は、多値量子化データ値を多値誤差拡散部３から入力する（Ｓ１）。

このとき、乱数発生器５３は乱数を発生する（Ｓ２）。発生された乱数は、乱数メモリ５０３と乱数選択器５０５に供給される。
乱数メモリ５０３は、書込カウンタ５７から与えられる書き込みアドレスに従い、処理対象とするノズルが各処理ラインの最初の境界であるか否かを判定する（Ｓ３）。最初の境界であると判定された場合、乱数メモリ５０３は、与えられた乱数を該当ライン用の乱数として保存する（Ｓ４）。

乱数選択器５０５は、先行ヘッドのノズルを駆動する多値量子化データ値が処理対象の場合には、同じ処理ラインの先頭位置で保存された乱数を乱数メモリ５０３から読み出し、遅行ヘッドのノズルを駆動する多値量子化データ値が処理対象の場合には、４ライン分だけ前の処理ラインで保存された乱数を乱数メモリ５０３から読みだして出力する（Ｓ５）。
なお、処理Ｓ３で否定結果が得られている場合、乱数選択器５０５は、乱数選択器５０５から与えられる乱数をそのまま出力する。

ドットパターン変換部５１は、乱数選択器５０５から与えられる乱数に基づいてパターンテーブルを選択し（Ｓ６）、該当する多値量子化データに対応するドットパターンに変換する（Ｓ７）。ドットパターン変換部５１は、変換後のドットパターンは出力バッファ５５に書き込む（Ｓ８）。
このドットパターンが、読出カウンタ５９から与えられる読み出しアドレスに基づいて印刷ヘッド７に出力され、印刷像が印刷用紙上に形成される（Ｓ９）。

この印刷装置１００の採用により、ヘッドチップの境界部分に階調の乱れが発生する可能性を原理的に無くすことができる。なお、この境界処理技術の場合、ヘッドチップの境界部分だけはパターンテーブルの選択が厳密な意味での乱数とは異なることになる。ただし、境界処理と乱数とは本来独立しているので印刷品質に対する影響はなく、画質の改善が確認された。

また、この境界処理技術では、同機能の実現に必要な記憶容量Ｍ１は、７２０ドット（４色インク、ヘッドチップ数１６、テーブル選択ビット数３、オフセット４ドットの場合）程度と非常に少なく済む。
従って、印刷装置の低価格化を図る際にも有利である。特にラインヘッドを構成するヘッドチップの数が多い場合には、ヘッドチップの数が記憶容量Ｍ１の増加に繋がらないため有利である。

（Ｃ）システム例２
続いて、発明者が提案する他の印刷システム例を説明する。ここでは、システム例１の改善例について説明する。
印刷ヘッド７の製造時、ヘッドチップは精密に位置決めされているが、実際には取付誤差の発生も考慮する必要がある。

例えば図１５（Ａ）に示すように、ヘッドチップ１と２のオフセットが４ドットに規定されている場合に、図１５（Ｂ）に示すように、オフセットが増減する可能性がある。例えばオフセットが２ドット（−２ドット）になったり、７ドット（＋３ドット）になる場合がある。
この場合、取付誤差が０（ゼロ）であるものとして乱数の読み出し動作を継続したのでは、境界部分のドット形成が正しく行われなくなる事態が想定される。

そこで、このシステム例では、図１６に示す構成の印刷装置２００を提案する。なお、図１６には、図１２との対応部分に同一符号を付して示す。
システム例２と前述したシステム例１との違いは、印刷ヘッド７にオフセット補正値メモリ７９が搭載される点と、乱数選択器５０５が遅行ヘッド用の乱数を読み出す際に、オフセット補正値を参照して読み出しアドレスを最適化する点である。

この仕組みを搭載することで、ヘッドチップの取付誤差の発生時にも最適な境界処理を実行することができる。
ただし、このシステム例では、取付誤差によりチップ間の間隔が広がる場合に備えて記憶容量Ｍ２を補正範囲内で拡張しておくことが必要である。その場合でも、前提となる容量が小さいため、乱数の保存に必要となる記憶容量の増加を最小限に留めることができる。

（Ｄ）システム例３
続いて、発明者が提案する他の印刷システム例を説明する。
ここでは、乱数の記憶容量Ｍ３を最小化できる仕組みについて説明する。なお、基本的なシステム構成はシステム例１と同じであるので説明を省略する。このシステム例３に特有の機能は、乱数メモリ５０５に対する乱数の記録方法と乱数選択器５０５による乱数の選択方法である。

このシステム例３の場合、乱数メモリ５０３は、時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち全処理ラインの最初に出現する処理ラインの境界位置別に選択された乱数を全処理ラインの終了まで保持する記憶領域として機能する。
図１７に、全処理ラインの最初に出現する境界位置を示す。図１７に示すように、１頁に１個の乱数が保存される。

この場合、乱数メモリ５０３の記憶容量Ｍ３は、前述例と同じ条件下でも、わずかに１２ビットで良い。なお、記憶容量Ｍ３は、（色数「４」）×（記憶境界数「１」）×（テーブル選択ビット数「３」）として算出される。
乱数選択器５０５は、書き込み位置に応じて乱数発生器５３から与えられる乱数又は乱数メモリ５０３から与えられる乱数のいずれか一方をドットパターン変換部５１に与える処理デバイスとして機能する。

ここで、乱数選択器５０５は、境界部分を除くドットに対しては、乱数発生器５３で発生した乱数を選択する。
また、乱数選択器５０５は、境界部分に位置するドットに対しては、最初の境界部分で乱数メモリ５０３に保存されたただ一つの乱数を１頁に亘り選択する。
この乱数の選択動作を印刷頁の全ドットについて逐次実行することにより、システム例１よりも単純化された印刷動作が進行する。

図１８に、ヘッドコントローラ５０１で実行される処理手順例を示す。
この例の場合も、ヘッドコントローラ５０１は、多値量子化データ値を多値誤差拡散部３から入力する（Ｓ１１）。
このとき、乱数発生器５３は乱数を発生する（Ｓ１２）。発生された乱数は、乱数メモリ５０３と乱数選択器５０５に供給される。

乱数メモリ５０３は、書込カウンタ５７から与えられる書き込みアドレスに従い、処理対象とするノズルが境界であるか否かを判定する（Ｓ１３）。境界であると判定された場合（処理Ｓ１３で肯定結果）、乱数メモリ５０３は、判定された境界が全処理ラインの最初の境界であるか否かを更に判定する（Ｓ１４）。ここでも肯定結果が得られた場合、乱数メモリ５０３は、乱数発生器５３で発生された乱数を保存する（Ｓ１５）。

この乱数メモリ５０３による乱数の保存の後、又は処理Ｓ１４で否定結果が得られた場合、乱数選択器５０５は、境界部分のドット変換用に乱数メモリ５０３に保存された乱数を読み出す（Ｓ１６）。
なお、処理Ｓ１３で否定結果が得られた場合、乱数選択器５０５は、乱数選択器５０５から与えられる乱数を選択してそのまま出力する。

ドットパターン変換部５１は、乱数選択器５０５から与えられる乱数に基づいてパターンテーブルを選択し（Ｓ１７）、該当する多値量子化データに対応するドットパターンに変換する（Ｓ１８）。ドットパターン変換部５１は、変換後のドットパターンは出力バッファ５５に書き込む（Ｓ１９）。
このドットパターンが、読出カウンタ５９から与えられる読み出しアドレスに基づいて印刷ヘッド７に出力され、印刷像が印刷用紙上に形成される（Ｓ２０）。

この印刷装置の採用により、ヘッドチップの境界部分に階調の乱れが発生する可能性を原理的に無くすことができる。
しかも、同機能の実現に必要な記憶容量Ｍ１は、１２ドット（４色インク、ヘッドチップ数１６、テーブル選択ビット数３、オフセット４ドットの場合）程度で済む。また、ヘッドチップ間のオフセットを考慮する必要もないので処理自体が非常に簡略化される。この結果、印刷装置の一層の低価格化に有利である。また、この境界処理技術の倍には、ヘッドチップの取付誤差を考慮する必要もなく応用できる。

（Ｅ）システム例４
続いて、発明者が提案する他の印刷システム例を説明する。
この印刷システム例では、全処理ラインのうちの先頭ラインに現れる各境界部分で選択された一組の乱数を保持し、後続する全処理ラインで使用する方法を説明する。
このシステム例の場合も、基本的なシステム構成はシステム例１と同じであるので説明を省略する。このシステム例４に特有の機能は、乱数メモリ５０５に対する乱数の記録方法と乱数選択器５０５による乱数の選択方法である。

このシステム例４の場合、乱数メモリ５０３は、全処理ラインの最初に出現する処理ラインの境界位置別に選択された乱数を全処理ラインの終了まで保持する記憶領域として機能する。
図１９に、全処理ラインのうち最初の処理ラインに出現する境界位置を示す。この場合、ヘッドチップ数Ｎ−１個の乱数が保存される。

従って、乱数メモリ５０３の記憶容量Ｍ４は、前述例と同じ条件下でも、１８０ビットとなる。なお、記憶容量Ｍ４は、（色数「４」）×（記憶境界数「１５」）×（テーブル選択ビット数「３」）として算出される。
乱数選択器５０５は、書き込み位置に応じて乱数発生器５３から与えられる乱数又は乱数メモリ５０３から与えられる乱数のいずれか一方をドットパターン変換部５１に与える処理デバイスとして機能する。

ここで、乱数選択器５０５は、境界部分を除くドットに対しては、乱数発生器５３で発生した乱数を選択する。
また、乱数選択器５０５は、境界部分に位置するドットに対しては、境界位置別に対応位置の乱数を選択する。
この乱数の選択動作を印刷頁の全ドットについて逐次実行することにより、システム例１よりも単純化された印刷動作が進行する。

図２０に、ヘッドコントローラ５０１で実行される処理手順例を示す。
この例の場合も、ヘッドコントローラ５０１は、多値量子化データ値を多値誤差拡散部３から入力する（Ｓ２１）。
このとき、乱数発生器５３は乱数を発生する（Ｓ２２）。発生された乱数は、乱数メモリ５０３と乱数選択器５０５に供給される。

乱数メモリ５０３は、書込カウンタ５７から与えられる書き込みアドレスに従い、処理対象とするノズルが境界であるか否かを判定する（Ｓ２３）。境界であると判定された場合（処理Ｓ２３で肯定結果）、乱数メモリ５０３は、判定された境界が全処理ラインの最初の処理ラインであるか否かを更に判定する（Ｓ２４）。ここでも肯定結果が得られた場合、乱数メモリ５０３は、乱数発生器５３で発生された乱数を境界位置別に保存する（Ｓ２５）。

この乱数メモリ５０３による乱数の保存の後、又は処理Ｓ２４で否定結果が得られた場合、乱数選択器５０５は、境界位置別に対応する乱数を読み出す（Ｓ２６）。
なお、処理Ｓ２３で否定結果が得られた場合、乱数選択器５０５は、乱数選択器５０５から与えられる乱数を選択してそのまま出力する。

ドットパターン変換部５１は、乱数選択器５０５から与えられる乱数に基づいてパターンテーブルを選択し（Ｓ２７）、該当する多値量子化データに対応するドットパターンに変換する（Ｓ２８）。ドットパターン変換部５１は、変換後のドットパターンは出力バッファ５５に書き込む（Ｓ２９）。
このドットパターンが、読出カウンタ５９から与えられる読み出しアドレスに基づいて印刷ヘッド７に出力され、印刷像が印刷用紙上に形成される（Ｓ３０）。

この印刷装置の採用により、ヘッドチップの境界部分に階調の乱れが発生する可能性を原理的に無くすことができる。
しかも、同機能の実現に必要な記憶容量Ｍ４は、１８０ドット（４色インク、ヘッドチップ数１６、テーブル選択ビット数３、オフセット４ドットの場合）程度で済む。また、この場合も、ヘッドチップ間のオフセットを考慮する必要もないので処理自体が非常に簡略化される。この結果、印刷装置の一層の低価格化に有利である。

（Ｃ）他の形態例
（ａ）前述の形態例では、印刷条件として、４色インク、ヘッドチップ数が１６個、テーブル選択ビット数が３、チップオフセットが４ドットの場合について説明した。
しかし、いずれについても他の数値が採用される場合にも適用できる。例えばインク数が６色の場合にも、ヘッドチップ数が２０個である、テーブル選択ビット数が５、チップオフセットチップが１０ドットの場合にも適用できる。いずれにしても、同条件でシステム構成するのに必要な記憶容量の増加を効果的に削減できる。

（ｂ）前述の形態例では、偏向吐出技術の採用により１つのノズルが４つのドット位置を打ち分けることが可能な場合について説明した。
勿論、これは一例であり、打ち分け可能なドット位置は、２つでも３つでも良く、５つ以上でも良い。

（ｃ）前述の形態例では、印刷ヘッドがインク滴の偏向吐出機構を搭載する場合について説明した。
しかし、前述した境界処理技術は、インク滴の偏向吐出機構を搭載しない印刷ヘッドにも適用できる。

この場合、図２１（Ａ）に示すように、印刷ヘッド７００を構成するヘッドチップ７１の端部が隣接するヘッドチップ７１の端部と重なるように配置し、重複部分に位置する各ヘッドチップ７１のノズルが分担して１つのドットパターンを形成する印刷方式を採用する。この場合にも、境界部分を分担する異なるヘッドチップの各ノズルに同じパターンテーブルを割り当てることができる。

（ｄ）前述の形態例では、ラインヘッドを搭載する印刷装置について説明した。しかし、発明者の提案する発明は、複数個のヘッドチップで構成される印刷ヘッドを搭載する印刷装置であれば、ラインヘッド以外の印刷ヘッドを搭載する印刷装置に応用できる。例えば、シリアルヘッドを搭載する印刷装置にも適用できる。

シリアルヘッドを搭載うする印刷装置に応用する場合、前述した乱数メモリ５０３を、時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち各処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択された乱数を時間的に遅行してドットを形成するヘッドチップのドット形成時まで保持する記憶領域として用いる。

また、この場合、インク滴の吐出機構には、ヒーターの加熱によって成長する気泡の膨張力でインク滴を吐出する方法だけでなく他の方法も利用できる。
例えばノズルの底部又はインク流路に配置された可変素子の変形による圧力を利用する方式も利用できる。

（ｅ）前述の形態例では、印刷装置が業務用か個人用かを問わずに適用できる。例えば、オフィス用印刷機、医療用印刷機、写真印刷機、複写機、ファックス機、汎用印刷機、ビデオ印刷機等にも適用できる。
なお、印刷装置は、印刷機能以外のデバイス、例えば表示デバイス、スキャナ等を搭載しても良い。
また、印刷装置は、画像データを格納する大容量記憶装置を搭載しても良い。大容量記憶装置には、例えばハードディスク駆動装置、半導体メモリ、光学式記憶媒体等を使用する。

（ｆ）前述した技術のうち、境界部分で異なるヘッドチップのパターンテーブルを一致させる機能は、同等の機能をハードウェアとしてもソフトウェアとしても実現できる。
また、これらの処理機能の全てをハードウェア又はソフトウェアで実現するだけでなく、その一部はハードウェア又はソフトウェアを用いて実現しても良い。すなわち、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ構成としても良い。
（ｇ）前述の形態例には、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各種の変形例及び応用例も考えられる。

印刷装置の従来構成例を示す図である。 パターンテーブル例を示す図である。 印刷ヘッドを構成するヘッドチップの配置例を示す図である。 インク滴の偏向吐出技術を説明する図である。 ヘッドチップの境界に発生する階調の乱れを説明する図である。 シリアルデータの出力例を説明する図である。 シリアルデータの構造例を説明する図である。 境界部分に階調の乱れが発生する原理を説明する図である。 表記上のノズルとインク滴の着弾位置の関係を示す図である。 表記上のノズルとインク滴の着弾位置の関係を示す図である。 境界部分の階調の乱れを回避するために必要な乱数選択履歴の保存範囲例を説明する図である。 印刷装置の形態例を示す図である。 乱数選択履歴の保存位置を説明する図である。 各処理ラインの先頭に位置する境界だけの乱数を保存する場合のヘッドコントローラの処理手順例を示す図である。 ヘッドチップに取付誤差が発生する場合を説明する図である。 印刷装置の形態例を示す図である。 乱数選択履歴の保存位置を説明する図である。 全処理ラインの先頭に位置する境界の乱数だけを保存する場合のヘッドコントローラの処理手順例を示す図である。 乱数選択履歴の保存位置を説明する図である。 全処理ラインのうち先頭に位置する処理ラインに現れる境界位置別に乱数を保存する場合のヘッドコントローラの処理手順例を示す図である。 印刷ヘッドの他の構成例を説明する図である。

符号の説明

１ 印刷装置
３ 多値誤差拡散部
５ ヘッドコントローラ
７ 印刷ヘッド
５１ ドットパターン変換部
５３ 乱数発生器
７１ ヘッドチップ
７３ ノズル
７５ ヒーター
５３ 乱数発生器
５５ 乱数選択器
１００ 印刷装置
２００ 印刷装置
５０１ ヘッドコントローラ
５０３ 乱数メモリ
５０５ 乱数選択器
５１１ ヘッドコントローラ

Claims (13)

1. インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載するインクジェット方式の印刷装置において、
   １つのラインヘッドを構成する複数個のヘッドチップが、ライン方向に隣り合うヘッドチップ同士で用紙の送り方向に数ライン分オフセットされて配置されており、隣り合う２つのヘッドチップの境界位置に対応するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから数ライン分の時間差を経て吐出されるインク滴の重ね打ちにより形成されるとき、
   時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち各処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を前記数ライン分保持する境界用選択情報保持部と、
   境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、時間的に先行して形成される境界部分の全てのドットに対しては、現処理単位の最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルを適用し、時間的に遅行して形成される境界部分のドットに対しては、前記数ラインだけ前に選択されたパターンテーブルを適用する選択情報切替部と
   を有することを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置は、
   １つのノズルから複数個のドット位置にインク滴を着弾できる偏向吐出技術を利用し、１つのドットを複数発のインク滴の重ね打ちで形成する
   ことを特徴とする印刷装置。
3. 請求項１に記載の印刷装置は、
   １つのドットを同一ノズルから着弾する複数発のインク滴の重ね打ちで形成する
   ことを特徴とする印刷装置。
4. 多階調量子化符号化された各ドットの形成に使用するパターンテーブルを１つ又は複数ドット単位でランダムに選択し、選択されたパターンテーブルのうち各ドットの量子化値に対応するパターンに従ってインク滴の吐出ノズルと吐出タイミングを制御する吐出制御部を搭載するインクジェット方式の印刷装置において、
   各ドットの形成に使用する１つのラインヘッドが複数個のヘッドチップで構成されており、かつ、隣り合う２つのヘッドチップの境界付近に位置するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから吐出されるインク滴の重ね打ちにより数ライン分の時間差を経て形成されるとき、
   時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち全処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を全処理ラインの終了まで保持する境界用選択情報保持部と、
   境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、境界部分に位置するドットに対しては、前記境界用選択情報保持部に保持する情報のパターンテーブルを適用する選択情報切替部と
   を有することを特徴とする印刷装置。
5. インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載するインクジェット方式の印刷装置において、
   １つのラインヘッドを構成する複数個のヘッドチップが、ライン方向に隣り合うヘッドチップ同士で用紙の送り方向に数ライン分オフセットされて配置されており、隣り合う２つのヘッドチップの境界位置に対応するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから数ライン分の時間差を経て吐出されるインク滴の重ね打ちにより形成されるとき、
   時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち全処理ラインの最初に出現する処理ラインの境界位置別に選択されたパターンテーブルを全処理ラインの終了まで保持する境界用選択情報保持部と、
   境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、境界部分に位置するドットに対しては、前記境界用選択情報保持部に境界位置別に保持する情報のパターンテーブルを適用する選択情報切替部と
   を有することを特徴とする印刷装置。
6. インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載するインクジェット方式の印刷装置において、
   １つのプリントヘッドを構成する複数個のヘッドチップが、前記プリントヘッドと用紙の相対的な移動方向に隣り合うヘッドチップ同士で用紙の送り方向に数ライン分オフセットされて配置されており、隣り合う２つのヘッドチップの境界位置に対応するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから数ライン分の時間差を経て吐出されるインク滴の重ね打ちにより形成されるとき、
   時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち各処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を前記数ライン分保持する境界用選択情報保持部と、
   境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、時間的に先行して形成される境界部分の全てのドットに対しては、現処理単位の最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルを適用し、時間的に遅行して形成される境界部分のドットに対しては、前記数ラインだけ前に選択されたパターンテーブルを適用する選択情報切替部と
   を有することを特徴とする印刷装置。
7. インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載するインクジェット方式の印刷装置のパターンテーブル最適化装置において、
   １つのラインヘッドを構成する複数個のヘッドチップが、ライン方向に隣り合うヘッドチップ同士で用紙の送り方向に数ライン分オフセットされて配置されており、隣り合う２つのヘッドチップの境界位置に対応するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから数ライン分の時間差を経て吐出されるインク滴の重ね打ちにより形成されるとき、
   時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち各処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を前記数ライン分保持する境界用選択情報保持部と、
   境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、時間的に先行して形成される境界部分のドットに対しては、現処理単位の最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルを適用し、時間的に遅行して形成される境界部分のドットに対しては、前記数ラインだけ前に選択されたパターンテーブルを適用する選択情報切替部と
   を有することを特徴とするパターンテーブル最適化装置。
8. インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載するインクジェット方式の印刷装置のパターンテーブル最適化装置において、
   各ドットの形成に使用する１つのラインヘッドが複数個のヘッドチップで構成されており、かつ、隣り合う２つのヘッドチップの境界付近に位置するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから吐出されるインク滴の重ね打ちにより数ライン分の時間差を経て形成されるとき、
   時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち全処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を全処理ラインの終了まで保持する境界用選択情報保持部と、
   境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、境界部分に位置するドットに対しては、前記境界用選択情報保持部に保持する情報のパターンテーブルを適用する選択情報切替部と
   を有することを特徴とするパターンテーブル最適化装置。
9. インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載するインクジェット方式の印刷装置のパターンテーブル最適化装置において、
   １つのラインヘッドを構成する複数個のヘッドチップが、ライン方向に隣り合うヘッドチップ同士で用紙の送り方向に数ライン分オフセットされて配置されており、隣り合う２つのヘッドチップの境界位置に対応するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから数ライン分の時間差を経て吐出されるインク滴の重ね打ちにより形成されるとき、
   時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち全処理ラインの最初に出現する処理ラインの境界位置別に選択されたパターンテーブルを全処理ラインの終了まで保持する境界用選択情報保持部と、
   境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用し、境界部分に位置するドットに対しては、前記境界用選択情報保持部に境界位置別に保持する情報のパターンテーブルを適用する選択情報切替部と
   を有することを特徴とするパターンテーブル最適化装置。
10. インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載するインクジェット方式の印刷装置におけるパターンテーブルの最適化動作を制御するコンピュータプログラムであって、
    １つのラインヘッドを構成する複数個のヘッドチップが、ライン方向に隣り合うヘッドチップ同士で用紙の送り方向に数ライン分オフセットされて配置されており、隣り合う２つのヘッドチップの境界位置に対応するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから数ライン分の時間差を経て吐出されるインク滴の重ね打ちにより形成されるとき、
    時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち各処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を前記数ライン分保持する処理と、
    境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用する処理と、
    時間的に先行して形成される境界部分のドットに対しては、現処理単位の最初に現れる境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルを適用する処理と、
    時間的に遅行して形成される境界部分のドットに対しては、前記数ラインだけ前に選択されたパターンテーブルを適用する処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
11. インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載するインクジェット方式の印刷装置におけるパターンテーブルの最適化動作を制御するコンピュータプログラムであって、
    各ドットの形成に使用する１つのラインヘッドが複数個のヘッドチップで構成されており、かつ、隣り合う２つのヘッドチップの境界付近に位置するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから吐出されるインク滴の重ね打ちにより数ライン分の時間差を経て形成されるとき、
    時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち全処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を全処理ラインの終了まで保持する処理と、
    境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用する処理と、
    境界部分に位置するドットに対しては、前記境界用選択情報保持部に保持する情報のパターンテーブルを適用する処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
12. インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載するインクジェット方式の印刷装置におけるパターンテーブルの最適化動作を制御するコンピュータプログラムであって、
    １つのラインヘッドを構成する複数個のヘッドチップが、ライン方向に隣り合うヘッドチップ同士で用紙の送り方向に数ライン分オフセットされて配置されており、隣り合う２つのヘッドチップの境界位置に対応するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから数ライン分の時間差を経て吐出されるインク滴の重ね打ちにより形成されるとき、
    時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち全処理ラインの最初に出現する処理ラインの境界位置別に選択されたパターンテーブルを全処理ラインの終了まで保持する処理と、
    境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用する処理と、
    境界部分に位置するドットに対しては、前記境界用選択情報保持部に境界位置別に保持する情報のパターンテーブルを適用する処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
13. インク滴を吐出するノズルと吐出タイミングの関係を規定するドットパターンと多値量子化値とを関連付けた一組のパターンテーブルと、当該一組のパターンテーブルのうちランダムに選択されたパターンテーブルを参照して各ドットに対応する多値量子化値をドットパターンに変換するドットパターン変換部とを搭載するインクジェット方式の印刷装置におけるパターンテーブルの最適化動作を制御するコンピュータプログラムであって、
    １つのプリントヘッドを構成する複数個のヘッドチップが、前記プリントヘッドと用紙の相対的な移動方向に隣り合うヘッドチップ同士で用紙の送り方向に数ライン分オフセットされて配置されており、隣り合う２つのヘッドチップの境界位置に対応するドットの形成が、当該２つのヘッドチップから数ライン分の時間差を経て吐出されるインク滴の重ね打ちにより形成されるとき、
    時間的に先行してドットを形成するヘッドチップのうち各処理ラインの最初に出現する境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルの情報を前記数ライン分保持する処理と、
    境界部分を除くドットに対しては、１つ又は複数のドット単位で逐次選択されるパターンテーブルを適用する処理と、
    時間的に先行して形成される境界部分のドットに対しては、現処理単位の最初に現れる境界位置のドットについて選択されたパターンテーブルを適用する処理と、
    時間的に遅行して形成される境界部分のドットに対しては、前記数ラインだけ前に選択されたパターンテーブルを適用する処理と
    をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
    

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