JPH04234664A - 画像を改良するインクの配置法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク滴の配置を制御
して印刷像の外観を改良するインクジェット印刷法に関
する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】インクジェットプリンタは
、インクの小滴を紙のような印刷媒体に伝える１本以上
のペンを備えている。インクジェットペンは典型的に、
複数のノズルを内部に形成しているノズル板を備えてい
る。ノズルは、インク溜めと流体連絡している。

【０００３】ペンのノズルを通してインクを発射するに
は多数の機構のどれでも利用することができる。たとえ
ば、熱インクジェット印刷として知られている一つの機
構は、各ノズルに隣接して取付けられた薄膜抵抗器を備
えている。インク小滴をノズルから発射するには、電流
パルスを抵抗器に加えて抵抗器を加熱する。加熱された
抵抗器は、ノズル近辺のインクの一部を蒸発させる。イ
ンク蒸気の急速な膨張でインク小滴がノズルを通して押
し出される。この小滴の「発射」を、プリンタに供給さ
れ印刷すべき所要像の部分を表わす外部データに応じて
マイクロプロセッサにより制御する。

【０００４】インクジェットプリンタは、ペンを動かし
、ペンに対して紙を前進させる機構を備えている。典型
的には、ペンを紙を横断して１回以上走査し、紙を前進
させ、ペンを再び紙を横断して走査する。ペンの走査中
所定回数所定ノズルをマイクロプロセッサ制御により発
射させることにより紙の上にインク小滴の配列が像また
は表現文情報を表わすのに充分な高い分解能で作られる
。

【０００５】インクジェット印刷像の品質の尺度は、像
の表面を横断する印刷インク濃度の一様性である。望ま
しくは、個々のインク小滴が浸透可能な印刷媒体を貫通
して究極的には媒体を通じて拡散し、隣接して印刷され
た小滴と接合して実質上一様なインク濃度の連続像要素
を形成する。

【０００６】インク濃度が不均一であれば印刷像の外観
が望ましくないまだら模様になる。インク濃度の不均一
により隣接して印刷されたインク小滴が印刷媒体内に貫
通する前にでたらめに合体する。この合体の問題は、印
刷媒体の浸透度が、オーバヘッド投射表示装置に使用さ
れる澄明フィルムの特性であるように、低いとき屡々発
生する。

【０００７】一様な高濃度像を作るインク小滴の配置を
制御するのに各種の方法が今まで使用されてきた。たと
えば、「Ｓｐｏｔ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｌ
ｉｑｕｉｄ　Ｉｎｋ　Ｐｒｉｎｔｉｎｇ（液体インク印
刷のためのスポット付着）」という名称の米国特許第４
，７４８，４５３号は、ペンの１走査で印刷されたイン
クの小滴が媒体上に流動可能なインク小滴の重なりを防
止することを目的とするパターンで配置され、これによ
り合体を除去する方法を開示している。ペンのその後の
走査（この走査は前に付着した小滴が充分乾くまで遅ら
される）が前に付着した小滴に重なる新しい小滴を印刷
する。この手法は幾らか効果的ではあり得るが、１走査
中に印刷される小滴により生ずる対角線的に隣接する小
滴が切線的にすなわち周辺で接触するパターンを発生す
る。この同時に印刷された個々の小滴間の周辺接触によ
り対角線的に隣接する小滴の少なくとも幾らかの合体が
生ずる。インク小滴のこの不均一なすなわちでたらめな
合体により先に述べたまだらな像が生ずることになる。

【０００８】小滴を印刷媒体上に同時に印刷された小滴
間の接触が生じないように配置すれば小滴の合体の問題
が除かれるが、像の全体的インク濃度は、小滴間に露出
されている印刷媒体の面積の量が対応して増加するため
、または適切なインク濃度を得るには印刷媒体上をプリ
ントヘッドを一層多く走査しなければならないため、減
少する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、インクを印刷
媒体に加えてまだらの生じない高濃度の像を作るインク
小滴配置方法を目指している。この配置法は、インクの
小滴が印刷媒体の所定の部分すなわち「画素」を覆う二
つ以上のクラスタとして発射されるように伝統的なイン
クジェットペンを制御することを含んでいる。ペンの走
査中クラスタが印刷されるにつれて、各印刷クラスタに
水平におよび垂直に隣接している画素は空白のままであ
る。１ペン走査中に印刷されるクラスタ間の接触は、対
角線的に隣接して印刷されるクラスタの二つの小滴間の
切線接触すなわち周辺接触に限定される。

【００１０】各クラスタを構成する小滴はクラスタの中
心で重なる。印刷クラスタの中心領域内部で小滴をこの
ように意図的に重ねることによりクラスタの中心での表
面張力のため力の集中が生ずる。したがって、クラスタ
が印刷される瞬間の直後の期間中、クラスタ小滴は印刷
クラスタの中心に向って合体する傾向がある。各印刷ク
ラスタ内部のこの内部または中心の合体は、対角線的に
印刷されたクラスタの間の切線接触の結果生ずる可能性
のある合体力に抵抗する。

【００１１】印刷クラスタ内部で生ずる合体（この合体
は、各クラスタ内のインク小滴の重なり配置に帰すこと
ができる）は、この合体が全印刷クラスタに存在するの
で、観察し得るまだらは生じない。これにより印刷像全
体を横断して実質上一様な外観を生ずる。その上、印刷
クラスタ内部の小滴の面積的重なりの量は、切線的に隣
接するクラスタの間に生ずる面積的接触の量より大きい
と確認される。その結果、各印刷クラスタ内の中心合体
力（この力はインクの表面張力とクラスタ小滴の重なり
の面積との関数である）は、切線接触クラスタ間に発生
する合体力より大きい。その結果、切線的に接触するク
ラスタの間のでたらめな合体は実質上無くなる。

【００１２】本発明による小滴配置の方法は、ペンの１
走査で印刷媒体領域の５０％を覆うのに利用することが
できる。必要なら、ペンの第２の走査中に同じ５０％被
覆パターンを適用することにより（たとえ水平および垂
直の両方向に１クラスタだけずれていても）１００％の
被覆を得ることができる。

【００１３】上述の５０％の被覆パターンを生ずるクラ
スタの配列は、ペンの第２の走査中に５０％パターンを
１００％パターンに変換すると、実質上印刷媒体は露出
しないようになるものである。

【００１４】本発明の他の局面のように、２５％被覆パ
ターンを生ずる小滴クラスタの配置方法が開示されてい
る。２５％被覆パターンは、インク小滴の大きさを上述
の５０％被覆パターンとクラスタ重なり（すなわち、合
体）を生ずる余分なクラスタを防止するように制御する
ことができない場合に特に有用である。

【００１５】

【実施例】図１の図は、プリンタに対して、オーバヘッ
ドプロジェクタに使用される１枚のフィルム２２のよう
な印刷媒体を固定し、前進させる既知の機構を備えたイ
ンクジェットプリンタ２０を示す。

【００１６】フィルム２２は、インクジェットペン２４
に対して且つこれに非常に近接して前進する。ペン２４
は、滑り機構２６に取付けられている。当業者に既知の
ように、ペン２４は、滑り機構２６に沿って、フィルム
２２の側縁２８の間を往復駆動される。フィルム２２は
、ペン２４が往復する方向３２に垂直な方向３０に前進
する。一つ縁２８から他の縁へのペン２４の移動を今後
は走査と言う。単一走査中にペン２４により印刷される
すべてのインク小滴を同時に印刷されると言うことにす
る。

【００１７】ペン２４は、それを通してインクの小滴が
上述の熱式インクシステムのような機構により発射され
る複数のノズルがその中に形成されている伝統的なノズ
ル板（図示せず）を備えている。ペン２４がフィルム２
２を横断して走査するにつれて、ペン２４は一つのスウ
ォース（刈り幅）３４を「踏破する」。一つのスウォー
ス３４を図１にフィルムの縁２８の間にある参照破線３
６の間の空間として示してある。「踏破する」とは、走
査中ノズルを通してインク小滴を発射するようペン２４
を制御してスウォース３４の中の所定の区域を覆うこと
ができることを意味する。フィルム２２が前進するにつ
れて新しいスウォースが画定される。新しい各スウォー
スは前のスウォースと直接隣接してフィルム２２の上か
ら下まで印刷の連続性を確保する。

【００１８】各スウォース３４、したがって、フィルム
の全面を個別要素の連続マトリックス、すなわち画素、
と考えるのが便利である。図２に示したように、画素４
０を水平の（すなわち、図２で左から右へ）行および垂
直の（図２で上から下へ）列に配列された四辺形表面要
素と考えることができる。参照線４２を個々の画素４０
を画定する境界を図解する目的で示してある。

【００１９】先に述べたとおり、プリンタ２０は、フィ
ルム２２を前進させるよう制御され、ペン２４は、所定
のペンノズルが発射するにつれてスウォース３４を横断
して走査されるのでインク小滴をスウォース３４の内部
の所定の画素４０に置くことができる。本発明によれば
、プリンタ２０は、所定の画素４０の上に、実質上イン
クのでたらめな合体の無い実質的に一様濃度が得られる
ように配列されるインク小滴を置くように制御される。

【００２０】本発明の好適なインク配置方法によれば、
インクジェットペン２４は、４個のインク小滴４４ａ、
４４ｂ、４４ｃ、４４ｄのクラスタ４４が印刷媒体２２
に伝えられて４個の画素を覆うように発射する。図では
、印刷されたインク小滴を印刷小滴の外部境界を画定す
る円形実線で表わしてある。したがって、重なっている
円形線は重なっているインク小滴を表わす。

【００２１】クラスタ４４は、４個のインク小滴　４４
ａ〜４４ｄ　がクラスタ４４で覆われる４個の画素４０
の共通境界４２を対称に横切って重なるようにペン発射
の時期を調節することにより形成される。

【００２２】これに関し、小滴被覆された画素４０の一
群の垂直の共通境界を図２に線Ｖで示してある。小滴被
覆された画素４０の一群の水平共通境界を線Ｈで示して
ある。便宜上、一つの小滴クラスタで被覆されている（
または被覆されることができる）４個の隣接画素を画素
群４５ということにする。このような一つの未被覆群４
５を、図解の目的で図２に斜線で示してある。

【００２３】クタラス４４の各小滴　４４ａ〜４４ｄ　
の大きさは、画素４０の境界線４２の内部の区域を完全
に覆うように調節されている。図２に示すように、小滴
　４４ａ〜４４ｄ　もこれら表面域の境界４２を水平方
向および垂直方向にわずか越えて広がっている。この拡
張により、下に一層完全に説明するように、スウォース
３４の完全なインク被覆が必要な場合に画素と画素とを
重ねることができる。４小滴クラスタ４４の対角線的に
隣接する小滴対４４ａ、４４ｄおよび４４ｂ、４４ｃが
重ならずに互いに直接隣接して着地するように導かれる
場合に最良の結果が得られる。

【００２４】図２は５０％被覆パターンを示す。５０％
被覆パターンとは、印刷媒体の特定の領域内の表面域の
５０％がインクで覆われ、残りの５０％がインクで覆わ
れていないことを意味する。したがって、単色（たとえ
ば、黒色）プリンタの場合、５０％被覆パターンは、灰
色の色合いを作るのに役立つ。

【００２５】スウォース３４（図２）の中の画素４０を
印刷する好適な５０％被覆パターンは、画素群の行の中
の他の各画素群４５、および画素群４５の列の中の他の
各画素群４５が小滴クラスタ４４で印刷されるようなも
のである。別の方法では、印刷クラスタに水平および垂
直に隣接する画素４０が実質上小滴クラスタ４４で覆わ
れない。

【００２６】印刷小滴クラスタ４４は、対角線的に隣接
している他のクラスタと切線接触（すなわち、実質上重
なりの無いインク小滴の縁同志の接触）するように配列
される。対角線的に隣接しているクラスタの間のこの切
線接触により、下に一層完全に説明するように、１００
％被覆パターンで印刷されるべき領域の完全な画素被覆
が確保される。

【００２７】小滴クラスタ４４の中心に近いインク小滴
の上記の中心重なりは、クラスタ４４を横断して一時的
に表面張力の分布を不均一にする。特に、クラスタ４４
を横断する表面張力（この張力は主としてクラスタの合
体を生ずる力である）は、クラスタの中心重なり領域で
比較的大きい。したがって、クラスタ４４が印刷媒体２
２に接触する瞬間の直後の期間中に、クラスタの小滴　
４４ａ〜４４ｄ　が一般に印刷画素群４５の中心に向っ
て合体する傾向がある。その結果、個々のクラスタ４４
のこの中心または内部の合体が、対角線的に隣接するク
ラスタ４４の中の小滴４４ｄと４４ｅ（図２）との間の
接触点で生ずるような、切線接触する小滴間に発生する
比較的小さい合体力に抵抗する。

【００２８】先に記したように、印刷クラスタ４４の内
部で生ずる合体は、この合体がすべての印刷クラスタ４
４に存在し、これにより印刷像全体を横断して実質上一
様な濃度を生ずるので、目に見えるまだらは生じない。 その上、クラスタの小滴　４４ａ〜４４ｄ　の面積的重
なりの量は、切線的に隣接するクラスタの間に生ずる面
積的接触の量より大きくなるように確保される。その結
果、各印刷クラスタ４４の内部の中心合体力（この力は
インクの表面張力と小滴　４４ａ〜４４ｄ　の重なりの
面積との関数である）は、小滴４４ｄと４４ｅ（図２）
との間の接触点で生ずるような、切線接触クラスタ間に
発生する合体力より大きい。 その結果、切線接触クラスタ間のでたらめな合体が実質
上無くなる。

【００２９】画素４０が、たとえば、一つのインク小滴
で覆われていれば（すなわち、同時に印刷される隣接小
滴が重なっていない）、クラスタ４４の重なり小滴と比
較して、一つの小滴が他の切線的に接触する一つの小滴
との合体に抵抗する傾向が少なくなる。一層詳細に述べ
れば、切線的に接触する２個の小滴の合体に抵抗する表
面張力の勾配（すなわち、小滴の縁から遠い比較的大き
な表面張力）が存在しなくなる。したがって、印刷像に
付随するまだらの外観と共に、同時に印刷される隣接さ
れる単一小滴画素の合体がでたらめに発生する。

【００３０】クラスタ４４の個々の小滴　４４ａ〜４４
ｄ　の各々に対するインク小滴の体積とインク小滴の面
積の重なりの百分率とは、クラスタ４４の中心合体が対
角線的に隣接するクラスタとの合体に抵抗するのに充分
大きくなるように選定される。これに関して、伝統的な
オーバヘッド投射形式のフィルムへの印刷についての受
容可能な結果が、クラスタ４４の内部の各小滴　４４ａ
〜４４ｄ　の表面積が水平に隣接する小滴の約２０％お
よび垂直に隣接する小滴の約２０％重なる場合に達成さ
れた。

【００３１】印刷小滴クラスタ４４がフィルム２２を貫
通するにつれて、クラスタ４４の内部のインクの塊が外
向きに流れ、印刷画素群４５の区域を横断して実質上一
様に分布する。その後フィルム２２の内部毛管作用によ
り同時に印刷された画素の間の画素同志の有意の合体が
防止される。

【００３２】先に記したとおり、図２はペン２４の１走
査中に印刷された５０％被覆パターンを示している。図
２に示す印刷媒体領域は、１００％被覆パターン（すな
わち、領域内の画素の１００　％がインクで覆われる）
で印刷することができる。この目的で、プリンタ２０は
、ペン２４をスウォース３４を横断してもう一度走査さ
せ、ペンノズルが小滴クラスタ４４’を上述の第１の走
査中に印刷された画素群に水平および垂直に隣接してい
る画素群４５に向けるように発射することができるよう
に、制御される。

【００３３】図２は、破線でペン２４の第２の走査中に
印刷された４小滴クラスタ４４’の配置を示している。 第２の走査の小滴クラスタ４４’は隣接画素群４５の共
通境界に沿って第１の走査のクラスタ４４と重なってい
る。第１の走査と第２の走査との間の典型的な時間間隔
（たとえば、０．１　秒）は、第１の走査のクラスタ４
４を印刷媒体を部分的に貫通させ、部分的に乾燥させて
クラスタ同志の合体（二つの「湿った」同時印刷の重な
りクラスタの場合に発生すると思われるような）を生じ
させないようにするのに充分であることがわかっている
。）図２の１００％被覆パターンでは印刷媒体が露出し
ていないことを認めることができる。したがって、印刷
媒体領域の全体としてのインク濃度は非常に高い。

【００３４】図３は、別の小滴配置法を示すもので、こ
れでは２小滴クラスタ５０が上述の４小滴クラスタ４４
と置換えられている。クラスタ５０は、印刷画素群５５
の水平中心線Ｈを横断して重なる２個のインク小滴５０
ａ、５０ｂから構成されている。小滴５０ａ、５０ｂの
中心は垂直に一直線上にある。

【００３５】図３に示す各画素群５５は、２個の垂直に
隣接する画素５２から構成されている。画素群５５の形
状は、それ故、中心の長軸が垂直方向にある四角形であ
る。図解の目的で、一つの未被覆群５５を図３に斜線で
描いてある。

【００３６】小滴クラスタ５０の配列は、クラスタ５０
の２個のインク小滴５０ａ、５０ｂが図示のように重な
り且つ画素群の行の他の各画素群５５、および画素群の
列の他の各画素群５５が小滴クラスタ５０で印刷される
ようにペンの発射時間を調節することにより形成される
。前のように、印刷小滴クラスタ５０は、対角線的にそ
れらに隣接している他のクラスタ５０と切線接触するよ
うに配列されている。

【００３７】４小滴クラスタ４４に関して上述したよう
に、中心で重なる各２小滴クラスタ５０は、印刷直後、
印刷画素群５５の内部でインクの内部合体または中心合
体を生ずる表面張力勾配を備えている。この内部合体は
、対角線的に隣接する同時に印刷されたクラスタ５０の
間のでたらめな合体に抵抗する。

【００３８】必要なら、２小滴クラスタの第２の走査（
図３の破線５０’）は、第１の走査後未被覆のままにな
っている画素群５５の上に印刷することができる。それ
故、第２の走査は、５０％被覆パターンを１００％被覆
パターンに変換する。

【００３９】図４は、２小滴クラスタ６０で印刷された
２５％被覆パターンを示す。各２小滴クラスタ６０は、
画素群６５の水平中心線Ｈの周りに重なるように配列さ
れた２個のインク小滴６０ａ、６０ｂから構成されてい
る。小滴６０ａ、６０ｂの中心は垂直に一直線上にある
。２５％パターンは、画素群の行の各４番目の画素群６
５、および画素群の列の各他の画素群６５及び２小滴ク
ラスタ６０で印刷されるように印刷される。

【００４０】図５は、２５％被覆パターンを印刷する２
小滴クラスタ７０の別の構成を示す。図５では、２小滴
クラスタ７０が小滴７０ａ、７０ｂが画素群７５の垂直
中心線Ｖの周りに重なるように配列されている。小滴７
０ａ、７０ｂの中心は水平に一直線上にある。画素群７
５は、小滴クラスタ７０の向きと対応する向きになって
いる。したがって、四角形状画素群７５は、長軸を水平
に向けている。図５に示す２５％パターンは、画素群の
行の他の各画素群７５、および画素群の列の４番目の各
画素群が２小滴クラスタ７０で印刷されるように印刷さ
れる。

【００４１】図６は、４小滴クラスタ８０を使用して２
５％被覆パターンを印刷する他の別の構成を示す。図６
に示す４小滴クラスタ８０は、図２に関して説明したク
ラスタ４４と実質上同一である。したがって、個々の小
滴８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄは、画素群８５の垂
直中心線Ｖおよび水平中心線Ｈに沿って重なっている。 図６に示す２５％パターンは、画素群８５の行の各他の
画素群８５、および画素群の列の各他の画素群が４小滴
クラスタ８０で同時に印刷されるように印刷される。

【００４２】インク小滴の大きさを対角線的に隣接する
画素群の間に充分な重なりが無い５０％被覆パターンを
生ずるように充分に制御することができない場合に、図
４〜図６に関して説明した２５％被覆パターンを採用す
るのが有用なことがある。２５％被覆パターン（図４〜
図６）はこの点で有利である。何故なら、同時に印刷し
た二つのクラスタ６０、７０、８０の間の最小距離が５
０％被覆パターン（図２〜図３）でのクラスタ４０およ
び５０に比較して大きくなっているからである。したが
って、同時に印刷された画素群６０、７０、８０の間に
切線接触は無く、同時に印刷された画素群間の距離は、
他の場合には対角線的に隣接する印刷クラスタと重なる
ことになる大きすぎるインク滴に適合する。

【００４３】１００％被覆パターンは、未被覆画素群が
小滴クラスタで覆われるようにペンを点火して単一スウ
ォースを横断するペン走査を３回繰返すことにより図４
〜図６の２５％パターンから作ることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インク
の小滴が印刷媒体の所定の部分すなわち画素を覆う二つ
以上のクラスタとして発射され、クラスタの中心部に中
心合体力が生じるので、切線的に接触するクラスタの間
のでたらめな合体は実質上回避され、まだらの生じない
高濃度の像を作像可能である。

【００４５】本発明を好適実施例に従って説明してきた
が、一定の置換および変更を特許請求の範囲の範囲から
逸脱することなく、これに加えることができることを理
解すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインク小滴配置方法を実施するに好適
なインクジェットプリンタの概略図である。

【図２】印刷媒体表面の５０％を覆うように４つの小滴
クラスタを好適に配置した印刷媒体の概略図である。

【図３】印刷媒体表面の５０％を覆うように２つの小滴
クラスタを配置した印刷媒体の概略図である。

【図４】印刷媒体表面の２５％を覆うように２つの小滴
クラスタを配置した印刷媒体の概略図である。

【図５】印刷媒体表面の２５％を覆うように２つの小滴
クラスタを別な方法で配置した印刷媒体の概略図である
。

【図６】印刷媒体表面の２５％を覆うように２つの小滴
クラスタをさらに別な方法で配置した印刷媒体の概略図
である。

【符号の説明】

３４　　スウォース ４０　　画素 ４２　　画素の境界 ４４　　クラスタ ４４ａ〜４４ｄ　　インク小滴 ４５　　画素群

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平行及び垂直列の群に配置された隣接画
   素のマトリックスにより規定可能な表面を有する媒体上
   にインク小滴を配置するための方法であって：少なくと
   も２つのインク小滴からなる第１クラスタを第１行第１
   列にある第１画素群と接触するようにするステップであ
   って、前記第１クラスタの小滴が第１画素群と接触する
   ように重ねられるステップと；少なくとも２つのインク
   小滴からなる第２クラスタを第２画素群に接触させるス
   テップであって、前記第２画素群は第２行第２列にあり
   、前記第２クラスタの小滴が第２画素群と接触するよう
   に重ねられ、前記第１及び第２クラスタが第１及び第２
   画素群に水平方向及び垂直方向に隣接する画素群が第１
   及び第２クラスタにより実質的に覆われないようにされ
   るステップと；から成ることを特徴とする方法。