(57)【要約】【課題】シングルパスで且つシグネチャなしで印刷できるプリントヘッドを提供する。【解決手段】インクジェットプリンタ用のプリントヘッドを、画像スワスに属する画素Ｎ１，Ｎ２を相補印刷モードによりシングルパスで記録媒体１６上に印刷でき、シグネチャ効果その他のシステム的印刷欠陥を緩和できるよう、構成する。そのためプリントヘッド内に複数個のノズルアレイを配置する。その配置は、互いに略平行になり且つ両者間で印刷プロセス方向３１沿いのノズル位置が揃うようにする。更に、プリントヘッドが方向３１沿いに移動している間にこれらノズルアレイ内の各ノズルから選択的にインク滴を吐出させる。その際、媒体１６上の各画素ライン４５〜４８内で、一部の画素Ｎ１が一方のノズルアレイからのまた残りの画素Ｎ２が他方のノズルアレイからのインク滴により印刷されるようにする。【選択図】図４
2006130922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相補印刷モードによりシングルパスで記録媒体上に複数個の画素を印刷するインクジェットプリンタ用のプリントヘッドであって、
互いに略平行になるよう、且つ印刷プロセス方向ノズル位置が揃うように本プリントヘッド内に配置された第１及び第２ノズルアレイと、
記録媒体上の各画素ラインにて、画像を構成する複数個の画素のうち一部が前記第１ノズルアレイからのインク滴により印刷され且つ当該第１ノズルアレイからのインク滴によっては印刷されない残りの画素が前記第２ノズルアレイからのインク滴により印刷されるよう、本プリントヘッドが印刷プロセス方向に沿い移動している間に前記第１及び第２ノズルアレイ内の各ノズルから選択的にインク滴を吐出させる手段と、
を備え、かかる印刷によって、シグネチャ効果その他のシステム的印刷欠陥を緩和しつつシングルパスで画像スワスを完全に印刷できるようにしたプリントヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のプリントヘッドであって、前記第１ノズルアレイからのインク滴により印刷される複数個の画素が各画素ライン内で隣り合わないようにし、且つ前記第１ノズルアレイ内のノズルとこれに隣り合っている第２ノズルアレイ内のノズルとが同時にインク滴を吐出しないようにすることによって、インク滴放出及び印刷がチェッカー盤状パターンで行われるようにしたプリントヘッド。
【請求項３】
インクジェットプリンタのプリントヘッドによりシングルパスで相補印刷を行う方法であって、
互いに略平行になるよう前記プリントヘッド内に第１及び第２ノズルアレイを設けるステップと、
前記第１ノズルアレイと前記第２ノズルアレイとの間で印刷プロセス方向ノズル位置を揃えるステップと、
インク滴吐出所要時に前記プリントヘッドの各ノズルに係るインク滴イジェクタに対し選択的に電気パルスを印加するステップと、
前記プリントヘッドが印刷プロセス方向に沿い移動している間に前記第１及び第２ノズルアレイ内の各ノズルから選択的にインク滴を吐出させるステップと、
記録媒体上の各画素ライン内にあり画像を構成する複数個の画素のうち一部に前記第１ノズルアレイからのインク滴を向けるステップと、
前記記録媒体上の各画素ライン内にあり画像を構成する画素のうち前記第１ノズルアレイからのインク滴によっては印刷されなかった残りの画素に前記第２ノズルアレイからのインク滴を向けるステップと、
を有し、これによりシングルパスで画像スワスを完全に形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プリントヘッド及びコントローラを備えシングルパス(single pass:通過１回)で高品質に且つシグネチャ（signature）なしで印刷を行えるインクジェットプリンタに関する。より詳細には、本発明の実施形態は、２個のノズルアレイを備えたインク滴吐出構造を有するインクジェットプリントヘッドであって、走査方向乃至プロセス方向において一方の（第１の）ノズルアレイ内の個々のノズルの位置が他方の（第２の）ノズルアレイ内の対応するノズルの位置と揃っているインクジェットプリントヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドロップレットオンデマンド方式インクジェット印刷システムにおいては、圧電デバイス又はサーマルトランスデューサ例えば抵抗器によりプリントヘッド内で加圧パルスが生成され、この加圧パルスに応じてプリントヘッド上のノズルからインク滴が吐出される。吐出されたインク滴は、それぞれ、記録媒体上の特定の場所（一般には「画素」と呼ばれる場所）に送られ、記録媒体上にスポットを形成する。プリントヘッドにおいては複数個（通常はノズル１個当たり１個）のチャネル内にインクを蓄えている。このチャネルは、プリントヘッド内のインクリザーバとノズルとを相互連結している。
【０００３】
サーマルインクジェット印刷システム（後に本発明の実施形態として示すものもその一種である）においては、通常はチャネル１個毎に設けられる抵抗器に電流パルスを流すことにより加圧パルスが生成される。各抵抗器は個別に指定（アドレス）して発熱させることができ、近くのインクをその熱により瞬間的に気化させることができる。選択した抵抗器に電圧パルスを印加すると、対応するチャネル内で気化によりバブルが一時的に成長して潰れる。バブルが成長すると、そのバブルによりある程度の量のインクがチャネルから押し出され、対応するノズル内で膨れあがる。ノズル内で膨らんだインクは、抵抗器上でバブルが潰れつつある間にそのノズルからインク滴として吐出される。こうして吐出されたインク滴は記録媒体上に向かい、記録媒体上の目標とする画素にこのインク滴が当たると、そのインク滴により記録媒体上にスポットが形成される。そして、インク滴を吐出したノズルに係るチャネルは毛管現象により再充填される。即ちインク供給容器からこのチャネル内にインクが引き込まれる。
【０００４】
通常の圧電インクジェット印刷システムにおいては、圧電デバイスに電気パルスを印加することにより、インク滴を吐出させるための加圧パルスが生成される。圧電デバイスは通常は各インクチャネル内に１個ずつ配置される。各圧電デバイスは、個別に指定して曲げ又は変形させることができ、それによって、その圧電デバイス近傍のある程度の体積のインクに圧力を加えることができる。選択した圧電デバイスに電圧パルスを印加すると、ある程度の量のインクがインクチャネルから押し出され、その圧電デバイスに係るノズルからインク滴が機械的に吐出される。ちょうどサーマルインクジェット印刷と同様に、吐出されたインク滴は記録媒体上の目標としている画素に向かう。インク滴が吐出されたノズルに係るチャネルは、インク供給部からのインクにより毛管現象で再充填される。圧電インクジェットプリンタの例については特許文献１を参照されたい。
【０００５】
サーマルインクジェットプリントヘッドには一般的な構造が二種類あり、それらのうち一方はエッジシュータ構造、もう一方はルーフシュータ構造と呼びならされている。エッジシュータ構造のプリントヘッドにおけるノズルからのインク滴吐出方向は、チャネル内インク流及びそのプリントヘッド内のバブル発生用抵抗器の表面と平行な方向である。この構造のプリントヘッドについては、例えば特許文献２又は３を参照されたい。これに対して、ルーフシュータ構造におけるノズルからのインク滴吐出方向は、バブル発生用抵抗器の表面に直交する方向である。この構造のプリントヘッドについては、例えば特許文献４又は５を参照されたい。
【０００６】
サーマルインクジェットプリントヘッドは、それぞれヒータ部分及びチャネル部分を有するプリントヘッドダイアセンブリを１個又は複数個備えた構成とすることができる。チャネル部分は、インクをバブル発生用抵抗器近傍に運ぶためのインクチャネルアレイを有する。バブル発生用抵抗器は、インクチャネルアレイに対応するようヒータ部分上に配置される。ヒータ部分にはまた、指定用電子回路及びドライバトランジスタを一体に設けることができる。単一のダイアセンブリ内にあるチャネルアレイだけでは、例えば標準的用紙シート等の記録媒体の１頁をその全幅に亘りカバーするのに十分でないため、ダイアセンブリを１個しか有していないプリントヘッドを用いる際には、記録媒体を固定しておいてプリントヘッドを動かすことによりその記録媒体の頁上を走査し、走査と走査の間に記録媒体を先送りする。そうしないのであれば、例えば、複数個のダイアセンブリをくっつけて並べることによって全幅カバー型のプリントヘッドを形成する。この型のプリントヘッドについては、例えば特許文献６又は７を参照されたい。
【０００７】
通常、サーマルインクジェットプリントヘッドのノズルから吐出されたインク滴によって記録媒体上に形成されるのはシングルサイズのスポットであるから、高品質印刷を行うには、インクチャネル及びそれに係るノズル並びにプリントヘッド上の対応する抵抗器を製造する際、それらの配置を例えば６００個／インチといった高密度（高分解能）配置にしなければならない（１インチ＝約２．５４×１０−２ｍ）。これに倣い、後に説明する本発明の実施形態においても、そのノズルの配置密度（分解能）を少なくとも６００個／インチにしている。
【０００８】
インクジェットプリントヘッドは、キャリッジ型プリンタにも全幅アレイ型プリンタにも組み込むことができる。キャリッジ型プリンタに組み込まれるプリントヘッドは媒体よりも幅の狭いプリントヘッド（partial width size printhead）であり、この幅狭プリントヘッドは、ダイアセンブリを１個しか有していない構成とすることも、また数個のダイアセンブリをくっつけて並べた構成とすることもできる。キャリッジ型プリンタにおける幅狭プリントヘッドの機能はダイが１個でも複数個でも実質同様であるから、ここでは単一ダイプリントヘッドについてのみ説明する。相違点は勿論、複数ダイ幅狭プリントヘッドならより広い情報スワス（情報を含む横広がりのエリア）を印刷できる、という一点だけである。単一ダイプリントヘッドは、そのインクチャネル及びノズルを含め他との封止を保ちつつ使い捨て型インク供給カートリッジに取り付けることができ、またこれらプリントヘッド及びカートリッジからなるアセンブリは、往復運動するキャリッジに対し交換可能に取り付けることができる。記録媒体を固定しておきキャリッジを往復運動させることによって、１個の情報スワスを一遍に印刷することができる。各情報スワスの高さはプリントヘッドにおけるノズル列の高さと等しい。あるスワスを印刷し終えたら、後に印刷するスワスがそれより先に印刷済のスワスに接するか重なることとなるよう、印刷済スワスの高さ以下の距離だけ記録媒体をステップ的に動かす。この手順は、画像全体を印刷し終えるまで繰り返される。
【０００９】
これに対して、頁幅プリンタに組み込まれるプリントヘッドは固定型であり、記録媒体シートの幅全体に亘り印刷を行うのに十分な長さを有するものである。記録媒体は、印刷プロセス中、一定速度で又は速度を変化させつつ継続的持続的に動かされ、プリントヘッド長さ方向と実質直交する方向に沿いこの全幅プリントヘッドを通り過ぎていく。全幅アレイプリンタの例については、例えば特許文献８を参照されたい。
【００１０】
通常、インクジェット印刷システムは、パーソナルコンピュータ等の情報出力装置から受信した情報に基づきインク滴を吐出する。このとき受信する情報は、通常、例えばフルページビットマップ等のラスタ形式か、ページ記述言語により記述された画像という形式を有している。ラスタ形式の情報は一組の走査線から構成されており、各走査線は個々の情報要素即ち画素を示すビット群から構成されている。各走査線には、記録媒体を直線的に横切るライン１本分のインク滴を１個のノズルから吐出させるのに十分な情報が、含まれている。インクジェットプリンタによれば、例えば、受信したビットマップ情報そのものを印刷することができ、またページ記述言語により記述されている画像を画素情報ビットマップに変換した上で印刷することができる。
【００１１】
次に掲げる特許文献は本発明に関連する背景技術文献として考慮し得るものである。
【００１２】
【特許文献１】米国特許第３９４６３９８号明細書
【特許文献２】米国特許第４８９９１８１号明細書
【特許文献３】米国特許第４９９４８２６号明細書
【特許文献４】米国特許第４５６８９５３号明細書
【特許文献５】米国特許第４７８９４２５号明細書
【特許文献６】米国特許第４８２９３２４号明細書
【特許文献７】米国特許第５２２１３９７号明細書
【特許文献８】米国特許第５１９２９５９号明細書
【特許文献９】米国特許第６４５７７９８号明細書
【特許文献１０】米国特許第６０８９６９２号明細書
【特許文献１１】米国特許第６３７５２９４号明細書
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００３／１０３０９３号明細書
【特許文献１３】米国特許出願公開第２００３／１４２１５１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
インクジェット印刷における生産性制約要因の一つは、小規模とはいえ継続的に発生するインク滴吐出方向誤差がありその結果シグネチャが印刷されてしまうため、シングルパス印刷時に得られる印刷品質が許容し難いものになることである。印刷によって生じるシグネチャは、記録媒体上に印刷した情報上で認識可能な明暗帯となって現れるため、一般的には許容し難い。現在、多くのインクジェットプリンタにて欠損なき文書スワスを作成するため高品質印刷モードとして用いられているのは、マルチパス（multi-pass:通過複数回）印刷モードである。このマルチパスモードにおいては、記録媒体上を複数回に亘り横断走査する間に、プリントヘッド上の別々の即ち少なくとも２個のノズルから吐出されたインク滴により各画素ラインを形成する。この周知印刷手法は、本件技術分野における習熟者（いわゆる当業者）にはチェッカー盤状印刷として知られているものであり、次のように説明することができる。まず、プリントヘッドにてアレイを構成しているインク滴イジェクタに端から端まで順に番号を振ったとする。このとき、チェッカー盤状印刷モードを実現するには、プリントヘッドが走査方向乃至プロセス方向沿いに各画素ライン内のある画素位置を通るとき（第１回パス）に奇数番目のイジェクタを作動させ、その後プリントヘッドが走査方向沿いに各画素ライン内のその隣の画素位置を通るとき（第２回パス）に偶数番目のイジェクタを作動させればよい。プリントヘッドによる第１回パス後の印刷画像は、まだひとつながりの画像として完成していないため、その外観はチェッカー盤の盤目の様に見える。プリントヘッドによる第１回パスにてスキップされた画素を埋めるにはその第２回パスが必要である。チェッカー盤状印刷によれば、システム的な方向誤差にノイズが導入されるため印刷によるシグネチャ効果を緩和軽減でき、印刷された情報が許容可能な品質になる。しかしながら、マルチパスチェッカー盤状印刷モードにより印刷品質を向上させる対価としてスループット低下が生じる。これは、チェッカー盤状パターンを穴埋めするためにプリントヘッドによる再パス（第２回パス）が必要であるからである。以上のことから、本発明の実施形態においては、シングルパスで且つシグネチャなしで印刷できるプリントヘッドを提供することを、目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の実施形態の目的は、互いに整列しているノズルによる２個のアレイを伴うルーフシュータ構造を有するインクジェットプリントヘッドを、提供することにある。そのノズル整列方向はプロセス方向乃至走査方向であり、各アレイ内の各ノズルにより記録媒体上の各画素ライン内に印刷されるのは画像中の別々の画素群であり、これを以てプリントヘッドはシングルパスにて相補的なパターンによる印刷を行う。
【００１５】
本発明の一実施形態に係るプリントヘッドは、相補印刷パターンによりシングルパスで記録媒体上に複数個の画素を印刷するインクジェットプリンタ用のプリントヘッドであって、互いに略平行になるよう、且つ第１ノズルアレイ第２ノズルアレイ間で印刷プロセス方向ノズル位置が揃うよう、本プリントヘッド内に配置された第１及び第２ノズルアレイと、各画素ラインにて、画像を構成する複数個の画素のうち一部が上記第１ノズルアレイからのインク滴により印刷され且つ残りの画素が上記第２ノズルアレイからのインク滴により印刷されるよう、本プリントヘッドが印刷プロセス方向に沿い移動している間に上記第１及び第２ノズルアレイ内の各ノズルから選択的にインク滴を吐出させるプリンタコントローラと、を備え、かかる印刷によって、シグネチャ効果その他のシステム的印刷欠陥を緩和しつつシングルパスで画像スワスを完全に印刷できるようにしたプリントヘッドである。
【００１６】
本発明の一実施形態に係る方法は、インクジェットプリンタのプリントヘッドによりシングルパスで相補印刷を行う方法であって、互いに略平行になるよう上記プリントヘッド内に第１及び第２ノズルアレイを設けるステップと、第１ノズルアレイ第２ノズルアレイ間で印刷プロセス方向ノズル位置を揃えるステップと、上記プリントヘッドによる印刷を制御するプリンタコントローラを設けるステップと、上記プリントヘッドが印刷プロセス方向に沿い移動している間に上記第１及び第２ノズルアレイ内の各ノズルから選択的にインク滴を吐出させるステップと、記録媒体上の各画素ライン内にあり画像を構成する複数個の画素のうち一部に上記第１ノズルアレイからのインク滴を向けるステップと、記録媒体上の各画素ライン内にあり画像を構成する画素のうち上記第１ノズルアレイからのインク滴によっては印刷されなかった残りの画素に上記第２ノズルアレイからのインク滴を向けるステップと、を有し、これによりシングルパスで画像スワスを完全に形成する方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に関し図面を参照しながら例示説明を行う。なお、図中同様の部材には同様の参照符号を付してある。
【００１８】
図１に、キャリッジ型サーマルインクジェットプリンタ１０の立側面を模式的に示す。このインクジェットプリンタ１０においては移送されるサーマルインクジェットプリントヘッド１２を用いている。このプリントヘッド１２はキャリッジ１４上に実装されたルーフシュータ構造を有しており、キャリッジ１４はガイドレール１５沿いに記録媒体１６上を往復横断する。この図は、プリントヘッド１２の移送方向即ちガイドレール１５の延長方向が紙面に直交する方向となる向きで、プリントヘッド１２を示した図である。なお、プリンタ１０において、このプリントヘッド１２に代え固定型全幅プリントヘッド（図示せず）を用いることとし、フィードローラ（図示せず）により一定速度で又はその速度を変化させつつ連続的に記録媒体１６を動かして、当該固定型全幅プリントヘッドを通過させるようにしてもよい。
【００１９】
プリントヘッド１２は、１回の動作で１個のスワスが印刷されるよう、印刷プラテン１８上にある記録媒体１６上にインク滴１７を吐出する。また、フィードローラ１９及び２０は高い動作精細度を実現可能なローラであり、そのうち一方が電動モータ２１により駆動される。電動モータ２１は、プリントヘッド１２通過方向沿いに記録媒体１６をステップ的に動かす動作、並びにプリントヘッド１２に対し記録媒体１６を位置合わせする動作の双方に、用いられる。これらの動作は、スワス１個が印刷されるたびに、また記録媒体１６全面が印刷され終えるまで（印刷すべき情報が１頁分に満たない場合はその情報が全て印刷されるまで）、実行される。記録媒体１６上への印刷が終わると、情報が印刷された記録媒体１６はキャッチトレイ２２に送られる。また、ドキュメントフィーダ２４は、通常、プリンタコントローラ２６からの要求に応じ記録媒体１６のシートを１枚ずつ、サプライトレイ２５内にある記録媒体１６のカセット（図示せず）又はスタックからフィードローラ１９及び２０へと移動させる。プリンタコントローラ２６は、後に述べるようにその記録媒体１６上に情報を印刷させるため、適当なタイミングで記録媒体１６を印刷プラテン１８及びプリントヘッド１２へと送り込ませる。
【００２０】
図２にプリントヘッド１２のノズル面２８を平面的に示す。この図には、複数個のノズル３０により構成され印刷プロセス方向３１に沿い２個並んでいる直線状アレイが示されている。ノズル３０による直線状アレイのうち一方はＮ１、他方はＮ２として示されている。この図に示されている好適な実施形態においては、２個の直線状ノズルアレイＮ１，Ｎ２がプリントヘッド１２の単一のノズル面２８内にあるが、各ノズルアレイＮ１，Ｎ２が別々の部品乃至プリントヘッド（図示せず）による別々のノズル面内にあってもよい。そのようにプリントヘッドを分ける場合は、各アレイ内のノズル３０の位置が印刷プロセス方向３１に沿い揃うよう、それらプリントヘッドの位置を揃える必要がある。ノズル直径及び同一アレイ内ノズル間距離は、少なくとも６００スポット／インチ（ｓｐｉ）という印刷解像度を実現するのに必要な値にするのが望ましい。そのため、本実施形態におけるノズル直径は約２０μｍとされており、中心間距離Ｒは約４２．５μｍとされている。直線状ノズルアレイＮ１，Ｎ２間の距離Ｓは約５００μｍである。
【００２１】
図３に、ルーフシュータ構造を有するプリントヘッド１２の断面を模式的に示す。この断面は図２中の看取ライン３−３沿いに見たものである。まず、ヒータプレート３２は（１００）シリコンウェハ（図示せず）から形成されており、このヒータプレート３２には当該ヒータプレート３２を貫通する開口３３が非等方性エッチングにより形成されている。この開口３３は、底面プレート３５内に形成されているインクリザーバ３４からのインクインレットとして機能する。この底面プレート３５には孔３７が設けられており、この孔３７にて導路３６によりインク供給部（図示せず）がインクリザーバ３４に接続されている。なお、この底面プレート３５は、耐インク性を有する素材であれば、例えばガラスやシリコン等、どのような素材でも形成できる。ヒータプレート３２はその片面にてこの底面プレート３５に取り付けられており、ヒータプレート３２の逆側の面には加熱素子乃至抵抗器３８による直線状アレイが設けられている。この直線状アレイはインクインレット３３の各側に１個ずつ合計で２個ある。ヒータプレート３２上に形成され又はヒータプレート３２に取り付けられている流れ方向規制用障壁層４０は、矢印３９により示されているようにインクを各抵抗器３８に向かわせる。この障壁層４０にはノズルプレート２９が接着されており、このノズルプレート２９はノズル面２８を有しており、このノズル面２８内にはノズル３０による２個の直線状アレイが存している。従って、以上によりルーフシュータ構造プリントヘッド１２の基本構造が完成する。また、ヒータプレート３２上には、各ノズル３０の直下に抵抗器３８が１個ずつ存するよう抵抗器３８が形成されており、矢印４１により表されるノズル３０からのインク滴１７の吐出軌跡は抵抗器３８に直交している。ヒータプレート３２の表面のうちバブル発生用抵抗器３８を有している面上に一体に設けられている指定用電子回路及びドライバトランジスタ（図示せず）は、図１に示したプリンタコントローラ２６からの信号に応じ、選択されている抵抗器３８に対し電圧パルスを印加し、その抵抗器３８から電圧パルス印加毎にインク滴１７を吐出させる。プリンタコントローラ２６には相補印刷モード、グレーレベル印刷モード又はその双方をプログラムしておくことができる。双方を実装しておけば、プリンタオペレータが、シングルパスで相補印刷を実行するか或いはシングルパスでグレーレベル印刷を実行するかを、選択することができる。相補印刷モード及びグレーレベル印刷モードは、何れもこのプリントヘッド１２により実行できる。
【００２２】
次に、図４に４本のスポットライン乃至画素ライン４５、４６、４７及び４８を示す。これらの画素ライン４５〜４８は相補印刷パターンにて記録媒体１６上に印刷されたものである。各画素ライン４５〜４８内の印刷スポットは、何れもプリントヘッド１２を１回だけ通過させること即ちシングルパスによって印刷されたものである。その際には、プリントヘッド１２を印刷プロセス方向乃至走査方向３１に沿い移動させつつ、インク滴１７を吐出させ記録媒体１６上の画素位置に送る。従って、最初に印刷されるのは画素ライン４５であり、その次には画素ライン４６が、三番目には画素ライン４７が、そして最後に画素ライン４８が印刷される。このように、この図に示したのはスポットが交互に位置するという拘束条件を付加していない一般的な形態での相補印刷の結果であり、この相補印刷によれば、有益なことに、両ノズルアレイＮ１，Ｎ２からのインク滴１７がランダムに使用されるため、シグネチャその他のシステム的印刷欠陥を目立たなくし又は少なくすることができる。なお、この図では、便宜上、図２におけるそれと対応して、直線状アレイＮ１内のノズル３０からのインク滴１７により印刷されたスポットをＮ１、直線状アレイＮ２内のノズル３０からのインク滴１７により印刷されたスポットをＮ２と表してある。
【００２３】
図５に、記録媒体１６上に印刷された４本の画素ライン４５ａ、４６ａ、４７ａ及び４８ａを示す。この印刷結果は相補印刷をある特定の形態、即ちチェッカー盤状印刷パターンと呼ばれる形態にて行ったとき、得られるものである。図４に示した一般的な印刷パターンも図５に示した特定形態相補印刷パターン（チェッカー盤状印刷パターン）も、プリントヘッド１２内にあり互いに整列しているノズル３０によるアレイＮ１，Ｎ２によって、直ちに形成できるものである。実際、チェッカー盤状印刷パターンは、プリンタコントローラ２６により実行される相補印刷モードによって実現可能なシグネチャ補正印刷パターンの中で、まさに最も単純で実施が最も容易なパターンである。ここに、ノズルアレイＮ１，Ｎ２の端から端まで順番にプリントヘッド１２のノズル３０に番号を振ったとする。チェッカー盤状印刷パターンを実現するには、まず、１個目のノズルアレイＮ１が走査方向３１に沿い１個目の画素ライン４５ａを通過していく間にそのノズルアレイＮ１内の奇数番目のノズル３０からインク滴１７を吐出させる。次に、そのノズルアレイＮ１が２個目の画素ライン４６ａを通過していく間にそのアレイＮ１内の偶数番目のノズル３０からインク滴１７を吐出させる。更に、同ノズルアレイＮ１内の奇数番目のノズル３０からのインク滴１７により３個目の画素ライン４７ａを印刷し、同ノズルアレイＮ１内の偶数番目のノズル３０からのインク滴１７により４個目の画素ライン４８ａを印刷する。シングルパスで印刷される画像の外観は、プリントヘッド１２を構成する２個のノズルアレイＮ１，Ｎ２のうち一方だけが印刷を終えた段階では、まだひとつながりのものにはなっておらず、実際チェッカー盤の盤目のように見える。
【００２４】
勿論、１個目のノズルアレイＮ１によりスキップされた画素は、プリントヘッド１２に設けられている２個目のノズルアレイＮ２を用いて埋めることができ、またそのようにすることが必要である。これによって、プリントヘッド１２上の別のノズル３０から吐出されたインク滴１７にてスポットＮ２が追加形成され、従ってシグネチャ効果が緩和軽減される。即ち、いわゆる当業者であれば認識できるように、チェッカー盤状印刷パターンは、一般的に記述したシングルパス印刷手法の一実現形態である。当該一般的に記述したシングルパス印刷手法は、印刷プロセス方向乃至走査方向３１に沿い互いに整列しているノズル３０による２個のアレイＮ１，Ｎ２を備えたプリントヘッド１２により、実行できるものである。実行に当たっては、１個目のノズルアレイＮ１により印刷する画素の位置を第１論理マスクを用いて決定し、２個目のノズルアレイＮ２により印刷する画素の位置を第２論理マスクを用いて決定すればよい。第２論理マスクは第１論理マスクに対して論理的に相補なマスクとする。
【００２５】
図５に示すように、各画素ライン４５ａ〜４８ａ内の画素又はスポットのうち１／２ずつが各ノズルアレイＮ１，Ｎ２によりチェッカー盤状に印刷されるため、チェッカー盤状パターン全体をシングルパスで印刷することができる。注記すべきことに、各画素ライン４５ａ〜４８ａ内でスポットが一つおきに別々のアレイＮ１，Ｎ２内のノズル３０により印刷されており、また走査方向沿いライン内でもスポットが一つおきに別々のアレイＮ１，Ｎ２内のノズル３０により印刷されている。これによって、チェッカー盤状印刷による印刷品質上の利点と、シングルパス非チェッカー盤状印刷によるスループット上の利点とが、併せて提供される。また、これは信頼性上の利点も有している。それは、理解されるように、チェッカー盤状印刷モードにおいては、チェッカー盤的に動作する２個のノズル群のうち一方が機能していないときに、印刷品質面からそのことを察知できることによる。また、全幅型プリントヘッドを有するプリンタにも同様の印刷手法を使用でき、そのようにすれば、非常に生産性が高いシングルパス印刷を信頼性向上と併せて実現できる。
【００２６】
本発明の実施形態に係りそのノズル３０が互いに整列している２個の直線状アレイＮ１，Ｎ２を有するプリントヘッド１２にはまた、より高いプリントヘッド走査速度にてシングルパスチェッカー盤状印刷を実行できる、という利点もある。これは、各ノズル３０が各画素ライン内のスポットを１個おきに印刷するだけでよく、ノズルアレイを１個しか有していないプリントヘッドに対し要請される周波数応答性に比べ１／２の周波数応答性しか要請されないからである。また、６００ｓｐｉノズルアレイ内で隣り合っているノズルを作動させインク滴を吐出させるとノズル面上だけでなく記録媒体上の隣接スポットにおいても不要相互作用が生じる、という懸念が解消される。これは、本実施形態に係るプリントヘッド１２によりチェッカー盤状印刷モードにて印刷を行うときは各直線状アレイＮ１，Ｎ２内の隣接ノズル３０同士が同時にインク滴１７を吐出することがないからである。従って、懸念に係る相互作用は大きく軽減される。加えて、抵抗器３８により吐出されるインク滴１７の個数は画素ライン内スポット個数の１／２に過ぎないから、プリントヘッド１２における抵抗器３８の期待寿命は単一ノズルアレイ印刷型６００ｓｐｉプリントヘッドにおけるそれのほぼ２倍になる。
【００２７】
図６に、圧電インクジェットプリントヘッド１２ａのノズル面２８ａを平面的に示す。通常、圧電デバイスはサーマルインクジェットプリントヘッドにて使用される抵抗器より大きいため、その間隔が高解像度印刷（例えば少なくとも６００ｓｐｉでの印刷）に必要且つ適切な間隔になるようにしながらインク滴吐出用のノズル３０ａの位置を互いにずらす必要がある。ノズル面２８ａに設けられている２個のアレイＮ１’，Ｎ２’は図２に示したノズル面２８内のノズルアレイＮ１，Ｎ２と等価であり、走査方向３１においては同じ印刷解像度を提供できる。図６に示したノズルアレイＮ１’，Ｎ２’はそれぞれノズル３０ａによる３個の行を有しており（但しノズル行数は所要印刷解像度並びにインク滴イジェクタとして使用される圧電デバイス６２の寸法に応じて増減できる）、各行に分かれているノズル３０ａは図２中のノズル面２８内のノズル３０と同じ直径及び同じ印刷プロセス直交方向中心間距離Ｒを有している。即ち、ノズル３０ａの直径は約２０μｍであり中心間距離Ｒは約４２．５μｍである。走査方向３１におけるノズル３０ａの中心間距離Ｔは、破線で示されている圧電デバイス６２を寸法的に収容できるようノズル３０ａの位置を互いにずらしたために、生じたものである。アレイＮ１’内のノズル３０ａとこのノズルに対し位置が揃えられておりアレイＮ２’内にある対応ノズル３０ａとの距離Ｓ’は、ノズル３０ａ同士を整列させられる限りどのような値にしてもよい。図上でノズル面２８ａ上に記されている破線６３は２個の個別ノズルアレイＮ１’，Ｎ２’間の境界線である。この線は、各ノズルアレイＮ１’，Ｎ２’を別々のプリントヘッド（図示せず）にすることができることも示唆している。
【００２８】
図７に、圧電プリントヘッド１２ａによりシングルパスにて特定形態、より詳細にはチェッカー盤状パターンで行った相補印刷の結果を平面的に示す。この図は、各ノズルアレイＮ１’，Ｎ２’内の位置的にずらされた（オフセットしている）ノズル３０ａにより吐出されるインク滴１７によって、図２に示したサーマルインクジェットプリントヘッド１２を構成する直線状ノズルアレイＮ１，Ｎ２によって得られる印刷解像度と同じ印刷解像度が得られることを、より容易に看取できるよう、図６に示したノズル面２８ａと位置的に揃えて描かれている。
【００２９】
図８に、プリンタコントローラ２６がグレーレベル印刷向けにプログラミングされているときにインクジェットプリントヘッド１２又は１２ａにより印刷できるグレーレベルを、平面的に示す。プリンタコントローラ２６には望み次第で相補印刷モード機能及びグレーレベル印刷機能を双方とも搭載することができ、そのようにしてあればプリンタオペレータが相補印刷モード及びグレーレベル印刷のうち何れかを選択することができる。この図中の記録媒体１６上に個別画素位置４２を定めそれら個別画素位置４２について考えると、その画素位置４２に向けて吐出されるインク滴１７の個数は０個、１個又は２個となり得る。そこで、この図では、それら三種類の画素位置をそれぞれ４２ａ、４２ｂ及び４２ｃとして示してある。まず、１個目の画素位置４２ａにはインク滴１７が供給されておらず、そのことを表すグレーレベルが発生している。次に、２個目の画素位置４２ｂにはインク滴１７が１個供給されこのインク滴１７によってスポット４３が印刷されており、その結果、また別のグレーレベルが形成されている。認められるべきことに、このグレーレベルを発生させるには、２個のノズルアレイ（例えばＮ１及びＮ２）のうち一方を用い更にそのアレイ内に整列配置されているノズル３０又は３０ａのうち１個を用い、インク滴１７を記録媒体１６上へと吐出させスポット４３を形成させればよい。そして、３個目の画素位置４２ｃにはインク滴１７が２個供給されこれらインク滴１７によってスポット４４が印刷されており、その結果発生するグレーレベルは更に別のグレーレベルとなっている。そのための２個のインク滴１７は、一方のアレイ（例えばＮ１）内に整列配置されているノズル３０又は３０ａのうち１個と、他方のアレイ（例えばＮ２）内に整列配置されているノズル３０又は３０ａのうち１個とを用いて、記録媒体１６上の同一スポット上へと吐出され、これによりスポット４４が形成される。なお、スポット４４を形成するこれら２個のインク滴１７が記録媒体１６上で完全に重なり合うため見かけ上は実質的に１個の大きなスポットになるのであるが、強調のため及びわかりやすくするため、図面上では各インク滴１７によるスポットを若干ずらして描いてある。
【００３０】
更に、同じ個別画素位置上への２個のインク滴１７の到達位置を電子的にずらす、というまた別の手法でも、グレーレベル印刷を実行できる。この手法によれば、概ね、重なり具合の違いによりグレーレベルを連続的に変化させることができる。図９に、インク滴１７を１個用いて形成される密度レベルから、全く重なっていない２個のインク滴１７により形成される密度レベルまでを含め、この手法により連続的に変化させた密度レベルを示す。スポットの重なり具合を変えることによる連続的なグレーレベル変化は、プリントヘッド１２又は１２ａに対しいちどきに多数のインク滴１７を吐出すべき旨指令できるよう、即ち２個のノズルアレイ（例えばＮ１及びＮ２）からインク滴１７を繰り出すための時間がプリントヘッド１２又は１２ａを次の画素まで進めるための時間に比べ短くなるよう、プリンタコントローラ２６内のロジックを構成しておくことにより、実現される。そのようにしてあれば、先行している１個目のノズルアレイＮ１又はＮ１’からまずインク滴１７が吐出された後、それに続く２個目のノズルアレイＮ２又はＮ２’から吐出される別のインク滴１７を、先のインク滴１７によるスポットと幾分か重なり合うよう記録媒体１６に到達させることができ、またその重なり具合を如何様にもすることができるため、プリントヘッド１２又は１２ａのシングルパスにて更に多様なグレーレベルで情報を印刷することができる。
【００３１】
図９には、記録媒体１６上の代表的な画素位置が６個示されている。まず、１個目の画素位置４９にはインク滴１７が供給されておらず、そのことを表すグレーレベルが形成されている。次に、２個目の画素位置５０にはインク滴１７が１個供給されこのインク滴１７によってスポット５５が印刷されており、その結果また別のグレーレベルが形成されている。前述のものと同様、このスポット５５は、２個のノズルアレイ（例えばＮ１及びＮ２）のうち一方に属するノズル３０又は３０ａから吐出されるインク滴１７だけで印刷できる。３個目の画素位置５１にはインク滴１７が２個供給されこれらのインク滴１７によってスポット５６が印刷されている。それらインク滴１７のうち１個はノズルアレイＮ１又はＮ１’内に整列配置されたノズル３０又は３０ａのうち１個からのものであり、もう１個はノズルアレイＮ２又はＮ２’内に整列配置されたノズル３０又は３０ａのうち１個からのものである。スポット５６を印刷形成する２個目のインク滴１７はあるわずかな特定量だけその位置がずらされているため、スポット５６はスポット５５に比べわずかに大きく、従って更に別のグレーレベルが形成されている。４個目の画素位置５２にはインク滴１７が２個供給されこれらのインク滴１７によってスポット５７が印刷されている。それらインク滴１７のうち１個はノズルアレイＮ１又はＮ１’内のノズル３０又は３０ａから供給され、もう１個はノズルアレイＮ２又はＮ２’内のノズル３０又は３０ａから供給される。２個目のインク滴１７は、スポット５６を形成するインク滴１７のうち２個目のものより大きくずらされている。そのためスポット５７はスポット５６よりもわずかに大きく、従って更に別のグレーレベルが形成されている。５個目の画素位置５３にはインク滴１７が２個供給されこれらのインク滴１７によってスポット５８が印刷されている。２個目のインク滴１７がスポット５７を形成するインク滴１７のうち２個目のものより大きくずらされているため、スポット５８はスポット５７よりわずかに大きく従って更に別のグレーレベルが形成されている。６個目の画素位置５４にはインク滴１７が２個供給されこれらのインク滴１７によってスポット５９が印刷されている。２個目のインク滴１７が１個目のインク滴１７で印刷した位置に隣り合う位置に到達するため、形成されるスポットの大きさは最大になり更に別のグレーレベルが形成されている。認められるべきことに、２個目のインク滴１７のずらし量を変えることによって、形成するスポットひいてはグレーレベルを連続的に変化させることができる。また、インク滴１７の個数が０個の場合及び１個の場合だけでなく２個の場合があるため、グレーレベルを大きく変化させることができる。特に、２個のインク滴１７を用いれば、それらがわずかなずれを伴い重なり合っている状態から、それらが重ならずに横並びに印刷されている状態まで、グレーレベルを変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る印刷システム及び方法にて使用可能なルーフシュータ構造プリントヘッドを有するインクジェットプリンタを示す模式的立側面図である。
【図２】２個並んだ直線状ノズルアレイを有するプリントヘッドノズル面を示す平面図である。
【図３】ルーフシュータ構造プリントヘッドを図２中の看取ライン３−３沿いに見た模式的断面図である。
【図４】図３中のインクジェットプリントヘッドによるシングルパスでの相補印刷の結果を示す平面図である。
【図５】図３中のインクジェットプリントヘッドによるシングルパスでの特定形態相補印刷の結果を示す平面図である。
【図６】図２中のノズル面に存する直線状ノズルアレイと等価な２個のノズルアレイを有する圧電インクジェットプリントヘッドのノズル面を示す平面図である。
【図７】図６に示したプリントヘッドによるシングルパスでの特定形態相補印刷の結果を示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係り図２及び図６に示したインクジェットプリントヘッドにより印刷可能な様々なグレーレベルを示す平面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係り図２及び図６に示したインクジェットプリントヘッドにより印刷可能な様々なグレーレベルを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  キャリッジ型サーマルインクジェットプリンタ、１２，１２ａ  プリントヘッド、１６  記録媒体、１７  インク滴、２６  プリンタコントローラ、３０，３０ａ  ノズル、３１  印刷プロセス方向又は走査方向、３８  バブル発生用抵抗器又は加熱素子、４３，４４  スポット、４５〜４８，４５ａ〜４８ａ  スポットライン又は画素ライン、４９〜５４  画素位置、５５〜５９  スポット、６２  圧電デバイス、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ１’，Ｎ２’  ノズルアレイ又はそれによる印刷スポット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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