(57)【要約】【課題】液体吐出装置における液滴の着弾位置を精度良く予測できる予測方法及び予測システムを提供する。【解決手段】予測方法は、複数のノズルを有する液体吐出装置についての予測を行う予測方法であって、前記複数のノズルにより記録媒体に形成されるべき画像における画素パターンに応じた前記ノズルの吐出速度の変動と前記ノズルの仕様情報とに基づいて、前記ノズルから前記記録媒体へ吐出される液滴の前記記録媒体における着弾位置を予測する着弾位置予測工程を含むことを特徴とする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有する液体吐出装置についての予測を行う予測方法であって、
前記複数のノズルにより記録媒体に形成されるべき画像における画素パターンに応じた前記ノズルの吐出速度の変動と前記ノズルの仕様情報とに基づいて、前記ノズルから前記記録媒体へ吐出される液滴の前記記録媒体における着弾位置を予測する着弾位置予測工程
を含むことを特徴とする予測方法。
【請求項２】
前記液滴の前記着弾位置に基づく複数の前記液滴の重なり形状を考慮しながら前記記録媒体における液体膜厚分布を予測する膜厚分布予測工程と、
液体の単位厚みあたりの単位分光透過率と前記液体膜厚分布と前記記録媒体における光の反射特性とに基づいて、前記記録媒体における分光反射率分布を予測する分光反射率分布予測工程と、
前記着弾位置の予測結果、前記液体膜厚分布の予測結果、及び前記分光反射率分布の予測結果に基づいて、前記記録媒体に形成される画像を予測する画像予測工程と、
をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の予測方法。
【請求項３】
複数のノズルを有する液体吐出装置についての予測を行う予測方法であって、
前記複数のノズルにより記録媒体に形成されるべき画像における画素パターンに応じた前記ノズルの吐出量の変動と前記ノズルの仕様情報とに基づいて、前記ノズルから前記記録媒体へ吐出される液滴の前記記録媒体におけるドット径を予測するドット径予測工程
を含むことを特徴とする予測方法。
【請求項４】
前記液滴の前記着弾位置に基づく複数の前記液滴の重なり形状を考慮しながら前記記録媒体における液体膜厚分布を予測する膜厚分布予測工程と、
液体の単位厚みあたりの単位分光透過率と前記液体膜厚分布と前記記録媒体における光の反射特性とに基づいて、前記記録媒体における分光反射率分布を予測する分光反射率分布予測工程と、
前記ドット径の予測結果、前記液体膜厚分布の予測結果、及び前記分光反射率分布の予測結果に基づいて、前記記録媒体に形成される画像を予測する画像予測工程と、
をさらに含む
ことを特徴とする請求項３に記載の予測方法。
【請求項５】
複数のノズルを有する液体吐出装置についての予測を行う予測システムであって、
前記複数のノズルにより記録媒体に形成されるべき画像における画素パターンに応じた前記ノズルの吐出速度の変動と前記ノズルの仕様情報とに基づいて、前記ノズルから前記記録媒体へ吐出される液滴の前記記録媒体における着弾位置を予測する着弾位置予測手段
を備えたことを特徴とする予測システム。
【請求項６】
前記液滴の前記着弾位置に基づく複数の前記液滴の重なり形状を考慮しながら前記記録媒体における液体膜厚分布を予測する膜厚分布予測手段と、
液体の単位厚みあたりの単位分光透過率と前記液体膜厚分布と前記記録媒体における光の反射特性とに基づいて、前記記録媒体における分光反射率分布を予測する分光反射率分布予測手段と、
前記着弾位置の予測結果、前記液体膜厚分布の予測結果、及び前記分光反射率分布の予測結果に基づいて、前記記録媒体に形成される画像を予測する画像予測手段と、
をさらに備えた
ことを特徴とする請求項５に記載の予測システム。
【請求項７】
複数のノズルを有する液体吐出装置についての予測を行う予測システムであって、
前記複数のノズルにより記録媒体に形成されるべき画像における画素パターンに応じた前記ノズルの吐出量の変動と前記ノズルの仕様情報とに基づいて、前記ノズルから前記記録媒体へ吐出される液滴の前記記録媒体におけるドット径を予測するドット径予測手段
を備えたことを特徴とする予測システム。
【請求項８】
前記液滴の前記着弾位置に基づく複数の前記液滴の重なり形状を考慮しながら前記記録媒体における液体膜厚分布を予測する膜厚分布予測手段と、
液体の単位厚みあたりの単位分光透過率と前記液体膜厚分布と前記記録媒体における光の反射特性とに基づいて、前記記録媒体における分光反射率分布を予測する分光反射率分布予測手段と、
前記ドット径の予測結果、前記液体膜厚分布の予測結果、及び前記分光反射率分布の予測結果に基づいて、前記記録媒体に形成される画像を予測する画像予測手段と、
をさらに備えた
ことを特徴とする請求項７に記載の予測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予測方法及び予測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のノズルを有する液体吐出装置は、複数のノズルから記録媒体上に液体（液滴）を吐出させ、記録媒体上に複数の液体ドットを形成する。
【０００３】
特許文献１には、入力画像データを制御量に変換し、変換された制御量のばらつきが正規分布に従うようにプリンタ装置の印刷動作をシミュレートして、インクドットの着弾位置の誤差などの印刷誤差を計算し、印刷画像データを生成することが記載されている。これにより、特許文献１によれば、制御量の公差と印刷誤差を含んだ印刷画像データとの対応関係をシミュレーションできるとされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、変換された制御量に対して、そのばらつきが正規分布に従うように乱数により生成した誤差値を加減算させていると考えられる。この乱数を用いた方法では、プリンタ装置（液体吐出装置）における各機構が、機械的及び／又は物理的な動作特性の影響により、その制御量のばらつきが正規分布からずれた場合に、インクドット（液体ドット）の着弾位置の予測精度が悪化することが懸念される。すなわち、インクドット（液体ドット）の着弾位置を精度良く予測するという観点において改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液体吐出装置における液滴の着弾位置を精度良く予測できる予測方法及び予測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかる予測方法は、複数のノズルを有する液体吐出装置についての予測を行う予測方法であって、前記複数のノズルにより記録媒体に形成されるべき画像における画素パターンに応じた前記ノズルの吐出速度の変動と前記ノズルの仕様情報とに基づいて、前記ノズルから前記記録媒体へ吐出される液滴の前記記録媒体における着弾位置を予測する着弾位置予測工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の１つの側面によれば、液体吐出装置における液滴の着弾位置を精度良く予測できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態にかかる予測システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態における液体吐出装置の構成例を示す平面図である。
【図３】図３は、実施形態における液体吐出装置の他の構成例を示す平面図である。
【図４】図４は、実施形態における液体吐出ヘッドの構成を示す拡大平面図である。
【図５】図５は、実施形態にかかる予測システムのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、実施形態における液滴の着弾位置のずれ量を示す図である。
【図７】図７は、実施形態における液滴飛翔速度（ノズルの吐出速度）の吐出時間間隔及び吐出状態に対する依存性を示す図である。
【図８】図８は、実施形態における液滴量（ノズルの吐出量）の吐出時間間隔及び吐出状態に対する依存性を示す図である。
【図９】図９は、実施形態にかかる予測システムの動作（予測方法）を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態における入力画像データ及び印刷画像データを示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態における液滴の吐出位置と着弾位置とのずれ量を示す図である。
【図１２】図１２は、実施形態における液滴の予想されるずれ量を示す図である。
【図１３】図１３は、実施形態における液滴の実際のずれ量を示す図である。
【図１４】図１４は、実施形態における吐出時間間隔の算出方法を示す図である。
【図１５】図１５は、実施形態における液体ドット径の液滴量に対する依存性を示す図である。
【図１６】図１６は、実施形態における液体膜厚分布予測処理を示す図である。
【図１７】図１７は、実施形態における分光反射率分布予測処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる予測システムを詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
（実施形態）
実施形態にかかる予測システムは、記録媒体上に複数の液体ドットを形成する複数のノズルを有する液体吐出装置における記録媒体上での液体ドットの着弾位置を予測する。予測対象に関する液体吐出装置は、例えば、インクジェットプリンタである。
【００１１】
液体吐出装置（インクジェットプリンタ）を設計する際に、実際に印刷画像を出力した結果をフィードバックする過程を繰り返すことによって液体吐出装置を構成する各要素を改善することにより、液体吐出装置の性能を向上させることが行われる。また、液体吐出装置を構成する各要素の設定パラメータを順次変化させつつ実際に出力した印刷画像を評価することにより、適切な（例えば、最適な）設定パラメータを探索することも行われる。このような場合、実際に液体吐出装置を準備して、出力、評価をすることが必要となるため、時間やコストの上で大変な負担となり得る。また、このような評価は、実際に印刷画像が出力可能な液体吐出装置でなければ評価できず、液体吐出装置の開発段階において、開発の効果を予測することが困難になり得る。また、実際の液体吐出装置において発生する機械的な誤差は再現性に乏しく、これらの誤差を実際の液体吐出装置にて再現して評価することは極めて困難である。このような背景から、液体吐出装置で実際に印刷画像を出力しなくても、印刷画像が予測できるようなシミュレーション技術が望まれる。
【００１２】
例えば、液体吐出ヘッドから記録媒体に吐出された液滴（インク滴）が形成する液体のドット径および着弾位置を予測する際に、実際に出力されたサンプルからドット径のばらつき・着弾位置のばらつきを測定することが考えられる。この場合、予測精度を上げるためには、様々な条件でサンプルを出力させる必要がある。
【００１３】
しかし、サンプル条件を増やすほど出力や測定のコストが増加し、またサンプル条件から外れるほど予測精度が悪化する傾向にある。
【００１４】
また、入力画像データを制御量に変換し、変換された制御量のばらつきが正規分布に従うように液体吐出装置の動作をシミュレートして、液体ドットの着弾位置の誤差などの印刷誤差を計算し、印刷画像データを生成することが考えられる。この場合、変換された制御量に対して、そのばらつきが正規分布に従うように乱数により生成した誤差値を加減算させることになる。この乱数を用いた方法では、液体吐出装置における各機構が、機械的及び／又は物理的な動作特性の影響により、その制御量のばらつきが正規分布からずれた場合に、液体ドットの着弾位置の予測精度が悪化することが懸念される。
【００１５】
そこで、本実施形態では、予測システムにおいて、複数の液体ドットで形成されるべき画像における画素パターンに応じたノズルの吐出速度又は吐出量の変動を考慮しながら記録媒体上における液滴の着弾位置を予測することで、液体ドットの着弾位置の予測精度向上を図り、それによって印刷画像の予測精度向上を図る。
【００１６】
具体的には、予測システム２００は、機能的に、図１に示すように構成される。図１は、予測システム２００の機能構成を示す図である。予測システム２００は、液体吐出装置１００についての予測を行う。予測システム２００は、情報取得部２０１、着弾位置・吐出量予測部２０２、膜厚分布予測部２０３、分光反射率分布予測部２０４、及び画像予測部２０５を有する。着弾位置・吐出量予測部２０２は、吐出速度変動予測部２０２ａを有する。膜厚分布予測部２０３は、吐出量変動予測部２０３ｂ及びノズル系変動予測部２０３ａを有する。
【００１７】
予測システム２００は、液体吐出装置１００として、例えば、図２に示すようなライン走査型インクジェット記録装置についての予測を行う。図２は、液体吐出装置１００の構成例を示す平面図である。
【００１８】
液体吐出装置１００は、記録媒体１上に画像を形成する記録部２を有する。記録媒体１は、ロール紙（連続用紙）及びカット紙の何れの形状であっても良いし、用紙以外の媒体であっても良い。記録部２は、記録媒体１の記録面に対して、所定の距離を保って対向するように支持されている。記録部２は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数の記録部２Ｋ、記録部２Ｃ、記録部２Ｍ、記録部２Ｙを有する。記録部２は、記録媒体１の搬送速度に同期してインク滴を吐出する。これにより、記録媒体１上には、カラー画像が形成される。
【００１９】
記録部２Ｋ、記録部２Ｃ、記録部２Ｍ、記録部２Ｙそれぞれは、記録媒体１の搬送方向と直交する方向に配列された複数の液体吐出ヘッド（複数の記録ヘッド）３を有する。複数の液体吐出ヘッド３は、記録媒体１の搬送方向と直交する方向に一列に配列されていても良いし、図１に示すように千鳥状に配列されていても良い。
【００２０】
記録媒体１は、図２中の破線矢印で示す搬送方向に搬送される。これにより、各液体吐出ヘッド３が図２中の実線矢印で示す副走査方向Ｄ１に走査される。すなわち、画像形成装置１００では、複数の液体吐出ヘッド３をアレー化することにより、広域な印刷領域幅を確保している。なお、図２には、便宜上、副走査方向Ｄ１に垂直な方向Ｄ２を示している。
【００２１】
あるいは、予測システム２００は、液体吐出装置１００ａとして、例えば、図３に示すようなシリアル走査型インクジェット記録装置についての予測を行う。図３は、液体吐出装置１００ａの他の構成例を示す平面図である。
【００２２】
液体吐出装置１００ａは、装置本体の左右の側板に横架したガイド部材である主従のガイドロッド１６及びガイドロッド１７により、記録媒体１の搬送方向と直交する方向（主走査方向Ｄ１１）に摺動自在に保持されたキャリッジ１２を有する。キャリッジ１２は、図示しない主走査モータ等によってタイミングベルトを介して駆動力が与えられ、図３中の実線矢印で示す走査方向Ｄ１１に移動走査する。キャリッジ１２には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液滴（インク滴）を吐出するための液体吐出ヘッド（記録ヘッド）１３が搭載されている。液体吐出ヘッド１３には、主走査方向Ｄ１１と直交するようにノズル列が配列され、また、液滴（インク滴）の吐出方向を下方（記録媒体１側）に向けられたノズルが装着されている。
【００２３】
画像形成装置１００ａは、キャリッジ１２を主走査方向Ｄ１１に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド（記録ヘッド）１３を駆動させることにより、停止している記録媒体１に液滴（インク滴）を吐出して１走査分を記録し、記録媒体１を副走査方向Ｄ１２に所定量搬送した後、次の行の記録を行なう。
【００２４】
液体吐出装置１００における各液体吐出ヘッド３（又は、液体吐出装置１００ａにおける各液体吐出ヘッド１３）は、図４に示すように、複数のノズル３１を有する。図４は、液体吐出ヘッド３（又は１３）の構成を示す底面図である。
【００２５】
各液体吐出ヘッド３（又は１３）では、副走査方向Ｄ１（又は主走査方向Ｄ１１）と直交する方向（ノズル列方向）に所定のピッチｐで複数のノズル３１が配列されている。図４に示す液体吐出ヘッド３（又は１３）では、このノズル列が２列設けられている。一方のノズル列は、他方のノズル列に対して、各ノズル３１がノズル列方向にそれぞれ略１／２・ｐずれた位置に配列されるように形成され、これにより、ノズル列方向に高解像に画像を形成できるように構成されている。
【００２６】
図１に示す情報取得部２０１は、入力画像データを取得するとともに、ノズル３１からの液滴の吐出量、飛翔速度、飛翔方向、ヘッド／記録媒体間のギャップ、ヘッド速度、記録媒体の搬送速度等の仕様情報を取得する。情報取得部２０１は、入力画像データ及び仕様情報を各部へ供給する。
【００２７】
着弾位置・吐出量予測部２０２は、ノズル３１の着弾位置を液体吐出ヘッド３における複数のノズル３１のそれぞれについて予測する。着弾位置・吐出量予測部２０２は、着弾位置ばらつきを、液滴（インク滴）の飛翔速度と飛翔方向、ヘッド／記録媒体間のギャップ、ヘッド速度、記録媒体の搬送速度の変動量を元に算出する。すなわち、着弾位置・吐出量予測部２０２は、入力画像データにおける画素パターンに応じたノズル３１の吐出速度の変動を考慮しながら記録媒体１上における液滴の着弾位置を予測する。
【００２８】
例えば、着弾位置・吐出量予測部２０２における吐出速度変動予測部２０２ａは、入力画像データ（における画素パターン）、液体吐出ヘッドの走査速度、及び記録媒体の搬送速度を元に、各ノズル３１の吐出速度の変動を予測する。着弾位置・吐出量予測部２０２は、吐出速度変動予測部２０２ａで予測されたノズル３１の吐出速度の変動とノズル３１の仕様情報とに基づいて、記録媒体１におけるノズル３１の着弾位置を予測する。すなわち、着弾位置・吐出量予測部２０２は、ノズル３１の仕様情報に応じて予測されるノズル３１の着弾位置に対して、予測されたノズル３１の吐出速度の変動分の補正を行い、補正後の着弾位置を予測結果とすることができる。
【００２９】
着弾位置・吐出量予測部２０２は、その予測結果を膜厚分布予測部２０３へ供給する。
【００３０】
膜厚分布予測部２０３は、記録媒体１における液体膜厚分布を予測する。膜厚分布予測部２０３におけるドット径変動予測部２０３ａは、ドット径ばらつきを、液滴（インク滴）の吐出量の変動量を元に算出する。吐出量変動予測部２０３ｂは、入力画像データ（における画素パターン）、液体吐出ヘッドの走査速度、及び記録媒体の搬送速度を元に、各ノズル３１の吐出量の変動を予測する。すなわち、膜厚分布予測部２０３は、入力画像データにおける画素パターンに応じたノズル３１の吐出量ばらつきに応じて液滴の着弾位置に基づく複数の液滴の重なり形状を予測する。膜厚分布予測部２０３は、予測された複数の液滴の重なり形状を考慮しながら、記録媒体１における液体膜厚分布を予測する。膜厚分布予測部２０３は、その予測結果を分光反射率分布予測部２０４へ供給する。
【００３１】
分光反射率分布予測部２０４は、液体の単位厚みあたりの単位分光透過率と液体膜厚分布と記録媒体１における光の反射特性とに基づいて記録媒体１における分光反射率分布を予測する。分光反射率分布予測部２０４は、その予測結果を画像予測部２０５へ供給する。
【００３２】
画像予測部２０５は、分光反射率分布の予測結果に基づいて、記録媒体１に形成される画像を予測する。これにより、大量の印刷条件でサンプルを出力することなく、様々な印刷条件においても正確に印刷画像を予測できる。すなわち、液体吐出装置（プリンタ）のヘッドおよびシステムの特性に基づいて画像を予測することができ、様々な印刷条件において、正確に印刷画像を予測することができる。
【００３３】
また、予測システム２００は、ハードウェア的に、図５に示すように構成され得る。図５は、予測システム２００のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００３４】
予測システム２００は、例えば図５に示す構成を有するコンピュータで実現可能であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）８１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）８２、ストレージ８３、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）８４、ＩＯインタフェース８５、及びバス８６を有する。ストレージ８３は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）であってもよいし、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）であってもよい。
【００３５】
ＣＰＵ８０は、予測システム２００を統括的に制御する。ＲＯＭ８１には、ＣＰＵ８０が参照する各種情報や、ＣＰＵ８０により実行されるべき制御プログラム等が格納される。ＲＡＭ８２は、ＣＰＵ８０により各種処理が実行されるときに作業領域として使用される。ストレージ８３には、保存用の各情報等が格納される。ストレージ８３は、バス８６等に対して着脱可能に構成されていてもよい。通信インタフェース８４は、ホストコンピュータ等の外部装置との情報のやり取りを仲介する。操作部８５は、キーボード等であり、ユーザからの入力を受け付ける。表示部８７は、ＬＣＤ等のディスプレイであり、「ＣＰＵ８０により各種処理が実行された結果などが表示される。
【００３６】
図１に示す情報取得部２０１は、入力画像データ及び／又はノズル３１の仕様情報を、着脱可能なストレージ８３で取得してもよいし、通信インタフェース８４を介して外部装置から取得してもよい。情報取得部２０１は、取得された入力画像データ及び／又はノズル３１の仕様情報を表示部８７に表示してもよい。予測システム２００で実行されるべき予測処理は、予測プログラムとしてＲＯＭ８１に格納されていてもよい。操作部８５に予測プログラムの起動指示が入力されると、ＣＰＵ８０は、予測システム２００を実行し、それに応じて、着弾位置予測部２０２、膜厚分布予測部２０３、分光反射率分布予測部２０４、及び画像予測部２０５が機能構成としてＲＡＭ８２上に展開される。この機能構成のＲＡＭ８２上への展開は、予測プログラムの実行時（コンパイル時）に一括して行われてもよいし、処理の実行に応じて順次に行われてもよい。着弾位置予測部２０２、膜厚分布予測部２０３、分光反射率分布予測部２０４、及び画像予測部２０５の各機能構成は、ＲＡＭ８２を作業領域として用いながらＣＰＵ８０により各種処理を実行することができる。着弾位置予測部２０２、膜厚分布予測部２０３、分光反射率分布予測部２０４、及び画像予測部２０５の各機能構成は、その予測結果を表示部８７に表示してもよい。
【００３７】
次に、予測システム２００による予測処理について図６〜図８を用いてさらに詳細に説明する。図６は、液滴の着弾位置のずれ量を示す図である。図７は、液滴飛翔速度（ノズルの吐出速度）の吐出時間間隔及び吐出状態に対する依存性を示す図である。図８は、液滴量（ノズルの吐出量）の吐出時間間隔及び吐出状態に対する依存性を示す図である。
【００３８】
液滴（インク滴）の着弾位置ズレ量ΔＰは、図６に示すように、液滴（インク滴）の飛翔速度・曲がり角度、ヘッド速度・メディア速度、ヘッド／メディア間ギャップにより算出することができる。図６では、図示の簡略化のため、液体吐出ヘッド３（又は１３）における１つのノズル３１を示しているが、実際には、液体吐出ヘッド３（又は１３）には、複数のノズル３１が設けられ、予測処理は、複数のノズル３１のそれぞれに対して行われ得る。
【００３９】
液滴（インク滴）の着弾位置ズレ量ΔＰは、図６（ａ）に示す仕様値に対する図６（ｂ）に示す実条件のずれ量として求めることができる。すなわち、仕様値による液滴の着弾位置（狙い着弾位置）は、図６（ｃ）に波線の丸印で示すようになるが、実条件での液滴の着弾位置（実着弾位置）は、図６（ｃ）に黒丸で示すようになる。
【００４０】
すなわち、ＶｊＯ：インク液飛翔速度（仕様値）［ｍ／ｓ］、Ｖｊ：インク液飛翔速度［ｍ／ｓ］、ｇａｐＯ：ヘッド／メディア間ギャップ（仕様値）［ｍ］、θ：ヘッド／メディア間ギャップ［ｍ］、ＶｐＯ：ヘッド速度（仕様値）［ｍ／ｓ］、ｇａｐ：ヘッド／メディア間ギャップ［ｍ］、Ｖｐ：ヘッド速度［ｍ／ｓ］とすると、吐出時のノズル３１の対向位置から狙い着弾位置までの距離ｘ０、吐出時のノズル３１の対向位置から実着弾位置Ｐ２までの距離ｘは、それぞれ、数式１、数式２で表すことができる。
ｘ０＝ＶｐＯ×ｇａｐＯ／ＶｊＯ・・・数式１
ｘ＝Ｖｐ×ｇａｐ／（Ｖｊ×ｃｏｓθ）＋ｇａｐ×ｔａｎθ・・・数式２
【００４１】
そして、液滴（インク滴）の着弾位置ズレ量ΔＰは、狙い着弾位置Ｐ１及び実着弾位置Ｐ２の差として、数式３で表すことができる。
ΔＰ＝ｘ−ｘ０・・・数式３
【００４２】
ここで、液滴（インク滴）の飛翔速度は、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、吐出時間間隔および近隣ノズルの吐出状態により変化するため、印刷画像密度およびヘッド速度・メディア速度によって変動する。例えば、１２００ｄｐｉ全ベタ画像でヘッド速度１００ｍｍ／ｓ、メディア固定の場合、吐出時間間隔は次の数式４で算出できる。
吐出時間間隔［ｓ］  ＝  （２５．４［ｍｍ］／１２００［ｄｐｉ］）  ／  （１００［ｍｍ／ｓ］）・・・数式４
【００４３】
また、着弾後ドット径は液滴（インク滴）の吐出量によって変化するが、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように液滴量（インク滴量）も吐出時間間隔および近隣ノズルの吐出状態により変動する。
【００４４】
例えば、乱数を用いた算出方法では、図７及び図８で示される物理的な特性を無視した吐出量および飛翔速度の変動量予測になるため、印刷画像密度やヘッド速度・メディア速度を変えた条件での予測が正確にできない可能性がある。
【００４５】
本実施形態では、吐出時間間隔および近隣ノズルの吐出状態に基づいて吐出量および飛翔速度の変動量を算出する事で、印刷画像密度やヘッド速度・メディア速度を変えた条件でのドット径および着弾位置のばらつきを正確に予測できるようになる。
【００４６】
次に、印刷画像を予測するための手順について図９を用いて説明する。図９は、予測システム２００の動作（予測方法）を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、予測システム２００は、予測したい印刷画像の元となる画像パターン（入力画像データ）を取得する（Ｓ１）。例えば、予測システム２００は、図１０（ａ）に示すような入力画像データを取得する。図１０（ａ）は、入力画像データを示す図である。予測システム２００は、入力画像データを、どのタイミングでどのノズルから液滴（インク滴）を吐出させるかを決める情報とすることができる。
【００４８】
次に、予測システム２００は、着弾位置予測処理を行う（Ｓ２）。予測システム２００は、吐出された液滴（インク滴）が記録媒体１へ着弾する位置を予測する。
【００４９】
そして、予測システム２００は、液体膜厚分布予測処理を行う（Ｓ３）。予測システム２００は、Ｓ２で得られた着弾位置予測結果に基づき、記録媒体１上の液体（インク）膜厚分布を予測する。
【００５０】
さらに、予測システム２００は、Ｓ３で得られた液体膜厚分布予測結果に基づき、反射率分布予測処理を行う（Ｓ４）。
【００５１】
そして、予測システム２００は、Ｓ４で得られた反射率分布予測結果に基づき、予測印刷画像（印刷画像データ）を得る（Ｓ５）。例えば、予測システム２００は、図１０（ｂ）に示すような印刷画像データを取得する。図１０（ｂ）は、印刷画像データを示す図である。
【００５２】
つづいて、各処理（Ｓ２〜Ｓ４）について詳しく説明する。
【００５３】
着弾位置予測処理（Ｓ２）について図７及び図１１〜図１４を用いて説明する。
【００５４】
液体吐出ヘッド３（又は１３）を走査しながらノズル３１から液滴（インク滴）を吐出するシステムにおいて、吐出された液滴（インク滴）はヘッド移動速度に応じた速度を持つ。このため、図１１に示すように吐出位置（吐出時に対向する着弾位置）Ｐ３と着弾位置（実際の着弾位置）Ｐ４にズレが生じる。このズレ量ΔＰは、図１２に示すように、ヘッド速度、ヘッド／記録媒体間ギャップ、液滴（インク滴）飛翔速度により求められる。
【００５５】
一般的なシステムでは、設計仕様値に従い、このズレ量分ｘ０手前で吐出させ、狙いの位置へ着弾させる。すなわち、数式１により狙い着弾位置を求め、液体吐出ヘッド３のノズル３１から吐出させるタイミングを調整する。
【００５６】
しかし、実際には、ヘッド速度、ヘッド／メディア間ギャップ、インク液飛翔速度はばらつきを持ち、またインク滴飛翔角度もバラツクため、着弾位置は狙いから外れる。このとき、着弾位置ズレ量（ΔＰ）は、図１３に示すように、吐出時のノズル３１の対向位置から実着弾位置Ｐ２までの距離ｘと、吐出時のノズル３１の対向位置から狙い着弾位置までの距離ｘ０との差として求められる。すなわち、数式２により、吐出時のノズル３１の対向位置から実着弾位置Ｐ２までの距離ｘを求め、数式３により、着弾位置ズレ量ΔＰを算出する事ができる。
【００５７】
そこで、着弾位置予測処理（Ｓ２）では、ヘッド速度、ヘッド／記録媒体間ギャップ、液滴（インク滴）飛翔速度、液滴（インク滴）飛翔角度を入力値とし、着弾位置予測計算を行う。なお、液体吐出ヘッド３（又は１３）を固定し、記録媒体１を移動させながら液滴（インク滴）を吐出するシステムにおいても同様の考え方で算出する事ができる。
【００５８】
このとき、液滴（インク滴）の飛翔速度は、近隣ノズルの吐出条件および吐出時間間隔により規則的に変化する。吐出時間間隔と液滴（インク滴）飛翔速度との測定結果例を図７（ａ）に示し、近隣ノズル吐出条件と液滴（インク滴）飛翔速度との測定結果例を図７（ｂ）に示す。これら飛翔速度変化は、液体吐出ヘッド３（又は１３）内の圧力伝播や吐出による残留振動が影響して発生していると考えられ、ヘッド構造や液体（インク）物性により規則性を持って変化すると考えられる。
【００５９】
そのため、近接ノズルの吐出条件および吐出時間間隔に応じて、液滴（インク滴）飛翔速度を変化させ、着弾位置予測計算を行うようにする。吐出時間間隔は図１４に示すようにして算出できる。
【００６０】
図１４は、吐出時間間隔の算出方法を示す図である。
【００６１】
すなわち、図１４（ａ）に示す入力画像データにおける各画素パターンに対して、図１４（ｂ）に示すように吐出間隔［ｄｏｔ］を求める。図１４（ｂ）では、表示しない画像パターンの左側が９ドット空いている場合が例示されている。そして、各画素パターンにいたして、次の数式５で吐出時間間隔を求める。
Ｔ＝２５．４／（Ｒｅｇ）×Ｄ／（Ｖｐ）・・・数式５
【００６２】
数式５において、Ｔが吐出時間間隔を表し、Ｒｅｇが画像の解像度［ｄｐｉ］を表し、Ｄが図１４（ｂ）で求められた吐出間隔［ｄｏｔ］を表し、Ｖｐがヘッドの走査速度［ｍｍ／ｓ］を表す。
【００６３】
なお、図７は一例であり、ヘッド構造やインク物性により飛翔速度の増加減は異なる。また、上記の規則的な変化の他、ヘッド加工時の公差等が原因で発生するランダムな飛翔速度変化について乱数等を用いて考慮しても良い。
【００６４】
比較例として、あらかじめ印刷したサンプルを元に着弾位置ばらつきを測定し、その結果を元に正規分布に準じた乱数を用いて着弾位置予測を行う方法が考えられる。このような方法では、サンプルを出力した条件（画像パターンやヘッド速度）から外れた条件では、正確な着弾位置を予測する事が困難である。またあらゆる条件の画像パターン・ヘッド速度のサンプルを出力しばらつき情報を取得する事は現実的では無い。
【００６５】
次に、液体膜厚分布予測処理（Ｓ３）について図１５、１６を用いて説明する。図１５は、液体ドット径の液滴量に対する依存性を示す図である。図１６は、液体膜厚分布予測処理を示す図である。
【００６６】
吐出された液滴（インク滴）は、着弾後、記録媒体１上で広がり、記録媒体１の種類と液体（インク）物性により最終的な大きさ（以下ドット径）や膜厚分布が決定する。図１５は、液滴量（インク滴量）、記録媒体１の種類、液体（インク）の種類を変えた時のドット径の測定結果例である。図１５では、記録媒体１の種類と液体（インク）の種類との組み合わせに応じて、液滴量（インク滴量）のドット径依存性が変化する様子を表している。
【００６７】
例えば、記録媒体１の種類、液体（インク）の種類ごとに液滴量（インク滴量）とドット径との関係を測定しておき、図１６（ｂ）に実線で示すように、液滴量（インク滴量）からドット径（実ドット径）を予測する。そして、Ｓ２で予測された図１６（ａ）に示す着弾位置の目標位置Ｐｔからズレ量（Δｘ，Δｙ）に応じたＰａに対して、図１６（ｃ）に黒丸で示すように、図１６（ｂ）で予測されたドット径で予測された実ドットを配置する。これを、入力画像データにおける各画素パターンに対して行い、図１６（ｄ）に示す実ドットの予測結果が得られたら、図１６（ｄ）のＡ−Ａ’断面を図１６（ｅ）に示すように、各画素位置における液体（インク）膜厚分布を予測する。
【００６８】
なお、ドットが重なった部分について、図１６では単純に重ね合わせた結果を示したが、インク物性を加味し均されるような処理を行ってもよく、それらの処理を適用した方が正確に予測できる。
【００６９】
なお、この時、液滴量（インク滴量）も飛翔速度同様に、近接ノズルの吐出条件および吐出時間間隔により規則的に変化する（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。そこで、近接ノズルの吐出条件および吐出時間間隔に応じて液滴量（インク滴量）を変化させ、膜厚予測計算を行う。また、この規則的な変化の他、ヘッド加工時の公差等が原因で発生するランダムな液滴量（インク滴量）変化について乱数等を用いて考慮しても良い。
【００７０】
また、比較例として、あらかじめ印刷したサンプルを元にドット径ばらつきを測定し、その結果を元に正規分布に準じた乱数を用いて膜厚分布予測を行う方法が考えられる。このような方法では、サンプルを出力した条件（画像パターンやヘッド速度）から外れた条件では、正確なドット径を予測する事ができない。またあらゆる条件の画像パターン・ヘッド速度のサンプルを出力しばらつき情報を取得する事は現実的では無い。
【００７１】
次に、反射率分布予測処理（Ｓ４）について図１２から図１３を用いて説明する。
【００７２】
液体膜（インク膜）部分の反射率は、メディアの反射率と液体（インク）の膜厚および透過率によって決定される。図１７（ａ）に示すランバート・ベア（Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒ）の法則を用いて、図１７（ｂ）に示すように反射率を算出する。
【００７３】
図１７（ａ）に示すように、ある透過物体の吸収係数をａとし、膜厚をｔとするとき、その透過物体の入射光量ＩＯに対する透過光量Ｉの割合は、次の数式６で表される。
Ｉ／ＩＯ＝１０−ａｘｔ  ・・・数式６
【００７４】
この数式６は、ある透過媒体の厚み全体の透過率は、その透過媒体の単位厚みあたりの透過率を、透過媒体の厚みでべき乗することにより与えられることを表している。この考え方を応用する。記録媒体１の反射率をＲとし、記録媒体１に着弾した液体（インク）の吸収係数をａとし、膜厚をｔとするとき、その液体（インク）の入射光量ＩＯに対する反射光量Ｉの割合（すなわち、反射率）は、次の数式７で表される。
反射率：Ｉ／ＩＯ＝１０−ａｘｔ×Ｒ×１０−ａｘｔ  ・・・数式７
【００７５】
これを、入力画像データにおける各画素位置に対して計算し、分光反射率分布を予測する。これに基づき、図１０（ｂ）に示すような印刷画像データを予測できる。
【００７６】
以上のように、本実施形態では、予測システム２００において、複数の液体ドットで形成されるべき画像における画素パターンに応じたノズルの吐出速度又は吐出量の変動を考慮しながら記録媒体上における液滴の着弾位置を予測する。これにより、液体ドットの着弾位置の予測精度を向上でき、それによって印刷画像の予測精度を向上できる。
【００７７】
なお、「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品であれば、インクジェット記録装置用の記録ヘッド以外のヘッドであってもよい。吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。
【００７８】
また、本明細書における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
【００７９】
また、「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに他の機能部品、機構が一体化したものであり、液体を吐出する機能に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。
【００８０】
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。
【００８１】
例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。
【００８２】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。
【００８３】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。
【００８４】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。
【００８５】
また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。
【００８６】
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。
【００８７】
「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【００８８】
この「液体吐出装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
【００８９】
例えば、「液体吐出装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。
【００９０】
また、「液体吐出装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
【００９１】
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
【００９２】
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
【００９３】
また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
【００９４】
また、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
【００９５】
また、「液体吐出装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
【符号の説明】
【００９６】
２００  予測システム
２０１  情報取得部
２０２  着弾位置・吐出量予測部
２０３  膜厚分布予測部
２０４  分光反射率分布予測部
２０５  画像予測部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９７】
【特許文献１】特開２００３−３２６６８６号公報
【図１】
2019177659.tif 000003
【図２】
2019177659.tif 000004
【図３】
2019177659.tif 000005
【図４】
2019177659.tif 000006
【図５】
2019177659.tif 000007
【図６】
2019177659.tif 000008
【図７】
2019177659.tif 000009
【図８】
2019177659.tif 000010
【図９】
2019177659.tif 000011
【図１０】
2019177659.tif 000012
【図１１】
2019177659.tif 000013
【図１２】
2019177659.tif 000014
【図１３】
2019177659.tif 000015
【図１４】
2019177659.tif 000016
【図１５】
2019177659.tif 000017
【図１６】
2019177659.tif 000018
【図１７】
2019177659.tif 000019