(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット印刷用のプリンタヘッドが、大きなノズルと小さなノズルとからなる２つ以上のノズルを有し、大きなノズルと小さなノズルは交互に配置されて大きなノズルの発射位置が小さなノズルの発射位置からオフセットされ、２つの大きなノズルはそれらの中心点間の距離がＳであり、隣接するノズルの中心点間距離がＳ／２であって、大きなノズルの発射位置は、小さなノズルの発射位置からｘ及びｙ方向の両方にＳ／２だけ対角方向にオフセットされており、
直径がＤ＝ａＳ（ここで１．０＜ａ＜２、Ｓが２つの大きいサイズのノズルの中心点間距離である）である大きい黒インクスポットと小さなカラーインクスポットとがオーバーラップする第１の配置から、前記小さなカラーインクスポットとオーバーラップする少なくとも１つ以上の大きな黒インクスポットを除去し、除去された境界領域に、小さなカラーインクスポットとオーバーラップしないように最小半径がｒ＝０．５Ｓ（１−（ａ2−１）0.5）である小さな黒インクスポットを配置する第２の配置に改変するインクジェット印刷プロセスにおいてカラー間のにじみを低減する方法であって、
第１の配置のスポットに印刷されるカラー画素の領域と黒画素の領域との範囲内に配置されるエッジを検出するステップであって、印刷されるイメージの黒部分とカラー部分との間のエッジを検出するステップと、
第２の配置のインクスポットを得るために、少なくとも１つ以上の前記大きいインクスポットを前記エッジの領域から除去するように、前記エッジの領域内に印刷する第１の配置のインクスポットを改変させるステップと、
前記インクスポットを前記第２の配置に基づいてプリントヘッドから射出することによって印刷するステップと、
を備え、
カラー間のにじみを低減する方法。
【請求項２】
インクジェット印刷プロセスにおけるカラー間のにじみを低減するシステムであって、
前記インクスポットを射出するように動作する大きなノズルと小さなノズルとからなる２つ以上のノズルを有し、大きなノズルと小さなノズルは交互に配置されて大きなノズルの発射位置が小さなノズルの発射位置からオフセットされ、２つの大きなノズルはそれらの中心点間の距離がＳであり、隣接するノズルの中心点間距離がＳ／２であって、大きなノズルの発射位置は、小さなノズルの発射位置からｘ及びｙ方向の両方にＳ／２だけ対角方向にオフセットされている、少なくとも一つのプリントヘッドと、
印刷対象のイメージの黒部分とカラー部分との間の、直径がＤ＝ａＳ（ここで１．０＜ａ＜２、Ｓが２つの大きいサイズのノズルの中心点間距離である）である大きい黒インクスポットと小さなカラーインクスポットとがオーバーラップする第１の配置における印刷対象のカラー画素及び黒画素の領域内に配置されているエッジを検出するように動作し、且つ前記エッジの領域内の印刷対象の大きいインクスポットの第１の配置を改変して、前記小さなカラーインクスポットとオーバーラップする少なくとも１つ以上の大きな黒インクスポットを除去し、除去された境界領域に、小さなカラーインクスポットとオーバーラップしないように、前記エッジの領域内の印刷対象のインクの最小半径がｒ＝０．５Ｓ（１−（ａ2−１）0.5）である小さな黒インクスポットを配置する第２の配置を得るように動作するコントローラと、
を備え、
カラー間のにじみを低減するシステム。
【請求項３】
前記コントローラが、エッジの領域内の画素数、インクスポットのサイズ、印刷の質、印刷速度、紙質、インクスポットの位置に基づいて改変するように動作する請求項２記載のカラー間のにじみを低減するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー間のにじみを低減して印刷の質を改良する方法及び装置（システム）に関する。
【背景技術】
【０００２】
無地の紙に印刷するカラーインクジェットプリンタに関して、チャレンジの一つは、インク特性における適切なバランスを達成して、隣接する領域における異なるカラーのインクプールが明らかに混じり合わないように十分に迅速な速さで紙への浸透を許容することである。この混合（intermixing）という現象は、しばしばカラー間のにじみ（intercolor bleed）と称される。しかし、インクのこの浸透は、エッジのシャープさが紙の繊維のランダムなパターンによって支配されることを許容するように迅速に発生すべきではない。典型的には、構成成分として浸透剤又は表面活性剤を使用してシアン、マゼンタ、及びイエローのインクを調合し、１秒未満での紙への浸透を可能にする、すなわち表面のインクがもはや実質的に可動性を持たないようにすることが好適である。しかし、黒の印刷におけるシャープな黒のテキストと高い光学的濃度とのためには、それほど迅速に浸透しないように（例えば数秒から数十秒で浸透するように）黒インクを調合することが好適である。これは、中程度乾性（medium dry）黒インクと呼ばれる。
【０００３】
カラー間にじみは、異なるカラーのインクの２つのパッチの間にシャープに規定された境界を含むイメージについて、最も認識可能である。そのようなパターンは、例えばビジネスグラフィックスにおいてしばしば発生する。カラー間にじみが生じると、所望されるシャープに規定された境界の代わりに、境界がぼやけてあいまいになる。
【０００４】
典型的には、インクジェット印刷における各スポットのターゲット直径は、所与のカラーに対する全てのインクのスポットイジェクタが公称では同じサイズのスポットを印刷する場合においては、およそ画素間隔の平方根倍である。これは、対角に隣接したスポットのオーバーラップを確実にするためである。一つの示唆は、カラーの境界において、隣接する異なるカラーの画素がある程度までオーバーラップすることである。画素又はインクのスポットの削除のような特別な手段がとられない限りは、ある量の混合及びカラー間にじみは、これより避けられない。
【０００５】
カラー間にじみに対する対策は、カラー間の境界における画素又は印刷されたインクのスポットを削除することによってイメージを変える技法を含む。これは、２つの隣接するパッチに救済ゾーンを与えて、湿ったプールが接触して混合しないようにする。
【０００６】
これに関して、いくつかの特許が、カラー間にじみを最小化する様々な画素改変アルゴリズムを教示している。トーペイ氏等の特許文献１は、受容媒体上に印刷されたイメージにおけるカラー間にじみを低減するためのカラーイメージデータのプロセシング方法に関するものであり（特許文献１参照）、トーペイ氏等の特許文献２は、受容媒体上に記録されたイメージのエッジの品質を維持するための、インクジェットプリンターにおける印刷用カラーイメージデータのプロセシング方法に関するものである（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，３６１，１４４号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２９０，３３０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、画素又はインクのスポットの削除を実行する印刷アルゴリズムは、写真イメージのようなあるタイプのイメージにおいて、望まれない印刷欠陥を生成し得る。画素管理アルゴリズムが、４００ｓｐｉ又はそれ以上の印刷解像度に対応するスポットサイズに対して、顕著に良好に作用することが例証されてきている。加えて、異なるサイズのノズルを有するプリントヘッドを使用した印刷が知られている。
【０００９】
しかし、異なるインクのスポットサイズを印刷するこれらの技法（及びその他のもの）は、印刷されたイメージの境界又はエッジ領域におけるカラー間にじみの問題を、直接的に克服するものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここで記述されている実施形態の一つの局面に従うと、この方法は、インクジェット印刷用のプリンタヘッドが、大きなノズルと小さなノズルとからなる２つ以上のノズルを有し、大きなノズルと小さなノズルは交互に配置されて大きなノズルの発射位置が小さなノズルの発射位置からオフセットされ、２つの大きなノズルはそれらの中心点間の距離がＳであり、隣接するノズルの中心点間距離がＳ／２であって、大きなノズルの発射位置は、小さなノズルの発射位置からｘ及びｙ方向の両方にＳ／２だけ対角方向にオフセットされており、直径がＤ＝ａＳ（ここで１．０＜ａ＜２、Ｓが２つの大きいサイズのノズルの中心点間距離である）である大きい黒インクスポットと小さなカラーインクスポットとがオーバーラップする第１の配置から、前記小さなカラーインクスポットとオーバーラップする少なくとも１つ以上の大きな黒インクスポットを除去し、除去された境界領域に、小さなカラーインクスポットとオーバーラップしないように最小半径がｒ＝０．５Ｓ（１−（ａ2−１）0.5）である小さな黒インクスポットを配置する第２の配置に改変するインクジェット印刷プロセスにおいてカラー間のにじみを低減する方法であって、第１の配置のスポットに印刷されるカラー画素の領域と黒画素の領域との範囲内に配置されるエッジを検出するステップであって、印刷されるイメージの黒部分とカラー部分との間のエッジを検出するステップと、第２の配置のインクスポットを得るために、少なくとも１つ以上の前記大きいインクスポットを前記エッジの領域から除去するように、前記エッジの領域内に印刷する第１の配置のインクスポットを改変させるステップと、前記インクスポットを前記第２の配置に基づいてプリントヘッドから射出することによって印刷するステップと、を備え、カラー間のにじみを低減する。
【００１１】
ここで記述されている実施形態の他の局面に従うと、前記改変ステップは、前記小さなインクスポットの間でオーバーラップが生じないように少なくとも１つ以上の前記大きいインクスポットを前記エッジの領域から除去する。ここで記述されている実施形態の他の局面に従うと、前記選択されたインクスポットは、選択された前記大きいインクスポットである。ここで記述されている実施形態の他の局面に従うと、前記改変させるプロセスは、前記領域における印刷対象の他の選択されたインクスポットの頻度を増すステップを含む。ここで記述されている実施形態の他の局面に従うと、前記他の選択されたインクスポットは前記小さいインクスポットである。ここで記述されている実施形態の他の局面に従うと、前記改変させるステップは所定のパターンに基づいている。ここで記述されている実施形態の他の局面に従うと、前記改変ステップは、前記領域における画素数、インクスポットサイズ、印刷の質、印刷スピード、紙の質、及びインクスポット位置のうちの少なくとも一つに基づいている。ここで記述されている実施形態の他の局面に従うと、この装置は上記の方法を達成するための手段を備えている。
【００１２】
ここで記述されている実施形態の他の局面に従うと、システムが、インクジェット印刷プロセスにおけるカラー間のにじみを低減するシステムであって、前記インクスポットを射出するように動作する大きなノズルと小さなノズルとからなる２つ以上のノズルを有し、大きなノズルと小さなノズルは交互に配置されて大きなノズルの発射位置が小さなノズルの発射位置からオフセットされ、２つの大きなノズルはそれらの中心点間の距離がＳであり、隣接するノズルの中心点間距離がＳ／２であって、大きなノズルの発射位置は、小さなノズルの発射位置からｘ及びｙ方向の両方にＳ／２だけ対角方向にオフセットされている少なくとも一つのプリントヘッドと、印刷対象のイメージの黒部分とカラー部分との間の、直径がＤ＝ａＳ（ここで１．０＜ａ＜２、Ｓが２つの大きいサイズのノズルの中心点間距離である）である大きい黒インクスポットと小さなカラーインクスポットとがオーバーラップする第１の配置における印刷対象のカラー画素及び黒画素の領域内に配置されているエッジを検出するように動作し、且つ前記エッジの領域内の印刷対象の大きいインクスポットの第１の配置を改変して、前記小さなカラーインクスポットとオーバーラップする少なくとも１つ以上の大きな黒インクスポットを除去し、除去された境界領域に、小さなカラーインクスポットとオーバーラップしないように、前記エッジの領域内の印刷対象のインクの最小半径がｒ＝０．５Ｓ（１−（ａ2−１）0.5）である小さな黒インクスポットを配置する第２の配置を得るように動作するコントローラと、を備え、カラー間のにじみを低減する。
【００１３】
ここで記述されている実施形態の利点は、小さいインクのスポット又はスポット領域（例えば４００ｐｓｉ又はそれ以上）におけるカラー間にじみを低減する画素管理アルゴリズムの使用である。ここで記述されている実施形態の他の利点は、印刷がより大きなインクのスポット体積にて達成されることができる点であり、より良好な全体的熱効率と射出されたインクからより多くの熱を取り去る能力とを通じたより良好な熱管理を含んでいる。ここで記述されている実施形態の他の利点は、所与の放出頻度に対する、より速い印刷スループットである。
【００１４】
本実施形態は、カラー間のにじみの問題の改善に特定のアプリケーションを見出し、それを特に参照して記述される。しかし、現在の例示的な実施形態がまた、他の同様のアプリケーションにも順応することができる点を理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、例示的なインクジェットプリンタ１０の模式的な部分斜視図を描いており、ここに記述されている実施形態がこの中に組み込まれ得る。この例示的なプリンタ１０は、キャリッジレール１６によって支持されたキャリッジ１４の上に搭載されたインクジェットプリントヘッドシステム１２を含む。プリントヘッドシステム１２は、一つ又は複数のハウジング１８を含み、これは一つ又は複数のサーマルインクジェットプリントヘッド２０への供給用のインクを含む。プリントヘッド２０は、プリンタ１０のコントローラから例えば２２として示されているもののような一つ又は複数の電気ケーブルを通じて受領された電気信号の制御の下で、インク滴を選択的に放出する。カラープリンタではもちろん、プリントヘッド（単数又は複数）２０は黒インクプリントヘッドとカラーインクプリントヘッドとを含み得る。各プリントヘッド（単数又は複数）２０は複数のインクチャンネルを含み、これらがインクを適切なハウジング１８から、オリフィス又はノズルのようなそれぞれのインクイジェクタまで運ぶ。一つの形態では、以下に記述されるように、任意の一つのプリントヘッド（例えば黒インクプリントヘッド）の上のこれらのオリフィス又はノズルは、様々なサイズのインクスポットの印刷に適合するように、様々なサイズであり得る。あるいは、各々が固有のサイズのノズルを有する複数のプリントヘッド２０（例えば黒インクプリントヘッドに対応して）が、具現化され得る。明らかになるように、他の組み合わせ及び構成が具現化され得る。
【００１６】
印刷時には、キャリッジ１４が、キャリッジレール１６に沿って矢印の走査方向２４の方向に、前後に往復運動又は走査する。プリントヘッドシステム１２が、１枚の紙又は透明シートのような記録媒体２６を横切って前後に往復運動するにつれて、インク滴が選択されたプリントヘッドノズルから記録媒体（紙シート）２６に向かって放出される。インク射出オリフィス又はノズルは、典型的には、走査方向２４に垂直なリニアアレイに配列されている。キャリッジ１４の各々のパスの間、記録媒体２６は静止位置に保持される。しかし、各パスの終了時に、記録媒体は、プリンタコントローラの制御の下で、矢印のステップ方向２８の方向にステッピング機構によってステップされる。
【００１７】
キャリッジ１４は、それに取り付けられたベルト３８によって、走査方向２４に前後に動かされる。ベルト３８は、第１の回転可能プーリ４０及び第２の回転可能プーリ４２によって駆動される。第１の回転可能プーリ４０は今度は、キャリッジを移動させるための歯付きベルト／プーリシステムに加えて、インクジェットプリンタのコントローラの制御の下で、リバーシブルモータ４４によって駆動される。当業者によって知られているように、キャリッジの動きを、ケーブル／キャプスタン、リードねじ、又はその他の機構を使用して制御することも可能である。
【００１８】
キャリッジ１４の動き及び／又は位置をキャリッジレール１６に沿って制御するために、プリンタはエンコーダを含み、これは、基線（fiducial）マークのシリーズをパターン４８に含むエンコーダストリップ４６を有している。パターン４８は、プリントヘッドキャリッジ１４に取り付けられたフォトダイオード／光源のようなセンサ５０によってセンシングされる。センサ５０はケーブル５２を含み、これが、センシングされたパターン４８の基線マークを表す電気信号をプリンタコントローラに伝達する。
【００１９】
プリンタコントローラは、イメージデータに基づいてノズル機能を選択的に制御するために典型的に使用される任意のタイプの既知の制御システムの一部であることができる。ここで記述されている実施形態に適した例示的な制御システムは、図２に示されている。見られるように、プリンタコントローラ又は制御システム１２０は、第１のカウンタ１２４に接続された出力を有するクロック１２２を含む。第２のカウンタ１２６は、第１のカウンタ１２４に直列に接続されている。クロック１２２は、クロックパルスのシーケンスを生成し、これが、シリアルに接続された２つのカウンタを一緒に進める。プリンタコントローラ１２８は、別個の制御線を通じて第１のカウンタ１２４及び第２のカウンタ１２６を制御する。
【００２０】
加えて、制御システム１２０はＲＡＭ１３０を含み、これは、コントローラ１２８に接続されたデータ／入力線１３２及びリード／ライト入力線１３４を有する。ＲＡＭ１３０は、パーソナルコンピュータのようなイメージ生成システムに接続されたプリンタインターフェースから、データ又は入力情報を受け取る。ＲＡＭ１３０は、全文書、その単一の行、又はプリントヘッドの単一のローディングを含むことができるイメージ情報を記憶する。ＲＡＭ１３０の出力線１３６は、印刷対象のビットマップパターンを含むＲＯＭ１３７に接続されている。記憶されたビットマップパターンは様々な形態を取り得て、且つテキストを印刷するための英数字を含み得て、又は各々が異なるグレーレベルを表す複数の中間調セルを含み得る。図８Ａ〜図８Ｄに関連して以下に記述されるパターンは、選択的な使用のためにＲＯＭ１３７に記憶され得る。
【００２１】
動作時には、クロック１２２はクロックパルスのシーケンスを生成し、これが第１のカウンタ１２４を進め、これが今度は第２のカウンタ１２６を進める。第２のカウンタ１２６は、複数の出力線１３８に１ワードを生成する。複数の出力線１３８に存在するワードはＲＡＭ１３０に適用されて、印刷対象のイメージの一部を選択する。典型的には、出力線１３８に現れるワードは、ＲＡＭに記憶されたデータのアドレスである。ＲＡＭに記憶されたデータは、１からＮまでの数を含むことができ、Ｎは、印刷されることができる異なるグレーレベルの数に等しい。
【００２２】
第１のカウンタ１２４は、ＲＯＭ１３７に接続された複数の出力線１４０を含む。カウンタ１２４は、印刷対象のビットマップパターンを含むＲＯＭ１３７に対するアドレスであるＲＡＭ１３０の出力線１３６に基づいて、プリントヘッドにロードされるべきパターン又は中間調セルの特定の部分を選択した。ひとたび第１のカウンタ１２４がロードされるべきビットマップパターンの特定の部分を選ぶと、ＲＯＭ１３７は、プリントヘッド（単数又は複数）２０に接続された第1のデータ線１４２に必要なデータを出力する。示されているプリントヘッド２０は大小のスポットを印刷するが、複数のプリントヘッドが実際には具現化され得ることを理解されたい。この点に関して、黒のプリントヘッドがカラープリントヘッドと共に具現化され得る。もちろん、そのようなプリントヘッドの一方又は両方が、可変サイズを有するノズルからインクを射出することができる。加えて、各々が単一だが異なるノズルサイズを有する複数のプリントヘッドが、所望のように黒又はカラーのプリントヘッドについて具現化され得る。
【００２３】
しかし、一つ又は複数のプリントヘッド２０は、ある形態では、図３に示されるように、（例えば黒インクを印刷するために使用される）単一のプリントヘッドダイの内部に、異なるサイズのインクスポットイジェクタ又はノズルを有する。各プリントヘッド（単数又は複数）２０への情報出力は、プリントヘッドに存在するシフトレジスタ（図示されず）によってロードされる。プリントヘッド（単数又は複数）２０へのデータのロードが完了すると、その情報はラッチされ、個々のノズルはインクを射出し、その一方で次のデータ列がプリントヘッド（単数又は複数）２０にロードされる。ＲＡＭ１３０の各出力に対して、数列のデータをロードすることが可能である。このようにして、プリンタコントローラ１２８は、各濃度レベルに対する特定のビットマップを生成するタスクの負荷を受けない。
【００２４】
図３は、大小のインクスポットイジェクタを交互に置いた例示的な配置を示しており、プリントヘッド２０の上の単一のアレイの中で、大きなノズル７０は小さなノズル７２に直ぐに隣接している。この例示的な配置では、主又は大きなノズル７０は、中心点において距離Ｓだけ離れて、小さなノズル７２がそれらの間に密接に詰め込まれて配置されている。これにより、隣接するノズル中心の間の距離はＳ／２である。隣接するノズルの中心は、距離Ｏだけオフセットされている。小さなノズルが大きなノズルの間の空間に置かれているこの密接充填配置は、単一パスでの射出を可能にする。ある形態では、黒インクプリントヘッドのみがこの形態のアレイを含む。しかし、変化が具現化し得る点を理解されたい。例えば、黒及びカラーのプリントヘッドの両方が、異なるサイズのノズルを含み得る。あるいは、カラープリントヘッドのみがそのような形態を取ってもよい。
【００２５】
好ましくは、Ｓ＝１／３００インチの例では、大きなノズルは、その最大点で幅が少なくとも４０ｎｍで、好ましくは約５０ｎｍであり、小さなノズルは、その最大点で少なくとも２０ｎｍで、好ましくは約２５ｎｍであり、適切なシーリングを達成するためにノズル間のチャンネルランド幅が約５〜６ｎｍである。図３に示されているような三角形状のノズルでは、幅は、開口部の基部で測定される。幅５０ｎｍの大きなノズルは、３００ｓｐｉ（インチ毎のスポット数）の単一スポットサイズで低インク粘度及び適切なサイズの加熱抵抗器があるときに、印刷基材の上に配置されたスポット間の間隔を完全に充填する。３００ｓｐｉでは、同じサイズのノズルの間の間隔Ｓが８４．７ｎｍであり、大きなノズルが５０ｎｍ及びそれらの間に位置する小さなノズルが２５ｎｍである。これによって、ヒータ中心及びチャンネル中心が６００ｓｐｉ間隔になるが、単一印刷パスでは、望まれるときには大きなスポット及び小さなスポットを使用することが可能である。これは、いくつかの従来技術の配置では可能ではなく、その場合には、標準の６００ｓｐｉプリントヘッドは少なくとも４０〜５０ｎｍの大きさのチャンネルを使用することができない。これは、チャンネルが４２．３ｎｍ中心であり、信頼性のあるシーリングを必要とするからである。これより、異なるサイズのノズルを密に充填するためには、大きなサイズのノズルの幅は好ましくはＳ／２より大きいか又はそれに等しい。
【００２６】
典型的には、単一のインクスポット又はインクスポットサイズを配置する従来技術の装置では、対角に隣接したスポットのオーバーラップを確実にするために、図４Ａに見られるように、スポットサイズＤはＳ２0.5（すなわち１．４１４Ｓ）又はわずかにそれより大きくなるように選択される。しかし、現在の例示的な実施形態の密接充填配置によれば、スポットは、空間を埋めるためにＳ２0.5ほど大きい必要はない。図４Ｂに示されているように、大きなスポットに対しては１．１Ｓのスポットサイズ、及び小さなスポットに対しては０．８Ｓのスポットサイズが、付加的なカバーと共に完全な充填を提供し、方向が誤ったスポットを許容する。この場合、小さなスポットの面積は、大きなスポットの面積の約半分である。図４Ｃに示されるような大きなスポットについては１．２Ｓで小さなスポットについては０．６Ｓであるような、大小スポットの他の組み合わせも可能である。この場合、小さなスポットの面積は、大きなスポットの面積の約１／４である。これらの配置の各々において、印刷されたイメージは優れているが、これは、小さなスポットが印刷余白のエッジからあまり突出していないためである。突出する小さなスポットは、完全に又は部分的に除去されることさえできる。
【００２７】
図５に示されているように、白い空間を最小のオーバーラップで完全にカバーするための大きなスポットの最適な直径Ｄが決定されることができる。この決定を使用して、カバーとインクの使用との間の効率的なバランス、すなわち最小のインク体積でカバーされる最大面積を得ることができる。これはプリントカートリッジの容量と印刷後に必要とされるインク乾燥時間とによって課せられるインク使用量の制約のために、インク堆積における重要なパラメータである。より少ないインクの射出はまた、チャンネルのより速い再充填を可能にし、単一のスポットサイズで３００×６００ｓｐｉの印刷のための速度を越える印刷速度を可能にする。
【００２８】
インク体積の節約の一例として、図４Ａを参照して、１．４１４Ｓの標準的で一様なスポットサイズの４つのスポットのグループ化は、２ＢＳ2の全カバー面積を有する。比較として、図４Ｂは、直径１．１Ｓの４つのスポット及び直径０．８Ｓの４つのスポットのグループ化を示す。この場合、全カバー面積は１．８５ＢＳ2である。図４Ｃは、直径１．２Ｓの４つのスポット及び直径０．６Ｓの４つのスポットのグループ化を示し、全カバー面積は１．８ＢＳ2である。これは、１ページ又は全文書の印刷という観点で見ると、顕著なインクの節約である。
【００２９】
図４Ａの例は、全ての射出が完全に方向付けられ且つ全てのスポットが同じサイズを有していれば白い空間無しに紙を完全にカバーする、最小サイズのスポットを示す。図４Ｂ及び図４Ｃの例は、４Ａよりも大きなスポットオーバーラップを可能にし、従って、いくつかのスポットがわずかに小さいか又はわずかに方向が誤っていても、完全なカバーを可能にする。それにもかかわらず、図４Ｂ及び図４Ｃに示される両方の例は、図４Ａの従来技術よりも少ないインクを使用する。完全なカバーを可能にする２つのスポットの最小全面積を計算することによって、２つのスポットサイズの配列を単一スポットサイズの配列と比較することで、インク節約のより正確な比較さえ得ることができる。
【００３０】
描写の目的で、図５の大きなスポットの直径がＤ＝ａＳ（ここで１．０＜ａ＜２）であり、且つ３つの隣接するスポットの交差点が２つの中心の交わる線から距離ｘ＝０．５Ｓ（ａ2−１）0.5で生じるとする。小さいスポットの最小半径は、これよりｒ＝０．５Ｓ（１−（ａ2−１）0.5）である。大小のスポットの完全なオーバーラップのためには、大きなスポットサイズの直径が１．２Ｓならば、小さなスポットの直径（２ｒ）は少なくとも０．３４Ｓでなければならない。４つの大きなスポットに４つの小さなスポットを加えた面積は、Ａｒｅａ＝２ＢＳ2（ａ2−（ａ2−１）0.5）＝１．５５３ＢＳ2である。大きなスポットの直径が１．１Ｓであれば、そのときには小さなスポットの直径は少なくとも０．５４Ｓでなければならない。この構成の全面積は１．５０３ＢＳ2である。Ａｒｅａに対する公式を「ａ」に関して微分し、結果を０と設定すると、最小の全面積が、大きなスポットの直径が１．２５0.5Ｓ＝１．１２Ｓであり且つ小さなスポットの直径が０．５Ｓであるときに得られることが見出される。そのとき、全面積は１．５ＢＳ2である。これは、図４Ａにおける単一スポットサイズＤ＝１．４１４Ｓの場合に対して、２５％のインクの節約を表す。実際には、堆積されたインクの層が、より小さいスポットに対してはより薄いので、インクスポット体積の節約は２５％より多くなることさえあり得る。
【００３１】
上述の計算は、完全なスポット配置と完全に一様なスポットサイズとを仮定して、最小のインク使用量のための最適なスポットサイズの組み合わせを示しているが、実際の印刷の状況では、スポット配置及びスポットサイズの両方において、変動が存在する。補償するために、単一のスポットサイズを有する従来技術のプリントヘッドは、スポットサイズを最小のスポットサイズよりも（１０％大きいオーダで）少し大きくすることが、一般的な慣習である。方向の誤りとスポットサイズの不均一さとを伴う実際の印刷状況における２スポットサイズプリントヘッドにおける最小インク使用のための対応する最適スポットサイズの組み合わせについては、スポット直径の好適な範囲は、大きなスポットについては、１．１２Ｓ−５％に等しいか又はこれより大きく且つ１．１２Ｓ＋１５％に等しいか又はこれより小さく、小さなスポットについては、０．５Ｓ−５％に等しいか又はこれより大きく且つ０．５Ｓ＋２０％に等しいか又はこれより小さい。ここにおいてさえ、所与のインクは異なる紙の上に異なるスポットサイズを作成し且つスポットサイズはインクジェットプリントヘッドの温度の関数である点を、理解されたい。
【００３２】
インクジェット印刷の全体性能を改良するために、ここで記述されている実施形態は、カラー間にじみの問題を、ある形態では、黒の印刷のために２つの異なるサイズのインクスポットイジェクタを使用して克服する。これは、完全な黒のカバーが（望まれるならば）単一のパスで行われることができ、小さなインクスポットが大きなインクスポットより実質的に小さいようなサイズである。中程度乾性黒インクもまた、少なくともいくつかの実施形態では、よい光学的濃度とより少ないエッジのボケとを提供するために使用される。黒及びカラー印刷の間の境界における又はその近くの大きな黒スポットは、カラー間にじみを抑制するために除去される。
【００３３】
この点に関して、図６を参照すると、大きなスポット６１６の主グリッドが、小さなスポット６１８の副グリッドから、ｘ及びｙの両方向にＳ／２だけ対角方向にオフセットして描かれている。ここで、Ｓはグリッドの間隔である。そのようなパターンを生成することができるプリントヘッドシステム１２の一つのプリントヘッド配置が、左に示されている。間隔Ｓを有する大きなノズル６１２のリニアアレイ６１０が、やはり間隔Ｓの小さなノズル６１４のリニアアレイと、交互になっている。この配置は、図３に示されたものと同様である。走査方向（ｘ）におけるオフセットは、例えば、小さなノズルの射出を大きなノズルの射出位置に関して遅らせることによって、達成される。もちろん、リニアアレイ６１０は代表的に示されているのみであって、具現化では、完全なプリントヘッドシステム（示されていない）に結合される。描かれているように、ノズル６１２及び６１４は、交互にプリントヘッドに配置されている。しかし、現在の例示的な実施形態を具現化するために、ノズルの様々な配置が同様に利用され得る。例えば、ノズル６１２の複数のグループが、ノズル６１４の複数のグループと交互になっていてもよい。さらなる代替案として、ノズル６１２が一つのプリントヘッドに配置され、ノズル６１４が別個のプリントヘッドに配置されてもよい。ここに述べられている実施形態は、選択された構成が、以下に図８Ａ〜図８Ｄに示されているもののように現時点の例示的な実施形態の目的を達成するような方法で、流体の大きなスポット及び流体の小さなスポットを印刷する能力を有している限りは、これらの配置の任意の一つに限定されているものではない。
【００３４】
一つの形態では、黒インクプリントヘッド（単数又は複数）が異なるサイズのノズルのアレイを含むが、カラーインクプリントヘッドはそのようなアレイを含まない。もちろん、ここに記述されている実施形態の目的は、黒インクプリントヘッド（単数又は複数）及びカラーインクプリントヘッド（単数又は複数）の両方が異なるサイズのノズルのノズルアレイを含んでも、達成されることができる。
【００３５】
同様に、ここに記述されている実施形態の教示を具現化して、単一のサイズのノズルのアレイを有する黒インクプリントヘッドと異なるサイズのノズルのノズルアレイを有するカラーインクプリントヘッドとを使用しても良い。これに関して、黒印刷において迅速なスループットを有することが重要であるが、カラー印刷で迅速なスループットを有することは、それほど重要ではない。カラー印刷は、典型的には複数のパスで行われる。したがって、カラーインクスポットイジェクタは、黒に関して記述されたものと同様に、２つのサイズであり得る（ただし、実際のチャンネル、ヒータ、及びオリフィスの寸法は、速乾性カラーインクは中程度乾性黒インクよりも広がりやすい傾向にあるので、より小さくてもよい）。
【００３６】
いくらか大きなインクスポット体積を提供するために、大きなインクスポットイジェクタは、典型的には、小さなインクスポットイジェクタよりもプリントヘッド上で、ノズルにおいて及びインクチャンネルの横方向寸法の両方、で多くの空間を占める。インクチャンネルの高さは、チャンネルが方向依存性エッチングのような技法によって作成されると、異なり得る。インクチャンネルの高さは、壁がポリイミドで形成されると、ヒータプレート上のチャンネルフロアがポリイミドの厚い層によって小さいインクスポットイジェクタのために局所的に盛り上がっていなければ、２つのサイズのインクスポットイジェクタに対して同じである。実際のチャンネル及びノズルの形状は、使用される特定のインク並びに選択される特定のインクスポット体積に関して、調整される必要がある。しかし、３００ｓｐｉの主グリッド間隔に対してＳ＝８４．７ｎｍの距離内で且つ７〜８ｎｍのチャンネル壁にて、大きなインクスポットイジェクタが、小さなインクスポットイジェクタの約４〜５倍の面積のスポットを作成する場合には、大きなチャンネル幅は約５０ｎｍで且つ小さなチャンネル幅は約２０ｎｍであることができる。滴が射出されるオリフィスは、例えばポリイミドチャンネル壁を狭めるか又はレーザアブレーションされたノズルプレートに異なるオリフィスサイズを提供することによって、インクスポット体積に更なる差を提供することができる。同様に、ヒータの長さ及び幅は、大きなインクスポットイジェクタに対して、より大きくされる。大きなヒータに要求される大きな電流を提供するために、大きなインクスポットイジェクタに対する駆動トランジスタもまた、ヒータダイの上で大きな割合の空間を占めることが期待される。
【００３７】
使用されるインクに関して、ある例では、黒インクは中程度の乾性（数秒から数十秒で乾燥する）であり、カラーインクは速乾性（１秒未満で乾燥する）である。ここで記述されている実施形態は、黒及びカラーインクが化学的に相互に析出又は衝突する成分を含むことは、要求していない。
【００３８】
ここで記述されている実施形態によれば、黒及びカラー印刷の境界でカラー間にじみを抑制する方法が実現される。これは、カラー境界の近傍で主として小さい黒スポットを使用する（例えば、カラー境界の近傍で大きな黒スポットの全て又は実質的に全てを除去する）ことによって、達成される。この目的は、境界に白の境界を残さずにカラー間にじみを抑制することである。望まれるならば、小さな黒スポット（６００ｓｐｉ印刷に使用されるものよりも、記述された例では、実際には僅かに小さい）は、３００ｓｐｉ中心に維持されることができ、あるいは二倍の噴出頻度及び複数パス印刷を使用して６００ｓｐｉ中心に印刷されることができる。境界の近傍でカラー画素のいくつかを除去することも可能である。（黒と同様に）２つのサイズのカラースポットが使用されるならば、大きなカラー画素の実質的に全てが、境界にて又はその近傍で除去される。小さなカラースポットのみが使用されるときでも、小さなカラースポットのいくつかを除去することは有用であり得る。
【００３９】
図７はプリントヘッドシステム１２の典型的な結果を示しており、ここでは、黒及びカラーの間のエッジ又は境界領域からインクスポットを除去することなく、ここで企図された技法が使用された。大きな黒スポット７０２（大きな白の円）、小さな黒スポット７０４（説明の簡単のために小さなグレーの又は二重にクロスハッチングされた円）、及び異なるカラーの小さなインクスポット７０６（単一にクロスハッチングされた円として示されている）が、印刷対象の配置（例えば第１の配置）に示されている。この場合、２つのタイプのインクの層がオーバーラップしているので、カラー間にじみが生じやすい。
【００４０】
以下の図８Ａ〜図８Ｄは、ここに記述された実施形態の方法によるカラー間にじみの抑制の例を示しており、選択されたインクスポットが境界にて消去され、小さな画素が境界で３００ｓｐｉ又は６００ｓｐｉのいずれかで使用されている。これは、第１の配置を改変して、インクスポットの第２の配置を得ることによって達成される。加えて、境界におけるカラー画素パターンもまた、図８Ｄにおけるように改変され得る。
【００４１】
より具体的には、図８Ａに関して、大きな黒スポット７０２の列がエッジ又は境界領域で消去されている。示されているように、大きな黒スポット７０２は、カラースポット７０６と最も近くの小さな黒スポット７０４との間の領域で、除去されている。
【００４２】
図８Ｂに関して、図８Ａに従った技法が使用される。しかし、プリントヘッド（単数又は複数）２０の小さなノズルの発射位置（第２のパス）が使用されて、エッジ領域を小さな黒スポット７０８（グレー又は二重にクロスハッチングされた円として示されている）でよりよく充填する。これに関して、小さな黒スポット７０８が、プリントヘッドシステムの小さなノズル、例えばノズル６１４によって生成され、小さなスポット７０４のオリジナルの印刷からオフセットされる。
【００４３】
同様にここでは図８Ｃに関して、大きな黒スポット７０２を除去する技法が、小さな黒スポット７０４の頻度を２倍にして且つ小さなノズルの発射位置（第２のパス）で印刷される黒スポット７０８の頻度を２倍にすることによって、さらに改変されることができる。これは、もちろん、エッジ領域におけるインク量を増やすが、依然としてカラー間にじみを避ける。
【００４４】
図８Ｄに関して、ここに記述された実施形態のさらに他の変形が描かれている。示されているように、プリントヘッドの小さなノズルの発射位置（第２のパス）が使用されて、小さなノズルの発射位置（第２のパス）の小さな黒スポット７０４からｘ及びｙの両方向にオフセットされた付加的な黒スポット７１０（グレー又は二重にクロスハッチングされた円として示されている）を印刷し得る。加えて、いくつかのカラースポット７０６が同様に、小さなインクスポットの間でオーバーラップが生じないような方法で除去され得る。
【００４５】
図９は、ここに記述された実施形態にしたがった方法を描いている。この方法は、コントローラ１２８（図２）を制御するソフトウエアの形態で、本システムでは具現化されている。もちろん、そのようなソフトウエアは様々な形態を取り得て、具現化においては、プリンタ内で様々なハードウエア要素を利用し得て、それらのいくつかは図２に示されている。加えて、任意のそのようなソフトウエアは、コントローラ内に局在してもよく、あるいはシステム内に分散されていてもよい。例えば、記述されたソフトウエア方法の一部は、システムのイメージプロセッサ内に搭載され得る。
【００４６】
示されているように、この方法９００は、（９０２において）印刷されるイメージ内のエッジを検出するプロセスを含む。イメージの処理における正確な時点に依存してイメージが様々な形態を取り得ることを理解されたい。例えば、イメージはビットマップ（又は中間調）イメージであり得て、あるいはコントーン（contone）又は画素あたり８ビットのイメージであり得る。イメージの黒部分とカラー部分との間のエッジは、カラー画素及び黒画素の領域（例えばエッジ又は境界領域）に配置される。この領域はまた、イメージを印刷するためにインクスポットが射出されるべき配置（例えば第１の配置）に対応する。イメージ処理におけるエッジ検出のための技法はよく知られている。例えば、様々なエッジ検出アルゴリズムが、イメージのカラー領域の近傍の黒領域を決定するために利用可能である。あるいは、ページ記述言語（ＰＤＬ）が使用されるならば、テキストがカラー領域に印刷されることは明らかである。
【００４７】
もし、エッジが検出されないと、（９０４において）イメージの通常の処理及び印刷が生じる。しかし、エッジが検出されると、（９０６において）エッジ領域内の画素が改変される。改変されるべきイメージ又は領域がビットマップ（又は中間調）イメージであると、印刷対象のインクスポットの第１の配置が改変されて印刷対象のインクスポットの第２の配置を得て、そこでは、プリントヘッドに設けられた大きなノズルの発射位置と小さなノズルの発射位置とを用い、大きなノズルの発射位置が小さなノズルの発射位置からオフセットされ、大きなノズルの発射位置は、小さなノズルの発射位置からｘ及びｙ方向の両方にＳ／２だけ対角方向にオフセットされ、大きなサイズのインクスポットの少なくともいくつかは、エッジ領域から除去される。これに関して、パラメータが、制御構造（例えばコントローラ１２８）の内部で、境界領域に基づいてあらかじめ設定される。例えば、パラメータは、境界領域内の画素数、境界領域内で印刷されるべきインクスポットサイズ、印刷の質、印刷速度、紙のタイプ、及びインクスポットの実際の位置に基づいて、規定される。所定の及び記憶されたインクスポットパターンもまた、これに関して使用され得る。図８Ａ〜図８Ｄのインクスポットパターンは、第２の配置として作用し得る。これらのパターンは、ＲＯＭビットマップ１３７（図２）に、又は他の適切な位置に、記憶され得る。
【００４８】
イメージ又は領域がコントーン又は画素あたり８ビットのイメージである場合には、イメージはフィルタリングされて、エッジ画素は、小さいドットで（小さいノズルを使用して）印刷されるように十分に低い値を与えられる。もちろん、この改変はまた、図８Ａ〜図８Ｄに関して上述されたように、大きなドットの選択的な除去も含む。ある場合には、これは、画素値がインクスポットの印刷を防ぐように与えられるような、大きなインクスポットに対応する画素のフィルタリングを必要とし得る。他の場合には、改変は大きなインクスポット画素の除去は必要とせず、エッジ領域に小さなインクスポットの印刷のみを許容するようなエッジ領域の管理を必要とするのみであり得る。パターンはまた、第２の配置として記憶され且つ作用し得て、あるいは、（上記のような）パラメータが使用され得る。改変されたイメージは、それから中間調になって処理されることができる。
【００４９】
境界領域又はエッジ領域内の画素パターンがひとたび改変されると、（９０８において）第２の配置のインクのスポットパターンに対応した適当な信号が、プリントヘッドハードウエアに送られるか、又は単純にそれによって使用される。イメージはそれから、（９１０において）これらの信号に基づいて印刷される。上述のように、印刷は、ある形態では、可変サイズのノズルを有するプリントヘッドシステムを使用して達成される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ここで記述された実施形態を取り込んだインクジェットプリンタの模式的な部分斜視図である。
【図２】制御システムの模式的なブロック図である。
【図３】異なるサイズのノズルの模式的な図である。
【図４Ａ】同じサイズのノズルを有するプリントヘッドから射出されたインクスポットのパターンを示す図である。
【図４Ｂ】異なるサイズのノズルを有するプリントヘッドから射出されたインクスポットのパターンを示す図である。
【図４Ｃ】異なるサイズのノズルを有するプリントヘッドから射出されたインクスポットの他のパターンを示す図である。
【図５】インクスポット間の間隔とオーバーラップとを決定する方法を示す模式的な図である。
【図６】例示的なプリントヘッドアレイとグリッドパターンとを示す図である。
【図７】例示的なインクスポットパターンを示す図である。
【図８Ａ】ここで記述された実施形態に従って印刷された例示的なインクスポットパターンを描く図である。
【図８Ｂ】ここで記述された実施形態に従って印刷された例示的なインクスポットパターンを描く図である。
【図８Ｃ】ここで記述された実施形態に従って印刷された例示的なインクスポットパターンを描く図である。
【図８Ｄ】ここで記述された実施形態に従って印刷された例示的なインクスポットパターンを描く図である。
【図９】ここで記述された実施形態に従った方法を描く図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  インクジェットプリンタ、１２  プリントヘッドシステム、１４  キャリッジ、１６  キャリッジレール、１８  ハウジング、２０  サーマルインクジェットプリントヘッド、２２  電気ケーブル、２４  走査方向、２６  記録媒体、２８  ステップ方向、３８  ベルト、４０  第１の回転可能プーリ、４２  第２の回転可能プーリ、４４  リバーシブルモータ、４６  エンコーダストリップ、４８  パターン、５０  センサ、５２  ケーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図９】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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