(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にイメージを印刷する方法において、
所望のイメージに対応する画素の明暗度よりも低い明暗度を有する画素から成るイメージを印刷し、当該イメージを前記基板上で光学的に走査するステップと、
前記走査されたイメージ及び所望のイメージの対応する一組の画素の明暗度の間の差に応じて次の一組の補正画素を前記基板上に印刷するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記各補正画素が、前記走査されたイメージ及び所望のイメージの対応する画素の明暗度の間の差の一部に応じて印刷される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記走査するステップ及び印刷するステップが反復して実行されることにより、多数の組の補正画素が前記基板上の所定の領域に印刷される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
最後の印刷ステップでは、前記走査されたイメージ及び所望のイメージの対応する画素の明暗度の間の差に応じて各補正画素が印刷される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
隣接する画素からの誤差拡散を用いて前記一組の補正画素が計算される、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
複数の補正画素が線形アレイ状に前記基板上に印刷され、前記複数の補正画素のうちの少なくとも１つの補正画素が前記基板上の空白領域に印刷され、前記複数の補正画素のうちの残りの補正画素がすでに他の補正画素を印刷してある前記基板上の他の領域に印刷される、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
基板上にイメージを印刷する装置において、
所望のイメージに対応する画素の明暗度よりも低い明暗度を有する画素から成る印刷済みイメージを前記基板上で光学的に走査するセンサーと、
前記走査された印刷済みイメージ及び所望のイメージの対応する一組の画素の明暗度の間の差に応じて次の一組の補正画素を前記基板上に印刷する印刷ヘッドと、
を備えた装置。
【請求項８】
前記基板上の各画素での反復する走査及び印刷パスのために前記基板上で前記基板と平行に前記センサー及び印刷ヘッドが移動され、最後の印刷パスに先行する印刷パスでは、前記走査されたイメージ及び所望のイメージの対応する画素の明暗度の間の差の一部に応じて各補正画素が印刷され、そして最後の印刷パスでは、前記走査されたイメージ及び所望のイメージの対応する画素の明暗度の間の差に応じて各補正画素が印刷される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記走査されたイメージ及び所望のイメージを記憶するメモリと、
前記メモリ内の前記走査されたイメージ及び所望のイメージを用いて両イメージの対応する画素の明暗度の間の差を計算し、そして前記印刷ヘッドに対し前記一組の補正画素を印刷するためのコマンドを発行するプロセッサと、
を備えた、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
隣接する画素からの誤差拡散を用いて前記一組の補正画素が計算される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
１回の印刷パスの間に、前記印刷ヘッドが前記基板上の所与の位置において線形アレイ状に複数の補正画素を印刷し、そして次の印刷パスに移るときに、前記複数の補正画素のうちの少なくとも１つの補正画素が前記基板上の空白領域に印刷され且つ前記複数の補正画素のうちの残りの補正画素がすでに先行する印刷パスの間に他の補正画素を印刷してある前記基板上の他の領域に印刷されるように、前記印刷ヘッドが前記線形アレイと平行で且つ前記基板と平行な方向に移動される、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記補正画素を印刷する直前に前記基板上のイメージが走査されるように、前記印刷パスの方向で前記印刷ヘッドに近接してその前方に前記センサーが置かれる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
最初の印刷パスで前記基板上の特定の位置が他の位置と異なる吸光性を有することを観察する手段と、前記異なる吸光性を補償するために次の印刷パスで当該位置用の補正画素を調整する手段とを更に備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記印刷ヘッドはカラー印刷を行い、各印刷パス毎に一組のシアン補正画素、一組のマゼンタ補正画素及び一組のイエロー補正画素がある、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
連続する印刷パスで前記補正画素をインターリーブさせることができるように、前記センサー及び前記印刷ヘッドが、補正画素の間の間隙の非整数倍の間隙に相当する距離だけ印刷パスの間に移動される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
基板上にカラーイメージを印刷する方法において、
所望のイメージに対応する画素よりも低い明暗度を有する画素から成るイメージを印刷し、当該イメージを前記基板上で光学的に走査するステップと、
前記所望のイメージ及び走査されたイメージの対応する一組の画素の明暗度の差を計算するステップと、
前記一組の差に応じて、第１、第２及び第３の色素からそれぞれ構成された第１の一組、第２の一組及び第３の一組の各補正画素を、前記基板上に印刷するステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
前記走査するステップは、第１、第２及び第３のカラーの光をそれぞれ通過させる第１、第２及び第３のフィルタを通して前記基板上のイメージを連続して走査するステップを更に含み、そして前記計算するステップは、前記所望のイメージ及び走査されたイメージの対応する画素の間における前記第１、第２及び第３のカラーの明暗度の第１、第２及び第３の各一組の差をそれぞれ計算するステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１、第２及び第３のカラーがそれぞれレッド、グリーン及びブルーであり、そして前記第１、第２及び第３の色素がそれぞれシアン、マゼンタ及びイエローである、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第１の印刷パスで前記シアンの補正画素が印刷され、第２の印刷パスで前記マゼンタの補正画素が前記シアンの補正画素の上に印刷され、そして第３の印刷パスで前記イエローの補正画素が前記シアン及びマゼンタの補正画素の上に印刷される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記走査するステップが同時に前記第１、第２及び第３のカラーの光について走査し、前記計算するステップが前記所望のイメージ及び走査されたイメージの対応する画素の間における前記第１、第２及び第３のカラーの明暗度の第１、第２及び第３の各一組の差をそれぞれ計算するステップを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
補正値のテーブルをメモリに記憶するステップと、
前記第１、第２及び第３の各一組の差に応じて、前記第１、第２及び第３の各一組の補正画素のための補正値を前記テーブルから検索するステップと、
前記検索された補正値に応じて前記第１、第２及び第３の各一組の補正画素を同時に印刷するステップと、
を更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記走査するステップ、計算するステップ及び印刷するステップが反復して実行される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
最後の印刷ステップに先行する印刷ステップでは、前記走査されたイメージ及び所望のイメージの対応する画素の明暗度の間の差の一部に応じて各補正画素が印刷され、最後の印刷ステップでは、前記走査されたイメージ及び所望のイメージの対応する画素の明暗度の間の差に応じて各補正画素が印刷される、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は一般に基板上でのイメージの印刷に関する。より詳しくは、本発明は連続するパスで反復的に基板上でイメージを走査・印刷する手法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
印刷装置から最も正確なイメージを生成するために用いられる技術はかなり多数ある。一般に、印刷装置が所望のイメージにできるだけ近づきうるように、誤差拡散及びディザー法のような複雑なアルゴリズムが用いられる。これらの従来の技術にもかかわらず、なお今日まで、大抵の印刷装置は、基本的には、実際に生成されるイメージを知ることができない。印刷装置は、基板に付着されるインクの適切な量の "最良の推定" の域を越えない。 "最良の推定" は印刷装置を開発した技術者の観察によって行われているが、通常、それは印刷装置開発中に用いられた比較的限られた数のイメージの間の妥協を表わす。これらの妥協のなかには受け入れできないものがありうるとの認識の下に、印刷技術のなかには、訓練された操作員が実際の印刷装置の出力に基づいてパラメータを調整できるものがある。
【０００３】
図１は従来の技術で経験された問題を示す。大抵の市販の印刷装置は、限られた範囲で画素の明暗度を変更できる。誤差拡散は、モネの画法のように、濃い画素の比率を変えることにより、完全なグレースケールの出現を可能にする。用紙上の当該特定の位置の上をその印刷装置のヘッドが移動するとき、所望のイメージに基づいて、インクジェット印刷装置のヘッドからの特定のインクジェット又はインパクト印刷装置からのワイヤが射出されるべきかどうかを決定する計算が行われる。実際のイメージの所望の濃度が、当該位置にインクが射出された場合の用紙上のインクの推定濃度と比較される。インクジェットノズルが射出されると、図１の縦方向の縞で示すように、実現された濃度は予め計算された濃度から幅広く変化する。実現された濃度のこの変化により、印刷されたイメージはノイズのあるイメージになる。
【０００４】
従来の技術により印刷装置に提供される光学フィードバックは限定されている。例えば、実際の印刷動作中に修正を加えるために、LED 又はレーザー印刷装置により生成された光を測定することが知られている。感知された光の量に応答して、LED 又はレーザーへの駆動電流を増減するか又は露出時間を変えることにより調整が行われる。しかしながら、このフィードバックは用紙上に実際に何が生成されているかを測定するものではないが、射出された光の量をより正確に制御する手段を提供する。類似のフィードバック手法が複写機の技術に存在する。光学フィードバックと印刷とを組合せるもう１つの例は従来の記録するための技術にもある。例えば、スクリーン印刷装置で、連続するカラーのプレートをイメージの生成に用いる場合、印刷されたイメージを、後続するイメージの印刷のために記録する目的で位置決めすることが知られている。しかしながら、連続する印刷ステージ中に実際に印刷されるイメージと所望のイメージとの間の変化を修正する準備がない。
【０００５】
本発明は光学フィードバックに基づいて印刷装置出力を補正する手段を提供する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は印刷されたイメージの品質を改善することにある。
本発明の第２の目的は光学的なフィードバックを印刷装置に提供することにある。
本発明の第３の目的はイメージが印刷される基板における非均一性に関して補償することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
これら及びその他の目的は、印刷パスの前に基板上に既にあるイメージを調べるセンサーを有し、複数のパスで基板上にイメージを印刷する印刷装置により達成される。現在の印刷パスで所望のイメージを得るために、各印刷パスの前に走査されたイメージを用いることにより基板上に乗せるインクの量が決定される。基板上のイメージをセンサーが走査する。最初の印刷パスでは、走査されたイメージは未使用の基板である。走査されたイメージの画素のセット（組）は、所望のイメージにおける対応する画素のセットよりも低い明暗度を有する。対応する走査されたイメージ画素と所望のイメージ画素の間の相違を用いて補正画素のセットを計算し、この相違が部分的に補正される。補正画素は印刷ヘッドにより基板に印刷される。次のパスで、センサーを用いて前のパスの結果が評価され、そして次の補正画素のセットが計算され印刷される。最後の印刷パスでは、対応する走査されたイメージ画素と所望のイメージ画素のイメージの明暗度の間の全体の相違、及び前のパスでの部分的な相違によって各補正画素が印刷される。
【０００８】
補正画素のセットの各々が隣接する画素からの誤差拡散を用いて計算されるように補正画素の計算を改良することができる。更に、基板における非均一性を補償することができる。センサーの観察により最初の印刷パスの間に基板のカラー及び色相の非均一性が自動的に補償される。最初の印刷パスで基板上の特定の位置での動作が基板上の他の位置での動作と異なる、例えば、用紙繊維の非均一性又は光沢の変化のために容易にインクが付着しないことが観察されることもある。次の印刷パスで当該位置の補正画素を調整して前記動作の相違を補償することができる。
【０００９】
１つの良好な実施例では、線形配列（アレイ）状に複数の補正画素を印刷するように印刷ヘッドが構成される。補正画素を印刷する直前に基板上のイメージが走査されるように印刷ヘッドの概ね前方にセンサーが置かれる。印刷ヘッド及びセンサーの両者は、印刷パスの間に、基板と平行で且つ線形配列に直交する方向に移動される。或る印刷パスから次の印刷パスに移るとき、印刷ヘッド及びセンサーの両者は、線形配列に平行する方向に移動されるが、移動される量は線形配列の長さよりも短い。従って、所与の時点で印刷ヘッドにある異なる素子により印刷された補正画素は異なる印刷パスに属する。
【００１０】
【実施例】
本発明は印刷装置によって可能な最も正確なイメージを提供するために光学フィードバックに依存する。理論的には、無限のパス数を用いることができる。添付された図面に示された実施例では、三つのパスが描かれている。２、又は３以上の印刷パスを用いうることを当業者は認識するであろう。
【００１１】
図２に示すように、第１のパスは何も書かれていない基板、例えば、用紙上で行われる。第１のパスは最初の不鮮明なイメージを印刷する。印刷装置はインクを追加することしかできないので、最初の不鮮明なイメージは所望のイメージよりも薄くなければならず、従って印刷装置が最初のパスで印刷しようとするイメージ、即ち、目標イメージは最終的に所望されるイメージよりも濃度が小さい。目標イメージと所望のイメージの間の最適比率は、印刷装置誤差、及び後続するパスの数の関数であり、特定の印刷装置について経験的に見出だすことができる。印刷装置の誤差が大きければ大きいほど、そして印刷するパスの数が多ければ多いほど、目標イメージと所望のイメージの間の相違が大きくなるであろう。３つのパスの代表的なインクジェット印刷装置では、第１の目標イメージと所望のイメージの間の７０％の比率は受け入れ可能な結果を与える。比率が高すぎる場合、ノイズ、補正できない誤差により第１のパスで最終的な所望の濃度を越える画素を印刷する危険がある。比率が低すぎる場合には、最終的な所望の濃度への収斂が遅くなり、より多くのパスを必要とするか、又は最後のパスで、後続するフィードバックなしに補正すべき、より大きい誤差が残される。
【００１２】
基板における変動、例えば組織及び毛管作用により常に一定のインク量が同じ濃度を生ずるとは限らない。任意選択として、アルゴリズムは、初期のパスで特定の画素の下の基板部分が予想された濃度で印刷しなかったことを基板の不規則性によるものとして記憶できる。後続のパスは、この情報を用いて所望の濃度と実際の濃度の間の相違を埋めるように印刷するだけではなく、当該画素の下の用紙への前にインクの付加が不足した分だけ、この相違を増すことができる。
【００１３】
所望のインク濃度に基づいて、印刷ヘッドが用紙上を移動するとき、印刷ヘッドの各特定のインクノズルを射出すべきか否かの判定が行われる。目標イメージの所望のインク濃度が用紙の濃度と比較される。現在の濃度が用紙から測定され、そしてその濃度に予想されるインクの流れを加算することによって、インクノズルがその用紙位置に射出された場合の推定濃度が計算される。比較は直線的な照明空間で行われ、そしてノズルを射出する決定はどの用紙濃度が所望の濃度に最も近いかどうかに基づいて行われる。所望のイメージと不鮮明なパス１の結果の間の相違が誤差イメージである。誤差イメージ自身は、それが第１のパスから打消される全ての誤差及び相対的に僅かな残留イメージを含むとき非常に不鮮明であるように見えるであろう。印刷されたこの誤差イメージは第２のパスで印刷するのに用いられる。しかしながら、第１のパスの目標誤差イメージは実際の誤差イメージよりも小さい。第２のパスの後のイメージは第１及び第２のパスの累積結果であり、後のパスで満たすことができる。
【００１４】
所望のイメージとパス２の後のイメージの間の相違が第２の誤差となる。これはなおノイズを有するが、パス２で付加されたインクの濃度はパス１で付加された濃度よりも薄かったので、このノイズはずっと小さい。最後のパスで、印刷装置は明暗度を減少させずに完全な誤差イメージを印刷しようとする。しかしながら、最後のパスで付加されるインクの量が非常に少なくなるにつれて、補正されない誤差も非常に小さくなるであろう。最初の２つのパスが目標濃度を濃度の相違の７０％で印刷した場合、用紙上の累積イメージは所望の濃度の９１％となり、第２のパスの後に残るのは、最後のパスで補正される９％である。従って、イメージの最後のノイズは、光学フィードバックなしで動作する従来の技術の印刷装置のノイズの９％に過ぎない。
【００１５】
連続する印刷パス及び光学フィードバックの使用により、従来の技術で可能であったよりも正確なイメージを生成することができる。
【００１６】
従来の技術のように、グレー段階の数が限られている印刷装置のグレースケールを円滑にするために各パスで誤差拡散を用いることができる。画素毎に、実現できる最も近いグレー段階が印刷される。例えば、印刷装置は一定量のインクを付着させることができるか又は全くインクを付着させることができない。目標濃度と印刷後の実際の用紙濃度の間には、ある予想された誤差がある。この誤差は、隣接する、まだ印刷されていない補正画素から差引かれ、小さな領域にわたって打消される。印刷ヘッドが基板を横切って左から右に且つ上部から下部に移動するとき、現在の位置のすぐ右の画素から誤差の半分が差引かれ、そして現在の位置のすぐ下の画素からも誤差の半分が差引かれる。特定のイメージの下部の列では、現在の位置の右の画素から全ての誤差を差引くことができる。
【００１７】
本発明の原理は通常の汎用コンピュータに接続された印刷装置で実現することができる。図３は、システムユニット11、キーボード12、マウス13、表示装置14及び印刷装置15を備えるコンピュータ10を示す。
【００１８】
使用される印刷装置技術は複数のパスでインクが累積できなければならない。この場合、将来技術改善が行われない限り色素昇華及びレーザーのような技術は除外される。インパクトリボン印刷装置は、複数のパスでインクの一部が逆に用紙からリボンに転写されるので理想的ではない。リボンへのインクの逆転写は完全なグレースケールを困難なものにし、そしてカラーリボン上のカラーを濁ったものにする。インクジェット技術は本発明によく適している。更に、本発明の光学フィードバックにより克服されるインクジェット印刷の問題のなかには、用紙繊維の毛管作用で生じる微小な斑点もある。インクは、明るいグレイの制御ができるように、代表的なインクジェット印刷装置で用いられるよりも光学的に薄い(淡い)濃度にすべきである。明暗度の少ないインクは、より少ない染料又は色素を担体に加えることにより容易に作ることができる。複数のパスを用いて濃いブラックを累積的に作ることができる。
【００１９】
図４は図３に示されたパーソナルコンピュータの構成要素のブロック図を示す。システムユニット11は、種々の構成要素を結合して種々の構成要素の間の通信を行う１つ又は複数のシステムバス21を備える。マイクロプロセッサ22はシステムバス21に接続され、そして同じくシステムバス21に接続されている読取り専用メモリ(ＲＯＭ) 23及びランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ) 24によりサポートされる。IBM マルチメディアPS/2シリーズのコンピュータ内のマイクロプロセッサは、インテルファミリの、386 又は486 マイクロプロセッサを含む、マイクロプロセッサの１つである。しかしながら、PowerPC モデル601 又は 604、モトローラファミリのマイクロプロセッサ、例えば 68000、68020 又は 68030マイクロプロセッサ及び、 IBM、ヒューレットパッカード、サン、インテル、モトローラその他により製造された種々の縮小命令セットコンピュータ(RISC)マイクロプロセッサを含む、しかしそれらに限定されない、他のマイクロプロセッサを用いることもできる。
【００２０】
ＲＯＭ 23はとりわけ基本入出力システム(ＢＩＯＳ)を含む。これは対話のような基本ハードウェア動作、ディスク装置及びキーボードを制御する。ＲＡＭ 24はメインメモリであり、このメモリにオペレーティングシステム及びアプリケーションプログラムがロードされる。メモリ管理チップ 25はシステムバス21に接続されて直接メモリアクセス動作を制御する。この動作はＲＡＭ 24、ハードディスク装置26及びフロッピーディスク装置27の間のデータの引渡しを含む。ＣＤ ＲＯＭ 32 もシステムバス21に接続され、大量のデータ、例えばマルチメディアプログラム又は大型データベースを記憶するために用いられる。
【００２１】
システムバス21には、種々のI/O 制御装置: キーボード制御装置28、マウス制御装置29、ビデオ制御装置30、プリンタ制御装置31及びセンサー制御装置33も接続される。キーボード制御装置28はキーボード12のハードウェアインタフェースを、マウス制御装置29はマウス13のハードウェアインタフェースを提供し、ビデオ制御装置30は表示装置14のハードウェアインタフェースであり、そしてプリンタ制御装置31は印刷ヘッド17及び印刷装置15のハードウェアインタフェースである。センサー制御装置33はセンサー16のハードウェアインタフェースである。
【００２２】
図３及び図４には、印刷装置15及びセンサー16をそれぞれ制御する制御装置31及び33のカードが別々に示される。これらの機能は一枚のカードで、又はたぶんコンピュータのマザーボードで提供しうることも当業者は認識するであろう。
本発明の良好な実施例の１つはランダムアクセスメモリ24に存在するコードモジュールにある命令のセットである。コンピュータシステムが要求するまで、命令のセットは別のコンピュータメモリ、例えば、ハードディスク装置26に、最終的にはＣＤ ＲＯＭ 32 での使用のために光学ディスクに、又は最終的にはフロッピーディスク装置27での使用のためにフロッピーディスクに記憶しておくことがある。プリンタドライバ54及びセンサードライバ56は、残りのソフトウェアが印刷装置の特定のハードウェア要求を知ることから切離すソフトウェアである。１つの良好な実施例では、これらのドライバは、印刷装置15が本発明の原理によって動作することを可能にするソフトウェアを含む。あるいは、これらの機能は、プリンタ制御装置31及びセンサー制御装置33にあるファームウェア又はハードウェアで、又は印刷装置自身にあるハードウェアで実現することができる。アプリケーション58及び59は、プリンタドライバ54に引渡され、そして最終的には印刷装置15で印刷されるるイメージを、オペレーティングシステムに提供する。
【００２３】
オペレーティングシステムからイメージを受取った後、プリンタドライバ54は、印刷装置15がインクを付着させることができる画素解像度で複数の画素のイメージを定義する。このように、印刷装置が印刷できる点毎に、関連イメージ濃度を有する関連イメージ画素が存在するように印刷装置の解像度で入力イメージが受取られるか又は変換される。
【００２４】
１つの実施例では、印刷ヘッドの下を通過する直前に用紙又は他の基板が調べられるように、印刷ヘッドの前縁右側にカメラが取付けられる。このカメラはCCD アレイのような垂直センサーアレイでもよい。このアレイ中のセンサーは、印刷ヘッドのインクジェットが付着される位置に対応する行に等しい数を有するとともにそれらの行に正確に焦点あわせされる。あるいは、前記カメラは、イメージを印刷ヘッドのインクジェット位置レベルに分解するために、プリンタ制御装置又はセンサー制御装置のデバイスドライバに依存する、より多くのセンサーを備えていてもよい。この後者のアプローチが望ましいのは、それによって高精度の機械的な位置合わせが不要になるからである。センサー制御装置33にあるプロセッサか、あるいはコンピュータ10のマイクロプロセッサ22は、センサーが感知したイメージを解釈するソフトウェアと一緒に用いられる。走査された用紙の列の上を印刷ヘッドが移動するまでイメージ解釈の計算結果を保持するようにキュー又は他の記憶手段が用いられる。
【００２５】
図５は、基板100 を横切って移動する印刷ヘッドアセンブリ99の詳細を示す。印刷ヘッドアセンブリ99はベアリング101 上のスライダ102 により左から右に滑動する。図５の平面図に示すように、センサー105 及びレンズ106 は左から右への移動に関し、インクジェット印刷ヘッド107 よりも前に位置している。レンズ106 を通して基板100 の特定の領域を線形配列のセンサー105 が走査する。印刷ヘッド107 が走査領域を通過するとき、インクジェットが射出される。走査プロセスの間、ランプ109 が基板100 を照明する。
【００２６】
図６に示された１つの良好な実施例では、印刷装置の印刷ヘッドは垂直配列の９つのインクジェットが備えられている。印刷ヘッドは基板上を左から右へ水平に移動する。印刷ヘッドの各水平移動の後、用紙が３印刷画素だけ垂直に送られる。従って、下部の３つの印刷ヘッドのインクジェットは常に未印刷の用紙上を通過し、中央の３つのインクジェットは、下部の３つのインクジェットにより印刷された用紙上を第２のパスで通過し、そして上部の３つのインクジェットは第３の最後のパスで用紙上を通過する。代替の実施例では、３つの印刷画素の替わりに、２及び２／３画素（８／３画素）よりも僅かに少ない量だけ用紙を送ることができる。このように基板を進めることにより、画素は他のパスからの画素の間隙に置かれるので、テレビジョンの表示走査線がインタレースで取り除かれるのと同じように、印刷装置走査線のアーティファクトが除去される。
【００２７】
図６は、一連のパス151、153、155、157及び159 で用紙100 のような基板の上を通るセンサー105 及び印刷ヘッド107 を示す。図面で個々のパスが分かるように、便宜的にそれらの水平位置は僅かに変位されている。実際には、これらの変位はない。印刷ヘッドは３つの領域161、162及び163 を印刷する現在のパス159 上に示される。第１の領域161 内のインクジェットは未印刷の用紙上の最初のパスを印刷する。第２の領域162 内のインクジェットは前のパス157 で印刷された領域を含め２番目のパスを印刷する。第３の領域163 内のインクジェットは前の２つのパス157、155で印刷された領域を含め最後のパスを印刷する。
【００２８】
図７は印刷プロセスの流れ図を示す。プロセスはステップ200 で始まり、ステップ201 で印刷ヘッドを基板に位置合わせする、即ち用紙を開始位置に進める。ステップ203 で、印刷ヘッドが用紙を横切って移動を開始する。ステップ205 で、印刷ヘッドと整合している基板のセンサー視野から基板のイメージが受取られる。ステップ207 で、必要なら、当該イメージが印刷装置の画素の解像度のサイズに変更される。ステップ209 で、当該イメージが実際の用紙濃度に変換される。濃度の単位は、例えば、未印刷の用紙上の当該濃度に達するのに必要な計算されたインク量とすることができる。ステップ211 で、所望のイメージがコンピュータから検索される。例えば、コンピュータメモリに記憶されている出版アプリケーションで所望のイメージを生成することができる。補正濃度、即ち用紙濃度に付加されたとき所望の濃度が生じると予想されるインクの量を得るために当該特定の画素の所望のイメージ濃度から用紙濃度が差引かれる。ステップ213 で、上部の３つの画素、即ち最後のパスについて、正しい濃度の印刷に最も近づくと予想される印刷コマンドが計算される。ステップ215 で、行き過ぎることなく、補正濃度の印刷に最も近づくと予想される、即ち完全な補正濃度よりも幾らか薄い濃度を与える印刷コマンドで下部の６つの画素が計算される。この "幾らか薄い濃度" が上述の目標濃度であり、例えば完全補正の７０％である。ステップ217 で、走査された画素に印刷ヘッドが達したとき印刷装置を活動化させインクジェットを射出させるために印刷コマンドがキューに入れられる。ステップ219 で、印刷ヘッドアセンブリが次の水平画素の上を移動するまで、印刷装置、及び基板を観察するセンサーは待機する。ステップ221 で、行が終了したかどうかを判定する検査が実行される。終了していない場合には、ステップ205 乃至ステップ219 が反復される。行が終了している場合には、ステップ223 で、イメージが終了しているかどうかを判定する検査が行われる。イメージが終了している場合には、プロセスはステップ225 で終了する。さもなければ、用紙はステップ227 で３画素進められ、印刷ヘッドの位置が変更される。
【００２９】
図８は明るいグレイ、中間のグレイ及びブラックの３本のストライプの印刷を示す。第１、第２及び第３のパスで付着された実際のインク濃度は右側のアレイ 250、253及び257にそれぞれ描かれている。第１、第２及び第３のパスの後の用紙上の結果は左側のアレイ251、255及び259 にそれぞれ描かれている。アレイ255 は第１及び第２のパス250及び253からのインクの累積を示す。第３のパス257 の後、用紙はアレイ259 に示すようにかなり均一なストライプになる。
【００３０】
本発明は上記の良好な実施例よりも高速ではあるが精度が低い両方向性の印刷に利用することができる。交互のパスで、次の印刷パスのために新たに印刷されるイメージがメモリに保持される。この方法はより多くのメモリ及びより高い機械的な精度を必要とするが、後縁のカメラによる印刷の直後に観察したとき用紙上の濡れたインクの毛管作用がまだ終っていない場合、不正確さが生ずることがある。もう１つの代替実施例は、光学センサーの目標を印刷ヘッドの直ぐ下に定める。これは瞬時の読取りを直接誤差拡散の計算に取込みうるようにするので、各パスはある程度それ自身の誤差を補正し、理論的にはより少ないパスで同じ品質を与える。しかしながら、このオプションでは、光学系の構成は非常に困難になり、そして濡れたインクが毛管作用を停止する前に瞬時のフィードバック読取りが行われるであろう。それゆえ、毛管作用の補正を行うために、ある程度の "最良の推測" の補正を必要とするであろう。毛管作用は、インクが乾く前に表面張力により用紙の繊維を通してインクが引っ張られるプロセスである。
【００３１】
本発明により、反復毎に３つのパスを実行することにより最も簡単にカラーを印刷することができる。図９に示すように、プリンタドライバ54及びプリンタ制御装置31によりコンピュータアプリケーションからイメージがステップ300 で受取られる。ステップ301 で、イメージが別々のレッド、グリーン及びブルーのイメージに変換される。ステップ303 で、レッド、グリーン及びブルーのイメージが印刷装置の解像度のサイズに変更され、ステップ305 で、それらが実際の用紙濃度に変換される。ステップ307 で、印刷ヘッド及びセンサーが次の位置に移動される。印刷の開始時点では、それらは基板の最初の位置にあるであろう。ステップ309 で、カメラは現在のカメラ位置でレッドフィルタを通じて基板を観察する。印刷装置はシアンのインクを転送するように構成され、そして所望のイメージのレッドの成分と、カメラの感知により測定されたレッドのイメージとの明暗度の差によりインクの量が計算され、カメラが照準している位置と印刷ヘッドが目標としている位置とが異なる場合にこの計算が記憶される。ステップ313 で、現在の印刷ヘッド位置にシアンが印刷される。シアンのパスで印刷される位置が更にある場合、プロセスはステップ307 に戻る。
【００３２】
ステップ315 で、シアンのパスが終了した後、プロセスはステップ317 に続き、ステップ317 でマゼンタのパスの最初の位置に印刷ヘッドアセンブリが移動される。一般に、これは、シアンのパスが開始された位置であるが、若干のオフセットを導入してマゼンタの画素をシアンの画素の間隙に置くことができる。ステップ319 で、カメラはグリーンのフィルタを通して基板を観察する。ステップ321 で、所望のグリーンの明暗度とカメラを通して測定されたグリーンの明暗度との差に基づいてマゼンタのインクの量が計算される。ステップ323 で、現在の印刷ヘッド位置にマゼンタのインクが印刷される。
【００３３】
ステップ325 で、マゼンタのパスが終了した後、ステップ327 で、印刷ヘッドはイエローのパスの最初の位置に進む。これは、シアン及びマゼンタのパスの最初の、又は僅かにオフセットされた、位置と同じである。ステップ329 で、ブルーのフィルタを通して基板が観察される。ステップ331 で、観察されたブルーのイメージが所望のブルーのイメージから差引かれて適切に記憶される。ステップ333 で、印刷ヘッドの位置にイエローが印刷される。ステップ335 で、印刷装置プロセスはイエローのパスを続けるためにステップ327 に戻るか、又はイエローのパスを終了するかを判定する。この基板の部分でシアン、マゼンタ及びイエローのパスの最初のセット、即ち所望のイメージの明暗度の７０％が得られた後に、プロセスは次のセットのシアン、マゼンタ及びイエローのパスを実行するためにステップ307 に戻る。プロセスは目標誤差補正画素を印刷する次のセットのパスを反復する。印刷装置は最後のパスを実行するためにステップ307 に戻り、シアン、マゼンタ及びイエローのパスの残りの誤差を印刷する。ステップ337 で、印刷装置はイメージが終了したかどうかを判定する。これらの３つのパスに続いて、もしイメージが終了していなければ、印刷装置は前のように次の反復に進む。もしイメージが終了していれば、プロセスはステップ339 で終了する。最も簡単な形式では、カラーは３つの単色印刷動作だけで得られる。
【００３４】
上記のカラー実施例では、カラーを印刷する順序は、重要ではあるが、絶対的ではない。レッド／シアンが最初に選択されたのは、シアンの色素がグリーン及びブルーをいくらか吸収して望ましくないからである。これらの望ましくないクロスカラー吸収は後続のカラーにより打消される。次にグリーン／マゼンタが選択されたのはマゼンタもブルーに影響するがレッドには相対的に殆ど影響しないからである。最後に、先行するシアン及びマゼンタからのクロスカラーの影響を補正するためにイエローが選択されたのは、イエローは既に印刷されたレッド／シアン及びグリーン／マゼンタにクロスカラーの影響を殆ど及ぼさないからである。この色素付着の順序に従わなかった場合、３つのパスが終ったとき、より大きな残留誤差があるであろう。これらの誤差は反復により打消せるが、誤差が大きくなればなるほど、同じ品質を得るためにはより多くの反復を必要とする。
【００３５】
クロスカラーの誤差が後の反復で打消される。従って、僅かにオレンジがかった、即ち原色のブルーに加えてグリーンの光が吸収されていた色素にイエローの色素が取って代る場合、次の反復では、カメラを通して測定されるグリーンは少なくなるので、印刷されるマゼンタが少なくなり、イエローの色素のオレンジの色合を補償する。従って、光学フィードバックは、たとえ印刷する染料のカラーが変化しても、正確に反復できるカラーを生ずる。人間の目は大きな領域のカラーに極めて敏感であるので、正確なカラーの一致はいつも達成困難な印刷技術の目標になっている。光学フィードバック技術は色素の濃度、色相及び飽和、更には用紙のカラーの変化を、選択された材料の範囲内で補正する。この自動的なカラーの精度は技術的にかなりの進歩である。
【００３６】
光学フィードバックを用いるカラー印刷の最後の例として、同時に３つのカラーの全てを観察するカメラについて考える。走査された３つのカラーの各々が当該カラーの所望の明暗度と比較され、そして前のようにレッド、グリーン及びブルーの補正の量が見出だされる。これらのレッド、グリーン及びブルーの補正は、所望の補正を行うのに必要な、経験的に取出されたシアン、マゼンタ及びイエローの量を与えるテーブルに対するポインタとして用いられる。そしてこれらの経験的に取出された量は、基板に目標の明暗度で同時に付着される。更に、前述のように反復により誤差が除去される。
【００３７】
図１０はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック(ＣＭＹＫ)空間で印刷されるインクの量を計算する方法を示す。基板の走査後、ステップ401 で、受取られた被測定ＲＧＢ値、Ｒm Ｇm Ｂm が、ステップ403 で、被測定ＣＹＭＫ値、Ｃm Ｍm Ｙm Ｋm に変換される。ステップ405 で、所望のイメージのＲＧＢ値が所望のＲＧＢ値、Ｒd Ｇd Ｂd の計算に用いられる。これはステップ407 でＣＭＹＫ値、Ｃd Ｍd Ｙd Ｋd に変換される。ステップ409 で、所望のイメージのＣＭＹＫ値と被測定ＣＭＹＫ値との差Ｃp Ｍp Ｙp Ｋpが見出だされる。このＣpＭp Ｙp Ｋp 値はステップ411 で画素を印刷するために用いられる。上記のように、最後のパスで完全な値が印刷され、その一部は先行のパスで印刷される。
【００３８】
ステップ403、407でのＲＧＢ値からＣＭＹＫ値への変換はテーブル索引を用いて行うことができるが、代わりにそれらの値を一組の等式により計算できることを当業者は認識するであろう。最初に、０から１までの範囲でＲ,Ｇ,Ｂを受取る。次に、近似等価色素濃度 ＲD ＧD ＢD を下記の式により計算する。
【００３９】
【数１】
ＲD ＝ １−Ｒ
【００４０】
【数２】
ＧD ＝ １−Ｇ
【００４１】
【数３】
ＢD ＝ １−Ｂ
次に、ポインタとしてＲD，ＧD，及びＢD を用いて下記の式のようにテーブル(ＴＡＢＬＥ) 内の色素濃度を索引する。
【００４２】
【数４】
Ｃ ＝ TableC（ＲD, ＧD, ＢD）
【００４３】
【数５】
Ｍ ＝ TableM（ＲD, ＧD, ＢD）
【００４４】
【数６】
Ｙ ＝ TableY（ＲD, ＧD, ＢD）
【００４５】
【数７】
Ｋ ＝ TableK（ＲD, ＧD, ＢD）
計算値ＲD，ＧD，及びＢDは整数ではないので、テーブル(ＴＡＢＬＥ) は任意のアレイ索引を用いる関数である。
【００４６】
ＴＡＢＬＥ(ＲD，ＧD，ＢD) を見つけるために、４つのＴＡＢＬＥ 関数、即ち索引テーブル内の実際の数が僅かに異なるＣ、Ｍ、Ｙ及びＫのＴＡＢＬＥ 関数が用いられる。そのために、ただ１つの関数のためのアルゴリズムがつくられる。ＴＡＢＬＥC, ＴＡＢＬＥM, ＴＡＢＬＥY, ＴＡＢＬＥKは索引アレイのエレメントにある数だけが異なる。テーブル索引のための整数値ＲQ, ＧQ, ＢQ は下記のように求められる。
【００４７】
最初に、下式を計算する。
【００４８】
【数８】
ＲQ ＝ ＩＮＴ（ＲDＮ）
もし ＲQ = N であれば、下式を計算する。
【００４９】
【数９】
ＲQ ＝ Ｎ−１，ＲF ＝ ＲD Ｎ−ＲQ
次に、下式を計算する。
【００５０】
【数１０】
ＧQ ＝ ＩＮＴ（ＧDＮ）
もし ＧQ = N であれば、下式を計算する。
【００５１】
【数１１】
ＧQ ＝ Ｎ−１，ＧF ＝ ＧD Ｎ−ＧQ
次に、下式を計算する。
【００５２】
【数１２】
ＢQ ＝ ＩＮＴ（ＢDＮ）
もし ＢQ = N であれば、下式を計算する。
【００５３】
【数１３】
ＢQ ＝ Ｎ−１，ＢF ＝ ＢD Ｎ−ＢQ
上式において、Ｎは索引テーブル内の各カラーのエントリの数よりも１小さい。Ｒ、Ｇ及びＢのＮは同じでなくてもよいが、同じと考える方が都合がよい。ＲQ,ＧQ, 及び ＢQ は索引テーブルへの３つの引数の実際の整数値である。例えば、Ｎ＝３の場合、ＲQ, ＧQ, 及び ＢQ は０,１ 又は２の整数値を取りうる。ＲF, ＧF, 及びＢF は、下式に示すように、小数部分であり、テーブルエントリ間を補間するのに用いられる。
【００５４】
【数１４】
０＜ＲF，ＧF，ＢF＜１
例えば、ＲQ＝２であった場合、アレイ内のＲQ＝２のエントリが検索され、そしてＲQ ＝３のエントリも検索される。ＴＡＢＬＥの値は小数部分ＲFに基づいて２つのエントリの間に補間される。実際には、索引アレイは３次元（カラー毎に１つの次元）であるので、補間は３次元の空間で行われる。下式は補間式を示す。
【００５５】
【数１５】
0003749552.tif 000002
上式において、Ａ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４つのアレイテーブルのうちの適切な１つである。
【００５６】
４つの索引アレイテーブルの例を下記の表に示す。この例はＮ＝２について作成されたものである。各ノードで、４つの数値が示される。第１の数値はＣ＝シアンアレイの場合、第２の数値はＭ＝マゼンタアレイの場合、第３の数値はＹ＝イエローアレイの場合、そして第４の数値はＫ＝ブラックアレイの場合である。00はインクがないことを表わし、20はインクが最大であることを表わす、即ち00 26 16 00 はシアン及びブラックのインクがなく、マゼンタのインクが最大であり、イエローのインクが最大に近いことを表わす。アレイ内の３つの引数はレッド、グリーン、ブルーの順序である、即ち Ａ(1,0,2) はレッド＝１、グリーン＝０及びブルー＝２を意味する。
【００５７】
【表１】
A(0,2,2) = 00 26 16 00   A(1,2,2) = 00 13 07 10   A(2,2,2) = 02 00 00 20A(0,1,2) = 00 13 19 00   A(1,1,2) = 00 00 11 10   A(2,1,2) = 16 00 11 08A(0,0,2) = 00 00 25 00   A(1,0,2) = 13 -3 24 00   A(2,0,2) = 28 -4 23 08A(0,2,1) = 00 26 04 00   A(1,2,1) = 03 16 00 07   A(2,2,1) = 18 13 00 06A(0,1,1) = 00 13 07 00   A(1,1,1) = 00 00 00 10   A(2,1,1) = 17 00 02 07A(0,0,1) = 00 00 10 00   A(1,0,1) = 14 -3 09 00   A(2,0,1) = 28 -4 08 00A(0,2,0) = 00 26 -5 00   A(1,2,0) = 10 26 -6 00   A(2,2,0) = 29 20 -8 00A(0,1,0) = 00 13 -3 00   A(1,1,0) = 14 10 -4 00   A(2,1,0) = 28 07 -5 00A(0,0,0) = 00 00 00 00   A(1,0,0) = 14 -3 -1 00   A(2,0,0) = 28 -4 -2 00補間後、負の値がある場合には、Ｎを最も強い負の値にする、例えば、Ｎが-3であるとき、ＳをブラックＫ及び−Ｎの最小値とする。ＳをＣ、Ｍ及びＹに加え、そしてＳをＫから差引く。負の値で残っている数値はどれも00にセットする。
【００５８】
20よりも大きい数値がある場合、それらはどれも20にする。00 (インクなし) と20 (最大インク) の間でＣＭＹＫを印刷する。
【００５９】
本発明は上記の特定の実施例に関して記述されているが、本発明の意図及び範囲から逸脱せずに変更を行いうることが当業者には理解されるであろう。これらの実施例は例示及び説明だけを目的とするものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、イメージを従来よりも高品質で印刷することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術の印刷装置で実行された印刷イメージ及び所望のイメージの位置対インク濃度のグラフを示す図である。
【図２】本発明の原理によって動作する印刷装置の３つの連続するパスのインク濃度対位置のグラフを示す図である。
【図３】システムユニット、表示装置、キーボード及びマウスを備えるコンピュータに接続された、本発明の原理によって印刷できる印刷装置を示す図である。
【図４】図３に示された印刷装置及びコンピュータの組合せのブロック図である。
【図５】印刷ヘッドアセンブリ及び印刷装置の側面及び上面図である。
【図６】用紙上を移動して３つの印刷領域を描く印刷ヘッドを示す図である。
【図７】本発明の良好な実施例の流れ図である。
【図８】印刷ヘッドの３つのパスの画素毎の描写を示す図である。
【図９】本発明によって三つのカラーを印刷するための流れ図である。
【図１０】本発明の２番目のカラーの実施例で印刷されるインクの量を計算するプロセスを示す図である。
【符号の説明】
10        コンピュータ
11        システムユニット
12        キーボード
13        マウス
14        表示装置
15        印刷装置
16        センサー
17        印刷ヘッド
21        システムバス
22        マイクロプロセッサ
23        読取り専用メモリ(ＲＯＭ)
24        ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)
25        メモリ管理チップ
26        ハードディスク装置
27        フロッピーディスク装置
28        キーボード制御装置
29        マウス制御装置
30        ビデオ制御装置
31        プリンタ制御装置
32        ＣＤ ＲＯＭ
33        センサー制御装置
54        プリンタドライバ
56        センサードライバ
58        アプリケーション
59        アプリケーション
99        印刷ヘッドアセンブリ
100       基板／用紙
101       ベアリング
102       スライダ
105       センサー
106       レンズ
107       印刷ヘッド
109       ランプ
【図１】
0003749552.tif 000003
【図２】
0003749552.tif 000004
【図３】
0003749552.tif 000005
【図４】
0003749552.tif 000006
【図５】
0003749552.tif 000007
【図６】
0003749552.tif 000008
【図７】
0003749552.tif 000009
【図８】
0003749552.tif 000010
【図９】
0003749552.tif 000011
【図１０】
0003749552.tif 000012