JP6461191B2 - インクジェットプリンタ及びインクジェットプリンタを作動させる方法 - Google Patents

Description

本発明はインクジェットプリンタの作動に関し、所定の色深度b bpc（色当たりのビット数）、

の画像ファイルを印刷でき、その際、場合によっては、そのプロセスにおいてb bpcの色深度に使用される解像度が印刷色D_μを参照し色深度信号において存在するようにするために、画像ファイルで特定された色深度信号は、ここで利用可能なカラーシステムF₁、F₂、F₃、例えばレッド、グリーン、ブルー、から、これらに適用可能な、利用可能な印刷インクD₁、D₂、D₃等、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、必要に応じてブラック、の色深度信号へ変換され、その際、１以上の、特に全ての印刷色D_μのために、いずれの場合でも、同じ色D_μであるが異なる色強度の少なくとも２つのインクT_h,μ、T_d,μ、即ち、少なくとも１つの、より明るい（einer hellen）色強度J_h,μ＞0であるより明るいインク（eine hellere Tinte）T_h,μ又は光沢（aufhellenden）で仮想の（virtuellen）色強度J_f,μ＜0であるまさに無色の（farblose）光沢インク（aufhellende Tinte）T_f,μ、及び少なくとも１つのより暗い（einer dunklen）色強度J_d,μであるより暗いインク（dunklere Tinte）T_d,μ、が使用され、その際、より明るいが無色でないインクT_h,μには次式が適用され：
J_d,μ−n*J_h,μ＝0
そして無色のインクT_f,μには次式が適用され：
J_d,μ＋n*J_f,μ＝0
式中、

n≧2；及びμ＝1、2、3…；その際、１画素に割り当てられる領域に、同じインクT_h,μ、T_d,μのいくつかのインク滴、即ちより明るいインクT_h,μについて最大（n−1）のインク滴及びより暗いインクT_d,μについて最大（m−1）のインク滴、を他方の上に印刷でき、より暗いインクT_d,μについてm輝度（Helligkeitsstufen）レベル、即ち0…（m*J_d,μ）、を達成でき、より明るいインクT_h,μについてn輝度レベル、即ち0…（n*J_h,μ）、そして全体で（n*m）の異なる輝度レベル、即ち0…［（m−1）*J_d,μ＋（n−1）*J_h,μ）］、の結果となる。

この目的に適用できるプリンタは、適用可能な１以上の、特に全ての印刷色、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、必要に応じてブラック、のために、
ａ）いずれの場合でも、同じ色であるが異なる色強度の異なる印刷インク、即ち少なくとも１つの、より明るい色強度がJ_h,μ＞0であるより明るいインクT_h,μ又は光沢で仮想の色強度J_f,μ＜0であるまさに無色の光沢インクT_f,μ、及び少なくとも１つのより暗い色強度J_d,μであるより暗いインクT_d,μ、その際、より明るいインクT_h,μの場合には次式が適用され；
J_d,μ−n*J_h,μ＝0
無色のインクT_f,μの場合には次式が適用され：
J_d,μ＋n*J_f,μ＝0
式中、

n≧2である；
のための、２つのインク供給タンク；及び
ｂ）いずれの場合でも、一方はより明るいインクT_h,μ用のインク供給タンクから供給を受けるが、もう一方はより暗いインクT_d,μ用のインク供給タンクから供給を受ける、２つの印刷ユニット、
を含む。

サーマルダイサブリメーショプリンタ（Thermosublimationsdrucker）又はフォトプリンタは、例えば300dpiの解像度を有し、例えば画素当たり255の異なる色強度を有する。このため、とても良好な画像品質を作成でき、スクリーニングは全く見られない。この結果は、サーマルサブリメーション印刷においてワックスの質感の染料が使用されることに起因する。約300℃かそれ以上の高温によってワックスは気相へと変換され蒸着が可能となる。実際にそうするためには、キャリアフォイルから染料を部分的に蒸発させるためにプリントヘッドの個々の部分領域が加熱され、次いで紙上に転写される。温度に基づいて転写される染料の量を特定でき、これにより、該当する画素の輝度又は色強度を変えることができる。これは理論的には無限に可変可能であるため、大きな色深度及び色飽和が発生し；実際には多くの場合、個々の発熱量、例えば255の異なる発熱量が特定される。個々の画素もまた区別できる。しかし、一方、高投資及び／又は高運転コストである。

これとは対照的に、例えばピエゾプリントヘッドを備えた、従来のインクプリンタ又はインクジェットプリンタは確かに安価である。ここで、その印刷プロセスは、連続インクジェットの個々の帯電がその帯電に応じてフィールドにおいて偏ること（連続インクジェット方式、CIJ）又は要求に応じて個々のインク滴を分配すること（ドロップ・オン・デマンド方式、DOD）のいずれかにより制御される。しかし、このようなプリンタは各印刷色当たり２又は３の色強度のみを使いこなす。このことは、特にテキスト又は他の白黒ドキュメントを明暗の強いコントラストで印刷する場合において、殊のほか目立つということはほとんどないが、インクジェットプリンタはカラー写真の印刷にあまり適さない。これらを写真プリンタとしてとにかく使用できるようにするために、個々の画素毎に分割して小さなスクリーン、例えば4×4の小さなドット、とし、次いで0、1、2...15、16の当該小さなスクリーンドットを印刷することにより、インクジェットプリンタの本来的に不十分な演色の改善が既に試みられており、そして、−むしろ肉眼検査において−既に16の異なる色強度を識別できる。しかし、実際は画素のより小さなこれらの輝度スクリーンドットが依然として目でドットとして又はいずれにしても目に見える不安として認識されることが問題である。さらに悪いことに、厳密に同じ色の画素の場合、スクリーンドットの配置の常時繰り返しがいわゆるモアレ効果を招きうる、即ち微細構造が定期的に繰り返しそれにより明白に知覚できるか又はなお見逃せない巨視的模様を生み出す。

その分野の方法は例えばEP 0 899 937 A2に開示されている。そこでは、0から80の間の色強度間隔において濃淡値0及び80のインクのみが相応に使用され、81から130の間の色強度間隔において濃淡値80及び130のインクが使用される等、0、80、130及び255のモノクロ階調のインクが使用される。しかし、ここで、画像の色値に由来する、異なる輝度値又は個々の強度の２つのインクの相応の分担に到達するには、とりわけ行列計算、特にいわゆるディザリングマトリクスによる計算を必要とし、相対的に複雑である。例えば色強度130のインクの場合、色強度80のインクより1.625倍強く、インク滴における適切な量の割り当てが複雑であることが分かる。

これらの従来技術の欠点から、インク又はインクジェットプリンタをそのような範囲に前進させること或いはインク又はインクジェットプリンタに適する印刷方法を開発することが、本発明を開始する際の課題となり、従って、かかるプリンタもまた最適な色強度を備えた写真プリンタとして利用できる。

この課題は、本発明の教示に従い以下の手段により解決される：。

一方では、印刷色、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、毎に、いずれの場合でも、同じ色であるが異なる色強度の少なくとも２つのインク、即ちより明るい色強度J_h,μを有するインク、及びより暗い色強度J_d,μを有する少なくとも１つのインクを使用し、理想的な場合では、次の正確な又は最良の近似値を適用する：
J_d,μ−2^X*J_h,μ＝0
式中、xは自然数であり、2、3又は4などの正の整数であり；これらの場合、2^xは例えば2²＝4又は2³＝8又は2⁴＝16である。

また、１画素に複数のインク滴、例えば0...（2^X−1）のインク滴、を印刷することが可能である。これは、より明るいインクについて2^x輝度レベルを達成でき、より暗いインクについても例えば2^x輝度レベルを達成できることを意味する。その結果、全体で、2^x*2^x＝2^2xの異なる輝度レベルとなる。例えば、x＝2について2⁴＝16の異なる色強度ステップがあり、x＝3について2⁶＝64の異なる色強度ステップがあり、及びx＝4について2⁸＝256の異なる色強度ステップが得られる。

これは、とりわけ、2^xまでのインク滴を非常に素早く相次いで分配することにより達成できる。

インク滴の高頻度によって、及び１画素に割り当てられた同じインクのインク滴が全く同一のノズルに由来することによって、空中飛行中であっても個々のインク滴は互いに分離せず、細いインクストランド（Tintenstrang）によって互いに結合する。表面張力又は当該インクストランドの内部応力の結果、個々のインク滴が空中飛行中に相互に接触し一体化しようとする。このため、これらは１つの単一の大きなインク滴として被印刷体上に衝突する。

従って、微細構造を備え互いに分離したインク滴は、目に見えるものとして残存せず、モアレタイプのマクロ構造にもならない。むしろ、この方法によって、ハードウェアの実質的な変更を必要とせず、またこの方法に起因する落ち着きのない印刷画像を有することなく、高い色解像度を実現できる。

さらにまた、例えば画素当たり16の小さなドットが印刷されなければならない場合、少なくとも４つの印刷ノズルが必要と思われるであろうが、多くとも２つのみ、即ち１つのより暗い色強度のインク滴及び１つのより明るい色強度のインク滴、画素当たりの印刷ノズルとしては２つのみが必要である。従って、ハードウェアの複雑さは、上述の従来方法に比較して低減される。

従来技術においてモアレ効果を回避しようとすると、同じ色強度の隣接画素は様々な方法で印刷されなければならず、換言すると実際には同じ数nの小さなドットを、これらの画素毎に毎回0≦n≦16で印刷する。しかしこれらは、モアレ効果と認識できる巨視的な規則性が起こらないように、常に異なるところに位置している。

また、奇数倍の色強度のインクの利用は、それらに大きな計算量をもたらすか、又はさらに正確で写実的な画像解像度に支障をきたす。

このすべては計算の重複を伴い、達成可能な印刷速度、及び／又は、得られる色深度、に悪影響を及ぼす。

本発明の印刷技術では、一方では計算量が大幅に減少し、もう一方では色深度及び画像品質が顕著に改善される。同時に、とりわけ、本発明のプリンタ用の電子制御系を従来の方法よりもはるかに簡潔かつ安価に実現することができる。

無色のインク、まさに純粋な溶媒による印刷が、輝度向上効果を有することが明らかである。このことは、染料が「ぼやけ」であるために光量を失うことから生じる。一つには、実際に無色のインクはその輝度向上効果により負の色強度J_f,μ＜0を有するであろうことがこの場合において想定される。この場合は：
J_d,μ＋2^X*J_f,μ＝0
と表すことができる。

負の色強度J_f,μ＜0は、例えば印刷装置のインク滴サイズを変更することで、必要であれば輝度向上剤を白色物質又は白色染料にそれぞれ混合して乳白色化することでも、調整できる。

特定の色深度b bpc、

を有する画像ファイルを写真品質で印刷するための本発明のインクジェットプリンタは、適用可能な、１以上の、特に全ての印刷色、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、必要に応じてブラック及び／又は他の色のために、いずれの場合でも、同じ色であるが異なる色強度の２つの印刷インク用、即ちより明るい色強度J_hであるより明るいインク用及びより暗い色強度J_dであるより暗いインク用、ここで、次式が適用され：
J_d,μ−n*J_h,μ＝0
式中、

n≧2である；
に設けられた２つのインク供給タンク並びに、いずれの場合でも、一方はより明るいインク用のインク供給タンクから供給を受けるが、もう一方はより暗いインク用のインク供給タンクから供給を受けるために設けられた２つの印刷ユニット、を含む。この場合、本発明のプリンタは、

n＝2^xとなるよう設定され、次式が適用され：
J_d,μ＝2^x*J_h,μ
式中、

x≧2、例えば2、3又は4であり；これらの場合において2^xは2²＝4又は2³＝8又は2⁴＝16であり；そしてより明るいインクT_h,μ用の印刷ユニットE_h,μのためのコントロール信号は、より低いビット値xにおける2進数の値に対応するより明るい又は無色のインクT_h,μの多数のインク滴が短い間隔で迅速に連続で放たれる方式で使用される、印刷色D_μに関する色深度信号のより低いビット値xに基づき、その際、より暗いインクT_d,μ用の印刷ユニットE_d,μのためのコントロール信号は印刷色D_μに関する色深度信号のより高いビット値（b−x）を超えず、より高いビット値（b−x）を超えない2進数に対応するより暗いインクT_d,μの多数のインク滴が短い間隔であるが、被印刷体の送り方向における両印刷ユニットE_h,μ、E_d,μの物理的距離＋d、−dに対応する時間間隔＋т、−тの時間遅延で、迅速に連続で放たれ、その際、被印刷体上に１画素の画像情報に対応するインクブロットを生成するために、いずれの場合でも、ただ１つの単独のノズル開口が印刷ユニット毎に設けられる。

無色の光沢インクの場合、負のJ_f,μはJ_h,μに代えて定式化される：
J_d,μ＋2^x*J_f,μ＝0
画素の異なる領域における異なるインク滴の印刷が省かれる場合では、いずれの場合でも、画素当たり１つの単独のノズル及び印刷色及びインク輝度は、従来の例えば16の代わりとして十分である。

本発明では個々のインク滴の分配の方法は問題とならないため、CIJプリンタとDODプリンタの間の区別は必要とされない。両タイプのプリンタは本発明の原理に従って動作できる。

さらに、本発明は、より高い値、画素の最大ビット値（b−x）の色深度信号をより暗いインク用の印刷ユニットに送信し、同じ画素のより低いビット値xの色深度信号をより明るいインク用の印刷ユニットに送信するデータスプリッター（Datensplitter）を含む。本発明による異なるインクの輝度調整により、当該データスプリッターを非常に簡略に構成できる。

例えばx＝4の場合における１色の色深度信号を含むb＝8ビットを、都度、割り当て部分を含む２つの4ビットに分割できる。

データを簡単に分割する過程において、全てのデータワード又はバイトをレジスタに転送することができ、次いでこれらは、印刷ユニットの残りのより低いビット値をより明るいインクで利用できるようにするため、より高いビット値（b−x）をゼロにより各々上書きできる。この場合、最終的には、2進数−各レジスタ内で右揃えされたデータワード又はバイト−を受信し、分配すべき各−より明るい−インクのインク滴の所望数として直ちに解釈され得る。

一方、−おそらく異なる時点で、目的の画素が第２の、例えばより暗いインク用の、印刷ユニットの下に正確に位置決めされ−全てのデータワード又はバイトをレジスタに転送でき、次にこれらを、印刷ユニットの残りのより高いビット値をより暗いインクで利用できるようにするために、より低いビット値xをゼロにより各々上書きできる。

その後、優先的により高いビット値を、最終的に2進数−各レジスタ内で右揃えされた各データワード又はバイト−が出現するように、x桁に従って右に移動でき、分配すべき各−より暗い−インクのインク滴の所望数として直ちに解釈され得る。

さらなる利点は、次にスプリッターの１出力のみ実行しもう一方ではそうされない遅延モジュールを提供することである。このため、例えば−印刷方向から見て−手前にある印刷ユニットは１画素を印刷する場合、１色のインク及び１画素の双方に関する全ての印刷信号を単一時点で計算できるが、同じ色であるが明るさの異なるインク用の他の印刷ユニットは各々、その後の時点で当該画素に到達するため、当該画素及び当該インクに割り当てられた印刷信号はキャッシュされなければならない。

この方法が必要とするメモリ領域が小さなものではないため、これに代えて、同じ色であるが異なる強度のインク用の印刷ユニットのためのコントロール信号の計算を時間的な面から分割し、より高い値、最大（b−x）ビット、のための計算よりも、低いビット値xのために異なるポイントで時間内にこれらを実行する可能性が存在する。この場合、−ほぼリアルタイムで−全ての他のインクのための計算と無関係に、１つのインクに割り当てられた規定の色及び輝度の計算を実行することが可能である。

さらに、本発明は、印刷ユニットに割り当てられた画素の色深度信号のビットを入力するための色深度レジスタを手段とすることで優れている。当然のことながら、印刷ユニットは複数の画素を同時に印刷するのが普通であり、特に、紙、被印刷体又はプリントヘッドの送り方向に対して横方向に延び、１列に並べられる。この場合、色深度レジスタは、もちろん、個々のレジスタが各ノズル又は各画素に割り当てられるように、対応するレジスタ数でレジスタベクターの種類に展開する。

都度分割され色深度レジスタに格納された正の色強度を有する１つのより暗い及び１つのより明るいインクの場合、もとの色深度信号のフラクション値は、即ち個々の場合に分配される各インク滴の数として、直ちにまたは直接に使用できる。

光沢で特に無色のインクの場合は異なる：この場合、総色強度は分配インク滴の数の増加に伴って減少する。従って、この場合、わずかに異なるアルゴリズムが使用されるべきである。特に、色深度サブレジスタにおけるD_f,μ数は、例えば次式に従って：
D _f,μ：＝2x−D_f,μ・
より低いビット値xで補正された値D _f,μに変換されるべきである。

同時に、色深度サブレジスタにおけるD_d,μ数は、例えば次式に従って：
D _d,μ：＝D_d,μ＋1
より高いビット値（b−x）で補正された値D _d,μに変換されるべきである。

ここで、
D_μ＝2^x*D_d,μ＋D_f,μ＝
＝2^x*(D _d,μ−1)＋2^x−D _f,μ・＝
＝2^x*D _d,μ−D _f,μ；
を適用する。

この変換の結果、より暗いインクと対照的な、負又は仮想の負の色強度を有する無色のインク、さらにはより強度の高い染色インクの場合と同様に、補正された部分色強度D _d,μ及びD _f,μは反対符号を持つ総色強度に入力される、即ちこれら補正色値を各インクのインク滴の対応する数を分配するために直接的に使用することができる。

画素又はノズルに割り当てられた色深度レジスタにおける値がゼロより大きいうちは、特定の時間パターンの範囲内で、都度、圧力パルスを生成する追加のコンポーネントが画素毎又はノズル毎に存在することが好ましい。例えば、この時間パターンは、デバイス内部で生成したパルスシークエンスから誘導できる。

好適には、圧力パルス生成後、都度、色深度レジスタに格納された値を1減少させる、追加の他のコンポーネントが存在する。例えば、当該レジスタに先に格納された値が1の場合、次に、これが減少して0となり、結果、特定の時間パターンの次のパルス時点でそれ以上の圧力パルスが発生しない。しかし、色深度レジスタに格納された値が1より大きい、例えば7の場合、値は減少して単に6となり、続いて他の圧力パルスを生成し、値が減少して実際に0になるまで同様である。このような配置は、都度、正確に、多くの圧力パルスが、色深度レジスタのx又は（b−x）値における2進数で規定されるとおりに、直接に連続して放出されることを可能にする。

本発明の原理は、個々に異なる色強度輝度、好ましくは2^x1、2^x2、2^x3等によって互いを区別し、

x₁≧1、x₂≧1、x₃≧1を有し、各色ごとに３つ、４つ、またはさらに多くのインクに拡張することができる。これにより、式：
x₁＋x₂＋x₃＋…＝b
が満たされるべきである。

例えばb＝8の場合、x₁＝x₂＝3となり、色強度J₁＝J₀のより明るいインク、色強度J₂＝8*J₀の中間のインク、及び色強度J₂＝64*J₀のより暗いインクに対応する、３つのインクを用いて印刷できる。

例えば４つのインクでは、色強度J₁＝J₀のより明るいインク、色強度J₂＝4*J₀の中間の明るいインク、色強度J₃＝16*J₀の中間の暗いインク、及び色強度J₄＝64*J₀の暗いインクに対応する、x₁＝x₂＝x₃＝2を選択できる。

さらに、本発明は、画素毎に次のインク滴が既に分配された際に、前のインク滴が印刷ユニットから離れてまだ完全には緩んでおらず、インク滴が実際のところ互いにばらばらにならないように、他方の上に印刷されるべき同じ色で同じ輝度の個々のインク滴が迅速で連続に分配されるという効果の発展を可能とする。この方法ではインク滴のサイズが影響を受け得、いわば、より小さいインク滴は、結果的にそれを大きくするために、より大きなインク滴に多重的に「注入される」。それについて、（より小さな）インク滴当たりの送出インク量は変化しない又はほとんど変化せず、インク滴サイズとその染料量が良好な比例近似又は線形でコントロールできることが示された。

結局のところ、例えばデュアルバリュー（Dualwert）を介してコードされた、様々なサイズのインク滴を分配することができる印刷ユニットが使用されることは、本発明の教示に該当する。従って、デュアルバリューが印刷ユニットに送られ、より小さなインク滴のサイズを例えば次のパターン：
00＝０滴
01＝１滴、小さい（＝サイズ1倍）
10＝１滴、中間 （＝サイズ2倍）
11＝１滴、大きい（＝サイズ3倍）
に従い決定することを本発明に該当するとみなすことができる。

このケースのように、より小さな個々のインク滴のサイズは可変であり、部分的な色値の情報の一部、例えばその最低ビット値、を、これらの部分的な色強度値の最低ビット値が正しいインク滴サイズに影響を及ぼせるように、印刷ユニットに直接的に転送できる。次いで、色強度値の一部のより高いビット値を、繰り返されるインク滴の迅速連続分配において考慮することができる。

従って、例えば色強度値1101＝13＝1＋4*3は、1倍サイズのインク滴と3倍サイズのインク滴により実現でき；そして、これらの個々のインク滴は、これらが互いに緩まず凝集し単一のインク滴として被印刷体に到達するように迅速連続分配されるだろう。見た限りでは、個々のインク滴のサイズの仕様は、分配されるべき小さな個々のインク滴の総数の相当な、例えば部分的な色強度値4ビットで15からおそらく6へ、つまり半分以下へ、の減少を誘導しうる。

本発明に基づく更なる特徴、特性、利点及び効果は、本発明の好ましい実施形態の以下の説明から、及び図面の参照から明らかになるであろう。

図１は、単色印刷用の印刷ユニットの概略図である。 図２は、本発明の印刷方法を表す信号フローチャートである。

図２は、例えば、画像ファイルに格納されている単一の画像ポイント又は画素の色情報は、24bpp（画素毎のビット数）に対応する24ビットのサイズを含む、いわゆる「トゥルーカラー」形式と仮定する。同様に、三色のレッド（R）、グリーン（G）及びブルー（B）、いわゆるRGB色空間、の係数を含み、各係数は0＝2⁰−1から255＝2⁸−1の間である。従って、３色の各色毎に8ビットが割り当てられ、各々8bpc（色当たりのビット数）となる。

画像ファイルで多く使用されるRGB色値は、一般的にプリンタで使用される印刷色のシアン（C）、マゼンタ（M）及びイエロー（Y）、必要に応じてブラック、と互換性がない。

従って、画像ファイルは、まず最初に、使用される印刷色に適した印刷フォーマット、例えばCMYK係数、ここでKはキー（Key）で追加的なオペラントを示す、に全て変換される。

変換には複数の選択肢がある。例えば、換算係数k₁…k₉による乗算は、いずれの場合でも、３要因の和で、概ね以下：
C＝k₁*R＋k₂*G＋k₃*B；
M＝k₄*R＋k₅*G＋k₆*B；
Y＝k₇*R＋k₈*G＋k₉*B；
のようにして実施できる。

一方では乗算は計算負荷が大きく；他方では正常化が必要であり、それは顕著な除算になるか、又は−当該正常化が既に換算係数k₁…k₉を含む場合−少数と小数点を伴う乗算として現れる。いずれの場合でも、最終的に、複数の丸めが必要であり、計算負荷が膨大となる。

従って、例えば0で標識された値が予備的で暫定的な結果を表す以下のアルゴリズムにより、8bpcの色深度を有するCMYを8bpcのRGB色値を有する画像ファイルから取得するための単純な変換方法が存在し、それは再度の個別の消去又は上書を不要とできる、：
C₀：＝255−R，
M₀：＝255−G，
Y₀：＝255−B；
K₀：＝min（C₀，M₀，Y₀）；。

次いで、C、M及びYの値を以下のように決定できる。：
C：＝C₀−K₀，
M：＝M₀−K₀，
Y：＝Y₀−K₀．
見たとおり、これには乗算も除算も必要ではなく、そのため、色深度は変化しない。C、M及びYについての結果は、いずれの場合でも、再度、0から255の範囲の数であり、従って各々を8bpcで表せる。

これは、付属の図２中に例示され、レッド、グリーン及びブルーだけでなくシアン、マゼンタ及びイエローの色値のために、毎回、8ビットのデータワードが設計される。当然のことながら本発明の方法において、これらデータワードの絶対的な長さ、その結果としての色深度、は任意である。例えば、その方法は16bpcの色深度でも機能する。また、印刷色ブラックの係数を計算する場合には、この目的に適したアルゴリズムがあるものの、この時点では詳説しない。

これら印刷色に適するように計算された係数を基礎としてどのように印刷を実行するかという独自性を最初に図１に基づいて説明する。単一の印刷色D_μ（例えばD₁＝シアン、D₂＝マゼンタ、D₃＝イエロー、D₄＝ブラック）用の印刷ユニット1がそこに示されている；このような印刷ユニット1は、実際には、複数回多色印刷法、例えば４色４回印刷用としても存在する。

印刷ユニット1は、同一構造であってもよい２つのプリントヘッド2、3から構成され；当然、両プリントヘッド2、3を結合して１つの物理ユニットとすることもできる。しかし、各プリントヘッド2、3は、２つのインク供給タンク4、5内に利用可能に設けられた異なるインクT_h,μ、T_d,μの供給を受ける。

両インクT_h,μ、T_d,μは各々、同じ印刷色D_μであるが異なる色強度J_h,μ、J_d,μを正確に含む；より明るいインクT_h,μはより暗い色強度J_h,μを示し、より暗いインクT_d,μはより強い色強度J_d,μである。

さらに、図１に表されるように、両インクT_h,μ、T_d,μは厳密に別々に分離されている；第１のインク供給タンク4から供給されるより明るいインクT_h,μは第１のインクライン6を通って第１のプリントヘッド2に到達し、一方、より暗いインクT_d,μは第２のインクライン7を通って第２のインク供給タンク5から第２のプリントヘッド3に流れる。

プリントヘッド2、3の図は底面図として理解されるべきである。各ノズル8、9、10、11については２列が２つ確認され、プリントヘッド2、3の両方の列の個々のノズル8、9、10、11は、それぞれ約半分のノズル中心線距離だけ互いにオフセットされており、例えば、第２列（図１中、それぞれ下側）のノズル9、11は、第１列（図１中、それぞれ上側）のノズル8、10の中間を正確に印刷する。

8から11の列のノズルは、用紙の送り方向12に対して横方向に延びるか又は印刷される被印刷体に対する印刷ユニット1の相対的な移動方向に対して横方向に延びる。

２つのプリントヘッド2、3は、送り方向12において第１のプリントヘッド2のノズル8、9の真後ろに第２のプリントヘッド3の各ノズル10、11が正確に位置するように配置される。すなわち、第１のプリントヘッドの各ノズル8、9に対して第２のプリントヘッド3の正確に割り当てられたノズル10、11があり、相互に割り当てられたノズル対8、10と9、11の各々についての中心が、送り方向12に平行で両印刷ユニット2、3の間のオフセットdに対応する全てのノズル対8、10と9、11から同距離の直線によって相互に各々接続される。

図１のように両印刷ユニット2、3を正確に互いに同一平面上に配置する場合、オフセットdはプリントヘッド2、3の幅bと等しくなる：d＝b。しかし、両プリントヘッド2、3は通常、調整を可能にするためにそれらの間に小さな間隔をとってマウントされており、次式が適用される：d＞b。

速度vで用紙送り12が行われた場合、オフセットdは、用紙又は他の被印刷体上の１つ及び同じ画素がプリントヘッド2の後にプリントヘッド3に到達することを招く。その間、時間間隔т＝d／vが経過する。

共同計時印刷プロセスにおいて次の印刷ユニット3の画素を非常に正確に前の第１の印刷ユニット2で印刷された画素と並べるために、さらに両印刷ユニット間のオフセットdもまた１画素の長手方向の長さ又は直径のサイズg各々の倍数と一致すべきであり：d／g＝v、

その他の場合、両印刷ユニットの印刷プロセスは相遅延（phasenverschoben）を実行する必要があるだろう。

いずれの場合でも、印刷ユニット3による１画素上へのインクT_h,μの印刷が、印刷ユニット2で全く同じ画素上に印刷されたインクT_d,μに対して、時間間隔т＝d／vで遅れて実行されることが分かる。本発明の方法では、第１近似値において、最初により明るいインクT_h,μが印刷され次にその上により暗いインク、又はその逆のいずれの場合も重要ではない。

本発明において両インクT_h,μ、T_d,μの色強度J_h,μ、J_d,μには次式が適用され：
J_d,μ＝2^x*J_h,μ
これは特に、両インク中の染料濃度c_h,μ、c_d,μを次式：
c_d,μ＝2^x*c_h,μ
のように違えることにより達成することができる。

xが正の整数である場合、好ましいのはx≧2である。従って、要因2^xは、選択されたxに依拠するある個別の値、即ち4、8、16、32等のみ実現することができる。

そして、好ましいxは：x＝b／2が適用されるように選択され、ここでxは何らのサイズ関連指標を含まないがbはbpc単位で測定される。この推奨は、各色D当たり２つの異なるインクTのみがある場合に殊のほか適用される。印刷色当たり２を超えるインクでは、２つの要因x₁、x₂が決定されなければならず、デザイン自由度がより大きくなる。

図２に示した例示はb＝8bpcであり、従ってx＝4であり、両インクT_h,μ、T_d,μに次式：
J_d,μ＝2^x*J_h,μ＝2⁴*J_h,μ＝16*J_h,μ
が適用される。

換言すれば、両インク中の染料濃度c_h,μ、c_d,μは次式のように：
c_d,μ＝2^x*c_h,μ＝2⁴*c_h,μ＝16*c_h,μ
差異を生じる。

例えばインクT_h,μに含まれる染料がc_h,μ濃度0.5重量％とすると、次式：c_d,μ／c_h,μ＝16が適用されて、より暗いインクT_d,μ中の染料濃度c_d,μは8重量％となる。

これを確実にするために、本発明は、２つのインクT_h,μ、T_d,μの残りのコンポーネントに同じ組成物を使用することを推奨する。また、インクT_h,μ、T_d,μは、できれば溶媒を蒸発させないようにし、好ましくは密閉インクタンク4、5で可能な限り維持すべきで、インク中の染料濃度の制御なく変更されないようにすべきである。とはいえ、当然ではあるが、圧力均等化用の開口がインク供給タンク4、5に存在していてもよい；しかしこれらは可能な限り小さくすべきであり、できれば直径1mm以下、例えば直径0.5mm以下、好ましくは直径0.2mm以下、特に直径0.1mm以下である。場合によっては、圧力均等化用の開口はスプリング式逆止め弁で閉じられてもよく、内部気圧の低下の際に一瞬開いて空気を入れ、そうでなければインクタンクを密閉に維持するが、インクタンクの再充填のために蓋を、例えばネジを緩めて外すことにより、開けてもよい。

同じ媒質で常に正確に同じ量の染料のインク滴体積、例えば各5ピコリットル（pl）、は、より明るいインクT_h,μの2^xインク滴中に含まれ、同様により暗いインクT_d,μの1滴中に含まれる。

このため、図２でx＝b／2＝4の場合、より明るいインクT_h,μの16滴中に含まれる染料の量は、より暗いインクの1滴中の染料の量に厳密に等しい。

図２によれば、レッド、グリーン及びブルー用画像ファイルの色係数17、18、19から、その過程で色深度を著しく損なうことなく、換言すると色に関連した色深度b bpcを維持しつつ、変換16によって得られた印刷色D₁＝シアン、D₂＝マゼンタ及びD₃＝イエロー用の色値13、14、15は、プリントヘッド2、3各々を適切にコントロールできるようにするために、分割されて各印刷色D₁、D₂、D₃に割り当てられる。

そのプロセスにおいて、いずれの場合にも、最も低いビット値xは、色値13、14、15から抽出され、それぞれのより明るいインクT_h,μ用のプリントヘッド2、3に割り当てられ、次いでいずれの場合にも、より高いビット値は抽出され、それぞれのより暗いインクT_h,μ用のプリントヘッド2、3に割り当てられる。

２つのインクのみの場合、全部で（b−x）ビット存在し；輝度比2^x2：2^x1：1を示す３つのインクを伴い、x₁ビットは最も明るいインクに、x₂ビットは中間の明るさのインクに、そして（b−x₁−x₂）ビットは最も暗いインクに割り当てられるであろう。

画素の印刷が保留される場合において、この値20、21がゼロより大きいときは、インク−この例示において4ビットの長さを有する−に割り当てられた色20、21の部分をクエリーすることができる。

クエリー22、23の結果、色20、21のそれぞれの一部が1と等しいかそれより大きい場合、最初の各印刷ユニット2、3での次のプロセスステップ24、25において、印刷ユニット2、3に割り当てられている各インクT_h,μ、T_d,μ、は各インクT_h,μ、T_d,μの1インク滴を分配するよう指示される。続いて、20、21のそれぞれの部分−例えば、暗いシアン用の値C_d又は明るいシアン用の値C_h又は暗いマゼンタ用の値M_d又は明るいマゼンタ用の値M_h又は暗いイエロー用の値Y_d、又は明るいイエロー用の値Y_h−は値1によって減少させられる。

そして、クエリー22、23は繰り返され、新たな色値20、21がまた1以上である場合のみ、再度、それぞれのインクの1インク滴が印刷される。これは、割り当てられた色値20、21又はC_d、C_h、M_d、M_h、Y_d、Y_hそれぞれに最初に格納された2進数に対応するように、1画素当たり、結局は多くのインク滴としてのみ設定されることを意味します。

一例として、画像ファイルからのRGB情報17、18、19に基づいて、画素の一般的なシアン色値13のために、2進数01001011に対応する8ビット値74が計算されたと仮定する。その値は、より明るいインクT_h,1用の1011に相当するより低いビット値x＝4と、より暗いインクT_d,1用の0100に相当するより高いビット値（b−x）＝4に分割される。

2進数の1011は10進数の11に対応し、2進数の0100は10進数の4に対応する。従って、より暗いインクT_d,1のt_d＝4インク滴とより明るいインクT_h,1のt_h＝11インク滴が分配される。

シアン色値13に：
C＝C_d*2^x＋C_h
を適用し、マゼンタ色値14に：
M＝M_d*2^x＋M_h
を適用し、イエロー色値15に：
Y＝Y_d*2^x＋Y_h
を適用し、一般に、印刷色D_μに：
D_μ＝D_d,μ*2^x＋D_h,μ
適用し、式中、D_d,μはより暗いインクそれぞれのインク滴数に相当し、D_h,μはより明るいインクそれぞれのインク滴数に相当する。

目的の画素に印刷された染料の総量は、中間のインク滴体積V、例えばV＝5pl、インクの密度ρ、例えばρ＝1g／cm³：11*0.5重量％*V*ρ＋4*8重量％ V*ρ＝（5.5＋32）V*ρ＝37.5*5pl*1g／cm³＝187.5*10^-12*|*1g／10^-3|=187.5*10^-9g＝0.187μgである。

特定の色及び強度のこのインクが同一のノズル8、9、10、11から実際に連続で早い速さで分配される。好ましくは、この速さは好ましくは印刷ユニット自体中に生成され、解像度、送り速度及び１色のインクの数に依存する。しかし、いずれの場合でも、その速さは、１つの単一のノズルにより分配されるインク滴が被印刷体に向けての飛行中に互いに分裂しないが、結びつきを維持するように又はそれ以上に強固に結合するように、十分に高くあるべきであり、それによって、単一の「スーパードロップ」が被印刷体に到達し内部構造のない１つの単一のインクスポットを生成し、それによって肉眼で認識できる（モアレ）模様の発達が同じ色の領域においても回避される。

インク滴コントロールの波形は、理想的な場合において、2^x−1の異なる大きさの「スーパードロップ」が生成され得るように、できれば印刷ユニット自体に実装されたインク滴サイズパラメーター化ユニットの助力を得て、特に、個々のインク滴のサイズを決定するデュアルバリュー、例えば2ビットインク滴コントロール（g＝2）の場合はデュアルバリュー00、01、10、11から選択される、を転送することによって、デザインされるべきである。

印刷ユニット自体に実装されたインク滴サイズパラメーター化ユニットを利用する場合、スーパードロップ創出のために分配されるべき個々のインク滴の数は、個々の部分的な色強度値に対応するであろうよりも低く、おおよそ（2^x−1）／（2^g−1）の値である。この値はx＝4及びg＝2で15／3＝5である。

１ 印刷ユニット
２ プリントヘッド
３ プリントヘッド
４ インク供給タンク
５ インク供給タンク
６ インクライン
７ インクライン
８ ノズル
９ ノズル
１０ ノズル
１１ ノズル
１２ 送り方向
１３ 色値
１４ 色値
１５ 色値
１６ 変換
１７ 色係数
１８ 色係数
１９ 色係数
２０ 色成分
２１ 色成分
２２ クエリー
２３ クエリー
２４ プロセスステップ
２５ プロセスステップ

Claims (19)

1. 所定の色深度b bpc（色当たりのビット数）、
   の画像ファイルを印刷できるインクジェットプリンタの作動方法において、その際、場合によっては、そのプロセスにおいてb bpcの色深度に使用される解像度が印刷色D_μを参照し色深度信号において存在するようにするために、画像ファイルにおいて特定された色深度信号が、これに適用されたカラーシステムF₁、F₂、F₃、例えばレッド、グリーン、ブルー、から、これらに適用可能な、利用可能な印刷インクD₁、D₂、D₃等、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、必要に応じてブラック、及び／又は他の色、の色深度信号へ変換され、またその際、１以上の、特に全ての印刷色D_μのために、いずれの場合でも、同じ色D_μであるが異なる色強度の少なくとも２つのインクT_h,μ、T_d,μ、即ち、少なくとも１つの、より明るい色強度J_h,μ＞0であるより明るいインクT_h,μ又は光沢で仮想の色強度J_f,μ＜0であるまさに無色の光沢インクT_f,μ、及び少なくとも１つのより暗い色強度J_d,μであるより暗いインクT_d,μ、が使用され、ここで次式が適用され：
   J_d,μ−n*J_h,μ＝0
   又は：
   J_d,μ＋n*J_f,μ＝0
   式中、n≧2；μ＝1、2、3…；
   、及びその際、１画素に割り当てられる領域に、同じインクT_d,μ、T_h,μ、T_f,μのいくつかのインク滴、即ち、より明るい又は無色のインクT_h,μ、T_f,μについて最大（n−1）のインク滴及びより暗いインクT_d,μについて最大（m−1）のインク滴、を印刷でき、これにより、より暗いインクT_d,μについてm輝度レベル、即ち0…（m*J_d,μ）、を達成でき、及びより明るいインクT_h,μについてn輝度レベル、即ち0…（n*J_h,μ）、全体で（n*m）の異なる輝度レベル、即ち0…［（m−1）*J_d,μ＋（n−1）* J_h,μ）］であって、
   n＝2^Xで次式が適用される：
   J_d,μ−2^X*J_h,μ＝0
   又は：
   J_d,μ＋2^X*J_f,μ＝0
   式中、
   x≧2、例えば2、3又は4であり得；したがってこれらの場合2^Xは2²＝4又は2³＝8又は2⁴＝16であり、
   その際、より明るい又は無色のインクT_h,μ用の印刷ユニットE_h,μのためのコントロール信号はそのような方式で使用される印刷色D_μに関する色深度信号のより低いビット値xに基づき、より低いビット値xにおける2進数の値によって決まる数のより明るい又は無色のインクT_h,μ、T_f,μのインク滴が短い間隔で連続放出され、及びその際、より暗いインクT_d,μ用の印刷ユニットE_d,μのためのコントロール信号は印刷色D_μに関する色深度信号のより高いビット値（b−x）を超えず、より高いビット値（b−x）を超えない2進数に対応するより暗いインクT_d,μのインク滴の数が短い間隔であるが、被印刷体の送り方向における両印刷ユニットE_h,μ、E_d,μの物理的距離＋d、−dに対応する時間間隔＋т、−тの時間遅延、で連続放出され、同じ印刷色D_μの同じインクT_d,μ、T_h,μ、T_f,μの各々のインク滴を互いの上に即座に印刷できることを特徴とする、インクジェットプリンタの作動方法。
2. n＝mであり、これにより全体で（n*n）＝n²≧2^bの異なる輝度レベル、即ち0…［（n−1）*（J_d,μ＋J_h,μ）］であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. bが偶数であり、これによりb＝2*x、式中、
   x≧1であり、両インク合わせて合計n²＝2^2xの異なる色深度又は輝度レベル、即ち0…［（n−1）*（J_d,μ＋J_h,μ）］となることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. １画素に対して、前記同じインクの（2^x−1）のインク滴を互いの上に印刷でき、より暗いインクについて2^x輝度レベル、即ち0…（2^x−1）*J_d,μ、を達成でき、より明るいインクについても2^x輝度レベル、即ち0…（2^x−1）*J_h,μとを達成でき、全体で2^x*2^x=2^2xの異なる輝度レベル、即ち0…（2^x−1）*（J_d,μ＋J_h,μ）となることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 個々の色強度又は輝度レベルが異なり、インクにおける染料（Farbstoffs）濃度c_h,μ、c_d,μが次式：
   c_d,μ＝n*c_h,μ
   又は
   c_d,μ＝2^x*c_h,μ
   を満たすことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. より暗いインクにおける染料がより明るいインクに含有される染料と化学的に一致することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 同じ色であるが異なる色深度又は輝度の印刷インク用の２つの印刷ユニットが時間間隔тで時間遅延制御され、ここで好ましくは次式：
   т＝d／v、
   式中、
   v＝印刷ユニットに対する被印刷体の相対送り速度
   が適用されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の方法。
8. インク滴の体積が0.5plから20pl、例えば1plから10pl、好ましくは2plから8pl、特に4plから6plであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. 印刷経路及び印刷色毎に被印刷体上に１画素の画像情報に対応するインクブロット（Tintenkleckses）を生成するために、当該印刷色のその時の色強度に対応する全体数のみのノズル開口が使用され、そのうちの一つがより暗いインク用印刷ユニットに位置し、もう一つがより明るいインク用印刷ユニットに位置することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 被印刷体上に１画素の画像情報に対応するインクブロットを生成するために、同じ色で同じ輝度の個々のインク滴が互いの上に印刷されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の方法。
11. 互いの上に印刷される同じ色で同じ輝度の個々のインク滴が、それらが飛行中に合体し被印刷体上で１画素当たり１つの単色インク滴となる、迅速連続分配により分配されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 互いの上に印刷される同じ色で同じ輝度の個々のインク滴が迅速連続分配されるにおいて、画素毎に次の色のインク滴が既に分配された際、前のインク滴が印刷ユニットから離れてまだ完全には緩んでおらず、インク滴が実際のところ互いにばらばらにならないことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 例えばデュアルバリューを介してコードされた、様々なサイズのインク滴を分配することができる印刷ユニットが使用されることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
14. 特定の色深度b bpc、
    を用い画像ファイルを写真品質で印刷するためのインクジェットプリンタであって、適用な可能な１以上の、特に全ての印刷色D_μ、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、必要に応じてブラック、のために、
    ａ）いずれの場合でも、同じ色D_μであるが異なる色強度の異なる印刷インクT_d,μ、T_h,μ、T_f,μ、即ち少なくとも１つの、より明るい色強度がJ_h,μ＞0であるより明るいインクT_h,μ又は光沢で仮想の色強度J_f,μ＜0であるまさに無色の光沢インクT_f,μ、及び少なくとも１つの、より暗い色強度J_d,μであるより暗いインクT_d,μ、
    ここで次式が適用され；
    J_d,μ−n*J_h,μ＝0
    又は：
    J_d,μ＋n*J_f,μ＝0
    式中、
    n≧2である、
    のための、少なくとも２つのインク供給タンク（4、5）を設け；及び
    ｂ）いずれの場合でも、一方はより暗いインクT_d,μ用のインク供給タンク（5）から供給を受けるが、もう一方はより明るい又は無色のインクT_d,μ、T_f,μ用のインク供給タンク（4）から供給を受ける、２つの印刷ユニット（2、3）、を設けるものであって、
    n＝2^xで、次式が適用され、
    J_d,μ−2^X*J_h,μ＝0
    又は：
    J_d,μ＋2^X*J_f,μ＝0
    式中、
    x≧2、例えば2、3又は4であり得；これらの場合2^Xは2²＝4又は2³＝8又は2⁴＝16であり、その際、より明るい又は無色のインクT_h,μ用の印刷ユニットE_h,μのためのコントロール信号は、より低いビット値xにおける2進数の値に対応するより明るい又は無色のインクT_h,μ、T_f,μの多数のインク滴が短い間隔で迅速に連続で放たれる方式で使用される印刷色D_μに関する色深度信号のより低いビット値xに基づき、その際、より暗いインクT_d,μ用の印刷ユニットE_d,μのためのコントロール信号は印刷色D_μに関する色深度信号のより高いビット値（b−x）を超えず、より高いビット値（b−x）を超えない2進数に対応するより暗いインクT_d,μの多数のインク滴が短い間隔、被印刷体の送り方向における両印刷ユニットE_h,μ、E_d,μの物理的距離＋d、−dに対応する時間間隔＋т、−тの時間遅延、で迅速で連続に放たれ、同じ印刷色D_μの同じインクT_d,μ、T_h,μ、T_f,μ各々のインク滴を他方の上に即座に印刷でき、その際、被印刷体上に１画素の画像情報に対応するインクブロットを生成するために、いずれの場合でも、ただ１つの単独のノズル開口が印刷ユニットE_h,μ、E_d,μ毎に設けられる、
    ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
15. 画素の色深度信号のより高いビット値をより暗いインク用の印刷ユニットに送り、同じ画素の色深度信号のより低いビット値をより明るいインク用の印刷ユニットに送るデータスプリッターを特徴とする請求項１４に記載のインクジェットプリンタ。
16. 前記スプリッターの１つの出力のみの下流にあるがもう一方についてはそうではない遅延モジュールを特徴とする請求項１５に記載のインクジェットプリンタ。
17. 印刷ユニット（2、3）に割り当てられた画素の色深度信号のビットを書き込むための色深度レジスタを特徴とする請求項１４から１６のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
18. 色深度レジスタにおける値がゼロより大きい限り、特定の時間パターン内で圧力パルスを毎回生成するコンポーネントを特徴とする請求項１７に記載のインクジェットプリンタ。
19. 圧力パルス生成後に、毎回、色深度レジスタに格納された値を１減少させるコンポーネントを特徴とする請求項１８に記載のインクジェットプリンタ。