JP2005512199A - コンピュータを使った印刷における、インク消費量の削減 - Google Patents

Abstract

画像を表すデータ・ストリームをプリンタ・ドライバに送信することと、そのプリンタ・ドライバで印刷命令ストリームを生成することと、その印刷命令ストリームをプリンタに転送することと、該印刷命令に応じて上記画像を印刷することとから構成される、画像印刷方法。上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームを捕捉して処理を施して、プリンタが画像印刷時に使うインクの量が、処理を実行しない場合に比べて少なくなるようにする。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、プリンタが使用する、ページを印刷するインクの量の削減に関するものである。

ここで使用する「インク」という用語は、インクジェット・プリンタで使用するインクと、レーザー・プリンタで使用するトナーとの両方を指しているものとする。したがって、ここで使用する「インク・カートリッジ」という用語は、インクジェット・プリンタの取替え用インク・カートリッジと、レーザー・プリンタの取替え用トナー・カートリッジとの両方を指しているものとする。

プリンタの所有に絡んで発生する大きな費用のひとつが、使用済みインク・カートリッジの取替えにかかる費用である。じっさい、プリンタの価格が下がる一方で、インク・カートリッジの価格は下がらず、カートリッジの取替え費用は、元のプリンタ価格とほぼ同額である。したがって、ユーザは、プリンタが安いので購入する気になるのかもしれないが、購入後には、高価なインク・カートリッジを頻繁に購入しなければならないことになる。

取替え用インク・カートリッジの購入にかかわる費用を削減する、もっとも効果的な方法の一つは、そもそもインクの使用量を少なくすることで、こうすれば、カートリッジが長持ちする。これは誰の目にも明らかである。制御用コンピュータにインストールした、プリンタ付属ソフトウェア・ドライバでは、一般に、「下書き」、「節約」、あるいは「高画質」のどのモードで印刷するのか、ユーザが選択できるようになっていて、下書きモードと節約モードとでは、高画質モードよりインクの使用量が少ない。ただし、通常、下書きモードは印刷の質が悪く、このモードで印刷した書類は、校正作業以外の用途には全く使えない。節約モードは、下書きモードより印刷のできが良質であるが、それでも、一般に、回覧・流通目的の書類に対して通常求められる質には達しない。じっさいのところ、下書きモード、あるいは節約モードを使うと、同じ書類を、二度印刷（低画質モードで一度、次に高画質モードで再度印刷）するので、インクの使用量が返って増える結果になることがよくある。

プリンタ販売会社は、消費物品、中でも、インクとトナー・カートリッジとの販売から得る収益の割合が高い。上記のように、プリンタそのものは安価であることが多いのに、ユーザは、高価なインク・カートリッジを定期的に購入することになる。したがって、インクの使用量を最低限に抑えることは製造業者の関心事ではなく、「下書きモード」だとか「節約モード」などに設定しても、インクの使用については、ユーザが期待するようなことをしてくれないことが多い。じっさい、下書きモードでは、印刷するドットの数を極力減らして印刷速度を上げることで、インクの使用量を削減している。節約モードの設定では、通常、画像全体に一般マスク機能を適用して、印刷するドット数を削減する。しかし、これでは出力の質が落ちてしまう。

本発明の第一の態様では、次のような画像印刷方法を提供する。この画像印刷方法は、画像を表すデータ・ストリームをプリンタ・ドライバに送信し、そのプリンタ・ドライバで印刷命令ストリームを生成し、その印刷命令ストリームをプリンタに転送し、該印刷命令に応じて上記画像を印刷することから成り、上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームを捕捉して処理をし、プリンタが画像印刷に使うインクが、処理を実行しない場合に比べて減少するようにする。

こうすることで、プリンタ・ドライバが通常有する「下書き」、「節約」、および「高画質」の選択肢とは別のプロセスによって、プリンタのインク使用量を削減する。これらの選択肢はユーザに依然提供するが、これらの選択肢を利用して、本発明による方法で印刷した書類は、データ・ストリームまたは印刷命令を処理しない場合に比べて、インクの消費量が少ない。

インクジェット・プリンタとレーザー・プリンタは、複数のドットをページに印刷して、個々の形状を形成することで機能する。印刷する書類や画像は、ソフトウェア・プリンタ・ドライバに入力する複数の画素から成る。画素は、プリンタが印刷するドットより大きく、書類を印刷する際には、各画素が複数のドットで形成される。カラー・プリンタは、一般に、異なった色の着いたインクを三種類以上用い、各画素の色は、印刷に使用するドットを選択することによって決まる。また、画像中で色が均一な部分には、異なる色のドットを選択して使えばよい。例えば、マゼンタ色の領域はマゼンタ色のドットを多数使用して白紙上に印刷し、それより薄いピンク色の領域は、同じマゼンタ色のドットを、ただしドット数を減らして、白色部分をドット間に残して印刷する。オレンジ色の領域は、マゼンタ色のドットとイエローのドットとを混ぜて印刷する。このプロセスが、いわゆる「網点化」である。

解像度の高い画像や文字を形成するには、多数の画素を使う。使用する解像度を下げると、画素数は少なくて済むが、各画素が大きくなる。典礼的な「下書き」モードでは、数画素しか印刷されない（つまり、画素は低い解像度で印刷されている）が、各画素は小さい（つまり、個々の画素は、高解像度で使用する時と変わらない）。換言すれば、全く印刷されない画素が多いのだ。この結果、白色部分の量が多く、画像や文字がページ上でひどく「ぼやけて」見えるのである。

したがって、ユーザがインクの使用量を減らしたいと思えば、先行技術のシステムだと、書類を印刷しようとするプリンタの、プリンタ・ドライバの設定を変更する必要がある。この設定を変更、例えば、「下書き」モードをプリンタが使用するようにプリンタ・ドライバを設定することで、該プリンタは、印刷する画素数を減すようにすることができる。

本発明の好適な実施形態では、データ・ストリームまたは印刷命令を、プリンタが印刷するドットの数が結果として減少するように処理することで、プリンタのインク使用量の削減を達成する。理想的には、プリンタで印刷した書類の、見る人が感じる画質を低下させずにドットを削減するよう、データ・ストリームまたは印刷命令ストリームを処理すればよい。一実施形態では、ドットを無作為に削除する。

データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップが、画像中の黒い領域を網点の灰色領域に修正することを含んでいることが好ましい。これは、ドットを無作為に削除することによって実現するのが好ましい。文字などの黒で印刷するものを含んだ書類を約６０％のグレー・レベルで印刷すると、これと、同じ書類を真っ黒な画素を使って印刷したものとの違いを、人の目は知覚しないことが見つかっている。網点化の程度はユーザが設定できれば好ましい。

また、文字などの、画素で埋める部分については、輪郭をくっきりと際立たせれば、内部は薄めの色で印刷しても、人が感じ取る書類の画質を低下させずに済むことも、見つかっている。したがって、好適な一実施形態では、データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップには、画像内で、画素で埋める部分に位置する画素を網点の灰色に修正することが含まれている。ただし、画素で埋める部分の輪郭に位置する画素は彩度を高いままにしておく。

カラー・インクの使用を制御して減らすためには、好ましくは、データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップには、画像中の画素を、データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの作業空間から、色相・明度・彩度（ＨＬＳ）からなるカラー・モデルに対応付けし、一部あるいは全ての画素の彩度または明度を修正し、画像中の画素をデータ・ストリームまたは印刷命令ストリームの作業空間に対応付けして戻すことが含まれている。一実施形態では、彩度または明度の修正をした画素だけを、データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの作業空間に対応付けして戻す。変更していない画素については、データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの元の作業空間で指定してしまった画素を使用すればよい。ある画素の彩度または明度を修正するステップには、その画素を、事前に記録しておいたＨＬＳ値を持つ画素と差し替えることが含まれていてもよい。

彩度と明度の修正では、画素の内少なくともいくつかの彩度を下げるか、画素の内少なくともいくつかの明度を上げるか、あるいは、その両方を行なってもよい。

黒インクは、一般にカラー・インクより安いが、多くのプリンタがカラー・インクを組み合わせて使って、灰色の画素を印刷する。したがって、データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップには、画素を印刷するのに使用する黒インクの量を増やして、カラー・インクの使用量を減らすように、これらの画素を修正することが含まれているのが好ましい。

データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップには、画像内で、カラー・インクの組み合わせを使って印刷する灰色画素を特定し、これらの画素を、黒インクだけを使って印刷するように修正することが含まれていてもよい。

一実施形態では、上記データ・ストリームを、プリンタ・ドライバに届く前に捕捉して処理する。このデータ・ストリーム処理は、データ・ストリームの転送先であるプリンタ・ドライバに依存しないことが好ましい。換言すれば、この方法は、使用するプリンタとプリンタ・ドライバとは独立して実行できる。ただし、このデータ・ストリーム処理を特定のプリンタに合わせることはできる。この場合、データ・ストリーム処理は、データ・ストリームの転送先であるプリンタ・ドライバについての情報を使って実行する。このデータ・ストリーム処理はシェル・ドライバで実行してもよい。

このように、インクの使用量は、どんなプリンタ、あるいはプリンタ・ドライバを使っても削減することができる。上記シェル・ドライバは、印刷の質には大きな影響を与えずに、インク量を削減する。データ・ストリームは、プリンタ・ドライバに届く前に捕捉されて処理を受けるので、本発明はプリンタ・ドライバの作動にはなんら効果を及ぼさない。換言すれば、プリンタは依然、「下書きモード」、「通常モード」、および「高画質モード」に設定することができる。このシェル・ドライバは、ドットをスマートに削除することで、これらのモードで使用されるインクの量を削減してもよい。

別の一実施形態では、印刷命令ストリームを、プリンタ・ドライバから出てプリンタに届く前に、出力フィルタで捕捉して処理する。さらに、データ・ストリームまたは印刷命令の捕捉と処理をプリンタ・ドライバ内で、印刷命令ストリームの生成とは別のプロセスで行なってもよい。

上記シェル・ドライバ、プリンタ・ドライバ、および出力フィルタは、プリンタが使用するインク量の削減の程度を変えられるように、設定が変更可能なものでもよい。つまり、ユーザがインク削減量を設定できることになる。好ましいのは、これらの設定を一旦ユーザが決めてしまうと、そのインク削減過程が、書類の印刷時には継続的に常に適用されて、ユーザにとって「見えなくなる」構成である。したがって、シェル・ドライバ、プリンタ・ドライバ、または出力フィルタの設定は、ユーザがシステム・レベルで制御できれば、便利であるし、また、ウインドーズのシステム・トレイ内のアイコンをクリックすることで制御できれは、なお好ましい。

シェル・ドライバで実行可能なもう一つの有用な機能は、プリンタがどれ程のインクを使うか予測し、その予測にしたがってユーザに知らせる機能である。インク・カートリッジの価格が分かっていれば、プリンタが特定のページを印刷するのにかかるインク代も算出できる。こうすることで、ユーザは、ある特定の印刷ジョブを進めるかどうか、費用予測を参考にして情報に基づいた決定ができるようになる。

インクジェット・プリンタはインクを三色以上使用するものが多い。インクは、個別には取り替えられないカートリッジが一組になったものの中に入っていることがよくある。したがって、色が一つなくなると、カートリッジを全部取り替えなければならない。その結果、カートリッジのうち二つは、使い切る前に、捨てなくてもいいのに捨てることになり、無駄が生じる。しかも、使っていないインクに対してもユーザはお金を払うわけだから、費用が嵩むことになる。

また、ユーザがこの問題を多少なりとも解決する手助けとして、上記のシェル・ドライバ、プリンタ・ドライバ、または出力フィルタが、書類を印刷するたびにプリンタの予測インク使用量を記録し、少なくとも一つの色のインクをプリンタがいつ使い切りそうか判断するように、構成してもよい。一色だけが他の色に比べて目だって早くなくなる場合、ユーザは、その色の使用量を減らして書類を印刷して、カートリッジの寿命を延ばすこともできる。このデータ・ストリームまたは印刷命令を処理するステップには、さらに、なくなりそうなインクの使用量をプリンタが自動的に減らすように、画素の色バランスを修正することを含んでいてもよい。また、この処理には、異なる色のインクをプリンタがほぼ同じ割合で使用するように、画素の色バランスを修正をすることを、さらに含んでいてもよいし、替わりに含んでいてもよい。

本発明の第二の態様では、プリンタが画像印刷に使用するインクを削減する方法を提供する。この方法は、
画像を表し、プリンタ・ドライバに送られて印刷に使われるデータ・ストリームを捕捉し、
依然画像を表している修正済みデータ・ストリームを形成するように、上記データ・ストリームを処理し、
該プリンタ・ドライバに処理ずみデータ・ストリームを転送し、
印刷命令ストリームを生成し、
該印刷命令ストリームを上記プリンタに転送し、
該印刷命令にしたがって画像を印刷することから成り、
上記データ・ストリーム処理ステップの結果、プリンタによるインクの使用量が、処理を実行しない場合の同プリンタによる使用量に比べて減少する。

本発明の第三の態様では、プリンタが画像印刷に使用するインクを削減する方法を提供する。この方法は、
画像を表し、プリンタ・ドライバからプリンタに送られる印刷命令ストリームを捕捉し、
依然画像を表している修正済み印刷命令ストリームを形成するように、上記印刷命令ストリームを処理し、
該修正済み印刷命令にしたがって画像を印刷することから成り、
上記印刷命令ストリーム処理ステップの結果、プリンタによるインクの使用量が、処理を実行しない場合の同プリンタによる使用量に比べて減少する。

また、本発明は、上述の方法をコンピュータに実行させるように構成されたプログラムを記憶した、コンピュータ用記憶媒体も提供する。

本発明の第四の態様では、アプリケーションから書類を印刷するためのシステムを提供する。このシステムは、
印刷する書類に対応するデータ・ストリームを受け取って、プリンタに命令を転送し、該データ・ストリームにしたがってこの書類を印刷するように構成されたプリンタ・ドライバと、
上記プリンタ・ドライバ用のデータ・ストリームを捕捉し、該データ・ストリームを処理し、処理済みデータ・ストリームを上記プリンタ・ドライバに送るように構成されているか、または、上記プリンタ用の印刷命令ストリームを捕捉し、該印刷命令を処理し、処理済み印刷命令をプリンタに送るように構成されている、シェル・ドライバとから成り、
このシェル・ドライバは、上記データ・ストリームまたは印刷命令が処理されなかった場合に比べて、プリンタが使用するインクが減少するように、上記データ・ストリームまたは印刷命令を処理するように構成されている。

本発明にはこの他にも複数の態様があるが、一例を挙げると、コンピュータにインク削減ドライバをインストールし、ドライバのアイコンをシステム・トレイに表示させて、インク削減ドライバの設定をユーザが変更できるようにするものがある。

以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら例を挙げて、いくつか説明する。

図１は、コンピュータ４上のアプリケーション１、２、３から書類を印刷するシステムの概略図を示す。このアプリケーションは、例えば、ワープロ１、インターネット・ブラウザ２、お絵かきソフト・セット３である。アプリケーションは、オペレーティング・システム５で動作する。この例では、コンピュータ４は二台のプリンタ６、７に接続されている。該コンピュータが、一台以上のプリンタを含んだ図示しないネットワークに接続された状況では、こういう場合がありえる。さらに、片方のプリンタ６が、白黒書類の印刷にしか使用できないプリンタで、もう一台のプリンタ７が色を含んだ書類の印刷に使用できるカラー・インクジェット・プリンタであってもよい。

プリンタ６、７は、コンピュータ４にインストールしたプリンタ・ドライバ８、９とそれぞれ対応付けされていて、オペレーティング・システム５上で実行される。ユーザが、アプリケーションから書類を印刷しようというときには、プリンタが選択されて、印刷しようとする書類に対応するデータ・ストリームが、アプリケーションからオペレーティング・システム５を介して、選択したプリンタに対応したプリンタ・ドライバに送られる。例えば、書類をワープロ１から白黒プリンタ６で印刷する場合、データ・ストリームがワープロ１からプリンタのドライバ８に送られる。プリンタ・ドライバ８は、そのデータ・ストリームを処理して、プリンタ６が理解できる命令に変換する。この命令が、ＵＳＢポートやパラレル・ポートなどの出力ポート１０を介して、プリンタ６に転送される。そして、プリンタ６が書類を印刷する。

同様に、ユーザが、お絵かきソフト・セット３からカラーの絵を印刷したい場合には、カラー・インクジェット・プリンタ７が選択されて、データ・ストリームがお絵かきソフト・セット３からオペレーティング・システム５を介してカラー・プリンタ・ドライバ９に送られる。このドライバ９は、該データ・ストリームを処理し、命令を出力ポート１１を介してカラー・プリンタ９へ送信する。アプリケーション１、２、３からの書類印刷には、プリンタ６、７の両方が使用可能であることが理解できるであろう。

印刷する各画像は画素の並びからなっている。各画素は赤、緑、青の強度値を示し、ソフトウェア・プリンタ・ドライバに入力される。このプリンタ・ドライバは、いわゆる網点化というプロセスを導入する。このプロセスでは、各色（赤、緑、青）について、画素は、同じ強度のドットの並びで表現される。ドットの個数と配置は、その色の強度によって決まる。網点データはプリンタに送られて、使用可能なインクを使って印刷が行なわれる。

他の色作業空間を使って網点化するプリンタやプリンタ・ドライバもある。例えば、シアン、マゼンタ、イエロー（ＣＭＹ）を使用されるシステムも頻繁に使われるし、シアン、マゼンタ、イエロー、および黒（ＣＭＹ）を使用するシステムや、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ライト・シアン、およびライト・マゼンタ（ＣＭＹＫｃｍ）をしようするシステムも同様である。こういったシステムの網点化は赤、緑、青（ＲＧＢ）を使ったプリンタと同じように機能する。ＲＧＢ形式のデータ・ストリームが、シアン、マゼンタ、イエロー、および黒のインクを有するプリンタ６のプリンタ・ドライバ９に送られると、プリンタ・ドライバは、網点化をする前に、このデータをＲＧＢ作業空間からＣＭＹＫ作業空間に変換する必要があることが理解できるであろう。

図２は、図１のシステムにシェル・ドライバ１２を付加したところを示している。シェル・ドライバはコンピュータ４にインストールされていて、オペレーティング・システム５とプリンタ・ドライバ８、９との間に介在している。シェル・ドライバ１０は、オペレーティング・システム５からプリンタ・ドライバ８、９のいずれかに送られるデータ・ストリームを捕捉するように構成されている。データ・ストリームは、捕捉されると、印刷する画像の各領域が含むドット数が、プリンタ・ドライバによってデータ・ストリームが網点化されると減るように、処理される。この処理済みデータ・ストリームは次に、ユーザによって選択済みのがプリンタ・ドライバへ送られる。

図３は、図１のシステムを、本発明の別の実施形態によって修正したところを示している。出力フィルタ１３はコンピュータにインストールされ、プリンタ・ドライバ８、９いずれかから、対応するプリンタ６、７へ出力されるプリンタ命令を捕捉するように、構成されている。出力フィルタ１３は、画像の各画素が含むドット数が少なくなるように、このプリンタ命令を修正する。

網点化は既にプリンタ・ドライバによって実行されているので、プリンタ命令を直接修正して、ドットを削除するようにできる。この修正済みプリンタ命令は、次に、既にプリンタ・ドライバによって選択されている出力ポート１０、１１へ出力されて、ユーザが選択したプリンタ６、７へ進む。

図４は、図１のシステムを、本発明さらに別の実施形態によって修正したところを示している。プリンタ・出力フィルタ１４、１５は、コンピュータ４にインストールされていて、個別にプリンタ・ドライバ８、９とそれぞれ対応付けされ、対応付けしたプリンタ・ドライバ８、９と出力ポート１０、１１との間でデータを捕捉できる。これらは、出力フィルタ１３と同様、それぞれ対応付けられたプリンタ・ドライバ８、９から送られたデータ・ストリームが表す、画像の各領域内のドット数を削減することで、機能を果たす。

ただし、各プリンタ・出力フィルタ１４、１５は、ある特定のプリンタに固有のものなので、使用しているプリンタ６、７に合わせて、ドット削減をもっと精密に調整することができる。

別の一実施形態（図示しない）では、ドライバやフィルタを追加インストールしていない。ただし、プリンタ・ドライバ８、９は、印刷するドットの個数を減らすことで、プリンタ６、７によるインクの使用量を削減する、より高性能なプリンタ・ドライバと置き換えてある。

印刷するドットの個数を削減するこの処理は、印刷する書類の形式に依存し、また、黒インク削減に使うプロセスは、カラー・インクの削減に使うプロセスとは通常異なる。目的は、印刷した書類の画質の低下にユーザに気づかせることなく、インク使用量を削減することである。感じる画質、つまり、人の「目に見える」画質と定量的に計測した画質との間には、違いがあることが理解されよう。

黒インクの最もよくある使い方は、文字、ベクトル、および、グラフィックスや画像内で真っ黒の部分である。灰色の代わりに黒を用いることで、黒インクの使用量を削減できる場合が多い。単色のプリンタの場合、グレー・レベルは網点化することで実現する。図５に示すように、プリンタは、ページ上の矩形の中に非常に小さいドットのパターンを印刷することで、模擬的にグレー・レベルを表現する。各矩形は一つの網点区画を示している。各ドットはインクまたはレーザー・プリンタ・トナーの点を示している。

網点区画内に印刷できるドット数が、模擬的に表現できるグレー値の個数を決定する。網点区画の個数が、画像の解像度を決定する。これは、黒以外の色にも当てはまる。

図６は、黒インクの割合を１０％ずつ段階的に減らしながら、文を複数行印刷したものを示しいて、グレー値が６０％未満にならない限り、平均的なユーザは、印刷の質の目立った劣化を全く感じ取らないことを説明している。このように、「黒色」の文字（例えばワープロの文字）をグレー値６０％で印刷すると、インクは４０％の節約になるが、ユーザは違いに気づかない。ただし、ユーザが違うと基準も違い、したがって、ユーザは、感じ取る画質とのバランスで、グレー値を選択できる。プリンタのブランドや型が異なると、要求されるグレー値設定も異なることがある。

図６の例では、特定のグレー値を得るために削除したドットは、各網点区画で同じである。別の一実施形態では、網点区画から、ドットを無作為に削除している。換言すれば、各網点区画から同じ個数のドットを削除するが、各網点区画内では無作為に選んだ位置から削除している。こうすることでも、最終的な結果のから感じ取る画質が向上することが見つかった。

文字フォント、黒線、それに、画素で黒く埋める部分（例えば矩形、円、卵型、閉じた多角形などの領域）の輪郭を考慮すれば、感じ取る画質はさらに向上できる。これら印刷対象が「くっきり」していると感じ取られる一つの決定要因は、各文字の輪郭付近のドット密度である。したがって、対象形状を真っ黒に縁取りして、対象内部をユーザが選択したグレー・レベルで埋める。こうすると、印刷対象の際立った輪郭はそのままで、画像の高い周波数空間成分も変わらない。人の目は、画像の輪郭に対して極めて敏感である。これは、輪郭が、多くの情報を伝達するからである。印刷対象の灰色に埋めた部分は、画像の低周波数成分である。灰色で埋める部分を網点化することの効果の本質は、画像の低周波数成分にノイズを挿入することである。ノイズは情報量が少ないので、人の知覚作用はノイズ成分を除去する。ノイズの量は、グレー・レベルの量を選択する際にユーザが調節できる。

カラー・インクを使用して印刷した書類に対して、上記の方法は全て機能する。これらの方法を使うと、ドットの削除は、任意の空間内の位置のカラー・インク成分（例えばＣＹＭＫ）全てを削減することから成る。インクの削減量はユーザによる調節が可能で、結果的に色が薄くなるのを、読み手が見つけにくいようにすることができる。
る。

図７は、カラー・インク削減アルゴリズムのデータ・フロー図である。印刷の対象となるグラフィックや文字の色は、アルゴリズムに入力される。アルゴリズム出力は、入力色と同じ作業空間（例えば、ＲＧＢ、ＣＭＹＫ、ＣＭＹＫｃｍなど）内の修正済みの色であり、これは、使用するインクは少ないが、感覚的に元の色に近い色である。

該アルゴリズムには、ユーザ設定とプリンタ・モデル・タイプの二つの外部設定がある。ユーザ設定では、ユーザが、印刷したものの画質とのバランスで、節約インク量を入力てきる。プリンタ・モデル・タイプでは、基本方針の選択を個々のプリンタモデルに合わせる調整ができる。

カラー・モデルが異なっても、印刷の対象となるグラフィックや文字の色は指定できる。カラー・モデルの例としては、ＲＧＢ（赤、緑、青）、ＣＭＹ（シアン、マゼンタ、イエロー）、ＹＩＱ（明度、位相色（赤−明度）、直角位相（青−明度））、ＨＳＶ（色相、彩度、値（明度））、ＨＬＳ（色相・明度・彩度）などが挙げられる。上記カラー・インク削減アルゴリズムは、どのカラー・モデル空間で指定された、どの色でも入力でき、修正済みの色を同じカラー・モデル空間で出力する。

このアルゴリズムとアルゴリズム基本方針は、ＨＬＳカラー・モデルに基づいている。図８は、色が、ＨＬＳモデルを使って、どう記号化それるのかを示している。色相とは、いわば画素の「色」（赤、イエロー、緑など）であり、六角錐を二つ重ねた形２０の縦軸２１を中心とした角度として表される（赤＝０°）。それぞれの色は、周囲にそって、反時計周りに境界を超えていくと、ＣＩＥ図で現われるのと同じ順で現われる。つまり、赤、イエロー、緑、シアン、青、マゼンタの順である。ＣＩＥ（国際照明委員会）のＸＹＺモデルは、加色法で混色する三つの原色を定義するモデルである。三原色はＸ、Ｙ、Ｚと呼ばれ、組み合われば、人の目に見えるどんな色にも符合する。

これは、最大感度が５８０ｎｍ（赤）、５４５ｎｍ（緑）、４４０ｎｍ（青）に達する三つの錐体で、人の網膜が表されるという、色感覚の三刺激理論と関連している。明度とは「濃さ（薄さ）」の測定値を示していて、図８の縦軸２１で表されている。縦軸の下端２２は明度０％（黒）を表し、上端２３は明度１００％（白）を表す。彩度とは色の「強度」の測定値を示していて、縦軸２１からの半径方向の距離で表され、０％（縦軸上）から１００％（六角錐の表面）。

図７に戻って、ＨＬＳモデルへの変換２４によって、作業空間カラー・モデルで指定された色がＨＬＳカラー・モデルに対応付けされる。次に、入力色の色相、彩度、および明度値に基づいて、基本方針選択ブロック２５が五つの基本方針から一つを選択する。基本方針の選択は、使用するプリンタに依存する。基本方針の選択は、プリンタの特性が特定できると、定義される。

プリンタ特性の特定には、異なる色サンプル（例えば、マクベス・チャート（あるデバイスが可視画像空間再現できる全範囲を示すのに使用する標準画像、および、非飽和原色や様々な肌の色などを示す標準カラーのセット））を多数印刷し、各色サンプルについてインクの使用量を測定する必要がある。

通常の基本方針に関する経験則をまとめると次のようになる。

・明度と彩度とを犠牲にして色相を保存する対応付けに対しては、異論が最も少ない。

・非常に小さい領域であれは、感じ取れない程度で、わずかに色相を変化させることができる。

・彩度を落とせばインクの使用量が減る。

・明度を上げるとインクの使用量が減って、三つの色成分（例えば、ＣＹＭ）の使い方が均等になる。

上記のアルゴリズム基本方針の詳細は、以下のように規定する。

・基本方針１：明度をＸ１上げて、彩度をＹ１下げる。明度をＸ１だけ上げた結果、明度が１００％を超えたら、明度を１００％に固定する。彩度をＹ１だけ下げた結果、彩度が０％を下回ったら、彩度を０％に固定する。Ｘ１とＹ１とはユーザ入力で指定するが、これは、印刷の質とも関連しながら、節約インク量に依存している。

・基本方針２：明度をＸ２上げる。明度をＸ２だけ上げた結果、明度が１００％を超えたら、明度を１００％に固定する。Ｘ２はユーザ入力で指定するが、これは、印刷の質とも関連しながら、節約インク量に依存している。

・基本方針３：彩度をＹ２下げる。彩度をＹ２だけ下げた結果、彩度が０％を下回ったら、彩度を０％に固定する。Ｙ１はユーザ入力で指定するが、これは、印刷の質とも関連しながら、節約インク量に依存している。

・基本方針４：元のＨＬＳ値を使用する。本基本方針は、元のＨＬＳ値の近傍には対費用効果のいいＨＬＳ値が存在しない場合に、選択する。換言すれば、色が近くて、インクの消費量が少ない変更ができない場合である。白がそんな一例で、これは変更ができない。

・基本方針５：事前に記録しておいたＨＬＳ値を使用する。本基本方針は、元のＨＬＳ値の近傍には対費用効果のいいＨＬＳ値が存在しない場合に、選択する。

これらの基本方針を、プリンタの機種に合わせて使用する。カラー・カートリッジ一つでＣＹＭのインクを供給するプリンタの場合には、基本方針１を採用することで、各インク溜めの色を必ず同じ割合、あるいはできるだけ同じ割合で使用する。色ごとに別々のカラー・カートリッジを有するプリンタの場合には、各色が同じ割合で消費されてもされなくても構わないので、基本方針３が広く採用される。

次に、作業空間カラー・モデルへの上記変換２６で、ＨＬＳカラー・モデルの修正済みの色を、元の作業空間カラー・モデルに戻す対応付けをする。色が変更された画素だけを対応付けして戻さないといけないことは理解されよう。したがって、上記アルゴリズムでは、変更がない画素の元の作業空間での値が記憶されている。こうする代わりに、変更されたか否かにかかわらず、全ての画素をＨＬＳから上記作業空間に対応付けすることもできる。

このように、印刷するドット数は、画素の明度を上げる、または、彩度を下げることによって、感じ取る画質を低下させずに削減できる。

カラー・インクジェット・プリンタの場合、黒やグレー・レベルは、通常、シアン、イエロー、マゼンタ、およびブラック（ＣＭＹＫ）の組み合わせを使って実現していることを利用して、さらに改善を進める。こういったやり方は費用の面では最適でない。カラーインクジェット・プリンタでは、純粋な黒インク利用して網点化で灰色を出すかわりに、シアンとマゼンタを加えて（さらにイエローを加えることもある）、黒や灰色を出す。ただし、こういったインクは黒に比べて高価で、黒や灰色で埋める部分は、黒インクだけを使って網点化するのが望ましい。

ここで、図２、３、４に戻る。

シェル・ドライバ１２、出力フィルタ１３、または、プリンタ・出力フィルタ１４、１５のインストールが完了すると、続いて、上記のように、ユーザはプリンタとプリンタ設定とを選択する。各プリンタ・ドライバ７、８の設定を変更することはできるが、どの設定でも、シェル・ドライバ、出力フィルタ、またはプリンタ・出力フィルタが捕捉しない場合に比べて、インクの使用量は少なくなる。このことは、「高画質」モードで印刷する場合、特に重要である。ユーザの視点からは、書類は同じ画質水準で印刷されたように見えるが、インクの使用量は減っている。

シェル・ドライバ１２、出力フィルタ１３、または、プリンタ・出力フィルタ１４、１５は、ユーザが「システム」レベルで制御可能で、実行するインク削減の量を変えることができる。このインク削減はオン・オフ、あるいは簡単に（例えば、図６との関連で記したグレー値を変えることで）変更が可能で、このことは、全てのプリンタとプリンタ・ドライバに当てはまる。同様に、インク削減の程度をどのようにでも変更できることも、全てのプリンタとプリンタ・ドライバに当てはまる。上記シェル・ドライバ、出力フィルタ、または、プリンタ・出力フィルタの制御は、「システム・トレイ」アイコンを選択することで開始して、インクの削減量がウインドーズ制御パネルから制御できるようにしてもよい。

図９は、ウインドーズ・デスクトップ３１の一例を示す。デスクトップ上にはアイコン３２があって、選択するとアプリケーションが実行される。また、デスクトップ上にはシステム・トレイ３３もあり、アイコン３４を含んでいる。アイコン３４を選択すると、システムにインストール済みのドライバの設定が変更できる。図９では、上記のインク削減用シェル・ドライバに対応するアイコン３５が選択されていて、こうすることで、制御パネル３６が表示される。制御パネル３６には、上記シェル・ドライバのオン・オフを可能にするボタン３８があり、印刷時にインク使用量を削減するかどうか、ユーザが制御できるようになっている。また、制御パネルには、スライド式つまみ３７もあって、ユーザは、インク削減をシェル・ドライバでどの程度行なうか制御できる。

このシェル・ドライバ（または、出力フィルタ、あるいはプリンタ・出力フィルタ）で、プリンタが書類を印刷するのに使用するインクの量を予測してもよい。この場合、ユーザ設定にもよるが、その書類を印刷するのにどれほどのインクを使うのかを（その費用も含めて）シェル・ドライバからユーザに知らせて、ユーザが印刷を取りやめる機会を作ることも可能である。さらに、ドット削減を実行しなかったらどれほどのインクを使っていたのか予測して、インク使用量を減らしたことでいくら倹約できたかを、ユーザに知らせるようにしてもよい。以上の記述は、インク費用が分かっていることと、プリンタ性能については詳しく分かっていることが前提である。

印刷書類それぞれについて、予測したインク使用量をシェル・ドライバで記録しておいてもよい。こうすることで、インク残量が少なそうになると、ユーザに知らせることができるようになる。さらに、カラー・プリンタの使用時に、シェル・ドライバが、色の異なるインクごとにその使用を記録しておいてもよい。ある色を他の色に比べてかなり速く使用すると、ユーザは警告を受け取り、その色の使用量を減らそうとすることができるようになる。例えば、使用インクの記録が、赤インクの残量が少ないことを示している場合、ドライバは、ユーザに対して、書類中での赤の使用量を減らすように勧める。さらに別の実施形態では、「インクのバランス調整」を実行してよい。この場合、赤の使用量を減らすように、ドライバ自身がプリンタによるインクの使用量を調節する。

なお、上記の実施形態との相違点は本発明の範囲内であり、例えば、上記シェル・ドライバは、一特定機種のプリンタまたはプリンタ・ドライバに合わせて変更してもよく、この場合、シェル・ドライバは依然プリンタ・ドライバとは独立して作動しているが、ドット削減は、該プリンタにさらに特化して調整される。

さらに、データがプリンタ・ドライバに届く前に行なうデータ捕捉は、シェル・ドライバ自身が実行しなくてもいいことも理解されよう。プリンタ・ドライバに届く前にデータを処理するドライバやフィルタは、全てが、本発明の範囲に属するものとする。

図１は、コンピュータ上でアプリケーションから書類を印刷する、標準的なシステムの概略図である。 図２は、インクを削減するシェル・ドライバを含んだ、書類印刷システムの概略図である。 図３は、インクを削減する出力フィルタを含んだ、書類印刷システムの概略図である。 図４は、プリンタ・出力フィルタを含んだ書類印刷システムの概略図である。 図５は、複数の画素を示し、網点のグレー・レベルが変化する様子である。 図６は、印刷した文字を示し、網点のグレー・レベルが変化する様子である。 図７は、インク削減アルゴリズムのデータ・フロー図である。 図８は、ＨＬＳモデルにおける、色の記号化を表す図である。 図９は、図２のシェル・ドライバの設定を制御するための、ウインドーズ・デスクトップと制御パネルを示す。

Claims (41)

1. 画像を表すデータ・ストリームをプリンタ・ドライバに送信することと、
   そのプリンタ・ドライバで印刷命令ストリームを生成することと、
   その印刷命令ストリームをプリンタに転送することと、
   該印刷命令に応じて上記画像を印刷することとを含み、
   上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームを捕捉して処理をし、プリンタが画像印刷に使うインクが、処理を実行しない場合に比べて減少するようにする、画像印刷方法。
2. 上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームを、プリンタが印刷するドットの数が結果として減少するように処理することで、プリンタのインク使用量の削減が達成できる、請求項１に記載の方法。
3. プリンタで印刷した書類の、見る人が感じる画質を低下させずにドットを削減するよう、上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームが処理される、請求項２に記載の方法。
4. ドットの削減が、ドットを無作為に削除するによって実行される、請求項２または３に記載の方法。
5. 上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップが、画像中の黒い領域を網点の灰色領域に修正することを含む、上記のいずれかの請求項に記載の方法。
6. 上記網点の灰色領域が約６０％のグレー・レベルを有する、請求項５に記載の方法。
7. 上記網点化の程度はユーザが設定できる、請求項５に記載の方法。
8. 上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップが、上記画像内で、画素で埋める部分に位置する画素を網点の灰色に修正することを含み、ただし、画素で埋める部分の輪郭に位置する画素は彩度を高いままにしておく、上記のいずれかの請求項に記載の方法。
9. 上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップが、
   画像中の画素を、データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの作業空間から、色相・明度・彩度（ＨＬＳ）からなるカラー・モデルに対応付けし、
   一部あるいは全ての画素の彩度または明度を修正し、
   画像中の画素をデータ・ストリームまたは印刷命令ストリームの作業空間に対応付けして戻すことを含む、上記のいずれかの請求項に記載の方法。
10. 上記画素の内少なくともいくつかの彩度を下げることを含む、請求項９に記載の方法。
11. 上記画素の内少なくともいくつかの明度を上げることを含む、請求項９または１０に記載の方法。
12. 上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップが、画素を印刷するのに使用する黒インクの量を増やして、カラー・インクの使用量を減らすように、これらの画素を修正することを含む、上記のいずれかの請求項に記載の方法。
13. 上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップが、画像内で、カラー・インクの組み合わせを使って印刷する灰色画素を特定し、これらの画素を、黒インクだけを使って印刷ように修正することを含む、上記のいずれかの請求項に記載の方法。
14. 上記データ・ストリームを、プリンタ・ドライバに届く前に捕捉して処理する、上記のいずれかの請求項に記載の方法。
15. 上記データ・ストリーム処理が、データ・ストリームの転送先であるプリンタ・ドライバに依存しない、請求項１４に記載の方法。
16. 上記データ・ストリーム処理が、データ・ストリームの転送先であるプリンタ・ドライバについての情報を使って実行する、請求項１４に記載の方法。
17. 上記データ・ストリーム処理が、シェル・ドライバによって実行される、請求項１４、１５、または、１６に記載の方法。
18. 上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップが、プリンタ・ドライバによって実行される、請求項１ないし１３のいずれかに記載の方法。
19. 上記印刷命令ストリームを、プリンタに届く前に、出力フィルタで捕捉して処理する、請求項１ないし１３のいずれかに記載の方法。
20. 上記シェル・ドライバ、プリンタ・ドライバ、または、出力フィルタにはユーザか変更できる設定があり、また、節約するインクの量を変えられるように、これらの設定を変更することを含む、請求項１７、１８、または、１９に記載の方法。
21. シェル・ドライバの設定を変更する上記ステップが、上記シェル・ドライバ、プリンタ・ドライバ、または出力フィルタにシステム・トレイを介してアクセスすることによって実行される、請求項２０に記載の方法。
22. 上記プリンタがどれ程のインクを使うか予測し、この情報、または、予測したインクの費用を表示することをさらに含む、上記のいずれかの請求項に記載の方法。
23. 書類を印刷するたびにプリンタの予測インク使用量を記録し、少なくとも一つの色のインクをプリンタがいつ使い切りそうか判断することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
24. 上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップが、なくなりそうなインクの使用量をプリンタが減らすように、画素の色バランスを修正することを含む、請求項２３に記載の方法。
25. 上記データ・ストリームまたは印刷命令ストリームの処理ステップが、異なる色のインクをプリンタがほぼ同じ割合で使用するように、画素の色バランスを修正することを含む、請求項２２または２３に記載の方法。
26. 画素の色バランスを修正する上記ステップが、上記色バランスを白に近づける修正をすることを含む、請求項２４または２５に記載の方法。
27. 画像を表し、プリンタ・ドライバに送られて印刷に使われるデータ・ストリームを捕捉し、
    依然画像を表している修正済みデータ・ストリームを形成するように、上記データ・ストリームを処理し、
    該プリンタ・ドライバに処理済みデータ・ストリームを転送し、
    印刷命令ストリームを生成し、
    該印刷命令ストリームを上記プリンタに転送し、
    該印刷命令にしてがって画像を印刷することから成り、
    上記データ・ストリーム処理ステップの結果、プリンタによるインクの使用量が、処理を実行しない場合の同プリンタによる使用量に比べて減少する、
    プリンタが画像印刷に使用するインクを削減する方法。
28. 画像を表し、プリンタ・ドライバからプリンタに送られる印刷命令ストリームを捕捉し、
    依然画像を表している修正済み印刷命令ストリームを形成するように、上記印刷命令ストリームを処理し、
    該修正済み印刷命令にしたがって画像を印刷するこのから成り、
    上記印刷命令ストリーム処理ステップの結果、プリンタによるインクの使用量が、処理を実行しない場合の同プリンタによる使用量に比べて減少する、
    プリンタが画像印刷に使用するインクを削減する方法。
29. 上記のいずれかの請求項に記載の方法をコンピュータに実行させるように構成されたプログラムを記録したコンピュータ用記憶媒体。
30. 印刷する書類に対応するデータ・ストリームを受け取って、プリンタに印刷命令ストリームを転送し、該データ・ストリームにしたがってこの書類を印刷するように構成されたプリンタ・ドライバと、
    上記プリンタ・ドライバ用のデータ・ストリームを捕捉し、該データ・ストリームを処理し、処理済みデータ・ストリームを上記プリンタ・ドライバに送るように構成されているか、または、上記プリンタ用の印刷命令ストリームを捕捉し、該印刷命令を処理し、処理済み印刷命令をプリンタに送るように構成されている、シェル・ドライバとから成り、
    このシェル・ドライバは、上記データ・ストリームまたは印刷命令が処理されなかった場合に比べて、プリンタが使用するインクが減少するように、上記データ・ストリームまたは印刷命令を処理するように構成されている、
    アプリケーションから書類を印刷するためのシステム。
31. プリンタが印刷するドットの個数を減らすことで、プリンタが使用するインクを削減させるように、上記シェル・ドライバが上記データ・ストリームまたは印刷命令を処理するように構成されている、請求項３０に記載のシステム。
32. 印刷した書類の、見る人が感じる画質を低下させずに、上記データ・ストリームまたは印刷命令を処理するように、上記シェル・ドライバが構成されている、請求項３０または３１に記載のシステム。
33. 上記シェル・ドライバにはユーザが変更できる設定があって、プリンタが使用するインク量の削減の程度を変更できる、請求項３０ないし３２のいずれかの請求項に記載のシステム。
34. シェル・ドライバの上記設定は、ユーザがシステム・トレイを介してアクセス可能である、請求項３３に記載のシステム。
35. シェル・ドライバの動作が、印刷中にシステムのユーザには見えない、請求項３０ないし３４のいずれかの請求項に記載のシステム。
36. コンピュータのアプリケーションから画像を印刷する時に、使用するインクを削減する方法であり、該コンピュータには、該画像に対応するデータ・ストリームを処理し、プリンタに対して印刷命令を出すためのプリンタ・ドライバがインストールされ、
    本方法は、シェル・ドライバをコンピュータにインストールすることを含み、該シェル・ドライバは、プリンタ・ドライバ用のデータ・ストリームを捕捉して該データ・ストリームを処理し、プリンタによるインクの使用量を削減するように構成されている方法。
37. コンピュータのアプリケーションから画像を印刷する時に、使用するインクを削減する方法であり、該コンピュータには、該画像に対応するデータ・ストリームを処理し、プリンタに対して印刷命令を出すためのプリンタ・ドライバがインストールされ、
    本方法は、シェル・ドライバをコンピュータにインストールすることを含み、該シェル・ドライバは、プリンタ用の印刷命令を捕捉して該印刷命令を処理し、プリンタによるインクの使用量を削減するように構成されている方法。
38. ユーザがアイコンを選択すると、インクの使用を含んだシェル・ドライバの設定を変更できるように、シェル・ドライバをインストールする上記ステップが、上記システム・トレイにアイコンを表示させることを含む、請求項３７に記載の方法。
39. プリンタで印刷する書類にに対応するデータ・ストリームを処理するように構成されたインク削減ドライバを用意し、こうすることで、該書類の印刷時にプリンタによるインクの使用量が変更できるようにし、
    該コンピュータのオペレーティング・システムのウインドウ・システム・トレイにドライバ制御アイコンを用意し、
    このドライバ制御アイコンをインク削減ドライバにリンクし、
    ユーザが該ドライバ制御アイコンを選択してドライバ制御パネルを表示することができるようにし、ユーザがインク削減ドライバ設定を変更できるようにすることを含む、
    コンピュータに付属のプリンタのインク使用量を制御する方法。
40. 上記ドライバ制御パネルが、ユーザが、複数のインク使用設定から一つを選択できるようにするためのインク使用セレクタを含む、請求項３９に記載の方法。
41. 上記インク使用セレクタが、スライド式つまみかボタン・バーを含む、請求項４０に記載の方法。

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