JP2010012799A - 画像プリント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カラープリンントシステムにおいて拡張インクセットを用いて色置換を行う方法を提供する。
【解決手段】色置換装置を含むプリント・システムを用いて、デバイス独立な色信号の関数として画像をプリントする方法であって、前記プリント・システムは、第一の彩度である第一の色相の第一の色材、及び前記第一の彩度とは異なる第二の彩度である第一の色相の第二の色材を含む複数の色材を有し、該方法は、所望の画像特性の関数として閾値信号を選択するステップと、前記デバイス独立な色信号及び前記選択された閾値信号から、第一の色材の量を決定する第一の色信号及び第二の色材の量を決定する第二の色信号を生成するステップと、生成された前記第一の色信号及び第二の色信号の関数として、画像をプリントするステップと、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、広くはカラー印刷に、より詳細には拡張インクセットを用いる色置換の方法に関する。

ピエゾ電気、音響、相変化ワックス、熱等を用いた、いわゆる連続流又はドロップ・オン・デマンドとしばしば称せられるタイプの液体インク・プリンタは、プリント・ヘッドのような少なくとも一つのプリント機構を持ち、そこからインクの小滴が記録紙に向けられる。プリント・ヘッド内ではインクは複数のチャンネルに入っている。作動パルスを加えると、チャンネルの端にあるオリフィス又はノズルからインクの小滴が必要に応じて吐出される。

このようなプリンタは、通常、パソコン、スキャナ、或いはワークステーション等の画像出力装置から得られるカラー及び／又は単色の画像をプリントする。カラー画像は数種類の色インク、又は異なる色の色材を用いて同時にプリントすることによって得られる。インクの色やプリンタによって付着されるインクの量は、スキャナやコンピュータ・ワークステーション等の文書作成機から得られる画像情報に従って決定される。文書作成機は入力ディジタル信号のグレースケール画像を供給するが、この画像は単色系、表色系、或いは両者の用語を用いて定義される。グレー水準の値は、通常、０を白、２５５を黒とし中間の値でグレーの濃淡を表わす、０から２５５までの入力画素値によって定義される。表色系用語で定義される画像については、入力画素値は、通常、Ｒ、Ｇ及びＢ（赤、緑及び青）のディジタル信号である。一般にこの記述には、文書を表現するページ記述言語（ＰＤＬ）ファイルの一部を用いることができる。コンピュータで生成された画像の場合、ワークステーションのユーザー・インターフェースでユーザーによって定義される色は、始めは三刺激値の色空間で定義することができる。この色はどんな特定の装置からも独立に定義できるので、その情報は「デバイス独立」であるという。

一方、プリンタは、多くの場合、ＣＭＹＫ（シアン・マゼンタ・イエロー・キー又は黒）と呼ばれる色空間の中に存在する色として定義できる出力を有するが、この色空間は、そのプリンタの性能や色材についてそのプリンタのみについて、また、そのプリンタがインクを付着させる媒体によって、定義されるものである。プリンタは、多層のインク又は色材を一ページの中で重畳させて加えたり、色材を隣り合わせに付着させたりすることによりプリントする。プリンタの応答特性は、比較的非線形になり易い。これらの色は特定の装置について定義されるので、その情報は「デバイス依存」であるという。このように、プリンタは情報をデバイス独立な色空間で受取る一方、その情報をプリントするためにデバイス依存の色空間に変換しなければならないが、デバイス依存の色空間は、そのプリンタに可能な色領域を反映し、また、その画像をスキャナ又はコンピュータ作成画像に定義される色に従ってカラープリンタでプリント可能な領域を反映したものである。

認識される画像の色は、記録媒体上に付着される各色材の相対的な量に依存するだけでなく、その色材がプリントされる順序、及び媒体の種類にも依存する。このように、最終的にプリントされる画像に影響する多くの変数が存在する。従って、原画像を忠実に再現するには、デバイス独立な色空間から、その各々が少なくとも部分的に、色材、画像濃度、媒体の種類、並びにプリント速度の組み合わせ効果によって決まる、多くのデバイス依存の色空間への変換を必要とする。

本発明の第一の態様によれば、色置換装置を含むプリント・システムを用いて、デバイス独立な色信号の関数として画像をプリントする方法であって、前記プリント・システムは、第一の彩度である第一の色相の第一の色材、及び前記第一の彩度とは異なる第二の彩度である第一の色相の第二の色材を含む複数の色材を有し、所望の画像特性の関数として閾値信号を選択するステップと、前記デバイス独立な色信号及び前記選択された閾値信号から、第一の色材の量を決定する第一の色信号及び第二の色材の量を決定する第二の色信号を生成するステップであって、該ステップは、前記デバイス独立な色信号を前記閾値信号と比較し、前記デバイス独立な色信号が前記閾値信号より大きい場合、前記第一の色信号を前記デバイス独立な色信号と前記閾値信号との差に等しくすると共に前記第二の色信号を前記閾値信号に基づいて算出し、前記デバイス独立な色信号が前記閾値信号以下の場合、前記第二の色信号を前記デバイス独立な色信号に基づいて算出する、ことを含む、前記第二の色信号を生成するステップと、生成された前記第一の色信号及び第二の色信号の関数として、画像をプリントするステップと、を含む画像プリント方法が提供される。

上記態様において、第二の彩度は第一の彩度よりも明るく、第一の色相はマゼンダ及びシアンのうち少なくとも一つであり、前記デバイス独立な色信号はＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色材信号であってもよい。

本発明をその好ましい実施の形態に従って説明するが、本発明はその実施の形態に限定されるものではないことは理解されよう。むしろ、添付の特許請求範囲に規定される本発明の精神と範囲内に含まれるあらゆる変更、修正および均等物を含むことを意図している。

図１は本発明を組み込んだカラー・インクジェット・プリント・システムの斜視図である。 図２は、本発明の色置換回路を有するプリント・ドライバを含んだプリント・システムに用いる、制御構成の概略回路図である。 図３は、本発明の色置換回路を有するプリント・ドライバの第二の実施の形態を含んだプリント・システムに用いる、制御構成の概略回路図である。

図１はカラー・サーマル・インクジェット・プリンタ１０を含むカラー・プリント・システムの斜視図を示している。プリンタ１０は例示として示しただけである。本発明は、他のタイプのサーマル・インクジェット・プリンタにおいても、また、文書ラスタ入力スキャナからの信号や、パソコン１１のようなコンピュータ装置からの信号により駆動される、液体インク・プリンタを含む他の再現装置においても実施可能である。プリンタ１０は６個のインクジェット・インク容器１４、１５、１６、１７、１８及び１９を有する拡張インク・セットを備えている。拡張インク・セットは、同一又は類似の色相で異なる彩度を持つ二つ以上のインクを含んでいる。インク容器は、マゼンタとシアンについて同一の色相で異なる彩度の二つのインクが使えるよう、普通のシアン・インク（Ｃ_R ）、明るいシアン・インク（Ｃ_L ）、普通のマゼンタ・インク（M _R ）、明るいマゼンタ・インク（M _L ）、イエロー・インク（Ｙ）、及び黒（Ｂ）をそれぞれ備えている。同一の色相で異なる彩度を有するインクを使うと、インクの選択が多様になり、従って、写真の場合と同様に、原画像をより忠実に描写したプリント画像を得ることができる。

インク容器は、キャリッジレール２２に支持されたキャリッジ２１の上のプリント・カートリッジ２０に取り付けられている。キャリッジレール２２は、プリンタ１０のフレーム２４によって支持されている。インク容器を含むプリントヘッド・カートリッジは、プリンタ１０のコントローラ（図示せず）から電気ケーブル２７を介して送られてくる電気信号の制御により、インクの小滴を選択的に吐出する、一つ又はそれ以上のサーマル・インクジェット・プリント・ヘッド２６に供給されるインクを含んでいる。プリント・ヘッド２６は、一つ又はそれ以上のインク容器１４、１５、１６、１７、１８及び１９からプリント・ヘッド２６のそれぞれのインク吐出オリフィス又はノズルにインクを運ぶための、複数のインク・チャンネルを備えている。

プリントする時には、キャリッジ２１がキャリッジレール２２に沿って矢印２８の方向に往復運動、或いは前後に走査を行う。プリント・ヘッド２６が、例えば紙シート又は透明シートを積み重ねた投入スタック３２から供給された記録媒体３０を横切って前後に往復運動する際に、インクの小滴がプリント・ヘッド・ノズルのうちの選ばれたノズルから記録媒体３０の方向に吐出される。インク吐出オリフィス又はノズルは、通常、走査方向２８に対して実質的に直交する線形アレー状に配列されており、従って、画像はプリント・ヘッドの多重列としてライン毎に描かれる。ページ幅プリンタでは、情報の一本のラインが実質的に記録媒体の全幅分又は全長分を横切って走る。

カラーでプリントする時には、このような線形アレーをセグメントに分けて、アレーのそれぞれのセグメントが異なる色のインクを付着させることにより、カラー画像を作成することができる。プリンタが各インクに一個ずつ計６個の線形アレーを備えるようにインク容器の各々に個別の線形ノズルアレイを接続し、又は内蔵させることもできる。セグメントに分けたアレーと個別のアレーとの組み合わせも可能である。キャリッジ２１が通過している間は、記録媒体３０は静止位置に保持される。通過し終わると、記録媒体は矢印３４の方向にステップ移動する。プリント・ヘッドとそれを用いたプリント方法についてのより詳細な説明は、米国特許第４，５７１，５９９号及び米国再発行特許第３２，５７２号を参照願いたい。これらの米国特許の関連部分は、参照によってここに組み込まれる。

一枚の記録シート３０が、投入スタック３２から送出され、プリンタ内の曲線状プラテン３６と案内部材３８とで規定される経路に沿って進む。シート３０は搬送ローラ４０によってこの経路に沿って送られるが、例えば参照によってここに組み込まれた米国特許第５，５３４，９０２号に説明されているように、その方法は当業者によく知られたものである。記録媒体３０がプラテン３６と案内部材３８の間のスロットを出たところで、シート３０は逆に曲げられ、プリントヘッド２６によりプリントが行うために、プラテン３６の平坦な部分で保持される。

パソコン１１のような文書作成機から受取ったカラー画像をプリントするには、通常は本来ディジタルである表色用語、Ｒ、Ｇ及びＢの電気信号、によって定義された画像から、通常、ＣＭＹ及びＫの電気信号の色空間内に入るよう定義される出力に画像を変換しなければならない。ところが本発明においては、色空間は明るいシアン・インクと明るいマゼンタ・インクを含んでいる。従って、このような変換に当たっては、もとの色空間を、プリント出力の結果が原画像を望む通りに再現するようなそのプリンタの色空間に変換しなければならない。

図２は、本発明の色置換回路を有するプリント・ドライバを含んだプリント・システムに用いる、制御構成の概略回路図である。図２に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号をシアン、マゼンタ及びイエローの色材信号に変換する。例えばパソコン１１で生成されたＲ、Ｇ及びＢの色信号を三次元ルックアップ・テーブル５０に送る。三次元ルックアップ・テーブル５０は、通常、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）又はその他の、特定の装置の処理速度及び要求にあったアドレス可能な メモリ等の装置メモリ内に記憶している。色信号Ｒ、Ｇ及びＢは処理されてルックアップ・テーブル５０へのアドレス見出し語を生成するが、テーブルにはＲ、Ｇ及びＢ信号を処理してＣ、Ｍ及びＹの色材信号に変換するのに用いる一組の係数が記憶されている。テーブルにマップ化されていない値は補間によって求められる。

デバイス独立のデータからデバイス依存のデータへの変換を行う多くの方法が、参照によって本明細書に組み込まれるサカモトその他の米国特許第４，２７５，４１３号によって知られている。同特許には、変更が可能な線形補間による変換方法が記載されている。一度変換テーブルが作成されると、三線補間又は立体補間と呼ばれる補間方法は、限られた組み合わせの入力値から出力値を計算することにも用いられる。

Ｃ、Ｍ及びＹの色材信号が一度決定されると、色置換装置５２が本発明に従って動作し、そのＣ、Ｍ及びＹの信号に応答して多数の色材信号を生成する。色置換装置５２は、一つの色相と一つの彩度を持つ一つの色材信号を、色相は同一だが各々異なる彩度を持つ二つの色材信号に変換する機構を備えている。装置５２は、シアン・コンパレータ５４及びマゼンタ・コンパレータ５６を備えている。色変換手法によりＣ、Ｍ、Ｙ信号が決定されると、次に色置換装置が一つ又はそれ以上のアンダーカラー除去手順を実行し、普通のシアンを明るいシアンに、例えば、全く置換せず、一部置換、或いは全て置換、のいずれかをシアン・コンパレータ５４に従って実行する。これを実行するに際して、シアン・コンパレータ５４は、三次元ルックアップ・テーブル５０からシアン信号を受取り、この信号と所定の閾値Ｔ_C とを比較する。所定の閾値Ｔ_C は、もとのシアン信号Ｃ_X を、普通のシアンのＣ_R と明るいシアンのＣ_L の求められた量の組み合わせでどれだけ置換するかを決定するのに使われる。この閾値は、所望する出力画像の特性に従って選択されるものであり、一つの色相のある彩度が、同一の色相の別の彩度に変更される場合を含む。

シアンについて、このアンダーカラー除去手順を実行するために、シアン・コンパレータ５４はシアン信号Ｃ_X を閾値Ｔ_C と比較する。もしＣ_X がＴ_C より大きければ、普通のシアンの量がＣ_X マイナスＴ_C と等しくなるように決められる。明るいシアンの量は、Ｃ_L ルックアップ・テーブル５８に含まれる閾値レベルの値Ｔ_C によって決定される。けれども、もしＣ_X がＴ_C よりも小さいか等しいならば、Ｃ_L ルックアップ・テーブル５８によって決定されるように、Ｃ_L はＣ_X に等しくされる。これらの閾値は、ソフトウェア、ハードウェア、或いはその他の決定手段又は決定装置に組み込まれるような数学的アルゴリズムによって決定することも可能である。

普通のマゼンタの量Ｍ_R 、及び明るいマゼンタの量Ｍ_L は、同様にしてマゼンタ・コンパレータ５６によって決定される。マゼンタ・コンパレータにおいて、もしＭ_X が所定の閾値Ｔ_M より大きければ、普通のマゼンタはＭ_X マイナスＭ_L に等しく、Ｍ_L はＭ_L ルックアップ・テーブルに含まれるＴ_C に等しい。けれども、もしＭ_X がＴ_M より小さいか等しいならば、Ｍ_L はＭ_X の値についての明るいマゼンタのルックアップ・テーブル６０に見出される、明るいマゼンタの値に等しい。

明るい色のインクに置換される普通の色インクの量は、各インクによって必ずしも同じではない。例えば、シアンについて選ばれる閾値の値は普通のシアンの１０％が明るいシアンに置換されるように与えられるが、マゼンタについて選ばれる閾値の値は普通のマゼンタの１５％が明るいマゼンタに置換されるように与えられるかも知れない。マゼンタ・インクに比べて異なる閾値をシアン・インクに用いることによって、完全に明るいシアンから普通のシアンに切り換える移行点と、完全に明るいマゼンタから普通のマゼンタに切換える点とを変えることができる。従って、最終的な画像をプリントするためにその色平面の各々が重ね合わされた時に、その平面間の相関性が実質的に減ぜられるように、インクの円滑なブレンドが異なる値で行われる。

回路５２は、標準の論理チップ又はＶＬＳＩ設計による単チップを用いた専用のハードウェア回路で構成することができるが、その回路はパソコン１１、プリンタ１０、又はそれらの組み合わせに内蔵するマイクロプロセッサで具体化されることが多い。ここに説明した発明を、従来の又は汎用のマイクロプロセッサでプログラムしたり実行したりすることは、特に難しいことではない。これは様々な先行特許や市販の製品によって教示されていることである。勿論、このようなプログラミングやソフトウェアは、特定の機能、ソフトウェアの種類、マイクロプロセッサその他の使用されるコンピュータ・システムに依存して変わるかも知れないが、ここに述べた機能的記述から、或いはソウトウェアやコンピュータ技術に関する一般知識と共に知られた機能についての予備知識を用いて、利用可能、即ち容易にプログラミング可能である。このようなソフトウェアは、Ｃ＋＋言語のような、オブジェクト指向のソフト開発環境を含むことができる。

イエロー信号Ｙ_X は、黄色は通常高い彩度の色でなので、色置換装置５２をそのまま通過させるか、又は、外側を通過させる。

色置換装置５２がＣ_R 、Ｃ_L 、Ｍ_R 、Ｍ_L 及びＹの色材信号を生成すると、グレー成分置換回路６２の出力がＣ' _R 、Ｃ' _L 、Ｍ' _R 、Ｍ' _L 、Ｙ' 及びＫとなるようにグレー成分置換回路６２がプロセス・カラーの黒を単独の黒インクＫに置き換える。
グレー成分置換回路６２は、プロセス・カラーの黒を黒インクで置換するために、ここに入力される信号の濃度を決定する。このような除去は、インク色材の最小濃度に依存する。これらの濃度が決定されると、グレー成分置換回路６２はプロセス黒と等価のＫ信号を生成する。公知のグレー成分置換手法は回路６２によって実現される。黒の置換は、個々の色相の置換に先立って行われてもよい。

拡張インク・セットに対応する信号レベルが決められた後、これらの信号は中間調作成機６４に転送され、ここで複数のレベルを持った信号からより少ない信号レベルを有する複数の信号に変換される。例えば、中間調作成機６４への入力信号の信号レベルは、０から２５５のレベルを含むことができる。中間調作成機６４は、ハーフトーン・マスクや誤差拡散アルゴリズム等の公知の中間調作成手法を用いて、プリンタ１０がインクの小滴からなる画像６６をプリントするように、通常、本来２値の信号を生成する。なお、中間調作成機６４が、入力された元のレベル数よりは小さいが２よりは大きい多値レベルを有する信号を生成し、１画素当たり又は１個所当たりの複数のインクの滴でプリントするか、又はインク（滴の）のサイズを変え、プリントすることができるプリンタ１０によってプリントすることも可能である。

図３は、本発明の色置換回路を有するプリント・ドライバの第二の実施の形態を含むプリント・システムに用いる、制御構成の概略回路図である。図３に示すように、Ｒ、Ｇ及びＢの色信号が三次元ルックアップ・テーブル５０に入力され、Ｃ_X 、Ｍ_X 及びＹ_X の信号を生成する。しかし、この実施の形態においては、グレー成分置換回路７０が、Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫ信号を生成し、色置換が実行される前に所定量のプロセス・カラーの黒をフルカラーの黒で置換する。このＣ、Ｍ、Ｙ及びＫ信号が生成されると、シアン信号及びマゼンタ信号が色置換回路７２に入力され、前に述べたように、この色置換回路７２ではシアンコンパレータ７４とマゼンタコンパレータ７６が色置換を実行する。しかしながら、この実施の形態においては、既にグレー成分置換が実行されているので、選択された閾値Ｔ_C 及びＴ_M は図２で求めた閾値のＴ_C 及びＴ_M とは異なる場合がある。色置換回路７２の出力は、普通のシアンＣ_R 、明るいシアンＣ_L 、普通のマゼンタM _R 及び明るいマゼンタM _L を含んでいる。これらの信号並びにイエロー及び黒の信号の各々は、中間調作成機７８に伝送され、そこで前に述べたように中間調作成が行われる。中間調作成が行われてしまうと、信号はプリンタ１０に送られ、画像８０がプリントされる。

本発明をインクジェットの環境の範囲内で特定の実施の形態と関連させて説明してきたが、当業者にとって多くの代替、改変、変形が可能なことは明らかである。例えば、本発明はここに示した実施の形態に限定されるものではなく、異なる利用可能な彩度を有する一つの色相の色材で画像をプリントする能力を有するいかなる液体インクプリンタにも適用可能である。例えば本発明の実際の実施の形態の一つとして、プリンタがＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの拡張インク・セットを有しているが、他の実際の実施の形態では、プリンタがＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、および、二つの異なる彩度のオレンジの拡張インク・セットを有すること、更には、二つの異なる彩度の黒を含む、従ってグレーを含むことも可能である。更に、本発明は、インクジェット・プリントに限定されるものではなく、静電印刷、種々の標準的プルーフ・オフセット、ロートグラビヤ、凸版印刷をも含む。従って、添付した特許請求の範囲の精神と広汎な範囲に属する全ての代替、改変、変形を包含することを意図している。

１０ プリンタ
１１ パソコン
１４、１５、１６、１７、１８、１９ インク容器
２０ カートリッジ
２１ キャリッジ
２２ キャリッジレール
２４ フレーム
２６ プリント・ヘッド
２７ 電気ケーブル
３０ 記録媒体
３２ 投入スタック
３６ プラテン
３８ 案内部材
４０ 搬送ローラ
５０ 三次元ルックアップ・テーブル
５２、７２ 色置換装置
５４、７４ シアン・コンパレータ
５６、７６ マゼンタ・コンパレータ
５８ Ｃ_L ルックアップ・テーブル
６０ Ｍ_L ルックアップ・テーブル
６２、７０ グレー成分置換回路
６４、７８ 中間調作成機
６６、８０ 画像

Claims (2)

1. 色置換装置を含むプリント・システムを用いて、デバイス独立な色信号の関数として画像をプリントする方法であって、前記プリント・システムは、第一の彩度である第一の色相の第一の色材、及び前記第一の彩度とは異なる第二の彩度である第一の色相の第二の色材を含む複数の色材を有し、
   所望の画像特性の関数として閾値信号を選択するステップと、
   前記デバイス独立な色信号及び前記選択された閾値信号から、第一の色材の量を決定する第一の色信号及び第二の色材の量を決定する第二の色信号を生成するステップであって、該ステップは、
   前記デバイス独立な色信号を前記閾値信号と比較し、
   前記デバイス独立な色信号が前記閾値信号より大きい場合、前記第一の色信号を前記デバイス独立な色信号と前記閾値信号との差に等しくすると共に前記第二の色信号を前記閾値信号に基づいて算出し、
   前記デバイス独立な色信号が前記閾値信号以下の場合、前記第二の色信号を前記デバイス独立な色信号に基づいて算出する、
   ことを含む、前記第二の色信号を生成するステップと、
   生成された前記第一の色信号及び第二の色信号の関数として、画像をプリントするステップと、
   を含む画像プリント方法。
2. 第二の彩度は第一の彩度よりも明るく、第一の色相はマゼンダ及びシアンのうち少なくとも一つであり、前記デバイス独立な色信号はＣ、Ｍ、Ｙ及びＫの色材信号である、請求項１の画像プリント方法。

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