JP2010221584A - インクジェットプリンタおよび印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】元画像の属性に応じた適切な印刷を行う。
【解決手段】複数サイズのドットにて印刷を行うインクジェットプリンタ１のマトリクスメモリ４２には、元画像を網点化するための低描画率マトリクスセット８１および高描画率マトリクスセット８２が記憶される。元画像がチント画像や空間周波数の低い自然画像等のバンディングムラが生じやすい画像の場合には、最大の階調値において全ドットの描画率が１００％未満となり、階調値の大きい範囲にて大ドットの割合が大きい低描画率マトリクスセット８１が用いられる。また、元画像が文字画像、細線画像、空間周波数の高い自然画像等の細部再現性が求められる画像の場合には、最大の階調値に至る前に全ドットの描画率が１００％となり、階調値の中間的な範囲において小ドットの割合が大きい高描画率マトリクスセット８２が用いられる。これにより、元画像の属性に応じた適切な印刷を行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェット方式にて印刷を行う技術に関連する。

インクジェットプリンタでは、連続階調である多階調の元画像が網点化（ハーフトーン化）され、印刷媒体に吐出されるインクの液滴の有無により画像が表現される。網点化の手法には、量子化誤差を周辺画素に分配する誤差拡散法や、閾値が付与された閾値マトリクスと元画像とを画素毎に比較して網点を生成する方法等がある。

近年、インクジェットプリンタの吐出液滴が微細化されることにより、高解像度の画像再現が可能とされ、シャープな文字や線画を印刷することができる。また、液滴サイズの微細化により画像の粒状性が改善され、滑らかなグラデーション画質を得ることができる。一方、インクの液滴の重量が軽くなることにより飛翔が不安定になり、特にシングルパス方式の印刷では、自然画像やチントにおいてバンディングムラが目立ち易くなる。

特許文献１では、誤差拡散法により入力画像データが多値化されるインクジェットプリンタが開示されており、インクジェットプリンタでは、解像度は落ちても粒状性が良い（すなわち、粒状性が低い）ことが求められる画像の印刷と、高い解像度が要求される画像の印刷との間においてインクのドット径が切り換えられる。誤差拡散法が用いられる場合、小さいインク液滴が数多く配置された場合には、画像の粒状性は良くなるが実質的な解像度は低下する。当該インクジェットプリンタでは、ポートレートのように粒状性の良い画像が要求される場合には小さいインクドット径のインク液滴が用いられ、設計図面のように粒状性が悪くても（すなわち、粒状性が高くても）実質的な解像度が要求される場合には大きいインクドット径のインク液滴が用いられる。

特許文献２に開示される印刷版画像の作成方法では、原稿画像の濃度データにラプラシアンフィルタ処理を施すことにより局所的な空間周波数を示すフィルタ済みデータが求められる。そして、フィルタ済みデータを閾値と比較することにより、画像を再現する印刷ドットとして高分解能ドットおよび低分解能ドットの一方が選択される。

また、特許文献３では、画像の濃度域、色相域、座標域に応じて複数種の形状の異なる網点のいずれかを選択する網点画像記録方法が開示されている。

なお、特許文献４では、印刷適性を向上するために、デジタル手法により網点の中に描画されない領域を形成するハーフトーン印刷版が開示されている。

特開２００６−１２３５５９号公報 特開平７−２６４４０２号公報 特開昭６１−２８５８６７号公報 米国特許第６５３２０８２号明細書

ところで、印刷時に小さいインクの液滴が多用される場合、画像の階調値の中間的な範囲からシャドウ領域にかけてバンディングムラが目立ちやすくなる。一方で、大きい液滴が多用される場合はバンディングムラは抑制されるが、文字や細線の再現性が低下する。

特許文献２の印刷版画像の作成方法や、特許文献３のマルチスクリーニング手法では、インクジェットプリンタ特有のバンディングムラ対策や、文字や細線の品質向上を考慮した網点形状の切り替えについては考慮されていない。また、特許文献１においても、１つの画像中における階調値の変化とドット径との関係やバンディングムラ対策については考慮されていない。さらに、特許文献１に示されるように、小さい液滴を多用して誤差拡散法を用いた網点化を行う場合、実質的な解像度は低下してしまう。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、解像度の低下を防止しつつ、自然画像、チント、文字、細線等の元画像の属性に応じた適切な印刷を行うことを主たる目的としている。

請求項１に記載の発明は、インクジェットプリンタであって、サイズの異なるドットを印刷媒体上に描画するインクジェットヘッドと、前記印刷媒体を前記インクジェットヘッドに対して相対的に移動する移動機構と、元画像と比較されることにより前記印刷媒体上の各位置に描画されるドットのサイズを決定する複数組の閾値マトリクスを記憶するメモリと、前記元画像の属性に応じて閾値マトリクスの組み合わせを選択し、前記元画像を網点化する制御部とを備え、前記複数組の閾値マトリクスの各組が、複数サイズのドットに対応する複数の閾値マトリクスの組み合わせであり、前記複数組の閾値マトリクスの各組と前記元画像とが比較された際に、前記元画像における階調値の増加に従って、描画されるドットのうち最も大きいドットのサイズがより大きいものへと変更されるとともに、当該最も大きいドットの描画率および全ドットの描画率が増加し、前記複数組の閾値マトリクスに含まれる閾値マトリクスの第１の組み合わせおよび第２の組み合わせに対応する全ドットの描画率が、少なくとも一部の階調値において相違し、かつ、前記第１の組み合わせに対応する全ドットの描画率が階調値の全範囲において前記第２の組み合わせに対応する全ドットの描画率以下である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタであって、閾値マトリクスの前記第１の組み合わせに対応する全ドットの描画率が、最大の階調値において１００％未満である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタであって、閾値マトリクスの前記第２の組み合わせに対応する全ドットの描画率が、最大の階調値に至る前に１００％となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、閾値マトリクスの前記第１の組み合わせに対応する全ドットの描画率に対する最大サイズのドットの描画率の割合が、階調値の大きい範囲において、閾値マトリクスの前記第２の組み合わせに対応する当該割合よりも大きい。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、閾値マトリクスの前記第２の組み合わせに対応する最小ドットの描画率が、階調値の中間的な範囲において、閾値マトリクスの前記第１の組み合わせに対応する最小ドットの描画率よりも大きい。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、閾値マトリクスの前記第１の組み合わせが用いられる際の前記元画像が、自然画像またはチント画像である。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、閾値マトリクスの前記第２の組み合わせが用いられる際の前記元画像が、文字画像または細線画像である。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、閾値マトリクスの前記第１の組み合わせが第１自然画像に対して用いられ、閾値マトリクスの前記第２の組み合わせが、前記第１自然画像よりも空間周波数が高い第２自然画像に対して用いられる。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、前記インクジェットヘッドが、前記印刷媒体の各位置を１回だけ通過することにより印刷が行われる。

請求項１０に記載の発明は、インクジェット方式にて印刷を行う印刷方法であって、ａ）元画像の属性に応じて複数組の閾値マトリクスから１組の閾値マトリクスを選択する工程と、ｂ）選択された前記１組の閾値マトリクスに含まれる各閾値マトリクスと前記元画像とを比較して印刷媒体上の各位置に描画されるドットのサイズを決定することにより前記元画像を網点化する工程と、ｃ）サイズの異なるドットを描画するインクジェットヘッドに対して前記印刷媒体を相対的に移動し、前記印刷媒体上に印刷を行う工程とを備え、前記複数組の閾値マトリクスの各組と前記元画像とが比較された際に、前記元画像における階調値の増加に従って、描画されるドットのうち最も大きいドットのサイズがより大きいものへと変更されるとともに、当該最も大きいドットの描画率および全ドットの描画率が増加し、前記複数組の閾値マトリクスに含まれる閾値マトリクスの第１の組み合わせおよび第２の組み合わせに対応する全ドットの描画率が、少なくとも一部の階調値において相違し、かつ、前記第１の組み合わせに対応する全ドットの描画率が階調値の全範囲において前記第２の組み合わせに対応する全ドットの描画率以下である。

本発明によれば、閾値マトリクスを用いることにより解像度の低下を防止しつつ元画像の属性に応じた適切な印刷を行うことができる。請求項２および４の発明では、閾値マトリクスの第１の組み合わせを用いることによりバンディングムラを抑制することができ、請求項３の発明では、閾値マトリクスの第２の組み合わせを用いることにより印刷画像における細部再現性を向上することができる。また、請求項５の発明では、閾値マトリクスの第２の組み合わせを用いることにより階調値の中間的な範囲における細部再現性を向上することができる。

インクジェットプリンタの構成を示す図である。 インクジェットプリンタの機能構成を示すブロック図である。 インクジェットプリンタによる印刷の流れを示す図である。 閾値マトリクスおよび元画像を抽象的に示す図である。 低描画率マトリクスセットの特性を示す図である。 低描画率マトリクスセットを用いて描画されたチント画像を例示する図である。 比較例に係るチント画像を示す図である。 高描画率マトリクスセットの特性を示す図である。 高描画率マトリクスセットを用いて描画された細線画像を例示する図である。 比較例に係る細線画像を示す図である。 元画像の例を示す図である。 網点画像データの生成の様子を示す図である。

図１は本発明の一の実施の形態に係る枚葉式のインクジェットプリンタ１の構成を示す図である。インクジェットプリンタ１の本体１２は、インクの微小液滴を印刷用紙９に向けて吐出するインクジェットヘッド２１、インクジェットヘッド２１を図１中のＸ方向へと退避させるヘッド退避機構２２、インクジェットヘッド２１の下方にてＸ方向に垂直なＹ方向へと印刷用紙９を移動する機構である紙送り機構３、並びに、インクジェットヘッド２１、ヘッド退避機構２２および紙送り機構３に接続される本体制御部４を備える。本体制御部４には、各種演算処理を行うＣＰＵや各種情報を記憶するメモリ等を有するコンピュータ１１が接続される。インクジェットプリンタ１では、本体１２がコンピュータ１１からの信号を受けてインクジェット方式にて印刷媒体である印刷用紙９上にハーフトーン画像（網点画像）が印刷される。なお、インクジェットプリンタ１における印刷媒体は、印刷用紙９以外にフィルムや金属薄板等であってもよい。

紙送り機構３は、Ｙ方向に長い環状であってX方向に並べられた２つのガイドレール３１、ガイドレール３１に沿って等間隔に配置された複数の印刷用紙保持部３２、ガイドレール３１の（−Ｙ）側に配置された給紙部３３、および、ガイドレール３１の（＋Ｙ）側に配置された排紙部３４を有する。ガイドレール３１には図示省略のベルトが掛けられ、モータによりベルトが駆動されることにより印刷用紙保持部３２がガイドレール３１に沿って移動する。印刷用紙保持部３２はガイドレール３１の上側（インクジェットヘッド２１側）にて（＋Ｙ）方向へと移動し、下側にて（−Ｙ）方向へと移動して循環する。印刷用紙保持部３２が給紙部３３を通過する際には給紙部３３から印刷用紙９が給紙され、印刷用紙保持部３２上に吸着保持される。また、印刷が行われた後の印刷用紙９は、印刷用紙保持部３２が排紙部３４を通過する際に排紙部３４により回収される。

紙送り機構３の上方に位置するインクジェットヘッド２１には、複数のモジュールがＹ方向に配列されており、各モジュールは一の色成分のインクを吐出する。モジュールには、それぞれがインクの微小液滴を印刷用紙９に向けて（図１中の（−Ｚ）方向に）吐出する複数の吐出口が形成され、複数の吐出口はＸ方向に関して一定のピッチにて配列される。インクジェットヘッド２１の各吐出口は、異なる量の微小液滴を吐出することにより印刷用紙９上にサイズの異なるドット（いわゆる、多値ドット）の描画が可能であり、本実施の形態では、最も小さいドット（以下、「小ドット」という。）、小ドットよりも大きいドット（以下、「中ドット」という。）、および、中ドットよりも大きいドット（以下、「大ドット」という。）のいずれかが印刷用紙９上の１つの描画位置に形成可能とされる。

また、インクジェットプリンタ１はいわゆるシングルパス方式であり、インクジェットヘッド２１が印刷用紙９の各位置を１回だけ通過することにより印刷が行われる。実際の印刷時には、印刷位置に固定されたインクジェットヘッド２１がインクを吐出しつつ、印刷用紙９が（＋Ｙ）方向へと連続的に移動する。

非印刷時には、ヘッド退避機構２２によりインクジェットヘッド２１は所定の退避位置に退避されて吐出口が蓋部材にて覆われ、吐出口近傍のインクが乾燥して吐出口が詰まることが防止される。本実施の形態では、インクジェットヘッド２１はブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のインクを吐出するが、ライトシアン、ライトマゼンタ等の他の色成分のインクが吐出されてもよい。

図２はインクジェットプリンタ１の機能構成を示すブロック図である。本体制御部４は、網点化されるカラー画像（以下、「元画像」という。）のデータを記憶する画像メモリ４１、元画像を網点化する際に用いられる複数組の閾値マトリクスを記憶するマトリクスメモリ４２（ＳＰＭ（Ｓｃｒｅｅｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｍｅｍｏｒｙ）とも呼ばれる。）、元画像に応じて適切な閾値マトリクスの組み合わせを選択するマトリクス選択部４３、元画像と閾値マトリクスとを色成分毎に比較する網点化回路である比較器４４、紙送り機構３を制御する移動制御部４５、および、インクジェットヘッド２１からのインクの吐出を制御する吐出制御部４６を備える。

元画像には、自然画像、チント、文字、細線等の画像の性質を示す属性が関連づけられており、コンピュータ１１内にてページデータ７０として準備される。ページデータ７０は属性に応じてベクトルデータまたはラスタデータとなっている。なお、実際のページデータ７０には様々な属性の領域が設けられるが、以下、説明を簡素化するために１つの属性のみがページデータ７０に与えられているものとする。

コンピュータ１１により、ページデータ７０には必要に応じて出力解像度に合わせたラスタ変換が行われ、各画素が複数の色成分の画素値を有するデータ７１（以下、「元画像データ７１」という。）として画像メモリ４１に記憶される。元画像データ７１は、元画像の属性を示す属性情報７１１を含む。

マトリクスメモリ４２には２組の閾値マトリクスが記憶されており、各組の閾値マトリクスは、不規則に配置されるドットの個数を変更することにより階調を表現するＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ）スクリーニングに用いられる。また、２組の閾値マトリクスでは、後述するように、原則として各階調値において、ドットが描画可能な全位置に対して実際に描画が行われる位置の割合（以下、「描画率」という。）が異なる。以下、閾値マトリクスの第１の組合せを低描画率マトリクスセット８１、および、閾値マトリクスの第２の組合せを高描画率マトリクスセット８２と呼ぶ。

低描画率マトリクスセット８１および高描画率マトリクスセット８２のそれぞれに含まれる複数（本実施の形態では３）の閾値マトリクスは、複数サイズのドットに対応し、低描画率マトリクスセット８１は、大ドット用の閾値マトリクスである大ドット用マトリクス８１１、中ドット用の閾値マトリクスである中ドット用マトリクス８１２、および、小ドット用の閾値マトリクスである小ドット用マトリクス８１３を含む。また、高描画率マトリクスセット８２も大ドット用マトリクス８２１、中ドット用マトリクス８２２、および、小ドット用マトリクス８２３を含む。図２では１つの低描画率マトリクスセット８１および１つの高描画率マトリクスセット８２を図示しているが、他の色成分についてもそれぞれ低描画率マトリクスセットおよび高描画率マトリクスセットが準備される。

次に、インクジェットプリンタ１の印刷動作について図３を参照しつつ説明する。なお、図３は１枚の印刷用紙９に注目した印刷の流れを示している。

インクジェットプリンタ１にて印刷が行われる際には、まず、図２に示すように、元画像データ７１の属性情報７１１がマトリクス選択部４３に入力され、マトリクス選択部４３は、属性情報７１１に応じて低描画率マトリクスセット８１および高描画率マトリクスセット８２のいずれか（以下、単に「マトリクスセット」という。）を選択する（ステップＳ１１）。以下の説明ではブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの４つの色成分に対してそれぞれ準備されるマトリクスセットのうち一の色成分のマトリクスセットのみに注目するが、他の色成分のマトリクスセットについても同様の処理が行われる。

比較器４４では、元画像データ７１が示す各画素の画素値と、選択されたマトリクスセットが有する閾値とが比較されることにより、元画像が網点化され（すなわち、網掛け処理が行われ）、印刷に用いられる網点画像データが生成される（ステップＳ１２）。

ここで、元画像の網点化について説明する。図４は、元画像７２および閾値マトリクスを抽象的に示す図である。図４ではマトリクスセットである３つの閾値マトリクスの１つを符号８にて示している。閾値マトリクス８では、印刷用紙９の幅方向に対応する行方向（図４中にてｘ方向として示す。）、および、走査方向に対応する列方向（図４中にてｙ方向として示す。）に複数の要素が配列されており、元画像７２においても行方向および列方向に複数の画素が配列されている。以下の説明では、元画像７２は０から２５５の階調値（すなわち、各画素がとりうる画素値）にて表現されるものとする。

元画像７２の網点化の際には、元画像７２を、図４に示すように、同一の大きさの多数の領域に分割して網点化の単位となる繰り返し領域７２０が設定される。マトリクスメモリ４２は１つの繰り返し領域７２０に相当する記憶領域を有し、この記憶領域の各アドレス（座標）に閾値が設定されることにより閾値マトリクス８を記憶している。そして、概念的には元画像７２の各繰り返し領域７２０と各色成分の閾値マトリクス８とを重ね合わせ、繰り返し領域７２０の各画素の画素値と閾値マトリクス８の対応する閾値とが比較される。画素値と閾値との比較はドットサイズに対応する３つの閾値マトリクス（マトリクスセット）に対して行われ、これにより、印刷用紙９上のその画素の位置に描画を行うか否か、および、描画されるドットのサイズが決定される。

実際の動作では、図２の比較器４４が有するアドレス発生器からのアドレス信号に基づいて画像メモリ４１から元画像７２の１つの画素の画素値が読み出される。一方、アドレス発生器では当該画素に対応する繰り返し領域７２０中の位置を示すアドレス信号も生成され、マトリクスセットにおける３つの閾値が特定されてマトリクスメモリ４２から読み出される。そして、画素値と３つの閾値とが比較器４４にて比較されることにより、出力画像である網点画像の各画素の位置（すなわち、各描画位置）におけるドットサイズが順次決定される。

３つの閾値では、大ドット用マトリクスの閾値が最も大きく、小ドット用マトリクスの閾値が最も小さくなっており、まず、元画像の画素値（以下、「入力画素値」という。）と大ドット用マトリクスの閾値とが比較され、入力画素値が閾値よりも大きい場合には、網点画像の対応する画素に値「３」が付与される。以下、網点画像の画素値を「網点画素値」という。入力画素値が大ドット用マトリクスの閾値よりも小さい場合には、入力画素値と中ドット用マトリクスの閾値とが比較される。入力画素値が中ドット用マトリクスの閾値よりも大きい場合には、網点画像の対応する位置に網点画素値「２」が付与される。入力画素値が中ドット用マトリクスの閾値よりも小さい場合には、入力画素値と小ドット用マトリクスの閾値とが比較される。入力画素値が小ドット用マトリクスの閾値よりも大きい場合には、網点画像の対応する位置に網点画素値「１」が付与され、閾値以下の場合には網点画素値「０」が付与される。

インクジェットプリンタ１では、最初に印刷される部分の各色成分の網点画素値の集合である網点画像データが生成されると、移動制御部４５が紙送り機構３を駆動することにより印刷用紙９の走査方向への移動が開始される（ステップＳ１３）。そして、網点画像データの生成に並行して、印刷用紙９の移動に同期しつつインクジェットヘッド２１の複数の吐出口からのインクの吐出が吐出制御部４６により制御される（ステップＳ１４）。

網点画像の各画素のＸ方向の位置はいずれかの吐出口に対応付けられており、吐出口の下方に到達した印刷用紙９上の吐出位置（すなわち、画素の位置）に対応する網点画素値が「３」である場合には当該吐出位置に大ドットが形成され、「２」である場合には中ドットが形成され、「１」である場合には小ドットが形成される。また、網点画素値が「０」である場合には当該吐出位置にドットは形成されない。

上記印刷動作がブラック、シアン、マゼンタおよびイエローのそれぞれに関して行われることにより、印刷用紙９上にカラーの元画像を表現するカラーの網点画像が印刷される。

既述のように印刷用紙９は給紙部３３により逐次供給されるとともに印刷後に排紙部３４に回収され、所望の枚数の印刷用紙９上に網点画像の全体が印刷されると、印刷用紙９の供給が停止され、印刷動作が終了する（ステップＳ１５）。

次に、マトリクスセットの特性について述べる。図５は低描画率マトリクスセット８１の特性を示す図である。図５では、低描画率マトリクスセット８１を用いて一様な階調値の元画像をインクジェットプリンタ１にて印刷する場合の描画率（描画可能な全位置に対するドットの個数の割合）を縦軸に示しており、横軸は元画像の階調値を示している。また、図５では大ドットのみの描画率を符号Ａ１を付す実線にて示し、大ドットおよび中ドットの描画率の和を符号Ａ２を付す一点鎖線にて示し、全サイズのドットの描画率を符号Ａ３を付す破線にて示している。

大ドット用マトリクス８１１の閾値の範囲は１７０から２５５であり、中ドット用マトリクス８１２の閾値の範囲は８５から２５５であり、小ドット用マトリクス８１３の閾値の範囲は０から２５５である。既述のように、低描画率マトリクスセット８１の３つの閾値マトリクスにおいて互いに対応する位置の閾値は、小ドット用マトリクス８１３にて最も小さく、大ドット用マトリクス８１１にて最も大きい。そして、１つの位置に大ドットまたは中ドットが形成されると、より小さいドットは入力画素値が閾値を上回っても描画されない。なお、全ての閾値マトリクスにおいて閾値２５５が付与されている位置では、最大階調値においても吐出口からインクの吐出は行われず、以下、網点画像におけるこのような画素を「休止要素」という。

図５に示すように、元画像の階調値が０から８５まで増加するに従って、小ドットのみによる描画率は破線Ａ３にて示すように線形に増加する。階調値が８５から１７０まで増加する際には、全ドット（小ドットおよび中ドット）の描画率は破線Ａ３にて示すように線形に増加し、中ドットの描画率は一点鎖線Ａ２にて示すように線形に増加し、小ドットの描画率は漸次減少する。階調値が１７０から２５５まで増加する際には、全ドット（小ドット、中ドットおよび大ドット）の描画率は直線Ａ３にて示すように線形に増加し、大ドットの描画率は直線Ａ１にて示すように線形に増加し、中ドットおよび小ドットの描画率は共に漸次減少する。このように、元画像の階調値の増加に従って、描画されるドットのうち最も大きいドットのサイズがより大きいものへと変更され、大きいドットの割合が増加するに従って小さいドットの割合が減少する。低描画率マトリクスセット８１を用いた網点化では、元画像の階調値が最大であっても全ドットの描画率は８０％とされ、残りの２０％は休止要素であり、白残りの画素とされる。

各ドットサイズに対応する閾値マトリクスが生成される際には、例えば、特開２００８−１９９１５４号公報に開示された方法にて元となる閾値マトリクスが作成され、閾値の範囲を必要に応じて狭めるとともに最小閾値がそのサイズのドットの出現階調値に合うように各閾値にオフセット値が加えられる。

図６は低描画率マトリクスセット８１を用いて描画された階調値が大きいチント画像の一部を例示する図である。また、図７は、比較例のマトリクスセットを用いて描画された階調値が大きいチント画像の一部を例示する図である。比較例のマトリクスセットでは、全ドットの描画率が最大で１００％であり、低描画率マトリクスセット８１に比べて同一の階調値において形成される小ドットの割合が大きい。図６および図７に示すチント画像では、各ドットが配置される領域９１１を細線にて示している（図９および図１０においても同様）。図６のチント画像では、低描画率マトリクスセット８１が用いられることにより、大ドットの割合が大きく、かつ、休止要素による白残りの領域が形成されるため、バンディングムラが抑制される。一方、図７のチント画像では、小ドットの割合が大きくドット間の隙間が大きくなるため、印刷時のバンディングムラが目立ち易くなる。

図８は高描画率マトリクスセット８２の特性を示す図であり、図５と同様に、縦軸は描画率を示し、横軸は元画像の階調値を示している。図８では大ドットのみの描画率を符号Ｂ１を付す実線にて示し、大ドットおよび中ドットの描画率の和を符号Ｂ２を付す一点鎖線にて示し、全サイズのドットの描画率の和を符号Ｂ３を付す破線にて示している。

大ドット用マトリクス８２１の閾値の範囲は１９２から２５５であり、中ドット用マトリクス８２２の閾値の範囲は１２８から２５４であり、小ドット用マトリクス８２３の閾値の範囲は０から２５４である。高描画率マトリクスセット８２の３つの閾値マトリクスにおいても互いに対応する位置の閾値は、小ドット用マトリクス８２３にて最も小さく、大ドット用マトリクス８２１にて最も大きい。そして、１つの位置に大ドットまたは中ドットが形成されると、より小さいドットは入力画素値が閾値を上回っても描画されない。

図８に示すように、元画像の階調値が０から８５まで増加するに従って、小ドットのみによる描画率が破線Ｂ３にて示すように線形に増加する。階調値が８５から１２８まで増加する際には、小ドットの描画率は、階調値が０から８５の範囲にある場合よりも大きい傾きにて線形に増加する。階調値が１２８から１９２まで増加する際には、全ドット（小ドットおよび中ドット）の描画率は破線Ｂ３にて示すように線形に増加し、中ドットが一点鎖線Ｂ２にて示すように線形に増加し、小ドットの描画率は漸次減少する。階調値が１９２から２５５まで増加する際には、全ドット（小ドット、中ドットおよび大ドット）の描画率は常に１００％であり、大ドットが直線Ｂ１にて示すように線形に増加し、中ドットおよび小ドットの数は共に漸次減少する。階調値が２５５であるときの大ドットの描画率は８０％であり、中ドットの描画率は２０％であり、小ドットの描画率は０％である。このように、高描画率マトリクスセット８２においても、元画像の階調値の増加に従って、描画されるドットのうち最も大きいドットのサイズがより大きいものへと変更され、大きいドットの割合が増加するに従って小さいドットの割合が減少する。

図５および図８に示すように、破線Ｂ３にて示す高描画率マトリクスセット８２の全ドットの描画率は、階調値の全範囲において（ただし、階調値０を除く。）破線Ａ３にて示す低描画率マトリクスセット８１の対応する全ドットの描画率以上となる。また、高描画率マトリクスセット８２の小ドットの描画率は、階調値の中間的な範囲において、低描画率マトリクスセット８１の小ドットの描画率よりも大きい。階調値の中間的な範囲とは、例えば、８５から１９２の範囲であり、好ましくは階調値の全範囲の中央を中心とする全範囲の３０％の範囲である。

さらに、低描画率マトリクスセット８１では、全ドットの描画率に対する大ドットの描画率の割合が、階調値が大きい範囲において高描画率マトリクスセット８２の全ドットの描画率に対する大ドットの描画率の割合よりも大きい。階調値の大きい範囲とは、最大階調値を含む最大階調値近傍の範囲を指し、好ましくは、全階調値範囲の２０％である。

図９は高描画率マトリクスセット８２を用いて描画された細線画像の一部を例示する図である。また、図１０は比較例のマトリクスセットを用いて描画された細線画像の一部を例示する図である。比較例のマトリクスセットでは、高描画率マトリクスセット８２に比べて同一の階調値において形成される小ドットの割合が小さい。図９の細線画像では、高描画率マトリクスセット８２が用いられることにより、小ドットの割合が大きく、かつ、描画率が高く白残りが抑制されるため、ジャギー（がたつき）や線切れが抑制されて細部再現性が向上する。一方、図１０に示す細線画像では、大ドットの割合が大きく白残りが生じ易いため、ジャギーや線切れが発生する。

インクジェットプリンタ１のマトリクス選択部４３では、低描画率マトリクスセット８１および高描画率マトリクスセット８２の上記特性を利用するために、元画像の属性情報７１１がチント画像または自然画像（好ましくは、空間周波数の低い自然画像）を示す場合は、低描画率マトリクスセット８１が選択され、これにより、バンディングムラが低減される。また、属性情報７１１が細線画像や文字画像を示す場合は、ジャギーや線切れを抑制するために高描画率マトリクスセット８２が選択される。ただし、自然画像に対しては通常、低描画率マトリクス８１が用いられるが、樹木や建築物のように通常の自然画像に比べて空間周波数が高い場合は、高描画率マトリクスセット８２が選択されることが好ましい。

なお、チント画像は塗りつぶしを多く含む画像を指し、塗りつぶしのみの画像には限定されない。文字画像は多くの文字を含む画像を指し、文字のみの画像には限定されない。細線画像は細線を多く含む画像を指し、細線のみの画像には限定されない。

以上に説明したように、上記実施の形態に係るインクジェットプリンタ１では、低描画率マトリクスセット８１、および、高描画率マトリクスセット８２を用いた網点化により多値ドットの描画率が制御され、誤差拡散法に比べて解像度の低下を防止しつつ元画像の属性および階調値に応じた適切な印刷を行うことができる。また、シングルパス方式のインクジェットプリンタ１ではバンディングムラが特に生じやすいが、このようなプリンタであっても低描画率マトリクスセット８１を用いることにより、バンディングムラを抑制することができる。

さらに、高描画率マトリクスセット８２では、最大の階調値に至る前に全ドットの描画率が１００％となるため、印刷画像における細部再現性およびエッジの滑らかさを向上することができる。特に、高描画率マトリクスセット８２では、階調値の中間的な範囲において小ドットが多用されるため、細部再現性を向上することができる。

図１１は元画像の他の例を示す図である。元画像７２ａは、属性が異なる複数の画像領域の集合とされ、チント画像であるチント領域７２１、文字画像である文字領域７２２、細線画像である細線領域７２３、および、自然画像である自然画像領域７２４，７２５を含む。自然画像領域７２４は、空や海のように空間周波数が低い画像の領域（以下、「第１自然画像領域」という。）であり、自然画像領域７２５は、樹木や建築物のように第１自然画像領域７２４よりも空間周波数が高い画像の領域（以下、「第２自然画像領域」という。）である。画像領域は矩形には限定されず、様々な形状および大きさとされてよい。

元画像７２ａのページデータでは、チント領域７２１、文字領域７２２および細線領域７２３はベクトルデータであり、第１自然画像領域７２４および第２自然画像領域７２５はビットマップ等のラスタデータである。

図１２は網点画像データの生成の様子を示す図である。図２に示すコンピュータ１１では、元画像７２ａを示すページデータ７０のうち、ベクトルデータの部分がラスタ変換され、ラスタデータの部分も適宜解像度が変換され、領域毎のラスタデータの集合である元画像データ７１ａが生成される。元画像データ７１ａには、各画像領域の範囲を示す情報および各画像領域の属性を示す属性情報７１１ａが含められる。

元画像データ７１ａに従ったインクジェットプリンタ１の動作では、図３に示すものと比較して、概念的には、ステップＳ１１およびステップＳ１２が画像領域毎に行われる点のみが異なり、他は同様である。すなわち、図１２に示すように、チント領域７２１または第１自然画像領域７２４が網点化される際には低描画率マトリクスセット８１が用いられ、文字領域７２２、細線領域７２３または第２自然画像領域７２５が網点化される際には高描画率マトリクスセット８２が用いられる。そして、網点化された各画像領域は統合されて印刷用の網点画像データ７４が生成される。このように、インクジェットプリンタ１では、元画像７２ａの各画像領域が１つの属性を有する部分的な元画像として扱われる。

インクジェットプリンタ１の実際の動作では、画像メモリ４１から元画像データ７１ａの１画素の１つの色成分の画素値が比較器に入力される毎に、その画素が属する属性情報７１１ａがマトリクス選択部４３に入力され、選択されたマトリクスセットの対応する３つの閾値が比較器４４に入力される。これにより、実質的に、画像領域毎の網点化および合成が行われる。

元画像７２ａの印刷においても、低描画率マトリクスセット８１および高描画率マトリクスセット８２を用いて多値ドットの描画率が制御されることにより、解像度の低下を防止しつつ元画像の属性および階調値に応じた適切な印刷を行うことができる。また、チント領域７２１および空間周波数が低い第１自然画像領域７２４に対しては、低描画率マトリクスセット８１を用いることにより、バンディングムラを抑制することができ、文字領域７２２、細線領域７２３および空間周波数が高い第２自然画像領域７２５に対しては、高描画率マトリクスセット８２を用いることにより細部再現性を向上することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、上記実施の形態では、複数組の閾値マトリクスとして低描画率マトリクスセット８１および高描画率マトリクスセット８２が準備されるが、マトリクスセットの数は３以上であってもよい。この場合においても、元画像と各マトリクスセットとが比較された際には、元画像における階調値の増加に従って、描画されるドットのうち最も大きいドットのサイズがより大きいものへと変更される。また、各マトリクスセットでは、上記実施の形態と同様に、元画像の階調値の増加に従って、存在するドットのうち最も大きいドットの描画率が増加し、全ドットの描画率も増加する。

さらに、各マトリクスセットの特性の相違を明瞭とするために、複数のマトリクスセットに含まれる任意の２つにおいて、一方に対応する全ドットの描画率が階調値の全範囲において他方に対応する全ドットの描画率以下とされる。２つのマトリクスセットの相違をより明瞭とするために、全ドットの描画率が、少なくとも一部の階調値において相違することが好ましい。

インクジェットヘッド２１が吐出可能なドットサイズの数は３には限定されず、２や４以上であってもよい。

低描画率マトリクスセット８１および高描画率マトリクスセット８２は、図５および図８に示すもの以外であってもよく、低描画率マトリクスセット８１に対応する全ドットの描画率は最大の階調値において、白残りが生じる１００％未満とされるのであれば異なる最大描画率とされてよく、好ましくは５０％以上とされる。高描画率マトリクスセット８２も、例えば、全ドットの描画率は破線Ｂ３にて示すような折れ線ではなく、直線であってよもい。高描画率マトリクスセット８２の大ドットの割合は最大の階調値にて１００％とされてもよい。

閾値マトリクスによる網点化には、規則的に配列されたドットの集合であるクラスタの大きさを変えることにより階調を表現するＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ）スクリーニングが用いられてもよい。ＡＭスクリーニングに低描画率マトリクスセットが用いられる場合は、階調値が最大のときであっても隣り合う網点（ドットのクラスタ）の間、または、網点内部に白残りである休止要素が設けられる。この場合、階調値が小さい範囲の網点は小さいドットにより形成され、階調値が上昇するに従って、大きいドットの割合が増加し、大きいドットの周囲に小さいドットが配置される。高描画率マトリクスセットが用いられる場合は、最大階調値に至る前に網点の間が小ドットにて埋め尽くされる。

インクジェットプリンタ１における元画像データの生成および印刷動作は並行して行われる必要はなく、本体制御部４内に十分大きなメモリを設けることが可能であれば、元画像全体の網点画像データの生成が完了してから印刷動作が開始されてもよい。

上記実施の形態では、インクジェットヘッド２１の位置が固定された状態にて印刷用紙９がＹ方向に移動するが、インクジェットヘッドがＸ方向に往復移動しつつインクを吐出するシャトル方式にて印刷が行われてもよい。この場合においても、印刷用紙９の各位置をインクジェットヘッド２１が１回だけ通過するシングルパス方式が採用されてよい。インクジェットプリンタ１では印刷媒体に対してインクジェットヘッドが移動してもよい。

インクジェットプリンタ１は枚葉式のものには限定されず、帯状の紙、フィルム、金属薄板等のウェブが印刷媒体とされてもよい。

１ インクジェットプリンタ
３ 紙送り機構
４ 本体制御部
８ 閾値マトリクス
９ 印刷用紙
２１ インクジェットヘッド
４２ マトリクスメモリ
７１，７１ａ 元画像データ
７２，７２ａ 元画像
８１ 低描画率マトリクスセット
８２ 高描画率マトリクスセット
７１１，７１１ａ 属性情報
７２１ チント領域
７２２ 文字領域
７２３ 細線領域
７２４ 第１自然画像領域
７２５ 第２自然画像領域
８１１，８２１ 大ドット用マトリクス
８１２，８２２ 中ドット用マトリクス
８１３，８２３ 小ドット用マトリクス
Ｓ１１〜Ｓ１５ ステップ

Claims (10)

1. インクジェットプリンタであって、
   サイズの異なるドットを印刷媒体上に描画するインクジェットヘッドと、
   前記印刷媒体を前記インクジェットヘッドに対して相対的に移動する移動機構と、
   元画像と比較されることにより前記印刷媒体上の各位置に描画されるドットのサイズを決定する複数組の閾値マトリクスを記憶するメモリと、
   前記元画像の属性に応じて閾値マトリクスの組み合わせを選択し、前記元画像を網点化する制御部と、
   を備え、
   前記複数組の閾値マトリクスの各組が、複数サイズのドットに対応する複数の閾値マトリクスの組み合わせであり、
   前記複数組の閾値マトリクスの各組と前記元画像とが比較された際に、前記元画像における階調値の増加に従って、描画されるドットのうち最も大きいドットのサイズがより大きいものへと変更されるとともに、当該最も大きいドットの描画率および全ドットの描画率が増加し、
   前記複数組の閾値マトリクスに含まれる閾値マトリクスの第１の組み合わせおよび第２の組み合わせに対応する全ドットの描画率が、少なくとも一部の階調値において相違し、かつ、前記第１の組み合わせに対応する全ドットの描画率が階調値の全範囲において前記第２の組み合わせに対応する全ドットの描画率以下であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 請求項１に記載のインクジェットプリンタであって、
   閾値マトリクスの前記第１の組み合わせに対応する全ドットの描画率が、最大の階調値において１００％未満であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 請求項１または２に記載のインクジェットプリンタであって、
   閾値マトリクスの前記第２の組み合わせに対応する全ドットの描画率が、最大の階調値に至る前に１００％となることを特徴とするインクジェットプリンタ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
   閾値マトリクスの前記第１の組み合わせに対応する全ドットの描画率に対する最大サイズのドットの描画率の割合が、階調値の大きい範囲において、閾値マトリクスの前記第２の組み合わせに対応する当該割合よりも大きいことを特徴とするインクジェットプリンタ。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
   閾値マトリクスの前記第２の組み合わせに対応する最小ドットの描画率が、階調値の中間的な範囲において、閾値マトリクスの前記第１の組み合わせに対応する最小ドットの描画率よりも大きいことを特徴とするインクジェットプリンタ。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
   閾値マトリクスの前記第１の組み合わせが用いられる際の前記元画像が、自然画像またはチント画像であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
   閾値マトリクスの前記第２の組み合わせが用いられる際の前記元画像が、文字画像または細線画像であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
8. 請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
   閾値マトリクスの前記第１の組み合わせが第１自然画像に対して用いられ、閾値マトリクスの前記第２の組み合わせが、前記第１自然画像よりも空間周波数が高い第２自然画像に対して用いられることを特徴とするインクジェットプリンタ。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載のインクジェットプリンタであって、
   前記インクジェットヘッドが、前記印刷媒体の各位置を１回だけ通過することにより印刷が行われることを特徴とするインクジェットプリンタ。
10. インクジェット方式にて印刷を行う印刷方法であって、
    ａ）元画像の属性に応じて複数組の閾値マトリクスから１組の閾値マトリクスを選択する工程と、
    ｂ）選択された前記１組の閾値マトリクスに含まれる各閾値マトリクスと前記元画像とを比較して印刷媒体上の各位置に描画されるドットのサイズを決定することにより前記元画像を網点化する工程と、
    ｃ）サイズの異なるドットを描画するインクジェットヘッドに対して前記印刷媒体を相対的に移動し、前記印刷媒体上に印刷を行う工程と、
    を備え、
    前記複数組の閾値マトリクスの各組と前記元画像とが比較された際に、前記元画像における階調値の増加に従って、描画されるドットのうち最も大きいドットのサイズがより大きいものへと変更されるとともに、当該最も大きいドットの描画率および全ドットの描画率が増加し、
    前記複数組の閾値マトリクスに含まれる閾値マトリクスの第１の組み合わせおよび第２の組み合わせに対応する全ドットの描画率が、少なくとも一部の階調値において相違し、かつ、前記第１の組み合わせに対応する全ドットの描画率が階調値の全範囲において前記第２の組み合わせに対応する全ドットの描画率以下であることを特徴とする印刷方法。

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