JP2011211644A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粒状性の劣化を抑制可能な画像処理装置を提供する。
【解決手段】画像を構成する複数の画素の各々を１つ以上の原色の階調値で示した第１の色空間を用いて表現された画像データを、第１の色空間とは異なる第２の色空間に変換すると共に、第１の色空間における最高値の階調値を、第２の色空間における最高値の階調値に変換する色変換手段と、色変換手段により変換された第２の色空間における最高値未満の値の階調値を、インクを吐出する吐出ヘッドから吐出されるインク量を示す階調値に変換すると共に、最高値の階調値を、記録媒体に形成された画素の全てを覆うことが可能なインク量を示す階調値に変換する階調変換手段と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像処理装置に係り、特に粒状性の劣化を抑制した画像処理装置に関する。

一般のオフセット印刷で使用されているアート紙、コート紙、マット紙などの印刷用紙に、水性インクを用いたインクジェット装置で画像を再現するには、インク量（水分量）を少なくすることが必要である。

インク量を少なく高濃度を達成しないと、特に２次色、３次色では、用紙上のインク量が増大し、にじみが生じたり、用紙の変形（カール、カックル）が生じ不具合が発生する。

そのため、特許文献１、２に開示された技術のように、インク中の顔料を凝集させて高濃度のドットを形成する技術が用いられている。

顔料を凝集させることによって、高濃度のドットを形成することが可能となり、より少ないインク量すなわち水分量で高濃度のインク滴、さらには画像を再現することができる。

また、インクジェット装置では、ドットの大きさを変調し数種類のドットを用いるとともに、ドットの打滴率で階調を再現する面積変調が用いられている。通常これらの装置では、画像データにより示される階調値が１００％の色に対して、所望の画像濃度が得られるようなドットの打滴率が設定され画像が再現される。もちろん０％〜１００％の入力画像データに対して所望の濃度特性を持つように階調が調整される(いわゆるキャリブレーション機能)。

特開２００９−１９０２３２号公報 特開２００９−２７９８６９号公報

このような技術背景において、オフセット印刷機の代替を狙ったインクジェット装置では一般的に、印刷用紙全般に描画を行なうと共に、高速に画像を形成し、高速にインクを乾燥するために、凝集インクを採用していることがある。

凝集インクとそれ以外のインクの場合の特性の違いについて図８を用いて説明する。図８（ａ）は、凝集インク以外の通常のインクを用いるインクジェット装置（通常インクジェット装置と記す）におけるインク量と濃度との関係を示す図である。一方、図８（ｂ）は、凝集インクを用いるインクジェット装置（凝集インクジェット装置と記す）におけるインク量と濃度との関係を示す図である。

同図（ａ）に示されるように、通常インクジェット装置の場合は、この装置に形成させたい最も高い濃度となる目標濃度Ｐ２におけるインク量よりも、用紙の白地が埋まるインク量の方が少ないことが分かる。

一方、同図（ｂ）に示されるように、凝集インクジェット装置の場合は、この装置に形成させたい最も高い濃度となる目標濃度Ｐ２におけるインク量Ａ２よりも、用紙の白地が埋まる濃度Ｐ１におけるインク量Ａ１の方が多いことが分かる。

実際、凝集インクを用いて目標濃度Ｐ２に対応するインク量Ａ２で画像を形成すると、図９（ａ）に示されるように、白の素抜けが混じることになり、文字や線画の周囲のエッジ再現性、べた部の粒状性が劣化するという問題が生じる。図９（ｂ）は、白地が埋まる濃度となるようにして凝集インクにより形成された画像を示し、これは白の素抜けがなく、またエッジ再現性、べた部の粒状性は劣化していない。

このように、従来の技術によれば、目標濃度に対応するインク量の場合は粒状性の劣化が生じるという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、粒状性の劣化を抑制可能な画像処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、画像を構成する複数の画素の各々を１つ以上の原色の階調値で示した第１の色空間を用いて表現された画像データを、第１の色空間とは異なる第２の色空間に変換すると共に、前記第１の色空間における最高値の階調値を、前記第２の色空間における最高値の階調値に変換する色変換手段と、前記色変換手段により変換された前記第２の色空間における最高値未満の値の階調値を、インクを吐出する吐出ヘッドから吐出されるインク量を示す階調値に変換すると共に、最高値の階調値を、記録媒体に形成された画素の全てを覆うことが可能なインク量を示す階調値に変換する階調変換手段と、を有する。

ここで、請求項１に記載の発明では、色変換手段により、画像を構成する複数の画素の各々を１つ以上の原色の階調値で示した第１の色空間を用いて表現された画像データを、第１の色空間とは異なる第２の色空間に変換すると共に、前記第１の色空間における最高値の階調値を、前記第２の色空間における最高値の階調値に変換し、階調変換手段により、前記色変換手段により変換された前記第２の色空間における最高値未満の値の階調値を、インクを吐出する吐出ヘッドから吐出されるインク量を示す階調値に変換すると共に、最高値の階調値を、記録媒体に形成された画素の全てを覆うことが可能なインク量を示す階調値に変換するので、粒状性の劣化を抑制可能な画像処理装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記色変換手段は、文字または線画を構成する画素に対してのみ前記第１の色空間における最高値の階調値を、前記第２の色空間における最高値の階調値に変換する。

請求項２に記載の発明によれば、文字または線画以外の画像の色変換処理では第１の色空間における前記階調値の最高値を、前記第２の色空間における階調値の最高値に変換しないので、階調再現性の悪化を回避することができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記色変換手段は、前記原色が複数の場合には、一の原色の階調値が最高値であり、他の原色の階調値が最低値の場合にのみ、前記第１の色空間における最高値の階調値を、前記第２の色空間における最高値の階調値に変換する。

請求項３に記載の発明によれば、混色の場合は階調再現性が重要であることが多いため、第１の色空間における前記階調値の最高値を、前記第２の色空間における階調値の最高値に変換しないことにより、各原色の液滴に占める割合を保つことができるので、階調再現性の悪化を抑制することができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記色変換手段は、前記原色に黒が含まれる場合には、黒を示す階調値に対してのみ前記第１の色空間における最高値の階調値を、前記第２の色空間における最高値の階調値に変換する。

請求項４に記載の発明によれば、黒は文字に用いられることが多く、黒い文字は、見当ズレが発生することにより品質が低下する恐れがあるので、コンポジット(ＣＭＹの掛け合わせ)を用いないことが多いため、黒のみを変換するようにしても良い。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記階調変換手段は、変換した画素における全ての原色のインク量の総和が、予め定められた値を超えないように変換する。

請求項５の発明によれば、インク量を予め定められた値を超えないように変換するので、粒状性の悪化を抑制できるだけではなく、必要以上の液滴の消費を抑制することができる。また、予め定められた値をカールやカックル等の用紙変形を生じない値とすることで、用紙変形も抑制することができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記インクは凝集インクである。

請求項６の発明によれば、白の素抜けやジャギが発生しやすい凝集インクであれば、粒状性の劣化をより抑制可能な画像処理装置を提供することができる。

本発明によれば、粒状性の劣化を抑制可能な画像処理装置を提供することができるという効果が得られる。

実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す側面図である。 インクジェット記録装置のシステム構成を示す図である。 ヘッドの構造例を示す平面透視図である。 画像処理部及びプリント制御部の構成例を示す図である（その１）。 色変換処理の流れを示すフローチャートである（その１）。 階調変換処理の流れを示すフローチャートである。 画像処理部及びプリント制御部の構成例を示す図である（その２）。 凝集インクとそれ以外のインクの場合の特性の違いを示す図である。 白の素抜けが混じる画像と白地が埋まる濃度となるようにして凝集インクにより形成された画像を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態における原色は、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の４色としているが例えばLc,Lm、Gray、R,G,Bなどを原色とした場合でも本実施の形態を適用することができる。

図１には、本発明の画像処理装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図が示されている。同図に示すように、インクジェット記録装置１０には、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙」という。）Ｐの搬送方向上流側に、用紙Ｐを給紙搬送する給紙搬送部１２が設けられている。この給紙搬送部１２の下流側には、用紙Ｐの搬送方向に沿って、用紙Ｐの画像記録面（以下、「記録面」ともいう。）に処理液を塗布する処理液塗布部１４、用紙Ｐの記録面に画像を記録する画像記録部１６、記録面に記録された画像を乾燥させるインク乾燥部１８、乾燥した画像を用紙Ｐに定着させる画像定着部２０、画像が定着した用紙Ｐを排出する排出部２１が設けられている。

給紙搬送部１２には、用紙Ｐが積載される積載部２２が設けられており、積載部２２の上部には、該積載部２２に積載された用紙Ｐを一枚ずつ給紙する給紙部２４が設けられている。給紙部２４の用紙Ｐの搬送方向下流側（以下、「用紙Ｐの搬送方向」を省略する場合もある。）には、複数のローラ２６対を含んで構成された搬送部２８が設けられている。給紙部２４によって給紙された用紙Ｐは、複数のローラ２６対で構成された搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。

処理液塗布部１４では、処理液塗布ドラム３０が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム３０には、用紙Ｐの先端部を挟持して用紙Ｐを保持する保持部材３２が設けられており、該保持部材３２を介して、処理液塗布ドラム３０の表面に用紙Ｐを保持した状態で、処理液塗布ドラム３０の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。

なお、後述する中間搬送ドラム３４、画像記録ドラム３６、インク乾燥ドラム３８及び定着ドラム４０についても、処理液塗布ドラム３０と同様に保持部材３２が設けられている。そして、この保持部材３２によって、上流側のドラムから下流側のドラムへの用紙Ｐの受け渡しが行われる。

処理液塗布ドラム３０の上部には、処理液塗布ドラム３０の周方向に沿って、処理液塗布装置４２及び処理液乾燥装置４４が配設されており、処理液塗布装置４２によって、用紙Ｐの記録面に処理液が塗布され、処理液乾燥装置４４によって、該処理液が乾燥する。

ここで、処理液はインクと反応して色材（顔料）を凝集し、色材（顔料）と溶媒を分離促進する効果を有している。処理液塗布装置４２には、処理液が貯留している貯留部４６が設けられており、グラビアローラ４８の一部が処理液に浸されている。

このグラビアローラ４８にはゴムローラ５０が圧接して配置されており、該ゴムローラ５０が用紙Ｐの記録面側に接触して処理液が塗布される。また、グラビアローラ４８にはスキージ（図示省略）が接触しており、用紙Ｐの記録面に塗布する処理液塗布量を制御する。

処理液膜厚はヘッド打滴の液滴より十分小さいことが理想である。例えば２ｐｌの打滴量の場合、ヘッド打滴の液滴の平均直径は１５．６μｍであり、処理液膜厚が厚い場合、インクドットは用紙の記録面と接触することなく処理液内で浮遊する。２ｐｌの打滴量で着弾ドット径を３０μｍ以上得るには処理液膜厚を３μｍ以下にすることが好ましい。

一方、処理液乾燥装置４４には、熱風ノズル５４及び赤外線ヒーター５６（以下、「ＩＲヒーター５６」という。）が処理液塗布ドラム３０の表面に近接して配設されている。この熱風ノズル５４及びＩＲヒーター５６により、処理液中の水などの溶媒を蒸発させ、固体もしくは薄膜処理液層を用紙Ｐの記録面側に形成する。処理液乾燥工程で処理液を薄層化することで、画像記録部１６でインク打滴したドットが用紙Ｐの表面と接触して必要なドット径が得られると共に、薄層化した処理液と反応し色材凝集して用紙Ｐの表面に固定する作用が得られやすい。

このようにして、処理液塗布部１４で記録面に処理液が塗布、乾燥された用紙Ｐは、処理液塗布部１４と画像記録部１６の間に設けられた中間搬送部５８へ搬送される。

中間搬送部５８には、中間搬送ドラム３４が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム３４に設けられた保持部材３２を介して、中間搬送ドラム３４の表面に用紙Ｐを保持し、中間搬送ドラム３４の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。

画像記録部１６には、画像記録ドラム３６が回転可能に設けられており、画像記録ドラム３６に設けられた保持部材３２を介して、画像記録ドラム３６の表面に用紙Ｐを保持し、画像記録ドラム３６の回転によって該用紙Ｐを下流側へ搬送する。

画像記録ドラム３６の上部には、画像記録ドラム３６の表面に近接して、シングルパス方式のインクジェットラインヘッド（以下、単に「ヘッド」ともいう。）６４で構成されたヘッドユニット６６が配設されている。このヘッドユニット６６では、少なくとも基本色であるＹＭＣＫのヘッド６４が画像記録ドラム３６の周方向に沿って配列され、処理液塗布部１４で用紙Ｐの記録面に形成された処理液層上に各色の画像を記録する。

処理液はインク中に分散する色材（顔料）とラテックス粒子を処理液に凝集する効果を持たせ、用紙Ｐ上で色材流れなど発生しない凝集体を形成する。インクと処理液の反応の一例として、処理液内に酸を含有しＰＨダウンにより顔料分散を破壊し、凝集するメカニズムを用い色材滲み、各色インク間の混色を回避する。

ヘッド６４は、画像記録ドラム３６に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図示省略）に同期して打滴を行うことで、高精度に着弾位置を決定すると共に、画像記録ドラム３６の振れ、回転軸６８の精度、ドラム表面速度に依存せず、打滴ムラを低減することが可能となる。

ヘッドユニット６６は、画像記録ドラム３６の上部から退避可能とされており、ヘッド６４のノズル（吐出口）面清掃や増粘インク排出などのメンテナンス動作は、該ヘッドユニット６６を画像記録ドラム３６の上部から退避させることで実施される。

インクジェット記録装置１０は、ＹＭＣＫのヘッド６４の各々に供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部６５を備えている。インク貯蔵／装填部６５は、ＹＭＣＫのヘッド６４の各々に対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所定の管路を介してＹＭＣＫのヘッド６４と連通されている。

画像記録部１６において記録面に画像が記録された用紙Ｐは、画像記録ドラム３６の回転によって、画像記録部１６とインク乾燥部１８の間に設けられた中間搬送部７０へ搬送されるが、中間搬送部７０については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。

インク乾燥部１８には、インク乾燥ドラム３８が回転可能に設けられており、インク乾燥ドラム３８の上部には、インク乾燥部１８の表面に近接して、熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４が複数配設されている。

ここでは、一例として、上流側と下流側に熱風ノズル７２が配置されるようにして、熱風ノズル７２と平行配列された一対のＩＲヒーター７４を交互に配置している。これ以外にも、上流側にＩＲヒーター７４を多く配置して上流側で熱エネルギーを多く照射し水分の温度を上昇させ、下流側に熱風ノズル７２を多く配置して飽和水蒸気を吹き飛ばすようにしても良い。

ここで、熱風ノズル７２は、熱風の吹きつけ角度を用紙Ｐの後端側に傾けて配置するようにしている。これにより、熱風ノズル７２による熱風の流れを一方向に集めることができ、また、インク乾燥ドラム３８側へ用紙Ｐを押し付け、該インク乾燥ドラム３８の表面に用紙Ｐを保持させた状態を維持することができる。

これらの熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４による温風によって、用紙Ｐにおける画像が記録された部分では、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。

温風は用紙Ｐの搬送速度によっても異なるが、通常は５０℃〜７０℃に設定され、ＩＲヒーター７４の温度を２００℃〜６００℃に設定する事で、インク表面温度が５０℃〜６０℃になるよう設定されている。蒸発した溶媒はエアーと共にインクジェット記録装置１０の外部へ排出されるが、エアーは排出される。このエアーは、冷却器／ラジエータ等で冷却して液体として排出しても良い。

記録面の画像が乾燥した用紙Ｐは、インク乾燥ドラム３８の回転によって、インク乾燥部１８と画像定着部２０の間に設けられた中間搬送部７６へ搬送されるが、中間搬送部７６については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。

画像定着部２０には、画像定着ドラム４０が回転可能に設けられており、画像定着部２０は、インク乾燥ドラム３８上で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱／加圧されて溶融し、用紙Ｐ上に固着定着する機能を有する。

画像定着ドラム４０の上部には、画像定着ドラム４０の表面に近接して、加熱ローラ７８が配設されている。この加熱ローラ７８は熱伝導率の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプが組み込まれており、該加熱ローラ７８によって、ラテックスのＴｇ温度以上の熱エネルギーが付与される。これにより、ラテックス粒子を溶融し、用紙上の凹凸に押し込み定着を行うと共に画像表面の凹凸をレベリングし光沢性を得ることを可能とする。

加熱ローラ７８の下流側には、定着ローラ８０が設けられている、この定着ローラ８０は画像定着ドラム４０の表面に圧接した状態で配置され、画像定着ドラム４０との間でニップ力を得るようにしている。このため、定着ローラ８０又は画像定着ドラム４０のうち、少なくとも一方は表面に弾性層を持ち、用紙Ｐに対して均一なニップ幅を持つ構成とする。

以上のような工程により、記録面の画像が定着した用紙Ｐは、画像定着ドラム４０の回転によって、画像定着部２０の下流側に設けられた排出部２１側へ搬送される。

なお、本実施形態では、画像定着部２０について説明したが、インク乾燥部１８で記録面に形成された画像を乾燥・定着させることができれば良いため、この画像定着部２０は必ずしも必要ではない。

次に、図２を参照して、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１０のシステム構成を説明する。

同図に示されるように、インクジェット記録装置１０は、通信インタフェース８３、システムコントローラ８４、画像メモリ８５、ＲＯＭ８６、モータドライバ８７、ヒータドライバ８８、ファン・モータドライバ８１、プリント制御部８９、ＲＯＭ９４、画像バッファメモリ９０、画像処理部９１、ヘッドドライバ９２等を備えている。

通信インタフェース８３は、ユーザがインクジェット記録装置１０に対して画像形成の指示等を行うため等に用いられるホスト装置９９とのインタフェース部である。通信インタフェース８３にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインタフェースやセントロニクスなどのパラレルインタフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

ホスト装置９９から送出された画像情報は通信インタフェース８３を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ８５に記憶される。画像メモリ８５は、通信インタフェース８３を介して入力された画像データを記憶する記憶手段であり、システムコントローラ８４を通じて情報の読み書きが行われる。画像メモリ８５は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ８４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能すると共に、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ８４は、通信インタフェース８３、画像メモリ８５、モータドライバ８７、ヒータドライバ８８、ファン・モータドライバ８１等の各部を制御し、ホスト装置９９との間の通信制御、画像メモリ８５およびＲＯＭ８６の読み書き制御等を行うと共に、用紙搬送系のモータ９３やＩＲヒーター５６、７４を制御する制御信号を生成する。なお、プリント制御部８９に対しては、制御信号の他に、画像メモリ８５に記憶された画像データを送信する。

また、ＲＯＭ８６には、システムコントローラ８４のＣＰＵが実行するプログラムおよび制御に必要な各種データなどが格納されている。ＲＯＭ８６は、書き換え不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書き換え可能な記憶手段を用いることが好ましい。

画像メモリ８５は、画像情報の一時記憶領域として利用されると共に、プログラムの展開領域およびＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ８７は、システムコントローラ８４からの指示に従って用紙搬送系のモータ９３を駆動するドライバ（駆動回路）である。また、ヒータドライバ８８は、システムコントローラ８４からの指示に従ってＩＲヒーター５６、７４を駆動するドライバである。

また、ファン・モータドライバ８１は、システムコントローラ８４からの指示に従って、各ファン・モータ７３およびファン・モータ結線回路７１を駆動するドライバである。

一方、プリント制御部８９は、ＣＰＵおよびその周辺回路等から構成され、システムコントローラ８４の制御に従い、画像処理部９１と協働して画像メモリ８５内の画像データから吐出制御用の信号を生成するための各種加工、補正等の処理を行うと共に、生成したインク吐出データをヘッドドライバ９２に供給してヘッドユニット６６の吐出駆動を制御する。

プリント制御部８９には、プリント制御部８９のＣＰＵが実行するプログラムおよび制御に必要な各種データなどが格納されているＲＯＭ９４が接続されている。ＲＯＭ９４もまた書き換え不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書き換え可能な記憶手段を用いることが好ましい。

画像処理部９１は、画像を構成する複数の画素の各々を１つ以上の原色の階調値で示した第１の色空間を用いて表現された画像データを、第１の色空間とは異なる第２の色空間に変換すると共に、第１の色空間における最高値の階調値を、第２の色空間における最高値の階調値に変換する。この画像処理部９１の詳細については後述する。

なお、図２において、画像処理部９１は、システムコントローラ８４やプリント制御部８９とは別個のものとして図示しているが、例えば、画像処理部９１は、システムコントローラ８４或いはプリント制御部８９に含まれて、その一部を構成するようにしてもよい。

また、画像処理部９１に含まれる機能は、一部を９９のホスト装置で予め実施することが可能である。

また、プリント制御部８９は、生成されたインク量に応じたドット配置データに基づいてインクの吐出データ（ヘッド６４のノズルに対応するアクチュエータの制御信号）を生成するインク吐出データ生成機能と、駆動波形生成機能とを有している。

インク吐出データ生成機能にて生成されたインク吐出データはヘッドドライバ９２に与えられ、ヘッドユニット６６のインク吐出動作が制御される。

プリント制御部８９には画像バッファメモリ９０が備えられており、プリント制御部８９における画像データ処理時に画像データやパラメータ等のデータが画像バッファメモリ９０に一時的に格納される。なお、図２において画像バッファメモリ９０はプリント制御部８９に付随する態様で示されているが、画像メモリ８５と兼用することも可能である。

また、プリント制御部８９とシステムコントローラ８４とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

図３はヘッド６４の構造例を示す平面透視図である。用紙上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド６４におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド６４は、インク吐出口である複数のノズル１５１と、各ノズル１５１に対応する圧力室１５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）１５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。また、このヘッド６４は、インクを吐出する複数のノズル１５１の各々から予め定められた順番で用紙に対してインクを吐出するようになっている。

このようにヘッド６４は、インク滴を吐出する複数のノズル１５１が、インク滴が吐出される用紙の搬送方向、及び該搬送方向と交差する交差方向に並べて設けられたものとなっている。

次に、図４を用いて本実施の形態に係る色変換及び階調変換について説明する。図４は、画像処理部及びプリント制御部の構成例を示す図であり、画像処理部９１、プリント制御部８９、及びヘッドドライバ９２が示されている。

画像処理部９１は、ページ記述データ展開処理部１０２、色変換部１０４、及び画像展開処理部１０６を含んで構成される。

ページ記述データ展開処理部１０２は、画像バッファメモリ９０に記憶されたページ記述言語（PS,PDF等）で生成されたページ記述データをＲＧＢ,Ｇｒａｙ,ＣＭＹＫ等の原色で表現された画像データに変換する。すなわち、画像を構成する複数の画素の各々を１つ以上の原色の階調値で示した第１の色空間（本実施の形態ではＣＭＹＫでの色空間であるが、ＲＧＢ,Ｇｒａｙ等による色空間であっても良い）を用いて表現された画像データに変換する。

色変換部１０４は、ページ記述データ展開処理部１０２から出力された画像データの色空間をインクジェット記録装置１０の色空間（第２の色空間：本実施の形態ではＣＭＹＫでの色空間であるが、ＲＧＢ,Ｇｒａｙ等による色空間であっても良い）に変更する機能を持つ。ページ記述言語展開処理部１０２から入力されるＲＧＢ,Ｇｒａｙ,ＣＭＹＫ等のデータを最終的にインクジェット記録装置１０で所望の色になるように、第２の色空間における(C’,M’,Y’,K’)に変換する。

ここでは、精度良く色変換を行うために数々の工夫がおこなわれており、一般的にはＬＵＴ(look up table)の形式を持つ色変換プロファイルを用いて変換処理を行う。

また、画像展開処理部１０６は、(C’,M’,Y’,K’)で示される画像データを、インクジェット記録装置１０で必要な解像度(例えば1200dpi)を持つ画像データに変換する。

なお、本説明では、ページ記述データ展開処理部１０２、色変換部１０４、及び画像展開処理部１０６で構成される画像処理部９１を、本体内にある構成としたが、この部分を図２ホスト装置９９で実施するようにしてもよい。そのような装置はRIP(ラスターイメージプロセッサ)装置として商業印刷分野では一般に使用されている。

次に、プリント制御部８９についてであるが、プリント制御部８９は、階調変換処理部１０８、及びハーフトーン処理部１１０を含んで構成される。なお、同図では、ＣＭＹＫの各々に対して階調変換処理部１０８、及びハーフトーン処理部１１０が設けられているため、各々４つずつ示した。

このうち、階調変換処理部１０８は、画像展開処理部１０６により出力された画像データを、それぞれＣＭＹＫの単色で目標の階調を再現するようにそれぞれＬＵＴによって機差や固体差を吸収する。ハーフトーン処理部１１０は、入力された階調信号を、ヘッド６４がインクを打滴する際に用いられるon/off信号に変換する手段であり、一般的にＭ階調をＮ階調(Ｍ>Ｎ 、Ｎ>1)に変換する機能を持つ。ここでは、誤差拡散処理や、ディザ法が一般的に用いられている。一般的に、インクジェットによって画像を形成する場合、出力ドット種類が１種類のＮ=２（滴なし、滴あり）の２値だけでなく、２種類のドットを打滴する３値（滴なし、小滴、大滴）、Ｎ−１種類のドットを打滴するＮ値へと変換する場合にも適用できる。このようにして生成されるon/off信号に従って、ヘッドドライバ９２はヘッドユニット６６を制御することでヘッド６４から用紙にインクが打滴される。

以上説明した色変換部１０４、及び階調変換処理部１０８についてさらに詳細に説明する。上述したように、色変換部１０４は、再現したい色空間（第１の色空間）を、γ補正処理後で再現される濃度に対して決まるインクジェット記録装置１０の持つ色空間（第２の色空間）にマッピングする処理を実施する。

このとき、通常の色変換処理（図８（ｂ）参照）を実施すると、γ補正処理では線画を考慮して目標濃度Ｐ２以上の濃度Ｐ１が設定されているので、色変換処理を通常通りの設定を行うと例えば(Ｃ,Ｍ,Ｙ,Ｋ)＝(0,0,0,100)％の階調値は、たとえば目標濃度Ｐ２で画像が形成されるような階調値(Ｃ,Ｍ,Ｙ,Ｋ)＝(0,0,0,85)％に変換されてしまうことになり、文字、線画の再現性が劣ることになってしまう。

そこで、本実施の形態における色変換部１０４では、色変換処理を実施する際に設定するＬＵＴに拘束条件を設定したものを設定している。

具体的には、第１の色空間、第２の色空間ともにＣＭＹＫによる色空間の場合に、第１の色空間における最高値の階調値を、第２の色空間における最高値の階調値に変換する。例えば、第１の色空間における(Ｃ,Ｍ,Ｙ,Ｋ)＝(0,0,0,100)％を、第２の色空間においても(Ｃ,Ｍ,Ｙ,Ｋ)＝(0,0,0,100)％と拘束条件付色変換するＬＵＴを用いる。これにより、文字、線画の再現を維持することができる。ここで拘束条件付色変換方法は、既知の方法用いることで再現できる。このように、原色が複数（ＣＭＹＫ）の場合には、一の原色（Ｋ）の階調値が最高値（１００％）であり、他の原色（ＣＭＹ）の階調値が最低値（０％）の場合にのみ、第１の色空間における最高値の階調値を、第２の色空間における最高値の階調値に変換するようにしても良い。混色の場合は階調再現性が重要であることが多いため、第１の色空間における最高値の階調値を、前記第２の色空間における最高値の階調値に変換しないことにより、各原色の液滴に占める割合を保つことができるので、階調再現性の悪化を抑制することができる。

このように、本実施の形態で色変換部１０４により用いられるＬＵＴは、最高値の階調値未満の階調値に対しては通常のＬＵＴと同じ変換をするＬＵＴである。

なお、一般的にインクジェット記録装置においては、２次色、３次色の場合、用紙に打滴可能な予め定められたインク量を超える場合がある。その場合には、色変換された(C’M’Y’K’)の総和がさらに予め定められた値を超えない描画可能な(C’’,M’’,Y’’,K’’)に変換するインク総量制限機能を色変換部１０４に付加することができる。また、予め定められた値をカールやカックル等の用紙変形を生じない値とすることで、用紙変形も抑制することができる。

以上説明した色変換部１０４により、凝集インクを用いて画像を形成するインクジェット記録装置１０において、有彩色については、色変換処理を適切に実施し、所望の色再現域を得ることができる一方で、文字や線画の最高濃度のエッジ品質を保つことができる。

次に、階調変換処理部１０８の詳細について説明する。一般的に、階調変換処理(γ変換処理)では、入力(C’,M’,Y’,K’)の最大階調値が所望の濃度になるように目標階調を設定する。例えば、オフセット印刷では光学反射濃度(ISO StatusT)でアート紙を用いた場合に(C,M,Y,K)=(1.6,1.6,1.1,1.8)程度が標準的な印刷物であると考えられる。

そこで、図８（ｂ）に示されるように、インク量をＡ２で画像を形成すると、入力100％(最高濃度設定)の画像データに素抜けが発生してしまう(図１０（ａ）)。文字や線画のエッジ部分の品質が劣る状態となる。

そこで本実施の形態における階調変換処理部１０８では、第２の色空間における最高値未満の階調値を、インクを吐出するヘッド６４から吐出されるインク量に変換すると共に、最高値の階調値を、用紙に形成された画素の全てを覆うことが可能なインク量に変換する（図８（ｂ）インク量Ａ１）。ここで、画素の全てを覆うことが可能なインク量とは、白の素抜けやジャギが発生しないインク量であって、例えば文字や線の再現性が許容される範囲となるインク量などが挙げられる。

なお、階調変換処理部１０８は、機差や経時変化等で発生する濃度変化を吸収するためのものである。あるインク量によりどれだけの濃度が得られるかは、テストチャートを形成し、そのテストチャートを測色器あるいは濃度計にて所望の濃度になるように、ＬＵＴで変換するいわゆるキャリブレーションの作業をすることで、インクジェット記録装置１０は、常に一定の階調特性を保つことができる。

以上説明した色変換部１０４のＣＰＵにより実行される色変換処理の流れを、図５を用いて説明する。まず、ステップ１０１で、画素を示す各々の階調値を取得し、ステップ１０２で階調値に最高値（例えばＫが１００％）が含まれるか否か判定する。ステップ１０２で否定判定した場合には、ステップ１０３で通常の変換を行なう。ここで、通常の変換とは拘束条件付色変換を行なわない変換である。

一方、ステップ１０２で肯定判定した場合には、ステップ１０５で他の階調値（Ｋが１００％の場合はＣＭＹの階調値）が全て最低値（０％）か否か判定する。このステップ１０５で否定判定した場合には、上記ステップ１０３の処理に進み、肯定判定した場合には、ステップ１０６で、最高値の色を最高値のまま変換する拘束条件付色変換を行い、ステップ１０４に進む。

ステップ１０４で、全画素に対して変換が終了したか否か判定し、否定判定した場合には次の画素の階調値を変換するために、ステップ１０２の処理に戻り、肯定判定した場合には、処理を終了する。

次に、階調変換処理部１０８のＣＰＵ（プリント制御部８９のＣＰＵ）により実行される階調変換処理の流れを、図６を用いて説明する。まず、ステップ２０１で、画素を示す各々の階調値を取得し、ステップ２０２で階調値に最高値（例えばＫが１００％）が含まれるか否か判定する。ステップ２０２で否定判定した場合には、ステップ２０３で通常の変換を行ない、ステップ２０５の処理に進む。

一方、ステップ２０２で肯定判定した場合には、最高値の階調値をステップ２０４で用紙に形成された画素の全てを覆うことが可能なインク量を示す階調値に変換し、ステップ２０５に進む。

ステップ２０５で、全画素に対して変換が終了したか否か判定し、否定判定した場合には次の画素の階調値を変換するために、ステップ２０２の処理に戻り、肯定判定した場合には、処理を終了する。以上の説明は、動作をわかりやすく説明するため、条件判断等の説明を実施したが、実際には処理速度も考慮し、そのように動作するLUTを階調変換処理部に設定するのみで運用することが可能である。

以上説明した図４に示した構成では、文字または線画、それ以外の画像を区別することなく色変換部１０４による変換が行なわれる。しかし、目標濃度と画素の全てを覆うことが可能な濃度との差が大きい場合には、第１の色空間における１００％をそのまま第２の色空間における１００％に変換すると、特に単色１００％（一色だけが１００％で残りの色は０％）付近の階調再現性が悪化する場合がある。

その解決策として、色一致性や階調の繋がりが重視される画像については、色変換部１０４は、通常処理の色変換処理を実施し、文字または線画の色変換処理のみ、上述した拘束条件付色変換を実施する。

すなわち、図７に示される、画像処理部及びプリント制御部の構成例のように、色変換部１０４を色変換部Ａ、色変換部Ｂの２つに分けて、色変換部Ａが文字または線画の色変換処理を行い、色変換部Ｂが文字または線画以外の画像の色変換処理を行うようにする。この構成により、ページ記述データ展開処理部１０２で文字または線画を構成する画素と判断された画素群は、色変換部１０４の色変換部Ａへ、画像を構成する画素と判断された画素群は、色変換部１０４の色変換部Ｂへと送付される。色変換部１０４は、色変換部Ａにて、文字または線画を構成する画素に対してのみ第１の色空間における最高値の階調値を、第２の色空間における最高値の階調値に変換することとなる。文字または線画以外の画像の色変換処理では色変換部Ｂにて、拘束条件付色変換を行なわないので、階調再現性の悪化を回避することができる。

なお、図７に示される構成は、図４に示した構成のうち、色変換部１０４の構成のみが異なるので、その他の説明は省略した。

以上説明した２つの構成（図４、図７）において、ＣＭＹＫの各色で拘束条件付色変換を実施するようになっているが、これに限らず、Ｋ（ブラック）を示す階調値に対してのみ第１の色空間における最高値の階調値を、第２の色空間における最高値の階調値に変換するようにしても良い。印刷分野においては、黒い文字は、見当ズレが発生することにより品質が低下する恐れがあるので、コンポジット(ＣＭＹの掛け合わせ)を用いないことが多い。そのため、文字再現をするうえでBlackインクにのみ拘束条件付色変換を行なうようにしても良い。さらに、ＣＭＹについては階調特性が重視されることも多いので、その場合は、Ｋに対してのみ拘束条件付色変換を実施するとより効果的である。

なお、以上説明した各フローチャートの処理の流れは一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で処理順序を入れ替えたり、新たなステップを追加したり、不要なステップを削除したりすることができることは言うまでもない。

また、本実施の形態では、シングルパスで画像を形成するヘッドを用いているが、上述した説明から分かるように、本実施の形態はシングルパスに限らず適用できる。

１０ インクジェット記録装置
６４ ヘッド
８９ プリント制御部
９０ 画像バッファメモリ
９１ 画像処理部

Claims (6)

1. 画像を構成する複数の画素の各々を１つ以上の原色の階調値で示した第１の色空間を用いて表現された画像データを、第１の色空間とは異なる第２の色空間に変換すると共に、前記第１の色空間における最高値の階調値を、前記第２の色空間における最高値の階調値に変換する色変換手段と、
   前記色変換手段により変換された前記第２の色空間における最高値未満の値の階調値を、インクを吐出する吐出ヘッドから吐出されるインク量を示す階調値に変換すると共に、最高値の階調値を、記録媒体に形成された画素の全てを覆うことが可能なインク量を示す階調値に変換する階調変換手段と、
   を有する画像処理装置。
2. 前記色変換手段は、文字または線画を構成する画素に対してのみ前記第１の色空間における最高値の階調値を、前記第２の色空間における最高値の階調値に変換する請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記色変換手段は、前記原色が複数の場合には、一の原色の階調値が最高値であり、他の原色の階調値が最低値の場合にのみ、前記第１の色空間における最高値の階調値を、前記第２の色空間における最高値の階調値に変換する請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記色変換手段は、前記原色に黒が含まれる場合には、黒を示す階調値に対してのみ前記第１の色空間における最高値の階調値を、前記第２の色空間における最高値の階調値に変換する請求項１に記載の画像処理装置。
5. 前記階調変換手段は、変換した画素における全ての原色のインク量の総和が、予め定められた値を超えないように変換する請求項１に記載の画像処理装置。
6. 前記インクは凝集インクである請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の画像処理装置。