JP4215842B2 - カラー画像の印刷方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般には印刷装置、より詳細には液体インクプリンタのための領域依存(region-dependent)画像処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタは、一般に、パーソナルコンピュータ、スキャナ、あるいはワークステーションなどの画像出力装置またはドキュメント作成装置から受け取ったカラー画像や単色画像を印刷する。印刷されたカラー画像は、一度に異なる色の幾つかのカラーインクすなわち着色剤を印刷することによって生成される。プリンタによって付着されるインクの色とインクの量はドキュメントクリエータから受け取った画像情報に従って決定される。ドキュメントクリエータは、単色項、測色項、またはその両方で定義された入力ディジタルグレースケール画像を提供する。グレーレベルの量は一般に０〜２５５の入力画素値によって定義される。ここで、０は白に等しく、２５５は黒に等しく、両者の中間の値はグレーの明暗の度合いである。通常、この記述はおそらくドキュメントを記述するページ記述言語（ＰＤＬ）ファイルの一部であろう。コンピュータが生成した画像の場合は、ワークステーションのユーザーインタフェースにおいてユーザーによって定義される色は最初に三刺激値の色空間で定義することができる。これらの色はどんな特定のデバイスにも依存せずに定義される。従って、情報は、「デバイス非依存である」として参照される。
【０００３】
カラープリンタは、さらに、プリンタのためにその能力と着色剤によって独自に定義されたＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、キーすなわちブラックの略）と呼ばれる色空間内に存在すると定義することができる出力を有する。カラープリンタはインクすなわち着色剤の重なった複数の層を加えてページを形成するように作用する。これらの複数の層は、それぞれがＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋに対応する複数のカラー平面すなわちビットマップに分解されるページのＰＤＬ記述から導かれる。
【０００４】
液体インクを使用するので、幾つかのインクに関係する問題（異なる色のインクが互いに接触してにじむ「カラー間にじみ」を含む）が起きる。同様に、インクのなかには、必ずしも望ましい画像の最適な演色（coler rendition) が得られないものがある。従って、望ましいカラーレスポンスを得るため、たとえば光学濃度を増すため、追加インクで画像を補足しなければならない。ある別の例では、インクの量が多過ぎて乾燥問題が起きるときは、インクの量を減らすことが望ましい。これらの例や他の知られた例においては、望ましい出力を得るため、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの画像ビットマップが修正されるが、そのような修正は時間がかかるため、印刷システムのスループットが減少することがある。
【０００５】
米国特許第５，２４７，５８３号は、画像分割方法および装置を開示している。画像処理領域は互いに重なることができる複数の小領域に分割される。分割すべき領域内および分割すべきでない領域内の１つまたは複数の画素が指定される。処理によって、領域の中の特定の領域を分割することができる。
【０００６】
米国特許第５，５１３，２８２号は、画像信号の配列に対し実施される画像処理操作の実施を制御する方法および装置を開示している。特殊の操作は複数の事前に定義されたウィンドウによって識別される。ウィンドウは複数の領域に分割されており、それらの境界はある領域から他の領域への遷移に対応している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一態様として、画像ソースによって生成された画像情報からプリンタでカラー画像を印刷する方法を提供する。本方法は、前記画像情報から複数のビットマップを生成し、カラー情報に関して複数のビットマップのそれぞれの対応する部分を検査し、カラー情報を有する前記検査した対応部分だけにカラー画像処理を加え、前記加えたカラー画像処理に従ってカラー画像を印刷する、諸ステップから成っている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の領域依存画像処理を組み入れたカラーサーマルインクジェット印刷システム８の斜視図である。インクジェットプリンタ９はモニター１１とキーボード１２を含むパーソナルコンピュータ１０に接続されている。パーソナルコンピュータ１０は印刷する画像情報をプリンタ９へ与える。インクジェットプリンタ９を例示したが、他の液体インクプリンタも同様に本発明の範囲に含まれる。プリンタ９はキャリッジレール２４で支持されたキャリッジ２２に取り付けられたハウジング２０の中に着脱可能に配置された４個のインクジェットプリントヘッド・カートリッジ１４，１５，１６，１８を有する。キャリッジ２０は走査方向２８に動き、記録媒体３０（たとえば紙のシートまたはトランスペアレンシー）を横切って往復運動する。記録媒体３０は印刷するため矢印３２の方向にステップ送りされる。各プリントヘッドカートリッジはサーマルインクジェットプリントヘッドへ供給するシアン、マゼンタ、イエローおよび（または）ブラックのインクが入ったインク容器を有する。インクジェットプリントヘッドは電気ケーブル（図示せず）を通じてプリンタのコントローラ（図示せず）から受け取った電気信号の制御の下でインク滴を選択的に噴射する。
【０００９】
カートリッジ２２が記録媒体３０を横切って左右に往復運動するとき、プリントヘッド３４の複数のノズルの選択されたノズルからインク滴が噴射される。インク噴射口として知られるノズルは一般に走査方向２８と直角に線形アレイのように配列されている。キャリッジ２２の各パスの間じゅう、記録媒体３０は静止位置に保持される。しかし、各パスが終わると、記録媒体３０はプリンタのコントローラの制御の下でステップ送り機構によって矢印３２の方向にステップ送りされる。プリントヘッドとそれによる印刷のより詳しい説明は、米国特許第４，５７１，５９９号および再発行米国特許第３２，５７２号を参照されたい。
【００１０】
ノズルの線形アレイの一部分すなわちセグメントが各プリントヘッドカートリッジ１４，１５，１６，１８に関連付けられるように、各プリントヘッドカートリッジをプリントヘッド３４へ結合することができる。しかし、コントローラの制御の下で各プリントヘッドがシアン、マゼンタ、イエロー、またはブラックなど一色のインクを記録媒体３０に付着させるように、各カートリッジ１４，１５，１６，１８を個々に単一プリントヘッドへ結合することもできる。
【００１１】
図１のカラー印刷システム８は詳細な情報集約的なカラー画像を印刷するため使用することができる。そのようなカラー画像やその印刷には、精巧かつ複雑な画像処理が必要であることが多い。図２および図３に、複雑な画像処理の一例を示す。図２に示すように、第１カラー４２と第２カラー４４（ブラックを含むことがある）の間に位置するカラー間境界４０に沿ってカラー画像処理が必要であることが多い。カラー間境界４０に沿って、特に液体インクプリンタにおいて、カラー間にじみが起きることが多い。液体インクプリンタでは、異なる色のインクまたは異なる種類のインク（たとえば速乾性および遅乾性インク）が互いに接触し、にじむからである。そのような「カラー間にじみ」は許されない。
【００１２】
図３に、カラー間にじみを少なくする１つの方法、画素エッチング法として知られる方法を示す。画素エッチング法は２つのインクの間にインクが付着していない領域４６を導入する。周知のように、そのような無インク領域はカラー間にじみを有効に減少させるが、都合の悪いことに、カラー間境界を検出することが極めて難しいばかりでなく、エッチングすることも難しい。カラー間境界を検出し、そのあと必要な画素エッチングを処理するソフトウェアは存在するが、たとえば１画素あたり６００×６００×１バイトの解像度を有する全１ページについて実施すると、この手順は約２０分かかることがある。この理由で、そのような具体化は放棄されるか、または複雑さが劇的に減らされるので、どこで具体化するか、たとえば大量の支援メモリを有する高価なＡＳＩＣの場合など、別の問題が起きることが多い。
【００１３】
しかし、カラープリンタは、たとえばビジネス環境など、カラープリンタで印刷される大多数のジョブが比較的小さいカラー領域をもつことが多い種々の市場または市場セグメントへ販売されることが多いことがわかった。そのようなビジネスドキュメントは、たとえば小さいカラーロゴまたは図形にほんの少しのカラーが含まれたテキストから成っていることがある。従って、本発明は複雑なカラー画像処理を、実際に処理を必要とする画像の部分すなわちカラーを含む部分だけに制限する方法を提供する。従って、たとえ本発明がある程度の時間のかかる追加の処理ステップを含んでいても、それは取って代わる画像処理ルーチンに比べれば通常は取るに足りない。
【００１４】
図４に示すように、本発明の印刷システム８は、この分野の専門家に知られているように、パーソナルコンピュータ１０内に配置されたホストプロセッサ５０を含んでいる。ホストプロセッサ５０は、ソフトウェア命令を通じてプログラム可能であり、一般にバス５２に接続される多くの既知のマイクロプロセッサの１つを含むことができる。バス５２には、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）５４、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５６、モニター１１、マウスや他の既知のインタフェース、たとえばタッチ画面パネルを含むユーザーインタフェースとして知られるキーボード１２、プリンタ９、およびプリントドライバ５８を含む、情報処理システムの他の要素が接続されている。
【００１５】
印刷システム８の典型的な動作において、ユーザーは、モニター１１を見ながらユーザーインタフェース１２を通じてモニター上にドキュメントを生成する。ドキュメントがホストプロセッサ５０との協同によって生成されたあと、ページ記述言語ファイル（ＰＤＬファイル）６０がホストプロセッサ５０によって生成され、ＲＡＭ５６に格納される。
【００１６】
このＰＤＬファイルは、一般に、測色項Ｒ，Ｇ，Ｂであって、本質上ディジタルで定義された画像を含む画像情報を含んでいる。しかしながら、プリンタ９は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋとして知られた色空間内に存在するとして定義された出力画像を生成する。従って、ＰＤＬファイル６０として存在している画像を印刷するには、ＲＧＢの色空間からＣＭＹＫの色空間へ変換する必要があるほか、前に説明した画素エッチングなどの他の画像処理機能を実行しなければならない。従って、この分野の専門家に知られているように、プリントドライバ５８はＰＤＬファイル６０を分解すなわち翻訳して、シアンビットマップ６２、マゼンタビットマップ６４、イエロービットマップ６６、およびブラックビットマップ６８を含む、複数のビットマップを生成する。これらのビットマップは、生成したあと、ＲＡＭ５６に格納するか、またはプリントドライバ５８で追加の画像処理機能を実行する場合にはプリンタ９へ転送することができる。
【００１７】
もしＰＤＬファイルに記載されている通りに多くのカラー画像処理を情報のページ全体に適用すれば、相当な時間をとることがわかったので、本発明の印刷システムは、図４に示すように、画像分割プロセッサすなわちタグブロックプロセッサ７０を備えている。実際の具体化においては、タグブロックプロセッサ７０をプリントドライバ５８の中に含めることができるが、説明の便宜上、プリンタドライバ５８とは別個に示してある。画像分割プロセッサすなわちタグブロックプロセッサ７０はＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋビットマップ６２，６４，６６，６８に対して作用し、それらの情報のどれがカラー情報を含んでいるかを判断する。そのあと、タグ付き領域だけをカラー処理し、残りの領域をカラー処理しないように、カラー情報の領域にタグを付ける。もし情報のページが処理を必要とする領域を含んでいなければ、タグブロックプロセッサ７０は呼び出されない。もちろん、画像通路において早い時期に純粋に白黒のページを検出して、すべてのカラー処理を完全にバイパスすることができる。
【００１８】
図５に、タグブロックプロセッサ７０の作用を略図で示す。図示のように、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各ビットマップの組合せは、図２のカラー画像を与えるであろう。最初に、タグブロックプロセツサ７０はそれぞれのビットマップを部分に分割する。分割された各部分は別のビットマップからの同じサイズの別の領域に対応している。たとえば、図５に示すように、タグブロックプロセッサ７０はビットマップを複数の部分７２に分割する。分割された各部分はページの全幅を印刷するプリントヘッドの印字幅部分に等しい。次に、タグブロックプロセッサ７０は、各ビットマップ６２，６４，６６，６８の対応する部分から各部分７２を解析し、４つの対応するタグブロックたとえば７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄのどれかにカラー情報が含まれているかを判断する。もしカラー情報が含まれていれば、ここでは５つの印字幅ブロック７４として示したカラー情報を含んでいる部分にマークすなわちタグを付ける。このブロック７４が、そのあと望ましいカラー処理ステップに従ってカラー処理される部分であり、部分７６，７８を含む画像の残りの部分はカラー処理されない。
【００１９】
図６に、画素ビットマップを複数の走査線に分割するほか、各走査線も複数のより小さい部分（ここでは部分７２の１／４の部分８０として示す）に細分する本発明の異なる分割方式を示す。各ビットマップの対応する部分は８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，８０Ｄである。前と同様に、カラー情報が存在しているときは、複数のそれらの部分８０にマークすなわちタグを付ける（図６に、領域８２として示す）。白空間をもつとして図示した残りの領域はカラー情報を含んでいないので、カラー処理されない。プリンタの予想される使用の種類に従って、カラー情報について解析する領域のサイズを選択することができる。タグブロックの最適な形状およびサイズは、ハードウェア、ソフトウェアアーキテクチャー、および予想される市場のドキュメント統計データの関数である。それらは、製品設計の際に、実験と解析によって立証すべきであり、そして市場状態が変化したときの潜在的な将来のアップグレードのためにソフトウェア変数としてコード化すべきである。
【００２０】
タグブロックプロセッサ７０は周知の慣例に従ってハードウェアで具体化することもできるし、ソフトウェアで具体化することもできる。もしタグブロックプロセッサ７０がプログラミング操作を含んでいれば、本発明の印刷システム８に含まれている汎用マイクロプロセッサのためのソフトウェア命令を用いて、上記の制御機能や任意の論理演算をプログラムすることは、知られており、また普通に行われている。これは多くの種々の先行特許や市販製品が教えている。もちろん、上記のプログラミングすわわちソフトウェアは、個々の機能、ソフトウェアの形式、および使用したマイクロプロセッサまたは他のコンピュータまたは他のシステムに従って変わるが、それらは入手できるであろうし、あるいは大げさな実験をせずに、機能的な説明（たとえば、ここに記載したような説明）、またはソフトウェア分野やコンピュータ分野の一般的な知識と、通常の機能に関する従来の知識から容易にプログラムすることができるであろう。これはＣ＋＋のようなオブジェクト向きソフトウェア開発業務環境を含むことがある。代わりに、標準論理回路を使用するハードウェアで、またはＶＬＳＩ設計を使用する単一チップで、開示したシステムまたは方法を部分的または完全に具体化することができる。
【００２１】
図７に、ソフトウェアまたはハードウェアのどちらかで具体化したタグブロックプロセッサ７０によって実施する操作のフローチャートを示す。ステップ９２において、ＰＤＬファイル６０から各像平面ごとにシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各ビットマップを生成する。各像平面ごとにビットマップを生成し、タグブロックのサイズを決定したあと、選択したタグブロックが印刷する画像の一定の部分に対応するように、各像平面から第１タグブロックを選択する。これらの部分は図４に示した関連するバッファに格納することができる。すなわち、シアンバッファ９４、イエローバッファ９６、マゼンタバッファ９８、ブラックバッファ１００は各像平面の対応する部分を受け取る。これらのバッファのサイズは、具体化に従って、タグブロックのサイズに等しくすることもできるし、あるいは他のサイズに等しくすることもできる。ステップ９３において、各像平面ごとにタグブロックを選択したあと、ステップ１０２において、選択したタグブロックの対応するバイトに対し排他的論理和演算（図４の排他的論理和演算子１０４で実行する）を適用する。実際の具体化においては、既知のパーソナルコンピュータでは３２ビットワードが普通であるから、タグブロックの３２ビットセグメントを一緒に論理的に排他的論理和演算して、上記部分のどれがカラー情報を含んでいるか否かを判断することができる。しかし、タグブロックにカラーが含まれていると判断するまで、各タグブロックから単一ビットを排他的論理和演算することもできる。１つまたはそれ以上のビットマップにカラーが含まれていることがわかったら、次のタグブロックを調べることができる。タグブロックのすべての画素を排他的論理和演算する必要はないが、少なくとも１つの結果がタグブロックにカラー情報が含まれていることを示すまで、タグブロックの画素を排他的論理和演算する必要がある。ステップ１０６において、論理演算から得られたどれかのビットが１に等しいか否かを判断する。もしたとえば演算子１０４によって３２ビットワードを一緒に排他的論理和演算すれば、４つすべての像平面を一緒に排他的論理和する論理演算から得られた３２ビットは１つの３２ビットワードをもたらすであろう。このケースでは、論理和ゲート１０８においてすべての３２ビットを論理和演算してカラーが見つかったかどうかを判断し、それによって１の出力を与えることができるであろう。
【００２２】
複数の対応するタグブロック部分を解析して、カラー情報が含まれているか否かを判断するので、どのタグブロック部分がカラー情報を含んでいるかを指示する指示ビットを格納するためのルックアップテーブルが、プリントドライバ５８の制御の下でホストプロセッサ５０またはタグブロックプロセッサ７０によって作られる。従って、ステップ１０６においてどれかのビットが１に等しいと判断されたら、ステップ１１０において、対応するルックアップテーブルのロケーションを１にセットする。しかし、ステップ１０６においてどのビットも１に等しくなければ、ステップ１１２において、対応するルックアップテーブルのロケーションを０にセットして、図４のルックアップテーブル１１４に収録する。次にステップ１１６において、もしすべてのタグブロック選択されなかったと判断するば、ステップ９３において、新しいタグブロックを選択し、そして新しく選択したタグブロックに対し前に述べた操作を繰り返す。しかし、もしすべてのタグブロックが選択され解析されたならば、ステップ１１８において、ルックアップテーブル１１４内のロケーションを調べて、どれかのルックアップテーブルのロケーションが、前に解析したタグブロックがカラー情報を含むことを指示しているかどうか判断する。もしそうであれば、ステップ１２０において、画像のタグ付き部分にだけカラー処理を適用する。カラー処理が完了したら、ステップ１２２において、ドキュメントを印刷する。もちろん、もしステップ１１８において、どのルックアップテーブルのロケーションにもタグが付けられなかった、すなわち１にセットされなかったならば、追加のカラー処理を適用せずに、ステップ１２２においてドキュメントを印刷する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の領域依存画像処理方法は、全ページを事前に解析し、処理する必要がある領域だけを識別することによって、画像処理に必要な時間量を大幅に減らすことがわかった。ある例では、本発明は約４０秒から１秒以下へ画像処理時間を短縮することがわかった。ページ全体にわたってカラー画像を処理すれば、本発明を使用してもそのページを処理する時間が増えることは考えられるが、多数のドキュメントをカラー処理する全処理時間は本発明を使用すれば減少する。従って、本発明に従って、前に述べた目標および利点を完全に満たす領域依存画像処理をする印刷システムが提供されたことは明らかである。本発明を特定の実施例について説明したが、この分野の専門家が多くの代替物、修正物、および均等物を思い浮かべるであろうことは明らかである。たとえば、タグブロック処理すなわち分割は、ＰＤＬ解釈プログラムで方形境界線情報を収集し、マージすることによって実行することができる。あるいは画像を分解しているとき方形境界線情報を生成するように、ＰＤＬ解釈プログラムを修正することができる。あるいは代案として、解釈プログラムの出力を走査して、同じ方形境界線情報を生成することができる。また、本発明の応用は液体インクプリンタに限定されず、他の印刷システムたとえば４色オフセット印刷システムやゼログラフィー印刷システムにも同様に応用することができる。たとえば、そのような印刷システムはトラッピングアルゴリズムを使用しており、そのアルゴリズムに本発明を有益に応用することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタとパーソナルコンピュータを組み入れたカラーインクジェット印刷システムの斜視図である。
【図２】カラー間にじみが起きることがあるインク境界をもつカラーイメージの図である。
【図３】インク境界にあるカラーおよび（または）ブラックの領域を除去するため画素エッチングで処理した、図２のカラーイメージの図である。
【図４】本発明のタグブロックプロセッサを備えた印刷システムの機能ブロック図である。
【図５】本発明の領域依存画像処理に使用する内容依存画像分割の第１の例を示す図である。
【図６】本発明の領域依存画像処理に使用する内容依存画像分割の第２の例を示す図である。
【図７】本発明の領域依存画像処理方法のためのフローチャートである。
【符号の説明】
８ カラーサーマルインクジェット印刷システム
９ インクジェットプリンタ
１０ パーソナルコンピュータ
１１ モニター
１２ キーボード（ユーザーインタフェース）
１４，１５，１６，１８ インクジェットプリントヘッド・カートリッジ
２０ ハウジング
２２ キャリッジ
２４ キャリッジレール
２６ フレーム
２８ 走査方向
３０ 記録媒体
３２ ステップ送り方向
３４ プリントヘッド
４０ カラー間境界
４２ 第１カラー
４４ 第２カラー
４６ 無インク領域
５０ ホストプロセッサ
５２ バス
５４ ＲＯＭ
５６ ＲＡＭ
５８ プリントドライバ
６０ ＰＤＬファイル
６２，６４，６６，６８ Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各ビットマップ
７０ タグブロック（画像分割）プロセッサ
７２ 分割されたビットマップの部分
７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ 対応するタグブロック
７４ カラー情報を含む部分
７６，７８ カラー処理されない部分
８０ 部分７２の１／４に細分された部分
８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，８０Ｄ 各ビットマップの対応する部分
８２ カラー情報を含む領域
９４，９６，９８，１００ Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各バッファ
１０４ 排他的論理和演算子
１０８ 論理和演算子
１１４ ルックアップテーブル

Claims (3)

1. カラー画像ソースによって生成された画像情報からプリンタを用いてカラー画像を印刷する方法において、
   前記画像情報から異なるカラーに分解され且つ該分解カラーのカラー情報を有する複数のビットマップを生成し、
   前記カラー情報を有する前記複数のビットマップのそれぞれの画像に対応する画像対応部分を検査し、
   前記カラー情報を有する前記検査した画像対応部分にタグを付け、
   前記タグを有する前記検査した画像対応部分だけにそのカラー情報に基づくカラー処理を適用し、
   前記適用したカラー処理に従ってカラー画像を印刷する、
   諸ステップから成り、
   前記タグを付けるステップは、前記複数のビットマップの各々の前記画像対応部分を排他的論理和演算して前記タグを生成することから成る、
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記検査ステップは、複数の前記画像対応部分の１つを、前記カラー情報の存在が決定されるまで検査することを特徴とする方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、前記画像対応部分は、前記プリンタの印刷ヘッドの１印刷幅に等しいことを特徴とする方法。

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