JP4521909B2 - Printing apparatus and printing method - Google Patents

Printing apparatus and printing method Download PDF

Info

Publication number
JP4521909B2
JP4521909B2 JP34226399A JP34226399A JP4521909B2 JP 4521909 B2 JP4521909 B2 JP 4521909B2 JP 34226399 A JP34226399 A JP 34226399A JP 34226399 A JP34226399 A JP 34226399A JP 4521909 B2 JP4521909 B2 JP 4521909B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dot
dots
recording rate
image
gradation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP34226399A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001150702A (en
JP2001150702A5 (en
Inventor
繁明 角谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP34226399A priority Critical patent/JP4521909B2/en
Publication of JP2001150702A publication Critical patent/JP2001150702A/en
Publication of JP2001150702A5 publication Critical patent/JP2001150702A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4521909B2 publication Critical patent/JP4521909B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Record Information Processing For Printing (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、記録媒体上にドットを形成して各種の画像を印刷する技術に関し、詳しくは大きさの異なるドットを形成して印刷される自然画像の画質を向上させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータ等から出力される各種画像の出力機器として、記録媒体上にインクのドットを形成することによって画像を印刷する方式の印刷装置が広く使用されている。これら印刷装置は、ドットを形成するか否かの2つの状態しか採り得ないが、ドットの形成を制御することによって、幅広い階調表現を伴う自然画像を印刷することが可能である。
【0003】
ドットを形成するか否かの2つの状態しか採り得ない印刷装置を用いて、階調値が連続的に変化する自然画像を印刷することができるのは、表現しようとする階調値に応じてドットの形成密度を変化させているからである。例えば、記録紙全面に黒いドットを形成した状態から少しずつドットを間引いていく場合、初めは真黒であった記録紙の色がドットを間引くにつれて次第に灰色に変化していく。このように、表現しようとする階調値に応じてドットの形成密度を制御すれば、幅広い階調値を用いて表現された自然画像を印刷することが可能となる。
【0004】
かかる方法では、表現しようとする階調値が低くなりドットの形成密度が低くなるにつれて、ドットが目立ち易くなって画像の粒状感が悪化する問題が生じる。この問題を解決する1つの手段として、目立ち易い大きなドットを、より目立ちにくい小さなドットで置き換える方法が用いられる。1個の大ドットが表現する階調値とn個の小ドットが表現する階調値とが同じになるとすれば、大ドット1個を常に小ドットn個で置き換えることによって、階調値を同一に保ったまま粒状感を改善することができる。尚、階調値が更に低くなり、小さなドットでも目立つような低階調領域では、粒状感を改善するために小さなドットを更に小さなドットで置き換える手法も採用可能である。
【0005】
粒状感を改善するためには、低階調値領域で形成される大ドットはできるだけ少ない方がよく、大ドットをより小ドットで可能な限り置き換えることが望ましい。すなわち、大ドットが残っている限り、あるいは全ての画素に小ドットが形成されてそれ以上小ドットを増やせなくなるまで、小ドットの形成割合を増加させればそれだけ粒状感が改善される。大きなドットを小さなドットで置き換えたとしても、記録紙に打ち込まれるインク量はほとんど変わらないので、いわゆるインクデューティの制限、すなわちインク打ち込み量が所定量以下に制限される制約を受けることなく、小さなドットの形成割合を増加させることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、低階調値から中階調値にかけての中間階調領域で、小さなドットの形成割合をあまりに増加させると、粒状感が改善されるにもかかわらず、画質の低下を引き起こす場合があることが見出された。このため、中間階調領域における画質が十分に高画質とならない場合があった。
【0007】
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、中間階調領域において高画質の印刷を可能とする技術を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明は、次の構成を採用した。すなわち、本発明の印刷装置は、
大きさの異なる3種類以上のドットが形成可能であり、かつ該3種類以上のドットの各々は、単一種類のドットが全ての画素に形成可能であり、前記単一種類のドットの形成割合である単一種類のドット記録率が画像の階調値に応じて定められた所定値となるように、該それぞれのドットの形成を制御することによって、多階調の自然画像を表現可能な印刷装置であって、
画像の階調値と前記各ドットの単一種類のドット記録率との対応付けに関して、最も大きなドットを除く2種類以上の前記ドットの各々については、該ドットを全ての画素に形成することで表現可能な階調値およびそれ以上の階調値であっても、該ドットの形成されない画素を残して対応付ける対応付け手段と、
前記画像を構成する画素の階調値に応じて、前記対応付け手段に基づいて前記各ドットの単一種類のドット記録率を決定するドット記録率決定手段と、
該決定されたドット記録率となるように、該画素における前記各ドットの形成有無を判断するドット形成判断手段と、
該判断結果に基づいて、前記各ドットを形成するドット形成手段と
を備えることを要旨とする。
【0009】
また、上記印刷装置に対応する本発明の印刷方法は、
大きさの異なる3種類以上のドットが形成可能であり、かつ該3種類以上のドットの各々は、単一種類のドットが全ての画素に形成可能であり、単一種類のドットの形成割合である単一種類のドット記録率が画像の階調値に応じて定められた所定値となるように、該それぞれのドットの形成を制御することによって、多階調の自然画像を表現する印刷方法であって、
画像の階調値と前記各ドットの単一種類のドット記録率との対応付けに関して、最も大きなドットを除く2種類以上の前記ドットの各々については、該ドットを全ての画素に形成することで表現可能な階調値およびそれ以上の階調値であっても、該ドットの形成されない画素が残る対応付け関係を記憶しておき、
前記画像を構成する画素の階調値に応じて、前記対応付け関係を参照して前記各ドットの単一種類のドット記録率を決定し、
該決定されたドット記録率となるように、該画素における前記各ドットの形成有無を判断し、
該判断結果に基づいて、前記各ドットを形成することを要旨とする。
【0010】
かかる印刷装置および印刷方法は、主に中間階調領域における画質の悪化を防止する技術に関する発明であり、本願の発明者は、このような画質の悪化とドットの形成密度との関係に着目することによって本願発明を完成させた。そこで、本願の印刷装置および印刷方法の作用・効果について説明する前に、本願発明者が着目した画質の悪化とドットの形成密度との関係について説明する。
【0011】
前述したように、記録媒体上にドットを形成して画像を印刷する印刷装置においては、ドットの形成密度を制御することによって幅広い階調値を表現している。また、低階調値から中階調値にかけての中間階調領域では、まばらに形成されるドットが目立って粒状感の悪い画像となることを回避するために、大きなドットを、より小さな複数の中ドットあるいは小ドットで置き換えて画像を印刷している。従って、中間階調領域で階調値が連続的に変化する画像を印刷しようとする場合、記録媒体上に形成される小ドットあるいは中ドットの密度も連続的に変化することになる。
【0012】
ところが、高い密度で形成されているドットの分布状況を、視覚により認識する場合、人間の認識は次のような特性を示す。例えば、ドットの形成密度が90%から数%増減したとしても、このドット密度の変化を人間は明確に認識することは通常困難である。つまり、ドット形成密度を90%から数%増減してもドットの形成されない画素の割合が少し増減するだけであり、このような変化が生じた境界を視覚によって明確に認識することは困難なのである。
【0013】
これに対して、ドットの形成密度を100%の状態から減少させる場合は、わずかな減少でも、人間は明確に認識することができる。例えば、形成密度を100%から97%に減少させる場合、全ての画素にドットが形成されている状態(形成密度100%)から所々にドットの形成されない画素が存在するような状態(形成密度97%)に変化する。記録媒体上の画像に則して考えれば、全画素にドットが形成されている領域と、所々ドットの形成されていない領域とが隣接して存在していることになり、このような領域の境界を人間は視覚によって明確に認識することが可能である。
【0014】
以上は、ドットの形成密度が減少する場合を例にとって説明したが、ドットの形成密度が増加する場合にも同様なことがあてはまる。すなわち、ドットの形成密度を徐々に増加させる場合、全ての画素にドットが形成される状態(ドットの形成密度100%)にならない限りは、ドット密度が自然に増加しているようにしか見えない。しかし、全ての画素にドットが形成される領域が現れると、その領域と他の領域との間に明確な境界があるかのように認識されるのである。
【0015】
上述のような人間の視覚による認識特性を考慮すれば、主に中間階調領域で画質が低下する現象は、ドットの形成密度と密接な関係を有するものと考えられる。すなわち、前述したように低階調から中階調にかけての中間階調領域では、粒状感の悪化を回避するために、小ドットあるいは中ドットは、通常、できるだけ高い密度で形成されている。中間階調領域で階調が連続的に変化するような画像を印刷する場合には、小ドット・中ドットのドット形成密度も連続的に変化している。その結果、小ドットあるいは中ドットの形成密度が100%に相当するような状態、つまり全画素にドットが形成されている領域が現れると、この領域とそうでない領域との境界が明確に認識され、この境界部分でいわゆる擬似輪郭が発生して印刷画質を低下させるのである。
【0016】
本願発明の印刷装置および印刷方法は、上述のような画質の悪化とドットの形成密度との関係に着目して完成されたものであり、以下に述べる作用によって、画質の低下を回避し高画質の印刷を可能としている。
【0017】
本願の印刷装置および印刷方法では、画像の階調値と形成可能な各種ドットのドット記録率との対応付けに関して、最も大きなドットを除く前記各ドットについては、全ての画素に形成可能な条件においても、該ドットの形成されない少数の画素が残るように対応付けられている。本願の印刷装置および印刷方法においては、このように対応付けられたドット記録率に基づいて、各種ドットのドットの形成有無を判断し、該判断結果に従ってドットを形成している。このため、中間階調領域においてドットの形成密度が100%相当となることが無く、擬似輪郭の発生に伴う画質の低下を回避して高画質の印刷が可能となる。
【0018】
かかる印刷装置においては、形成可能な各ドットについて、該ドットを全ての画素に形成して表現される階調値および該階調値より高い階調領域において、該ドットが形成されない少数の画素を常に残るように対応付けるようにしてもよい。形成可能な各ドットについて、該ドットを全ての画素に形成して表現される階調値よりも高階調領域では、該ドットの形成密度が100%相当になりうるので、かかる階調領域で該ドットの形成されない画素が少数残るようにすれば、擬似輪郭の発生に伴う画質の低下を回避することができる。
【0020】
かかる記録媒体に記憶された画像の階調値とドット記録率との対応関係と、該対応関係を参照してドットの形成を制御するプログラムとをコンピュータに読み込み、該コンピュータで各ドットの形成を判断することによって、主に中間階調領域での擬似輪郭の発生を回避し高画質の印刷を可能とすることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
A.装置の構成
本発明の実施の形態を、実施例に基づいて説明する。図1は、本発明の実施例において使用される印刷装置の構成を示す説明図である。図示するように、この印刷装置は、コンピュータ80にカラースキャナ21とカラープリンタ20とが接続されており、コンピュータ80に所定のプログラムがロードされ実行されることによって、全体として印刷装置として機能する。印刷しようとするカラー原稿は、コンピュータ80が認識可能なカラー画像データORGにカラースキャナ21で変換された後、コンピュータ80に入力される。コンピュータ80は、所定の画像処理を行って、カラー画像データORGをプリンタで印刷可能な画像データに変換し、カラープリンタ20に出力する。コンピュータ80が扱う画像データには、カラースキャナ21で取り込んだ画像の他に、コンピュータ80上で各種のアプリケーションプログラム91により作成した画像や、カラースキャナ21から取り込んだ画像に加工を加えた画像等も用いられる。これら画像データの変換結果は、プリンタで印刷可能な画像データFNLとして、カラープリンタ20に出力され、この画像データFNLに従って、カラープリンタ20は印刷用紙上に各色のインクドットを形成する。この結果、コンピュータ80から出力されたカラー画像データに対応したカラー画像が、印刷用紙上に得られることになる。
【0022】
コンピュータ80は、各種の演算処理を実行するCPU81・ROM82・RAM83・入力インターフェース84・出力インターフェース85・CRTコントローラ(CRTC)86・ディスクコントローラ(DDC)87・シリアル入出力インターフェース(SIO)88等から構成されており、これらはバス89で接続されて相互にデータのやり取りが可能となっている。CRTC86はカラー表示可能なCRT23への信号出力を制御し、DDC87はフレキシブルディスクドライブ25やハードディスク26あるいは図示しないCD−ROMドライブ等とのデータのやり取りを制御する。ROM82やハードディスク26には、RAM83にロードされCPU81で実行される各種のプログラムや、デバイスドライバの形式で提供される各種のプログラムが記憶されている。また、SIO88をモデム24を経由して公衆電話回線PNTに接続すれば、外部のネットワーク上にあるサーバSVから必要なデータやプログラムをハードディスク26にダウンロードすることが可能となる。
【0023】
コンピュータ80に電源を投入すると、ROM82およびハードディスク26に記憶されていたオペレーティングシステムが起動し、オペレーティングシステムの管理の下で、各種アプリケーションプログラム91が動くようになっている。
【0024】
カラープリンタ20は、カラー画像の印刷が可能なプリンタであり、本実施例では、印刷用紙上にシアン・マゼンタ・イエロ・ブラックの合計4色のインクを吐出することによってカラー画像を印刷するインクジェットプリンタを使用している。もちろん、これら4色インクの他に、ライトシアン・ライトマゼンタのインクを加えた合計6色のインクを使用するカラープリンタであっても構わない。但し、本発明はインクを吐出してドットを形成するカラープリンタに限定されるものではなく、例えば昇華型あるい溶融型の熱転写方式でドットを形成するカラープリンタであっても構わない。また、本実施例で使用したインクジェットプリンタのインク吐出方式は、後述するようにピエゾ素子PEを用いる方式を採用しているが、他の方式によりインクを吐出するヘッドを備えたプリンタを用いるものとしてもよい。例えば、インク通路に配置したヒータに通電し、インク通路内に発生する泡(バブル)によってインクを吐出する方式のプリンタに適用するものとしてもよい。
【0025】
また、本実施例のカラープリンタ20はバリアブルドットプリンタ、すなわち大きさの異なる大・中・小の3種類のドットを、各色毎に形成することが可能なプリンタである。バリアブルドットプリンタを使用して、形成するドットの大きさを変えれば、ドット毎に多値の階調を表現することが可能となるので、豊かな階調表現の画像を印刷することができる。尚、本実施例のカラープリンタ20は、インクの吐出方法を工夫することによって、単一のインク吐出ノズルを用いて3種類の大きさのドットを形成している。かかるインクの吐出方法については後述する。また、インク吐出方法の説明から明らかな通り、ドットの大きさは3種類に限られるものではなく、大小2種類のドットを形成するものであっても、更には4種類以上のドットを形成するものであっても構わない。
【0026】
図2は、本印刷装置のソフトウェアの構成を概念的に示すブロック図である。コンピュータ80においては、すべてのアプリケーションプログラム91はオペレーティングシステムの下で動作する。オペレーティングシステムには、ビデオドライバ90やプリンタドライバ92が組み込まれていて、各アプリケーションプログラム91から出力される画像データは、これらのドライバを介して、カラープリンタ20に出力される。画像の加工を行うレタッチ等のアプリケーションプログラム91は、カラースキャナ21から取り込んだ画像をビデオドライバ90を介してCRT23に表示させ、画像を確認しながら所定の加工を行うことができる。
【0027】
アプリケーションプログラム91が印刷命令を発すると、コンピュータ80のプリンタドライバ92は、アプリケーションプログラム91から画像データを受け取って所定の画像処理を行い、プリンタが印刷可能な画像データに変換する。図2に概念的に示すようにプリンタドライバ92が行う画像処理は、解像度変換モジュール93と、色変換モジュール94と、多値化モジュール95と,インターレースモジュール96の大きく4つのモジュールから構成されている。各モジュールで行う画像処理の内容は後述するが、プリンタドライバ92が受け取った画像データはこれらモジュールで変換された後、最終的な画像データFNLとしてカラープリンタ20に出力される。尚、本実施例のカラープリンタ20は、画像データFNLに従ってドットを形成する役割を果たすのみであり画像処理は行っていないが、もちろん、カラープリンタ20で画像変換の一部を行うものであってもよい。
【0028】
図3に、本実施例のカラープリンタ20の概略構成を示す。このカラープリンタ20は、図示するように、キャリッジ40に搭載された印字ヘッド41を駆動してインクの吐出およびドット形成を行う機構と、このキャリッジ40をキャリッジモータ30によってプラテン36の軸方向に往復動させる機構と、紙送りモータ35によって印刷用紙Pを搬送する機構と、制御回路60とから構成されている。キャリッジ40をプラテン36の軸方向に往復動させる機構は、プラテン36の軸と並行に架設されたキャリッジ40を摺動可能に保持する摺動軸33と、キャリッジモータ30との間に無端の駆動ベルト31を張設するプーリ32と、キャリッジ40の原点位置を検出する位置検出センサ34等から構成されている。印刷用紙Pを搬送する機構は、プラテン36と、プラテン36を回転させる紙送りモータ35と、図示しない給紙補助ローラと、紙送りモータ35の回転をプラテン36および給紙補助ローラに伝えるギヤトレイン(図示省略)とから構成されている。制御回路60は、プリンタの操作パネル59と信号をやり取りしつつ、紙送りモータ35やキャリッジモータ30、印字ヘッド41の動きを適切に制御している。カラープリンタ20に供給された印刷用紙Pは、プラテン36と給紙補助ローラの間に挟み込まれるようにセットされ、プラテン36の回転角度に応じて所定量だけ送られる。
【0029】
キャリッジ40には黒(K)インクを収納するインクカートリッジ42と、シアン(C)・マゼンタ(M)イエロ(Y)のインクを収納するインクカートリッジ43とが装着されている。もちろん、KインクとYインクとを同じインクカートリッジに収納させる等してもよい。どのような組合せにしろ複数のインクを1つのカートリッジに収納可能とすれば、キャリッジ40をコンパクトに構成することができる。キャリッジ40の下部にある印字ヘッド41には、K・C・M・Yの各インクに対して、インク吐出用ヘッド44・45・46・47がそれぞれ形成されている。キャリッジ40の底部には図示しない導入管が各インク毎に立設されており、キャリッジ40にインクカートリッジを装着すると、カートリッジ内の各インクは導入管を通じて、それぞれのインク吐出用ヘッド44ないし47に供給される。各ヘッドに供給されたインクは、以下に説明する方法によって印字ヘッド41から吐出され、印刷用紙上にドットを形成する。
【0030】
図4(a)は各色ヘッドの内部構造を示した説明図である。各色のインク吐出用ヘッド44ないし47には、各色毎に48個のノズルNzが設けられていて、各ノズルには、インク通路50とその通路上にピエゾ素子PEが設けられている。ピエゾ素子PEは周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、極めて高速に電気−機械エネルギの変換を行う素子である。本実施例では、ピエゾ素子PEの両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印可することにより、図4(b)に示すようにピエゾ素子PEが電圧の印加時間だけ伸張し、インク通路50の一側壁を変形させる。この結果、インク通路50の体積はピエゾ素子PEの伸張に応じて伸縮し、この収縮分に相当するインクが粒子IpとなってノズルNzから高速で吐出される。このインクIpがプラテン36に装着された印刷用紙Pに染み込むことにより、印刷用紙Pの上にドットが形成される。
【0031】
図5は、インク吐出用ヘッド44ないし47におけるインクジェットノズルNzの配列を示す説明図である。図示するように、インク吐出用ヘッドの底面には、各色毎のインクを吐出する6組のノズルアレイが形成されており、1組のノズルアレイ当たり48個のノズルNzが一定のノズルピッチkで千鳥状に配列されている。尚、各ノズルアレイに含まれる48個のノズルNzは千鳥状に配列されている必要はなく、一直線上に配列されていてもよい。ただし、図5(a)に示すように千鳥状に配列すれば、製造上、ノズルピッチkを小さく設定し易いという利点がある。
【0032】
図5に示すように、各色のインク吐出用ヘッド44ないし47は、キャリッジ40の搬送方向にヘッドの位置がずれている。また、各色ヘッド毎のノズルに関しても、ノズルが千鳥状に配置されている関係上、キャリッジ40の搬送方向に位置がずれている。カラープリンタ20の制御回路60は、キャリッジ40を搬送しながらノズルを駆動する際に、ノズルの位置の違いによるヘッド駆動タイミングの違いを考慮しながら、適したタイミングでそれぞれのヘッドを駆動している。
【0033】
本実施例のカラープリンタ20は、図5に示したように一定径のノズルNzを備えているが、かかるノズルNzを用いて互いに大きさの異なる3種類のドットを形成することができる。以下にこの原理について説明する。図6は、インクが吐出される際のノズルNzの駆動波形と吐出されるインクIpとの関係を示した説明図である。図6において破線で示した駆動波形が通常のドットを吐出する際の波形である。区間d2において一旦、基準電圧よりも低い電圧をピエゾ素子PEに印加すると、先に図4で説明したのとは逆にインク通路50の断面積を増大する方向にピエゾ素子PEが変形する。ノズルへのインクの供給速度には限界があるため、インク通路50の拡大に対してインクの供給量が不足し、図6の状態Aに示した通り、インク界面MeはノズルNzの内側にへこんだ状態となる。また、図6の実線で示す駆動波形を用いて区間d1に示すように電圧を急激に低くすると、インクの供給量が更に不足して、状態aで示すように状態Aに比べて大きく内側にへこんだ状態となる。
【0034】
次に、ピエゾ素子PEに高い電圧を印加すると(区間d3)、インク通路50の断面積の減少により通路内のインクが圧縮され、インク滴がインクノズルから吐出される。このとき、インク供給量が不足していると吐出されるインク滴も小さくなる。従って、インク界面があまり内側にへこんでいない状態(状態A)からは、状態Bおよび状態Cに示すごとく大きなインク滴が吐出され、インク界面が大きくへこんだ状態(状態a)からは状態bおよび状態cに示すごとく小さなインク滴が吐出される。このように、駆動電圧を低くする際(区間d1,d2)の変化率を変えれば、形成されるドットの大きさを変化させることができる。
【0035】
カラープリンタ20は、2種類の駆動波形を連続的に出力する。この様子を図7に示した。電圧を低くする際の変化率を比べれば、駆動波形W1とW2は、それぞれ小さなインク滴Ipsと大きなインク滴Ipmとに対応していることが分かる。キャリッジ40が主走査方向に移動しながら、駆動波形W1を出力し、次いで駆動波形W2を出力する場合を考える。駆動波形W1により吐出される小さなインク滴Ipsは飛翔速度が比較的小さく、駆動波形W2により吐出される大きなインク滴Ipmは飛翔速度が大きいので、吐出されてから印刷用紙に到着するまでの所要時間は、小さなインク滴Ipsの方が長くなる。当然、インクの吐出位置から印刷用紙に到着した位置の主走査方向へ移動距離も、小さなインク滴Ipsの方が大きなインク滴Ipmより長くなる。従って、駆動波形W1と駆動波形W2のタイミングを調節すれば、図7に示すように、小さなインク滴Ipsと大きなインク滴Ipmとを同一画素に吐出することが可能となる。
【0036】
本実施例のカラープリンタ20では、駆動波形W1のみをピエゾ素子PEに供給することによって小さなドットを、駆動波形W2のみをピエゾ素子PEに供給することによって中ドットを、駆動波形W1とW2をともに供給し、2つのインク滴を同一画素に吐出することによって大ドットを形成している。もちろん、駆動波形の種類を増やすことによって、更に多種類の大きさのドットを形成することも可能である。
【0037】
図8は、カラープリンタ20の制御回路60の内部構成を示す説明図である。図示するように、制御回路60の内部には、CPU61・PROM62・RAM63・コンピュータ80とのデータのやり取りを行うPCインターフェース64・紙送りモータ35やキャリッジモータ30等とデータのやり取りを行う周辺機器入出力部(PIO)65・タイマ66・駆動バッファ67等が設けられている。駆動バッファ67は、インク吐出用ヘッド44ないし47にドットのオン・オフ信号を供給するバッファとして使用される。これらは互いにバス68で接続され、相互にデータにやり取りが可能となっている。また、制御回路60には、所定周波数で駆動波形を出力する発振器70、および発振器70からの出力をインク吐出用ヘッド44ないし47に所定のタイミングで分配する分配出力器69も設けられている。
【0038】
図8に示す構成を有する制御回路60は、コンピュータ80から画像データFNLを受け取ると、ドットのオン・オフ信号を一時RAM63に蓄える。CPU61は、紙送りモータ35やキャリッジモータ30の動きと同期を採りながら、所定のタイミングでドットデータを駆動バッファ67に出力する。
【0039】
次に、CPU61が駆動バッファ67にドットのオン・オフ信号を出力することによって、ドットが吐出されるメカニズムについて説明する。図9は、インク吐出用ヘッド44ないし47の1つのノズル列を例にとって、その接続を示す説明図である。インク吐出用ヘッド44ないし47のノズル列は、駆動バッファ67をソース側とし、分配出力器69をシンク側とする回路に介装されており、ノズル列を構成する各ピエゾ素子PEは、その電極の一方が駆動バッファ67の各出力端子に、他方が一括して分配出力器69の出力端子に、それぞれ接続されている。分配出力器69からは、図9に示す通り、発振器70の駆動波形が出力されている。CPU41が駆動バッファ67に、各ノズル毎のドットのオン・オフ信号を出力すると、オン信号を受け取ったピエゾ素子PEだけが駆動波形によって駆動される。この結果、駆動バッファ67からオン信号を受け取っていたピエゾ素子PEのノズルから一斉にインク粒子Ipが吐出される。
【0040】
以上のようなハードウェア構成を有するカラープリンタ20は、キャリッジモータ30を駆動することによって、各色のインク吐出用ヘッド44ないし47を印刷用紙Pに対して主走査方向に移動させ、また紙送りモータ35を駆動することによって、印刷用紙Pを副走査方向に移動させる。制御回路60の制御の下、キャリッジ40の主走査および副走査を繰り返しながら、適切なタイミングで印字ヘッド41を駆動することによって、カラープリンタ20は印刷用紙上にカラー画像を印刷している。
【0041】
B.画像処理の概要
上述のように、カラープリンタ20は、画像データFNLの供給を受けてカラー画像を印刷する機能を有するが、画像データFNLは、コンピュータ80がカラー画像に所定の画像処理を行って生成する。図10はコンピュータ80のプリンタドライバ92内で、CPU81が行う画像処理の概要を示すフローチャートである。以下、同図に従って、画像処理の概要を説明する。
【0042】
画像処理を開始するとCPU81は、画像データを入力する(ステップS100)。この画像データは図2で説明したようにアプリケーションプログラム91から供給されるデータであり、画像を構成する各画素毎にR・G・Bそれぞれの色について、0〜255の値の256階調を有するデータである。この画像データの解像度は、原画像のデータORGの解像度等に応じて変化する。
【0043】
CPU81は、入力された画像データの解像度をカラープリンタ20が印刷するための解像度に変換する(ステップS102)。画像データの解像度が印刷解像度よりも低い場合には、線形補間により隣接する原画像データの間に新たなデータを生成することで解像度変換を行う。逆に画像データの解像度が印刷解像度よりも高い場合には、一定の割合でデータを間引くことにより解像度変換を行う。
【0044】
次に、CPU81は色変換処理を行う(ステップS104)。色変換処理とはR・G・Bの階調値からなる画像データをカラープリンタ20で使用するC・M・Y等の各色の階調値のデータに変換する処理である。この処理は、色変換テーブルLUTを用いて行われており(図2参照)、LUTにはR・G・Bのそれぞれの組合せからなる色をカラープリンタ20で表現するためのC・M・Y・Kの組合せが記憶されている。色変換テーブルを用いて色変換を行う処理自体については、公知の種々の技術が適用可能であり、例えば補間演算による処理が適用できる。
【0045】
色変換処理を終了すると階調数変換処理を開始する(ステップS106)。本実施例においては、色変換後の画像データはC・M・Y・Kの4色の256階調画像となっている。一方、本実施例のカラープリンタ20では、「ドットを形成しない」、「小ドットを形成する」、「中ドットを形成する」、「大ドットを形成する」の合計4つの状態しか採り得ない。従って、256階調を有する画像を、カラープリンタ20が表現できる4階調で表現された画像に変換する必要がある。このような変換を行う処理が階調数変換処理である。すなわち、記録媒体上で大・中・小の各ドットの形成され易さを、原画像の階調値に応じて変化させることによって、原画像の256階調をカラープリンタ20が表現可能な4階調値で表現するのである。
【0046】
CPU81は階調数変換処理を終了すると、インターレース処理を開始する(ステップS108)。この処理は、階調数変換処理によってドットの形成有無を表す形式に変換された画像データを、カラープリンタ20に転送すべき順序に並べ替える処理である。すなわち、前述のようにカラープリンタ20は、キャリッジ40の主走査と副走査を繰り返しながら、印字ヘッド41を駆動して印刷用紙Pの上にドット列(ラスタ)を形成していく。図4を用いて説明したように、各色毎のインク吐出用ヘッド44ないし47には、複数のノズルNzが設けられているので、1回の主走査で複数本のラスタを形成することができる。それらラスタは互いにノズルピッチkだけ離れている。ノズルピッチkはできるだけ小さな値とすることが望ましいが、ヘッド製造の都合上、ノズルピッチkを画素の間隔(ノズルピッチkが1の場合に相当)まで小さくすることは困難である。その結果、画素間隔で並ぶラスタを形成するには、まず、ノズルピッチkだけ離れた複数のラスタを形成し、次にヘッド位置を少しずらして、ラスタの間に新たなラスタを形成していくといった制御が必要となる。
【0047】
また、印刷画質を向上させるために、1本のラスタを複数回の主走査に分けて形成したり、更には印刷時間を短縮するために、主走査の往動時と復動時のそれぞれでドットを形成するといった制御も行われる。これらの制御を行うと、カラープリンタ20が実際にドットを形成する順序は、画像データ上で画素の順序と異なった順序となるので、インターレース処理において画像データの並べ替えを行うのである。
【0048】
インターレース処理が終了すると、画像データはプリンタが印刷可能な画像データFNLとして、カラープリンタ20に出力される(ステップS110)。
【0049】
C.階調数変換処理の概要
本実施例では、低階調から中階調にかけての中間階調領域において、中・小ドットの形成を適切に判断することによって擬似輪郭の発生を回避しており、ドットの形成判断は上述した階調数変換処理中で行っている。本実施例の階調数変換処理の内容を詳細に説明するための準備として、先ず一般的な階調数変換処理について簡単に説明する。
【0050】
前述したように、階調数変換処理とは256階調を有する画像を、ドットの有無によって表現する処理であり、本実施例では大・中・小の3種類のドットの有無で表現することになる。ドットの形成密度を適切に制御すれば、ドットの有無によって256階調を有する画像を表現可能であることは冒頭部分で説明したので、ここでは次の2点について説明する。先ず1点目として、カラープリンタ20では連続階調を表現するために大・中・小の3種類のドット密度がどのように設定されているかを説明する。次いで2点目として、実際に形成されるドットの密度と設定されたドット密度とを一致させるために用いられる手法について説明する。
【0051】
(1)ドット記録率の設定
図11は、連続階調を有する画像を表現するために、大・中・小の3種類のドット記録率Dpがどのように設定されているかを示す説明図である。ドット記録率Dpとは、ある階調値のベタ領域を印刷する際に該領域内の画素に対してドットが形成される割合をいう。尚、実際にはドットゲインの違い等による補正を行っているために、階調値とドット記録率との関係は線形とはならないが、本明細書では説明を分かり易くするため、図11に示すように階調値とドット記録率とは直線的な関係が成り立つものとして説明する。図11(a)は大ドットのみを用いて連続階調を表現する場合のドット記録率Dpである。図に示されるように、表現しようとする階調値とドット記録率Dpとは正比例の関係にあり、階調値255のときにドット記録率Dp100%すなわち全ての画素にドットが形成される状態となる。このような関係は、記録紙単位面積に打ち込まれるインク量と、記録紙上に表現される階調値とが対応することを表していると考えることもできる。
【0052】
図11(b)は、大ドットと小ドットとを用いて、連続階調を表現する場合において、各ドットについて設定されるドット記録率を示した説明図である。図11(b)に示す大・小ドットのドット記録率は、図11(a)に示した大ドットのドット記録率を元にして、大ドットを複数の小ドットで置き換えていったものと考えることができる。1つの大ドットと置き換える小ドットの数は、表現する階調値が等しくなるように、言い換えれば、記録紙に打ち込まれるインク量が同じになるようにしておけばよい。図11(b)に示した例では、大ドット1つが小ドット4つに相当している。
【0053】
図11(b)を用いてドットの置き換え方を具体的に説明する。例えば、階調値32では、図に示されているように大ドットのドット記録率DpLは12.5%、すなわち1/8の画素のドットが形成される状態である。大ドット1つを小ドット4つで置き換えるから、全ての大ドットを小ドットに置き換えると、全画素の1/2に小ドットが形成される状態、つまり小ドットのドット記録率Dpsは50%になる。同様に、階調値64では大ドットのドット記録率DpLは25%であるから、全ての大ドットを置き換えると小ドットのドット記録率Dpsは100%、すなわち全画素に小ドットが形成された状態となる。階調値64で小ドットのドット記録率Dpsは100%となるので、階調値64より高階調値を表現するためには大ドットを形成しなければならない。但し、全画素に小ドットが形成されている状態(ドット記録率Dpsが100%)で大ドットを形成すると、小ドットと大ドットとが同じ画素に重ねて形成されることになるので、これを避けるために、大ドットの形成に合わせて小ドットを減らしてやる必要がある。その結果、階調値64より高い階調領域では、大ドットのドット記録率DpLが増えるにつれて小ドットのドット記録率Dpsが減少していく。
【0054】
前述したように、階調値の低い領域で大きなドットを形成すると印刷画像の粒状感が悪化するので、これを避けるためには、低階調領域では可能な限り大ドットではなく小ドットを用いて画像を表現することが好ましい。これを図12を用いて具体的に説明する。
【0055】
図12(a)は、大ドットのみを用いて低階調領域の画像を表現している様子を示した説明図であり、図を見やすくするために拡大して表示してある。図示するように低階調領域ではドットがまばらに形成されるので、1つ1つの大ドットが目立ってしまい粒状感を大きく悪化させる。図12(a)に示した5つの大ドットのうち、A1ないしA3の3つの大ドットを小ドットに置き換えた結果が図12(b)に示されている。大ドットと小ドットの置き換え比率は、大ドット1つに対し小ドット4つの場合を想定している。図12(b)を見れば次のようなことが分かる。A1ないしA3の大ドットを置き換えた分だけ粒状感が改善されてはいるが、依然としてA4およびA5の大ドットが残っており、この2つの大ドットが粒状感を悪化させている。A1ないしA5の全ての大ドットを小ドットに置き換えた結果を示したのが図12(c)である。この場合は、粒状感を悪化させる大ドットはもはや残っておらず、粒状感は十分に改善されている。以上の説明から分かるように、低階調領域においては大ドットが少しでも残っていると粒状感が悪化するので、高画質の画像を得るためには全ての大ドットを小ドットに置き換えることが好ましいのである。
【0056】
大ドットを可能な限り小ドットに置き換える結果、大・小ドットの記録率は、半ば必然的に、図11(b)に示したような分布となる。すなわち、小ドットのドット記録率Dpsは0%からほぼ直線的に増加し、記録率が100%に達すると今度はほぼ直線的に減少する。大ドットのドット記録率DpLは、小ドットのドット記録率Dpsが100%に達するまでは0%であるが、それ以降は小ドットの減少に合わせて徐々に増加し、小ドットの記録率が0%に達した時点で大ドットのみが形成される時のドット記録率に復帰する。大ドットのみを用いて表現する場合(図11(a))と大・小ドットを用いて表現する場合(図11(b))とを比較すれば、大・小ドットを用いる場合の大ドットのドット記録率DpLは、小ドットの形成に相当する分だけ、図11(b)に斜線で示したようにドット記録率を減じたものになっている。
【0057】
大・中・小の3種類のドットを用いる場合のドット記録率Dpの設定も、大・小2種類のドットを用いる場合と同様に考えることができる。図11(c)は、大・中・小ドットを用いて連続階調を表現する場合の、各ドットのドット記録率Dpを示した説明図である。図示した例では、大ドット1つが中ドット2つに相当している。図11(b)に示す状態では、階調値64から大ドットが形成されているが、このような低階調領域で粒状感が悪化することを避けるため、可能な限り大ドットを中ドットで置き換える結果、中ドットのドット記録率Dpmも小ドットと同様に、略三角形のドット記録率となる。大ドットのドット記録率DpLは、図11(c)に斜線で示したように、中ドットを形成した分だけドット記録率を減じたものとなる。
【0058】
以上が、各種ドットのドット記録率Dpを設定する基本的な考え方である。大・中・小の3種類のドットに加えて、更に多くのドットを形成する場合にも同様の考え方を適用することが可能である。例えば、ドット1つが小ドット半分に相当するような極小ドットを形成する場合は、図13(a)に示すように、極小ドットの形成に合わせて小ドットのドット記録率を減じて設定すればよい。
【0059】
また、本実施例のカラープリンタ20では、小ドットの大きさはほぼ画素の大きさと等しくなっている。周知のように、大きさが画素と同程度のドットを高い密度で形成すると、ドットの形成されない領域が画素の境界部分に筋状に発生して画質を悪化させる、いわゆるバンディングと呼ばれる現象が生じる。このため図13(b)に示すように、小ドットの最大ドット記録率をバンディングの発生が回避可能な低い値に抑制し、小ドットの形成を抑制した分を中ドットの形成によって補うように設定することも好適である。もちろん、小ドットより小さな極小ドットを形成可能な場合には、小ドットを極小ドットで置き換え、図13(c)に示すようなドット記録率に設定すればよい。
【0060】
(2)設定したドット記録率Dpの実現方法
上述の方法で設定したドット記録率Dpになるように、記録媒体上に各ドットを形成すれば、すなわち設定したドット記録率を実現することができれば、256階調を有する自然画像を印刷することができる。以下では、本実施例のカラープリンタ20において、設定されたドット記録率Dpを実現する方法について説明する。
【0061】
本実施例のカラープリンタ20では、いわゆる組織的ディザ法と呼ばれる手法を用いて階調数変換処理(図10参照)を行っているが、組織的ディザ法には設定したドット記録率Dpが実現されるように画素毎にドットの形成有無を判断する作用がある。以下、この作用について簡単に説明する。
【0062】
設定されたドット記録率を実現するために、組織的ディザ法ではドット記録率Dpを一旦、レベルデータLdに読み替えている。レベルデータLdとはドット記録率100%がレベルデータ255となるようにスケールを読み替えたデータである。組織的ディザ法においては、レベルデータLdと所定の閾値とを画素毎に比較し、レベルデータLdの方が大きければその画素にはドットを形成すると判断し、レベルデータLdの方が小さければドットを形成しないと判断する。所定の閾値はディザマトリックスを用いて画素毎に設定されている。図14は、レベルデータLdとディザマトリックスにより定まる閾値とを比較して、各画素のドット形成有無を判断する様子を概念的に示す説明図である。図中で斜線を施した画素がドットを形成すると判断した画素である。組織的ディザ法において予め設定した記録率でドットが形成されるのは、以下に説明するような特殊な方法によりディザマトリックスを設定しているからである。
【0063】
一例として、縦・横が16×16の大きさを有し合計256個の画素から構成されているディザマトリックスを例に採ると、ディザマトリックスの各画素には0から255の値が1度ずつランダムに現れるように設定されている。例えば、ドット記録率Dpが100%と設定されている画素はレベルデータLdの値255に変換される。閾値としてディザマトリックスに設定されている値は0から255の値しか採り得ないから、この画素についてはレベルデータLdが閾値より必ず大きくなり必ずドットが形成される。つまり、この画素に関してはドット記録率100%となる。またドット記録率50%の画素であればレベルデータLdは128となる。ディザマトリックスによって定まる閾値は0から255の値をランダムに採り得るから、その画素にドットが形成される確率は50%となる。すなわち、例えばドット記録率が50%に設定されている領域があり、その領域を構成する画素数が20画素であったとすると、10画素にドットが形成されることになる。尚、印刷しようとする画像の大きさは、通常は設定されているディザマトリックスより大きいので、印刷画像を構成する全ての画素に閾値を設定するために、1枚のディザマトリックスの位置を移動させて使用する。
【0064】
以上説明したように、組織的ディザ法においては、ドット記録率DpをレベルデータLdに読み替えておき、ディザマトリックスによって0から255の範囲でランダムに設定された閾値とレベルデータLdとを比較することによって、形成されるドットの密度とドット記録率Dpとを一致させているのである。
【0065】
尚、本実施例のカラープリンタ20では組織的ディザ法を用いて階調数変換処理を行っているが、広く知られた他の手法、例えば、誤差拡散法と呼ばれる手法を用いても良いのはもちろんである。
【0066】
D.本実施例におけるドット記録率の設定
前述したように、低階調から中階調にかけての中間階調領域において、各ドットのドット記録率100%、すなわち単一種類のドットを全ての画素に形成すると擬似輪郭が発生し画質を低下させるという問題が見出された。このような問題の発生を回避するため、本実施例のカラープリンタ20では、各ドットのドット記録率が100%とならないように設定されている。図15(a)は本実施例のカラープリンタ20において大・中・小の各ドットに設定されているドット記録率を示したものである。図11および図12を用いて既に説明したように、粒状感を改善するためには小さめのドットの形成割合をできるだけ高くすることが好ましいので、階調値128において中ドットのドット記録率を100%とすべきであるが(図13(b)参照)、本実施例のカラープリンタ20ではあえて大ドットを形成し、中ドットのドット記録率が100%とならないように設定している。これは、粒状感の悪化をおそれるあまり中ドットのドット記録率を100%として擬似輪郭を発生させるよりも、大ドットが僅かに形成されるような設定として擬似輪郭の発生を避ける方が、画質上好ましい結果が得られるからである。図12を用いて説明したように、表現しようとする階調値が低い場合には、僅かに大ドットが形成されるだけでも大幅に粒状感を悪化させるが、階調値128付近にあり、小ドットあるいは中ドットが一定割合で形成されていれば、僅かに大ドットを形成したとしても、さほど粒状感を悪化させることはない。
【0067】
尚、図15(a)において小ドットのドット記録率が50%前後に設定されているのは、前述したバンディングの発生を避けるためである。本実施例のカラープリンタ20ではバンディングの発生を回避するには小ドットのドット記録率を50%付近まで低下させる必要があったが、擬似輪郭の発生を回避するためには中ドットのドット記録率を僅かに低下させるだけで十分であり、図示するように95%程度に設定すれば十分であった。もちろん、カラープリンタの機種等の違いによって画質改善のために必要なドット記録率の抑制値は、より高い値となる場合もある。
【0068】
本実施例のカラープリンタ20は大・中・小の3種類のドットを形成しているが、形成可能なドットは3種類に限らないのはもちろんである。例えば、小ドットより小さい極小ドットを形成する場合には図15(b)に示すようなドット記録率に設定すればよい。また図15(a)あるいは図15(b)の例では、擬似輪郭の発生をさせないために、中ドットおよび極小ドットのいずれのドット記録率も最大記録率が95%付近の値に制限されているが、粒状感が悪化しない範囲で、より低い値とすることができることはもちろんである。例えば、図15(c)に示したように中ドットのドット記録率の最大値を、より低い値としても良い。
【0069】
本実施例のカラープリンタ20では、図15の各図に示すようなドット記録率に基づいてドットの形成有無を判断しているので、中間階調領域の画像を印刷する際に、記録媒体上で単一種類のドットで全ての画素が埋め尽くされるような領域の発生を避けることができる。記録媒体上にこのような領域が発生すると、他の領域との境界部分に擬似輪郭が生じて画質を大きく悪化させるが、本実施例ではこのような問題が発生するおそれはなく、全体としての印刷画質を向上することができる。
【0070】
E.本実施例における階調数変換処理
最後に、本実施例のカラープリンタ20で行っている階調数変換処理について簡単に説明しておく。尚、以下に説明する方法に限られず、階調数変換処理について知られている種々の方法を適用することができるのは言うまでもない。
【0071】
図16は、プリンタドライバ92が、組織的ディザ法と呼ばれる方法を用いて階調数変換処理を行うフローチャートである。本実施例では、C・M・Y・Kの各色毎に階調数変換処理を並行して行っているが、説明の煩雑化を避けるために、以下の説明では、色を特定せずに説明する。
【0072】
階調数変換処理を開始すると、CPU81は今からドットの形成を判断しようとする画素(注目画素)の画像データCdを読み込む(ステップS200)。この画像データCdは、色変換後の256階調を有する各色毎の画像データである。次に、大・中・小ドット毎に設定されているドット記録率Dpl・Dpm・Dpsを取得してそれぞれのレベルデータLdl・Ldm・Ldsを算出する(ステップS202)。各ドットのドット記録率は階調値に対するテーブルとして記憶されているので、このテーブルを参照することにより画像データCdに対する各ドットのドット記録率を求めることができる。
【0073】
次に、大ドットのレベルデータLdlと第1の閾値thlとの大小を比較し(ステップS204)、大ドットのレベルデータLdlの方が大きければ、多値化結果Cdrに大ドットを形成することを意味する値「3」を代入する(ステップS206)。
【0074】
大ドットのレベルデータLdlが第1の閾値thlより小さい場合には、中ドットについてのドット形成有無を判断する。すなわち、中ドットのレベルデータLdmと第2の閾値thmとの大小を比較し(ステップS208)、中ドットのレベルデータLdmの方が第2の閾値thmより大きければ、多値化結果Cdrの中ドットを形成することを表す値「2」を代入する(ステップS210)。このように、大ドットを形成しなかった画素について中ドットの形成有無を判断しているので、大ドットと中ドットが同じ画素の形成されることがない。また、中ドットの形成有無を判断する第2の閾値thmの値は、中ドット用に設定されたディザマトリックスに設定されている。中ドット用のディザマトリックスを大ドット用のものと共用する場合、例えば閾値に255付近の大きな値が設定されている画素には、大ドットも中ドットも形成され難くなり、ひいては画質の低下をきたすおそれがある。かかることの無いよう、本実施例のプリンタドライバ92は大・中・小の各ドット毎に、それぞれのディザマトリックスを用意している。もちろん、コンピュータ80の記憶容量を節約する必要性が高い場合には、各ドットのディザマトリックスを共用するものとしてもよい。
【0075】
中ドットのレベルデータLdmが第2の閾値thmより小さい場合には、小ドットのドット形成有無を判断する。すなわち小ドットのレベルデータLdsと第3の閾値thsとの大小を比較し(ステップS212)、小ドットのレベルデータLdsの方が第3の閾値thsより大きければ、多値化結果Cdrの小ドットを形成することを意味する値「1」を代入し(ステップS214)、小ドットのレベルデータLdsの方が小さければ、ドットを形成しないことを意味する値「0」を多値化結果Cdrに代入する(ステップS216)。こうして、全ての画素について、ドットの判断を終了すると(ステップS218)、階調数変換処理を終了して、図10に示す画像処理ルーチンに戻る。
【0076】
以上、組織的ディザ法を用いた階調数変換処理について説明してきたが、誤差拡散法を組み合わせて階調数変換処理を行うことも可能である。誤差拡散法は周知の技術であるため方法自体についての詳細な説明は省略して、ここでは、図15に示したドット記録率の設定例を用いて概要のみ説明する。例えば図15(a)では、前述したように、階調値128付近で大ドットのドット記録率が僅かに多めに設定されており、その分だけ階調誤差が生じている。このため誤差拡散法を用いて中ドットの階調数変換処理を行うと、大ドットが多めに形成されたことによる誤差を解消するために中ドットの形成が少なめとなる。
【0077】
また本願の出願人は、誤差拡散法においてドット形成有無を判断するために使用される閾値を積極的に制御することによって、各ドットのドット記録率が予め設定された値となるように制御する技術を開示しており(特願平10−196793)、かかる技術を適用することも好適である。図17は、かかる技術を適用したフローチャートの一例を示したものである。以下、図17のフローチャートに従って簡単に説明する。
【0078】
階調数変換処理を開始すると、CPU81は今からドットの形成を判断しようとする画素(注目画素)の画像データCdを読み込み(ステップS300)、画像データCdに拡散誤差を加算して補正データCxを生成する(ステップS302)。誤差拡散法では処理済みの画素について生じた誤差を、予め周囲の画素に重みを付けて配分しておくので、ステップS302では該当する誤差を読み出して、これを注目画素の画像データCdに反映させるのである。誤差の内容については後述する。
【0079】
次に、CPU81は閾値ths・thm・thlを設定する(ステップS304)。これらの閾値は画像データCdに対応した値を、予めROMに記憶されたテーブルから読み取ることにより設定する。各閾値の設定方法については後ほど説明する。
【0080】
こうして設定された閾値thsと注目画素についての補正データCxとを比較する(ステップS306)。補正データCxが閾値thsより小さい場合は注目画素にはドットを形成しないと判断して、多値化結果を示す値Cdrにドットを形成しないことを示す値「0」を代入し、結果値RVに値「0」を代入する(ステップS308)。結果値RVとは、ドット形成有無の判断によって注目画素に表現される階調値をいう。ドットを形成しないと判断した場合は、注目画素にはドットは形成されないため、結果値RVの値は「0」となる。
【0081】
補正データCxが閾値thsより大きい場合は、閾値thmとの大小を判断する(ステップS310)。補正データCxが閾値thmより小さい場合は、注目画素に小ドットを形成すると判断して、多値化結果を示す値Cdrに小ドットを形成することを意味する値「1」を代入し、結果値RVに値「Vs」を代入する(ステップS312)。値「Vs」は小ドットが1つ形成された画素に表現される階調値である。補正データCxが閾値thmより大きい場合は、閾値thlとの大小関係を判断する(ステップS314)。補正データCxが閾値thlより小さければ中ドットを形成すると判断して、多値化結果Cdrに中ドットの形成を意味する値「2」を代入し結果値RVに値「Vm」を代入する(ステップS316)。値「Vm」は中ドットが1つ形成された画素に表現される階調値である。補正データCxが閾値thmより大きければ大ドットを形成すると判断して、多値化結果Cdrに大ドットの形成を意味する値「3」を代入し結果値RVに値「Vl」を代入する(ステップS318)。
【0082】
上述の説明から明らかなように、閾値ths・thm・tklはそれぞれ小・中・大の各ドットを注目画素に形成するか否かの判断基準として使用されている閾値であり、各閾値の設定を変更することによって対応するドットの形成され易さを制御可能である。例えば、小ドットの形成判断の基準となる閾値thsを低く設定するほど小ドットが形成され易くなり、thsを大きく設定するほど小ドットは形成されにくくなる。各ドットのドット記録率が所望の値とするために、それぞれの閾値ths・thm・thlの値をどのように設定ればよいかは、各条件でのシミュレーション計算を行うことによって決定することができる。すなわち、ある画像データにおいて、閾値ths・thm・thlの組合せを1つ決めると、図17に示すような階調数変換処理を計算機上でシミュレーションすることにより、各ドットのドット記録率を求めることができる。このような計算を、いろいろな画像データに対して、いろいろな閾値の組合せで実行し、計算結果を蓄積しておく。こうして蓄積されたデータに基づいて、画像データに対して各ドットのドット記録率が実現されるような各閾値の組合せを選択するのである。
【0083】
図17のステップS320では、誤差を計算して誤差拡散処理を行う。ここにいう誤差とは、ステップS302において計算された注目画素の補正データCxと、ドットの形成判断により決定された階調値RVとの差をいう。例えば、大ドットが形成されたときに階調値255が表現されるものとして、注目画素の補正データCxが階調値199であったとする。階調値199を表現すべき画素に大ドットを形成したことにより、注目画素には199−255=−56の誤差が生じていることになる。
【0084】
誤差拡散処理とは、こうして求められた誤差を所定の重みを付けて、注目画素の周囲の画素に拡散させる処理をいう。図18は周辺画素に誤差を拡散させる際の重み係数の一例を示したものである。注目画素PP1で発生した誤差は、図示した割合で画素PP2ないし画素PP8に拡散される。
【0085】
注目画素について以上の処理が終了すると、全画素の処理が終了したか否かを判断し(ステップS322)、未処理の画素が残っていれば再びステップS300に戻って階調数変換処理を続行する。
【0086】
以上説明してきたように、画像データの階調値に応じて各閾値を積極的に制御する方法によっても、各ドットのドット記録率が所望の値となるようにすることが可能である。従って、図15を用いて説明したように、大ドットを除く各ドットのドット記録率が100%とならないように設定しておき、このドット記録率に基づいて上述の階調数変換処理を行えば、中間階調領域において単一種類のドットで全画素が埋め尽くされるような領域の発生を避けることができる。
【0087】
以上、各種の実施例について説明してきたが、本発明は上記すべての実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。例えば、上述の機能を実現するソフトウェアプログラム(アプリケーションプログラム)を、通信回線を介してコンピュータシステムのメインメモリまたは外部記憶装置に供給し実行するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の印刷装置の概略構成図である。
【図2】ソフトウェアの構成を示す説明図である。
【図3】本実施例のプリンタの概略構成図である。
【図4】本実施例のプリンタにおけるドット形成原理を示す説明図である。
【図5】本実施例のプリンタにおけるノズル配列を示す説明図である。
【図6】本実施例のプリンタにより大きさの異なるドットを形成する原理を説明する説明図である。
【図7】本実施例のプリンタにおけるノズルの駆動波形および該駆動波形により形成されるドットの様子を示す説明図である。
【図8】本実施例のプリンタの制御装置の内部構成を示す説明図である。
【図9】本実施例のプリンタヘッドが駆動バッファからデータを受けてドットを形成する様子を示す説明図である。
【図10】本実施例における画像処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図11】形成可能な各種ドットのドット記録率を設定する方法を示す説明図である。
【図12】大ドットの形成によって粒状感が悪化する理由を説明する説明図である。
【図13】形成可能な各種ドットについて一般的なドット記録率の設定を示す説明図である。
【図14】組織的ディザ法による階調数変換処理を概念的に説明する説明図である。
【図15】本実施例において設定されるドット記録率の一例を示す説明図である。
【図16】本実施例において組織的ディザ法による階調数変換処理の流れを示すフローチャートである。
【図17】本実施例において誤差拡散法を用いて階調数変換処理を行う一例を示したフローチャートである。
【図18】誤差拡散処理において誤差を拡散させるための重み係数の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
20…カラープリンタ
21…カラースキャナ
23…CRT
24…モデム
25…フレキシブルディスクドライブ
26…ハードディスク
30…キャリッジモータ
31…駆動ベルト
32…プーリ
33…摺動軸
34…位置検出センサ
35…紙送りモータ
36…プラテン
40…キャリッジ
41…CPU
41…印字ヘッド
42,43…インクカートリッジ
44〜47…インク吐出用ヘッド
50…インク通路
59…操作パネル
60…制御回路
61…CPU
62…PROM
63…RAM
64…PCインターフェース
66…タイマ
67…駆動バッファ
68…バス
69…分配出力器
70…発振器
80…コンピュータ
81…CPU
82…ROM
83…RAM
84…入力インターフェース
85…出力インターフェース
86…CRTC
87…DDC
88…SIO
89…バス
90…ビデオドライバ
91…アプリケーションプログラム
92…プリンタドライバ
93…解像度変換モジュール
94…色変換モジュール
95…ハーフトーンモジュール
96…インターレースモジュール
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for printing various images by forming dots on a recording medium, and more particularly to a technique for improving the image quality of a natural image printed by forming dots having different sizes.
[0002]
[Prior art]
As an output device for various images output from a computer or the like, a printing apparatus that prints an image by forming ink dots on a recording medium is widely used. These printing apparatuses can take only two states of whether or not to form dots, but by controlling the formation of dots, it is possible to print a natural image with a wide range of gradation expressions.
[0003]
Using a printer that can only take two states, whether or not to form dots, it is possible to print a natural image whose tone value changes continuously according to the tone value to be expressed. This is because the dot formation density is changed. For example, when dots are thinned out little by little from a state where black dots are formed on the entire surface of the recording paper, the color of the recording paper that was initially black gradually changes to gray as the dots are thinned out. In this way, if the dot formation density is controlled according to the gradation value to be expressed, a natural image expressed using a wide range of gradation values can be printed.
[0004]
In such a method, as the gradation value to be expressed decreases and the dot formation density decreases, the dots become more conspicuous and the image graininess deteriorates. As one means for solving this problem, a method is used in which large dots that are easily noticeable are replaced with small dots that are less noticeable. If the gradation value expressed by one large dot and the gradation value expressed by n small dots are the same, the gradation value can be changed by always replacing one large dot with n small dots. The graininess can be improved while keeping the same. In a low gradation region where gradation values are further lowered and even small dots are conspicuous, a method of replacing small dots with smaller dots can be employed in order to improve graininess.
[0005]
In order to improve the graininess, it is better to have as few large dots as possible in the low gradation value region, and it is desirable to replace the large dots with smaller dots as much as possible. That is, as long as large dots remain, or until small dots are formed in all the pixels and the number of small dots cannot be increased any more, the graininess can be improved by increasing the small dot formation rate. Even if a large dot is replaced with a small dot, the amount of ink applied to the recording paper is almost the same. The formation ratio of can be increased.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the proportion of small dots is increased too much in the intermediate gradation range from low to medium gradation values, the graininess may be improved but the image quality may be degraded. Was found. For this reason, the image quality in the intermediate gradation area may not be sufficiently high.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a technique that enables high-quality printing in an intermediate gradation region.
[0008]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
In order to solve at least a part of the above-described problems, the present invention employs the following configuration. That is, the printing apparatus of the present invention is
Three or more types of dots having different sizes can be formed, and each of the three or more types of dots is A single kind of dot All pixels Can be formed And Said single kind Dot every Is the formation rate of Single kind A printing apparatus capable of expressing a multi-gradation natural image by controlling the formation of each dot so that the dot recording rate becomes a predetermined value determined according to the gradation value of the image,
The gradation value of the image and each dot Single kind Regarding the correspondence with the dot recording rate, for each of the two or more types of dots excluding the largest dot, a gradation value that can be expressed by forming the dot in all pixels and a gradation value higher than that. Even if there is, an association means for associating the pixels in which the dots are not formed,
In accordance with the gradation value of the pixels constituting the image, each dot is based on the association means. Single kind Dot recording rate determining means for determining the dot recording rate;
Dot formation determination means for determining whether or not each dot is formed in the pixel so as to achieve the determined dot recording rate;
Dot forming means for forming each dot based on the determination result;
It is a summary to provide.
[0009]
Moreover, the printing method of the present invention corresponding to the printing apparatus is as follows.
Three or more types of dots having different sizes can be formed, and each of the three or more types of dots is A single kind of dot All pixels Formed into Is possible, Single kind Dot formation rate Single kind A printing method for expressing a multi-gradation natural image by controlling the formation of each dot so that the dot recording rate becomes a predetermined value determined according to the gradation value of the image,
The gradation value of the image and each dot Single kind Regarding the correspondence with the dot recording rate, for each of the two or more types of dots excluding the largest dot, a gradation value that can be expressed by forming the dot in all pixels and a gradation value higher than that. Even if there is, the association relationship in which the pixels in which the dots are not formed remains is stored,
According to the gradation value of the pixels constituting the image, the correspondence relationship is referred to and each dot is Single kind Determine the dot recording rate,
Judging whether or not each dot is formed in the pixel so as to achieve the determined dot recording rate,
The gist is to form each dot based on the determination result.
[0010]
Such a printing apparatus and printing method are inventions mainly related to a technique for preventing deterioration in image quality in the intermediate gradation region, and the inventors of the present application pay attention to the relationship between such deterioration in image quality and dot formation density. Thus, the present invention was completed. Therefore, before describing the operation and effect of the printing apparatus and printing method of the present application, the relationship between the deterioration of image quality and the dot formation density, which the present inventor has focused on, will be described.
[0011]
As described above, a printing apparatus that prints an image by forming dots on a recording medium expresses a wide range of gradation values by controlling the dot formation density. Further, in the intermediate gradation region from the low gradation value to the intermediate gradation value, in order to avoid the sparsely formed dots from being conspicuous and resulting in an image with poor graininess, The image is printed with medium dots or small dots. Therefore, when printing an image whose gradation value continuously changes in the intermediate gradation region, the density of small dots or medium dots formed on the recording medium also changes continuously.
[0012]
However, when visually recognizing the distribution of dots formed at a high density, human recognition exhibits the following characteristics. For example, even if the dot formation density increases or decreases from 90% to several percent, it is usually difficult for humans to clearly recognize this change in dot density. In other words, even if the dot formation density is increased or decreased from 90% to several percent, the ratio of pixels where dots are not formed is slightly increased or decreased, and it is difficult to visually recognize the boundary where such a change has occurred. .
[0013]
On the other hand, when the dot formation density is reduced from 100%, humans can clearly recognize even a slight decrease. For example, when the formation density is reduced from 100% to 97%, a state in which dots are not formed in some pixels (formation density of 97%) (a formation density of 97). %). Considering the image on the recording medium, an area where dots are formed in all pixels and an area where dots are not formed exist adjacent to each other. The boundary can be clearly recognized by human eyes.
[0014]
Although the case where the dot formation density decreases has been described above as an example, the same applies to the case where the dot formation density increases. That is, when the dot formation density is gradually increased, the dot density seems to increase naturally unless the dot is formed in all pixels (dot formation density 100%). . However, when a region where dots are formed appears in all pixels, it is recognized as if there is a clear boundary between that region and another region.
[0015]
Considering the recognition characteristics of human vision as described above, the phenomenon in which the image quality deteriorates mainly in the intermediate gradation region is considered to have a close relationship with the dot formation density. That is, as described above, in the intermediate gradation region from the low gradation to the middle gradation, in order to avoid deterioration of the graininess, the small dots or the medium dots are usually formed with the highest possible density. When printing an image whose gradation changes continuously in the intermediate gradation area, the dot formation density of small dots and medium dots also changes continuously. As a result, when a state where the formation density of small dots or medium dots corresponds to 100%, that is, an area where dots are formed in all pixels, the boundary between this area and the other area is clearly recognized. In other words, a so-called pseudo contour is generated at the boundary portion to reduce the print image quality.
[0016]
The printing apparatus and printing method of the present invention have been completed by paying attention to the relationship between the deterioration of image quality and the dot formation density as described above. Printing is possible.
[0017]
In the printing apparatus and the printing method of the present application, regarding the correspondence between the gradation value of the image and the dot recording rate of various dots that can be formed, the dots other than the largest dot are subject to the conditions that can be formed on all pixels. Are associated so that a small number of pixels in which the dots are not formed remain. In the printing apparatus and printing method of the present application, whether or not dots of various dots are formed is determined based on the dot recording rates associated in this way, and dots are formed according to the determination result. For this reason, the dot formation density does not correspond to 100% in the intermediate gradation region, and it is possible to avoid the deterioration of the image quality caused by the generation of the pseudo contour and to perform high quality printing.
[0018]
In such a printing apparatus, for each dot that can be formed, a gradation value expressed by forming the dot in all pixels and a small number of pixels in which the dot is not formed in a gradation region higher than the gradation value. You may make it match so that it may always remain. For each dot that can be formed, the dot formation density can be equivalent to 100% in a gradation region that is higher than the gradation value expressed by forming the dot in all pixels. If a small number of pixels in which dots are not formed remain, it is possible to avoid a deterioration in image quality due to the occurrence of a pseudo contour.
[0020]
A correspondence between the gradation value of the image stored in the recording medium and the dot recording rate and a program for controlling dot formation with reference to the correspondence are read into a computer, and each dot is formed by the computer. By determining, it is possible to avoid the generation of pseudo contours mainly in the intermediate gradation region and to enable high-quality printing.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A. Device configuration
Embodiments of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a printing apparatus used in an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the color scanner 21 and the color printer 20 are connected to a computer 80, and the printing apparatus functions as a printing apparatus as a whole by loading and executing a predetermined program on the computer 80. A color original to be printed is converted into color image data ORG recognizable by the computer 80 by the color scanner 21 and then input to the computer 80. The computer 80 performs predetermined image processing, converts the color image data ORG into image data that can be printed by a printer, and outputs the image data to the color printer 20. The image data handled by the computer 80 includes images created by the various application programs 91 on the computer 80 and images obtained by processing the images captured from the color scanner 21 in addition to the images captured by the color scanner 21. Used. The conversion results of these image data are output to the color printer 20 as image data FNL that can be printed by the printer, and the color printer 20 forms ink dots of each color on the printing paper according to the image data FNL. As a result, a color image corresponding to the color image data output from the computer 80 is obtained on the printing paper.
[0022]
The computer 80 includes a CPU 81, a ROM 82, a RAM 83, an input interface 84, an output interface 85, a CRT controller (CRTC) 86, a disk controller (DDC) 87, a serial input / output interface (SIO) 88, etc. These are connected by a bus 89 and can exchange data with each other. The CRTC 86 controls signal output to the color display CRT 23, and the DDC 87 controls data exchange with the flexible disk drive 25, the hard disk 26, or a CD-ROM drive (not shown). The ROM 82 and the hard disk 26 store various programs loaded into the RAM 83 and executed by the CPU 81, and various programs provided in the form of device drivers. If the SIO 88 is connected to the public telephone line PNT via the modem 24, necessary data and programs can be downloaded from the server SV on the external network to the hard disk 26.
[0023]
When the computer 80 is turned on, the operating system stored in the ROM 82 and the hard disk 26 is activated, and various application programs 91 are operated under the management of the operating system.
[0024]
The color printer 20 is a printer capable of printing a color image, and in this embodiment, an ink jet printer that prints a color image by ejecting a total of four colors of cyan, magenta, yellow, and black onto the printing paper. Is used. Of course, in addition to these four color inks, a color printer using a total of six inks including light cyan and light magenta inks may be used. However, the present invention is not limited to a color printer that ejects ink to form dots, and may be a color printer that forms dots by, for example, a sublimation type or a fusion type thermal transfer method. In addition, the ink discharge method of the ink jet printer used in this example employs a method using a piezo element PE as will be described later. However, it is assumed that a printer having a head for discharging ink by another method is used. Also good. For example, the present invention may be applied to a printer of a system that energizes a heater disposed in an ink passage and ejects ink by bubbles generated in the ink passage.
[0025]
The color printer 20 of this embodiment is a variable dot printer, that is, a printer that can form three types of dots of different sizes, large, medium, and small for each color. If the size of the dots to be formed is changed using a variable dot printer, it is possible to express multi-level gradation for each dot, so that an image with rich gradation expression can be printed. The color printer 20 of the present embodiment forms dots of three sizes using a single ink discharge nozzle by devising an ink discharge method. Such an ink ejection method will be described later. Further, as is apparent from the description of the ink ejection method, the size of the dots is not limited to three types, and even if two types of dots are formed, four or more types of dots are further formed. It doesn't matter.
[0026]
FIG. 2 is a block diagram conceptually showing the software configuration of the printing apparatus. In the computer 80, all application programs 91 operate under an operating system. A video driver 90 and a printer driver 92 are incorporated in the operating system, and image data output from each application program 91 is output to the color printer 20 via these drivers. An application program 91 such as retouch for processing an image can display an image captured from the color scanner 21 on the CRT 23 via the video driver 90 and perform predetermined processing while confirming the image.
[0027]
When the application program 91 issues a print command, the printer driver 92 of the computer 80 receives image data from the application program 91, performs predetermined image processing, and converts the image data into printable image data. As conceptually shown in FIG. 2, the image processing performed by the printer driver 92 is mainly composed of four modules: a resolution conversion module 93, a color conversion module 94, a multi-value conversion module 95, and an interlace module 96. . The contents of image processing performed by each module will be described later, but the image data received by the printer driver 92 is converted by these modules and then output to the color printer 20 as final image data FNL. The color printer 20 of this embodiment only serves to form dots according to the image data FNL and does not perform image processing. Of course, the color printer 20 performs part of image conversion. Also good.
[0028]
FIG. 3 shows a schematic configuration of the color printer 20 of the present embodiment. As shown in the figure, the color printer 20 includes a mechanism for driving a print head 41 mounted on a carriage 40 to eject ink and forming dots, and the carriage 40 is reciprocated in the axial direction of a platen 36 by a carriage motor 30. The moving mechanism, the mechanism for transporting the printing paper P by the paper feed motor 35, and the control circuit 60 are included. The mechanism for reciprocating the carriage 40 in the axial direction of the platen 36 is an endless drive between the carriage motor 30 and the slide shaft 33 slidably holding the carriage 40 laid in parallel to the axis of the platen 36. A pulley 32 that stretches the belt 31 and a position detection sensor 34 that detects the origin position of the carriage 40 are configured. The mechanism for transporting the printing paper P includes a platen 36, a paper feed motor 35 that rotates the platen 36, a paper feed auxiliary roller (not shown), and a gear train that transmits the rotation of the paper feed motor 35 to the platen 36 and the paper feed auxiliary roller. (Not shown). The control circuit 60 appropriately controls the movement of the paper feed motor 35, the carriage motor 30, and the print head 41 while exchanging signals with the operation panel 59 of the printer. The printing paper P supplied to the color printer 20 is set so as to be sandwiched between the platen 36 and the paper feed auxiliary roller, and is fed by a predetermined amount according to the rotation angle of the platen 36.
[0029]
An ink cartridge 42 for storing black (K) ink and an ink cartridge 43 for storing cyan (C) / magenta (M) yellow (Y) ink are mounted on the carriage 40. Of course, K ink and Y ink may be stored in the same ink cartridge. The carriage 40 can be made compact if a plurality of inks can be stored in one cartridge in any combination. Ink heads 44, 45, 46, and 47 are formed on the print head 41 below the carriage 40 for K, C, M, and Y inks, respectively. An introduction tube (not shown) is erected for each ink at the bottom of the carriage 40. When an ink cartridge is mounted on the carriage 40, each ink in the cartridge passes through the introduction tube to each of the ink ejection heads 44 to 47. Supplied. The ink supplied to each head is ejected from the print head 41 by the method described below to form dots on the printing paper.
[0030]
FIG. 4A is an explanatory diagram showing the internal structure of each color head. The ink discharge heads 44 to 47 for each color are provided with 48 nozzles Nz for each color, and each nozzle is provided with an ink passage 50 and a piezoelectric element PE on the passage. As is well known, the piezo element PE is an element that transforms electro-mechanical energy at an extremely high speed because the crystal structure is distorted by application of a voltage. In the present embodiment, by applying a voltage having a predetermined time width between the electrodes provided at both ends of the piezo element PE, the piezo element PE expands for the voltage application time as shown in FIG. One side wall of the passage 50 is deformed. As a result, the volume of the ink passage 50 expands and contracts according to the expansion of the piezo element PE, and the ink corresponding to the contraction becomes particles Ip and is ejected from the nozzle Nz at high speed. The ink Ip soaks into the printing paper P mounted on the platen 36, thereby forming dots on the printing paper P.
[0031]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the arrangement of the ink jet nozzles Nz in the ink ejection heads 44 to 47. As shown in the figure, on the bottom surface of the ink ejection head, six sets of nozzle arrays for ejecting ink of each color are formed, and 48 nozzles Nz per group of nozzle arrays have a constant nozzle pitch k. Arranged in a staggered pattern. The 48 nozzles Nz included in each nozzle array need not be arranged in a staggered manner, and may be arranged in a straight line. However, when arranged in a zigzag pattern as shown in FIG. 5A, there is an advantage that the nozzle pitch k can be easily set small.
[0032]
As shown in FIG. 5, the positions of the ink ejection heads 44 to 47 for the respective colors are shifted in the conveyance direction of the carriage 40. Further, the nozzles for each color head are also displaced in the transport direction of the carriage 40 because the nozzles are arranged in a staggered manner. When the nozzles are driven while transporting the carriage 40, the control circuit 60 of the color printer 20 drives each head at an appropriate timing while considering the difference in head driving timing due to the difference in nozzle position. .
[0033]
The color printer 20 of the present embodiment includes a nozzle Nz having a constant diameter as shown in FIG. 5, but three types of dots having different sizes can be formed using the nozzle Nz. This principle will be described below. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the drive waveform of the nozzle Nz and the ejected ink Ip when the ink is ejected. The drive waveform indicated by the broken line in FIG. 6 is a waveform when a normal dot is ejected. In the section d2, once a voltage lower than the reference voltage is applied to the piezo element PE, the piezo element PE is deformed in the direction in which the cross-sectional area of the ink passage 50 is increased, contrary to the case described above with reference to FIG. Since there is a limit to the ink supply speed to the nozzle, the ink supply amount is insufficient with respect to the expansion of the ink passage 50, and the ink interface Me is dented inside the nozzle Nz as shown in the state A in FIG. It becomes a state. Further, if the voltage is drastically lowered as shown in the section d1 using the drive waveform shown by the solid line in FIG. 6, the ink supply amount is further insufficient, and the inside of the state A is greatly increased as shown in the state a. It becomes indented.
[0034]
Next, when a high voltage is applied to the piezo element PE (section d3), the ink in the passage is compressed due to the reduction in the cross-sectional area of the ink passage 50, and ink droplets are ejected from the ink nozzles. At this time, if the ink supply amount is insufficient, the ejected ink droplets are also reduced. Accordingly, from the state where the ink interface is not very recessed (state A), a large ink droplet is ejected as shown in state B and state C, and from the state where the ink interface is greatly recessed (state a), state b and Small ink droplets are ejected as shown in state c. Thus, if the rate of change when the drive voltage is lowered (sections d1 and d2) is changed, the size of the dots to be formed can be changed.
[0035]
The color printer 20 continuously outputs two types of drive waveforms. This situation is shown in FIG. Comparing the rate of change when the voltage is lowered, it can be seen that the drive waveforms W1 and W2 correspond to a small ink droplet Ips and a large ink droplet Ipm, respectively. Consider a case where the drive waveform W1 is output while the carriage 40 moves in the main scanning direction, and then the drive waveform W2 is output. The small ink droplet Ips ejected by the driving waveform W1 has a relatively low flying speed, and the large ink droplet Ipm ejected by the driving waveform W2 has a high flying speed. Therefore, the time required from the ejection to the printing paper is reached. Is longer for small ink droplets Ips. Naturally, the movement distance in the main scanning direction from the ink ejection position to the printing paper is longer for the small ink droplet Ips than for the large ink droplet Ipm. Therefore, by adjusting the timing of the drive waveform W1 and the drive waveform W2, as shown in FIG. 7, it is possible to eject small ink droplets Ips and large ink droplets Ipm to the same pixel.
[0036]
In the color printer 20 of this embodiment, small dots are supplied by supplying only the drive waveform W1 to the piezo element PE, medium dots are supplied by supplying only the drive waveform W2 to the piezo element PE, and both the drive waveforms W1 and W2 are supplied. Large dots are formed by supplying and ejecting two ink droplets to the same pixel. Of course, by increasing the number of types of drive waveforms, it is possible to form dots of various sizes.
[0037]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the internal configuration of the control circuit 60 of the color printer 20. As shown in the figure, the control circuit 60 includes a PC interface 64 that exchanges data with the CPU 61, PROM 62, RAM 63, and computer 80, a peripheral device that exchanges data with the paper feed motor 35, the carriage motor 30, and the like. An output unit (PIO) 65, a timer 66, a drive buffer 67, and the like are provided. The drive buffer 67 is used as a buffer for supplying dot on / off signals to the ink ejection heads 44 to 47. These are connected to each other by a bus 68 and can exchange data with each other. The control circuit 60 is also provided with an oscillator 70 that outputs a drive waveform at a predetermined frequency, and a distribution output device 69 that distributes the output from the oscillator 70 to the ink ejection heads 44 to 47 at a predetermined timing.
[0038]
When the control circuit 60 having the configuration shown in FIG. 8 receives the image data FNL from the computer 80, the control circuit 60 stores the dot ON / OFF signal in the temporary RAM 63. The CPU 61 outputs dot data to the drive buffer 67 at a predetermined timing while synchronizing with the movements of the paper feed motor 35 and the carriage motor 30.
[0039]
Next, the mechanism by which dots are ejected when the CPU 61 outputs a dot on / off signal to the drive buffer 67 will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the connection of one nozzle row of the ink ejection heads 44 to 47 as an example. The nozzle rows of the ink ejection heads 44 to 47 are interposed in a circuit having the drive buffer 67 as a source side and the distribution output device 69 as a sink side, and each piezo element PE constituting the nozzle row has its electrode. One of these is connected to each output terminal of the drive buffer 67, and the other is connected to the output terminal of the distribution output unit 69 all together. The distribution output device 69 outputs a drive waveform of the oscillator 70 as shown in FIG. When the CPU 41 outputs a dot ON / OFF signal for each nozzle to the drive buffer 67, only the piezo element PE that has received the ON signal is driven by the drive waveform. As a result, the ink particles Ip are simultaneously ejected from the nozzles of the piezo element PE that has received the ON signal from the drive buffer 67.
[0040]
The color printer 20 having the hardware configuration as described above drives the carriage motor 30 to move the ink ejection heads 44 to 47 of the respective colors in the main scanning direction with respect to the printing paper P, and the paper feed motor. By driving 35, the printing paper P is moved in the sub-scanning direction. Under the control of the control circuit 60, the color printer 20 prints a color image on printing paper by driving the print head 41 at an appropriate timing while repeating main scanning and sub-scanning of the carriage 40.
[0041]
B. Overview of image processing
As described above, the color printer 20 has a function of printing a color image upon receipt of the image data FNL. The image data FNL is generated by the computer 80 performing predetermined image processing on the color image. FIG. 10 is a flowchart showing an outline of image processing performed by the CPU 81 in the printer driver 92 of the computer 80. The outline of image processing will be described below with reference to FIG.
[0042]
When image processing is started, the CPU 81 inputs image data (step S100). This image data is data supplied from the application program 91 as described with reference to FIG. 2, and 256 gradations having values of 0 to 255 are provided for each color of R, G, and B for each pixel constituting the image. Data. The resolution of the image data changes according to the resolution of the original image data ORG.
[0043]
The CPU 81 converts the resolution of the input image data into a resolution for printing by the color printer 20 (step S102). When the resolution of the image data is lower than the printing resolution, resolution conversion is performed by generating new data between adjacent original image data by linear interpolation. Conversely, when the resolution of the image data is higher than the printing resolution, the resolution conversion is performed by thinning out the data at a certain rate.
[0044]
Next, the CPU 81 performs color conversion processing (step S104). The color conversion process is a process for converting image data composed of R, G, and B gradation values into gradation value data of each color such as C, M, and Y used in the color printer 20. This processing is performed using a color conversion table LUT (see FIG. 2). In the LUT, C, M, and Y for expressing the color composed of the combination of R, G, and B by the color printer 20 are used. -The combination of K is stored. Various known techniques can be applied to the process of performing color conversion using the color conversion table, and for example, processing by interpolation calculation can be applied.
[0045]
When the color conversion process ends, the gradation number conversion process starts (step S106). In the present embodiment, the image data after color conversion is a 256-gradation image of four colors of C, M, Y, and K. On the other hand, in the color printer 20 of the present embodiment, only a total of four states can be taken: “do not form dots”, “form small dots”, “form medium dots”, and “form large dots”. . Therefore, it is necessary to convert an image having 256 gradations into an image expressed in 4 gradations that can be expressed by the color printer 20. A process for performing such conversion is a gradation number conversion process. That is, the color printer 20 can represent 256 gradations of the original image by changing the ease of forming large, medium, and small dots on the recording medium in accordance with the gradation value of the original image. It is expressed by gradation values.
[0046]
When the CPU 81 finishes the gradation number conversion process, the CPU 81 starts an interlace process (step S108). This process is a process of rearranging the image data converted into a format representing the presence or absence of dot formation by the gradation number conversion process in the order to be transferred to the color printer 20. That is, as described above, the color printer 20 drives the print head 41 while repeating the main scanning and sub-scanning of the carriage 40 to form a dot row (raster) on the printing paper P. As described with reference to FIG. 4, since the plurality of nozzles Nz are provided in the ink ejection heads 44 to 47 for each color, a plurality of rasters can be formed in one main scan. . The rasters are separated from each other by a nozzle pitch k. Although it is desirable that the nozzle pitch k be as small as possible, it is difficult to reduce the nozzle pitch k to a pixel interval (corresponding to the case where the nozzle pitch k is 1) for the convenience of head manufacture. As a result, in order to form rasters arranged at pixel intervals, first, a plurality of rasters separated by the nozzle pitch k is formed, and then the head position is slightly shifted to form new rasters between the rasters. Such control is required.
[0047]
In addition, in order to improve the print image quality, one raster is formed by dividing it into a plurality of main scans, and further, in order to shorten the printing time, at each of the forward and backward movements of the main scan. Control such as formation of dots is also performed. When these controls are performed, the order in which the color printer 20 actually forms the dots is different from the order of the pixels on the image data. Therefore, the image data is rearranged in the interlace processing.
[0048]
When the interlace processing is completed, the image data is output to the color printer 20 as image data FNL that can be printed by the printer (step S110).
[0049]
C. Overview of gradation conversion processing
In this embodiment, generation of pseudo contour is avoided by appropriately determining the formation of medium and small dots in the intermediate gradation region from the low gradation to the intermediate gradation, and the dot formation determination is described above. This is performed during the gradation number conversion process. As a preparation for explaining the details of the tone number conversion process of the present embodiment, a general tone number conversion process will be briefly described first.
[0050]
As described above, the gradation number conversion process is a process for expressing an image having 256 gradations by the presence or absence of dots, and in this embodiment, the image is expressed by the presence or absence of three types of large, medium, and small dots. become. Since it has been explained in the beginning that an image having 256 gradations can be expressed by the presence or absence of dots if the dot formation density is appropriately controlled, the following two points will be described here. First, as a first point, the following describes how the color printer 20 sets three types of dot densities of large, medium, and small in order to express continuous tone. Next, as a second point, a method used to match the density of dots actually formed and the set dot density will be described.
[0051]
(1) Setting the dot recording rate
FIG. 11 is an explanatory diagram showing how the three types of dot recording rates Dp of large, medium, and small are set to express an image having continuous gradation. The dot recording rate Dp refers to the rate at which dots are formed with respect to the pixels in the area when printing a solid area having a certain gradation value. Note that since the correction is actually performed due to a difference in dot gain or the like, the relationship between the gradation value and the dot recording rate is not linear, but in this specification, for easy understanding, FIG. As shown in the figure, it is assumed that the tone value and the dot recording rate have a linear relationship. FIG. 11A shows the dot recording rate Dp when a continuous tone is expressed using only large dots. As shown in the figure, the gradation value to be expressed and the dot recording rate Dp are in a directly proportional relationship, and when the gradation value is 255, the dot recording rate Dp is 100%, that is, a dot is formed in all the pixels. It becomes. Such a relationship can also be considered to indicate that the amount of ink applied to the recording paper unit area corresponds to the gradation value expressed on the recording paper.
[0052]
FIG. 11B is an explanatory diagram showing a dot recording rate set for each dot when a continuous tone is expressed using a large dot and a small dot. The dot recording rate of large and small dots shown in FIG. 11B is based on the fact that the large dots are replaced with a plurality of small dots based on the dot recording rate of the large dots shown in FIG. Can think. The number of small dots to be replaced with one large dot may be set so that the gradation values to be expressed are equal, in other words, the amount of ink to be ejected onto the recording paper is the same. In the example shown in FIG. 11B, one large dot corresponds to four small dots.
[0053]
A method for replacing dots will be specifically described with reference to FIG. For example, at a gradation value of 32, as shown in the figure, the dot recording rate DpL for large dots is 12.5%, that is, 1/8 pixel dots are formed. Since one large dot is replaced with four small dots, if all large dots are replaced with small dots, a state where small dots are formed in half of all pixels, that is, the dot recording rate Dps for small dots is 50%. become. Similarly, since the dot recording rate DpL for large dots is 25% at a gradation value of 64, when all large dots are replaced, the dot recording rate Dps for small dots is 100%, that is, small dots are formed in all pixels. It becomes a state. Since the dot recording rate Dps for small dots is 100% at a gradation value of 64, a large dot must be formed in order to express a gradation value higher than the gradation value of 64. However, if a large dot is formed in a state where a small dot is formed in all pixels (dot recording rate Dps is 100%), the small dot and the large dot are formed over the same pixel. In order to avoid this, it is necessary to reduce the number of small dots in accordance with the formation of large dots. As a result, in the gradation region higher than the gradation value 64, the dot recording rate Dps for small dots decreases as the dot recording rate DpL for large dots increases.
[0054]
As described above, the formation of large dots in the low gradation area deteriorates the granularity of the printed image. To avoid this, use small dots instead of large dots as much as possible in the low gradation areas. It is preferable to express an image. This will be specifically described with reference to FIG.
[0055]
FIG. 12A is an explanatory diagram showing a state in which an image in a low gradation region is expressed using only large dots, and is enlarged and displayed for easy viewing of the drawing. As shown in the figure, since dots are formed sparsely in the low gradation region, each large dot is noticeable, and the graininess is greatly deteriorated. FIG. 12B shows the result of replacing the three large dots A1 to A3 with the small dots among the five large dots shown in FIG. The replacement ratio of large dots to small dots is assumed to be four small dots for one large dot. The following can be understood from FIG. Although the graininess is improved by replacing the large dots A1 to A3, the large dots A4 and A5 still remain, and these two large dots deteriorate the graininess. FIG. 12 (c) shows the result of replacing all large dots A1 to A5 with small dots. In this case, the large dots that deteriorate the graininess no longer remain, and the graininess is sufficiently improved. As can be seen from the above description, the graininess deteriorates even if a large dot remains even in the low gradation area. Therefore, in order to obtain a high-quality image, it is necessary to replace all large dots with small dots. Is preferred.
[0056]
As a result of replacing the large dots with the small dots as much as possible, the recording ratio of the large and small dots inevitably has a distribution as shown in FIG. That is, the dot recording rate Dps for small dots increases almost linearly from 0%, and when the recording rate reaches 100%, this time decreases almost linearly. The dot recording rate DpL for large dots is 0% until the dot recording rate Dps for small dots reaches 100%. Thereafter, the dot recording rate DpL increases gradually as the small dots decrease, and the small dot recording rate increases. When it reaches 0%, the dot recording rate when only large dots are formed is restored. Comparing the case of expressing using only large dots (FIG. 11A) and the case of expressing using large and small dots (FIG. 11B), large dots when using large and small dots are used. The dot recording rate DpL is obtained by subtracting the dot recording rate by the amount corresponding to the formation of small dots, as indicated by hatching in FIG.
[0057]
The setting of the dot recording rate Dp when using three types of large, medium, and small dots can be considered in the same manner as when using two types of large, small, and small dots. FIG. 11C is an explanatory diagram showing the dot recording rate Dp of each dot when a continuous tone is expressed using large, medium, and small dots. In the illustrated example, one large dot corresponds to two medium dots. In the state shown in FIG. 11B, a large dot is formed from the gradation value 64, but in order to avoid deterioration of the graininess in such a low gradation region, the large dot is made as large as possible. As a result of the replacement, the dot recording rate Dpm for medium dots also becomes a substantially triangular dot recording rate, similar to the small dots. The dot recording rate DpL for large dots is obtained by reducing the dot recording rate by the amount corresponding to the formation of medium dots, as indicated by the oblique lines in FIG.
[0058]
The above is the basic idea of setting the dot recording rate Dp for various dots. The same concept can be applied to the case of forming more dots in addition to the three types of dots, large, medium, and small. For example, when forming an extremely small dot in which one dot corresponds to half the small dot, as shown in FIG. 13A, the dot recording rate of the small dot is set to be reduced in accordance with the formation of the minimal dot. Good.
[0059]
Further, in the color printer 20 of the present embodiment, the size of the small dot is substantially equal to the size of the pixel. As is well known, when dots having the same size as a pixel are formed at a high density, a so-called banding phenomenon occurs in which a region where dots are not formed streaks at the pixel boundary and deteriorates image quality. . For this reason, as shown in FIG. 13B, the maximum dot recording rate of small dots is suppressed to a low value that avoids the occurrence of banding, and the amount of suppression of the formation of small dots is compensated by the formation of medium dots. It is also preferable to set. Of course, when a very small dot smaller than the small dot can be formed, the small dot is replaced with the minimum dot, and the dot recording rate as shown in FIG.
[0060]
(2) Method for realizing the set dot recording rate Dp
If each dot is formed on the recording medium so that the dot recording rate Dp set by the above method is obtained, that is, if the set dot recording rate can be realized, a natural image having 256 gradations is printed. Can do. Hereinafter, a method for realizing the set dot recording rate Dp in the color printer 20 of the present embodiment will be described.
[0061]
In the color printer 20 of the present embodiment, the tone number conversion process (see FIG. 10) is performed using a technique called a so-called systematic dither method, but the set dot recording rate Dp is realized in the systematic dither method. As described above, there is an effect of determining whether or not dots are formed for each pixel. Hereinafter, this operation will be briefly described.
[0062]
In order to realize the set dot recording rate, the dot recording rate Dp is once read as level data Ld in the systematic dither method. The level data Ld is data obtained by rereading the scale so that the dot recording rate 100% becomes the level data 255. In the systematic dither method, the level data Ld and a predetermined threshold are compared for each pixel, and if the level data Ld is larger, it is determined that a dot is formed in that pixel, and if the level data Ld is smaller, a dot is formed. Is determined not to form. The predetermined threshold is set for each pixel using a dither matrix. FIG. 14 is an explanatory diagram conceptually showing how the level data Ld and a threshold value determined by a dither matrix are compared to determine the presence or absence of dot formation for each pixel. In the figure, the hatched pixels are pixels that are determined to form dots. The reason why dots are formed at a preset recording rate in the systematic dither method is that the dither matrix is set by a special method as described below.
[0063]
As an example, if a dither matrix having a size of 16 × 16 in length and width and composed of a total of 256 pixels is taken as an example, each pixel of the dither matrix has a value of 0 to 255 once. It is set to appear randomly. For example, a pixel for which the dot recording rate Dp is set to 100% is converted into a value 255 of the level data Ld. Since the value set in the dither matrix as the threshold value can only take a value from 0 to 255, the level data Ld is always greater than the threshold value for this pixel, and a dot is always formed. That is, for this pixel, the dot recording rate is 100%. If the pixel has a dot recording rate of 50%, the level data Ld is 128. Since the threshold value determined by the dither matrix can take a value from 0 to 255 at random, the probability that a dot is formed in the pixel is 50%. That is, for example, if there is an area where the dot recording rate is set to 50% and the number of pixels constituting the area is 20 pixels, dots are formed in 10 pixels. Since the size of the image to be printed is usually larger than the set dither matrix, the position of one dither matrix is moved in order to set a threshold value for all pixels constituting the print image. To use.
[0064]
As described above, in the systematic dither method, the dot recording rate Dp is read as the level data Ld, and the threshold value randomly set in the range of 0 to 255 by the dither matrix is compared with the level data Ld. Thus, the density of dots to be formed and the dot recording rate Dp are matched.
[0065]
In the color printer 20 of the present embodiment, the tone number conversion process is performed using the systematic dither method. However, other widely known methods such as a method called an error diffusion method may be used. Of course.
[0066]
D. Setting the dot recording rate in this embodiment
As described above, in the intermediate gradation region from the low gradation to the middle gradation, the dot recording rate of each dot is 100%, that is, if a single type of dot is formed on all the pixels, a pseudo contour is generated and the image quality is lowered. A problem was found. In order to avoid such a problem, the color printer 20 of the present embodiment is set so that the dot recording rate of each dot does not become 100%. FIG. 15A shows the dot recording rates set for the large, medium, and small dots in the color printer 20 of this embodiment. As already described with reference to FIGS. 11 and 12, since it is preferable to make the formation ratio of small dots as high as possible in order to improve the graininess, the dot recording rate of medium dots at a gradation value of 128 is set to 100. % (See FIG. 13B), the color printer 20 of the present embodiment dares to form large dots, and the dot recording rate of medium dots is set not to be 100%. This is because it is better to avoid the generation of pseudo contours by setting so that large dots are formed slightly rather than generating pseudo contours with the dot recording rate of medium dots being 100%, which may deteriorate the graininess. This is because a preferable result can be obtained. As described with reference to FIG. 12, when the gradation value to be expressed is low, even if a slightly large dot is formed, the graininess is greatly deteriorated. If small dots or medium dots are formed at a certain ratio, even if a slightly large dot is formed, the graininess is not so much deteriorated.
[0067]
The reason why the dot recording rate for small dots is set to around 50% in FIG. 15A is to avoid the occurrence of banding described above. In the color printer 20 of this embodiment, in order to avoid the occurrence of banding, it is necessary to reduce the dot recording rate of small dots to near 50%. However, in order to avoid the occurrence of pseudo contour, dot recording of medium dots is performed. It was sufficient to lower the rate slightly, and it was sufficient to set it to about 95% as shown. Of course, the dot recording rate suppression value required for improving the image quality may be higher depending on the type of color printer.
[0068]
The color printer 20 of this embodiment forms three types of dots, large, medium, and small. Of course, the number of dots that can be formed is not limited to three. For example, when forming an extremely small dot smaller than a small dot, the dot recording rate may be set as shown in FIG. In the example of FIG. 15A or FIG. 15B, a pseudo contour is generated. No For this reason, the dot recording rate of both medium dots and extremely small dots is limited to a value where the maximum recording rate is around 95%, but of course it can be set to a lower value as long as the graininess does not deteriorate. is there. For example, as shown in FIG. 15C, the maximum dot recording rate of medium dots may be set to a lower value.
[0069]
In the color printer 20 according to the present embodiment, since dot formation is determined based on the dot recording rate as shown in each drawing of FIG. 15, when printing an image in the intermediate gradation area, Thus, it is possible to avoid the generation of an area where all pixels are filled with a single type of dot. When such a region occurs on the recording medium, a pseudo contour is generated at the boundary with another region and the image quality is greatly deteriorated. However, in this embodiment, such a problem does not occur, and The print quality can be improved.
[0070]
E. Tone number conversion processing in this embodiment
Finally, the tone number conversion process performed by the color printer 20 of this embodiment will be briefly described. Needless to say, the present invention is not limited to the method described below, and various methods known for gradation number conversion processing can be applied.
[0071]
FIG. 16 is a flowchart in which the printer driver 92 performs the tone number conversion process using a method called a systematic dither method. In this embodiment, tone number conversion processing is performed in parallel for each color of C, M, Y, and K. However, in order to avoid complicated explanation, in the following explanation, the color is not specified. explain.
[0072]
When the gradation number conversion process is started, the CPU 81 reads the image data Cd of the pixel (target pixel) from which the dot formation is to be determined (step S200). This image data Cd is image data for each color having 256 gradations after color conversion. Next, the dot recording rates Dpl, Dpm, and Dps set for each of large, medium, and small dots are acquired, and the respective level data Ldl, Ldm, and Lds are calculated (step S202). Since the dot recording rate of each dot is stored as a table for the gradation value, the dot recording rate of each dot for the image data Cd can be obtained by referring to this table.
[0073]
Next, the large dot level data Ldl and the first threshold thl are compared (step S204). If the large dot level data Ldl is larger, a large dot is formed in the multi-value quantization result Cdr. Is substituted with a value “3” (step S206).
[0074]
When the large dot level data Ldl is smaller than the first threshold thl, it is determined whether or not dots are formed for the medium dot. That is, the medium dot level data Ldm is compared with the second threshold thm (step S208). If the medium dot level data Ldm is greater than the second threshold thm, the multi-value quantization result Cdr is included. A value “2” representing the formation of a dot is substituted (step S210). In this way, since it is determined whether or not a medium dot is formed for a pixel that has not formed a large dot, the same pixel is not formed for the large dot and the medium dot. The value of the second threshold thm for determining whether or not medium dots are formed is set in the dither matrix set for medium dots. When the dither matrix for medium dots is shared with the one for large dots, for example, it is difficult to form both large dots and medium dots for pixels in which a large value near 255 is set for the threshold value, which in turn reduces image quality. There is a risk of it coming. To prevent this, the printer driver 92 of this embodiment prepares a dither matrix for each large, medium, and small dot. Of course, when it is highly necessary to save the storage capacity of the computer 80, the dither matrix of each dot may be shared.
[0075]
If the medium dot level data Ldm is smaller than the second threshold thm, it is determined whether or not a small dot is formed. That is, the small dot level data Lds is compared with the third threshold ths (step S212). If the small dot level data Lds is larger than the third threshold ths, the small dot of the multi-value quantization result Cdr. Is substituted with a value “1” that means forming a dot (step S214), and if the small dot level data Lds is smaller, a value “0” that means that no dot is formed is set in the multi-value quantization result Cdr. Substitution is performed (step S216). Thus, when the dot determination is completed for all the pixels (step S218), the gradation number conversion process is ended, and the process returns to the image processing routine shown in FIG.
[0076]
As described above, the gradation number conversion process using the systematic dither method has been described. However, the gradation number conversion process can be performed by combining the error diffusion method. Since the error diffusion method is a well-known technique, a detailed description of the method itself will be omitted, and only an outline will be described here using a dot recording rate setting example shown in FIG. For example, in FIG. 15A, as described above, the dot recording rate of large dots is set slightly higher near the gradation value 128, and a gradation error is generated accordingly. For this reason, if the gradation conversion process for medium dots is performed using the error diffusion method, the formation of medium dots is reduced in order to eliminate errors due to the formation of a large number of large dots.
[0077]
Further, the applicant of the present application controls the dot recording rate of each dot to be a preset value by actively controlling the threshold value used for determining whether or not dots are formed in the error diffusion method. A technique is disclosed (Japanese Patent Application No. 10-196793), and it is also preferable to apply such a technique. FIG. 17 shows an example of a flowchart to which this technique is applied. Hereinafter, a brief description will be given according to the flowchart of FIG.
[0078]
When the gradation number conversion process is started, the CPU 81 reads the image data Cd of the pixel (target pixel) from which the dot formation is to be determined (step S300), adds a diffusion error to the image data Cd, and corrects the correction data Cx. Is generated (step S302). In the error diffusion method, an error that has occurred for a processed pixel is distributed in advance with weighting to surrounding pixels. In step S302, the corresponding error is read out and reflected in the image data Cd of the target pixel. It is. The details of the error will be described later.
[0079]
Next, the CPU 81 sets threshold values ths, thm, and thl (step S304). These threshold values are set by reading values corresponding to the image data Cd from a table stored in advance in the ROM. A method for setting each threshold will be described later.
[0080]
The threshold value ths set in this way is compared with the correction data Cx for the target pixel (step S306). When the correction data Cx is smaller than the threshold ths, it is determined that no dot is formed in the target pixel, and a value “0” indicating that no dot is formed is substituted for the value Cdr indicating the multi-value quantization result, and the result value RV A value “0” is substituted into (step S308). The result value RV is a gradation value expressed in the target pixel by determining whether or not dots are formed. If it is determined that no dot is to be formed, no dot is formed on the target pixel, and thus the value of the result value RV is “0”.
[0081]
If the correction data Cx is greater than the threshold ths, it is determined whether the correction data Cx is greater than the threshold thm (step S310). If the correction data Cx is smaller than the threshold value thm, it is determined that a small dot is to be formed in the target pixel, and a value “1” that means forming a small dot is substituted for the value Cdr indicating the multi-value quantization result. The value “Vs” is substituted for the value RV (step S312). The value “Vs” is a gradation value expressed in a pixel in which one small dot is formed. When the correction data Cx is larger than the threshold thm, the magnitude relation with the threshold thl is determined (step S314). If the correction data Cx is smaller than the threshold value thl, it is determined that a medium dot is to be formed, a value “2” indicating the formation of a medium dot is substituted for the multi-value quantization result Cdr, and a value “Vm” is substituted for the result value RV ( Step S316). The value “Vm” is a gradation value expressed in a pixel in which one medium dot is formed. If the correction data Cx is larger than the threshold value thm, it is determined that a large dot is to be formed, a value “3” meaning the formation of a large dot is substituted for the multi-value quantization result Cdr, and a value “Vl” is substituted for the result value RV ( Step S318).
[0082]
As is clear from the above description, the threshold values ths, thm, and tkl are threshold values used as criteria for determining whether small, medium, and large dots are to be formed on the target pixel. It is possible to control the ease with which the corresponding dots are formed by changing. For example, the smaller the threshold ths that is the criterion for determining the formation of small dots, the easier it is to form small dots, and the larger ths is set, the more difficult it is to form small dots. In order to set the dot recording rate of each dot to a desired value, how to set the respective threshold values ths, thm, and thl can be determined by performing a simulation calculation under each condition. it can. That is, when one combination of threshold values ths, thm, and thl is determined in a certain image data, the dot recording rate of each dot is obtained by simulating on the computer the gradation number conversion process as shown in FIG. Can do. Such calculation is executed for various image data with various combinations of threshold values, and the calculation results are accumulated. Based on the accumulated data, a combination of threshold values is selected so that the dot recording rate of each dot is realized for the image data.
[0083]
In step S320 of FIG. 17, an error is calculated and error diffusion processing is performed. The error here refers to a difference between the correction data Cx of the target pixel calculated in step S302 and the gradation value RV determined by the dot formation determination. For example, assuming that the gradation value 255 is expressed when a large dot is formed, the correction data Cx of the pixel of interest has a gradation value 199. By forming a large dot in a pixel that should express the gradation value 199, an error of 199−255 = −56 is generated in the target pixel.
[0084]
The error diffusion process is a process for diffusing the error thus obtained to pixels around the target pixel with a predetermined weight. FIG. 18 shows an example of a weighting coefficient when an error is diffused to surrounding pixels. The error generated in the target pixel PP1 is diffused to the pixels PP2 to PP8 at the rate shown in the figure.
[0085]
When the above process is completed for the target pixel, it is determined whether or not all the pixels have been processed (step S322). If there are any unprocessed pixels, the process returns to step S300 to continue the tone number conversion process. To do.
[0086]
As described above, the dot recording rate of each dot can be set to a desired value also by a method in which each threshold is positively controlled according to the gradation value of the image data. Therefore, as described with reference to FIG. 15, the dot recording rate of each dot excluding large dots is set not to be 100%, and the above-described gradation number conversion process is performed based on this dot recording rate. For example, it is possible to avoid the occurrence of an area where all pixels are filled with a single type of dot in the intermediate gradation area.
[0087]
Although various embodiments have been described above, the present invention is not limited to all the embodiments described above, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention. For example, a software program (application program) that realizes the above functions may be supplied to a main memory or an external storage device of a computer system via a communication line and executed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a printing apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of software.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a printer according to the present exemplary embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the principle of dot formation in the printer of this embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a nozzle arrangement in the printer of this embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the principle of forming dots of different sizes by the printer of this embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a nozzle driving waveform and a state of dots formed by the driving waveform in the printer of the present embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an internal configuration of a printer control apparatus according to the present exemplary embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a state in which the printer head according to the present embodiment receives data from the drive buffer and forms dots.
FIG. 10 is a flowchart showing a flow of an image processing routine in the present embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a method of setting the dot recording rate of various dots that can be formed.
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the reason why the graininess deteriorates due to the formation of large dots.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a general dot recording rate setting for various dots that can be formed.
FIG. 14 is an explanatory diagram conceptually illustrating a tone number conversion process by a systematic dither method.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of a dot recording rate set in the present embodiment.
FIG. 16 is a flowchart illustrating a flow of tone number conversion processing by a systematic dither method in the present embodiment.
FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of performing tone number conversion processing using an error diffusion method in the present embodiment.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of a weighting factor for diffusing an error in error diffusion processing.
[Explanation of symbols]
20 Color printer
21 ... Color scanner
23 ... CRT
24 ... modem
25 ... Flexible disk drive
26: Hard disk
30 ... Carriage motor
31 ... Driving belt
32 ... Pulley
33 ... Sliding shaft
34 ... Position detection sensor
35 ... Paper feed motor
36 ... Platen
40 ... carriage
41 ... CPU
41 ... Print head
42, 43 ... Ink cartridge
44-47 ... Ink discharge head
50 ... Ink passage
59 ... Control panel
60 ... Control circuit
61 ... CPU
62 ... PROM
63 ... RAM
64 ... PC interface
66 ... Timer
67 ... Drive buffer
68 ... Bus
69 ... Distribution output device
70: Oscillator
80 ... Computer
81 ... CPU
82 ... ROM
83 ... RAM
84 ... Input interface
85 ... Output interface
86 ... CRTC
87 ... DDC
88 ... SIO
89 ... Bus
90 ... Video driver
91 ... Application program
92 ... Printer driver
93 ... Resolution conversion module
94 ... Color conversion module
95 ... Halftone module
96 ... Interlace module

Claims (2)

大きさの異なる3種類以上のドットが形成可能であり、かつ該3種類以上のドットの各々は、単一種類のドットが全ての画素に形成可能であり、前記単一種類のドットの形成割合である単一種類のドット記録率が画像の階調値に応じて定められた所定値となるように、該それぞれのドットの形成を制御することによって、多階調の自然画像を表現可能な印刷装置であって、
画像の階調値と前記各ドットの単一種類のドット記録率との対応付けに関して、最も大きなドットを除く2種類以上の前記ドットの各々については、該ドットを全ての画素に形成することで表現可能な階調値およびそれ以上の階調値であっても、該ドットの形成されない画素を残して対応付ける対応付け手段と、
前記画像を構成する画素の階調値に応じて、前記対応付け手段に基づいて前記各ドットの単一種類のドット記録率を決定するドット記録率決定手段と、
該決定されたドット記録率となるように、該画素における前記各ドットの形成有無を判断するドット形成判断手段と、
該判断結果に基づいて、前記各ドットを形成するドット形成手段と
を備える印刷装置。
Three or more dots of different sizes are possible forms, and each of said three or more types of dots are formed available-for all pixels a single type of dots, for each of the single type of dots A multi-tone natural image is expressed by controlling the formation of each dot so that the single-type dot recording rate, which is the formation rate, becomes a predetermined value determined according to the tone value of the image. A possible printing device,
Regarding the correspondence between the gradation value of the image and the dot recording rate of a single type of each dot, for each of the two or more types of dots excluding the largest dot, the dots are formed in all the pixels. An associating means for associating and leaving a pixel in which the dot is not formed even if the gradation value can be expressed and a gradation value higher than the gradation value;
Dot recording rate determining means for determining a single type of dot recording rate for each dot based on the association means according to the gradation value of the pixels constituting the image;
Dot formation determination means for determining whether or not each dot is formed in the pixel so as to achieve the determined dot recording rate;
A printing apparatus comprising: dot forming means for forming the dots based on the determination result.
大きさの異なる3種類以上のドットが形成可能であり、かつ該3種類以上のドットの各々は、単一種類のドットが全ての画素に形成可能であり、単一種類のドットの形成割合である単一種類のドット記録率が画像の階調値に応じて定められた所定値となるように、該それぞれのドットの形成を制御することによって、多階調の自然画像を表現する印刷方法であって、
画像の階調値と前記各ドットの単一種類のドット記録率との対応付けに関して、最も大きなドットを除く2種類以上の前記ドットの各々については、該ドットを全ての画素に形成することで表現可能な階調値およびそれ以上の階調値であっても、該ドットの形成されない画素が残る対応付け関係を記憶しておき、
前記画像を構成する画素の階調値に応じて、前記対応付け関係を参照して前記各ドットの単一種類のドット記録率を決定し、
該決定されたドット記録率となるように、該画素における前記各ドットの形成有無を判断し、
該判断結果に基づいて、前記各ドットを形成する印刷方法。
Three or more dots of different sizes are possible forms, and each of said three or more types of dots, a single type of dots can be formed on all the pixels, the formation ratio of a single type of dots Printing method for expressing a multi-gradation natural image by controlling the formation of each dot so that a single kind of dot recording rate becomes a predetermined value determined according to the gradation value of the image Because
Regarding the correspondence between the gradation value of the image and the dot recording rate of a single type of each dot, for each of the two or more types of dots excluding the largest dot, the dots are formed in all the pixels. Even if the gradation value can be expressed and a gradation value higher than that, a correspondence relationship in which a pixel in which the dot is not formed remains is stored,
In accordance with the gradation value of the pixels constituting the image, the single type dot recording rate of each dot is determined with reference to the correspondence relationship,
Judging whether or not each dot is formed in the pixel so as to achieve the determined dot recording rate,
A printing method for forming the dots based on the determination result.
JP34226399A 1999-12-01 1999-12-01 Printing apparatus and printing method Expired - Fee Related JP4521909B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34226399A JP4521909B2 (en) 1999-12-01 1999-12-01 Printing apparatus and printing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34226399A JP4521909B2 (en) 1999-12-01 1999-12-01 Printing apparatus and printing method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2001150702A JP2001150702A (en) 2001-06-05
JP2001150702A5 JP2001150702A5 (en) 2004-07-22
JP4521909B2 true JP4521909B2 (en) 2010-08-11

Family

ID=18352370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34226399A Expired - Fee Related JP4521909B2 (en) 1999-12-01 1999-12-01 Printing apparatus and printing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4521909B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4576833B2 (en) * 2003-12-22 2010-11-10 ソニー株式会社 Quantization apparatus, print control apparatus, printing apparatus, print control method, program, recording medium, and data structure
JP2007069615A (en) * 2005-03-16 2007-03-22 Seiko Epson Corp Printing method, printing device, printing program, computer readable recording medium, printing device control program, printing device control program, printing device controlling method, data formation device for printing, data generation program for printing, and data formation method for printing
US8253980B2 (en) * 2007-08-20 2012-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Data processing device, ink jet printing system and data processing method
JP5824925B2 (en) * 2011-07-13 2015-12-02 ブラザー工業株式会社 Inkjet recording device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001150702A (en) 2001-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3414325B2 (en) Printing device and recording medium
JP4032490B2 (en) Printing apparatus, printing method, and recording medium
JP3926928B2 (en) Printing apparatus, printing method, and recording medium
JP3503511B2 (en) Printing apparatus, printing method, and printer
JP4528481B2 (en) Printing that changes the dot recording rate according to the ink droplet size error
JP4419947B2 (en) Printing apparatus, printing apparatus control program, printing apparatus control method, printing data generation apparatus, printing data generation program, and printing data generation method
JPH0976482A (en) Ink jet recording device
JP4660436B2 (en) Printing apparatus and printing method
JP4244405B2 (en) Printing apparatus, printing method, and recording medium
JP3663919B2 (en) Printing apparatus, printing method, and recording medium
JP3711441B2 (en) Print control device
US8976416B2 (en) Image processing apparatus and method thereof
US8896884B2 (en) Image processing apparatus, printing apparatus, and image processing method
JP4296621B2 (en) Printing apparatus, printing method, and recording medium
JP2003094693A (en) Printer and recording medium
JP4075241B2 (en) Printing apparatus, printing method, and recording medium
JP3541668B2 (en) Printing apparatus, printing method, and recording medium
JP4521909B2 (en) Printing apparatus and printing method
WO2000019704A1 (en) Image processing device and method, and printer
JP3687381B2 (en) Printing apparatus, printing method, and recording medium
JP4206588B2 (en) Printing apparatus, printing method, adjustment method for printing apparatus, and recording medium on which program is recorded
JP2000071439A (en) Image processor, image processing method and recording medium
JP5504858B2 (en) Printing apparatus, printing method, computer program
JP4107302B2 (en) Printing apparatus, image processing apparatus, printing method, image processing method, and conversion table creation method
JP3772525B2 (en) Printing apparatus and printing method

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050208

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050408

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060808

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100405

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100525

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130604

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130604

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees