JP4576833B2 - 量子化装置、印刷制御装置、印刷装置、印刷制御方法、プログラム、記録媒体及びデータ構造 - Google Patents

Description

本発明は、階調変換出力を量子化するのに使用する量子化装置に関する。また、本発明は、同量子化技術を使用する印刷制御装置及び印刷装置に関する。また、本発明は、同量子化技術を使用する印刷制御方法及びプログラムに関する。また、本発明は、同プログラムを記録した記録媒体に関する。また、本発明は、濃淡２つのインクを使用する印刷処理に好適なデータ構造に関する。

現在のインク吐出装置は、非常に高い解像度でインク滴を吐出できる。解像度が高いほど、単位面積あたりの情報量を増やすことができる。従って、現在のインク吐出装置は、以前に比べ、格段に緻密な画像を印刷することができる。

ところで、インク吐出装置は、色の濃淡をドットの密度で表現する。ドットとは、１画素を構成する最小単位のインク滴のことである。このため、薄い色の部分では、ドットがまだらになり易い。特に、ドット径が大きい場合には、ドット自体が知覚されてしまう。これでは、解像度の向上が印刷品質の向上につながらない。

そこで、現在、濃度が異なる２種類の同色インクを使用して画像を印刷する手法が用いられている。この手法では、例えば、ハイライト部分の印刷に淡インクを使用する。淡インクを使用することでインクの粒状性が向上し、ザラツキ感のない滑らかな中間階調を再現することができる。この結果、画質を銀塩写真に近づけることができる。

この他、淡インクを使用すると、ハイライト部分を表現するドット数を多くできる。この結果、ハーフトーニング処理で従来目立っていたテクスチャーを表れ難くできる。かかる印刷結果も画質の向上に寄与している。
特開２００３−２３７１１１号公報 特開２００２−１７１４０７号公報 特開２００１−２２５４８８号公報

しかし、従来技術には、濃淡インクの切り替わり部分において自然な階調表現が実現できていないという問題があった。

本発明は、以上の技術的課題を考慮してなされたものであり、前述した問題を解決することを目的とする。次に、以上の問題に対する発明者の考察を示す。

（１）階調劣化の原因に対する考察
ここでは、図１に示す印刷ヘッドについて階調劣化の原因を考察する。印刷ヘッド１は、ノズル１Ａを規定ピッチで配列した２つのノズル群を有する。ここでは、第１のノズル群１Ｂを淡インクの吐出に使用する。また、第２のノズル群１Ｃを濃インクの吐出に使用する。

各ノズルには、１画素当たり最大でｎ発のインク滴を吐出できるものを使用する。すなわち、図２に示すように、１画素は同一ノズルから吐出される複数のインク滴２の重ね打ちにより形成される。

ここで、各ノズルが吐出するインク滴の数は、駆動信号として与えられる０〜ｎの値で決まる。なお図中、１Ｄは印刷ヘッド表面のプレート、１Ｅはインクの液室、１Ｆはインク吐出用のヒーターである。

次に、インク滴の数と階調の再現特性との間に認められる関係を考察する。図３に、被記録部材に着滴されるインク滴の数と出力濃度値との関係を示す。図３に示すように、インク滴数と濃度変化との間には正比例の関係が認められない。すなわち、１画素を構成するインク滴数が増加しても出力濃度値は直線的に増加せず、あるポイントからは飽和するような曲線を描く。

この理由は様々あると考えられるが、代表的なものは、ドットの「面積充填率」である。従って、閾値の間隔を均等に定めて入力画像をハーフトーニングすると、中間階調のグレーが著しく黒ずんだ印刷結果となる。

ここで、ハーフトーニングとは、最大ｎ個のドットでしか濃度を表現できない出力系用いて、入力画像に等しい中間階調を表現する手法をいう。ハーフトーニングは、階調変換とも呼ばれる。

ハーフトーニングの代表例には、多値入力を閾値変換する際に生じる誤差を周囲の画素に分散する誤差拡散法がある。

入力値に対する出力濃度を直線的に再現するには、図３とは逆特性の曲線を用いて濃度の歪みを補正する必要がある。この補正をガンマ補正と呼ぶ。一般に、ガンマ補正は、ハーフトーニング前の入力画像データに対して行う。

図４に、前述した画像処理に使用する回路部分を示す。ガンマ変換回路３が、多階調データＳ１をガンマ補正する回路である。また、階調変換回路４が、ガンマ補正後の多値入力をハーフトーニングする回路である。例えば、誤差拡散処理を含む。また、量子化回路５が、階調変換後の出力値を量子化する回路である。

この量子化出力Ｓ２がノズル駆動部に入力され、ノズルが最終的に吐出するインク滴数を規定する。このように、量子化とは、階調変換後の出力値を単純な数値に置き換える処理をいう。

通常、図５に示すように、階調変換後の出力値が採り得る数に、０〜ｎの数値が昇順に割り当てられる。図５は、画像データが８ビットで与えられる場合である。このとき、最大値は“２５５”となる。また、前述の出力値は、閾値の間隔を均等な５値で与えている。

図５の場合、階調変換後の出力値は、“０”、“６３”、“１２７”、“１９１”、“２５５”の５値を採る。また、図５の場合、これら階調変換後の出力値に、“０”〜“４”の５値を昇順に対応付ける。

例えば、階調変換後の出力値“１２７”には、数値“２”を対応付ける。このことは、階調変換後の出力値が“１２７”の場合、２発のインク滴を吐出させることを意味する。また、階調変換後の出力値“１９１”には、数値“３”を対応付ける。また、階調変換後の出力値が“１２７”と“１９１”の間の値の場合、その比率に応じて２発又は３発のインク滴を混在させ、画像を形成する。

なお、量子化値“０”はインク滴が吐出されないことを意味する。図６に、前述した量子化変換と階調変換との関係を模式的に示す。また、ガンマ補正を含む一連の画像処理で得られる入出力関係を図７に示す。図７に示すように、濃度の再現性は、入力画像と同じになる。

かかる画像処理が、濃淡２種類のインクに対しても行われる。図８及び図９に、各インクについての特性例を示す。図８は、淡インクに関する特性例である。また、図９は、濃インクに関する特性例である。ここで、図８（Ａ）及び図９（Ａ）は、それぞれインク滴数と再現される出力濃度値との間に認められる一般的な濃度特性を示す。この特性曲線は、図３に対応する。

また、図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）は、濃度特性を打ち消すためのガンマ補正カーブを示す。また、図８（Ｃ）及び図９（Ｃ）は、階調変換後の出力値に量子化値を昇順で割り当てる場合の中間階調の再現特性を示す。

印刷画質を向上させるために濃淡２種類のインクを用いる場合、これら特性の違いを考慮する必要がある。なお、濃淡２種類のインクを用いる印刷モードでは、画像の明るい部分（ハイライト）を淡インクで形成し、暗い部分（シャドウ）を濃インクで形成する。すなわち、インクの打ち分けを行う。

この際、最も簡便な考えは、ハーフトーニング前の画像データを濃淡２つのインクに分断することである。分断方法には、演算を用いる方法、フィルタを用いる方法等がある。図１０と図１１にその分断方法の一例を示す。図１０と図１１は、画像入力値を“１２７”を閾値に分断する場合である。

因みに、図１０は、薄いインク用に供給される画像入力値と、その量子化後の印刷結果である出力濃度値との関係を示す。一方、図１１は、濃いインク用に供給される画像入力値と、その量子化後の印刷結果である出力濃度値との関係を示す。

図１０に示すように、淡インクの吐出は、境界値“１２７”まで正比例で増加する。そして、境界値“１２７”を越えた途端、淡インクの吐出は“０”となる。すなわち、淡インクは一切吐出されない状態になる。

他方、図１１に示すように、濃インクは、境界値“１２７”までは吐出されない。そして、境界値“１２７”を越えた途端、淡インクの階調を引き継ぐように濃インクが吐出される。すなわち、濃インクは、２発から正比例で吐出される。

しかし、この方法の場合、インクが切り替わる境界値“１２７”付近で、インクの繋がりが不自然となるのを避け得ない。すなわち、印刷品質の劣化を避け得ない。

これは、次のような現象のためであると考えられる。まず、淡インクと濃インクのドット密度の違いやドットの発生遅れを原因として輪郭が発生し、境界線が見えてしまう。また、濃インクによるドットの形成が開始される部分で粒状感が出る。

（２）問題の解析
淡インクと濃インクのつなぎ目部分の画質を改善するには、つなぎ目部分で階調再現の直線性を保つ必要がある。例えば、淡インクと濃インクを重ね打ちする領域を設定し、領域内で淡インクの吐出量を徐々に減少させる一方、濃インクの吐出量を徐々に増加させることが必要である。

その一方、インクを吸収する材料の場合、被記録材に対するインクの吐出量が多すぎると、被記録材がカールする原因となる。このため、１ドット当たりのインク量を被記録材に対して制限する必要がある。

（３）具体的な解決技術
以上の検討結果を踏まえ、発明者は、以下の手法を提案する。まず第１に、濃インクによるドットの発生を遅らせる。第２に、濃インクの増加とともに淡インクを減少させる又は淡インクの増加を止める。

具体的には、淡インク用と濃インク用とで区別無く階調変換処理を行う。そして、その後の量子化処理において、淡インクに対して、(1) 昇順と降順を組み合わせた値、又は、(2) 昇順と固定値を組み合わせた値、又は、(3) 昇順と固定値と降順を組み合わせた値を割り当る。

濃インクに対しては、階調変換出力に対する量子化値の割り当てを遅らせる。このように生成した淡インク用の量子化値と濃インク用の量子化値をノズル駆動信号、又は、インク滴制御信号とする。

（３−１）淡インクの量子化
以上の考察に基づき、発明の１つとして、濃度が異なる複数の同色インクを使用する印刷モード時に使用される淡インク用の量子化装置を提案する。

この量子化装置は、濃度が低い方のインクをｎ値化（ｎ＞２）する際、階調変換出力値が最小値から最大値に至る前に量子化出力値が最大値に達し、その後階調変換出力値が大きくなるに従って量子化出力値が減少する入出力関係に基づいて、階調変換出力値を量子化するものである。

図１２に、この入出力関係を適用した画像入力値と出力濃度値との関係を示す。図１２は、横軸に階調変換出力値を表し、縦軸に出力濃度値を表した図である。図１２に示すように、この発明の場合、淡インクで表現される濃度は山形になる。

このとき、淡インクは、遅れて吐出される濃インクのドットの隙間を埋める役割を果たす。すなわち、淡インクは、濃インクによる粒状感を低減する役割を果たす。

淡インクの場合、濃インクと同じ出力濃度値を実現するには多くのインク滴を要する。このため、淡インクによる濃度表現を継続することで、濃インクの粒状感を目立ち難くできる。このため、濃インクの吐出が開始される付近での画質を低下させずに済む。

もっとも、淡インクによる出力濃度値が最大値となる画像入力値は、濃インクの吐出を開始する画像入力値に限らない。例えば、濃インクの吐出を開始する画像入力値よりも大きい値に設定しても良い。この場合、濃インクの粒状感の目立ち易い範囲を、淡インクの出力濃度値で補うことができる。このようにしても、濃インクの吐出が開始付近での画質の低下を防止できる。

因みに、図１２は、淡インクによる濃度表現（インク滴の吐出量）を増加時と同じ傾きで減少させている。すなわち、画像入力値の変換範囲の１／２で、淡インクが分担する出力濃度値の最大値に達している。なお、淡インクの最大出力濃度値は、表現する出力濃度の１／２とする。

しかし、淡インクによる濃度表現（インク滴の吐出量）は、増加時と減少時と異なっていても良い。図１３に一例を示す。図１３（Ａ）は、淡インクの減少が図１２よりもやや急な場合の例である。図１３（Ｂ）は、淡インクの減少が図１３（Ａ）よりも更に急な場合の例である。

かかる濃度特性を実現するため、本発明は、淡インクに対する量子化値の割り当て（データ構造）が前述した入出力関係と相似形状になるように定める。図１４に、一例を示す。

図１４の場合、階調変換出力の最小値“０”と最大値“２５５”に、量子化値“０”を割り当て、階調変換出力の中間値“１２７”に、量子化値の最大値“２”を割り当てる。すなわち、量子化値が、階調変換出力値が“０”と“１２７”の間で単調増加し、“１２７”と“２５５”の間で単調減少するように割り当てる。

この他、前述した入出力関係は、図１２や図１３に示す入出力特性を有する変換テーブルやフィルタに、階調変換前の画像信号を入力することによっても実現できる。この場合、変換テーブルによる変換後の画像信号を濃インクに共通の量子化装置で量子化すれば、同じ結果を得ることができる。

また、淡インク用の量子化装置には、別の発明も考えられる。この量子化装置は、濃度が低い方のインクをｎ値化（ｎ＞２）する際、階調変換出力値が最小値から最大値に至るまでに同じ量子化出力値（≠０）が複数回現れる入出力関係に基づいて、階調変換出力値を量子化するものである。

この発明には、前述した発明１が含まれる他、画像入力値と出力濃度値との間に図１５や図１６に示す入出力関係が成立する場合も含まれる。図１５は、画像入力値が最小値から最大値に至る前に出力濃度値が最大値に達し、その値が画像入力値の最大値まで維持される場合の入出力関係である。

また、図１６は、画像入力値が最小値から最大値に至る前に出力濃度値が最大値に達し、その後、一定範囲について最大値を維持され、更にその後、画像入力値の増加に従って出力濃度値が減少する場合の入出力関係である。

図１５や図１６の入出力関係の場合、濃インクの吐出開始と同時に淡インクによる出力濃度が減少しない。このため、濃インクによる濃度表現の過程でインク滴の着弾パターンが変化する際にも、淡インクの着弾パターンを一定範囲で固定できる。

特に、中間調の表現時には、濃インクの１滴の違いは大きいため、淡インクによる高濃度が一定期間継続することは粒状感を低減する上で有効である。なお、画像入力値が濃インクの粒状感が目立ちにくい範囲に達した後は、画像入力値が最大値に至る前の段階でも淡インクの吐出がゼロ又はほとんどない状態まで急激に低下させても良い。

かかる入出力関係を採用すれば、階調表現や画質の改善に寄与しない範囲における淡インクの吐出を停止できる。すなわち、淡インクの無駄な消費を無くすことができる。
勿論、この発明も、これら入出力関係と相似形状になるように、淡インクに対する量子化値の割り当て（データ構造）を定めることで同じ能動表現を実現できる。

（４−２）濃インクの量子化
同様に、発明の１つとして、濃度が異なる複数の同色インクを使用する印刷モード時に使用される濃インク用の量子化装置を提案する。

この量子化装置は、濃度が高い方のインクをｎ値化（ｎ＞２）する際、少なくとも最小値の階調変換出力値と２番目に小さい階調変換出力値に対する量子化出力値がゼロとなる入出力関係に基づいて、階調変換出力値を量子化するものである。

かかる入出力関係には、前述した図１１や図１７がある。図１１の場合、濃インクの吐出前後で濃度変化の直線性が保たれるように、濃インクの吐出開始点とその出力濃度値（非ゼロ）を定める。また、濃インクによる出力濃度は、淡インクの出力濃度に連続する。

図１７の場合、濃インクの吐出タイミングを右側にシフトする。すなわち、画像入力値が小さい一定の範囲では、濃インクを吐出させず、画像入力値が一定値以上になると階調変換出力値の増加に伴って出力濃度値をゼロ値から徐々に大きくする。

かかる濃度特性を実現するため、この場合も、濃インクに対する量子化値の割り当て（データ構造）が前述した入出力関係と相似形状になるように定める。図１８に、一例を示す。なお、図１８は、前述した図１７の入出力関係に対応する。

図１８の場合、階調変換出力の最小値“０”と、２番目に小さい値“６３”に量子化値“０”を割り当て、以後続く階調変換出力値に量子化値“１”、“２”、“３”を順番に割り当てる。すなわち、量子化値は、少なくとも２つの階調変換出力について“０”となり、その後、階調変換出力が大きくなるに従って量子化値が単調に増加する。

このように、粒状感が目立ちやすい濃度範囲での濃インクの吐出を、淡インクでの濃度表現が十分大きくなる範囲まで遅らせる。これにより、画像のハイライト部分に濃インクのドットが混ざらないようにできる。

（４−３）制御装置／印刷装置
本発明の１つとして、前述した量子化装置を組み合わせた制御装置又は印刷装置を提案する。組み合わせる量子化装置は、淡インク用の量子化装置と濃インク用の量子化装置である。これら２種類の量子化装置を組み合わせることで、画像のハイライト部分は淡インクによる粒子感のない印刷が可能となる。

また、濃インクによる印刷を開始する中間階調以降も、淡インクによる印刷を継続する。この際、淡インクの出力濃度値が一定値以上にならないように制御する。例えば、淡インクの出力濃度値を表現可能な最大濃度の中間付近に固定する。また例えば、表現可能な最大濃度の中間付近を頂点として減少させる。

これにより、粒子感の目立ち易い濃インクによる低濃度値においても、印刷品質を良好に保つことができる。また、淡インクによる濃度値の表現を一定レベルで中止することで、濃インク分を含めてインク量が過度になるのを防ぐことができる。

（４−４）他の発明
また、以上の発明は、その一側面である量子化方法、印刷制御方法としても実現できる。同様に、以上の発明は、その一側面である量子化プログラム、印刷制御プログラムとしても実現できる。

また、以上の発明は、その入出力関係を定めるデータ構造としても実現できる。例えば、量子化装置における入出力関係としても実現できる。すなわち、淡インク用のデータ構造として、階調変換出力値が最小値から最大値に至る前に量子化出力値が最大値に達し、その後階調変換出力値が大きくなるに従って量子化出力値が減少する入出力関係として実現できる。

また、淡インク用のデータ構造として、階調変換出力値が最小値から最大値に至るまでに同じ量子化出力値（≠０）が複数回現れる入出力関係として実現できる。また、濃インク用のデータ構造として、少なくとも最小値の階調変換出力値と２番目に小さい階調変換出力値に対する量子化出力値をゼロに設定する入出力関係として実現できる。

この他、前述した発明は、入力画像信号を直接変換するテーブルデータの構造としても実現できる。すなわち、淡インク用のデータ構造として、画像入力値が最小値から最大値に至る前に変換出力値が最大値に達し、その後画像入力値が大きくなるに従って変換出力値が減少する入出力関係として実現できる。

また、淡インク用のデータ構造として、画像入力値が最小値から最大値に至るまでに同じ変換出力値（≠０）が複数回現れる入出力関係として実現できる。また、濃インク用のデータ構造として、少なくとも最小値の画像入力値と２番目に小さい画像入力値に対する変換出力値をゼロに設定する入出力関係として実現できる。

以上のように、発明の１つによれば、濃インクと淡インクのスムーズな繋がりを実現することが可能になる。また、発明の１つによれば、高濃度部分において淡インクの液量を減少又は一定にできる。この結果、単位面積当たりに定められた最大インク打ち込み量を超えない範囲で濃インクの液量を増加できる。

以下、実施形態例を説明する。なお、本明細書で特に図示又は記載されていない技術は、当該技術分野において知られているものから選択されるものとする。以下の説明では、好適な実施の形態をハードウェアとして実現する場合について説明する。かかるハードウェアと等価なソフトウェア処理によっても実現できる。

なお、発明をコンピュータプログラムとして実現する場合、プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶される。この記憶媒体には、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスク又はハードディスク）又は磁気テープのような磁気記憶媒体、光ディスク、光テープ又はマシン読取り可能なバーコードのような光記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又はリードオンリメモリ（ＲＯＭ）のような半導体記憶装置の他、コンピュータプログラムを記憶するために使用される他の物理装置又は媒体を含む。

また、発明をハードウェアとして実現する場合、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のような集積回路、又は当該技術分野において公知の他のデバイスとして実現することができる。

（５）印刷装置（印刷制御装置）
図１９に、印刷装置１０の回路構成を示す。図１９は、印刷装置１０のうち多値多階調の画像データを処理する回路部分（印刷制御装置）を示す。この回路部分は、低濃度インク系回路１１と、高濃度インク系回路１２を有する。

各インク系回路は、ガンマ変換回路１１Ａ、１２Ａ、階調変換回路１１Ｂ、１２Ｂ、量子化回路１１Ｃ、１２Ｃを有する。ガンマ変換回路では、印刷時の階調表現が線形となるように画像信号の補正が行われる。階調変換回路では、例えば誤差拡散処理が行われる。誤差拡散処理によって、画像データは、インクヘッドで出力できる階調数に変換される。量子化回路はでは、誤差拡散出力値が量子化値に変換される。この量子化回路に、前述した発明の実施例を適用する。

なお、各インク系回路の出力は、ヘッド駆動ブロック１３に与えられる。ヘッド駆動ブロック１３には、低濃度インク用のノズル群駆動回路１３Ａと、高濃度インク用のノズル駆動回路１３Ｂが設けられる。各駆動回路は、対応するインク系回路から量子化値を入力する。そして、各駆動回路は、各量子化値に応じたインク滴を画素毎に吐出する。

（６）量子化回路例
（６−１）量子化回路例１（図１２＋図１７の組み合わせ）
この実施例では、図１２に示す入出力関係を有する量子化回路と、図１７に示す入出力関係を有する量子化回路とを組み合わせる場合について説明する。なお、図１２は淡インク用の量子化回路１１Ｃに適用し、図１７は濃インク用の量子化回路１２Ｃに適用する。

図２０に、淡インク用の量子化回路１１Ｃに適用する量子化値の割り当て例を示す。なお、図２０（Ａ）は、階調変換後の画像入力値（閾値）に対する量子化出力の対応関係を示す図表である。

この例の場合、階調変換後の階調は、“０”、“６３”、“１２７”、“１９１”、“２５５”の５階調である。これら各階調値に“０”、“１”、“２”、“１”、“０”の量子化値を対応付ける。すなわち、入力画像の中間階調で量子化値の最大値に達し、その後、量子化値が再びゼロに減少する。

この対応関係を表すのが図２０（Ｂ）である。図２０（Ｂ）は、画像入力値を横軸、量子化出力を縦軸として、ガンマカーブと対応付けた図表である。また、図２０（Ｃ）は、画像入力値に前述の量子化値を対応付けた印刷結果を概念的に示す図である。

図２０（Ｃ）に示すように、一般的な量子化回路であれば、ますます濃度が高くなるはずの範囲（値“１９１”〜“３１９”）で濃度が減少する。なお、描画の関係上、濃度変化が階段状に現れているが、実際には図１２に示すように山形に変化する。図２１に、階調変換回路１１Ｂと量子化回路１１Ｃの対応関係を概念的に示す。

一方、濃インク用の量子化回路１２Ｃには、図２２に示す割り当てを使用する。なお、図２２（Ａ）は、階調変換後の画像入力値（閾値）に対する量子化出力の対応関係を示す図表である。

この例の場合、階調変換後の階調は、“０”、“６３”、“１２７”、“１９１”、“２５５”の５階調である。これら各階調値に“０”、“０”、“１”、“２”、“３”の量子化値を対応付ける。すなわち、量子化値の増加を開始させる点を、２階調だけ高値側にシフトする。

この対応関係を表すのが図２２（Ｂ）である。図２２（Ｂ）は、画像入力値を横軸、量子化出力を縦軸として、ガンマカーブと対応付けた図表である。また、図２２（Ｃ）は、画像入力値に前述の量子化値を対応付けた印刷結果を概念的に示す図である。

図２２（Ｃ）に示すように、一般的な量子化回路であれば、濃インクによる印刷が開始される範囲（値“０”〜“６３”）での印刷が無い。なお、描画の関係上、濃度変化が階段状に現れているが、実際には図１７に示すように線形に変化する。図２３、階調変換回路１２Ｂと量子化回路１２Ｃの対応関係を概念的に示す。

最後に、この実施例で得られる印刷結果を説明する。図２４に、濃淡２つのインクによる印刷結果を重畳的に示す。図２４は、図１２と図１７を重畳的に表したものである。被記録媒体では、これら濃淡２つインクが混ざり合った状態で濃度が表現される。

図２５に、混合結果としての入出力関係を示す。図２５に示すように、淡インクと濃インクの混合により、中間階調の出力濃度値は線形に変化する。この場合、画像入力値は、最大３発の液滴量で印刷される。従って、この量子化回路の組み合わせは、インクの打ち込み量が３発までに制限される被記録材への印刷に使用できる。

（６―２）量子化回路例２（図１５＋図１７の組み合わせ）
この実施例では、図１５に示す入出力関係を有する量子化回路と、図１７に示す入出力関係を有する量子化回路とを組み合わせる場合について説明する。なお、図１５は淡インク用の量子化回路１１Ｃに適用し、図１７は濃インク用の量子化回路１２Ｃに適用する。

図２６に、淡インク用の量子化回路１１Ｃに適用する量子化値の割り当て例を示す。なお、図２６（Ａ）は、階調変換後の画像入力値（閾値）に対する量子化出力の対応関係を示す図表である。

この例の場合、階調変換後の階調は、“０”、“６３”、“１２７”、“１９１”、“２５５”の５階調である。これら各階調値に“０”、“１”、“２”、“２”、“２”の量子化値を対応付ける。すなわち、入力画像の中間階調で量子化値の最大値に達し、その値を入力画像が最大値に至るまで維持するように対応付ける。

この対応関係を表すのが図２６（Ｂ）である。図２６（Ｂ）は、画像入力値を横軸、量子化出力を縦軸として、ガンマカーブと対応付けた図表である。また、図２６（Ｃ）は、画像入力値に前述の量子化値を対応付けた印刷結果を概念的に示す図である。

図２６（Ｃ）に示すように、一般的な量子化回路であれば、印刷濃度が単調に増加する範囲（値“１２７”〜“３１９”）の濃度が一定値になる。なお、描画の関係上、濃度変化が階段状に現れているが、実際には図１５に示す台形状に変化する。図２７に、階調変換回路１１Ｂと量子化回路１１Ｃの対応関係を概念的に示す。

一方、濃インク用の量子化回路１２Ｃに対する量子化値の割り当てには、図２２に示すものを使用する。この割り当ては、量子化回路例１の場合と同じである。従って、濃インク用の量子化回路１２Ｃに対する重複説明は省略する。

最後に、この実施例で得られる印刷結果を説明する。図２８に、濃淡２つのインクによる印刷結果を重畳的に示す。図２８は、図１５と図１７を重畳的に表したものである。被記録媒体では、これら濃淡２つインクが混ざり合った状態で濃度が表現される。

図２９に、混合結果としての入出力関係を示す。図２９に示すように、淡インクと濃インクの混合により、中間階調の出力濃度値は線形に変化する。この場合、画像入力値は、最大５発の液滴量で印刷される。従って、この量子化回路の組み合わせは、インクの打ち込み量が５発までに制限される被記録材への印刷に使用できる。

（６―３）量子化回路例３（図１６＋図１７の組み合わせ）
この実施例では、図１６に示す入出力関係を有する量子化回路と、図１７に示す入出力関係を有する量子化回路とを組み合わせる場合について説明する。なお、図１６は淡インク用の量子化回路１１Ｃに適用し、図１７は濃インク用の量子化回路１２Ｃに適用する。

図３０に、淡インク用の量子化回路１１Ｃに適用する量子化値の割り当て例を示す。なお、図３０（Ａ）は、階調変換後の画像入力値（閾値）に対する量子化出力の対応関係を示す図表である。

この例の場合、階調変換後の階調は、“０”、“５１”、“１０２”、“１５３”、“２０４”、“２５５”の６階調である。これら各階調値に“０”、“１”、“２”、“２”、“１”、“０”の量子化値を対応付ける。すなわち、入力画像の中間階調で量子化値の最大値に達し、その値を２階調連続した後、入力画像が再び“０”に戻るように対応付ける。

この対応関係を表すのが図３０（Ｂ）である。図３０（Ｂ）は、画像入力値を横軸、量子化出力を縦軸として、ガンマカーブと対応付けた図表である。また、図３０（Ｃ）は、画像入力値に前述の量子化値を対応付けた印刷結果を概念的に示す図である。

図３０（Ｃ）に示すように、一般的な量子化回路であれば、印刷濃度が単調に増加する範囲（値“１０２”〜“１５３”）の濃度が一定値“１５３”になる。また、同様に印刷濃度が単調に増加すべき範囲（値“１５３”〜“３１９”）の濃度が反対に単調減少する。

なお、描画の関係上、濃度変化が階段状に現れているが、実際には図１６に示す台形状に変化する。図３１に、階調変換回路１１Ｂと量子化回路１１Ｃの対応関係を概念的に示す。

一方、濃インク用の量子化回路１２Ｃに対する量子化値の割り当てには、図３２に示すものを使用する。なお、図３２（Ａ）は、階調変換後の画像入力値（閾値）に対する量子化出力の対応関係を示す図表である。

この例の場合、階調変換後の階調は、“０”、“５１”、“１０２”、“１５３”、“２０４”、“２５５”の６階調である。これら各階調値に“０”、“０”、“１”、“２”、“３”、“４”の量子化値を対応付ける。すなわち、量子化値の増加を開始させる点を、２階調だけ高値側にシフトする。

この対応関係を表すのが図３２（Ｂ）である。図３２（Ｂ）は、画像入力値を横軸、量子化出力を縦軸として、ガンマカーブと対応付けた図表である。また、図３２（Ｃ）は、画像入力値に前述の量子化値を対応付けた印刷結果を概念的に示す図である。

図３２（Ｃ）に示すように、一般的な量子化回路であれば、濃インクによる印刷が開始される範囲（値“０”〜“５１”）での印刷が無い。なお、描画の関係上、濃度変化が階段状に現れているが、実際には図１７に示すように線形に変化する。図３３に、階調変換回路１２Ｂと量子化回路１２Ｃの対応関係を概念的に示す。

最後に、この実施例で得られる印刷結果を説明する。図３４に、濃淡２つのインクによる印刷結果を重畳的に示す。図３４は、図１６と図１７を重畳的に表したものである。被記録媒体では、これら濃淡２つインクが混ざり合った状態で濃度が表現される。

図３５に、混合結果としての入出力関係を示す。図３５に示すように、淡インクと濃インクの混合により、中間階調の出力濃度値は線形に変化する。この場合、画像入力値は、最大４発の液滴量で印刷される。従って、この量子化回路の組み合わせは、インクの打ち込み量が４発までに制限される被記録材への印刷に使用できる。

（６−４）他の量子化回路例
前述の量子化回路例は、量子化回路１１Ｃ及び１２Ｃの量子化レベルがいずれも同じであるものとして説明した。しかし、２つの量子化レベルは異なっていても良い。例えば、図３６に示すように、淡インクは量子化レベルを７値、濃インクは量子化レベルを５値とする場合にも適用し得る。

印刷ヘッドに配列されたノズル群の関係を示す図である。 ノズルの断面構造を示す図である。 インク滴数と出力濃度値との関係を示す図である。 画像処理回路の概略構成を示す図である。 階調出力値に対する量子化値の割り当て例を示す図である。 階調変換処理と量子化処理との関係を示す図である。 画像入力値と変換処理後の出力濃度値との関係を示す図である。 淡インクに関する入出力特性を示す図である。 濃インクに関する入出力特性を示す図である。 淡インク用の画像信号の分断例を示す図である。 濃インク用の画像信号の分断例を示す図である。 発明の１つで採用する淡インク用の入出力関係を示す図である。 発明の１つで採用する淡インク用の他の入出力関係を示す図である。 淡インク用に採用する量子化値の割り当て例を示す図である。 発明の１つで採用する淡インク用の他の入出力関係を示す図である。 発明の１つで採用する淡インク用の他の入出力関係を示す図である。 発明の１つで採用する濃インク用の入出力関係を示す図である。 濃インク用に採用する量子化値の割り当て例を示す図である。 印刷装置の構成例を示す図である。 淡インク用に割り当てる量子化値の第１の具体例を示す図である。 淡インク用の第１の具体例についての階調変換処理と量子化処理との関係を示す図である。 濃インク用に割り当てる量子化値の第１の具体例を示す図である。 濃インク用の第１の具体例についての階調変換処理と量子化処理との関係を示す図である。 第１の具体例に係る濃淡両インクの入出力関係を示す図である。 第１の具体例に係る濃淡両インクの混合結果を示す出力濃度特性を示す図である。 淡インク用に割り当てる量子化値の第２の具体例を示す図である。 淡インク用の第２の具体例についての階調変換処理と量子化処理との関係を示す図である。 第２の具体例に係る濃淡両インクの入出力関係を示す図である。 第２の具体例に係る濃淡両インクの混合結果を示す出力濃度特性を示す図である。 淡インク用に割り当てる量子化値の第３の具体例を示す図である。 淡インク用の第３の具体例についての階調変換処理と量子化処理との関係を示す図である。 濃インク用に割り当てる量子化値の第３の具体例を示す図である。 濃インク用の第３の具体例についての階調変換処理と量子化処理との関係を示す図である。 第３の具体例に係る濃淡両インクの入出力関係を示す図である。 第３の具体例に係る濃淡両インクの混合結果を示す出力濃度特性を示す図である。 量子化値の他の割り当て例を示す図である。

符号の説明

１ 印刷ヘッド
１Ａ ノズル
１Ｂ 第１ノズル群
１Ｃ 第２ノズル群
１Ｄ プレート
１Ｅ 液室
１Ｆ ヒーター
２ インク滴
３ ガンマ変換回路
４ 階調変換回路
５ 量子化回路
１１ 低濃度インク系回路
１２ 高濃度インク系回路
１３ ヘッド駆動ブロック

Claims (8)

1. 濃度が異なる複数の同色インクを使用する印刷モード時に、階調変換出力値を量子化する量子化装置であって、
   濃度が低い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の前記階調変換出力値を対応付ける際、
   階調変換出力値が最小値から最大値に至るまでに同じ量子化出力値（≠０）が複数回現れ、前記階調変換出力値が最小値から最大値に至る前に量子化出力値が最大値に達した後、それ以降の量子化出力値の最大値を連続して割り当てると共に、更にその後、前記階調変換出力値が大きくなるに従って量子化出力値が減少する入出力関係を適用することを特徴とする、量子化装置。
2. 濃度が異なる複数の同色インクを使用する印刷モードを有する印刷制御装置であって、
   前記印刷モード時に、
   濃度が低い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の階調変換出力値を対応付ける際、
   前記階調変換出力値が最小値から最大値に至るまでに同じ量子化出力値（≠０）が複数回現れ、その後、前記階調変換出力値が大きくなるに従って量子化出力値が減少する入出力関係に基づいて、前記階調変換出力値を量子化し、
   濃度が高い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の前記階調変換出力値を対応付ける際、
   少なくとも最小値の前記階調変換出力値と２番目に小さい前記階調変換出力値に対する量子化出力値がゼロとなる入出力関係に基づいて、前記階調変換出力値を量子化することを特徴とする、印刷制御装置。
3. 濃度が異なる複数の同色インクを使用する印刷モードを有する印刷制御装置を搭載する印刷装置であって、
   前記印刷制御装置は、前記印刷モード時に、
   濃度が低い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の階調変換出力値を対応付ける際、
   前記階調変換出力値が最小値から最大値に至るまでに同じ量子化出力値（≠０）が複数回現れ、その後、前記階調変換出力値が大きくなるに従って量子化出力値が減少する入出力関係に基づいて、前記階調変換出力値を量子化し、
   濃度が高い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の階調変換出力値を対応付ける際、
   少なくとも最小値の前記階調変換出力値と２番目に小さい前記階調変換出力値に対する量子化出力値がゼロとなる入出力関係に基づいて、前記階調変換出力値を量子化することを特徴とする、印刷装置。
4. 濃度が異なる複数の同色インクを使用する印刷モードを有する印刷制御方法であって、
   前記印刷モード時に、
   濃度が低い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の階調変換出力値を対応付ける際、
   前記階調変換出力値が最小値から最大値に至るまでに同じ量子化出力値（≠０）が複数回現れ、その後、前記階調変換出力値が大きくなるに従って量子化出力値が減少する入出力特性に基づいて、前記階調変換出力値を量子化し、
   濃度が高い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の階調変換出力値を対応付ける際、
   少なくとも最小値の前記階調変換出力値と２番目に小さい前記階調変換出力値に対する量子化出力値がゼロとなる入出力関係に基づいて、前記階調変換出力値を量子化することを特徴とする、印刷制御方法。
5. 濃度が異なる複数の同色インクを使用する印刷モードを有する印刷制御機能を、コンピュータに実行させるプログラムであって、
   前記印刷モード時に、
   濃度が低い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の階調変換出力値を対応付ける際、
   前記階調変換出力値が最小値から最大値に至るまでに同じ量子化出力値（≠０）が複数回現れ、その後、前記階調変換出力値が大きくなるに従って量子化出力値が減少する入出力関係に基づいて、前記階調変換出力値を量子化する処理と、
   濃度が高い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の階調変換出力値を対応付ける際、
   少なくとも最小値の前記階調変換出力値と２番目に小さい前記階調変換出力値に対する量子化出力値がゼロとなる入出力関係に基づいて、前記階調変換出力値を量子化する処理と、
   を実行させることを特徴とするプログラム。
6. 濃度が異なる複数の同色インクを使用する印刷モードを有する印刷制御機能を、コンピュータに実行させるプログラムであって、
   前記印刷モード時に、
   濃度が低い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の階調変換出力値を対応付ける際、
   前記階調変換出力値が最小値から最大値に至るまでに同じ量子化出力値（≠０）が複数回現れ、その後、前記階調変換出力値が大きくなるに従って量子化出力値が減少する入出力関係に基づいて、前記階調変換出力値を量子化する処理と、
   濃度が高い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の階調変換出力値を対応付ける際、
   少なくとも最小値の前記階調変換出力値と２番目に小さい前記階調変換出力値に対する量子化出力値がゼロとなる入出力関係に基づいて、前記階調変換出力値を量子化する処理とを実行させることを特徴とする、プログラムを記録した記録媒体。
7. 濃度が異なる複数の同色インクを使用する印刷モード時に、濃度が低い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の階調変換出力値を対応付ける際の入出力関係を規定するデータ構造であって、
   前記階調変換出力値が最小値から最大値に至るまでに同じ量子化出力値（≠０）が複数回現れ、その後、前記階調変換出力値が大きくなるに従って量子化出力値が減少するように、入出力関係を規定したデータ構造であり、
   前記データ構造を取得した量子化装置により、前記階調変換出力値が量子化されることを特徴とする、データ構造。
8. 濃度が異なる複数の同色インクを使用する印刷モード時に、濃度が低い方のインクに数値ｎ（ｎ＞２）を対応付け、当該数値ｎにｎ値の変換出力値を対応付ける際の入出力関係を規定するデータ構造であって、
   画像入力値が最小値から最大値に至るまでに同じ前記変換出力値（≠０）が複数回現れ、その後、前記階調変換出力値が大きくなるに従って量子化出力値が減少するように、入出力関係を規定したデータ構造であり、
   前記データ構造を取得した量子化装置により、前記変換出力値が量子化されることを特徴とする、データ構造。

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