JP4678468B2 - インクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データ処理方法に関し、特にインクジェット式プリンタに好適な画像データ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式プリンタは、構造が簡単で高画質な画像を形成できることから、近年、急速に発展してきている。ところで、インクジェット式プリンタでは、高画質化の向上を目的として、同一色でも複数濃度のインクが用いられることがある。図５は、濃淡２色のインクを用いた場合における階調とインク密度との関係を示した図である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように淡色インクを含むことで、低濃度側の画質を高めることが出来るが、図５（ａ）に示す従来技術では、階調の半分で、既に淡色のインク密度（インク着弾領域似た異種るインク滴の割合）が１００％になってしまう。一般的なインクジェット式プリンタでは、４色のインクを媒体に着弾させて所望の色を形成するが、１色のインクを用いて階調の半分を表現しただけでも１００％のインク密度に達してしまうような状況下では、媒体の吸収特性を改善したとしても、インクあふれが容易に生じうることが懸念される。
【０００４】
このような問題に対し、図５（ｂ）に示すように、淡色のインク密度が１００％になる前に濃色のインクと混合させることで、インク密度を減少させることが考えられる（参考：特開平１−１２８８３６号公報、特開平９−１５６１２７号公報）。しかしながら、それを達成するために、例えば濃淡インク独立に誤差拡散処理することなどが必要となり、処理回路の増大を招き、或いは所望の高画質を得ることが出来ないという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、インクあふれを抑えることができるインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法は、入力された画像データを二つに分け、一方を誤差拡散回路に入力し、他方を、画像データに応じたマスク信号を含む記録マスクデータを生成するマスク算出回路に入力するステップと、前記マスク算出回路にて、注目画素に対応する画像データをインク総量に換算して、前記インク総量と予め決められたインク量制限の規則に従い前記記録マスクデータを算出するステップと、前記注目画素の記録マスクデータがゼロの場合、前記誤差拡散回路にて、前記入力された画像データをゼロとして誤差拡散処理を行うステップと、前記注目画素に対応して、前記誤差拡散処理された後の出力データをゼロとするステップと、を有する。入力された画像データに基づいて誤差拡散処理を行うと、注目画素に対応する着弾領域でインク許容量を超え媒体のインクあふれが懸念されるような場合、それにより求まるインク許容量以下に、吐出されるインクの量を制限するために、ゼロのマスク信号を強制的に適用する。一方、ゼロのマスク信号を強制的に適用することによって生じる色誤差は、誤差拡散処理などの量子化処理によって隣接するインク吐出領域の色を調整することで解消し、それによりインクあふれを抑えつつ、簡素な構成で高画質な画像を形成できる。
【０００７】
本発明の原理を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、媒体上のインク吐出領域を模式的に示した図である。図１において、丸で示す位置がインク着弾（吐出）領域である。ここで、点線で囲うゾーンＡ１は、９個のインク着弾領域から形成されるが、入力された画像データと、画像を形成する媒体の特性とから、ゾーンＡ１においてインクあふれが予想されるような場合、中央のインク着弾領域Ａ２のインク吐出量を、例えばゼロの特定値とするのである。それにより、領域Ａ２の周囲において媒体の吸収量を超えるインク滴の着弾が生じても、領域Ａ２がそのあふれを吸収できるため、結果としてインクあふれを抑えることができる。
【０００８】
このようにゼロのマスク信号を含む記録マスクデータを強制的に適用すると、インクあふれを効果的に抑えることが出来るため好ましい。
【０００９】
又、前記量子化処理は誤差拡散処理であると、色誤差の修正が容易であるため好ましい。
【００１０】
更に、前記インク許容量は、入力された画像データに対応する色を表現するのに用いられるインクの色種に応じて決定されると好ましい。インクの色によっては、濃度に対する寄与の度合いが異なるからである。
【００１１】
又、前記記録マスクデータは、入力された画像データに対応する色を表現するのに用いられるインクの色種に応じて生成されると好ましい。これは、量子化処理におけるノイズの特性や拡散フィルタの特性を変更することで対処できる。
【００１２】
更に、前記インクの色種は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの少なくとも一つを含むと、通常のインクジェット式プリンタに適用できるので好ましい。
【００１３】
又、前記インクの色種の少なくとも１つは、同色で濃淡２種類あると、インクあふれが生じやすいため、本発明をより効果的に適用することができる。
【００１４】
更に、前記媒体の特性は、前記媒体のインク吸収特性を含むと好ましい。媒体によっては、インクあふれを生じやすい素材のものもあるからである。
【００１５】
又、入力された画像データに対応する色に応じて特定値算出の際の量子化処理におけるノイズの特性を変更すると好ましい。
【００１６】
更に、入力された画像データに対応する色に応じて特定値算出の際の量子化処理における拡散フィルタの特性を変更すると好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図２、３は、本実施の形態にかかる画像データ処理回路の概略構成を示す図である。図４は、インクジェット式プリンタの構成を示す図である。
【００１８】
まず、図４に示すインクジェット式プリンタ２０について説明する。キャリッジ２は、ヘッド１０と、ヘッドドライバ（図示せず）を収めた樹脂性のケースである。キャリッジ２に収められたヘッドドライバ（不図示）は、例えばＩＣで構成されており、キャリッジ２から引き出されたフレキシブルケーブル５で制御基板９と接続されている。
【００１９】
キャリッジ２は、キャリッジ駆動機構６によって図中矢印で示した主走査方向（Ｘ方向）に往復移動される。キャリッジ駆動機構６は、モータ６ａ、プーリ６ｂ、歯付きベルト６ｃ、ガイドレール６ｄを含んで構成されていて、キャリッジ２は歯付きベルト６ｃに固着されている。
【００２０】
モータ６ａによりプーリ６ｂが回転すると、歯付きベルト６ｃに固着されたキャリッジ２は図中矢印Ｘ方向に沿って移動させられる。ガイドレール６ｄは、互いに平行な２本の円柱で、且つキャリッジ２の挿通穴を貫通していてキャリッジ２が滑走するようにしてある。
【００２１】
このため歯付きベルト６ｃはキャリッジ２の自重では撓まないし、キャリッジ２の往復移動の方向は一直線上となる。モータ６ａの回転方向を逆転すればキャリッジ２が移動する向きを変更でき、回転数を変更すればキャリッジ２の移動速度を変更することも可能である。インクカートリッジ（図示せず）は内部にインクタンクを有している。インクタンクのインク供給口はインクカートリッジをキャリッジ２にセットしてインク供給パイプと接続されると開口し、接続が解除されると閉鎖され、ヘッド１０にインクが供給される。
【００２２】
キャリッジ２にはヘッド１０が設けられている。このヘッド１０の背面には、吐出用のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各濃淡色のインクを納めたインクカートリッジが着脱自在に配置されている。なお、インクカートリッジについては図示を省略している。フレキシブルケーブル５はデータ転送手段にかかり、可撓性を有するフィルムに、データ信号線、電源線等を含む配線パターンをプリントしたもので、キャリッジ２と制御基板９との間でデータを転送し、キャリッジ２の移動に追従する。
【００２３】
エンコーダ７は樹脂の透明なフィルムに所定の間隔で目盛りをつけたもので、この目盛りをキャリッジ２に設けた光センサにより検出して、キャリッジ２の移動速度や位置、移動方向を検知する。紙搬送機構８は図中矢印Ｙで示した副走査方向に記録紙Ｐを搬送させる機構で、搬送モータ８ａ、搬送ローラー対８ｂ、８ｃを含んで構成される。搬送ローラー対８ｂと搬送ローラー対８ｃは搬送モータ８ａにより駆動されて、図示せぬギア列によって略等しいが搬送ローラー対８ｃが極わずかに速い周速で回転するローラー対である。
【００２４】
記録媒体Ｐは給紙機構（図示せず）から送り出されてから一定速度で回転させられている搬送ローラー対８ｂに挟持され、給紙ガイド（図示せず）によって副走査方向に搬送の向きを修正させられたうえで搬送ローラー対８ｃに挟持されて搬送される。
【００２５】
搬送ローラー対８ｃの周速は搬送ローラー対８ｂよりも極わずか速いので、記録媒体Ｐは弛みを発生させずに記録部を通過する。また記録媒体Ｐが副走査方向に移動する速度は一定の速度に設定する。
【００２６】
このようにして記録媒体Ｐを副走査方向に一定速度で移動させつつ、キャリッジ２を主走査方向に一定速度で移動させ、ヘッド１０から吐出したインクを付着させて記録媒体Ｐの片面の所定範囲に画像を記録する。
【００２７】
次に、画像データ処理回路におけるプリンタ２０に提供される画像データの処理について説明する。図２において、例えばデジタルスチルカメラなどの撮影によって得られたＲＧＢ８ビットの画像データは、色変換回路１０１で、ＹＭＣＫ８ビットのデータに変換され出力される。かかるＹＭＣＫ８ビットのデータは二分割され、一方はマスク算出回路１０２に入力され、他方は誤差拡散回路１０３に入力される。図６に詳細な回路図を示す誤差拡散回路１０３では、マスク算出回路１０２において形成された記録マスクを用いて誤差拡散処理を行い、ＹＭＣＫ２ビットのデータに変換した上で出力する。誤差拡散処理は公知技術であるので、詳細は説明しない。出力されたＹＭＣＫ２ビットのデータは、濃淡振分回路１０４に入力され、ここで各インク種毎にデータが振り分けられ、プリンタ２０へと送信されるようになっている。
【００２８】
マスク算出回路１０２の役割は、入力されたＹＭＣＫ８ビットの画像データからマスク量を算出し、記録マスクデータ（すなわちインク非着弾領域の面積率）を求めるものである。従って、誤差拡散回路１０３における誤差拡散時、入力されたＹＭＣＫ８ビットの画像データにおける対応する値は０にマスクされ、その領域は誤差拡散出力も０とされる。この事でインク量を任意に制限することができる。この場合、濃淡インクを表１に示すような従来どおりの生成法としても量を制御できる。
【表１】

【００２９】
図３においては、マスク算出回路１０２内の処理ステップを詳細に示している。ここで、マスク算出回路１０２は、マスク量に比例する出現頻度の記録マスクデータを誤差拡散で生成する。より具体的には、まず入力されたＹＭＣＫ８ビットのデータに対し、濃淡振り分けルールに従い、対応するインク種毎の量に変換する（１０２ａ）。たとえば、表１の場合、各色図５（ａ）のようなインク量となる。その後、各色インク量より総量を求め、０〜４００％にスケーリングする。
【００３０】
ここで、媒体の特性（インク吸収特性）に基づいて、インク許容量を予め決められた算出式やテーブルなどにて求める。例えばインク許容量が１６０％の場合、記録密度を２００％で８０％、４００％で４０％に間引くよう値を変更する（処理１０２ｂ）。尚、図３に示す処理１０２ｂでは、インク許容量を２００％に制限した例を示しており、インク量が２００％を超えるまで無調整であるため、制限曲線Ｓは一定であるが、それ以上４００％まで漸次減少し、インク量が制限されている。制限カーブＳは折れ線ではなく滑らかとした方が、高画質な画像を形成できる。
【００３１】
このようにして得られたインク制限量をマスク量とし、その値を処理１０２ｃで２値誤差拡散し、記録頻度（記録マスクデータ）を算出する。尚、誤差拡散処理においては、図３に示すように、ノイズ加算、閾値シフト、量子化処理が行われ、更に誤差フィルタでフィードバックされるが、これらはいずれも公知であるため、詳細な説明は省略する。このようにして得られた記録マスクデータが、誤差拡散回路１０３に入力されると、該当画素（図１のインク着弾領域Ａ２）がマスク対象であれば画像データ、誤差拡散出力値をともに強制的に０とする。周辺画素（図１のＡ２周囲のインク着弾領域）からの誤差伝搬分の合計値のみを誤差バッファに格納する。非対象画素は、従来と同様の多値誤差拡散を行う。
【００３２】
この例ではマスク値は全色共通としたが、人間の目の特性に応じて、たとえば濃度の高い色（ＫやＣ）に関しては制限値を相対的に緩くし、相対的に濃度の低い色（ＭやＹ）に関しては制限値を厳しくすることも考えられる。更に、色、もしくは色毎に加算するノイズの位相を変えたり（即ちノイズの特性を変えたり）、誤差フィルタ（拡散フィルタ）の特性を変え、マスクの位置を色により分散させることも考えられる。色（グループ）によりマスクを変えることで、輝度分布のばらつきを少なくすることが期待できる。又、上記例では、マスク量（インク量制限）を各色インク量に変換、加算、インク量制限テーブル参照のステップで算出したが、一連の処理を多次元のＬＵＴを用いる等して、予め画像データの組合せに対してインク量制限値を算出する方法も考えられる。
【００３３】
本実施の形態は、３値に限らず４値以上の場合も、同様にインク量低減に貢献する。又、濃淡別々に処理する場合に比べ、回路規模を小さくできる。
【００３４】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、マスク算出回路は、複数設けることも可能である。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、簡素な構成で、インクあふれを抑えることができるインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】媒体上のインク吐出領域を模式的に示した図である。
【図２】本実施の形態にかかる画像データ処理回路の概略構成を示す図である。
【図３】本実施の形態にかかる画像データ処理回路の概略構成を示す図である。
【図４】インクジェット式プリンタの構成を示す図である。
【図５】濃淡２色のインクを用いた場合における階調とインク密度との関係を示した図である。
【図６】誤差拡散回路１０３の回路図である。
【符号の説明】
２０ インクジェット式プリンタ
１０１ 色変換回路
１０２ マスク算出回路
１０３ 誤差拡散回路
１０４ 濃淡振分回路

Claims (9)

1. 入力された画像データを二つに分け、一方を誤差拡散回路に入力し、他方を、画像データに応じたマスク信号を含む記録マスクデータを生成するマスク算出回路に入力するステップと、
   前記マスク算出回路にて、注目画素に対応する画像データをインク総量に換算して、前記インク総量と予め決められたインク量制限の規則に従い前記記録マスクデータを算出するステップと、
   前記注目画素の記録マスクデータがゼロの場合、前記誤差拡散回路にて、前記入力された画像データをゼロとして誤差拡散処理を行うステップと、
   前記注目画素に対応して、前記誤差拡散処理された後の出力データをゼロとするステップと、を有することを特徴とするインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法。
2. 画像を形成する媒体の特性に従って、前記マスク算出回路にて用いる前記インク総量制限の規則を設定することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法。
3. 前記インク量制限は、入力された画像データに対応する色を表現するのに用いられるインクの色種に応じて決定されることを特徴とする１又は２に記載のインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法。
4. 前記記録マスクデータは、入力された画像データに対応する色を表現するのに用いられるインクの色種に応じて算出されることを特徴とする１乃至３のいずれかに記載のインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法。
5. 前記インクの色種は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項３又は４に記載のインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法。
6. 前記インクの色種の少なくとも１つは、同色で濃淡２種類あることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法。
7. 前記媒体の特性は、前記媒体のインク吸収特性を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法。
8. 入力された画像データに対応する色に応じて前記記録マスクデータを算出する際のノイズの特性を変更することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法。
9. 入力された画像データに対応する色に応じて前記記録マスクデータを算出する際の拡散フィルタの特性を変更することを特徴とする請求項４又は８に記載のインクジェット式プリンタ用の画像データ処理方法。

Images