JP6171398B2 - プリンター - Google Patents

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本発明はプリンターに関する。
従来、インク、トナー等の色材を媒体に定着させることにより画像を形成するプリンターが知られている。プリンターにおいて各画素の入力色空間の階調値から印刷色空間の階調値への変換は、色変換LUT(Look Up Table)を用いて行われる。特許文献1には、媒体の特性に応じて出力色空間の階調値を補正する技術が開示されている。
特開2005−231179号公報
ところで、印刷対象画像の濃さなどに応じて印刷色空間の階調値を調整することにより、過度な色材の定着による媒体のうねりの発生やにじみといった不具合を防止する技術がある。
しかしながら、従来は、1度の色変換後に階調属性が異なる複数の印刷色空間の階調値を取得する技術は知られていなかった。そこで、上記不具合を防止すべく印刷対象画像について適切な濃さを得ること等を目的として、異なる複数の印刷色空間の階調値を取得するには、色変換を複数回繰り返す必要があった。
本発明のプリンターは、モノトーン印刷モードに設定するモード制御手段と、前記モノトーン印刷モードにおいては階調属性が互いに異なり同一の1チャネルに対応する印刷色空間の複数の暫定階調値に入力階調値を画素毎に変換し、いずれか1つの前記階調属性を選択し、選択された前記階調属性を有する前記暫定階調値を出力する色変換回路と、を備える。
本発明によると、印刷色空間の階調値を1度の色変換後に階調属性が異なる複数のうちから選択することができる。
本発明の実施形態にかかるブロック図。 本発明の実施形態にかかる模式図。 本発明の実施形態にかかる模式図。 本発明の実施形態にかかるブロック図。 本発明の実施形態にかかる階調特性を示すグラフ。 本発明の実施形態にかかるフローチャート。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
1.プリンターの概要
本発明によるプリンターの一実施例を図1に示す。図1に示すようにプリンター1は、入力部11、解釈部12、中間コードバッファ13、展開部14、モード制御部20、色変換回路30および印刷部36を備えている。解釈部12、中間コードバッファ13、展開部14およびモード制御部20は、プロセッサ、メモリ、入出力機構、フラッシュメモリ等の不揮発性の外部記憶を備えるコンピューターによって構成され、それぞれの機能はプロセッサによって実行される制御プログラムによって実現される。またこのコンピューターは、入力部11、色変換回路30および印刷部36を制御することにより印刷を実行させる印刷制御手段としても機能する。
入力部11は、PC(Personal Computer)、リムーバブルメモリ等から印刷対象の言語データまたは画像データを入力するインタフェースである。解釈部12は、印刷対象の言語データを中間コードに変換する。中間コードバッファ13は、中間コードを一次記憶するメモリの記憶領域である。展開部14は、ラスタライズにより中間コードから画像データを生成する。モード制御手段としてのモード制御部20は、カラー印刷モードとモノトーン印刷モードの切り替えを制御する。印刷部36はインクジェット方式でシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)のインクを媒体に定着させることによって画像を形成する周知の機構である。
色変換回路30は、入力される階調値の色空間をC,M,Y,Kの階調で表現される印刷色空間に変換し、スクリーン処理によって画素毎にインク滴の吐出量を少なくとも吐出・非吐出の2段階で規定した印刷データを生成して印刷部36に出力するASIC(Application Specific Integrated Circuit)である。色変換回路30は、面順次画像データを点順次画像データに変換する配列変換部31、後述する色変換LUTによって階調値の色空間を変換する色変換部32、カラーチャネル毎に誤差拡散、パターンディザ等の公知のスクリーン処理を実行するスクリーン処理部33、印刷データを一時記憶するメモリの記憶領域である印刷データバッファ34、および、印刷部36に出力する印刷データを濃さに応じて選択する判定部35を備えている。
このように構成されているプリンター1は、カラー印刷モードにおいてはR,G,BもしくはC,M,Yの3チャンネルのカラー画像データに基づいてC,M,Y,Kの4色のインクを媒体に定着させることによりカラー画像を形成する。またプリンター1は、モノトーン印刷モードにおいては1チャネルのグレー画像データに基づいてKのインクのみを媒体に定着させることによりグレートーン画像を形成する。プリンター1は、印刷対象画像の濃さなどに応じて印刷色空間の階調値を調整する機能を備え、過度なインクの定着による紙のうねりの発生やインクのにじみといった不具合を防止することができる。次に、この機能を実現する色変換回路30の構成を詳細に説明する。
2.色変換回路の構成
図2および図3に示すように、配列変換部31は、面順次画像データFの階調値を点順次に読み出して点順次画像データDを生成しながら色変換部32に入力する。
配列変換部31は、カラー印刷モードにおいては、図2に示すように、3つのポインタを用いて点順次に読み出した階調値(R、G、B)をアドレスデータRGBとして色変換LUT321に入力する。なお、R(0,0)は、座標(0,0)におけるRチャネルの階調値を意味する。またRGB(0,0)は、R(0,0)、G(0、0)、B(0,0)のビットを並べて組み合わせたビット列を意味する。ここで、色変換LUT321に入力されるアドレスデータのビットセクションのうち、Rチャネルの入力階調値に対応するビットセクションを色変換LUT321のRチャネル、Bチャネルの入力階調値に対応するビットセクションを色変換LUT321のBチャネル、Gチャネルの入力階調値に対応するビットセクションを色変換LUT321のGチャネルというものとする。
モノトーン印刷モードにおいては、図3に示すように、印刷対象の画像データは1チャネルの階調値しか持たないため、面順次画像データFは実質的に点順次画像データである。モノトーン印刷モードにおいては、配列変換部31は、1つのポインタを用いて点順次に読み出した階調値KからアドレスデータKKKを生成して色変換LUT321に入力する。なお、K(0,0)は、座標(0,0)におけるKチャネルの階調値を意味する。またKKK(0,0)は、K(0,0)のビットを3つ並べて組み合わせたビット列を意味する。すなわち、配列変換部31は、モノトーン印刷モードにおいては、3つのチャネルのそれぞれに互いに等しい入力階調値Kを有する点順次画像データを生成しながら、色変換LUT321のR,G,Bの3つのチャネルのそれぞれに入力階調値Kを等しく入力する。
色変換部32は、図4に示すように、SRAM等の高速な読み出しが可能なメモリによって構成される色変換LUT321を備えている。色変換LUT321の容量を低減するためには補間処理が必要になるが、本発明とは直接関係がないので本実施例では補間処理はされないものとして説明する。
色変換LUT321は、カラー印刷モードにおいてもモノトーン印刷モードにおいても、アドレスデータとして3チャネルの入力階調値(R/K、G/K、B/K)を画素毎に取得し、入力階調値に対応するアドレスに格納されている4チャネルの暫定階調値(C/K1、M/K2、Y/K3、K0/K4)を画素毎に出力することにより、入力階調値を暫定階調値に画素毎に変換する。なお、暫定階調値とは、印刷色空間の階調値であって、印刷部36に出力されるまで色変換回路30の内部で加工や選択の対象として扱われるデータである。
ここで、「R/K」は、カラー印刷モードではRチャネルにRの階調値が入力され、モノトーン印刷モードではRチャネルにKの階調値が入力されることを意味している。G/Kは、カラー印刷モードではGチャネルにGの階調値が入力され、モノトーン印刷モードではGチャネルにKの階調値が入力されることを意味している。B/Kも同様である。色変換LUT321に入力されるアドレスデータとしての階調値のデータ形式は、カラー印刷モードとモノトーン印刷モードで共通であって、例えば1チャネルあたり8ビット、1画素あたり合計24ビットとする。
また、「C/K1」は、カラー印刷モードではCの階調値が出力され、モノトーン印刷モードではK1の階調値が出力されることを意味している。M/K2、Y/K3、K0/K4も同様である。K1、K2、K3、K4は、それぞれC,M、Y、Kに対応する4チャネルに出力される暫定階調値であって、いずれもKのインクに対応する階調値であるが、互いに異なる階調属性を有する。色変換LUT321から出力される暫定階調値(C/K1、M/K2、Y/K3、K/K4)のデータ形式は、カラー印刷モードとモノトーン印刷モードで共通とし、例えば1チャネルあたり8ビット、1画素あたり32ビットとする。
このように、色変換LUT321の入力であるアドレスデータの形式がカラー印刷モードとモノトーン印刷モードとで同一であり、色変換LUT321の出力である暫定階調値のデータ形式もカラー印刷モードとモノトーン印刷モードとで同一であるため、カラー印刷モードとモノトーン印刷モードとで色変換部32のハードウェアリソースを完全に共用することができる。このため例えば、モノトーン印刷モードにおいては階調属性が互いに異なる4つの暫定階調値を一度に出力するように色変換LUT321を構成しても、色変換LUT321の回路規模が増大することはない。
色変換LUT321から出力される暫定階調値、すなわち、色変換LUT321の各アドレスが保持する暫定階調値は、モード制御部20によって設定される。モノトーン印刷モードで色変換LUT321が保持するK1、K2、K3、K4の最大値は、K1>K2>K3>K4である。なお、K1、K2、K3、K4の値が大きいほどKのインクが多く吐出されるために濃く印刷される。すなわち、K1、K2、K3、K4は、同一のKインクのチャネルに対応するが、階調属性としての階調特性が互いに異なる暫定階調値である。そして、K1、K2、K3、K4の階調特性は、階調が飽和しないように、それぞれが取り得る最大値に応じて例えば図5に示すように設定される。
モード制御部20は、カラー印刷モードでは、各チャネル8ビットの(C,M,Y,K0)の暫定階調値を256×256×256個、色変換LUT321に格納する。そして、モノトーン印刷モードでは、各チャネル8ビットの(K1,K2,K3,K4)の暫定階調値を256×256×256個、色変換LUT321に格納する。ただし、モノトーン印刷モードでは、R=G=Bのアドレスに対応する暫定階調値(K1,K2,K3,K4)のみが利用され得る。したがって、カラー印刷モードとモノトーン印刷モードを切り替えるときに書き換えが必要な暫定階調値は256個のみである。なお既に述べたとおり、本実施例では色変換後の補間処理をしないものとしているため、入力階調値の階調数の3チャネルの合計数分だけの暫定階調値を色変換LUT321が保持するが、補間処理をする場合には、色変換LUT321が保持する暫定階調値の個数が少なくなることはいうまでもない。色変換LUT321に設定される暫定階調値は、図示しないROM等の不揮発性記憶媒体に保持されている。モード制御部20が印刷モードに応じた暫定階調値を不揮発性記憶媒体から取得して色変換LUT321に格納することにより、印刷モードに応じた(C,M,Y,K0)または(K1、K2、K3、K4)が色変換LUT321から出力される状態となる。なお、モードの切り替えは、ユーザーの指示に応じて行ってもよいし、印刷対象画像の属性に応じて自動で行ってもよい。そして、印刷対象画像の属性は、画像を解析して取得してもよいし、印刷対象ファイルから属性情報を取得してもよい。
スクリーン処理部33は、カラー印刷モードにおいて、暫定階調値(C,M,Y,K0)をチャネル毎にスクリーン処理して印刷部36の階調数と等しい階調数の暫定階調値(c、m、y、k)を出力する。また、スクリーン処理部33は、モノトーン印刷モードにおいて、暫定階調値(K1、K2、K3、K4)をチャネル毎(階調属性毎)にスクリーン処理して印刷部36の階調数と等しい階調数の暫定階調値(k1、k2、k3、k4)を出力する。なお、印刷部36の階調数と等しい階調数の暫定階調値とは、スクリーン済みデータや、ハーフトーン結果と呼ばれる1bitのデータであるが、2bit以上の値であってもよい。
印刷データバッファ34は、スクリーン処理部33から出力された暫定階調値を、印刷部36に出力するまで一時記憶する。
判定部35は、カラー印刷モードおよびモノトーン印刷モードで利用されるチャネル毎のカウンタ351、モノトーン印刷モードで利用されるチャネル毎の比較器352とセレクタ355、ならびに、カラー印刷モードで利用される加算器353と比較器354を備えている。
カウンタ351a,351b,351c,351dは、スクリーン処理部33から出力される各チャネルの暫定階調値を所定領域毎に積算し、積算値s1、s2、s3、s4を出力する。カウンタが暫定階調値を積算する領域は、例えば印刷ヘッドの副走査方向幅を一辺とする正方形領域に対応する。ここで、カウンタ351a,351b,351c,351dの積算値s1、s2、s3、s4は、所定領域に吐出されることになるインク量に相当する。すなわち、積算値s1、s2、s3、s4は、例えば印刷ヘッドの副走査方向幅を一辺とする正方形領域の濃さを表す。
チャネル毎に設けられている4つの比較器352a、352b、352c、352dは、カウンタ351a,351b,351c,351dの積算結果s1、s2、s3、s4を同一の基準値S1と比較する。基準値S1は、所定領域に対して許容される最大のインク吐出量を規定する閾値である。基準値S1は、Kインクの乾燥特性や、媒体に対するインクの浸透のしやすさや、副走査速度(媒体の搬送速度)などに応じて予め設定される。また基準値S1は、インクを定着させる媒体に応じて選択可能としたり、インクの節約モードに応じて設定することが好ましい。
モノトーン印刷モードにおいて、判定部35は、4つの比較器352a、352b、352c、352dの比較結果に応じてセレクタ355が選択する暫定階調値を設定する。ここで、判定部35がセレクタ355を設定する処理について図6を参照しながら説明する。
はじめに4つの比較器352a、352b、352c、352dが、K1、K2、K3、K4の積算値s1、s2、s3、s4と基準値S1との大小を比較する(S100)。
次に、判定部35は、基準値S1を越えなかった積算値のうち最も大きいものを特定し、特定した積算値に対応する階調属性を記憶する(S101)。
次に、判定部35は、全ての所定領域についてS100、S101の処理がされたか否かを判定し(S102)、全ての所定領域について処理がなされるまで、順次、判定対象とする所定領域を移動させながら(S103)、S100、S101、S102の処理を繰り返す。
全ての所定領域についてS100、S101の処理がなされた場合(S102の判定結果が真の場合)、判定部35は、S102で記憶された階調属性のうち、最も薄い階調属性の暫定階調値がセレクタ355によって選択されるようにセレクタ355を設定する(S104)。これにより、モノトーン印刷モードにおいて印刷部36に出力する暫定階調値の階調属性が選択されたことになる。
このように判定部35は、例えば印刷ヘッドの副走査方向幅を一辺の長さとする正方形領域毎に、当該領域に吐出されることになるインク量を階調属性毎に求め、求めたインク量が基準値を超えない範囲で最も多くなる階調属性を選択し、その階調属性を持つKの階調値を印刷部36に出力する。その結果、印刷対象の画像データの濃度特性にかかわらず、所定領域毎のインク定着量が基準値S1を越えない暫定階調値がセレクタ355から印刷部36に出力されることになる。ここで、階調属性を選択する単位は、ページ、ページセクション、文書セクション、印刷ジョブ等で定めればよい。
なお、基準値S1やK1、K2、K3、K4の階調特性の定め方によっては、K1、K2、K3、K4の積算値s1、s2、s3、s4の全てが基準値S1を越えてしまうことも考えられる。このような場合には、印刷データバッファ34に格納されている印刷データを破棄し、ユーザーにエラーを報知してもよいし、色変換前のグレー画像データを補正してから色変換をやり直してもよい。
一方、カラー印刷モードで利用される加算器353はチャネル毎の積算結果を加算する。比較器354は加算器353による4チャネルの加算結果s0を基準値S2と比較する。カラー印刷モードにおいては、判定部35は、比較器354の比較結果においてs0>S2の場合は、印刷データバッファ34に格納されている印刷データを破棄し、エラー処理を起動する。エラー処理として、ユーザーにエラーを報知してもよいし、色変換前のカラー画像データを補正してから色変換をやり直してもよい。
以上説明した実施例によると、適当な基準値S1を定めておくことによって、基準値S1によって決まる所定領域内の許容インク吐出量を超えない最も濃い階調特性で画像を形成することができる。すなわち、インク定着量が過剰であるために起こる媒体のうねり、インクの滲みといった不具合を印刷対象画像の濃さにかかわらず防止しつつ、最も濃い画像を媒体に形成することができる。そして、階調特性を調整するために色変換を繰り返す必要がないため、濃過ぎる印刷対象画像について印刷所要時間が延びる不都合がない。さらに、このような機能を実現しても色変換LUTの回路規模が増大することがないため、製造コストを抑制することができる。
3.他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば本発明は、K以外のCやMやYのインクを用いたモノトーン印刷にも適用できるし、トナーを色材とするカラーレーザープリンターに適用することもできる。またモノトーン印刷で用いるインクの色や、媒体の種類に応じて基準値S1を自動設定することもできる。また、上記実施例では、濃すぎる印刷を防止するために基準値S1と比較して階調属性を選択することとしたが、例えば色紙に対する薄すぎる印刷を防止するために基準値を定めて階調属性を選択してもよい。
また、被吐出部材のうねりの発生等を防止する点では、それに限られるものではないが、吐出間隔に比べて吐出液の乾燥時間が十分でない属性を備える液体噴射装置に適用するのが好適である。液体噴射装置の例としては、半導体製造プロセスにおいて前処理液を用いる液体噴射装置のほか、ライン方式もしくはシリアル方式でインク吐出を行うインクジェットプリンターなどがある。
また、上記実施例ではカラー印刷モードで用いるインク数を4としたためにモノトーン印刷モードで選択可能な階調属性の数も4としたが、カラー印刷モードで用いるインク数をNとし、モノトーン印刷モードで選択可能な階調属性の数をnとすれば、N≧nの範囲でモノトーン印刷モードで選択可能な階調属性の数を定めることにより色変換LUTの回路規模の増大はない。
また、階調属性を選択するために暫定階調値を積算する範囲は、シリアルインクジェット方式のプリンターであれば印刷ヘッドによる主走査範囲としてもよいし、印刷ヘッドの吐出面より小さな範囲としてもよいし、印刷データバッファの容量に応じた最大範囲としてもよい。
また、上記実施例では、スクリーン処理後の暫定階調値を選択の対象としたが、色変換後、スクリーン処理前の暫定階調値を選択の対象としてもよい。
また、色変換回路を構成する一部の回路要素の機能をソフトウェアで実現してもよいし、色変換回路をFPGA(Field Programmable Gate Array)で実現してもよいし、色変換回路の具体的構成が適宜変更可能であることはいうまでもない。例えば上記実施例ではモノトーン印刷モードでは3次元の色変換LUTの3チャネルに同一値を入力しているが、モノトーン印刷モードでは色変換LUTのアドレス入力回路を切り替えて1次元の色変換回路として機能させてもよい。
また上記実施例は、カラープリンターが色変換回路を具備し、モノクロ印刷時にその色変換回路を利用する例で説明したが、上記実施例の色変換回路をモノクロ専用プリンターに搭載しても良い。
1…プリンター、11…入力部、12…解釈部、13…中間コードバッファ、14…展開部、20…モード制御部、30…色変換回路、31…配列変換部、32…色変換部、33…スクリーン処理部、34…印刷データバッファ、35…判定部、36…印刷部、351…カウンタ、352…比較器、353…加算器、354…比較器、355…セレクタ、321…色変換LUT

Claims (8)

  1. モノトーン印刷モードに設定するモード制御手段と、
    前記モノトーン印刷モードにおいては階調属性が互いに異なり同一の1チャネルに対応する印刷色空間の複数の暫定階調値にモノトーンの1チャネルからなる入力階調値を画素毎に変換し、いずれか1つの前記階調属性を選択し、選択された前記階調属性を有する前記暫定階調値を出力する色変換回路と、
    を備えるプリンター。
  2. モノトーン印刷モードに設定するモード制御手段と、
    前記モノトーン印刷モードにおいては階調属性が互いに異なり同一の1チャネルに対応する印刷色空間の複数の暫定階調値に入力階調値を画素毎に変換し、いずれか1つの前記階調属性を選択し、選択された前記階調属性を有する前記暫定階調値を出力する色変換回路と、
    を備え、
    前記色変換回路は、前記モノトーン印刷モードにおいては、カラー印刷モードにおいて出力する画素のチャネル数と同数の前記暫定階調値に前記入力階調値を画素毎に変換するプリンター。
  3. モノトーン印刷モードに設定するモード制御手段と、
    前記モノトーン印刷モードにおいては階調属性が互いに異なり同一の1チャネルに対応する印刷色空間の複数の暫定階調値に入力階調値を画素毎に変換し、いずれか1つの前記階調属性を選択し、選択された前記階調属性を有する前記暫定階調値を出力する色変換回路と、
    を備え、
    前記色変換回路は、色変換LUTの複数のチャネルのそれぞれに1チャネルの入力画素の階調値を等しく入力するプリンター。
  4. 面順次画像データを点順次画像データに変換する配列変換部をさらに備え、
    前記配列変換部は、前記モノトーン印刷モードにおいては、前記複数のチャネルのそれぞれに互いに等しい前記入力階調値を有する前記点順次画像データを生成する、
    請求項3に記載のプリンター。
  5. モノトーン印刷モードに設定するモード制御手段と、
    前記モノトーン印刷モードにおいては階調属性が互いに異なり同一の1チャネルに対応する印刷色空間の複数の暫定階調値に入力階調値を画素毎に変換し、いずれか1つの前記階調属性を選択し、選択された前記階調属性を有する前記暫定階調値を出力する色変換回路と、
    を備え、
    前記色変換回路は、定領域について前記暫定階調値の積算値が所定の基準値を越えない前記階調属性のうち最も濃い1つを選択するプリンター。
  6. 前記色変換回路は、所定領域について前記複数の暫定階調値の積算値を所定の基準値と比較することによって前記階調属性のいずれかを前記所定領域毎に選択する、
    請求項1から4のいずれか一項に記載のプリンター。
  7. 前記暫定階調値の取り得る階調範囲が前記階調属性毎に異なる、
    請求項1から6のいずれか一項に記載のプリンター。
  8. 前記モード制御手段は、前記互いに異なる階調範囲内で前記入力階調値に対応して互いに異なる前記暫定階調値を前記階調属性毎に持つ色変換LUTを前記色変換回路に設定する、
    請求項1から7のいずれか一項に記載のプリンター。
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