JP6318509B2 - インクジェットプリンター、および印刷方法 - Google Patents
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Description
プロッター(plotter)とは、取外し可能な媒体上に、二次元図形の様式でデータのハードコピー記録を直接作り出す出力装置、である(JIS X0012−1990)。
インクジェットプリンター(ink jet printer)とは、非衝撃式印字装置であって、文字が用紙上にインクの粒子又は小滴の噴射によって形成されるもの、である(JIS X0012−1990)。ドットプリンターの一形態であり、インクの粒子又は小滴の噴射によって形成される複数の点で表現される文字や画像を印字する。
また、ハーフトーン(half−tone)とは、スクリーン線数、サイズ、形状、又は密度の異なる点で構成される画像のことである。ハーフトーンは、ディザリング、誤差拡散などによって生成される。ハーフトーンドット(half−tone dot)とは、階調を構成する個々の要素のことである。ハーフトーンドットには、正方形、円形、楕円形など、さまざまな形状がありえる。以下、ハーフトーンドットを単に、ドットとも記載する。
インクを吐出する複数のノズルを備える印刷ヘッドと、
前記複数のノズルの内、インクの吐出が不良となる第1ノズルの位置を特定するノズル位置特定部と、
画像データに基づいて、前記複数のノズルからインクを吐出する印刷制御部と、を有し、
前記印刷制御部は、
前記特定された前記第1ノズルにより印刷されるべき画素を第1画素とし、該1画素に隣接する画素を第2画素とし、前記第1画素を除く前記第2画素に隣接する画素を第3画素として、
前記第1画素、前記第2画素、及び、前記第3画素を含む参照範囲について、該参照範囲に含まれる前記第1画素及び前記第2画素の平均明度と、前記第1画素を最大明度に置き換えた場合の前記第1画素及び前記第2画素の平均明度と、に基づいて、前記第2画素については前記画像データに基づいて決定された濃度を増加させるように補正し、前記第3画素については前記画像データに基づいて決定された濃度を低下させるように補正する、インクジェットプリンターである。
一方、濃度を増加した第2画素により印刷が行われることで、この第2画素に応じたハーフトーンドットと、近傍のハーフトーンドットとが重なり濃度ムラが生じる場合も想定される。そのため、第1画素を除く第2画素の近傍に位置する第3画素に対して、濃度を低下させる。そのため、第3画素により印刷されたハーフトーンドットは、濃度が薄くなるため、濃度ムラを抑制することができる。
ラインプリンター(line printer)とは、1行分の文字を単位として印字する印字装置、である(JIS X0012−1990)。ラインプリンターについては「1行分の文字」とあるのは「1行分の文字に対応する複数の点で表現される文字や画像」とする。
印刷ヘッドは、少なくともシリアルプリンター用ヘッドと、ラインプリンター用ヘッドとを含む。シリアルプリンター用ヘッド(head for serial printer)とは、シリアルプリンターに用いるヘッド、である。また、ラインプリンター用ヘッド(head for line printer)とは、ラインプリンターに用いるヘッド、である。
上記のように構成されることで、ラインプリンターにおいて、被印刷物の送り方向に連続して生じるノズル抜けと濃度ムラを目立たなくすることができる。
ここで、送り方向(feed direction)とは、被印刷物とヘッドとが対するときの、被印刷物の移動に係る幾何ベクトルの向き、である。
上記のように構成されることで、シリアルプリンターにおいて、被印刷物の送り方向と交差する向きに連続して生じるノズル抜けと濃度ムラを目立たなくすることができる。
上記のように構成されることで、画像データの所定面積毎に本発明を適用することができ、画質劣化を柔軟に補正することができる。
1.第1の実施形態:
2.第2の実施形態:
3.各種変形例:
図1は、本実施形態にかかるハードウェア構成およびソフトウェア構成を概略的に示している。図2は、印刷ヘッド20の吐出孔面22(ノズル21の開口が形成された面)におけるCMYK毎の各ノズル列の一部と、このノズル列によって被印刷物に印刷されるドットを例示している。
図1では、パーソナルコンピューター(PC)40と、プリンター10とを示している。プリンター10はインクジェットプリンターに該当する。PC40及びプリンター10を含むシステムを、印刷装置、あるいはインクジェット印刷と捉えてもよい。プリンター10は、印刷処理を制御するための制御ユニット11を有する。制御ユニット11では、CPU12が、ROM14等のメモリーに記憶されたプログラムデータ14aをRAM13に展開してOSの下でプログラムデータ14aに従った演算を行なうことにより、自機を制御するためのファームウェアが実行される。ファームウェアは、印刷制御部17等の機能をCPU12に実行させるためのプログラムである。
また、印刷制御部17は、位置判定部17a、分版処理部17b、ハーフトーン処理部17c、画像変更部17d、吐出制御部17e等の各機能を有する。これら各機能については後述する。
そして、符号30は、被印刷物に対してドットが形成される画像部を示している。画像部30は、第1ノズル21aによりドットが形成される画像部GP1、第2ノズル21bによりドットが形成される画像部GP2、及び、第3ノズル21cによりドットが形成される画像部GP3を含む。上記のように、第1ノズル21aは不良ノズルであるため、画像部GP1にはドットが形成されておらず、被印刷物の表面の色が露出した、いわゆるドット抜けが生じている。このドット抜けは、被印刷物の送り方向に沿って、被印刷物に連続して形成されている。
図3(b)に示すように、印刷ヘッド20は、このようなヘッド31が流路ユニット33に形成されたノズル21を同じ面に向けて配置されることで、構成されている。
図5(a)は、圧力発生素子34が残留振動に応じて出力する信号を示す図である。周波数特性はヘッド内のインク状態(正常、気泡の混入、インクの増粘、紙粉の密着)に応じて異なるため、そのインク状態それぞれに対応する固有の電圧波形(振動パターン)が出力されることになる。そのため、圧力発生素子34からの信号がヘッド内検出ユニット18の増幅部701に入力すると、この信号に含まれる低周波成分をコンデンサC1と抵抗R1からなる高域通過フィルターによって除去し、オペアンプ701aにより所定の増幅率で増幅する。
これ以外にも、ユーザーは、外部からプリンター10を遠隔操作可能な携帯端末等を操作することにより画像の印刷指示を行うことも可能である。またユーザーは、印刷部数、用紙サイズ、上記送り方向の印刷解像度等といった各種印刷条件も印刷指示と併せてプリンター10に対して指示可能である。
一方、ハーフトーン処理の前後で、指定画像データの画素数とハーフトーンの画素数が異なる場合は、位置判定部17aは、ノズル列内での不良ノズル21aの位置と、変換される画素数の関係とに応じて、欠損画素P1の位置を特定する。
なお、ドットサイズを変更する画素の位置を欠損画素の近傍1画素目と2画素目とすることは一例に過ぎない。
この第1の実施形態では、濃度補正処理の一例として、図9(a)に示すように、ドット抜けにより実際のドットで生じる明度変化を誤差とし、この誤差を周囲の画素(P2、P3)に反映させることで、欠損画素P1を含む参照画素の濃度を補正している。
明度ip1(X3,Yj)は、ドット抜けによって明度が最大明度(図9(b)では、100)となったと仮定した場合の位置(X3、Yj)の欠損画素P1の仮想の明度である。また、明度p2(X2,Yj)は、参照画素に含まれる位置(X2、Yj)の第2画素P2の明度の値である。そして、明度p2(X4,Yj)は、参照画素に含まれる位置(X4、Yj)の第2画素P2の明度の値である。図9(b)では、jは1〜3の値を取る。
式(1)では、参照画素の各画素列に含まれる明度ip1(X3,Yj)、明度p2(X2,Yj)、明度p2(X4,Yj)の平均明度を求め、各画素列での平均明度を平均化することで、補正係数aが求められる。例えば、明度ip1(X3,Yj)の平均明度が100であり、明度p2(X2,Yj)及び明度p2(X4,Yj)の平均明度がそれぞれ50となる場合、式(1)に代入することで、補正係数aは、67((100+50+50)/3)となる。
明度p1(X3、Yj)は、参照画素内に含まれる位置(x3、yj)の各欠損画素P1の実際の明度である。図9(b)の下図では、jは1〜3の値を取る。式(2)では、参照画素のそれぞれの画素列に含まれる明度p1(X3,Yj)、明度p2(X2,Yj)、明度p2(X4,Yj)の平均明度を求め、各画素列の平均明度を平均化することで、補正係数bが求められる。
そのため、明度p1(X3,Yj)の平均値が80であり、明度p2(X2,Yj)の平均明度がそれぞれ50である場合、各値を式(2)に代入することで、補正係数aは、60((80+50+50)/3)となる。
平均明度補正値Abv1は、補正の前後で変化する明度差を近傍の2つの第2画素P2に配分する補正値である。そのため、補正係数aが67であり、補正係数bが60である場合、各値を式(3)に代入することで、平均明度補正値Abv1は、10.5((67−60)×3/2)となる。
ステップS45では、画像変更部17dは、平均明度補正値Abv1を用いて第2画素P2の明度を補正する(第1の明度補正)。例えば、下記に示す式(4)を用いて、第2画素P2の値を補正する。
補正後の明度P♯2(Xh,Yj)は、参照画素の位置(Xh、Yj)に位置する第2画素P2の補正後の明度である。なお、図9の例では、hは、2又は4である。明度平均p2は、補正対象の第2画素p2が属する位置((X2、Yj)又は(X4、Yj))の明度の平均値である。この第1の明度補正は、参照画素に含まれる全ての第2画素P2の明度に対して適用される。
そのため、第2画素P2の明度が50、y方向に並ぶ3画素の明度平均が50、平均明度補正値Abvが10.5である場合、各値を式(4)に代入することで、補正後の明度p#2(Xh,Yj)は、39.5(50−1×10.5)となる。図9(c)では、参照画素の(X2、Yj)及び(X4、Yj)に位置する全ての第2画素P2の明度が、図9(b)で示した50から39.5に補正されている。
まず、参照画素の各画素列に含まれる補正後の第2画素P2と、第3画素P3との平均明度である補正係数cを下記式(5)及び式(6)を用いて算出する。
補正係数c(c1、c2)は、欠損画素P1に隣接するいずれかの第2画素P2における補正後の明度(p#2(X2、Yj)、p♯2(X4、Yj))と、各第2画素P2に隣接する第3画素P3の明度(p3(X1、Yj)、p3(X5、Yj))の平均明度を求め、各平均明度を平均化することで、補正係数cが求められる。
即ち、式(5)で算出される補正係数c1は、参照画素の位置(X2、Yj)の第2画素P2の補正後の明度p♯2(X2、Yj)と、この第2画素P2に隣接する位置(X1、Yj)の第3画素明度p3(X1、Yj)とをもとに算出される値である。また、式(6)で算出される補正係数c2は、参照画素の位置(X3、Yj)の第2画素P2の補正後の明度p♯2(X3、Yj)と、この第2画素P2に隣接する位置(X5、Yj)の第3画素明度p3(X5、Yj)とをもとに算出される値である。
例えば、補正後の第2画素P2の明度p#2の平均明度が39.5であり、第3画素の明度p3の平均明度が75である場合、各値を式(5)又は式(6)に代入することで、補正係数cは57.25((39.5+75)/2)となる。
式(7)で算出される補正係数d1は、参照画素の位置(X2、Yj)の第2画素P2の明度p2(X2、Yj)と、この第2画素P2に隣接する位置(X1、Yj)の第3画素明度p3(X1、Yj)とをもとに算出される値である。また、式(8)で算出される補正係数d2は、参照画素の位置(X4、Yj)の第2画素P2の明度p2(X4、Yj)と、この第2画素P2に隣接する位置(X5、Yj)の第3画素明度p3(X5、Yj)とをもとに算出される値である。
例えば、第2画素P2の平均明度が50であり、第3画素P3の平均明度p3が75である場合、各値を式(7)又は(8)に代入することで、補正係数dは62.5((50+75)/2)となる。
平均明度補正値Abv21は、位置(X1、Yj)の第3画素P3の明度に対して適用される補正値であり、c1とd1とに基づいて算出される。また、平均明度補正値Abv22は、位置(X5、Yj)の第3画素P3の明度に対して適用される補正値であり、c2とd2とに基づいて算出される。例えば、補正係数cが57.25であり、補正係数dが62.5である場合、平均明度補正値Abv2は、各値を式(9)又は(10)に代入することで、−10.5((57.25−62.5)×2)となる。
ステップS47では、画像変更部17dは、こうして算出された平均明度補正値Abv2を用いて、第3画素P3の明度を補正する。下記式(11)(12)は、第3画素P3の明度を補正する式である。
明度平均p3(X1、Yj)は、位置(X1、Yj)の第3画素の明度平均値である。また、明度平均p3(X5、Yj)は、位置(X5、Yj)の第3画素の明度平均値である。例えば、第3画素P3の明度が75であり、平均明度補正値Abv2が−10.5である場合、各値を式(11)又は(12)に代入することで、補正後の第3画素P3の明度p#3は、85.5(75−1×(−10.5))となる。この第2の明度補正は、参照画素の該当する画素列に含まれる全ての第3画素P3に対して適用される。一例として示す図11では、平均明度補正値Abv22が算出されており、位置(X5、Yj)の第3画素に適用される。平均明度補正値Abv2を、各画素列で算出し、式(11)(12)の補正を行うことで、図11(b)で示すように、参照画素に含まれる全ての第3画素P3の明度が、図11(a)で示した75から85.5に補正される。そのため、補正後の第2画素P2の明度の増加分が近傍の第3画素P3に反映され、第3画素P3の明度が高くなっている。
また、補正の前後で、ハーフトーンドットの明度変化が所定範囲に収まるよう補正が行われるため、補正による明度変化を最低限に抑えつつ、ドット抜けによる画質劣化を抑制することができる。
一方、全ての参照画素を参照している場合(ステップS49:YES)、画像変更部17dは、図6のステップS5に進む。
ハーフトーン処理により、画素毎にドットの形成(ドットオン)又はドットの非形成(ドットオフ)を規定したハーフトーンが生成される。図7(b)では、「2」が付与された画素がドットが形成される画素であり、「0」が付与された画素がドットが形成されない画素である。C、M、Y、Kの4色のインク量データで構成される場合、各色に応じたハーフトーンが生成される。
なお、上記ベクトルデータの状態からハーフトーンへ変換するまでの工程(ラスタライズ処理、色変換処理およびハーフトーン処理)を、ハーフトーン処理部17cが担当するとしてもよい。
これ以外にも、Duty値を判断する閾値を複数設け、閾値との比較結果に応じて、濃度補正の内容を変更するものであってもよい。
プリンター10は、ラインプリンター用ヘッドとしての印刷ヘッド20を有することを前提としてこれまでの説明を行った。しかしプリンター10は、上記送り方向と交差する方向を走査軸方向として移動可能な印刷ヘッド20を有する、いわゆるシリアルプリンターであってもよい。
印刷ヘッド20では、C、M、Y、Kの各色のノズル列は、複数のノズル23を、送り方向でそれぞれ配列している。そのため、この第2の実施形態では、不良ノズル23aの近傍の第4ノズル23bは、不良ノズル23aに対して送り方向で隣り合う位置となる。また、第4ノズル23bの近傍の第5ノズル23cは、第4ノズル23bに対して送り方向で不良ノズル23aと反対側の位置となる。そのため、指定画像データにおいて、第2画素P2は、第4ノズル23bにより印刷される画素となる。また、第3画素P3は、第5ノズル23cにより印刷される画素となる。
このような構成とすることで、シリアルプリンターにおいて、送り方向と公差する方向でのノズル抜けを目立ちにくくしつつ、画質を向上させることができる。
変形例1:
位置判定部17aが取得する位置情報は、ヘッド内検出ユニット18から供給されるものに限定されない。例えば、ユーザーが操作パネル15を操作して吐出不良が生じているノズルの位置を位置情報として入力するものであってもよい。この場合、ユーザーは、例えば、C、M、Y、Kの各色のベタ画像をプリンター10に印刷させる。そして、ユーザーがこのベタ画像を観察し、ドット抜けが生じている画素列を判断する。こうして、判断された画素列をもとに、不良ノズルの位置を位置情報として、ユーザーが操作パネル15を操作してプリンター10に入力することで、プリンター10は欠損画素P1を判断することが可能となる。
かかる構成とすることで、ヘッド内検出ユニット18を備えないプリンター10においても、本発明を適用することができる。
更に、ヘッド内検出ユニット18が圧力発生素子34の残留振動を検出できない、サーマル型のプリンターにおいても、ドット抜けを目立たなくすることができる。
濃度補正処理を切換える条件は、インクの種別(顔料、染料)又は、被印刷物の種別に応じて設定するものであってもよい。一般に染料インクは、顔料インクに比べて、インクが被印刷物に滲み易いことが知られている。また、被印刷物の種別においても、ボール紙は、印刷用紙やコート紙に比べてインクが滲み易いことが知られている。そのため、プリンター10で使用するインクや被印刷物がドットの滲みを生じ易いものである場合、画像変更部17dは、濃度の変更度合いを低くする。ここで、プリンター10により使用するインクや用紙を画像変更部17dが判断する手法として、ユーザーが予めUI画面を通じて使用するインクや被印刷物の種類を入力し、入力結果を判断すればよい。
このように構成することで、ドット抜けを目立たなくしつつ、インクの滲みにより生じる画質の劣化を抑制することができる。
これまでは各処理をプリンター10が実行する場合を例に説明を行なったが、当該処理の少なくとも一部がPC40側で行なわれるとしてもよい。例えば、プリンタードライバー41が、プログラムに従って濃度が変換されたハーフトーンを生成し、このハーフトーンをプリンター10に出力する。そして、プリンター10は、このハーフトーンに応じた印刷を実行させるとしてもよい。
Claims (2)
- インクジェットプリンターであって、
インクを吐出する複数のノズルを備える印刷ヘッドと、
前記複数のノズルの内、インクの吐出が不良となる第1ノズルの位置を特定するノズル位置特定部と、
画像データに基づいて、前記複数のノズルからインクを吐出する印刷制御部と、を有し、
前記印刷制御部は、
前記特定された前記第1ノズルにより印刷されるべき画素を第1画素とし、該1画素に隣接する画素を第2画素とし、前記第1画素を除く前記第2画素に隣接する画素を第3画素として、
前記第1画素、前記第2画素、及び、前記第3画素を含む参照範囲について、該参照範囲に含まれる前記第1画素及び前記第2画素の平均明度と、前記第1画素を最大明度に置き換えた場合の前記第1画素及び前記第2画素の平均明度と、に基づいて、前記第2画素については前記画像データに基づいて決定された濃度を増加させるように補正し、前記第3画素については前記画像データに基づいて決定された濃度を低下させるように補正する、ことを特徴とするインクジェットプリンター。 - インクを吐出する複数のノズルを備える印刷ヘッドを用いた印刷方法であって、
前記複数のノズルの内、インクの吐出が不良となる第1ノズルの位置を特定するノズル位置特定ステップと、
画像データに基づいて、前記複数のノズルからインクを吐出する印刷制御ステップと、を有し、
前記印刷制御ステップでは、
前記特定された前記第1ノズルにより印刷されるべき画素を第1画素とし、該1画素に隣接する画素を第2画素とし、前記第1画素を除く前記第2画素に隣接する画素を第3画素として、
前記第1画素、前記第2画素、及び、前記第3画素を含む参照範囲について、該参照範囲に含まれる前記第1画素及び前記第2画素の平均明度と、前記第1画素を最大明度に置き換えた場合の前記第1画素及び前記第2画素の平均明度と、に基づいて、前記第2画素については前記画像データに基づいて決定された濃度を増加させるように補正し、前記第3画素については前記画像データに基づいて決定された濃度を低下させるように補正する、ことを特徴とする印刷方法。
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