JP6927344B2 - インク堆積均一性補償機構 - Google Patents

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Description

本発明は、画像再生の分野に関し、特に、デジタルハーフトーン処理に関する。
現在の均一性補償アプローチは、目標応答と測定応答に基づいて各ノズルに対する一意変換関数(TF)を計算するマクロモデルを実装する。しかしながら、このようなモデルは、我々が隣接(例えば、近接)ノズルを有し、各々がそれぞれのノズル測定値に基づいて個別に調整される微細な場合を正確には説明しない。
さらに、隣接するノズルからのインクの顕著な寄与は、各個々のノズルについての測定される応答値に影響する。例えば、ノズルインク出力の重なり合いに関連する応答測定は、実際の重なり合うノズルに必要な補正の不正確な表現を提供し得る。プリントヘッドの端にあるノズルは全て、アレイのエッジ効果により誤配向される可能性があり、ノズルの最初／最後のセットは隣接するノズルがない。この場合、応答測定に対する影響は、ノズルの重なり合いの潜在的影響に加えて、ノズルの空間的分布によるものである。
したがって、隣接するノズルの実際の位置及び寄与を説明するために、ノズルの均一性の補償を行うメカニズムが望まれる。
一実施形態では、印刷システムが開示される。印刷システムは、ハーフトーン較正ロジックを格納するための少なくとも1つの物理メモリデバイスと、少なくとも1つの物理メモリデバイスに接続された1つ以上のプロセッサであって、ハーフトーン較正ロジックを実行して、複数の画素形成要素の各々について未較正堆積分布を決定し、複数の画素形成要素の各々について較正堆積分布を決定し、複数の画素形成要素の各々について較正値を決定する、1つ以上のプロセッサと、を含む。
さらなる実施形態では、方法が開示される。方法は、複数の画素形成要素の各々について未較正の堆積分布を決定するステップと、複数の画素形成要素の各々について較正堆積分布を決定するステップと、複数の画素形成要素の各々について較正値を決定するステップとを含む。
本発明のより良い理解は、以下の図面と共に以下の詳細な説明から得ることができる。
印刷システムの一実施形態のブロック図である。
印刷コントローラの一実施形態のブロック図である。
ハーフトーンがマルチビット閾値アレイ(MTA)を使用して説明される、マルチビットハーフトーン設計の一実施形態を示す。
画素形成要素のための較正堆積を決定するプロセスの一実施形態を示すフロー図である。
逆変換関数を使用する較正ハーフトーン生成プロセスの一実施形態を示す。
逆変換関数を使用して生成された画素形成要素のための較正ハーフトーンの一実施形態を示す図である。
逆伝達関数を使用した、較正及び未較正マルチビットハーフトーン出力レベル間のマッピングの一実施形態を示す。
印刷システムによって実行されるプロセスの一実施形態を示すフロー図である。
ネットワーク内で実装されるハーフトーン較正モジュールの一実施形態を示す。
コンピュータシステムの一実施形態を示す。
クロスウェブ方向に対するインク堆積の1つのグラフを示す。
ノズル寄与の一実施形態を示す。
均一性補償機構が記載される。以下の説明では、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が記載されている。しかしながら、当業者には、本発明が、これらの特定の細部の幾つかを有しないで実施され得ることが明らかであろう。他の例では、本発明の基礎となる原理を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造及び装置がブロック図の形式で示されている。
明細書中の「一実施形態」又は「実施形態」への言及は、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、又は特徴が本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。明細書中の様々な箇所における「一実施形態において」という語句の出現は、必ずしもすべてが同一実施形態を参照しているわけではない。
図1は、印刷システム130の一実施形態を示すブロック図である。ホストシステム110は、プリンタ160を介して印刷媒体180上にシート画像120を印刷するために、印刷システム130と通信している。印刷媒体180は、紙、カードストック、板紙、段ボール、フィルム、プラスチック、合成繊維、テキスタイル、ガラス、複合材料、又は印刷に適した他のあらゆる有形媒体を含んでもよい。印刷媒体180の形態は、連続形式、カットシート、又は印刷に適した他の任意の形態であってよい。プリンタ160は、インクジェット、電子写真式、又は他の適切なプリンタタイプであってもよい。
一実施形態では、プリンタ160は、印刷剤を印刷媒体に付与することにより直接的又は間接的に(例えば、転写によって)印刷媒体180上に画素の表示を形成する1つ以上の画素形成要素165を含む。インクジェットプリンタでは、画素形成要素165は、インクを印刷媒体180上に放出する有形の装置(例えば、インクジェットノズル)であり、電子写真プリンタでは、画素形成要素は、印刷媒体上に印刷されるトナー粒子の位置を決定する有形の装置(例えば、EP露光LED又はEP露光レーザ)であってもよい。画素形成要素165は、設計選択事項として、固定(例えば、固定プリントヘッドの一部として)又は可動(例えば、プリント媒体180を横切って移動するプリントヘッドの一部として)であってよい。
さらなる実施形態では、プリンタ160は、マルチパスプリンタ(例えば、デュアルパス、3パス、4パスなど)であり、画素形成要素165の複数のセットが、印刷媒体180上の印刷画像の同じ領域を印刷する。画素形成要素165のセットは、同じ物理的構造(例えば、インクジェットプリントヘッド上のノズルのアレイ)又は別個の物理的構造上に配置されてもよい。得られた印刷媒体180は、カラー及び／又は白黒(例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック、(CMYK))を含む多数のモノクロ階調のいずれかで印刷されてよい。ホストシステム110は、パーソナルコンピュータ、サーバ、又はデジタルイメージングデバイス、例えばデジタルカメラ又はスキャナのような任意のコンピューティングデバイスを含んでもよい。
シート画像120は、印刷媒体180のシート上の画像がどのように印刷されるべきかを記述する任意のファイル又はデータであり得る。例えば、シート画像120は、PostScriptデータ、Printer Command Language (PCL)データ、及び／又は他のプリンタ言語データを含んでもよい。印刷コントローラ140は、シート画像を処理して伝送のためのビットマップ150を生成する。ビットマップ150は、印刷媒体180に印刷するためのハーフトーンビットマップ(例えば、較正ハーフトーンから生成された較正ハーフトーンビットマップ、又は未較正ハーフトーンから生成された未較正ハーフトーンビットマップ)であってもよい。印刷システム130は、比較的大量(例えば、100ページ／分より大きい)を印刷するように動作可能な高速プリンタであってもよい。
印刷媒体180は、連続形式の紙、カットシート形式の紙、及び／又は印刷に適した他のあらゆる有形媒体であってもよい。印刷システム130は、一般化された1つの形態で、シート画像120に基づいて印刷媒体180上にビットマップ150を(例えば、トナー、インク等を介して)提示するプリンタ160を含む。印刷システム130の構成要素として示されているが、他の実施形態は、印刷コントローラ140に通信可能に接続された独立装置としてプリンタ160を特徴付けてよい。
印刷コントローラ140は、印刷媒体180上への印刷に従ってビットマップ150を生成するためにシート画像120を変換するように動作可能な任意のシステム、装置、ソフトウェア、回路、及び／又は他の適切な構成要素であってもよい。これに関して、印刷コントローラ140は、処理及びデータ記憶能力を含んでもよい。一実施形態では、測定モジュール190は、印刷媒体180の測定値を得るために、ハーフトーン較正システムの一部として実施される。測定結果は、ハーフトーン較正プロセスで使用されるために、印刷コントローラ140に伝達される。測定システムは、独立したプロセスであってもよいし、印刷システム130に統合されてもよい。
一実施形態によれば、測定モジュール190は、印刷媒体180上の印刷画像の測定を行うセンサであってもよい。測定モジュール190は、測定データ222を生成し、送信してもよい。測定データ222は、印刷される画像に対応するOD(例えば、光学濃度(optical density))データであってもよい。一実施形態では、測定モジュール190は、1つ以上のセンサを含み得、これらのセンサは、それぞれ又は全体として、一部の又は全部の画素形成要素165について生成された印刷マーキングについて測定を行う。別の実施形態では、測定モジュール190は、カメラシステム、インラインスキャナ、濃度計又は分光光度計であってもよい。さらなる実施形態において、測定データ222は、光学濃度(OD)データを対応する画素形成要素165に相関付けるためのマップ情報を含んでもよい。
図2は、例示的な印刷コントローラ140を示すブロック図である。印刷コントローラ140は、一般的な形態では、インタープリタモジュール212、ハーフトーンモジュール214、及びハーフトーン較正モジュール216を含む。これらの別個の構成要素は、印刷コントローラ140を実装するために使用されるハードウェアを表すことができる。代替的又は追加的に、別個のコンポーネントは、印刷コントローラ140のプロセッサ内でソフトウェア命令を実行することによって実装される論理ブロックを表すことができる。
インタープリタモジュール212は、印刷ジョブの画像(例えば、シート画像120のような生のシート側画像)を解釈し、レンダリングし、ラスタライズし、又は他の方法で、シート側ビットマップに変換するように動作可能である。インタープリタモジュール212によって生成されるシート側ビットマップは、各々、印刷ジョブの画像を表す画素の2次元アレイ(すなわち、連続トーン画像(Continuous Tone Image：CTI))であり、完全シート側ビットマップとも呼ばれる。2次元の画素アレイは、ビットマップが画像の画素セット全体を含むため、「完全」シート側ビットマップと見なされる。インタープリタモジュール212は、レンダリング速度が実質的にプロダクション印刷エンジンの画像形成速度と一致するように、複数の生シート側を同時に解釈又はレンダリングするように動作可能である。
ハーフトーンモジュール214は、シート側ビットマップをインクのハーフトーンパターンとして表現するように動作可能である。例えば、ハーフトーンモジュール214は、紙に適用するために、画素(ピクセルとしても知られている)をCMYKインクのハーフトーンパターンに変換することができる。ハーフトーン設計は、画素位置に基づいて、入力画素モノクロ階調の、液滴サイズ出力への、所定のマッピングを含むことができる。
一実施形態では、ハーフトーン設計は、ゼロで始まり最大液滴サイズ(例えば、閾値アレイ又はマルチビット閾値アレイ)で終わる、連続的により大きな液滴サイズの有限コレクションの間の遷移閾値の有限集合を含むことができる。別の実施形態では、ハーフトーン設計は、すべてのモノクロ階調値を含む三次元ルックアップテーブルを含んでもよい。さらなる実施形態では、ハーフトーニングモジュール214は、シート側ビットマップ内の各画素に対する閾値セットから成るハーフトーン設計を使用してマルチビットハーフトーニングを実行し、ここで各ゼロでないインク液滴サイズに対して1つの閾値が存在する。画素は、対応する閾値を超える最大の液滴でハーフトーン化される。この閾値のセットは、マルチビット閾値アレイ(Multi-bit threshold array：MTA)と呼ばれる。
マルチビットハーフトーニングは、ハーフトーンスクリーニング動作であり、最終的な結果は、印刷エンジンが印刷に用いることができる液滴サイズセット全体からの利用可能な特定の液滴サイズの選択である。単一画素のコントーン値に基づく液滴サイズの選択は、「点演算(point operation)」ハーフトーン処理と呼ばれる。液滴サイズの選択は、シート側ビットマップの画素値に基づく。
これは、印刷される画素の近傍の複数の画素が液滴サイズを決定するために使用される「近傍演算(Neighborhood Operation)」ハーフトーン処理と対照的である。近傍演算ハーフトーン処理の例としては、周知の誤差拡散法が挙げられる。
マルチビットハーフトーン処理は、バイナリハーフトーン処理の拡張であり、バイナリハーフトーン処理では、単一の閾値アレイを論理演算と組み合わせて使用して、液滴が画素のコントーンレベルに基づいて印刷されるかどうかを決定することができる。バイナリハーフトーン処理では、１つの非ゼロ液滴サイズにゼロ液滴サイズを加えたもの(例えば、インクが噴射されない場合には、液滴サイズがゼロである)を使用する。マルチビットハーフトーニングは、バイナリ閾値アレイ概念を1つより多くのゼロでない液滴サイズに拡張する。
マルチビットハーフトーニングは、非ゼロ液滴サイズの各々について1つの閾値アレイである、複数の閾値アレイ(例えば、マルチビット閾値アレイ)を使用してもよい。また、点演算ロジックは、各画素の閾値及び画像コントーンデータを比較することによって液滴サイズを決定する演算より大きな、小さな、又は等しいセット拡張される。マルチビットは、2組の液滴サイズの累乗(power)を定義する(例えば、2ビットのハーフトーン設計は、ゼロ液滴サイズを含む、合計4の液滴を有する)。液滴の数を定義するために2の累乗を使用することができるが、これに従わないシステム、例えば合計3の液滴システムを使用してもよく、依然としてマルチビットと考えられる。
マルチビットハーフトーンの場合、図3に示すように、MTAは、各液滴サイズ遷移に対して1つの2次元アレイを含む3次元アレイである。従って、MTAは、液滴サイズ間の遷移の閾値の2次元アレイのセットを含み、面1は、大出力レベルの閾値を提供し、面2及び面3は、それぞれ、ゼロ液滴サイズ(無し(none)又はオフ(off))を含まない3つの液滴サイズを有するシステムに対して中及び小出力レベルの閾値を提供する。他の実施形態では、面番号と液滴サイズとの対応が任意であるため、異なる1対1の関係を使用してもよい。
これらの閾値アレイをハーフトーン処理に使用するために、閾値アレイがシート側マップよりも小さい場合、各マルチビット閾値アレイはシート側ビットマップによって提供されるコントーン画像データにわたって敷設され、シート側ビットマップ内の各画素に対する閾値のセットを提供する。コントーン画像データ(例えば、モノクロ階調データ)は、画素毎に閾値データと論理的に比較される。大滴の場合、画像コントーンデータが面1内のそれぞれの大閾値の値より大きい場合、それらはハーフトーン処理によって生成される。
中滴は、画像データが中滴面2の閾値よりも大きく、かつ画像データが面1の大滴閾値よりも小さいか等しいときに生成される。画像データが面3内の小滴閾値よりも大きく、かつ画像データが面2内の中滴閾値よりも小さいか等しい場合に、小滴が生成される。
最後に、off／none液滴サイズは、コントーン値が面3の小滴閾値以下の場合に発生する。2ビットマルチビット印刷システムの本実施形態では、マルチビット閾値アレイの各面からの閾値と共に使用されるこの4つの論理方程式のセットは、コントーン値に基づいて、各印刷液滴サイズを定義することを可能にする。
他の実施形態では、閾値データの面の数を拡張して、任意の数の液滴サイズを処理することができる。これらの二次元アレイからのデータは、別々のメモリ領域にセグメント化され、任意の都合のよい順序で記憶され得る。例えば、各液滴サイズの遷移に対する閾値は、メモリに隣接して記憶されてもよく、そうすることがしばしば有利である。
ハーフトーン較正モジュール216は、1つ以上の較正ハーフトーン220を生成するために、印刷コントローラ140において受信した未較正ハーフトーン218に対して較正プロセスを実行する。次いで、較正ハーフトーン220は、シート側ビットマップと共にハーフトーンモジュール214において受信される。一実施形態では、未較正ハーフトーン218は、較正ハーフトーンを生成するように修正された基準ハーフトーン設計を表す。このような実施形態では、システム応答の測定値(例えば、測定データ222)は、印刷のために未較正ハーフトーン218を使用して測定モジュール190を介して受信される。
一実施形態によれば、ハーフトーン較正モジュール216は、(例えば、印刷システム130で)媒体に適用されたテストパターンを測定する。このような実施形態では、テストパターンは、各画素形成要素165(例えば、ノズル)についての光学濃度(optical density：OD)情報を提供するために、異なる色度レベルで印刷されたコームパターンを含む。従って、テストパターンはまた、インク堆積の全範囲についての追加情報を提供し、較正ハーフトーンを使用してコームパターン分析からのデータを確認するために、色調を変数として含む。その結果、各色度レベルに対する各ノズルの光学濃度(OD)分布は、インク堆積の対応する分布に変換され得る。
さらなる実施形態では、コームパターンは、異なるハーフトーン液滴サイズの各々を用いて印刷され、テストパターン全体の度数(tick)(マーク数)を減少させ、これは、インク堆積データの外挿を必要とし、ハーフトーンを用いて、単一液滴サイズのインク分布をすべてのモノクロ階調又は色度のインク分布に拡張する。したがって、ハーフトーン較正モジュール216は、測定データ222を受信し、光学濃度(OD)及びパターンレイアウト情報を使用してインク堆積レベルを決定する。
一実施形態では、インク付着レベルは、テストパターンに含まれる色度レベル／デジタルカウント毎に決定される。さらなる実施形態では、Weibull(Weibull)インク密度変換が、インク堆積を決定するために、パターンについて測定された光学濃度(OD)データ及びパターンレイアウト情報に適用される。Weibullインク密度変換は古典的Weibull累積分布関数(classical Weibull cumulative distribution function：CDF)の1つのバージョンであり、紙の光学濃度バイアスの変数と最大光学濃度の変数を含むように修正されている。
一実施形態では、4つのパラメータのWeibullモデルが、以下を使用して実装される。
OD=(p(3)*(1exp((-(x/p(1))^p(2))))+p(4),
ここで、P(3)は最大光学濃度(OD)を定義し、p(4)は紙の光学濃度(OD)を表す。
さらに、x=面積当たりのインクカバレッジ質量(又はインク使用量)、p(1)=面積スケールファクター当たりのインク質量、p(2)=傾きファクター、である。上記の方程式を考慮すると、インク使用量は、逆の関係を用いて光学濃度(OD)から決定され得る。
x=exp((ln(-ln(1-((OD-p(4))/p(3))))/p(2))+ln(p(1))))、又はx=10((log(-ln((((OD-p(4))/p(3)))))/p(2)+log(p(1))))
ここで、lnは自然対数、logは対数基数10である。
虚数のx値は、理論上の最大値p(4)+p(3)を超えるため、光学濃度(OD)が達成不可能であることを示す。実施形態において、OD値は、有効なインク堆積xを得るために、紙白色OD p(4)より大きい。典型的には、Weibullインクモデルはマクロレベルで適用される。本願では、ノズルレベルで使用される。コームパターンインク堆積の分析は、各ノズルの平均ピークインク堆積関数のベクトル推定値(又は未較正堆積分布)px(DC)を決定するために、モノクロ階調の各々について行われる。ここで、p(1)、p(2)などは、デジタルカウント(DC)の関数としての各ノズルのピークインク堆積レベルの離散近似である。各ノズルは液滴サイズのばらつきのためにユニークであるため、各推定値もユニークであると予想される。さらに、ハーフトーン処理は、インク堆積に対して局所的な変動を生じさせるので、複数の画素を使用して生成されたマークを分析することにより、平均化を可能にし、局所的な変動を減少させる。
ハーフトーン較正モジュール216において較正を達成するために、全インク堆積は、目標インク堆積と等しくなければならない。これは、インク堆積が重ね合わせの原理に従うことを前提とする。説明の目的のための単純化された近似は、各インク分布が、各ノズルに対して異なる標準偏差値を有するガウスモデルに従うことである。従って、すべてのノズル{1,...,n}からのインク堆積は、グリッド点集合{x1,...,xm}について合計される。ここで、n個のノズルのノズル空間位置は、それらの位置集合{x1,...,xn}によって定義され、集合{a1,..,an}から各ノズルについてそれぞれの標準偏差の集合が定義される。
図11Aは、ノズル(例えば、列1〜5)の寄与を示すクロスウェブ方向に対するインク堆積の1つのグラフを示す。図11Aに示されるように、ウェブの任意の所与の点における全インク堆積は、隣接するノズル／液滴からの寄与を有する。図11Bは、全インク堆積に対するノズルの寄与の一実施形態を示す。
典型的には、堆積が決定されるグリッド点のセットは、ノズルのグリッドよりも細かく、ノズル位置のみでなく各ノズル間で生じるノズル間のレベルを得る。インク堆積の最大レベルは、ガウス分布のため、ノズルの正確な位置で生じる。従って、ノズル間のインク堆積は、これらの点で生じる減少した堆積を推定するために決定されるべきであり、これは、減少した光学濃度(OD)レベルと関連している。これらの点では、暗いバンドが生じる高い光学濃度(OD)の点ではなく、白い線条が生じることがある。ノズル位置は、1／DPI(dot per inch)間隔で、プリンタのDPIによって定義される均一なプリンタグリッド上に位置するとは仮定されない。これにより、ノズルがジェット方向を間違えて印刷する場合の処理を正確に行うことができる。異なるレベルのインク拡散を有する紙はまた、標準偏差値のセットがインク拡散の大きさの指標を提供する、このようなアプローチによって取り扱うことができる。
一実施形態によれば、ハーフトーン較正モジュール216は、画素形成要素165の未較正堆積分布のセットpx(DC)を決定する未較正堆積分布モジュール217を含む。このような実施形態では、印刷媒体ウェブ({1,...n})を横切るノズルは、それぞれの未較正平均ピークインク堆積関数({p1(DC,...,pn(DC)})、ノズル位置({x1,...,xn})及び標準偏差({a1,...,an})のセットによって記述される。
加えて、UncalTAは、ノズル1-nに対応する閾値データの列を有する、印刷媒体180(例えば、ウェブ)の幅全体の未較正閾値アレイを表し、T(DC)は、一定のインク堆積目標関数を表す。ここで、デジタルカウント(DC)は、モノクロ階調値である。ハーフトーン較正モジュール216は、目標応答224を受信する。目標応答224は、記憶されたデータ、印刷コントローラ140によって選択されたデータ、及び／又はユーザインターフェースを介してオペレータによって選択されたデータを検索してよい。
目標応答224は、プリンタ160の特定の構成に対する異なるモノクロ階調(例えば、デジタルカウント)値において、印刷された印刷媒体180の所望の光学濃度(OD)を表すデータであってもよい。以下に示すように、較正ハーフトーン220を生成することは、目標応答224に基づいてよい。複数の目標応答のうちの1つを選択すると、印刷された印刷媒体180の印刷品質(例えば、光学濃度(OD))に所望の変化が生じる。ハーフトーン較正モジュール216はまた、較正堆積分布モジュール219を含み、較正堆積を決定して、画素形成要素165の目標応答を達成する。一実施形態では、較正堆積分配モジュール219は、統計的(例えば、平均、最大、標準偏差)誤差量の範囲内で必要又は最適な目標インク堆積応答を提供する較正平均ピーク堆積分配関数のセットを決定する。
図4は、画素形成要素165の較正堆積分布を決定するためのプロセス400の一実施形態を示すフロー図である。プロセス400は、ハードウェア(例えば、回路、専用ロジック、プログラマブルロジック、マイクロコードなど)、処理装置上で実行される命令のようなソフトウェア、又はそれらの組み合わせを含み得る処理ロジックによって実行され得る。一実施形態では、プロセス400は、較正堆積分配モジュール219によって実行される。
処理ブロック410では、ノズルb、c、d、e、f、...n(例えば、隣接するノズル)の全てからのインク寄与の合計が実行され、グリッド点セット{x1,...、xm}(例えば、未較正堆積分布)で全インク堆積を生成する。処理ブロック420では、モノクロ階調で目標インク応答を達成するために、各ノズルについて較正平均ピーク値が、特定のデジタルカウントレベルについて決定される(例えば、すべてのインク寄与を考慮する)。全体的な目的は、すべてのデジタルカウント値に対してm個のグリッド点{1,…,m}のセットに対してT(DC)への結合インク堆積の最適な一致(例えば、統計的誤差値の範囲内)を達成するために、較正平均ピークインク堆積関数{f1(DC,...,fn(DC)}のセットを提供する最適閾値アレイを見出すことである。
一実施形態によれば、これは、一連の連立線形方程式として表すことができ、ここで、出力は、評価されるデジタルカウントに対する目標インク堆積であり、各線形項は、較正ピーク平均ベクトルに対する未知の値を、寄与係数(例えば、推定値又は既知の値をガウス方程式に代入することによって分かる)で乗算したものを含む。代替として、解を特定の所望の限度に抑制するために、制約された最適化アプローチが使用されてもよい。未較正ハーフトーンを使用して出力されるインク堆積レベルが目標応答レベルを超えるようにすることによって、最適化された較正平均ピーク値を決定することができる。
決定ブロック430において、プロセスが実行されるべき追加のデジタルカウントが存在するかどうかが決定される。存在する場合、制御は処理ブロック410及び420に戻され、そこでインク分布が加算され、較正平均ピーク値が次のデジタルカウントについて決定される。
一実施形態によれば、各デジタルカウント{0,...,2bit-depth-1}レベル(例えば、代表的なセット)についてプロセスを繰り返し、各ノズルについてベクトル較正平均ピークインク値を形成する。決定ブロック430において、追加のデジタルカウントがないと判定される場合、処理ブロック440で、平滑化によって、連続関数表現が関数に対して生成される。
図2を参照すると、ハーフトーン較正モジュール216は、インク堆積機能が生成されると、画素形成要素165の較正値を決定する。一実施形態によれば、較正値は、較正ハーフトーン220の設計に含まれ、これは、較正閾値アレイによって記述される。さらなる実施形態では、較正閾値アレイは、未較正閾値アレイに基づいて生成される。
さらに別の実施形態では、較正閾値アレイは、未較正インク堆積関数、各画素形成要素165についての較正インク堆積関数から生成された逆変換関数(inverse transfer function：ITF)に基づいて決定される。従って、各ノズルxに対してITFが決定され、測定された光学濃度(OD)データに対する未較正インク堆積ベクトルpx(DC)及び目標応答データの較正インク堆積関数(hx)に対する平滑化された連続関数推定値が、較正閾値アレイを決定するために使用され、以下の通りである：
g_input=hx-1(px(g_output))=ITFx(g_output)
一実施形態では、閾値アレイの各列は、所望のインク堆積を達成するために必要な較正ハーフトーン閾値アレイを決定するために、各ノズルxに対してそれぞれのITFを用いて変換される。このITF変換では、アレイの各列の未較正閾値が、各ノズルxに対する式のg_output値として使用される。列x(ITFx)のITFから得られたg_input値を用いて、較正ハーフトーンの列x閾値要素を形成する。
ITFは一度に1つの変換値しか提供できないので、閾値アレイの各要素は変換される。閾値の列がベクトルを形成するので、ITF変換は、ベクトル上の要素毎に演算し、較正ハーフトーンの列を形成するベクトルの各要素を生成する。ノズルと閾値アレイの列との間には、1対1の対応がある。その結果、個々のノズルからの印刷変動を補償することを含む、隣接するノズルから一定のインク堆積を達成するために、印刷の際に開示のアルゴリズムを実行する較正ハーフトーンが得られる。
図5は、ITFを使用する較正ハーフトーン生成プロセスの一実施形態を示す。目標T(g)は、光学濃度(OD)目標応答を達成するために、すべてのモノクロ階調(gray level)についてウェブを横切るすべての点に必要な理想的なインク堆積応答を表す。目標T(g)は、目標応答224データ(例えば、異なるモノクロ階調の光学濃度(OD))を光学濃度(OD)対インク堆積値に変換することによって(例えば、Weibullインク密度変換又は他の適切な方法を使用して)、目標応答224に基づいて導出することができる。
図5に示すように、目標は、各ノズル較正の目標として使用されるべき別々のコンポーネントに分割される。例えば、目標は1つの点x1であり、x1はノズル3の中心である。この場合、ノズル3からの寄与、したがってK3寄与曲線は最大である。5つの異なるノズルからの寄与は、x1におけるインク堆積への寄与と考えられる。重要なノズルからの寄与は、目標応答T(g)に対して以下のように合計される。
T(g)=(K1+K2+K3+K4+K5)*T(g);
1=(K1+K2+K3+K4+K5)
一実施形態においては、K値は全て0〜1の範囲内にあり、負のインクの寄与はない。各ノズルに対する較正平均ピークインク堆積関数{f1(DC,...,fn(DC)})の集合は、前述のように導出された。これは、ノズル間のクロストークを、それらのインク堆積に関連付けて解決する。別の目的は、トーン範囲にわたる関数のfxセットを定義することである。これにより、線形の光学濃度(OD)のような所望の較正トーン応答を生成し、同時に均一なクロスウェブ密度を生成する最終較正システムを定義することができる。この実施形態では、目標インク堆積対DC関数T(g)が定義される。この場合、Weibullを使用して、所望の光学濃度(OD)目標対デジタルカウントを提供するインク堆積を決定することができる。
一実施形態では、T(g)関数は、各モノクロ階調gで評価され、得られた合計堆積は、均一性を達成するために前述したように、そのモノクロ階調の目標合計堆積として使用される。これは、クロスウェブ均一性の目的と共にトーンの目的を達成するために、fx関数の集合を導出する方法を提供する。次いで、このfx関数のセットを、ITFを使用してすべてのノズルについて較正TA列を計算するために、それらの対応するインク堆積セットの曲線と共に使用し、これは、ウェブを横切るすべての点についてノズルの各セットについての正確な解を提供する。最終的な結果は、すべてのノズルに対して最適な均一なインク堆積を得るために最適化された単一の較正ウェブワイドTAを生成し、所望のトーン応答を満たす手段である。
図6は、ノズルのセットについてITFを使用して生成された画素形成要素165(例えば、ノズル3)のための較正ハーフトーンの一実施形態を示しており、以下のようになる。
g_input=fx-1
(Mx(g_output))=ITFx(g_output)
図7は、逆伝達関数を使用して、較正マルチビットハーフトーン出力レベルと未較正マルチビットハーフトーン出力レベルとの間のマッピングの一実施形態を示す。この図及び以下の式では、ITFはTF-1に等しい。これは図7の閾値アレイデータの1つの画素について示される。それぞれの画素は、アレイ内のその画素列のITFによって定義される、固有の閾値セットを有する。
一実施形態では、計算の結果、較正MTA閾値の最終セットが得られる。つまり、CAL_MTA_array(:,:,1)=TF-1(MTA_array(:,:,1))、CAL_MTA_array(:,:,2)=TF-1(MTA_array(:,:,2)、CAL_MTA_array(:,:,3)=TF-1(MTA_array(:,:,:,3)))である。したがって、任意の数の液滴サイズ又は面を持つ閾値データの任意の集合に対して一般化すると、CAL_MTA_array=TF-1(MTA_array)となりる。
一実施形態では、大滴については、I>TF-1(MTA_array(:,:,1))。同様に、中、小及び無し(None)の閾値について、それぞれ、I>TF-1(MTA_array(:,:,2))且つI<=TF-1(MTA_array(:,:,1))、I>TF-1(MTA_array(:,:,3))且つI<=TF-1(MTA_array(:,:,2))、及びNone:I<=TF-1(MTA_array(:,:,:,3))である。
図8は、印刷システムによって実行されるプロセス800の一実施形態を示すフロー図である。プロセス800は、ハードウェア(例えば、回路、専用ロジック、プログラマブルロジック、マイクロコードなど)、処理装置上で実行される命令のようなソフトウェア、又はそれらの組み合わせを含み得る処理ロジックによって実行され得る。
プロセス800は、パターンが印刷される処理ブロック810で開始してもよい。処理ブロック820では、画素形成要素165の測定データ(例えば、測定データ222)が受信される。処理ブロック830では、測定データ222に基づいて、画素形成要素165について未較正堆積分布が決定される。処理ブロック840では、画素形成要素165について、目標応答(例えば、目標応答224に基づく)を達成するために較正堆積分布が決定される。
処理ブロック850では、画素形成要素165の各々について較正値が決定される。一実施形態では、較正値(例えば、較正ハーフトーン)が送信される。処理ブロック860では、印刷ジョブは、較正値を使用して印刷画像データ(例えば、ハーフトーン処理されたビットマップデータ)を生成するように処理される。処理ブロック870では、較正値を使用して印刷画像が生成される。処理ブロック880では、着色剤が印刷画像に基づいて媒体に付与される。
印刷コントローラ140の構成要素として示されているが、他の実施形態は、ハーフトーン較正モジュール216は、印刷コントローラ140に通信可能に接続された、独立した装置又は装置の組み合わせに含まれることを特徴としてよい。例えば、図9は、ネットワーク900内に実装されたハーフトーン較正モジュール216の一実施形態を示す。
図9に示すように、ハーフトーン較正モジュール216は、コンピューティング装置910に含まれ、較正ハーフトーン220をクラウドネットワーク950を介して印刷システム130に送信する。印刷システム130は較正ハーフトーン220を受信する。この実施形態では、処理ブロック830〜870は、コンピューティングシステム910で実行されてもよく、一方、処理ブロック880は、印刷システム130で実行される。別の実施形態では、処理ブロック870はまた、印刷システム130において実行されてもよい。
図10は、印刷システム130及び／又はハーフトーン較正モジュール216が実装され得るコンピュータシステム1000を示す。コンピュータシステム1000は、情報を通信するためのシステムバス1020と、情報を処理するための、バス1020に接続されたプロセッサ1010とを含む。
コンピュータシステム1000は、さらに、ランダムアクセスメモリ(RAM)又は他の動的記憶装置1025(本明細書では主メモリと呼ぶ)を備え、情報及びプロセッサ1010によって実行される命令を格納するためにバス1020に接続される。主メモリ1025はまた、プロセッサ1010による命令の実行中に、一時変数又は他の中間情報を記憶するために使用されてもよい。コンピュータシステム1000はまた、プロセッサ1010によって使用される静的情報及び命令を記憶するための、読出し専用メモリ(ROM)及び／又はバス1020に接続された他の静的記憶装置1026を含んでもよい。
また、情報及び命令を記憶するために、磁気ディスク又は光ディスク及びその対応するドライブのようなデータ記憶装置1025をコンピュータシステム1000に接続することもできる。コンピュータシステム1000は、I/Oインターフェース1030を介して第2I/Oバス1050に接続することもできる。複数のI/O装置はI/Oバス1050に接続されてもよく、表示装置1024、入力装置(例えば、英数字入力装置1023及び／又はカーソル制御装置1022)を含む。通信装置1021は、他のコンピュータ(サーバ又はクライアント)にアクセスするためのものである。通信装置1021は、モデム、ネットワークインターフェースカード、又はイーサネット（登録商標）、トークンリング、又は他のタイプのネットワークに接続するために使用されるような他の周知のインターフェース装置を含んでもよい。
本発明の実施形態は、上記の種々のステップを含んでもよい。これらのステップは、機械実行可能命令で具体化することができる。この命令は、汎用プロセッサ又は専用プロセッサに特定のステップを実行させるために使用することができる。あるいは、これらのステップは、ステップを実行するためのハードワイヤードロジックを含む特定のハードウェアコンポーネントによって、又はプログラムされたコンピュータコンポーネントとカスタムハードウェアコンポーネントの任意の組み合わせによって実行することができる。
本発明の要素はまた、機械実行可能命令を記憶するための機械読取可能媒体として提供されてもよい。機械読取可能媒体には、フロッピーディスク、光ディスク、CD-ROM、及び光磁気ディスク、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁気カード又は光カード、伝搬媒体、又は電子命令を記憶するのに適した他のタイプの媒体／機械読取可能媒体が含まれるが、これらに限定されない。例えば、本発明は、遠隔コンピュータ(例えば、サーバ)から要求側コンピュータ(例えば、クライアント)に、通信リンク(例えば、モデム又はネットワーク接続)を介して搬送波又は他の伝搬媒体に具現化されたデータ信号によって転送され得るコンピュータプログラムとしてダウンロードされ得る。
本発明の多くの変更及び修正は、前述の説明を読んだ後に当業者に明らかになるであろうが、説明のために示され説明された任意の特定の実施形態は、決して限定的であるとは考えられないことが理解されるべきである。従って、様々な実施形態の詳細を参照することは、それ自体が本発明に不可欠とみなされる特徴のみを記載している特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
１１０ ホストシステム
１２０ シート画像
１３０ 印刷システム
１４０ 印刷コントローラ
１５０ ビットマップ
１６０ プリンタ
１６５ 画素形成要素
１８０ 印刷媒体
１９０ 測定モジュール

Claims (24)

  1. システムであって、
    ハーフトーン較正ロジックを格納する少なくとも1つの物理メモリデバイスと、
    前記少なくとも1つの物理メモリデバイスに接続された1つ以上のプロセッサであって、前記ハーフトーン較正ロジックを実行して、複数の画素形成要素の各々について測定データに基づいて未較正インク堆積分布を決定し、前記複数の画素形成要素の各々について目標応答に基づいて較正インク堆積分布を決定することであって、前記複数の画素形成要素の各々により寄与されるインクの合計に基づき合計インク堆積を生成すること、及び前記目標応答を達成するために前記複数の画素形成要素の各々について較正平均ピーク値を決定することを含み、前記複数の画素形成要素の各々について較正値を決定し、前記目標応答は目標インク堆積を含む、1つ以上のプロセッサと、
    を含むシステム。
  2. 前記複数の画素形成要素のそれぞれについての前記較正値は、較正ハーフトーン設計に含まれる、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記較正ハーフトーン設計は、較正閾値アレイを含む、請求項2に記載のシステム。
  4. 前記較正閾値アレイは、未較正閾値アレイと、前記複数の画素形成要素の各々に関連する逆変換関数とから生成される、請求項3に記載のシステム。
  5. 前記逆変換関数は、複数の画素形成要素の各々についての前記未較正インク堆積分布及び前記複数の画素形成要素の各々についての前記較正インク堆積分布を使用して生成される、請求項4に記載のシステム。
  6. 前記少なくとも1つの物理メモリデバイスは、インタープリタロジックをさらに記憶し、前記プロセッサは、前記インタープリタロジックを実行して、印刷ジョブデータを処理し、前記画素形成要素の前記較正値を使用して印刷画像データを決定する、請求項1に記載のシステム。
  7. 前記少なくとも1つの物理メモリデバイスは、ハーフトーン較正ロジックを格納し、前記プロセッサは、前記ハーフトーン較正ロジックを実行して、前記画素形成要素の前記較正値を使用して印刷画像を生成する、請求項6に記載のシステム。
  8. 前記印刷画像に基づいて前記画素形成要素を介して媒体に着色剤を付与するプリンタをさらに備える、請求項7に記載のシステム。
  9. 命令を記憶したコンピュータ読取可能媒体であって、前記命令は、1つ以上のプロセッサによって実行されると、該1つ以上のプロセッサに、
    複数の画素形成要素の各々について、測定データに基づいて未較正インク堆積分布を決定させ、
    複数の画素形成要素の各々について、目標応答に基づいて較正インク堆積分布を決定させることであって、前記複数の画素形成要素の各々により寄与されるインクの合計に基づき合計インク堆積を生成させること、及び前記目標応答を達成するために前記複数の画素形成要素の各々について較正平均ピーク値を決定させることを含み、前記目標応答は目標インク堆積を含み、
    複数の画素形成要素の各々について、較正値を決定させる、
    コンピュータ読取可能媒体。
  10. 前記複数の画素形成要素の各々についての前記較正値は、較正ハーフトーン設計に含まれる、請求項9に記載のコンピュータ読取可能媒体。
  11. 前記較正ハーフトーン設計は、較正閾値アレイを含む、請求項10に記載のコンピュータ読取可能媒体。
  12. 前記較正閾値アレイは、未較正閾値アレイと、前記複数の画素形成要素の各々に関連する逆変換関数とから生成される、請求項11に記載のコンピュータ読取可能媒体。
  13. 前記逆変換関数は、複数の画素形成要素の各々についての前記未較正インク堆積分布及び前記複数の画素形成要素の各々についての前記較正インク堆積分布を使用して生成される、請求項12に記載のコンピュータ読取可能媒体。
  14. 機械によってアクセスされると、前記機械にさらに、
    印刷ジョブデータを処理させ、
    前記画素形成要素の前記較正値を用いて印刷画像データを決定させ、
    前記画素形成要素の前記較正値を用いて印刷画像を生成させる、
    データを含む機械読取可能媒体を含む、請求項9に記載のコンピュータ読取可能媒体。
  15. 方法であって、
    複数の画素形成要素の各々について、測定データに基づいて未較正インク堆積分布を決定するステップと、
    前記複数の画素形成要素の各々について、目標応答に基づいて、較正インク堆積分布を決定するステップであって、前記複数の画素形成要素の各々により寄与されるインクの合計に基づき合計インク堆積を生成するステップと、及び前記目標応答を達成するために前記複数の画素形成要素の各々について較正平均ピーク値を決定しするステップとを含み、前記目標応答は目標インク堆積を含む、ステップと、
    複数の画素形成要素の各々についての較正値を決定するステップと、
    を含む方法。
  16. 前記複数の画素形成要素の各々についての前記較正値は、較正ハーフトーン設計に含まれる、請求項15に記載の方法。
  17. 前記較正ハーフトーン設計は、較正閾値アレイを含む、請求項16に記載の方法。
  18. 前記較正閾値アレイは、未較正閾値アレイと、前記複数の画素形成要素の各々に関連する逆変換関数とから生成される、請求項17に記載の方法。
  19. 前記逆変換関数は、複数の画素形成要素の各々についての前記未較正インク堆積分布及び前記複数の画素形成要素の各々についての前記較正インク堆積分布を使用して生成される、請求項18に記載の方法。
  20. 印刷ジョブデータを処理するステップと、
    前記画素形成要素の前記較正値を用いて印刷画像データを決定するステップと、
    前記画素形成要素の前記較正値を用いて印刷画像を生成するステップと、
    をさらに含む、請求項15に記載の方法。
  21. システムであって、
    ハーフトーン較正ロジックを格納する少なくとも1つの物理メモリデバイスと、
    少なくとも1つの物理メモリデバイスに接続された1つ以上のプロセッサであって、ハーフトーン較正ロジックを実行して、複数の画素形成要素の測定データを受信し、前記複数の画素形成要素の目標応答を受信し、前記測定データ及び前記目標応答に基づいて、前記複数の画素形成要素の各々について較正値を決定し、前記測定データは、第1画素形成要素及び前記第1画素形成要素に隣接する1つ以上の画素形成要素に対応し、前記目標応答は目標インク堆積を含む、プロセッサと、
    を含むシステム。
  22. 前記測定データは、第1画素形成要素及び前記第1画素形成要素に隣接する1つ以上の画素形成要素に対応する、請求項21に記載のシステム。
  23. 前記複数の画素形成要素の各々についての前記較正値は、較正ハーフトーン設計に含まれる、請求項21に記載のシステム。
  24. プリンタを更に含み、前記プロセッサは、前記ハーフトーン較正ロジックを実行して、前記画素形成要素の前記較正値を使用して印刷画像を生成し、前記プリンタは、前記画素形成要素を介して前記印刷画像に基づいて媒体に着色剤を付与する、請求項21に記載のシステム。
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