JP7413752B2 - インクジェットプリンターを生産する方法、及び、インクジェットプリンター - Google Patents

インクジェットプリンターを生産する方法、及び、インクジェットプリンター Download PDF

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Description

本開示は、インクジェットプリンターに関するものである。
インクジェット印刷においては、隣接部分との濃淡差の大きいエッジ画素で濃い側のインクが薄い側に滲み、画像がぼけてしまったり、滲み先の色への影響は滲み元の色への影響よりも大きいので、全体としても色が濃くなってしまったりしていた。そこで従来、エッジ画素のインク量を減らすことによって、インク滲みを抑制するエッジ処理が印刷前処理として実行されることがある。特許文献1には、このようなエッジ処理が開示されている。
特開2019-147249号公報
しかしながら、エッジ処理によるインクの減少量が過多の場合には文字の擦れや細線の欠けが発生し、一方、インクの減少量が過少の場合にはインク滲みによる文字のつぶれや細線の太りが発生するという問題がある。このような問題は、エッジ処理に限らず、画像の特定部分におけるインク量を減少させる他の印刷前処理を行う場合にも共通する問題である。
本開示の第1の形態によれば、処理パラメーターに基づいて印刷を行うことが可能なインクジェットプリンターを生産する方法が提供される。この方法は、(a)複数のエッジ画素を含む第1画像と、前記第1画像よりもエッジ画素が少なく前記第1画像と平均濃度が等しい第2画像と、を処理パラメーターの複数の候補値に対応付けて印刷をするステップと、(b)印刷され滲みが生じた前記第1画像の印刷平均濃度が、印刷され滲みが生じた前記第2画像の印刷平均濃度と一致するように、前記処理パラメーターの値を決定するステップと、(c)決定した前記処理パラメーターの値を、インクジェットプリンターのメモリーに記憶させるステップと、を含む。
本開示の第2の形態によれば、画像の印刷を行うことが可能なインクジェットプリンターが提供される。このインクジェットプリンターは、複数のエッジ画素を含む第1画像と、前記第1画像よりもエッジ画素が少なく前記第1画像と平均濃度が等しい第2画像と、を取得する取得部と、印刷前処理の処理パラメーターを記憶するメモリーと、前記第1画像と前記第2画像のそれぞれに対して、前記処理パラメーターに従って前記印刷前処理を実行する印刷前処理部と、前記印刷前処理後の前記第1画像と前記第2画像を印刷する印刷部と、を備える。前記処理パラメーターは、印刷され滲みが生じた前記第1画像の印刷平均濃度が、印刷され滲みが生じた前記第2画像の印刷平均濃度と一致するように決定されている
本開示の第3の形態によれば、画像の特定部分におけるインク量を減少させる印刷前処理を実行して印刷を行うことが可能なインクジェットプリンターを生産する方法が提供される。この方法は、(a)複数のエッジ画素を含む第1画像と、前記第1画像よりもエッジ画素が少なく前記第1画像と平均濃度が等しい第2画像と、を含む画像データを準備するステップと、(b)前記第1画像に前記印刷前処理を行った後の印刷平均濃度が、前記第2画像に前記印刷前処理を行った後の印刷平均濃度と一致するように、前記印刷前処理の処理パラメーターの値を決定するステップと、(c)前記処理パラメーターの値を、インクジェットプリンターのメモリーに記憶させるステップと、を含む。
第1実施形態のインクジェットプリンターのブロック図。 エッジ処理を伴う印刷前処理のフローチャート。 エッジ抽出処理で使用する隣接画素を示す説明図。 第1実施形態におけるエッジ抽出閾値の決定手順を示す説明図。 第1画像と第2画像の濃度値の一例を示す説明図。 第1画像と第2画像の輝度値の一例を示す説明図。 第2実施形態において印刷される統合調整パターン画像の例を示す説明図。 第3実施形態のインクジェットプリンターのブロック図。 第3実施形態における階調変換の底上値の決定手順を示す説明図。 第3実施形態における階調変換特性を示すグラフ。
A. 第1実施形態
図1は、第1実施形態のインクジェットプリンター100のブロック図である。インクジェットプリンター100は、CPU200と、メモリー300と、スキャナー・サブシステム400と、プリンター・サブシステム500とを備えている。このインクジェットプリンター100は、プリンター機能とスキャナー機能とコピー機能とを有するマルチファンクションプリンターである。コピー機能とは、スキャナー機能を使用した読取った画像を印刷する機能である。CPU200とプリンター・サブシステム500は、本開示における「印刷部」として機能する。
CPU200は、UI制御部202と、閾値決定部204と、調整パターン生成部206と、コピー画像処理部208と、入出力管理部210と、抽出条件管理部212と、LUT管理部214と、印刷前処理部220と、の機能を実現する。これらの機能は、メモリー300に記憶されたソフトウェアプログラムをCPU200が実行することによって実現される。なお、本実施形態ではプロセッサーの一例としてCPUを用いているが、ASICなど他のプロセッサーを用いてもよい。
CPU200で実現される各部の機能は以下の通りである。
・UI制御部202は、マルチファンクションプリンターとしての複数の機能の切替えを制御する。具体的には、図示しないボタンなどのユーザーインターフェイスデバイスの入出力を制御する。
・閾値決定部204は、印刷媒体上に印刷された後述する調整パターン画像をスキャナー・サブシステム400で読み取り、この調整パターン画像を利用して、好ましいエッジ抽出閾値を決定する処理を実行する。閾値決定部204の処理内容については後述する。
・調整パターン生成部206は、異なる複数のエッジ抽出閾値に対応して複数の調整パターン画像を生成し、それぞれのエッジ抽出閾値で抽出したエッジ画素の位置をマークする。なお、調整パターン生成部206は、外部から調整パターン画像を取得してもよい。調整パターン画像を自ら生成する場合も、また、外部から取得する場合にも、調整パターン生成部206が調整パターン画像を取得する点では共通するので、調整パターン生成部206を「取得部」とも呼ぶ。
・コピー画像処理部208は、コピー機能において、スキャンデータから、カラーマッチング、文字線画強調、その他修正などの画像処理を行い、コピー出力となる印刷対象画像を生成する。
・入出力管理部210は、印刷対象となる画像の入力、及び、印刷ドットデータの出力管理を行う。
・抽出条件管理部212は、エッジ抽出に係る条件の変更・記憶・適用を管理する。
・LUT管理部214は、印刷対象画像の各画素のRGB値を、インクジェットプリンター100で使用可能なインクのインク量に変換する色変換ルックアップテーブル(LUT)306,308の変更・記憶・適用を管理する。
・印刷前処理部220は、印刷対象画像の画像データに色変換処理とハーフトーン処理とを含む印刷前処理を実行して、印刷ドットデータを生成する。色変換処理は、LUT306,308を参照しながら印刷対象画像の各画素のRGB値をインク量データに変換する処理である。ハーフトーン処理は、インク量データをインク滴の配置を示す印刷ドットデータに変換する処理である。「印刷前処理」とは、印刷ドットデータを用いて印刷を実行する前に行われる処理を意味する。本実施形態において、印刷前処理部220は、エッジ抽出部222を含んでいる。
・エッジ抽出部222は、後述するエッジ抽出処理を行う。エッジ抽出処理によってエッジとして抽出された画素を「エッジ画素」と呼び、エッジとして抽出されなかった画素を「非エッジ画素」と呼ぶ。
メモリー300は、入力画像保持部302と、抽出条件記憶部304と、通常LUT306と、エッジ用LUT308とを有している。入力画像保持部302は、各種の処理対象となる入力画像を保持する。抽出条件記憶部304は、エッジ抽出処理における抽出条件を記憶する。抽出条件は、例えば、エッジ抽出閾値や、エッジ抽出時に参照する隣接画素位置を含む。通常LUT306は、非エッジ画素に適用する色変換ルックアップテーブルである。エッジ用LUT308は、エッジ画素に適用する色変換ルックアップテーブルである。
エッジ用LUT308としては、例えば、通常LUT306の出力に一定のインク減少係数を乗じたものを使用できる。「一定のインク減少係数」とは、LUTへの入力に無関係な一定の値であって、LUTの出力に乗算される1未満の一定の正の値であることを意味する。また、インク減少係数は、インクジェットプリンター100で使用可能な複数の有彩色インクに共通する一定値であることが好ましい。インク量の減少係数を、複数の有彩色インクに共通する一定値に設定すれば、複数の有彩色インクの混色で再現されるエッジ部分において、エッジ処理前後で混色比が変化しないので、エッジ部分で色味が変わってしまうことを防止できるという利点がある。有彩色インク用の減少係数と無彩色インク用の減少係数は、異なる値に設定してもよい。
スキャナー・サブシステム400は、スキャン制御部402と、データバッファー404と、スキャナー機構部410とを備えている。スキャン制御部402は、スキャナー機構部410の制御や、スキャンデータの出力、データバッファー404の管理を行う。スキャナー機構部410は、イメージ・センサー412を用いて画像を取得し、データバッファー404に格納する。
プリンター・サブシステム500は、プリンター制御部502と、データバッファー504と、プリンター機構部510とを備えている。プリンター制御部502は、プリンター機構部510の制御や、印刷ドットデータの入力、データバッファー504の管理を行う。プリンター機構部510は、各色のインクジェット・ヘッド512を備え、印刷ドットデータに基づき印刷媒体上にインク吐出を行う機構である。プリンター機構部510の構成としては、シリアル方式とライン方式の何れも採用可能である。シリアル方式とは、ヘッドを印刷媒体の幅方向に走査させつつ印刷を行う機構である。ライン方式とは、印刷媒体の幅方向のほぼ全体にわたってノズルが配置されたライン状のヘッドを用いて印刷を行う機構である。
図2は、エッジ処理を伴う印刷前処理のフローチャートである。例えばRGB画像データが入力画像として入力されると、エッジ抽出部222が、ステップS10,S11~S14においてエッジ抽出処理を実行する。具体的には、エッジ抽出部222は、まず、ステップS10において画像内の各画素を注目画素としてその画素値を参照する。エッジ抽出部222は、更に、ステップS11~S14において、複数のインクの色相のそれぞれについて、注目画素がエッジ画素に相当するか否かを判定する。ここでは、インクジェットプリンター100が使用し得るインクの色相は、ブラックKと、シアンCと、マゼンタMと、イエローYの4つである。但し、これ以外の色相のインクを使用可能な場合には、その色相についてもエッジ画素の抽出を実行する。また、ブラックKのみを使用可能なモノクロインクジェットプリンターであれば、ブラックKについてのみエッジ画素の抽出を実行する。
図3は、エッジ抽出処理で使用する隣接画素を示す説明図である。本実施形態において、エッジ抽出部222は、注目画素0とその周囲の8つの隣接画素1~8とを用いてエッジ抽出処理を行う。但し、8隣接画素を用いる代わりに、斜め隣接を除く画素1~4の4隣接画素のみを用いても良い。
注目画素0がエッジ画素であるか否かの判定は、注目画素0の評価値E_0と、周辺画素1~8の評価値E_1~E_8とを用いて実行される。各画素の評価値E_jは、その画素のRGB値を用いて、以下の(1)式を用いて算出される。
評価値E_j=α1×R+α2×G+α3×B …(1)
ここで、係数α1~α3は、各インク色の補色に適合する係数の組合せであり、jは図3における画素位置0~8を示す値である。例えば、理想的なインク色が使用される場合には、係数α1~α3は以下の通りである。
・Kインクに対する評価値E_j(L):(α1,α2,α3)=(1,1,1)
・Cインクに対する評価値E_j(R):(α1,α2,α3)=(1,0,0)
・Mインクに対する評価値E_j(G):(α1,α2,α3)=(0,1,0)
・Yインクに対する評価値E_j(B):(α1,α2,α3)=(0,0,1)
但し、係数α1~α3を、実際のプリンター・サブシステム500で使用されるC,M,Yの各インク色の補色成分値R’,G’,B’に対応するように適宜設定してもよい。また、例えば、Kインクのみで印刷すべきとマークされた画素が存在する場合には、Kインクの濃淡を反映するように係数α1~α3を設定すればよい。例えばマークされた画素の画素値が一般的なRGB値で表現されている場合には、(α1,α2,α3)=(0.299,0.587,0.114)などを用いてもよい。
本実施形態では、エッジ抽出部222は、次の(2)式が成立する場合に注目画素0がエッジ画素であると判定する。
Max(|E_max-E_0|,|E_min-E_0|)>Th …(2)
ここで、E_0は注目画素0の評価値であり、E_maxは周辺画素1~8の評価値E_1~E_8のうちの最大値、E_minは周辺画素1~8の評価値E_1~E_8のうちの最小値、Thはエッジ抽出閾値である。|E_max-E_0|はE_maxとE_0の差分の絶対値であり、|E_min-E_0|はE_minとE_0の差分の絶対値である。また、Max()は、かっこ内の数値の最大値を取る演算を示す。
図2に示したように、エッジ抽出処理はインクの色相K,C,M,Yについてそれぞれ行われる。従って、エッジ抽出閾値Thも、これらの色相K,C,M,Yについてそれぞれ別個に設定される。各色相のエッジ抽出閾値Thの設定方法については更に後述する。
他の例として、エッジ抽出部222は、以下の(3)式が成立する場合に注目画素0がエッジ画素であると判定するようにしてもよい。
(E_max-E_0)>Th …(3)
この(3)式を用いる場合は、濃い側のエッジ画素だけが抽出される。
図2のステップS11~S14において、複数のインク色相のすべてについて注目画素がエッジ画素で無いと判定された場合には、その画素はエッジ画素ではないと判断されるので、ステップS20に進み、印刷前処理部220が、複数のインク色相のすべてについて通常LUT306を参照して色変換処理を実行する。一方、複数のインク色相のうちの1つ以上のインク色相について注目画素がエッジ画素であると判定された場合には、その画素はエッジ画素であると判断されるので、ステップS30に進み、印刷前処理部220が、複数のインク色相のすべてについてエッジ用LUT308を参照して色変換処理を実行する。色変換処理により、RGB値が複数種類のインクのインク量に変換される。前述したように、本実施形態で使用するエッジ用LUT308は、通常LUT306の出力であるインク量に、一定のインク減少係数を乗じたものである。このようなエッジ用LUT308を複数のインク色相のすべてについて使用すれば、複数の有彩色インクの混色で再現されるエッジ部分において、エッジ処理前後で混色比が変化しないので、エッジ部分で色味が変わってしまうことを防止できるという利点がある。なお、エッジ用LUT308を用いる代わりに、インク減少係数をメモリー300に記憶しておき、ステップS30において、まず通常LUT306を参照してRGB値をインク量に変換し、そのインク量にインク減少係数を乗じるようにしてもよい。
ステップS20又はステップS30において色変換処理が終了すると、印刷前処理部220が、ステップS40においてハーフトーン処理を実行し、各画素のインク量を、インク滴の配置を示す印刷ドットデータに変換する。この印刷ドットデータがプリンター・サブシステム500に転送されると、プリンター・サブシステム500が印刷を実行する。
このように、エッジ部分では、色変換処理においてエッジ用LUT308を使用して非エッジ部分よりもインク量を減少させることによって、エッジ部分におけるインク滲みを抑制することができる。但し、従来技術において説明したように、インクの減少量が過多の場合には文字の擦れや細線の欠けが発生し、一方、インクの減少量が過少の場合にはインク滲みが発生するという問題がある。そこで、本実施形態では、エッジ処理によるインクの減少が過剰になったり不足したりすることなく、適切なエッジ処理を行えるように、各インク色相のエッジ抽出閾値を決定する。
図4は、第1実施形態におけるエッジ抽出閾値Thの決定手順を示す説明図である。図4の処理は、インクジェットプリンター100で使用する複数のインク色相K,C,M,Yのそれぞれについて実行されて、4つのエッジ抽出閾値Th(K),Th(C),Th(M),Th(Y)が決定される。以下では、まず、ブラックインク用のエッジ抽出閾値Th(K)を決定する処理を説明する。
エッジ抽出閾値Thを決定するために、まず、調整パターン生成部206が、第1画像R1と第2画像R2とを含む調整パターン画像PTの画像データを準備する。第1画像R1は、複数のエッジ画素を含む画像である。第2画像R2は、第1画像R1とエッジ画素が異なり、かつ、第1画像R1と平均濃度が等しい画像である。ここで、「第1画像R1は、複数のエッジ画素を含む」という表現は、適切なエッジ抽出閾値を使用したときに、複数のエッジ画素が抽出されることを意味する。また、「第2画像R2は、第1画像R1よりもエッジ画素が異なり」という表現は、同一のエッジ抽出閾値を使用して第1画像R1と第2画像R2からエッジ画素を抽出した場合に、第1画像R1と第2画像R2とでエッジ画素の数が異なることを意味する。エッジ画素の数の差は後述の処理において違いが明確になるように、差を大きくしておくことが望ましい。「濃度」という語句は、インクのベタ塗り部分である「濃色部」の濃度を100%と定義し、インクの無い紙白の「淡色部」の濃度を0%と定義して、その両者が含まれる領域を測色して得られる平均明度と同じ明度を有する画素の濃度を、その領域の濃色部の割合で表した値である。例えば、或る画素の測色的な平均明度が、濃色部が50%である領域の測色的な明度と同じ場合には、その画素の濃度は50%である。例えば、ブラックインクのベタ塗り部分である濃色部の画素の濃度は100%であり、紙白である淡色部の画素の濃度は0%である。ブラックインクで調整パターン画像PTが印刷される場合には、「濃色部」のRGB値は(0,0,0)であり、「淡色部」のRGB値は(255,255,255)である。「画像の平均濃度」という語句は、その画像に含まれる複数の画素の濃度の平均値を意味する。
図5は、第1画像R1と第2画像R2の濃度値の一例を示す説明図である。ここで、濃度値は、濃色部の割合として表されている。濃色部の割合が100%である画素は濃色部そのものであり、濃色部の割合が0%である画素は淡色部である。濃色部の割合が50%である画素は、その測色的な濃度が濃色部と淡色部のちょうど中間の値となる画素である。
図5の例において、第1画像R1は互いに平行な複数の線を含む画像であり、第2画像R2はエッジ画素を含まない画像である。より具体的には、第1画像R1は、3画素幅の淡色部が縦方向に規則的に配列され、その間に、縦線部が描かれたものである。縦線部は、1画素幅の濃色部からなる線分と、その線分の両側に配置されたエッジ部分とを含んでいる。エッジ部分における濃度は、可能な限り多様な値となることが好ましい。図5の例では、第1画像R1のエッジ部分には、濃度値が1%から99%までの多様な値が設定されている。また、図5の例において、第2画像R2は、単一の濃度値を持つ画素のみで構成されており、エッジ部分が存在していない。「第2画像R2は、第1画像R1よりもエッジ画素が少ない」という表現は、この例のように、第2画像R2にエッジ画素が存在しない場合も含んでいる。なお、エッジ部分のどの画素がエッジ画素になるかは、エッジ抽出閾値に依存する。第2画像R2の濃度値は、第1画像R1の濃度の平均値と等しい値であり、この例では33.3%である。
図6は、図5に示した第1画像R1と第2画像R2の輝度値の一例を示す説明図である。輝度値Qは、次の(4)式に従って、濃度値Dにシステムのγ特性の補償を行うことによって得られる。
Q=255×(1-D)1/γ …(4)
ここで、Dは濃度値、γはシステムのγ特性値である。
例えば、γ特性値が2.2であるとすれば、濃度値が33.3%である画素の輝度値Qは255×(1-0.333)1/2.2=212となり、 RGBの輝度値Qは(R,G,B)=(212,212,212)となる。第1画像R1と第2画像R2の輝度値(R,G,B)は、このように設定された値である。
なお、第1画像R1としては、複数のエッジ画素を含むものであれば、図5に示すもの以外の任意の画像を使用することができる。例えば、淡色部と濃色部とを線幅比が50%となるように等間隔で描いた仮想パターンを作成し、仮想パターンの線分の配列方向を傾けることによって、多様な画素値が現れる第1画像R1を作成してもよい。或いは、仮想パターンの線分の繰返周期と画素周期との比が単純整数比とならないように変更を加えることによって、多様な画素値が現れる第1画像R1を作成してもよい。また、格子模様や曲線を用いて第1画像R1を作成してもよい。第2画像R2としては、第1画像R1よりもエッジ画素が少なく第1画像R1と平均濃度が等しいものであれば、図5に示すもの以外の任意の画像を使用することができる。
また、図4の例では、第1画像R1と第2画像R2が横に配列された調整パターン画像PTを用いていたが、第1画像R1と第2画像R2の配置や形状としては、これ以外のものを採用可能である。例えば、第2画像R2を、第1画像R1の周囲の枠領域として形成してもよい。また、第1画像R1と第2画像R2を1つの調整パターン画像PTとして準備するのではなく、別個の画像として準備してもよい。
図4のステップS100では、エッジ抽出部222が、第1画像R1と第2画像R2に対して、エッジ抽出閾値の候補値Th_1を用いてエッジ抽出処理を実行する。図4の処理では、エッジ抽出閾値としてn個の候補値Th_1~Th_nを使用するが、ステップS100では、まず第1の候補値Th_1を使用する。候補値の数nは、2以上の整数である。
ステップS200では、印刷前処理部220が、エッジのインク低減処理を伴う印刷前処理を実行する。本実施形態において、インク低減処理は、エッジ画素にエッジ用LUT308を使用して色変換処理を実行する処理を意味する。非エッジ画素には通常LUT306が適用されるので、非エッジ画素に比べてエッジ画素のインク量は低下する。前述したように、印刷前処理では、色変換処理の後にハーフトーン処理を実行することによって、印刷ドットデータを作成する。
ステップS300では、ステップS200で作成された印刷ドットデータに従って調整パターン画像PT_1の印刷を実行する。この調整パターン画像PT_1は、第1画像R1_1と第2画像R2_1とを含んでいる。これらの符号PT_1,R1_1,R2_1の末尾に「_1」が付されているのは、エッジ抽出閾値の1番目の候補値Th_1に対応するものであることを表すためである。これ以降の説明で使用する他の符号も同様である。
ステップS400では、ユーザーに印刷された紙をスキャナー・サブシステム400にセットさせ、印刷された調整パターン画像PT_1を、スキャナー・サブシステム400を用いて読み取る。
ステップS500では、閾値決定部204が、読み取られた調整パターン画像PT_1を用いて、第1画像R1_1の平均濃度と第2画像R2_1の平均濃度とを算出し、それらの差分である平均濃度差Diff_1を算出する。こうして得られる第1画像R1_1の平均濃度と第2画像R2_1の平均濃度のそれぞれを、「印刷平均濃度」とも呼ぶ。
上述したステップS100~S500の処理は、エッジ抽出閾値の2番目以降の候補値Th_2~Th_nに対しても同様に実行される。この結果、n個の候補値Th_1~Th_nに対するn個の平均濃度差Diff_1~Diff_nが得られる。ステップS600では、閾値決定部204が、平均濃度差Diff_1~Diff_nを用いて、平均濃度差Diffが可能な限り小さくなるように、好ましいエッジ抽出閾値Th_bestを決定する。例えば、複数の平均濃度差Diff_1~Diff_nの中で、絶対値が最小である値Diff_iを選択し、それに対応する候補値Th_iを好ましいエッジ抽出閾値Th_bestとして選択してもよい。或いは、平均濃度差Diffが可能な限り小さくなるように、補間演算を用いて好ましいエッジ抽出閾値Th_bestを決定してもよい。こうして決定されるエッジ抽出閾値Th_bestを「最適エッジ抽出閾値Th_best」とも呼ぶ。最適エッジ抽出閾値Th_bestを使用したときの第1画像R1と第2画像R2の平均濃度差Diffは、ゼロで無くても良いが、予め定められた許容範囲内にあることが好ましい。本開示において、「第1画像R1と第2画像R2の印刷平均濃度が一致する」という表現は、両者の平均濃度差Diffが予め定められた許容範囲内にあることを意味する。
最適エッジ抽出閾値Th_bestは、印刷前処理の処理パラメーターとしてメモリー300の抽出条件記憶部304に記憶され、その後の通常の印刷を行う際の印刷前処理において使用される。また、最適エッジ抽出閾値Th_bestを、インクジェットプリンター100と同等のインクジェット機能を有する他のインクジェットプリンターのメモリーに記憶させるようにしてもよい。ここで、「インクジェットプリンター100と同等のインクジェット機能を有する他のインクジェットプリンター」とは、使用する複数のインクと、印刷解像度と、吐出し得る複数のインク滴サイズと、がインクジェットプリンター100の値から許容誤差範囲内のプリンターを意味する。このような他のインクジェットプリンターには、スキャナー・サブシステム400は不要である。
最適エッジ抽出閾値Th_bestを使用すると、エッジ画素がより多い第1画像R1と、エッジ画素がより少ない第2画像R2とで、エッジ画素におけるインク低減処理を行った場合にも両者の印刷平均濃度が一致するので、エッジ処理によるインク減少量が過度になったり不足したりすることが無い。従って、インク減少量が過多な場合に発生する文字の擦れや細線の欠け、及び、インク減少量が過少な場合に発生するインク滲み等の不具合の発生を抑制することができる。
ブラックインクK以外の有彩色インクC,M,Y用のエッジ抽出閾値Th(C),Th(M),Th(Y)も、上述し図4と同じ手順に従ってそれぞれ決定することができる。また、最適なエッジ抽出閾値は、印刷媒体の種類に応じて異なるのが普通である。従って、最適なエッジ抽出閾値を、印刷媒体の種類に応じてそれぞれ設定することが好ましい。
なお、図4のステップS400では、スキャナー・サブシステム400により調整パターン画像PT_1を読み取るものとしていたが、この代わりに、別途に光センサーを設け、光センサーで測定された反射率から第1画像R1と第2画像R2の平均濃度差を求めるようにしても良い。例えば、インクジェットプリンター100の印刷媒体の搬送路に光センサーを設ければ、ユーザーがスキャン指示を行うことなく、エッジ抽出閾値の決定を行うことができ、ユーザーの利便性をさらに向上することができる。
また、上述の実施形態では、入力される印刷対象画像がRGB表色系で表現されている場合を説明したが、CMYK表色系の画像が入力される際にも本開示を適用できる。この場合には上述した(1)式をCMYK値の線型結合式に変更すればよい。こうすれば、混色に伴って発生する滲み減少の反映を比較的容易に行えるという利点がある。但し、インク低減に係る減少係数を、少なくとも有彩色について各色とも等しくすることによる効果には変わりはない。
以上のように、第1実施形態では、第1画像R1のエッジ処理後の印刷平均濃度が第2画像R2のエッジ処理後の印刷平均濃度と一致するエッジ抽出閾値Thを処理パラメーターとしてインクジェットプリンターに設定するので、エッジ処理が過剰となったり不足したりすることなく適切なエッジ処理を実現できる。なお、インクの減少量が過剰なことに起因する文字の擦れや細線の欠けやインクの減少量の不足に起因する文字のつぶれや細線の太りの問題は、特に、インクジェットプリンターのコピー機能を利用して画像を複数世代にわたってコピーを繰り返す場合に顕著である。従って、上述したような適切なエッジ抽出閾値Thの設定は、コピー機能を有するインクジェットプリンターに適用する場合に特に大きな効果が期待できる。
B. 第2実施形態
図7は、第2実施形態において印刷される統合調整パターン画像PTallの例を示す説明図である。第2実施形態の装置構成は図1に示した第1実施形態の装置構成と同じであり、また、図4の処理手順もステップS100~S300は第1実施形態と同じである。第2実施形態では、図4のステップS400,S500,S600に相当する行為を図7に示す統合調整パターン画像PTallを用いて作業者が実行する点が第1実施形態と異なる。
図7の統合調整パターン画像PTallは、エッジ抽出閾値の複数の候補値Th_1~Th_nを用いてそれぞれエッジ処理を行って印刷される調整パターン画像PT_1~PT_nをすべて含んでいる。また、それぞれの調整パターン画像PT_1~PT_nに隣接した位置に、エッジ抽出閾値の複数の候補値Th_1~Th_nの序数を示す候補番号PNが印刷されている。作業者は、この統合調整パターン画像PTallを観察し、第1画像R1と第2画像R2の印刷平均濃度の差が最も小さいと思われる1つの調整パターン画像を選択して、その候補番号PNをインクジェットプリンター100に設定する。メモリー300には、この候補番号PNに対応するエッジ抽出閾値が、エッジ処理で使用すべき最適エッジ抽出閾値Th_bestとして設定される。
このように、最適エッジ抽出閾値Th_bestの決定は、スキャナーを用いて調整パターン画像PTをスキャンすることなく、作業者が観察して行うことも可能である。この第2実施形態も、第1実施形態とほぼ同様の効果が得られる。なお、第2実施形態では、スキャナー・サブシステム400は省略可能である。
C. 第3実施形態
図8は、第3実施形態のインクジェットプリンター100aのブロック図である。第3実施形態の構成は、以下の点で第1実施形態の構成と異なる。
<CPU200の機能>
(1)第1実施形態の閾値決定部204が底上値決定部205に置き換えられている。
(2)第1実施形態の抽出条件管理部212が省略され、LUT管理部214が階調変換テーブル管理部230に置き換えられている。
(3)第1実施形態の印刷前処理部220はエッジ抽出部222を含んでいたが、第3実施形態の印刷前処理部220aは線画抽出部224と階調変換部226とを含んでいる。
<メモリー300の内容>
(1)抽出条件記憶部304とエッジ用LUT308が省略されている。
(2)通常階調変換テーブル316と線画用階調変換テーブル318とが記憶されている。
第3実施形態では、印刷前処理部220aが、色変換処理の前に、後述する階調変換処理を実行する。すなわち、印刷前処理部220aは、まず階調変換処理を実行し、その後に色変換処理とハーフトーン処理を実行する。
図9は、第3実施形態における階調変換処理に使用する階調変換特性を示すグラフである。階調変換処理は、図9に示すような階調変換特性を用いて印刷対象画像のRGB値を変換する処理である。入力値が0に近い部分は、暗い画像を表すシャドウ部分に相当する。通常の階調変換特性G0では、入力値が0~Q1の範囲では、出力値が0に維持され、入力値がQ1以上になると上に凸の曲線に従って出力値が上昇する。一方、線画用の階調変換特性G1では、入力値が0~Q2の範囲では、出力値が0でない底上値Btに維持され、入力値がQ2以上になると出力値が特性G0に従って上昇する。この底上値Btは、印刷前処理の処理パラメーターの一種である。
図9の例では、入力値がQ2の場合に、通常の階調変換特性G0と線画用の階調変換特性G1とが一致していたが、両者は一致していなくてもよい。すなわち、線画用の階調変換特性G1は、底上値Bt以外の部分でも通常の階調変換特性G0からやや上方にずれた曲線となるように設定してもよい。図8の通常階調変換テーブル316は、図9の通常の階調変換特性G0を表すテーブルであり、図8の線画用階調変換テーブル318は、図9の線画用の階調変換特性G1を表すテーブルである。
線画に対する階調変換において、シャドウ部分の輝度値を底上値Btに上昇させるようにすれば、線画におけるインク量が減少するので、線画を印刷した際にインクの滲みが発生する可能性を低減できる。但し、底上値Btが過度に大きいとインク減少量が過多になって線画の形状が崩れてしまい、一方、底上値Btが過度に小さいとインク減少量が過少になって線画の周辺に滲みが発生するという不具合がある。第3実施形態では、このような不具合の発生を抑制するために、適切な底上値Btを決定する。
図10は、第3実施形態における階調変換の底上値Btの決定手順を示す説明図である。この手順は、第1実施形態において図4で説明した手順に類似したものであり、図4のステップS100~S600を、ステップS110~S610に置き換えたものである。なお、第1実施形態と同様に、以下では、ブラックインク用の底上値Bt(K)を決定する処理を説明する。
図10の処理に使用する調整パターン画像PTとしては、第1実施形態で使用した調整パターン画像PTと同じものを使用することができる。すなわち、第1画像R1は複数のエッジ画素を含む画像であり、第2画像R2は第1画像R1よりもエッジ画素が少なく、かつ、第1画像R1と平均濃度が等しい画像である。なお、第3実施形態では、第1画像R1として線画を含むものを使用することが好ましい。
ステップS110では、線画抽出部224が、第1画像R1と第2画像R2に対して線画抽出処理を実行する。線画抽出処理は既知なので、ここではその処理内容の説明は省略する。ステップS210では、階調変換部226が、底上値の候補値Bt_1を用いて階調変換処理を実行する。図10の処理では、底上値として複数の候補値Bt_1~Bt_nを使用するが、ステップS210では、まず第1の候補値Bt_1を使用する。具体的には、図9の線画用の階調変換特性G1として、底上値がBt_1となっている特性を使用する。ステップS210の印刷前処理では、この階調変換処理の後に、色変換処理とハーフトーン処理とが実行されて、印刷ドットデータが生成される。
ステップS310では、ステップS210で作成された印刷ドットデータに従って調整パターン画像PT_1の印刷を実行する。ステップS410では、印刷された調整パターン画像PT_1を、スキャナー・サブシステム400を用いて読み取る。ステップS510では、底上値決定部205が、読み取られた調整パターン画像PT_1を用いて、第1画像R1_1の平均濃度と第2画像R2_1の平均濃度とを算出し、それらの差分である平均濃度差Diff_1を算出する。
上述したステップS110~S510の処理は、底上値の2番目以降の候補値Bt_2~Bt_nに対しても同様に実行され、n個の候補値Bt_1~Bt_nに対するn個の平均濃度差Diff_1~Diff_nが得られる。ステップS610では、底上値決定部205が、平均濃度差Diff_1~Diff_nを用いて、平均濃度差Diffが可能な限り小さくなるように、好ましい底上値Bt_bestを決定する。こうして決定される底上値Bt_bestを「最適底上値Bt_best」とも呼ぶ。最適底上値Bt_bestを使用する階調変換特性G1は、線画用階調変換テーブル318としてメモリー300に記憶され、その後の通常の印刷を行う際の印刷前処理において使用される。
最適底上値Bt_bestを使用すると、多い第1画像R1と第2画像R2に対して階調変換処理を行った場合にも両者の印刷平均濃度が一致するので、エッジ処理によるインク減少量が過度になったり不足したりすることが無い。従って、インク減少量が過多な場合に発生する線画の崩れや、インク減少量が過少な場合に発生するインク滲み等の不具合の発生を抑制することができる。
ブラックインクK以外の有彩色インクC,M,Y用の底上値Bt(C),Bt(M),Bt(Y)も、上述した図10と同じ手順に従ってそれぞれ決定することができる。また、最適な底上値は、印刷媒体の種類に応じて異なるのが普通である。従って、最適な底上値を、印刷媒体の種類に応じてそれぞれ設定することが好ましい。
以上のように、第3実施形態では、第1画像R1の階調変換処理後の印刷平均濃度が第2画像R2の階調変換処理後の印刷平均濃度と一致する底上値Btを処理パラメーターとしてインクジェットプリンターに設定するので、底上値Btによるインク量の減少が過剰となったり不足したりすることなく適切な階調変換処理を実現できる。
D. 他の実施形態
本開示は、上述した実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実現することができる。例えば、本開示は、以下の形態(aspect)によっても実現可能である。以下に記載した各形態中の技術的特徴に対応する上記実施形態中の技術的特徴は、本開示の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、本開示の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
例えば、第1画像R1と第2画像R2とは、全てを同じ紙に印刷して一回のスキャンで読み取るようにしてもよいし、一部を同じ種類の別の紙に印刷して複数回のスキャンで読み取るようにしてもよい。同じ紙に印刷してスキャンユニットで読み取る場合、印刷した位置と1~nの対応関係に応じて、どの画像がR1_1からR1_nやR1_1からR2_nであるかを特定したうえで、平均濃度を読取り取得する。また、エッジ画素がない第2画像R2を1つだけ印刷して、複数の第1画像R1のそれぞれと比較するようにしてもよい。
また、図4のステップS100とステップS200は予め実行することで全ての閾値についての印刷用データを作成して、不揮発性メモリーに記憶させておき、その後の工程とは切り離してもよい。この場合、複数の印刷媒体に同じ印刷用データを使いまわしてステップS300の印刷を行ったり、複数のインクジェットプリンターに同じ印刷用データを使いまわしてステップS300の印刷を行ったりしてもよい。
さらに、エッジ抽出閾値や底上値を調整するのではなくインク減少係数又はエッジ用LUTを調整するようにしてもよいし、エッジ抽出閾値や底上値に加えてインク減少係数又はエッジ用LUTも調整するようにしてもよい。すなわち、処理パラメーターには、インク減少係数やエッジ用LUTも対応させることができる。具体的には、第1画像や第2画像を印刷する際にインク減少係数やエッジ用LUTを変化させてそれぞれ印刷し、印刷後、印刷平均濃度が一致するインク減少係数やエッジ用LUTを求めて、求めたインク減少係数やエッジ用LUTをメモリーに記憶させて印刷に用いるようにしてもよい。ただし、プリンターの印刷可能な最小インク滴量などの制約や色毎に独立して変化させることができないということから、インクの減少係数やエッジ用LUTではなく、エッジ抽出閾値や底上値で調整する方が望ましい。
(1)本開示の第1形態によれば、処理パラメーターに基づいて印刷を行うことが可能なインクジェットプリンターを生産する方法が提供される。この方法は、(a)複数のエッジ画素を含む第1画像と、前記第1画像よりもエッジ画素が少なく前記第1画像と平均濃度が等しい第2画像と、を処理パラメーターの複数の候補値に対応付けて印刷をするステップと、(b)印刷され滲みが生じた前記第1画像の印刷平均濃度が、印刷され滲みが生じた前記第2画像の印刷平均濃度と一致するように、前記処理パラメーターの値を決定するステップと、(c)決定した前記処理パラメーターの値を、インクジェットプリンターのメモリーに記憶させるステップと、を含む。
この方法によれば、第1画像の印刷前処理後の印刷平均濃度が第2画像の印刷前処理後の印刷平均濃度と一致する処理パラメーターの値をインクジェットプリンターに設定するので、印刷前処理が過剰となったり不足したりすることなく適切な印刷前処理を実現でき、ひいては適切な印刷を行うことが可能なインクジェットプリンターが完成する。なお、この方法は、インクジェットプリンターのメーカー工場での最初の生産の一部として実施することもできる。また、印刷前処理が過剰となったり不足したりするインクジェットプリンターから印刷前処理が過剰となったり不足したりしない、印刷品質が良いインクジェットプリンターを完成させる方法、すなわち再生産する方法として、ユーザーの使用場所で実施することもできる。
(2)上述の方法において、前記ステップ(a)は、エッジ抽出閾値を用いて画像内のエッジ画素を検出するエッジ抽出処理と、検出されたエッジ画素におけるインク量を減少させるインク低減処理と、を含むエッジ処理を実行するステップを含み、前記処理パラメーターは前記エッジ抽出閾値であるものとしてもよい。
この方法によれば、エッジ処理が過剰となったり不足したりすることなく適切なエッジ処理を実現できる。
(3)上述の方法において、前記インク低減処理におけるインク量の減少係数は、複数の有彩色インクに共通する一定値に設定されるものとしてもよい。
この方法によれば、複数の有彩色インクの混色で再現されるエッジ部分においても、インク低減処理前後で混色比が変化しないので、エッジ部分で色味が変わってしまうことを防止できる。
(4)上述の方法において、前記エッジ抽出閾値は、前記複数の有彩色インクに対してそれぞれ設定されるものとしてもよい。
この方法によれば、エッジ部分で色味が変わってしまうことを防止しつつ、各有彩色インクに対するエッジ抽出閾値をそれぞれ適切な値に設定できる。
(5)上述の方法において、前記ステップ(a)は、画像内の線画を抽出する線画抽出処理と、抽出した前記線画におけるシャドウ部分の輝度値を底上値まで上昇させる階調変換処理と、を実行するステップを含み、前記処理パラメーターは前記底上値であるものとしてもよい。
この方法によれば、線画に対するインクが過剰や過少とならないように適切な階調変換処理を実現できる。
(6)上述の方法において、前記第1画像は、互いに平行な複数の線を含む画像であり、前記第2画像は、エッジ画素を含まない画像であるものとしてもよい。
この方法によれば、第1画像と第2画像を容易に準備できる。
(7)上述の方法において、nを2以上の整数としたとき、前記ステップ(a)は、
前記処理パラメーターのn個の候補値を用いて前記第1画像と前記第2画像の画像データに印刷前処理を行って、前記第1画像と前記第2画像とをそれぞれ含むn個の調整パターン画像を印刷媒体上に印刷するステップを含み、前記ステップ(b)は、前記n個の調整パターン画像における前記第1画像の印刷平均濃度と前記第2画像の印刷平均濃度を取得するステップと、前記n個の調整パターン画像における前記第1画像の印刷平均濃度と前記第2画像の印刷平均濃度から、前記印刷前処理の処理パラメーターの値を決定するステップと、を含むものとしてもよい。
この方法によれば、処理パラメーターの適切な値を容易に決定できる。
(8)上述の方法において、前記ステップ(c)は、印刷媒体の種類に対応付けて前記処理パラメーターの値を前記メモリーに記憶させるステップを含むものとしてもよい。
この方法によれば、印刷媒体の種類毎に適切な処理パラメーターの値を設定できる。
(9)本開示の第2の形態によれば、画像の印刷を行うことが可能なインクジェットプリンターが提供される。このインクジェットプリンターは、複数のエッジ画素を含む第1画像と、前記第1画像よりもエッジ画素が少なく前記第1画像と平均濃度が等しい第2画像と、を取得する取得部と、前記第1画像と前記第2画像を印刷する印刷部と、を備える。前記印刷部は、印刷され滲みが生じた前記第1画像の印刷平均濃度が、印刷され滲みが生じた前記第2画像の印刷平均濃度と一致するような印刷を行う。
(10)本開示の第2の形態によれば、画像の特定部分におけるインク量を減少させる印刷前処理を実行して印刷を行うことが可能なインクジェットプリンターを生産する方法が提供される。この方法は、(a)複数のエッジ画素を含む第1画像と、前記第1画像よりもエッジ画素が少なく前記第1画像と平均濃度が等しい第2画像と、を含む画像データを準備するステップと、(b)前記第1画像に前記印刷前処理を行った後の印刷平均濃度が、前記第2画像に前記印刷前処理を行った後の印刷平均濃度と一致するように、前記印刷前処理の処理パラメーターの値を決定するステップと、(c)前記処理パラメーターの値を、インクジェットプリンターのメモリーに記憶させるステップと、を含む。
本開示は、上述した形態に限らず、インクジェットプリンターの設定方法や、印刷前処理の処理パラメーターの決定方法などの他の形態としても実現可能である。
100,100a…インクジェットプリンター、200…CPU、202…UI制御部、204…閾値決定部、205…底上値決定部、206…調整パターン生成部、208…コピー画像処理部、210…入出力管理部、212…抽出条件管理部、214…LUT管理部、220,220a…印刷前処理部、222…エッジ抽出部、224…線画抽出部、226…階調変換部、230…階調変換テーブル管理部、300…メモリー、302…入力画像保持部、304…抽出条件記憶部、306…通常LUT、308…エッジ用LUT、316…通常階調変換テーブル、318…線画用階調変換テーブル、400…スキャナー・サブシステム、402…スキャン制御部、404…データバッファー、410…スキャナー機構部、412…イメージ・センサー、500…プリンター・サブシステム、502…プリンター制御部、504…データバッファー、510…プリンター機構部、512…インクジェット・ヘッド

Claims (10)

  1. 処理パラメーターに基づいて印刷を行うことが可能なインクジェットプリンターを生産する方法であって、
    (a)複数のエッジ画素を含む第1画像と、前記第1画像よりもエッジ画素が少なく前記第1画像と平均濃度が等しい第2画像と、を処理パラメーターの複数の候補値に対応付けて印刷をするステップと、
    (b)印刷され滲みが生じた前記第1画像の印刷平均濃度が、印刷され滲みが生じた前記第2画像の印刷平均濃度と一致するように、前記処理パラメーターの値を決定するステップと、
    (c)決定した前記処理パラメーターの値を、インクジェットプリンターのメモリーに記憶させるステップと、
    を含む、方法。
  2. 請求項1に記載の方法であって、
    前記ステップ(a)は、エッジ抽出閾値を用いて画像内のエッジ画素を検出するエッジ抽出処理と、検出されたエッジ画素におけるインク量を減少させるインク低減処理と、を含むエッジ処理を実行するステップを含み、
    前記処理パラメーターは前記エッジ抽出閾値である、方法。
  3. 請求項2に記載の方法であって、
    前記インク低減処理におけるインク量の減少係数は、複数の有彩色インクに共通する一定値に設定される、方法。
  4. 請求項3に記載の方法であって、
    前記エッジ抽出閾値は、前記複数の有彩色インクに対してそれぞれ設定される、方法。
  5. 請求項1に記載の方法であって、
    前記ステップ(a)は、画像内の線画を抽出する線画抽出処理と、抽出した前記線画におけるシャドウ部分の輝度値を底上値まで上昇させる階調変換処理と、を実行するステップを含み、
    前記処理パラメーターは前記底上値である、方法。
  6. 請求項1~5のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記第1画像は、互いに平行な複数の線を含む画像であり、
    前記第2画像は、エッジ画素を含まない画像である、方法。
  7. 請求項1~6のいずれか一項に記載の方法であって、
    nを2以上の整数としたとき、
    前記ステップ(a)は、
    前記処理パラメーターのn個の候補値を用いて前記第1画像と前記第2画像の画像データに印刷前処理を行って、前記第1画像と前記第2画像とをそれぞれ含むn個の調整パターン画像を印刷媒体上に印刷するステップを含み、
    前記ステップ(b)は、
    前記n個の調整パターン画像における前記第1画像の印刷平均濃度と前記第2画像の印刷平均濃度を取得するステップと、
    前記n個の調整パターン画像における前記第1画像の印刷平均濃度と前記第2画像の印刷平均濃度から、前記印刷前処理の処理パラメーターの値を決定するステップと、
    を含む、方法。
  8. 請求項1~7のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記ステップ(c)は、印刷媒体の種類に対応付けて前記処理パラメーターの値を前記メモリーに記憶させるステップを含む、方法。
  9. 画像の印刷を行うことが可能なインクジェットプリンターであって、
    複数のエッジ画素を含む第1画像と、前記第1画像よりもエッジ画素が少なく前記第1画像と平均濃度が等しい第2画像と、を取得する取得部と、
    印刷前処理の処理パラメーターを記憶するメモリーと、
    前記第1画像と前記第2画像のそれぞれに対して、前記処理パラメーターに従って前記印刷前処理を実行する印刷前処理部と、
    前記印刷前処理後の前記第1画像と前記第2画像を印刷する印刷部と、
    を備え、
    前記処理パラメーターは、印刷され滲みが生じた前記第1画像の印刷平均濃度が、印刷され滲みが生じた前記第2画像の印刷平均濃度と一致するように決定されている、インクジェットプリンター。
  10. 画像の特定部分におけるインク量を減少させる印刷前処理を実行して印刷を行うことが可能なインクジェットプリンターを生産する方法であって、
    (a)複数のエッジ画素を含む第1画像と、前記第1画像よりもエッジ画素が少なく前記第1画像と平均濃度が等しい第2画像と、を含む画像データを準備するステップと、
    (b)前記第1画像に前記印刷前処理を行った後の印刷平均濃度が、前記第2画像に前記印刷前処理を行った後の印刷平均濃度と一致するように、前記印刷前処理の処理パラメーターの値を決定するステップと、
    (c)前記処理パラメーターの値を、インクジェットプリンターのメモリーに記憶させるステップと、
    を含む、方法。
JP2019227808A 2019-12-18 2019-12-18 インクジェットプリンターを生産する方法、及び、インクジェットプリンター Active JP7413752B2 (ja)

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