JPWO2018012230A1 - 画像処理装置及び方法、プログラム、並びにインクジェット印刷システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は実施形態に係るインクジェット印刷システムの構成例を概略的に示したブロック図である。インクジェット印刷システム10は、画像処理装置12と、印刷制御装置14と、インクジェット印刷装置16と、を含んで構成される。インクジェット印刷装置16は、インク吐出ヘッド20と、被印刷媒体である基材22を供給する基材供給部24と、基材搬送機構26と、基材回収部28と、を備える。
テキスタイル基材に印刷を行うと滲みが顕著に発生する。また、テキスタイル基材の構造及び糸の材質に依存して滲み方は変わる。テキスタイル基材の構造に関する要素には、例えば、縦糸と横糸の組み合わせ方を表す織り方、縦と横のそれぞれの糸の密度、並びに、縦糸と横糸のそれぞれの糸の太さが含まれる。
図7は実施形態に係る画像処理装置12における画像処理フローの概要を示すブロック図である。画像処理装置12は、テキスタイル基材の種類ごとのインクの濡れ広がり方の特性を勘案して、インクの濡れ広がりによる画質劣化を軽減するように、CMYK各色の印字パターンを決定するための画像情報を生成する滲み抑制画像処理P110を実施する。
図9から図14は予め用意されたフィルタ関数の具体例を示すグラフである。図15及び図16は滲み抑制方向及び範囲算出関数生成処理P122によって生成された滲み抑制方向及び範囲算出関数50の具体例を示すフィルタである。
ここで図9から図14に例示したフィルタ関数の生成方法を説明する。基本的な考え方は、再現目標としている出力画像と、実際に基材上に印刷された出力画像の差分からフィルタを生成するというものである。ただし、実際には再現目標としている出力画像と実際の出力画像は共にランダムネスを有する。したがって、それぞれの画像についての近似関数を生成し、それらの差分からフィルタを生成する。近似関数としてシグモイド関数を用いることができる。
図24は滲み抑制位置及び強度算出処理P124の内容を概念的に示した説明図である。滲み抑制位置及び強度算出処理P124は、C、M、Y及びKの各色の分版画像46に対して、それぞれ滲み抑制方向及び範囲算出関数50を適用してフィルタ処理を行い、滲み抑制用画像47を生成する処理である。滲み抑制用画像47は、画像データ40に応じた滲み抑制位置と滲み抑制強度を表す画像情報である。滲み抑制位置及び強度算出処理P124は、基材22におけるインクが濡れ広がりを勘案して縦方向及び横方向の各方向について重み付けしたフィルタ処理と、フィルタ処理の出力の絶対値を取る処理と、縦方向及び横方向のそれぞれのフィルタ処理の出力の絶対値を取った結果の画像同士を足し合わせる加算処理と、を含む。
図8に示された差分処理P126では、分版処理P120によって得られた各色の分版画像46から、各色の滲み抑制用画像47を減算し、各色の滲み抑制処理済画像44を生成する処理が行われる。図24で説明したように滲み抑制位置及び強度算出処理P124によって生成されたC、M、Y及びKの各色の滲み抑制用画像47を、既に分版した分版画像46から引き、C、M、Y及びKの各色の滲み抑制処理済画像44が得られる。滲み抑処理済画像44は元の画像データ40と比較してエッジの印字量を抑制するように画像信号値が修正されたものとなっている。つまり、滲み抑制処理済画像44は分版画像46と比べてインクの付与位置及び/又はインク付与量が制限される画像データである。
繊維に対する液体の浸透を表す代表的な式は以下に示すルーカス・ウォッシュバーン(Lucas-Washburn)の式である。
図26は糸の太さとインクの濡れ広がり距離の関係を模式的に示した説明図である。図26には、糸の太さが異なる2種類の基材の断面図が模式的に示されている。図26の上段には相対的に細い糸90から成る基材92にインク94が付与された様子が示されている。図26の上段右側は基材92にインク94が浸透して濡れ広がった様子を表している。図26の下段には相対的に太い糸96の基材98にインク94が付与された様子が示されている。図26の下段右側は基材98にインク94が浸透して濡れ広がった様子を表している。細い糸90から成る基材92の面方向へのインク94の濡れ広がり距離L1は、太い糸96から成る基材98の面方向へのインク94の濡れ広がり距離L2よりも大きい。
織りの種類が異なると、印字面に表れている糸の量が縦糸と横糸とで異なる。例えば、綾織では縦糸と横糸の比率は概略1:2となっている。朱子織では縦糸と横糸の比率は、概略1:4となっている。印字面に表れている縦糸と横糸の比率が異なるとそれだけ受け取るインク量に違いが生じ、かつ受けとったインクが多いほど、濡れ広がりは大きくなる。したがって、織り種によるインク浸透距離の違いが縦糸及び横糸の間で生じることになる。このように、織り種はインクの濡れ広がりの方向依存性に関係しており、滲み易い方向を特定する上で有益な情報となり得る。
図27は基材情報とCMYK印字パターン制御の関係を模式的に示した説明図である。基材情報42として、基材種、糸の太さ、及び織り種の情報を組み合わせて用いることができる。基材種は、繊維の種類を特定する情報であり、具体的には縦糸及び横糸のそれぞれの糸の種類を特定する糸種情報である。基材種は、表面張力に関係する。糸の太さは、厚みに関係する。基材ごとのインクの濡れ広がり方は、滲み量と滲み方向の組み合わせによって評価することができる。滲み量は、滲み範囲、濡れ広がり範囲、濡れ広がり距離、又は浸透距離などの用語に置き換えても良い。滲み方向は、濡れ広がり方向、又は浸透方向などの用語に置き換えてもよい。織り種は、滲み方向と滲み量に関係する。
ここで実施形態に係るインクジェット印刷システム10によって実現される画像形成プロセスの概略イメージを簡単な図を用いて説明する。
図32は画像処理装置12の機能的構成を示すブロック図である。画像処理装置12は、画像取得部142と、基材情報取得部144と、滲み抑制画像処理部146とを備える。画像取得部142は、画像データ40を取り込む画像入力インターフェース部である。画像取得部142は、外部又は装置内の他の信号処理部から画像データ40を取り込むデータ入力端子で構成することができる。画像取得部142として、有線又は無線の通信インターフェース部を採用してもよいし、メモリカードなどの外部記憶装置の読み書きを行うメディアインターフェース部を採用してもよく、若しくは、これら態様の適宜の組み合わせであってもよい。
図34は実施形態に係る画像処理プロセスのフローチャートである。図34のフローチャートの各ステップは画像処理装置12によって実行される。
図35は本実施形態のインクジェット印刷装置16を用いた捺染プロセスの例を示すフローチャートである。図35に例示の捺染プロセスは、画像処理工程(ステップS51)と、印字工程(ステップS52)と、発色工程(ステップS53)と、乾燥工程(ステップS54)と、を含む。
本実施形態において使用するインクジェット捺染用インクは、親油性媒体や水性媒体中に色材を溶解及び/又は分散させることによって作製することができる。好ましくは、水性媒体を用いたインクである。色材は染料又は顔料である。
図36は画像処理装置12のハードウェア構成の例を示すブロック図である。画像処理装置12は、コンピュータを用いて実現することができる。コンピュータには、デスクトップ型、ノート型、又はタブレット型など、各種形態のコンピュータが含まれる。また、コンピュータには、サーバコンピュータであってもよいし、マイクロコンピュータであってもよい。
図37はインクジェット印刷装置の他の構成例を示す図である。図37に示されたインクジェット印刷装置210は、供給側ロール214、基材搬送部216、インク付与部220、後処理部224、及び巻取ロール228を備えている。供給側ロール214は、基材供給部の一例である。基材搬送部216は基材搬送機構の一例である。巻取ロール228は基材回収部の一例である。
図38はインクジェット印刷システムの制御系の概略構成が示されるブロック図である。図38において、図1、図32、図33及び図37に示された構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。図38に示されたインクジェット印刷システム10Aは、印刷制御装置240とインクジェット印刷装置210とを含んで構成される。印刷制御装置240は、図1に示された画像処理装置12の画像処理機能と、印刷制御装置14の制御機能とを搭載した制御装置である。
図18において説明したサンプリング領域64は、目標画像62の長方形パターンにおける右側の画像境界62Aを含む位置に設定されているが、目標画像62の長方形パターンにおける左側の画像境界を含む位置にサンプリング領域を設定することも可能である。
上述の実施形態では、基材情報として、基材種、糸の太さ、及び織り種の情報を用いて滲み抑制関数である前処理液方向及び範囲算出関数を決定する例を説明したが、発明の実施に際しては、基材情報のうち、特定の1つ、特に基材種のみの情報に基づいて滲み抑制関数を決定してもよい。
基材情報として、基材種のみの情報が与えられた場合の滲み抑制方向及び範囲算出関数生成処理P122の他の具体例として、次のような処理を採用し得る。
布帛の種類によっては縦糸方向又は横糸方向のいずれか一方向のみについてインクの濡れ広がりが顕著に発生するという場合も想定される。このように顕著な方向依存性を有する布帛に印刷を行う場合に、滲み抑制画像処理P110において横方向フィルタ又は縦方向フィルタのどちらか一方のフィルタだけを用いて滲み抑制処理済画像44を生成することも考えられる。
基材情報42はユーザインターフェースを通じて取得される構成に限らず、バーコードリーダー、無線タグ読取装置、若しくは撮像センサなどの情報読取装置及び/又はセンサを用いて自動的に取得される構成を採用してもよい。基材情報42を自動取得するための情報読取装置及び/又はセンサは、基材情報取得手段の一形態に該当する。
上述の実施形態では、被印刷媒体である基材を搬送することにより、インク吐出ヘッドと基材とを相対移動させて描画を行う構成を例示したが、停止した基材に対してインク吐出ヘッドを移動させることにより、インク吐出ヘッドと基材とを相対移動させて描画を行う構成を採用してもよい。なお、シングルパス方式のラインヘッドは、通常、基材搬送方向と直交する基材幅方向に沿って配置されるが、基材搬送方向と直交する基材幅方向に対して、ある角度を持たせた斜め方向に沿ってラインヘッドを配置する態様もあり得る。
画像処理装置12の機能は1台のコンピュータによって実現してもよいし、複数台のコンピュータを組み合わせて実現してもよい。例えば、滲み抑制画像処理P110を実施する機能を備えた画像処理装置と、ハーフトーン処理P130を実施する機能を備えた画像処理装置と、を別々のコンピュータによって構成してもよい。また、例えば、分版処理P120とハーフトーン処理P130とを実施する機能を備えた画像処理装置と、滲み抑制方向及び範囲算出関数生成処理P122と滲み抑制位置及び強度算出処理P124と差分処理P126とを実施する機能を備えた画像処理装置と、を別々のコンピュータによって構成してもよい。画像処理装置12又は画像処理部260の処理機能の一部又は全部は集積回路を用いて実現してもよい。
上述の実施形態及び変形例1−6で説明した画像処理装置12又は画像処理部260の処理機能をコンピュータに実現させるプログラムをCD−ROM(Compact Disc read-only memory)や磁気ディスクその他の有体物たる非一時的な情報記憶媒体であるコンピュータ可読媒体に記録し、この情報記憶媒体を通じてプログラムを提供することが可能である。またこのような有体物たる非一時的な情報記憶媒体にプログラムを記憶させて提供する態様に代えて、インターネットなどの通信ネットワークを利用してプログラム信号をダウンロードサービスとして提供することも可能である。
上述した各実施形態及び変形例として説明した構成によれば、次のような利点がある。
インク吐出ヘッド20の各ヘッドの吐出方式に関して、吐出エネルギーを発生させる手段は、圧電素子に限らず、発熱素子や静電アクチュエータなど、様々な吐出エネルギー発生素子を適用し得る。例えば、発熱素子による液体の加熱による膜沸騰の圧力を利用して液滴を吐出させる方式を採用することができる。液体吐出ヘッドの吐出方式に応じて、相応の吐出エネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
「縦糸」は経糸と同義である。「横糸」は緯糸と同義である。縦糸方向と横糸方向は織物を織る製造工程において決定される。縦糸方向と横糸方向は印刷時における絵柄の天地方向及び水平方向とは必ずしも一致しない。インクジェット印刷装置における基材搬送方向と基材の縦糸方向又は横糸方向の関係を特定し、必要に応じて画像データ40を回転させて、関数データベースに保持されている関数データの縦方向及び横方向の条件と、印刷時の絵柄の向きとを整合させて滲み抑制処理済画像44を生成すればよい。
10A インクジェット印刷システム
12 画像処理装置
14 印刷制御装置
16 インクジェット印刷装置
20 インク吐出ヘッド
20C Cインク吐出ヘッド
20M Mインク吐出ヘッド
20Y Yインク吐出ヘッド
20K Kインク吐出ヘッド
22 基材
24 基材供給部
26 基材搬送機構
28 基材回収部
30 キャリッジ
32 キャリッジ駆動機構
34 綿布
35 領域
36 横糸
38 縦糸
39 破線円
40 画像データ
42 基材情報
44 滲み抑制処理済画像
46 分版画像
46C C画像
46M M画像
46Y Y画像
46K K画像
47 滲み抑制用画像
47C C成分の滲み抑制用画像
47M M成分の滲み抑制用画像
47Y Y成分の滲み抑制用画像
47K K成分の滲み抑制用画像
48 各版の2値画像
50A 横方向フィルタ
50B 縦方向フィルタ
52 横方向滲み抑制用画像
52C C成分の横方向滲み抑制用画像
52M M成分の横方向滲み抑制用画像
52Y Y成分の横方向滲み抑制用画像
52K K成分の横方向滲み抑制用画像
53 縦方向滲み抑制用画像
53C C成分の縦方向滲み抑制用画像
53M M成分の縦方向滲み抑制用画像
53Y Y成分の縦方向滲み抑制用画像
53K K成分の縦方向滲み抑制用画像
62 目標画像
62A 画像境界
64 サンプリング領域
72 実際画像
80 毛管
82 液体
84 メニスカス
90 細い糸
92 基材
94 インク
96 太い糸
98 基材
102 縦糸
104 横糸
110 画像
114 元画像
116 印刷画像
117 出力結果画像
124 滲み抑制処理済画像
126 印刷画像
127 出力結果画像
142 画像取得部
144 基材情報取得部
146 滲み抑制画像処理部
148 操作部
150 表示部
152 滲み抑制方向及び範囲算出関数決定部
154 滲み抑制位置及び強度算出処理部
154A フィルタ処理部
154B 絶対値処理部
154C 加算処理部
156 関数データベース記憶部
160 メモリ
162 分版処理部
164 差分処理部
166 ハーフトーン処理部
168 情報出力部
181 中央演算処理装置(CPU)
182 メモリ
183 ハードディスク装置
184 入力インターフェース部
185 通信インターフェース部
186 表示制御部
187 周辺機器用インターフェース部
188 バス
210 インクジェット印刷装置
214 供給側ロール
216 基材搬送部
220 インク付与部
224 後処理部
226 芯
228 巻取ロール
230 搬送ローラ
232 ニップローラ対
234 テンションローラ
236 芯
240 印刷制御装置
250 システム制御部
252 通信部
254 ホストコンピュータ
260 画像処理部
266 搬送制御部
272 インク吐出制御部
274 後処理制御部
280 パラメータ記憶部
282 プログラム格納部
P110 滲み抑制画像処理
P120 分版処理
P122 滲み抑制方向及び範囲算出関数生成処理
P124 滲み抑制位置及び強度算出処理
P126 差分処理
P130 ハーフトーン処理
S11〜S20 画像処理方法のステップ
S51〜S54 捺染プロセスのステップ
図8に示された差分処理P126では、分版処理P120によって得られた各色の分版画像46から、各色の滲み抑制用画像47を減算し、各色の滲み抑制処理済画像44を生成する処理が行われる。図24で説明したように滲み抑制位置及び強度算出処理P124によって生成されたC、M、Y及びKの各色の滲み抑制用画像47を、既に分版した分版画像46から引き、C、M、Y及びKの各色の滲み抑制処理済画像44が得られる。滲み抑制処理済画像44は元の画像データ40と比較してエッジの印字量を抑制するように画像信号値が修正されたものとなっている。つまり、滲み抑制処理済画像44は分版画像46と比べてインクの付与位置及び/又はインク付与量が制限される画像データである。
上述の実施形態では、基材情報として、基材種、糸の太さ、及び織り種の情報を用いて滲み抑制関数である滲み抑制方向及び範囲算出関数を決定する例を説明したが、発明の実施に際しては、基材情報のうち、特定の1つ、特に基材種のみの情報に基づいて滲み抑制関数を決定してもよい。
Claims (17)
- 被印刷媒体である布帛の少なくとも繊維の材質を示す情報を含む基材情報を取り込む基材情報取得手段と、
前記布帛に印刷する画像データを取り込む画像取得手段と、
前記基材情報及び前記画像データに基づき、前記布帛におけるインクの濡れ広がりを見込んで前記インクの付与位置及び付与量の少なくとも一方が制限されるインク付与パターンを表す滲み抑制処理済画像を生成する滲み抑制画像処理手段と、
を備える画像処理装置。 - 前記基材情報は、前記繊維の材質を示す情報としての縦糸及び横糸の材質を特定する糸種情報を含む請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記基材情報には、織り方の種類を示す織り種情報と、糸の太さを示す太さ情報と、が含まれる請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- ユーザから前記基材情報の入力操作を受け付ける操作手段と、
前記基材情報を表示させる表示手段と、
を備える請求項1から3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記滲み抑制画像処理手段は、
前記基材情報を基に、前記インクの付与が制限される滲み抑制方向及び滲み抑制範囲を算出するために用いる関数を決定する関数決定手段と、
前記関数決定手段により決定された前記関数を前記画像データに適用することにより前記画像データに対応した滲み抑制位置及び滲み抑制強度を算出する演算処理手段と、
を含む請求項1から4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記滲み抑制画像処理手段は、
前記演算処理手段によって算出された前記滲み抑制位置及び滲み抑制強度を表す滲み抑制用画像と前記画像データによって表される元の画像との差分を算出する差分処理手段を含む請求項5に記載の画像処理装置。 - 前記滲み抑制画像処理手段は、
前記画像データから色成分ごとの画像である分版画像に分解する分版処理を行う分版処理手段を含み、
前記演算処理手段は、前記関数決定手段により決定された前記関数を前記分版画像に適用して前記分版画像を変換することにより前記分版画像に対応した滲み抑制位置及び滲み抑制強度を表す前記滲み抑制用画像を生成し、
前記差分処理手段は、前記元の画像としての前記分版画像と、前記滲み抑制用画像との差分を算出することにより、前記滲み抑制処理済画像を生成する請求項6に記載の画像処理装置。 - 複数種類の布帛について、予めそれぞれの布帛におけるインクの濡れ広がり方の特性を表す濡れ広がり情報が保持されており、
前記関数決定手段は、前記基材情報に対応する前記濡れ広がり情報を利用することにより前記関数を決定する請求項5から7のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記濡れ広がり情報は、濡れ広がり方向と濡れ広がり範囲を表す情報を含んでいる請求項8に記載の画像処理装置。
- 複数種類の布帛について、予めそれぞれの布帛のインクの濡れ広がり方の特性に対応した前記関数のデータを、前記濡れ広がり情報として記憶しておく関数データベース記憶手段を有し、
前記関数決定手段は、前記関数データベース記憶手段に記憶されているデータを利用して前記基材情報に対応する前記関数を決定する請求項8又は9に記載の画像処理装置。 - 前記関数決定手段は、前記関数として、方向依存性を有するエッジ強調フィルタを生成する請求項5から10のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記関数決定手段は、前記関数として、
第1方向と平行な画像方向に作用するエッジ強調フィルタである第1方向フィルタと、
前記第1方向に垂直な第2方向と平行な画像方向に作用するエッジ強調フィルタである第2方向フィルタと、
を生成する請求項11に記載の画像処理装置。 - 前記演算処理手段は、
前記関数決定手段によって決定された関数を用いるフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
前記フィルタ処理によって得られる画像信号値の絶対値を取る絶対値処理を行う絶対値処理手段と、
前記第1方向フィルタを用いた前記フィルタ処理の結果に対して前記絶対値処理を行うことによって生成される第1方向滲み抑制用画像と、前記第2方向フィルタを用いた前記フィルタ処理の結果に対して前記絶対値処理を行うことによって生成される第2方向滲み抑制用画像とを足し合わせる加算処理手段と、
を含む請求項12に記載の画像処理装置。 - 前記滲み抑制処理済画像から前記インクの付与位置及び付与量を規定するドットパターン画像を生成するハーフトーン処理手段を備える請求項1から13のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 請求項1から14のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記インクを吐出するインク吐出手段であって、前記布帛に対して前記滲み抑制処理済画像から決定される前記インクの付与位置に前記インクを付与する前記インク吐出手段と、
前記インク吐出手段を制御する制御手段と、
を備えるインクジェット印刷システム。 - 被印刷媒体である布帛の少なくとも繊維の材質を示す情報を含む基材情報を取り込む基材情報取得ステップと、
前記布帛に印刷する画像データを取り込む画像取得ステップと、
前記基材情報及び前記画像データに基づき、前記布帛におけるインクの濡れ広がりを見込んで前記インクの付与位置及び付与量の少なくとも一方が制限されるインク付与パターンを表す滲み抑制処理済画像を生成する滲み抑制画像処理ステップと、
を含む画像処理方法。 - コンピュータを、
被印刷媒体である布帛の少なくとも繊維の材質を示す情報を含む基材情報を取り込む基材情報取得手段と、
前記布帛に印刷する画像データを取り込む画像取得手段と、
前記基材情報及び前記画像データに基づき、前記布帛におけるインクの濡れ広がりを見込んで前記インクの付与位置及び付与量の少なくとも一方が制限されるインク付与パターンを表す滲み抑制処理済画像を生成する滲み抑制画像処理手段として機能させるためのプログラム。
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