JP2011062899A - 印刷装置及び印刷方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (A)インクを噴出するヘッド部と、(B)前記ヘッド部からインクを噴出させる制御部であって、第1の画像と、第1の画像とは異なる第2の画像とが隣接して形成される場合に、前記第1の画像と前記第2の画像との境界部分の第2の画像側の画素に、前記第2の画像を形成するために噴出させる単位画素当たりのインク量よりも大きな噴出量で前記インクを噴出させて、第3の画像を形成する制御部と、を備える。
【選択図】 図8
Description
このようなインクのにじみを防止する方法として、画像の輪郭部分を抽出し、その一つ内側の隣接する画素を間引いて印刷する方法が提案されている(例えば特許文献1)。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
このような印刷装置によれば、一方の画像から他方の画像にインクがにじみ出すことによって画像が劣化するのを防止することができる。
このような印刷装置によれば、第1の画像側からあふれ出したインクを第3の画像領域内に広く拡散させ、第2の画像までインクが到達しにくくさせることができる。
このような印刷装置によれば、第3の画像を形成したことによる画像の境界(輪郭)部分の変更が目立ちにくくなる。
このような印刷装置によれば、第3の画像がイエローで形成される場合には、第3の画像と第2の画像が接触しなくなるため、インクの流れ経路を遮断することで、より大きな、にじみ防止効果を得ることができる。
このような印刷装置によれば、どのようなハーフトーニング手法を用いても(ディザ法、誤差拡散法等)、100%の階調値で、輪郭外側画素にインクを噴出できるため、にじみ防止効果をより確実にすることができる。
このような印刷装置によれば、第1画像から第2画像へのインク流れが始まる前に、第3の画像を形成することで、第2画像側へのインク流入を防止することができる。
発明を実施するための印刷装置の形態として、インクジェットプリンター(プリンター1)を例に挙げて説明する。
図1は、プリンター1の全体構成を示すブロック図である。
プリンター1は、紙・布・フィルム等の媒体に文字や画像を記録(印刷)する液体噴出装置であり、外部装置であるコンピューター110と通信可能に接続されている。
コンピューター110はプリンター1に画像を印刷させるため、印刷させる画像に応じた印刷データをプリンター1に出力する。
図2は、本実施形態のプリンター1の構成を表した図である。
搬送ユニット20は、媒体(例えば紙Sなど)を所定の方向(以下、搬送方向という)に搬送させるためのものである。ここで、搬送方向はキャリッジの移動方向と交差する方向である。搬送ユニット20は、給紙ローラー21と、搬送モーター22と、搬送ローラー23と、プラテン24と、排紙ローラー25とを有する(図2A及び図2B)。
キャリッジユニット30は、ヘッドユニット40が取り付けられたキャリッジ31を所定の方向(以下、移動方向という)に移動(「走査」とも呼ばれる)させるためのものである。キャリッジユニット30は、キャリッジ31と、キャリッジモーター32(CRモーターとも言う)とを有する(図2A及び図2B)。
ヘッドユニット40は、紙Sにインクを噴出するためのものである。ヘッドユニット40は、複数のノズルを有するヘッド41を備える。このヘッド41はキャリッジ31に設けられ、キャリッジ31が移動方向に移動すると、ヘッド41も移動方向に移動する。そして、ヘッド41が移動方向に移動中にインクを断続的に噴出することによって、移動方向に沿ったドットライン(ラスタライン)が紙に形成される。
検出器群50は、プリンター1の状況を監視するためのものである。検出器群50には、リニア式エンコーダ51、ロータリー式エンコーダ52、紙検出センサ53、及び光学センサ54等が含まれる(図2A及び図2B)。
コントローラー60は、プリンターの制御を行うための制御ユニット(制御部)である。コントローラー60は、インターフェース部61と、CPU62と、メモリ63と、ユニット制御回路64とを有する。
プリンタードライバーは、アプリケーションプログラムから画像データを受け取り、プリンター1が解釈できる形式の印刷データに変換し、印刷データをプリンターに出力する。アプリケーションプログラムから画像データを印刷データに変換する際に、プリンタードライバーは、解像度変換処理、色変換処理、ハーフトーン処理、ラスタライズ処理、コマンド付加処理などを行う。以下に、プリンタードライバーが行う各種の処理について説明する。
プリンター1の印刷動作について簡単に説明する。コントローラー60は、コンピューター110からインターフェース部61を介して印刷命令を受信し、各ユニットを制御することにより、給紙処理・ドット形成処理・搬送処理等を行う。
次の紙に印刷を行う場合は同処理を繰り返し、行わない場合は、印刷動作を終了する。
はじめに、インクのにじみについて説明する。通常、インクのにじみは、ヘッド部から噴出されたインクが媒体に着弾して液滴(インクドット)を形成し、媒体への浸透、または大気への蒸発過程において、着弾時のインクドット径が徐々に広がっていくことにより発生する。ただし、本実施形態におけるインクのにじみは、インクドット径の広がりよりも、媒体上に噴出されたインクがあふれて流れ広がることによる影響が大きい。したがって、本実施形態においては、インクの媒体への浸透や、大気への蒸発の影響については詳述しないものとする。
印刷画像の輪郭部におけるインクのにじみは、形成された画像の輪郭部において媒体に吸収しきれずにあふれたインクが、媒体上の画像が形成されていない領域に流れ広がろうとすることにより生じる。図4に、ある画像の輪郭付近の画素を拡大した様子を示す。図4の水平方向座標で0と1との間を画像の輪郭として、該輪郭線の左側の領域の黒く塗りつぶした画素にインクドットが形成されているものとすると、インクは、画像が印字されている左側の領域から、該輪郭線を超えて、画像が印字されていない右側の領域へと流れようとするはずである。ここで、実際には、インクの流れの方向は一定ではなく、放射状に拡散するものと思われるが、説明のために輪郭線と垂直な方向の流れのみを考えるものとする。
これに対して、図5Bに示されるように、2つの画像が隣接して形成されている場合は、大きく事情が異なる。この場合、2つの画像の境界部(各画像の輪郭部)において、インクドットが媒体に吸収しきれずにあふれると、隣接する画像のインクドットと接触することにより、図5Cに示されるように、混合して1つのかたまりとなる。すなわち、インク同士が接触すると、該インク自体を媒介して、インク同士が混ざり合い、2つの画像の境界部を越えて流れ広がることになる。
<第3の画像について>
本実施形態では、2つの画像の境界部分で生じるインクのにじみを防止するために、画像の境界部に、第2の画像の単位画素当たりのインク噴出量以上の噴出量でインクを噴出し、境界線に沿った線状の領域を形成する。以下、このインクを噴出することにより形成された領域を第3の画像とする。
第3の画像は第1の画像と第2の画像の境界部分の第2画像側の画素(図8の画素(1,a〜m))に形成する必要がある。第1の画像からのインクの流れを、極力第3の画像内に留めるためである。
第3の画像を形成するためのインクは、なるべく明度が高い方が望ましい。第3の画像は、前述の通り、明度の高い第2の画像側に形成されることから、第3の画像の明度が低いと第2の画像側の輪郭が強調されることになり、境界部分の変更が目立ちやすくなるからである。例えば、2種類の画像から構成される図9のような画像を考える。図9Aは左側の第1の画像が黒で形成され、右側の第2の画像が白で形成されている画像を表し、図9Bは2つの画像の境界部分に、シアン(色)で第3の画像を形成したものを表し、図9Cは2つの画像の境界部分に、イエロー(色)で第3の画像を形成したものを表す。
媒体上に着弾したインクドットは、着弾当初は球形を保っているが、徐々に潰れていき、円盤状に広がっていく。そして、画像境界部においては、広がったインクドット同士が接触し、やがては図5Cに示されるように、お互いが接触することにより混じり合う。つまり、第1の画像及び第2の画像が形成されてからある程度の時間が経過した後では、2つの画像の境界部において、インク同士が接触し、にじみが発生する可能性が大きくなる。したがって、第3の画像は、第1の画像及び第2の画像が形成される以前、若しくは、第1の画像及び第2の画像が形成されてから時間を経ずに、形成されるべきである。特に、2つの画像間におけるインクのにじみは、インク同士が接触した瞬間に生じるため、第3の画像は、印刷時の一番初めに形成しておくことが望ましい。
第3の画像を形成しつつ印刷を行うための、画像輪郭処理の方法について説明する。本処理は、前述の色変換処理とハーフトーン処理との間に、プリンタードライバーにより行われる。以下、CMYKの4色のインクを用いて印刷し、第3の画像をイエローで形成する場合の画像処理方法について述べる。
画像データを色変換処理することにより得られる、CMYKの4色についてそれぞれ1枚ずつの計4枚からなるグレースケール形式の画像データを元画像とする(S101)。ここで、各画素は0〜255まで256階調の値をとり、階調値が0の画素では白地でインクが打たれないことを表し、階調値が255の画素ではインクドットが最大径で形成されるようにインクが打たれることを表す。
そして、4枚の元画像を合計して、全体としてのインク打ち込み量を表す画像データImgOを作成する(S102)。
インク打ち込み量画像ImgOに対して、正負の符号の異なる2種類のラプラシアンフィルタを適用し、第1の画像と第2の画像との境界部分の第1の画像側(以後、輪郭内側とも言う)画素の抽出(S103A)、及び、第1の画像と第2の画像との境界部分の第2の画像側(以後、輪郭外側とも言う)画素の抽出(S103B)を行う。
S103により抽出された輪郭画像(内側・外側)について、所定の閾値に基づいて2値化を行う。すなわち、ある値以上の階調値を有する画素は階調値が255になり、それ以下の階調値を有する画素は階調値が0となる。
本実施形態では、図10に示されるように、輪郭外側画素のさらに1画素分外側の画素のイエロー成分を間引くことにより、インクにじみの防止効果を高めている。この間引き画素を特定するために、まず、S104により得られた内側輪郭画像ImgA’及び外側輪郭画像ImgB’を形成する画素を、それらに隣接する画素方向に膨張させる(S105A、S105B)。ここで、膨張とは、ある画素に隣接する画素のうち、一つでも高濃度の階調値が割り当てられた画素があれば、その画素自体も高濃度の階調値にすることを言う。図16に、膨張処理(S105A,S105B)により内外の輪郭画素が膨張された画像の例を示す。図16Aは2値化処理(S104A)後の輪郭内側の画像ImgA’を、図16Bは膨張処理(S105A)により輪郭内側画素が膨張された画像ImgA”を示す。同様に、図16Cは2値化処理(S104B)後の輪郭外側の画像ImgB’を、図16Dは膨張処理(S105B)により輪郭外側画素が膨張された画像ImgB”を示す。
元画像からの間引き対象となる画素を特定するために、S105Bで得られた輪郭外側画像ImgB”と、S105Aで得られた輪郭内側画像ImgA”との差分画像ImgCを生成する(S106)。図17に、画像差分処理(S106)により得られる画像の例を示す。図17Aは膨張処理(S105B)後の輪郭外側の画像ImgB”を、図17Bは膨張処理(S105A)後の輪郭外側の画像ImgA”を示す。そして、図17CはImgB”からImgA”を差分した画像ImgCを示す。
続いて、第3の画像をイエローインクで形成するために、輪郭外側の1画素分がイエローの線で表される画像ImgYを生成する。図18に、イエロー成分加算処理(S107)により得られる画像の例を示す。図18Aは元画像からイエロー成分のみを抽出した画像を、図18Bは2値化処理(S104B)により得られた輪郭外側の画素を示す画像ImgB’を、図18Cはこれらを加算したイエロー成分画像ImgYを示す。
図19に、輪郭外側に隣接する1画素分のイエロー成分を間引き(S108)、最終的に輪郭処理が完了(S109)した画像の例を示す。図19Aはイエロー成分加算処理(S107)後の画像ImgYを示し、図19Bは、画像差分処理(S106)後の間引き対象となる画像ImgCを示し、図19Cは、ImgYからImgCを差分した画像ImgY’を示し、図19Dは、ImgY’に元画像のCMK成分を加算した画像ImgEを示す。
最後に、ImgY’に、元画像のイエロー以外の成分(KCM成分)を加算することにより、元の画像に輪郭処理(輪郭外側の1画素分の領域に第3の画像をイエローインクで形成し、さらに、該第3の画像に隣接する外側の1画素分のイエロー成分を間引く処理)を施した状態の画像ImgEが得られる(S109)。
本実施形態では、インクジェットプリンターにより形成される隣接する2つの画像(第1の画像、及び、第2の画像)の境界部の第2の画像側の1画素分に、イエローインクを最大の階調値(255)で印字することにより第3の画像を形成する。
これにより、第1の画像から第3の画像へと流れ込むインクを広く拡散させることができ、より大きなにじみ防止効果が得られる。
これにより、画像境界部(画像輪郭)の変更を目立ちにくくすることができる。
これにより、第2の画像がイエローで形成された場合に、第2の画像と第3の画像とを完全に遮断することができ、より大きなインクにじみ防止効果を得ることが出来る。
これにより、いかなるハーフトーニング手法が用いられても、必ず第3の画像領域にインクドットが形成されるようになるため、確実に、にじみ防止効果を得ることが出来る。
これにより、第1の画像からあふれ出たインクは、第2の画像に流入する前に、必ず第3の領域に流入するようになるため、にじみ防止効果を得やすくなる。
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
前述の実施形態では、画像を形成する印刷装置の一例としてインクジェットプリンターが説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造型機、液体気化装置、有機EL製造装置(特に高分子EL製造装置)、ディスプレイ製造装置、成膜装置、DNAチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体噴出装置に、本実施形態と同様の技術を適用してもよい。
前述の実施形態では、CMYKの4色のインクを使用して印刷する例が説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ、ホワイト、クリアー等、CMYK以外の色のインクを用いて印刷を行ってもよい。
前述の実施形態では、第3の画像を形成するインクについて、明度の差が与える影響について説明されているが、このような影響を与える要素は明度のみに限られるものではない。実際に、インクの明度は視認性に最も大きな影響を与えるものであるが、例えば、インクドット径、インクの色差、媒体の種類や色等、視認性に影響を与える可能性のある要素を考慮して第3の画像を形成するインクを決定することが望ましい。
前述の実施形態では、液体を噴出させるための動作を行う素子としてピエゾ素子PZTを例示したが、他の素子であってもよい。例えば、発熱素子や静電アクチュエーターを用いてもよい。
プリンタードライバーの処理はプリンター側で行ってもよい。その場合、プリンターとドライバーをインストールしたPCとで印刷装置が構成される。
前述の実施形態では、ヘッド41をキャリッジとともに移動させるタイプのプリンター1を例に挙げて説明したが、プリンターはヘッドが固定された、いわゆるラインプリンターであってもよい。
22 搬送モーター、23 搬送ローラー、24 プラテン、
25 排紙ローラー、30 キャリッジユニット、
31 キャリッジ、32 キャリッジモーター、
40 ヘッドユニット、41 ヘッド、411 ケース、
412 流路ユニット、412a 流路形成板、
412b 弾性板、412c ノズルプレート、
412d 圧力室、412e ノズル連通口、
412f 共通インク室、412g インク供給路、
412h アイランド部、412i 弾性膜、
50 検出器群、51 リニア式エンコーダ、
52 ロータリー式エンコーダ、53 紙検出センサ、
54 光学センサ、60 コントローラー、
61 インターフェース部、62 CPU、
63 メモリ、64 ユニット制御回路、
110 コンピューター
Claims (7)
- (A)インクを噴出するヘッド部と、
(B)前記ヘッド部からインクを噴出させる制御部であって、
第1の画像と、第1の画像とは異なる第2の画像とが隣接して形成される場合に、前記第1の画像と前記第2の画像との境界部分の第2の画像側の画素に、前記第2の画像を形成するために噴出させる単位画素当たりのインク量よりも大きな噴出量で前記インクを噴出させて、第3の画像を形成する制御部と、
を備える印刷装置。 - 請求項1に記載の印刷装置であって、
前記第3の画像が、連続した領域を形成することを特徴とする印刷装置。 - 請求項1または2のいずれかに記載の印刷装置であって、
第3の画像を形成するインクの明度が、第2の画像を形成するインクの明度以上であることを特徴とする印刷装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記第2の画像がイエローインクで形成される場合に、前記第3の画像に隣接する画素のうち、前記第2の画像側の画素のイエロー成分を間引くことを特徴とする印刷装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記制御部が、画像データのハーフトーン処理を行った後で、前記第3の画像が形成される画素に、別途インクを噴出させることを特徴とする印刷装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記第1の画像、及び、前記第2の画像が形成される以前に、前記第3の画像が形成されることを特徴とする印刷装置。 - ヘッド部からインクを噴出させることにより、第1の画像を形成することと、
ヘッド部からインクを噴出させることにより、前記第1の画像とは異なる第2の画像を、前記第1の画像に隣接して形成することと、
ヘッド部から前記第2の画像を形成するために噴出させる単位画素当たりのインク量よりも大きな噴出量でインクを噴出させることにより、前記第1の画像と前記第2の画像との境界部分の第2の画像側の画素に第3の画像を形成することと、
を有する印刷方法。
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