(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体の画素毎に複数種類の色毎に色材を付着させる画素印刷手段を備えてなる画像出力装置において、
前記少なくとも一つの色材についての前記画素印刷手段の前記画素あたりの階調数が、他の色材についての前記画素印刷手段の前記画素あたりの階調数とは異なるように構成することを特徴とする画像出力装置。
【請求項２】
マゼンタ色の色材を付着させるための前記画素印刷手段が有する階調数は、他のいずれかの色の色材についての前記画素印刷手段が有する階調数よりも多いことを特徴とする請求項１記載の画像出力装置。
【請求項３】
イエロー色の色材を付着させるための前記画素印刷手段が有する階調数は、他のいずれかの色の色材についての前記画素印刷手段が有する階調数よりも少ないことを特徴とする請求項１記載の画像出力装置。
【請求項４】
前記複数種類の色毎の色材を記録媒体へ付着させる付着順序は、前記各画素印刷手段が有する階調数に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載の画像出力装置。
【請求項５】
前記色材の付着順序は、前記画素あたりの濃度階調数が多い順に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれかに記載の画像出力装置。
【請求項６】
前記階調数が最も少ない色はイエローであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれかに記載の画像出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パソコンやワークステーションなどで加工、編集、作成されたカラー画像を、紙などの記録媒体に印刷するための、シアン、マゼンタ、イエロー及び墨等の複数種類の色のインク（色材）を有するインクジェットプリンタ等の画像出力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラーインクジェットプリンタにおける、インク等の色材を紙等の記録媒体に付着させるいわゆる印字ヘッド（画素印刷手段）は、装置製造の容易性、印刷制御の安定性などの点から、個々の画素に対する階調再現能力は２階調（すなわち、色材を付着させるか否かの２通り）のもの（以下、２値ヘッドという）が主流であった。
【０００３】
このように、個々の画素に対して２階調しか再現能力が無い２値ヘッドにて画像を再現するときには、豊富な階調表現を有するカラー画像が入力された場合には、組織的ディザ法や誤差拡散法と呼ばれる様々な２値化処理を行い、疑似的な階調表現を用いて階調を再現していた。
【０００４】
この様な、２値化処理は画像処理単位面積内に配置される色の数で階調を再現しようとするものであるので、画像処理単位面積を大きくすると、階調表現は滑らかとなるが必然的に解像度が低下してしまい、粗い画質のものとなってしまう。これを解決するためには、画像処理単位面積を小さくし、且つ色材の個々の画点の大きさを微小化するしかない。また、色材を付着するか否かの制御で様々な混合色を再現するということは、色材濃度が常に一定であることを意味するので、混色により再現される色は総じて鈍い色となり、色の再現能力が損なわれてしまう。
【０００５】
この両者を同時に解決する手法としては、個々のインク（色材）の吐出量を多階調に変更でき、個々の画素に対して多階調化できる印字ヘッド（以下、多値ヘッドという）というものがある。
【０００６】
これは、１つの画素に対して豊富な階調再現能力があるため、組織ディザ法のように画素よりも大きな面積を用いて階調再現を行う必要がなく、粗い画像を再現することがなくなる。さらに、１つの画素内で階調再現を行うということは、必然的に１つの画素当りの色材の塗布量が変化し、いわゆる濃度階調的な表現が行えるようになる。このような濃度階調は、２値化時に用いるいわゆる面積階調と比べて、色材による混合色が比較的鮮やかな色となり、前述の色の再現能力が改善されるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様に１つの画素に対して多値階調を再現させることは、２値の階調を再現する場合のように、色材の吐出を行うか否かのような単純な制御ではなく、色材を吐出させない、僅かに吐出させる、少し吐出させる、多く吐出させる等の制御のように多段階になるので、その制御は非常に複雑で困難である。さらに、多値の階調を印字ヘッドにもたせる目的は良好な画質を再現するためであるので、多値階調の個々のレベルの安定した再現性も重要であるが、これを達成するためには印字ヘッドの制御や補正がさらに複雑になってしまう。すなわち、１つの画素に対して多値階調を達成するためには、種々のセンサーや複雑な制御装置というものが必要となるので、印字ヘッドの装置や制御機構が非常に高価なものになってしまうという問題点が発生した。
【０００８】
さらに、２値化後の画像データは、１画素１色当たり１bitの情報であるので、画像データ全体の容量は比較的小さいサイズである。そのため、画像データをプリンタに転送する際には転送時間は短くなり、また、ハードディスク等の記憶手段に記憶する場合には、少ない記憶容量で済んでいた。ところが、上述のように１つの画素での多値化を行うと、その画像データの１画素１色当たりの情報は増えるので、画像データの伝達時間は長くなり、さらに必要な記憶容量は大きくなってしまい、プリンタの処理能力の低下や価格の高騰という問題が招来するのであった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、色材の色によって画質に与える影響度が異なるという点に着目し、多値階調の長所を極力維持しながら、高速のデータ伝送が可能で、安価な画像出力装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１に記載の発明の画像出力装置は、記録媒体の画素毎に複数種類の色毎に色材を付着させる画素印刷手段を備えてなる画像出力装置において、前記少なくとも一つの色材についての前記画素印刷手段の前記画素あたりの階調数が、他の色材についての前記画素印刷手段の前記画素あたりの階調数とは異なるように構成したものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明の画像出力装置は、請求項１に記載の発明の画像出力装置において、マゼンタ色の色材を付着させるための前記画素印刷手段が有する階調数は、他のいずれかの色の色材についての前記画素印刷手段が有する階調数よりも多いように設定するものである。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明の画像出力装置は、請求項１に記載の発明の画像出力装置において、イエロー色の色材を付着させるための前記画素印刷手段が有する階調数は、他のいずれかの色の色材についての前記画素印刷手段が有する階調数よりも少なく設定するものである。
【００１３】
そして、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載の発明の画像出力装置において、前記複数種類の色毎の色材を記録媒体へ付着させる付着順序は、前記各画素印刷手段が有する階調数に基づいて決定されるものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれかに記載の画像出力装置において、前記色材の付着順序は、前記画素あたりの濃度階調数が多い順に行うものである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のうちいずれかに記載の画像出力装置において、前記階調数が最も少ない色はイエローとしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１７】
まず、画像出力装置としてのインクジェット型のプリンタ１の構成を図１に示す機能ブロック図に基づいて説明する。インクジェット型のプリンタ１におけるＣＰＵ（中央処理装置）１０は、制御プログラムを記憶させたＲＯＭ１１と、各種のデータを記憶させたＲＡＭ１２と、画像データを一時的に格納するバッファメモリ１６と、印字ヘッド１３の駆動制御部１４とにそれぞれバスを介して接続されている。
【００１８】
パソコン等の外部装置１５に記憶されている画像データは、インターフェイス（図示せず）を介して接続されている前記ＣＰＵ１０からバッファメモリ１６にに格納される。
【００１９】
また、印字ヘッド１３は、微小な領域からなる画素ごとに記録媒体２０の表面に各色の色材（インク）を付着させることができる画素印刷手段であって、実施形態では４つの画素印刷手段としてのイエロー色インクを印字するイエロー用ヘッド１３ｙと、マゼンタ色インクを印字するマゼンタ用ヘッド１３ｍと、シアン色インクを印字するシアン用ヘッド１３ｃと、墨色インクを印字するブラック用ヘッド１３ｋとから構成されている。各印字ヘッドは、図２に示すように、紙等の記録媒体２０の副走査方向（すなわち、紙送り方向）に所定距離Ｐずつ変位して配置されており、マゼンタ、墨、シアン、イエローの順に配置されている。
【００２０】
続いて、このように構成されたプリンタ１の動作について説明する。ＣＰＵ１０は外部装置１５に記憶されている画像データを読み取り、一旦バッファメモリ１６に格納し、シアン、マゼンタ、イエロー、墨の各色の各インクに対する制御信号に変換する。変換した制御信号はＲＡＭ１２の所定領域に記憶保存される。１主走査分の制御信号が蓄積されると、ＣＰＵ１０はＲＡＭ１２の制御信号を読み出し、印字ヘッド１３に送る。印字ヘッド１３は、この制御信号に基づいて各色材のインクを記録媒体２０上に吐出する。この時、印字ヘッド１３が主走査方向（図２参照）に走査するとき、図２に示す画像処理の一つの領域３１ａに対して、各インク（色材）を同時する吐出させると、まだ乾いていないインクに別の色の液状のインクが混じることにより、再現されるカラーが濁る（鮮明さが欠ける）ので、前記実施形態では、記録媒体２０の紙送り方向の最先端側にマゼンタ用ヘッド１３ｍを配置し、それに続く距離Ｐの後側にブラック用ヘッド１３ｋ、さらに距離Ｐだけ後側にシアン用ヘッド１３ｃを配置し、紙送り方向の最後端側にイエロー用ヘッド１３ｙを配置するというように、各色に対応する印字ヘッド１３ｙ、１３ｃ、１３ｋ、１３ｍは、副走査方向に対して、所定量Ｐずつ配置位置が異なっている。そのため、例えば、ブラックヘッド１３ｋの制御信号は、マゼンタ用ヘッド１３ｍの制御信号に対して、図２の３１ａ部に相当する分だけ吐出タイミングをずらす必要がある。すなわち、ＲＡＭ１２上に構築される墨色に対する制御信号の記憶領域は、マゼンタ色の記憶領域に対して３１ａ部分に相当する記憶容量分だけ大きくする必要がある。同様に、シアン色の制御信号の記憶領域は、マゼンタ色に対する制御信号の記憶領域に比べ３１ｂ部分に相当する分だけ大きなものにする必要があり、さらに、イエロー色の制御信号を記憶する記憶領域（記憶容量）は、マゼンタ色に対する制御信号の記憶領域に比べ３１ｃ部分に相当する分だけ大きくする必要がある。つまり、最後に吐出すべきイエロー色の制御信号を記憶する記憶領域が最も大きくなるようにするのである。
【００２１】
そして、印字ヘッド１３の動作特性をさらに説明すると、マゼンタ用ヘッド１３ｍとブラック用ヘッド１３ｋは、共に１つの画素領域（ドット領域）で３以上の多段階の階調再現が行えるものであり、本実施例中では１７段階の階調再現が行えるものにて構成する。シアン用ヘッド１３ｃは、１つの画素領域（ドット領域）で僅かな階調再現を行うことができるものであって、本実施例中では５段階の階調再現が行えるものである。イエロー用ヘッド１３ｙは、１つの画素領域（ドット領域）での多階調再現は行えないもので、インクを吐出するか否かの２階調しか再現できないものにて構成するのである。
【００２２】
このように、特性の異なる各色のインクのためのヘッドを用いて階調再現を行う方法について、図３を参照して説明する。なお、入力される画像データは１７段階の画像データを有するものとして説明するが、入力画像データの階調数が異なっていても本発明を適応できることはいうまでもない。
【００２３】
まず、イエロー用ヘッド１３ｙにおける階調再現方法について説明する。イエロー用ヘッド１３ｙは、前述のように１つの画素領域（ドット領域）にインクを吐出するか、吐出しないかのいずれかである２階調の吐出制御であるため、１７段階もの階調を再現するために、ディザ法等で用いられる面積階調の方法を取り入れる。すなわち、４×４ドットの画素領域を階調再現のための階調処理単位面積と想定し、この領域においてインクを吐出する数でもって階調再現を行う。図３のイエロー（Yellow) の段に図示したように、入力階調レベルが１の時は階調処理単位面積内に吐出される画点の数を１とし、入力階調レベルが４の時は画点の数を４として、適宜に散開させた位置にドットさせ、順次入力階調レベルが増加するに従い、順にインクを吐出する画点の数も増加させるものである。
【００２４】
続いて、シアン用ヘッド１３ｃを用いた場合の階調再現方法について説明すると、シアン用ヘッド１３ｃは、前述のように１つの画素領域で５段階の階調再現を行うことができるが、入力画像データの１７段階の多階調再現を行うには能力が不足している。そのため、前述のイエロー用ヘッド１３ｙの時と同様に面積階調の考えを取り入れる。ただし、シアン用ヘッド１３ｃは１つの画素領域に対して複数の階調再現能力があるため、階調処理単位面積は２×２ドットの狭い画素領域ですむ。
【００２５】
例えば、シアン用ヘッド１３ｃの１つの画素で再現できる５つの階調レベルを、インク吐出無し、インク小量吐出、インク中量吐出、インク大量吐出、全面吐出と表現し、図３のシアン(Cyan)の段においては便宜上ドット径の大きさで画素の階調再現レベルを識別できるように表示している。この場合、入力階調レベルが１の時は、２×２ドットの階調処理単位面積のうちの１つの画素領域に小径ドットの画点を配置し、他の３つの画素領域はインク吐出無しである。入力階調レベルが４の時は、２×２ドットの階調処理単位面積のうちの２つの画素領域に中径ドットの画点を配置し、他の画素領域はインク吐出無しである。以下、図３に図示したように、入力階調レベルが変化するに従い、１つの画点の階調再現能力と、２×２ドット領域に対する面積階調による多階調再現能力を共用することで、入力画像データの１７段階の多階調再現を達成することができる。
【００２６】
続いて、マゼンタ用ヘッド１３ｍ及びブラック用ヘッド１３ｋを用いた場合の階調再現方法について説明する。マゼンタ用ヘッド１３ｍ及びブラック用ヘッド１３ｋは前述したように、共に１つの画素領域において、インク吐出量の多少による１７段階の階調再現能力を有しているので、入力画像データの階調を１つの画素領域（階調処理単位面積）にて再現することができる。
【００２７】
即ち、この場合の階調処理単位面積は１つの画素領域がこれに相当するといえる。この場合の多階調再現方法は、図３のマゼンタ（Magenta)及びブラック(Black) の段に図示したように、入力階調レベルが変化するに従い、個々の画素が再現する階調レベルが変化する。
【００２８】
例えば、図３において、この階調レベルの変化を識別しやすくするため、個々の画素領域に対するインクドットで占める面積の割合が徐々に変化するように表示した。
【００２９】
このような構成の画像出力装置によれば、以下に記述するような効果がある。上述したマゼンタ用ヘッド１３ｍやブラック用ヘッド１３ｋのように１つの画素領域に多階調のヘッドを用いてインクドットを吐出すると、階調処理単位面積が小さくても高精細な画像を出力することができる。
【００３０】
しかしながら、前記問題点において詳述したように、このようなヘッドは制御や製造が複雑であるため非常に高価なものとなってしまう。
【００３１】
他方、人間の視覚特性は色によって異なり、同一の効果をもたらすものではない。例えば、人間の視覚感度（色覚）のピークを示す光の波長５５０ｎｍ（ナノメートル）付近に吸収特性をもつマゼンタは、その解像度や階調再現性の識別を容易に行うことができるが、光の波長４５０ｎｍ付近に吸収特性を持つイエローは、人間の視覚感度が低いため、解像度や階調再現性の差異の識別が非常に困難である。
【００３２】
従って、解像度や階調再現性の差異の識別が困難なイエローのインク（色材）を吐出するヘッドとして、１画素領域で多階調再現特性を有するヘッドを用いて高精細な画像を再現したとしても、人間はその差を容易に識別できないから、高価なヘッドを用いる必要性が低いのである。
【００３３】
他方、解像度や階調再現性の差異の識別が容易なマゼンタや墨の色のインクを吐出するヘッドとして、１画素領域で多階調再現特性を有するヘッドを用いれば、これらのヘッドが高価であっても、人の鑑賞に耐える高精細な（画質の良い）カラー画像を得ることができる。
【００３４】
そこで、本実施形態のような構成を用いれば、画質に与える影響の大きいマゼンタや墨の色のインクを吐出するヘッドには、高価な多階調を再現し得るヘッドを採用し、画質に与える影響の低いイエローは安価なヘッドを用いることができるので、高画質と低価格を両立することができるという効果を奏する。
【００３５】
また、前述のマゼンタや墨の色のインクを吐出するヘッドは１つの画素に対して１７段階の階調再現を行うため、１つの画素の再現レベルを設定するためには５bit の情報が必要となる。それに対して、イエロー色のインクを吐出するヘッドは１bit の情報で１つの画素を設定できる、いわゆる２値ヘッドであるため、全ての色を多階調ヘッドとする場合と比べて、１つの画点の色を設定するのに必要なbit 数は非常に小さくなる。一般に、カラー画像データは膨大な画点から形成され、しかも、色に関するデータも膨大となるから、前述の２値ヘッドを使用することにより、記憶すべきデータ量を減少できるという効果は、画像データの転送時間の短縮となって現れ、高速印字の達成にも寄与するというような効果も期待できるのである。
【００３６】
さらに、図２に記載したように、各色の印字ヘッドのうち、１つの画素に対する階調レベルの多い印字ヘッドから印字するようにし、階調レベルの少ない印字ヘッドを最後に印字するようにすることにより、ＲＡＭ１２に構築するための記憶領域を小さくすることができる。
【００３７】
すなわち、１回の画像処理に際して、１画素当りの階調レベルを表現するためのbit 数が最も小さいイエローに対しては、その色データを記憶しなければならない画像領域（図２の３１ｄ部分に対応する）を最も広くし、１画素当りの階調レベルを表現するためのbit 数を多く必要とする、マゼンタ、墨という色に対しては狭い画像領域（図２の３１ａ、３１ｂの部分に対応する）を記憶すればすむようにすることで、全体として必要とされる記憶領域を低減することができるようになる。
【００３８】
さらに、１つの画素に対して多階調のカラー画像を再現しようとすると、一般的には、記録媒体２０の表面に付着するインク面積及び当該インクの厚みも自然に変化する。即ち、図４に示すように、階調レベルが小さいものから大きくなるに従って、記録媒体２０の表面に付着するインク３３の面積（１つの画素領域に対するインク付着面積）が大きくなり、いわゆる面積階調となると共に、インク３３が記録媒体２０の表面に付着する厚みＨも増大して、いわゆる濃度階調的な階調変化を出すこともできるようになり、色の再現性がさらに向上するというような効果を期待することもできる。
【００３９】
なお、本実施形態では、階調処理単位面積を変化させることで、各色の階調再現数を等しくなるように設定したが、これにこだわる必要はなく、階調処理単位面積を各色一定にし、各色の階調再現数が異なるような特性にしても差障り無い。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したことから明かなように、請求項１に記載の発明の画像出力装置は、記録媒体の画素毎に複数種類の色毎に色材を付着させる画素印刷手段を備えてなる画像出力装置において、前記少なくとも一つの色材についての前記画素印刷手段の前記画素あたりの階調数が、他の色材についての前記画素印刷手段の前記画素あたりの階調数とは異なるように構成したものである。
【００４１】
従って、色材毎に画素印刷手段が有する階調数を異ならせことができ、画質に影響を与え易い色は階調数の高い画素印刷手段を用い、画質に影響を与えにくい色は階調数の低い画素印刷手段を用いることにより、低価格な構成で高画質を得ることができる。即ち、本発明によれば、色材によって画質に与える影響度が異なるという点を考慮し、多値階調の長所を極力維持しながら、安価な画像出力装置を提供することができるという効果を奏する。
【００４２】
また、請求項２に記載の発明の画像出力装置は、請求項１に記載の発明の画像出力装置において、マゼンタ色の色材を付着させるための画素印刷手段が有する階調数は、他のいずれかの色の色材についての画素印刷手段が有する階調数よりも多くなるように設定したものである。即ち、人間の色覚に影響を与え易いマゼンタ色の色材を付着させるための画素印刷手段については、他の色の色材に対する画素印刷手段よりも階調数を多くすることにより、高精度のカラー画像を再現することが簡単にでき、多値階調の長所を極力維持しながら、安価な画像出力装置を提供することができるという効果を奏するのである。
【００４３】
さらに、請求項３に記載の発明の画像出力装置は、請求項１に記載の発明の画像出力装置において、イエロー色の色材を付着させるための画素印刷手段が有する階調数は、他のいずれかの色の色材についての画素印刷手段が有する階調数よりも少なく設定するものである。
【００４４】
逆に、イエロー色は人間の色覚に影響を与え難く、その色材についての画素印刷手段が有する階調数を少なくしても、画質が悪化し難いので、廉価で、且つ制御もし易い画質の良い画像出力装置を提供することができるのである。
【００４５】
そして、請求項４に記載の発明の画像出力装置は、請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載の発明の画像出力装置において、複数種類の色毎の色材の前記記録媒体への付着順序は、画素印刷手段が有する階調数に基づいて決定されるものである。
【００４６】
従って、多くの記憶容量が必要な色から先に印刷することで、記憶容量の低減を図ることができ、色彩のデータを含んだ画像データの伝達速度は速くすることができるから、高速の画像出力が可能で、安価な画像出力装置を提供することができるという効果を奏するのである。
【００４７】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のうちいずれかに記載の画像出力装置において、前記色材の付着順序は、前記画素あたりの濃度階調数が多い順に行うものである。このように構成することにより、画像出力装置のデータ記憶手段（ＲＡＭ）に構築するための記憶領域を少なくすることができる。また、階調レベルが小さいものから大きくなるに従って、記録媒体の表面に付着するインク（色材）の面積（１つの画素領域に対するインク付着面積）が大きくなり、いわゆる面積階調となると共に、インク（色材）が記録媒体の表面に付着する厚みも増大して、いわゆる濃度階調的な階調変化を出すこともできるようになり、色の再現性がさらに向上するというような効果を期待することもできる。
【００４８】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のうちいずれかに記載の画像出力装置において、前記階調数が最も少ない色はイエローとしたものである。イエロー色は、人間の色覚に影響を与え難く、その色材についての画素印刷手段が有する階調数を少なくしても、画質が悪化し難いからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のプリンタの機能ブロック図である。
【図２】記録媒体へのインクの色毎の吐出順序を示す図である。
【図３】実施形態における各色材のヘッドの多階調再現方法の一例を示す図である。
【図４】（ａ）は面積階調のインクの印刷状態を示す図、（ｂ）は濃度階調のインクの印刷状態を示す図である。
【符号の説明】
１      プリンタ
１０      ＣＰＵ
１３      印字ヘッド
１３ｙ    イエロー用ヘッド
１３ｍ    マゼンタ用ヘッド
１３ｃ    シアン用ヘッド
１３ｋ    ブラック用ヘッド
１４      駆動回路
１５      外部装置
【図１】
0003598608.tif 000002
【図２】
0003598608.tif 000003
【図３】
0003598608.tif 000004
【図４】
0003598608.tif 000005