(57)【要約】【課題】周波数空間及びフーリエ変換による演算処理を用いることなく、インクジェット記録装置による印刷物のバンディングを容易に且つ簡便に評価可能な印刷物評価方法を提供する。【解決手段】測定した印刷物の明度データから印刷物上の位置に対する変化の概形データを抽出し、その概形データから変化率を算出し、さらに変化率を積算することにより評価値を得るようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズルが被記録媒体に対向するように設けられたインクジェットヘッドを前記被記録媒体の搬送方向とは直交する方向に走査して被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット記録装置を用いて印刷した印刷物に発生する縞状の印刷抜けまたは印刷濃度むらを定量的に評価する印刷物評価方法であって、
前記印刷物の印刷明度を光学的読み取り手段で前記搬送方向に読み取って明度データを取得する明度データ取得ステップと、
取得した前記明度データを平均化する平均化演算処理を施すことにより、前記印刷物上の位置に対する前記明度データの概略の変化を表す概形データを算出する概形データ算出ステップと、
算出した前記概形データから前記印刷物上の位置に対する変化率を算出する変化率データ算出ステップと、
算出した前記変化率を積算して、その和を評価値として算出する評価値算出ステップと、
からなることを特徴とする印刷物評価方法。
【請求項２】
前記概形データ算出ステップにおける前記平均化演算処理は、前記明度データに対して移動平均手法を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の印刷物評価方法。
【請求項３】
前記変化率データ算出ステップにおける前記変化率は、前記印刷物上の位置に対する明度データの概略の変化を表す第１の概形データと、該第１の概形データから一定間隔離れた位置の第２の概形データとの差を取ることにより算出することを特徴とする請求項１または２に記載の印刷物評価方法。
【請求項４】
前記評価値算出ステップにおいて前記変化率データを積算する際に、所定値以下の変化率データは積算せずに積算値を算出することを特徴とする請求項１、２または３に記載の印刷物評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置を用いて印刷した印刷物の画質を評価する印刷物評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録方式の印刷における印刷物では、通常インクを吐出する複数のノズルを配列したヘッドを用い、前記ヘッドをノズルの配列方向と異なる方向に主走査として移動させ、前記主走査と異なる方向に前記ヘッドと被記録媒体を副走査として相対的に移動させて、ノズルからインクを画像信号に応じて被記録媒体に吐出させることにより前記被記録媒体上に画像を形成する。
【０００３】
このインクはカラーのインク、すなわち通常シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを用い、これらの色を重ね合わせることにより種々の色を再現することが可能となる。しかしながら本発明においては本質的に色の成分は重要ではないため、ここでは単色の例えばブラック（Ｋ）インクのみを用いてプリントすることを前提に説明する。
【０００４】
図２は、インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。ここで、１は被記録媒体、２は紙送りローラー、３はインクタンク、４はインクジェットヘッド、５はキャリッジ、６はガイドレール、７は送りベルト、８は給紙ローラーである。前記キャリッジ５は、図示しない駆動源が送りベルトを送ることにより、ガイドレール６に沿ってＸ方向に移動する。また、前記被記録媒体１は紙送りローラー２が回転することにより矢印の方向、すなわちＹ方向に移動する。給紙ローラー８は被記録媒体を給紙するとともに、被記録媒体１を抑える。
【０００５】
図３は、インクを吐出する複数のノズルを配列したインクジェットヘッドをノズルの面から見た正面図である。図２においてはインクジェットヘッドを被記録媒体の側から見たようになる。インクジェットヘッド４には、インクを吐出するノズル２０が直線状に配置されている。
【０００６】
図４は、インクジェット記録装置の制御系に係る構成部を示すブロック図である。１０はＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３などで構成した制御部である。１７はキャリッジモータ、１８は搬送モータ、１９はインクジェットヘッド、１４はキャリッジモータドライバ、１５は駆動する搬送モータドライバ、１６はインクジェットヘッドドライバである。なお、９は印刷するデータをＣＰＵ１１に対して出力するホストコンピュータである。
【０００７】
前記キャリッジモータドライバ１４は、制御部１０からの制御信号に基づき、キャリッジ５を主走査方向（Ｘ方向）に走査するためのキャリッジモータ１７を駆動する。前記搬送モータドライバ１５は、制御部１０からの制御信号に基づき、被記録媒体１を副走査方向（Ｙ方向）に搬送するため、紙送りローラ２および給紙ローラ８を駆動するための搬送モータ１８を駆動する。前記インクジェットヘッドドライバ１６は、ホストコンピュータからの印刷データに基づきインクジェットヘッド１９を駆動する。制御部１０は内臓のＲＯＭ１２に書き込まれたプログラムに従って、前記各ドライバの制御を行なう。
【０００８】
上記のような構成により、印刷時にはキャリッジは被記録媒体の端部から主走査方向に反対の端部まで往動しながら、インクジェットヘッド４上の複数のノズルよりインク滴を吐出し、被記録媒体上に印刷を行なう。上記１回の片方向の走査により、インクジェットヘッドの幅の領域が印刷されることになる。その後、紙送りローラの回転により被記録媒体を印刷された幅だけ送る。その後、キャリッジは復動しながら２回目の印刷を行なう。このように主走査方向へのキャリッジの走査と副走査方向への被記録媒体の送りを繰り返すことにより、被記録媒体全体の印刷が完了する。
【０００９】
上記のような手順による印刷において印刷物が形成されるが、帯状に順次印刷していくため、帯と帯の間の接続がうまくいかないと例えば隙間が生じて縞状の印刷抜けが生じ、その部分が白い筋となって印刷物に印刷濃度むらが現れる。
【００１０】
また、インクジェットヘッドのノズルが偏向している場合、インクを吐出する方向が本来の方向に対してずれ、その結果印刷物上に付着するインクが本来の位置からずれることによりやはり縞状の印刷抜けが生じたり、また副走査方向に周期的な印刷濃度むらが生じる。このような縞状の印刷抜けや周期的な印刷濃度むらをバンディングと称する。
【００１１】
図５は、このバンディングの発生を模式的に示した、バンディングを有する印刷物の正面図である。バンディングはキャリッジの走査が繰り返して行われるため、ある程度規則的に生じるが、上記のように複数の要因により発生するため、実際には図５よりもバンディングの発生形状は複雑となる。また、ノズルの偏向によるバンディングではその間隔は非常に細かいものとなることもある。
このバンディングは印刷物の画質を低下させる好ましくない現象であり、これをなるべく少なくする方法が検討されている。一方で上記バンディングを定量的に評価する方法も考案されている。
【００１２】
図２２は、印刷物の従来のバンディングの評価手順を示す説明図である。印刷物のバンディングの評価には、まず印刷物の明度を印刷物の明度をイメージスキャナやＣＣＤカメラ等の光学的読み取り手段で読み取った後、１次元の明度データとして得る（ステップＳ１１）。具体的にはまず画像読み取り装置を用いて印刷物の評価したい範囲を光学スキャナ光学的に読み取る。つぎに評価の対象となるバンディングに対し垂直方向に、明度データを１ライン分得る。
【００１３】
つぎに取り出した１ライン分の明度データに対し、実空間の分布を空間周波数の分布に変換する手法としてよく知られているフーリエ変換を施す（ステップＳ１２）。これにより、バンディングの明度の変化を周波数空間で表すことができる。すなわち、バンディングが周期を持って発生することに着目すれば、その周波数成分ごとの強度を求めることにより、バンディングの発生具合を評価できることになる（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１４】
次に、このような従来の評価手順により実際に印刷物を評価した場合の実験例について、以下、簡単に説明する。
【００１５】
まず、図６は、評価に用いた印刷物２の形状を示す正面図である。外側の輪郭は被記録媒体の外形を示し、ハッチング部分は印刷した領域を示す。図の横方向がキャリッジの主走査方向に対応し、縦方向が紙送り方向となる。印刷は黒インクだけで行ない、中央部分が階調値１００％（いわゆる黒ベタ）で両端が階調値０％（インク量ゼロ、すなわち白）となる連続階調のパターンで行なった。
ここでバンディングが発生する場合はＸ方向すなわち図の横方向に発生することになる。この印刷物に対して、階調値７０％、５０％および２５％の部分で評価を行なった。すなわち図６に示す一点鎖線の部分に沿って明度データを得る必要がある。
【００１６】
バンディングに対しては、画像読み取り装置での読み取り密度、すなわち単位長さ（通常１インチを用いる）あたりの読み取るドット数を、上記印刷物に対し６００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ、５０ｄｐｉの３とおりに対して評価を行った。なお、ｄｐｉとはドット・パー・インチの略で、１インチあたりのドット数の単位である。図７は今回行なった評価における条件を示す説明図である。各読み取り密度に対する読み取り画素数および読み取りサイズを示している。
【００１７】
図８は、読み取り密度６００ｄｐｉで印刷物２の階調５０％部分に対して得た、１次元の明度データを示す説明図である。また、図９は読み取り密度３００ｄｐｉで印刷物２の階調５０％部分に対して得た、他の１次元の明度データを示す説明図である。また、図１０は読み取り密度５０ｄｐｉで印刷物２の階調５０％部分に対して得た、他の１次元の明度データを示す説明図である。
【００１８】
これに対し、図１１は、図８の明度データを印刷物上の位置に対してフーリエ変換したときの、周波数空間の分布の説明図である。また、図１２は、図９の明度データを印刷物上の位置に対してフーリエ変換したときの、周波数空間の分布の説明図である。また、図１３は、図１０の明度データを印刷物上の位置に対してフーリエ変換したときの、周波数空間の分布の説明図である。それぞれ横軸が空間周波数を表わし、縦軸は印刷物のバンディングに対する空間周波数成分の強度を表わす。
【００１９】
ここで、空間周波数の単位について説明する。読み取り密度は一定の距離において何点を読み取るかということであり、これがサンプリング周波数となる。例えば６００ｄｐｉでは、１インチ（＝２５．４ｃｍ）の中で６００点をサンプリングするので、その読み取り密度は６００÷２５．４＝２３．６ドット／ｍｍとなる。また、読み取り可能な空間周波数は、読み取ったデータが白黒白黒と交互に並ぶ場合であり、これは前記サンプリング周波数の１／２となる。すなわち１２００ｄｐｉの読み取りでは、表現可能な空間周波数は２３．６サイクル／ｍｍとなる。
【００２０】
バンディング同士が特定の距離をおいて発生している場合、これの空間周波数を分析すると、特定の空間周波数での強度が大きくなる。そこで、空間周波数成分の分布を見ることによりバンディングの評価を行なうことができる。例えば、空間周波数５サイクル／ｍｍにピークがあった場合、１ｍｍの間に５サイクルの繰り返しがあるバンディングなので、周期０．２ｍｍのバンディングが発生していることになる。
【００２１】
【非特許文献１】
加藤弥他著、「画像処理による印刷・印字の評価技術と専用装置ＡＰＱＳ」、紙パルプ技術協会誌  ＶＯＬ５６、Ｎｏ１、紙パルプ技術協会、２００２年１月、ｐ３７−４４
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェット記録装置による印刷物のバンディングの評価を周波数空間で行なう、従来の評価方法においてはつぎのような課題があった。まず今回の印刷物にはプリント条件にもよるが、ヘッドのサイズやインクジェットヘッドのインクを吐出するノズルの偏向から、約１８ｍｍ間隔と約３ｍｍ間隔のバンディングが混在して発生していることが観察された。ムラ説明ムラ説明このうち、約１８ｍｍ間隔のバンディングはインクジェットヘッドのサイズに起因するものと考えられ、約３ｍｍ間隔のバンディングはインクジェットヘッドのノズルの偏向に起因するものと考えられた。
【００２３】
まず、今回の検討では、６００ｄｐｉの読み取りに対する明度データを用いた場合に対しては、図１１に示すように空間周波数が７．５サイクル／ｍｍのところで強度のピークが見られた。これは前記の関係から約０．１３ｍｍ間隔のバンディングにあたり、通常の目視による観察では関知できないレベルのものである。
【００２４】
また、図９に示す３００ｄｐｉの読み取りに対する明度データを用いた場合に対しては、５サイクル／ｍｍ付近でピークが出ているが、これは約０．２ｍｍ間隔のバンディングに相当する。これも通常の目視による観察では関知できないレベルのものである。
つまり、通常の目視による観察では感知できないような細かいバンディングは評価しやすいということになる。
【００２５】
実際の印刷物では約３ｍｍ間隔の白筋が生じていたが、これは５０ｄｐｉの読み取りに対する明度データを用いた場合に対して、図１３に示す空間周波数０．３３サイクル／ｍｍ付近にあるピークとして現れた。
【００２６】
一方、今回の印刷物で発生していた間隔が約１８ｍｍのむらに対しては、これは周波数空間では０．０５５サイクル／ｍｍとなる。これは図１３のグラフの横軸ではゼロにかなり近い部分となり、評価しづらいことが判明した。この値を、横軸のゼロ付近のスケールを拡大して表示するには、読み取り密度をさらに粗く取り、またその分必要な印刷幅も広く取る必要がある。そのため、上記のような間隔約１８ｍｍのような間隔の比較的広いバンディングはフーリエ変換を用いてはうまく評価できないという課題を有している。
【００２７】
また、非特許文献１にある例のように、フーリエ変換して空間周波数に対する強度を見るだけでは、どの空間周波数に対する成分が強いかということは分かるが、観察者が印刷物のバンディングを観察した印象と結び付けることができず、バンディングの画質としての評価を単純な数値に置き換えて捉えるということができないという課題がある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、インクを吐出する複数のノズルが被記録媒体に対向するように設けられたインクジェットヘッドを前記被記録媒体の搬送方向とは直交する方向に走査して被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット記録装置を用いて印刷した印刷物に発生する縞状の印刷抜けまたは印刷濃度むらを定量的に評価する印刷物評価方法において、前記印刷物の印刷明度を光学的読み取り手段で前記搬送方向に読み取って明度データを取得する明度データ取得ステップと、取得した前記明度データを平均化する平均化演算処理を施すことにより、前記印刷物上の位置に対する前記明度データの概略の変化を表す概形データを算出する概形データ算出ステップと、算出した前記概形データから前記印刷物上の位置に対する変化率を算出する変化率データ算出ステップと、算出した前記変化率を積算して、その和を評価値として算出する評価値算出ステップと、からなるようにした。
【００２９】
また、前記概形データ算出ステップにおける前記平均化演算処理は、前記明度データに対して移動平均手法を用いて行われるようにした。また、前記変化率データ算出ステップにおける前記変化率は、前記印刷物上の位置に対する明度データの概略の変化を表す第１の概形データと、該第１の概形データから一定間隔離れた位置の第２の概形データとの差を取ることにより算出するようにした。さらに、前記評価値算出ステップにおいて前記変化率データを積算する際に、所定値以下の変化率データは積算せずに積算値を算出するようにした。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の印刷物評価方法の実施形態を図を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は、本発明による印刷物評価の評価手順を示すフローチャートである。従来例と同様に、印刷物の明度をイメージスキャナやＣＣＤカメラ等の光学的読み取り手段で読み取った後１次元の明度データとして得る（ステップＳ１）。
【００３２】
つぎに、印刷物上の位置に対応した明度データから、明度データの変化の概形のみを抽出した抽出データを算出する（ステップＳ２）。具体的には、一列に並ぶ明度データに対し、端から順に移動平均を計算する。ここで移動平均について説明する。移動平均とは、位置に対して順番に並ぶデータに対し、各位置に隣接し連続する複数箇所に対するデータの平均値をもって移動平均値とするものである。
【００３３】
図１４は、移動平均の説明を行なうための説明図である。図１４（ａ）は、各データ番号（１、２、・・１０）に対する値を示した棒グラフである。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のグラフに対して、当該データ番号を含み、それより前の連続する合計４ヶ所のデータを平均した値を示した棒グラフである。例えば、図１４（ａ）中のデータ番号１から４までの４個の元の値を平均することにより、図１４（ｂ）中のデータ番号４の移動平均値が算出される。また、図１４（ａ）中のデータ番号２から５までの４個の元の値を平均することにより、図１４（ｂ）中のデータ番号５の移動平均値が算出される。同様に図１４（ａ）中のデータ番号７から１０までの４個の元の値を平均することにより、図１４（ｂ）中のデータ番号１０の移動平均値が算出される。
【００３４】
このような明度データを平均化する平均化演算処理手法、即ち移動平均手法により、位置に対するデータの変化を鈍らせ、印刷物上の位置に対する前記明度データの概略の変化を表すデータすなわち概形データを得ることができる。ここで平均値の算出には、連続する４個のデータを用いるように説明したが、もとのデータの個数が十分にあれば、何個でもよい。また、もとのデータの個数が多い方が、データの概形、即ち、これらのデータに基づいて表されるグラフの概略の形状をより鈍らせることができる。
【００３５】
図１５は、図１０の明度データに対して、移動平均値を計算した結果を示す説明図である。移動平均の計算に用いた元のデータの個数は、８個である。例えばこのように８個のデータに基づく移動平均手法により計算すると図１０に示す明度データの変化傾向を把握可能となる。
【００３６】
つぎに上記算出したプリント上の位置に対する移動平均値に対し、一定の個数おきに差を計算する。これにより値の傾きを評価することが可能となる。
【００３７】
図１６は、一定の個数おきに値の差の計算の説明図である。この場合では、単に移動平均を求めた値すなわち図１６中の「ア」と、これを８データ分横軸方向にずらした値すなわち図１６中の「イ」を示す。これらに対して横軸が同じ位置のデータに対して差を取ることにより、８個おきのデータごとに差を計算したことになる。求めた差は、図１６において明度がゼロ付近に分布する太い実線すなわち図１６中の「ウ」で表示した。
【００３８】
つぎに、移動平均の差の絶対値を積算し、それを評価値とする。これは、図１６の太い実線の値の絶対値を足し合わせることにより、最終的な評価値が得られる。このことは最初に得た印刷物の明度の変化量を定量化していることに相当する。
【００３９】
つぎにバンディングの発生と評価値の関連を調べた。バンディングの発生条件が変わるように、インクジェット記録装置の機構上のパラメータ、すなわち被記録媒体を搬送する際の送り量や、インクジェットヘッドが主走査方向に走査する際のヘッド送り量、さらにインクジェットヘッドの取り付けを正式な角度から若干ずらすなどの調整を加え、それらの条件により、印刷物Ａから印刷物Ｉまでの９とおりの印刷物と、さらにバンディングの発生していない印刷物Ｚを用意した。
【００４０】
図１７は、上記手順により求めた評価値を各印刷物および印刷物の階調値に対して算出した結果の説明図である。この結果に対してバンディングのほとんど発生していない印刷物Ｚに対しても評価値がある程度大きくなっている。調べてみると、印刷物を画像読み取り装置により読み取る際のノイズの影響であり、移動平均の差で約２にあたることが判明した。
【００４１】
そこで、移動平均の差のうち、２以下の値は無視して積算を行なうようにした。図１７はこのようにして、計算方法を改善して計算した評価値の結果であり、印刷物Ｚに対しては結果がほぼゼロとなった。
【００４２】
また、上記評価値に対して、主観評価との相関を調べた。主観評価とは人間が感覚的に判断する評価のことであり、従来から用いられている評価手法である。
【００４３】
印刷物ＡからＩおよびＺに対して、バンディングに着目してバンディングがないものを１００とし、バンディングの発生が激しいものを点が低くなるように、なおかつ全体として点差が開くように、点数化した。図１８は印刷物ＡからＩおよびＺに対し、印刷物の階調値２５％の部分に対する主観評価値と本発明による評価方法による評価値の関係を示した説明図である。
【００４４】
これにより、今回の主観評価値と客観評価値がほぼ直線の関係にあることが判明した。図１９および図２０は、図１８と同様の評価を印刷物の階調値５０％および印刷物の階調値７０％に対して行なった結果である。これにより、各階調値に対しても主観評価値と客観評価値がほぼ直線の関係にあり、また各直線はほぼ同様の傾きであった。
【００４５】
このことは、本発明による評価方法による評価値が、人間の感覚と合っていることを示し、本発明による評価方法がすぐれたものであることを示している。
また、図３では、ノズル２０がＹ軸に平行に配置されているが、ＸＹ平面状にあって、Ｙ軸に対して角度を持って配置されていてもよい。その場合は、ヘッドがＸ方向に走査されるのに対し、各ノズルは吐出のタイミングをずらしながらプリントを行なうことになる。
【００４６】
また、インクジェットヘッドの方式は、熱エネルギーを用いるサーマル方式と、ピエゾに電圧を与えることによりピエゾを変形させることによってインクを吐出させるピエゾ方式が知られているが、本発明においてはどちらでもよい。
【００４７】
また、上記説明においては、キャリッジの主走査方向の往動および復動双方で印刷がなされるように説明したが、復動のときには印刷を行なわず、往動のときのみ印刷を行なう場合もある。このときは被記録媒体の送りは、キャリッジの１往復に対して１回行われることになる。
【００４８】
【発明の効果】
バンディングを有する印刷物の評価を行なうために、上記説明したように印刷物の明度データから印刷物上の位置に対する変化の概形データを抽出し、その概形データから変化率を算出し、さらに変化率を積算することにより評価値を得るようにしたところ、印刷物のバンディングの評価が容易となり、さらにはこの評価値は人間の感覚に合ったものであり、評価値として有用なものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による印刷物評価の評価手順を示すフローチャート
【図２】インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図
【図３】インクジェットヘッドをノズルの面から見た正面図
【図４】インクジェット記録装置の制御部を示すブロック図
【図５】バンディングを有する印刷物の正面図
【図６】評価に用いた印刷物の形状を示す正面図
【図７】評価の条件を示す説明図
【図８】明度データを示す説明図
【図９】他の明度データを示す説明図
【図１０】他の明度データを示す説明図
【図１１】空間周波数の分布の説明図
【図１２】他の空間周波数の分布の説明図
【図１３】他の空間周波数の分布の説明図
【図１４】移動平均の概念を示す説明図
【図１５】移動平均値を計算した結果を示す説明図
【図１６】一定の個数おきに値の差を計算する方法を示す説明図
【図１７】算出した評価値を示す説明図
【図１８】計算方法を改善して計算した評価値を示す説明図
【図１９】主観評価値と本発明による評価値の関係を示した説明図
【図２０】主観評価値と本発明による評価値の関係を示した他の説明図
【図２１】主観評価値と本発明による評価値の関係を示した他の説明図
【図２２】従来の印刷物評価の評価手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１  被記録媒体
２  紙送りローラー
３  インクタンク
４  インクジェットヘッド
５  キャリッジ
６  ガイドレール
７  送りベルト
８  給紙ローラー
９  ホストコンピュータ
１０  制御部
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１４  キャリッジドライバ
１５  搬送モータドライバ
１６  インクジェットヘッドドライバ
１７  キャリッジモータ
１８  搬送モータ
１９  インクジェットヘッド
２０  ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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