(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単独で黒色を表現可能な黒色のインクのドットと、組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクのドットとを印刷媒体に形成可能なヘッドを備え、該黒色のインクのドットと複数の色相のインクのドットとにより多階調の画像を記録する印刷装置であって、
印刷すべき画像の階調データを画素毎に入力する入力手段と、
該入力した階調データに基づいてブラックを表現する際の該階調データと該黒色インクおよび複数の色相のインクにより実現されるべき濃度との関係を記憶した記憶手段と、
前記黒色のインクについては、該黒色インクにより実現すべき前記濃度を前記記憶された関係を参照して定め、該黒色インクにより実現すべき濃度を予め用意したディザパターンに対応した閾値マトリックスと比較し、該画素に対応した位置に前記黒色のインクのドットを形成するか否かを判断する第１のドット形成判断手段と、
前記複数の色相のインクについては、前記画素に対応した位置に、前記黒色とは異なる他の色相のインクのドットを形成するか否かを、誤差拡散または平均誤差最小法により判断する第２のドット形成判断手段と、
前記第１，第２のドット形成判断手段の判断結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記黒色のインクのドット，前記他の色相のインクのドットを形成するヘッド駆動手段と
を備え、
前記記憶手段は、前記関係を、
ａ）前記黒色のインクにより実現されるべき濃度は、前記階調データが、前記組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクの使用量が最大となる階調値付近の所定値以上の範囲として定められており、かつ
ｂ）前記複数の色相のインクにより実現されるべき濃度は、階調データが、０から、前記所定値より大きく最大階調値よりは低い範囲までとして定められた関係として記憶している
印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記入力手段は、前記階調データを、前記印刷すべき画像を構成し得る複数の色別のデータとして入力する手段であり、
前記記憶手段は、
該入力された複数の色別の階調データから、前記黒色および前記複数の色相のインクにより実現すべき濃度への変換を行なう変換テーブルであって、前記印刷装置により実現すべき画像の濃度が所定値以下では、黒色インクにより実現すべき濃度が所定値未満となるよう予め設定された変換テーブルを記憶しており、
前記第１のドット形成判断手段は、
該入力された複数の色相別の階調データに基づいて、該変換テーブルを参照し、前記黒色および前記複数の色相のインクにより実現すべき濃度を求める濃度決定手段と、
前記黒色インクにより実現すべき濃度を用いて前記黒色インクのドットを形成するか否かの判断を行なう判断手段と
を備える印刷装置。
【請求項３】
前記第１のドット形成判断手段が用いる閾値マトリックスが分散型の閾値マトリックスである請求項１記載の印刷装置。
【請求項４】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記ヘッドは、前記黒色とは異なる色相のインクとして、少なくともシアンまたはマゼンタのインクのドットを形成可能である印刷装置。
【請求項５】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記第２のドット形成判断手段は、
前記記憶された関係を参照して決定された黒色のインクにより実現される濃度による下色除去を考慮して、前記色相が異なる複数のインクの各々の記録率を求める記録率決定手段を備えた印刷装置。
【請求項６】
前記複数のインクがシアンおよびマゼンタインクを含む請求項５記載の印刷装置。
【請求項７】
前記ヘッドは、インク通路に設けられた電歪素子への電圧の印加によりインクに付与される圧力によってインク粒子を吐出する機構を備えた請求項１記載の印刷装置。
【請求項８】
前記ヘッドは、インク通路に設けられた発熱体への通電により発生する気泡により該インク通路のインクに付与される圧力によってインク粒子を吐出する機構を備えた請求項１記載の印刷装置。
【請求項９】
前記ヘッドは、組合せにより黒色を表現し得る複数の色相のインクとして、シアン，マゼンタ，イエロのインクのドットを形成可能である請求項１記載の印刷装置。
【請求項１０】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記ヘッドは、少なくともシアンおよびマゼンタインクについては、単位面積当たりの濃度が異なる２種類以上のドットを可能であり、
前記第２のドット形成判断手段は、前記色相が異なる複数のインクのドットを形成するか否かの判断を、該濃度の低い側のドットについて行なう
印刷装置。
【請求項１１】
単独で黒色を表現可能な黒色のインクのドットと、組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクのドットとを印刷媒体に形成可能なヘッドを備えた印刷装置により、該黒色のインクのドットと該複数の色相のインクのドットの形成を制御して、多階調の画像を記録する方法であって、
印刷すべき画像の階調データを画素毎に入力し、
該入力した階調データに基づいてブラックを表現する際の該階調データと該黒色インクおよび複数の色相のインクにより実現されるべき濃度との関係を、
ａ）前記黒色のインクにより実現されるべき濃度は、前記階調データが、前記組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクの使用量が最大となる階調値付近の所定値以上の範囲として定められており、かつ
ｂ）前記複数の色相のインクにより実現されるべき濃度は、階調データが、０から、前記所定値より大きく最大階調値よりは低い範囲までとして定められた関係として記憶しておき、
前記黒色のインクについては、該黒色インクにより実現すべき前記濃度を前記記憶された関係を参照して定め、該黒色インクにより実現すべき濃度を予め用意したディザパターンに対応した閾値マトリックスと比較し、該画素に対応した位置に前記黒色のインクのドットを形成するか否かを判断し、
前記複数の色相のインクについては、前記画素に対応した位置に、前記黒色とは異なる他の色相のインクのドットを形成するか否かを、誤差拡散または平均誤差最小法により判断し、
前記両判断結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記黒色のインクのドット，前記他の色相のインクのドットを形成する
画像記録方法。
【請求項１２】
単独で黒色を表現可能な黒色のインクのドットと、組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクのドットとを印刷媒体に形成するか否かを判断し、該黒色のインクのドットと該複数の色相のインクのドットの形成を制御して、多階調の画像を記録するプログラムを、コンピュータに読み取り可能に記録した記録媒体であって、
入力した階調データに基づいてブラックを表現する際の該階調データと該黒色インクおよび複数の色相のインクにより実現されるべき濃度との関係を、
ａ）前記黒色のインクにより実現されるべき濃度は、前記階調データが、前記組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクの使用量が最大となる階調値付近の所定値以上の範囲として定められており、かつ
ｂ）前記複数の色相のインクにより実現されるべき濃度は、階調データが、０から、前記所定値より大きく最大階調値よりは低い範囲までとして定められた関係として記憶しておく機能、
前記黒色のインクについては、該黒色インクにより実現すべき前記濃度を前記記憶された関係を参照して定め、該黒色インクにより実現すべき濃度を予め用意したディザパターンに対応した閾値マトリックスと比較し、該画素に対応した位置に前記黒色のインクのドットを形成するか否かを判断する機能、
前記複数の色相のインクについては、前記画素に対応した位置に、前記黒色とは異なる他の色相のインクのドットを形成するか否かを、誤差拡散または平均誤差最小法により判断する機能、
前記両判断結果に基づいて、前記黒色のインクのドットと前記他の色相のインクのドットとを前記印刷媒体上に形成する機能
を、コンピュータにより実現するプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、黒色のインクのドットと組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクのドットを印刷媒体に形成可能なヘッドを備えた印刷装置により、黒色のインクのドットと複数の色相のインクのドットの形成を制御して、多階調の画像を記録する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの出力装置として、数色のインクをヘッドから吐出するタイプのカラープリンタが広く普及し、コンピュータ等が処理した画像を多色多階調で印刷するのに広く用いられている。シアン、マゼンタ、イエロ（ＣＭＹ）の三色のインクにより多色の画像を印刷する場合、多階調の画像を形成するにはいくつかの方法が考えられる。一つは、従来のプリンタで採用されている手法であり、一度に吐出するインクにより用紙上に形成されるドットの大きさを一定として、印刷される画像の階調を、ドットの密度（単位面積当たりの出現頻度）により表現するものである。もう一つの方法は、用紙上に形成するドット径を調整して、単位面積当たりの濃度を可変するものである。最近では、インク粒子を形成するヘッドの微細加工が進み、所定長さ当たりに形成できるドットの密度やドット径の可変範囲などは、年々向上しているが、プリンタの場合には、印字密度（解像度）で３００ｄｐｉないし７２０ｄｐｉ程度、粒径で数十ミクロンに留まっており、銀塩写真の表現力（フィルム上では解像度で数千ｄｐｉと言われる）との間の隔たりは未だ大きい。
【０００３】
特に、画像濃度の低い領域、即ち印刷されるドット密度の低い領域では、ドットがまばらに形成され（いわゆる粒状化）、これが目に付いてしまう。そこで、こうしたドットのばらつきをできるだけ抑え、かつ原画像の階調を忠実に反映したドットの形成を行なうため、多値化に際して生じた濃度誤差をその画素の周辺の画素に配分する誤差配分の手法や、黒色のドットが非常に目立つことから、黒色の濃度を、シアン，マゼンタ，イエロのインクの濃度に振り分け、三色のインクのドットの混在により黒色を表現するいわゆるコンポジットブラックを用いるといった様々な提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、黒色のインクとシアン，マゼンタ，イエロなどのカラーインクとにより画像を記録する従来のプリンタでは、次の問題があった。
▲１▼黒色のインクはドット１個当たりの重みが大きいので、ハーフトーニングなど多値化を行なった場合、量子化誤差も大きい。従って、誤差拡散や平均誤差最小法等を用いざるを得ず、演算に多大な時間を要してしまう。かといって、ディザ法によったのでは、量子化誤差が大きく、画質が劣化してしまう。
【０００５】
▲２▼黒色のインクは明度が低いので、低濃度領域では、例え誤差拡散や平均誤差最小法等を用いても、粒状感を解消することは難しい。かといって、黒色の領域を全てコンポジットブラックで表現しようとすると、３色のインクを吐出することから、インクジェットプリンタの場合には、用紙の吸水性から見て過剰なインクが吐出されることになり、用紙がふやけてしまうことがあり得る。インクデューティを厳しく制限すれば、濃い黒色を表現することができない。また、コンポジットブラックにより黒色を表現する場合には、加色混合によつて黒色を得ているので、本来の黒インクによる黒色と比べると、どうしても灰色がかった画像になり、特に高濃度領域の画質が甘くなってしまうという問題もあった。
【０００６】
本発明は、黒色の表現に関する上記問題を解決し、多階調の画像の印刷における演算時間を短縮しかつ粒状感を抑制することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
かかる目的を達成するため、本願発明は、以下の構成を採用した。まず、本発明の印刷装置は、
単独で黒色を表現可能な黒色のインクのドットと、組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクのドットとを印刷媒体に形成可能なヘッドを備え、該黒色のインクのドットと複数の色相のインクのドットとにより多階調の画像を記録する印刷装置であって、
印刷すべき画像の階調データを画素毎に入力する入力手段と、
該入力した階調データに基づいてブラックを表現する際の該階調データと該黒色インクおよび複数の色相のインクにより実現されるべき濃度との関係を記憶した記憶手段と、
前記黒色のインクについては、該黒色インクにより実現すべき前記濃度を前記記憶された関係を参照して定め、該黒色インクにより実現すべき濃度を予め用意したディザパターンに対応した閾値マトリックスと比較し、該画素に対応した位置に前記黒色のインクのドットを形成するか否かを判断する第１のドット形成判断手段と、
前記複数の色相のインクについては、前記画素に対応した位置に、前記黒色とは異なる他の色相のインクのドットを形成するか否かを、誤差拡散または平均誤差最小法により判断する第２のドット形成判断手段と、
前記第１，第２のドット形成判断手段の判断結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記黒色のインクのドット，前記他の色相のインクのドットを形成するヘッド駆動手段と
を備え、
前記記憶手段は、前記関係を、
ａ）前記黒色のインクにより実現されるべき濃度は、前記階調データが、前記組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクの使用量が最大となる階調値付近の所定値以上の範囲として定められており、かつ
ｂ）前記複数の色相のインクにより実現されるべき濃度は、階調データが、０から、前記所定値より大きく最大階調値よりは低い範囲までとして定められた関係として記憶していること
を要旨としている。
【０００８】
他方、この印刷装置に対応した本発明の画像記録方法は、
単独で黒色を表現可能な黒色のインクのドットと、組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクのドットとを印刷媒体に形成可能なヘッドを備えた印刷装置により、該黒色のインクのドットと該複数の色相のインクのドットの形成を制御して、多階調の画像を記録する方法であって、
印刷すべき画像の階調データを画素毎に入力し、
該入力した階調データに基づいてブラックを表現する際の該階調データと該黒色インクおよび複数の色相のインクにより実現されるべき濃度との関係を、
ａ）前記黒色のインクにより実現されるべき濃度は、前記階調データが、前記組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクの使用量が最大となる階調値付近の所定値以上の範囲として定められており、かつ
ｂ）前記複数の色相のインクにより実現されるべき濃度は、階調データが、０から、前記所定値より大きく最大階調値よりは低い範囲までとして定められた関係として記憶しておき、
前記黒色のインクについては、該黒色インクにより実現すべき前記濃度を前記記憶された関係を参照して定め、該黒色インクにより実現すべき濃度を予め用意したディザパターンに対応した閾値マトリックスと比較し、該画素に対応した位置に前記黒色のインクのドットを形成するか否かを判断し、
前記複数の色相のインクについては、前記画素に対応した位置に、前記黒色とは異なる他の色相のインクのドットを形成するか否かを、誤差拡散または平均誤差最小法により判断し、
前記両判断結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記黒色のインクのドット，前記他の色相のインクのドットを形成すること
を要旨としている。
【０００９】
この印刷装置および画像記録方法は、まず各画素毎に、入力した階調データに基づいて想定される印刷媒体上の画像の濃度を求める。この濃度が所定濃度以上の場合には、この濃度を予め用意したディザパターンに対応した閾値マトリックスと比較することで、その画素に対応した位置に、その黒色のインクのドットを形成するか否かを判断する。この判断とは別に、その画素に対応した位置に、黒色とは異なる他の色相のインクのドットを形成するか否かを判断し、こうした両判断の結果に基づいて、ヘッドを駆動して、黒色のインクのドットおよび／または他の色相のインクのドットを形成する。
【００１０】
即ち、本発明によれば、印刷媒体上の画像の濃度が高い場合には、黒色のインクによりディザパターンを利用してドットを形成するが、画像の濃度か低い領域では、少なくともディザパターンを利用した黒色ドットの形成は行なわない。黒色以外の色相のインクのドットを形成は、黒色のインクのドットの形成とは別に行なわれる。黒色の濃度が高い領域では、単位面積当たりのドット密度は高いから、黒色のインクのドットをディザパターンを利用して形成しても、画質の劣化は目立たない。他方、低濃度領域ではディザパターンを利用した黒色ドットの形成は行なわないから、粒状感を抑制することができる。この結果、黒色のインクについてはディザ法を採用して高速な処理を実現することができ、かつ画質の劣化を招くことがないと言う優れた効果を奏する。
【００１１】
なお、階調データに基づいて想定される印刷媒体上の画像の濃度とは、黒色インクの濃度に換算された濃度でも良いが、三原色などに分解された各原色毎の濃度から、所定の演算式により求めるものとしても良い。また、印刷媒体上の画像の濃度を求めてから、黒色インクのドットの形成を判断する代わりに、階調データから直接、黒色インク，他の色相のインクの濃度に変換するテーブルを用意し、このテーブルにおいて、全体の濃度か高い領域では、黒色インクの濃度が低くなるようデータを設定しておくことも差し支えない。この場合には、濃度が所定値以上か否かの判断を行なう必要がない。
【００１２】
また、黒色の濃度が高い領域では黒色のインクによりドットを形成するから、インクジェットプリンタの場合には、用紙の吸水性から見て過剰なインクが吐出されることがない。従って、インクデューティが厳しい用紙でも、濃い黒色を表現することができる。更に、黒色の濃度が高い領域では、黒色のインクによりドットを形成するから、コンポジットブラックにより黒色を表現する場合と比べて、高濃度領域の黒が引き締まり、画質が甘くなることがない。
【００１３】
こうした画像記録方法をコンピュータ上で実現するプログラムを記録した記録媒体の発明は、
単独で黒色を表現可能な黒色のインクのドットと、組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクのドットとを印刷媒体に形成するか否かを判断し、該黒色のインクのドットと該複数の色相のインクのドットの形成を制御して、多階調の画像を記録するプログラムを、コンピュータに読み取り可能に記録した記録媒体であって、
入力した階調データに基づいてブラックを表現する際の該階調データと該黒色インクおよび複数の色相のインクにより実現されるべき濃度との関係を、
ａ）前記黒色のインクにより実現されるべき濃度は、前記階調データが、前記組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクの使用量が最大となる階調値付近の所定値以上の範囲として定められており、かつ
ｂ）前記複数の色相のインクにより実現されるべき濃度は、階調データが、０から、前記所定値より大きく最大階調値よりは低い範囲までとして定められた関係として記憶しておく機能、
前記黒色のインクについては、該黒色インクにより実現すべき前記濃度を前記記憶された関係を参照して定め、該黒色インクにより実現すべき濃度を予め用意したディザパターンに対応した閾値マトリックスと比較し、該画素に対応した位置に前記黒色のインクのドットを形成するか否かを判断する機能、
前記複数の色相のインクについては、前記画素に対応した位置に、前記黒色とは異なる他の色相のインクのドットを形成するか否かを、誤差拡散または平均誤差最小法により判断する機能、
前記両判断結果に基づいて、前記黒色のインクのドットと前記他の色相のインクのドットとを前記印刷媒体上に形成する機能
を、コンピュータにより実現するプログラムを記録したことを要旨としている。
【００１４】
かかる記録媒体に記録されたプログラムは、機械読み取りされてコンピュータにより実行される。コンピュータは、このプログラムを実行し、ドットの形成について判断した上で、印刷媒体上にドットを形成することにより、上記の画像記録方法を実現する。
【００１５】
こうした印刷装置および画像記録方法では、黒色のインクによるドットの形成の判断に用いる閾値マトリックスを、分散型の閾値マトリックスとすることができる。分散型の閾値マトリックスを用いると、ドット形成の分散性が向上し、見た目のざらつき感などを低減することができる。
【００１６】
また、複数の色相のインクのドット形成の判断を行なう場合、黒色の濃度に基づいて、他の色相のインクの記録率を求め、各色インクの記録率に基づいて、誤差拡散法もしくは平均誤差最小法により、各色インクのドットを形成するか否かを判断するものとしてもよい。この場合、誤差拡散または平均誤差最小法を用いているので、他の色相のインクのドットによる黒色の表現は、各画素での量子化誤差を、一定の広さに拡散し、平均的に見れば誤差のほとんどない、再現性の良い画像を形成することができる。
【００１７】
さらに、他の色相のインクのドット形成の判断を行なう場合、黒色の濃度に基づいて、他の色相のインクの各々の記録率を求め、各色インクの記録率に基づいて、組織的ディザ法により、各色インクのドットを形成するか否かを判断するものとしても良い。この場合には、組織的ディザ法を用いるので、黒色のインクのドットの判断にディザパターンを用いることと相俟って、多値化の処理を高速化することができる。
【００１８】
こうした印刷装置において、インクを印刷媒体に記録するヘッドとしては、様々なものを用いることができる。例えば、インク通路に設けられた電歪素子への電圧の印加によりインクに付与される圧力によってインク粒子を吐出する機構を用いても良い。また、インク通路に設けられた発熱体への通電により発生する気泡により該インク通路のインクに付与される圧力によってインク粒子を吐出する機構を採用することも容易である。このほか、熱転写や熱昇華型の機構によりドットを形成するヘッドを採用することも可能である。
【００１９】
更に、画像を記録するヘッドは、組合せにより黒色を表現し得る複数の色相のインクとして、シアン，マゼンタ，イエロのインクのドットを形成可能であるものを用いることができる。シアン，マゼンタ，イエロは、インクを用いた画像記録における基本的な三原色の組合せの一つであり、広い範囲に亘って、元の色を再現可能である。
【００２０】
なお、こうしたヘッドとしては、少なくともシアンおよびマゼンタインクについて、単位面積当たりの濃度が異なる２種類以上のドットを可能なものを用いることができ、色相が異なる複数のインクのドットを形成するか否かの判断を、濃度の低い側のインクのドットについて行なうものとしても良い。低濃度領域において、濃度の低いインクを用いれば、より粒状感を感じさせない画像を形成することができる。
【００２１】
【発明の他の態様】
この発明は、以下のような他の態様も含んでいる。第１の態様は、印刷装置の入力手段，第１のドット形成判断手段，第２のドット形成判断手段のうちの一つまたは関連するいくつかの手段を、印刷装置の筐体内部ではなく、印刷しようとする画像を出力する装置の側に置く構成である。第１，第２のドット形成判断手段等は、ディスクリートな回路によっても実現可能であるが、ＣＰＵを中心とした算術論理演算回路におけるソフトウェアによっても実現可能である。後者の場合には、印刷しようとする画像を出力する側、例えばコンピュータ側にドットの生成に関する処理まで行なわせ、印刷装置の筐体内には、生成されたドットを、ヘッドからのインクの吐出を制御して、用紙上などに形成する機構のみを収納する形態も考えることができる。もとより、これらの手段を適当な箇所で二つのグループに分け、その一方を、印刷装置の筐体内で実現し、残りを、画像を出力する側で実現すると言った構成も可能である。
【００２２】
第２の形態は、本発明の画像処理をコンピュータ上で実現するプログラムを通信回線を介して供給する供給装置としての形態である。
【００２３】
第３の形態は、上記の画像記録方法により記録された印刷物としての態様である。即ち、黒色のインクのドットと組み合わせにより黒色を表現し得る複数の色相のインクのドットを印刷媒体に形成可能なヘッドを備えた印刷装置を用い、黒色のインクのドットと該複数の色相のインクのドットの形成を制御して、多階調の画像を記録する方法により記録された印刷物であって、
印刷すべき画像の階調データを画素毎に入力し、
該入力した階調データに基づいて想定される前記印刷媒体上の画像の濃度が所定濃度以上の場合には、黒色インクにより実現すべき濃度を、予め用意したディザパターンに対応した閾値マトリックスと比較し、該画素に対応した位置に前記黒色のインクのドットを形成するか否かを判断し、
該画素に対応した位置に、前記黒色とは異なる他の色相のインクのドットを形成するか否かを判断し、
前記両判断結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記黒色のインクのドット，前記他の色相のインクのドットを形成させた結果得られた印刷物の形態を考えることができる。
【００２４】
こうして形成された印刷物は、黒色の濃度が高い領域では、黒色のインクでドットが形成され、黒色の濃度が低い領域では、色相が異なる複数のインクの組合せにより黒色ぎ表現されている。従って、インクジェットプリンタの場合には、用紙の吸水性から見て過剰なインクが吐出されることがなく、印刷物が紙の場合、用紙がふやけてしまうことがない。インクデューティを厳しい場合でも、濃い黒色を表現した印刷物を得ることができる。かかる画像記録方法によりドットが形成された印刷物のドットの分布を解析すれば、黒色の濃度が高い領域と低い領域とで、黒色のドットの分布が異なり、上記の画像記録方法により画像を記録したことを認識することができる。
【００２５】
同様に、上述した本発明の印刷装置により印刷した印刷物も発明の実施の形態として考えることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例としての印刷装置の構成を示すブロック図である。図示するように、コンピュータ９０にスキャナ１２とカラープリンタ２０とが接続されており、このコンピュータ９０に所定のプログラムがロードされ実行されることにより、全体として印刷装置として機能する。図示するように、このコンピュータ９０は、プログラムに従って画像処理に関わる動作を制御するための各種演算処理を実行するＣＰＵ８１を中心に、バス８０により相互に接続された次の各部を備える。ＲＯＭ８２は、ＣＰＵ８１で各種演算処理を実行するのに必要なプログラムやデータを予め格納しており、ＲＡＭ８３は、同じくＣＰＵ８１で各種演算処理を実行するのに必要な各種プログラムやデータが一時的に読み書きされるメモリである。入力インターフェイス８４は、スキャナ１２やキーボード１４からの信号の入力を司り、出力インタフェース８５は、プリンタ２０へのデータの出力を司る。ＣＲＴＣ８６は、カラー表示可能なＣＲＴ２１への信号出力を制御し、ディスクコントローラ（ＤＤＣ）８７は、ハードディスク１６やフレキシブルドライブ１５あるいは図示しないＣＤ−ＲＯＭドライブとの間のデータの授受を制御する。ハードディスク１６には、ＲＡＭ８３にロードされて実行される各種プログラムやデバイスドライバの形式で提供される各種プログラムなどが記憶されている。このほか、バス８０には、シリアル入出力インタフェース（ＳＩＯ）８８が接続されている。このＳＩＯ８８は、モデム１８に接続されており、モデム４８を介して、公衆電話回線ＰＮＴに接続されている。コンピュータ９０は、このＳＩＯ８８およびモデム１８を介して、外部のネットワークに接続されており、特定のサーバーＳＶに接続することにより、画像処理に必要なプログラムをハードディスク７６にダウンロードすることも可能である。また、必要なプログラムをフレキシブルディスクＦＤやＣＤ−ＲＯＭによりロードし、コンピュータ９０に実行させることも可能である。
【００２７】
図２は、プリンタ２０の概略構成図である。図示するように、このプリンタ２０は、紙送りモータ２２によって用紙Ｐを搬送する機構と、キャリッジモータ２４によってキャリッジ３０をプラテン２６の軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ３０に搭載された印字ヘッド２８を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御する機構と、これらの紙送りモータ２２，キャリッジモータ２４，印字ヘッド２８および操作パネル３２との信号のやり取りを司る制御回路４０とから構成されている。
【００２８】
用紙Ｐを搬送する機構は、紙送りモータ２２の回転をプラテン２６のみならず、図示しない用紙搬送ローラに伝達するギヤトレインを備える（図示省略）。また、キャリッジ３０を往復動させる機構は、プラテン２６の軸と並行に架設されキャリッジ３０を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモータ２４との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリ３８と、キャリッジ３０の原点位置を検出する位置検出センサ３９等から構成されている。
【００２９】
制御回路４０を中心にこのプリンタ２０の構成を示したのが、図３である。図示するように、この制御回路４０は、周知のＣＰＵ４１，プログラムなどを記憶したＰ−ＲＯＭ４３，ＲＡＭ４４，文字のドットマトリックスを記憶したキャラクタジェネレータ（ＣＧ）４５などを中心とする算術論理演算回路として構成されており、この他、外部のモータ等とのインタフェースを専用に行なうＩ／Ｆ専用回路５０、このＩ／Ｆ専用回路５０に接続されヘッド２８を駆動するヘッド駆動回路５２、同じく紙送りモータ２２およびキャリッジモータ２４を駆動するモータ駆動回路５４を備える。また、Ｉ／Ｆ専用回路５０は、パラレルインタフェース回路を内蔵しており、コネクタ５６を介してコンピュータに接続されて、コンピュータが出力する印刷用の信号を受け取ることができる。コンピュータからの画像信号の出力については後述する。
【００３０】
次にキャリッジ３０の具体的な構成と、キャリッジ３０に搭載された印字ヘッド２８によるインクの吐出原理について説明する。図４は、キャリッジ３０の形状を示す斜視図である。また、図５は、キャリッジ３０の下部に配列された印字ヘッド２８における各色インクを吐出するノズル部分を示す平面図である。図４に示すように、キャリッジ３０は、略Ｌ字形状をしており、図示しない黒インク用カートリッジとカラーインク用カートリッジ７０（図６参照）とを搭載可能であって、両カートリッジを装着可能に仕切る仕切板３１を備える。キャリッジ３０の下部の印字ヘッド２８には計６個のインク吐出用ヘッド６１ないし６６が形成されており、キャリッジ３０の底部には、この各色用ヘッドにインクタンクからのインクを導く導入管７１ないし７６が立設されている。キャリッジ３０に黒インク用のカートリッジおよびカラーインク用カートリッジ７０を上方から装着すると、各カートリッジに設けられた接続孔に導入管７１ないし７６が挿入される。
【００３１】
インクが吐出される機構を簡単に説明する。図７に示すように、インク用カートリッジ７０がキャリッジ３０に装着されると、毛細管現象を利用してインク用カートリッジ内のインクが導入管７１ないし７６を介して吸い出され、キャリッジ３０下部に設けられた印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６６に導かれる。なお、初めてインクカートリッジが装着されたときには、専用のポンプによりインクを各色ヘッド６１ないし６６に吸引する動作が行なわれるが、本実施例では吸引のためのポンプ、吸引時に印字ヘッド２８を覆うキャップ等の構成については図示および説明を省略する。
【００３２】
各色ヘッド６１ないし６６には、図５および図７に示したように、各色毎に３２個のノズルｎが設けられており、各ノズル毎に電歪素子の一つであって応答性に優れたピエゾ素子ＰＥが配置されている。ピエゾ素子ＰＥとノズルｎとの構造を詳細に示したのが、図８である。図示するように、ピエゾ素子ＰＥは、ノズルｎまでインクを導くインク通路６８に接する位置に設置されている。ピエゾ素子ＰＥは、周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、極めて高速に電気−機械エネルギの変換を行なう素子である。本実施例では、ピエゾ素子ＰＥの両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加することにより、図８下段に示すように、ピエゾ素子ＰＥが電圧の印加時間だけ伸張し、インク通路６８の一側壁を変形させる。この結果、インク通路６８の体積は、ピエゾ素子ＰＥの伸張に応じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、粒子Ｉｐとなって、ノズルｎの先端から高速に吐出される。このインク粒子Ｉｐがプラテン２６に装着された用紙Ｐに染み込むことにより、印刷が行なわれることになる。
【００３３】
印字ヘッド２８における各色ヘッド６１ないし６６の配列は、上述したピエゾ素子ＰＥを配置する関係上、図５に示したように、２つのヘッドを一組として、３組に分けて配設されている。黒インク用カートリッジに近接した側の端に黒インク用のヘッド６１が配設されており、その隣がシアン用のインクヘッド６２である。また、この組に隣接するのが、シアン用インクヘッド６２に供給されるシアンインクより濃度の低いインク（以下、ライトシアンインクと呼ぶ）用のヘッド６３とマゼンタ用のインクヘッド６４である。更にその隣の組には、通常のマゼンタインクより濃度の低いインク（以下、ライトマゼンタインクと呼ぶ）用のヘッド６５と、イエロ用のヘッド６６とが配置されている。各インクの組成および濃度については後述する。
【００３４】
以上説明したハードウェア構成を有する本実施例のプリンタ２０は、紙送りモータ２２によりプラテン２６その他のローラを回転して用紙Ｐを搬送しつつ、キャリッジ３０をキャリッジモータ２４により往復動させ、同時に印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６６のピエゾ素子ＰＥを駆動して、各色インクの吐出を行ない、用紙Ｐ上に多色の画像を形成する。なお、プリンタ２０は、図９に示すように、コンピュータ９０などの画像形成装置からコネクタ５６を介して受け取った信号に基づいて、多色の画像を形成する。この例では、コンピュータ９０内部で動作しているアプリケーションプログラムは、画像の処理を行ないつつビデオドライバ９１を介してＣＲＴディスプレイ９３に画像を表示している。このアプリケーションプログラム９５が、印刷命令を発行すると、コンピュータ９０のプリンタドライバ９６が、画像情報をアプリケーションプログラムから受け取り、これをプリンタ２０が印字可能な信号に変換している。図９に示した例では、プリンタドライバ９６の内部には、アプリケーションプログラム９５が扱っている画像情報をドット単位の色情報に変換するラスタライザ９７、ドット単位の色情報に変換された画像情報（階調データ）に対して色補正テーブルＣＴを参照して画像出力装置（ここではプリンタ２０）の発色の特性に応じた色補正を行なう色補正モジュール９８、色補正された後の画像情報からドット単位でのインクの有無によりある面積での濃度を表現するいわゆるハーフトーンの画像情報を生成するハーフトーンモジュール９９が備えられている。これらの各モジュールの動作は、周知のものなので、説明は原則として省略し、本発明に関連する色補正モジュール９８およびハーフトーンモジュール９９の内容については、後述する。
【００３５】
以上説明したように、本実施例のプリンタ２０は、その印字ヘッド２８に、いわゆるＣＭＹＫの４色のインク以外に、ライトシアンインクとライトマゼンタインク用のヘッド６３，６５を備える。これらのインクは、図１０にその成分を示すように、通常のシアンインクおよびマゼンタインクの染料濃度を低くしたものである。図示するように、通常濃度のシアンインク（図１０中Ｃ１で示す）は、染料であるダイレクトブルー９９を３．６重量パーセント、ジエチレングリコール３０重量パーセント、サーフィノール４６５を１重量パーセント、水６５．４重量パーセントとしたものであるのに対して、ライトシアンインク（図１０中Ｃ２で示す）、染料であるダイレクトブルー９９を、シアンインクＣ１の１／４である０．９重量パーセントとし、粘度調整のためにジエチレングリコールを３５重量パーセント、水を６３．１重量パーセントに変更したものである。また、通常濃度のマゼンタインク（図１０中Ｍ１で示す）は、染料であるアシッドレッド２８９を２．８重量パーセント、ジエチレングリコール２０重量パーセント、サーフィノール４６５を１重量パーセント、水７９重量パーセントとしたものであるのに対して、ライトマゼンタインク（図１０中Ｍ２で示す）は、染料であるアシッドレッドを、マゼンタインクＭ１の１／４である０．７重量パーセント、ジエチレングリコール２５重量パーセント、水７４重量パーセントに変更したものである。
【００３６】
なお、図１０に示したように、イエロインクＹと、ブラックインクＫは、染料としてダイレクトイエロ８６とフードブラック２とを用い、それぞれ１．８重量パーセント、４．８重量パーセントとしたものである。いずれのインクも、粘度がおよそ３［ｍＰａ・ｓ］程度に調整されている。本実施例では、各色インクの粘度の他、表面張力も同一に調整しているので、各色ヘッド毎のピエゾ素子ＰＥの制御を、ドットを形成するインクに拠らず同一にすることができる。
【００３７】
これらの各色インクの明度を測定したものを図１１に示した。図１１の横軸はプリンタの記録解像度に対する記録率であり、ノズルｎから吐出したインク粒子Ｉｐにより白色の用紙Ｐにドットを記録した割合を示している。即ち、記録率１００とは、用紙Ｐの全面がインク粒子Ｉｐにより覆われた状態を示している。本実施例では、シアンインクＣ１に対してライトシアンインクＣ２は、染料の濃度が重量パーセントで約１／４としており、このときの両インクの明度は、ライトシアンインクＣ２の記録率が１００パーセントの場合の明度が、シアンインクＣ１の記録率が約３５パーセントの場合の明度と等しくなっている。この関係は、マゼンタインクＭ１，ライトマゼンタインクＭ２においても同様である。濃度の異なるインクが同一明度となる記録率の割合は、両インクを混在して印刷した場合の混色の美しさの点から定めたものであるが、実用上は、２０ないし５０パーセントの範囲に調整することが望ましい。この関係を、両インクにおける染料の重量パーセントの割合で表現すると、濃度の高いインク（シアンインクＣ１およびマゼンタインクＭ１）における染料の重量パーセントに対して、濃度の低いインク（ライトシアンインクＣ２およびライトマゼンタインクＭ２）における染料の重量パーセントの関係を、後者が前者の約１／５ないし１／３程度に調整することとほぼ等価である。
【００３８】
次に、プリンタドライバ９６の色補正モジュール９８およびハーフトーンモジュール９９内の処理に沿って、本実施例のプリンタ２０における多色インクを用いた印刷の様子について説明する。図１２は、本実施例のプリンタドライバ９６が行なう色補正処理およびハーフトーン処理の概要を示すフローチャートである。図示するように、印刷の処理が開始されると、一つの画像の左上隅を原点として各画素を順にスキャンし、まずラスタライザ９７から、キャリッジ３０のスキャン方向に沿った順に、一つの画素のカラー画像データ（ＲＧＢ各８ビット）を入力する（ステップＳ１００）。次に、このＲＧＢのカラー画像データに基づいて、色補正テーブルＣＴを参照し、ＣＭＹの３色についての階調データＤＳを求める処理を行なう（ステップＳ１０５）。この処理は、色補正モジュール９８の処理に相当する。図１２では、色補正テーブルＣＴを参照する処理を、関数ｆ（）として示した。色補正テーブルＣＴは、ＲＧＢから直接ＣＭＹＫの４色のデータを得ても良いが、本実施例では、黒色の表現を、リアルブラックによるものと、コンポジットブラックによるものに分けているので、ここでは、ＲＧＢからＣＭＹの３色の階調データを得るものとしている。
【００３９】
なお、このプリンタ２０では、実際には、低濃度のインクであるライトシアンインクＣ２やライトマゼンタインクＭ２を用いて、計６色で画像の記録が行なわれるから、色補正モジュール９８は、ＲＧＢのカラー画像データから直接Ｃ１，Ｃ２，Ｍ１，Ｍ２，Ｙ，Ｋの６色の階調データを得ても差し支えないが、説明の都合上、ここでは、ＲＧＢのカラー画像データから、色補正モジュール９８により、一旦ＣＭＹの３色の階調データを求めるものとして説明する。
【００４０】
次に、入力したＣＭＹの各色の階調データＤＳに基づき、リアルブラック（即ち黒色のインクＫによる黒色）のドットとコンポジットブラック（即ちＣＭＹの三色による黒色）のドットの各記録率Ｒｋ，Ｒｃｏｍを、図１３を参照して決定する処理を行なう（ステップＳ１１０）。一つの画素についてＣＭＹの各色相の記録率が零でなければ、黒色の成分が存在するとみなすことができる。例えば（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（１００，１１０，１２０）であるとすれば、（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）＝（０，１０，２０，１００）と置き換えることも可能である。しかし、ＣＭＹ成分を単純に黒色Ｋに置き換えると、黒色のドットは極めて目立つことから、自然画像などを印刷する場合には画像の品質が低下することがある。したがって、ある濃度以下については、黒色の成分であっても、リアルブラックではなくコンポジットブラックを用いた方が、画質は向上する。本実施例では、色補正テーブルＣＴを参照して得られた階調データＤＳに基づいて、黒色のインクＫを用いたリアルブラックのドットの記録率Ｒｋと、ＣＭＹのインクを用いたコンポジットブラックのドットの記録率Ｒｃｏｍとを、どのように振り分けるかを、予め設定している。これが図１３に示すグラフである。
【００４１】
即ち、先ず色補正テーブルＣＴを参照して得られたＣＭＹのデータから、黒色成分の最大の階調データＤＳを求める（ステップＳ１１０）。ＣＭＹの各色を黒色Ｋで置き換え可能な最大値Ｋｍｘを求めるのである。その上で、図１３のグラフを参照し、リアルブラックのドット記録率Ｒｋと、コンポジットブラックのドット記録率Ｒｃｏｍを求め、更にこれからＣＭＹ各色の記録率Ｒｃ，Ｒｍ，Ｒｙを求める処理を行なう（ステップＳ１１５）。例えば、（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（１００，１１０，１２０）の場合には、黒色に置き換えられる最大値Ｋｍｘは値１００であり、これに基づいて図１３を参照し、リアルブラックの記録率Ｒｋとして値３４、コンポジットブラックの記録率Ｒｃｏｍとして値６６を得る。この結果、ＣＭＹＫ４色の記録率（Ｒｃ，Ｒｍ，Ｒｙ，Ｒｋ）の割合は（６６，７６，８６，３４）となる。図１３に示した例では、色補正テーブルＣＴを参照して色補正データを得た時点でガンマ補正などを済ませているものとしたので、各色の割合は、単純に黒色の記録率Ｒｋを各色の記録率から減じたものとしたが、図１３を参照する時点でガンマ補正などの各補正を行なうものとしても良い。
【００４２】
なお、図１１では、記録率はパーセントとして示したが、図１３では、ハーフトーン処理ルーチンでの使用する値が直接参照できるように、１００パーセントを２５５とする絶対値で示した。また、コンポジットブラックの記録率Ｒｃｏｍは、実際には、コンポジットブラックがシアン，マゼンタ，イエロの各色インクによるドットの集まりにより表現されることから、その一部は濃度の低いライトシアンインクＣ２，ライトマゼンタインクＭ２およびイエロインクＹの各記録率Ｒｃｃ２，Ｒｃｍ２，Ｒｃｙに更に換算される。これらの手法については、後述する。
【００４３】
リアルブラックのドット記録率Ｒｋを求め、更にコンポジットブラックのドット記録率Ｒｃｏｍとこれに基づくＣＭＹ各色の記録率Ｒｃ，Ｒｍ，Ｒｙを求めた後、リアルブラックのドットについて、ディザ法によるハーフトーン処理のための閾値マトリックスＴＭを参照する処理を行なう（ステップＳ１２０）。即ち、リアルブラックのドットのオン・オフを判定するための閾値Ｄref を読みとるのである。この閾値Ｄref は、着目した画素にリアルブラックのインクＫによるドットを形成するか否かの判定値であって、単純に１２７程度に固定することもできる。本実施例では、この閾値の設定に分散型ディザの閾値マトリックスを採用し、特に６４×６４程度の大域的マトリックス（ブルーノイズマトリックス）を利用し、組織的ディザ法を適用した。従って、リアルブラックのインクＫのドットのオンオフを定める閾値Ｄref は、着目する画素毎に異なった値となる。図１４に、組織的ディザ法における閾値の考え方を示す。図１４では、マトリックスの大きさは図示の都合上４×４としたが、実施例では、６４×６４の大きさのマトリックスを用いた。
【００４４】
図１５に、本実施例で用いた６４×６４の大域的マトリックス（ブルーノイズマトリックス）の一部を示す。このマトリックスは、その内部のいずれの１６×１６の領域をとっても閾値（１〜２５５）の出現に偏りがないように閾値を決めている。閾値の決め方は、次の通りである。
▲１▼まず、６４×６４＝４０９６の升目に１〜４０９６までの数値をバラバラに配置する。
▲２▼次に各升目の数値を、４０９６／２５５＝１６．０６で除算する。
▲３▼最後に除算結果に値１を加えて少数点以下を切り捨てる。
この結果、各升目には、１〜２５５までの数値が配置されることになる。なお、各１〜２５５までの各数値の出現頻度は１６回もしくは１７回である。こうした大域的なマトリックスを用いると、疑似輪郭などの発生が抑制される。分散型ディザとは、その閾値マトリックスにより決定されるドットの空間周波数が高いものであり、ドットが領域内でバラバラに発生するタイプを言う。具体的には、Ｂｅｙｅｒ型の閾値マトリックスなどが知られている。分散型のディザを採用すると、リアルブラックのインクＫによるドットの発生がバラバラに行なわれるので、リアルブラックのインクＫによるドットの分布が偏らず、画質が向上する。
【００４５】
こうして閾値マトリックスＴＭを参照してその画素の閾値Ｄref を読みとった後、その画素のリアルブラックのインクのドットの記録率Ｒｋと閾値Ｄref とを比較する処理を行なう（ステップＳ１３０）。比較の結果、リアルブラックのドット記録率Ｒｋが閾値Ｄref 以上であると判断された場合には、この画素に対応する位置にリアルブラックのインクＫによるドットを形成する処理を行ない（ステップＳ１４０）、その後シアン，マゼンタ，イエロのインクについてのハーフトーン処理（ステップＳ２００）に移行する。このハーフトーン処理により、実際にはコンポジットブラックを表現する処理も併せて行なわれることになる。なお、リアルブラックのドットの形成とＣＭＹのドットの形成の順序は、逆であっても差し支えない。
【００４６】
以上の処理の結果、リアルブラックのインクＫのドットは、予め用意したディザパターンに従って順次形成される。この様子を図１６に示した。図１６では、４×４のディザパターンを例示したが、実際には、図１５に示した大域的なパターンが用いられることは既に説明した通りである。図１６（ａ）に例示したディザパターンを用いれば、図１６（ｂ）および図１６（ｃ）に示すように、同じ濃度の領域であれば、閾値の小さい箇所に対応した場所の画素から順に、リアルブラックのインクＫのドットが形成されることになる。
【００４７】
次に、シアン，マゼンタ，イエロのハーフトーン処理について説明する。この処理では、ステップＳ１１５求めたシアン，マゼンタ，イエロの記録率Ｒｃ，Ｒｍ，Ｒｙに基づいて、濃淡インクの存在を考慮した印字が行なわれる。具体的には、シアンＣとマゼンタＭについて、図１１に示したように、濃度が低いライトシアンインクＣ２とライトマゼンタインクＭ２のインク（以下、淡インクと呼ぶ）によるドットが形成可能であることから、濃度によっては、これらの淡インクのドットを用いてドットを形成するのである。実際には、最初に濃度の高い通常のインクＣ１，Ｍ１（以下、濃インクと呼ぶ）のドットのオン・オフを決定し、濃インクのドットのオン・オフにより生じた量子化誤差を含めて、量子化誤差を解消するように、淡インクのドットのオン・オフを決定している。即ち、濃インクのドットのオン・オフは、ディザ法により決定し、淡インクのドットのオン・オフについては、誤差拡散によりドットのオン・オフ決定しているのである。以下、濃度の異なる二つのドットを関連付けて、各ドットのオン・オフを決定する処理について説明する。
【００４８】
濃度の異なるシアンインクＣ１とライトシアンインクＣ２処理の一例を、図１７のフローチャートに示した。図示するように、この処理が開始されると、処理対象としているインクについての記録率（ここではシアンインクＣについての記録率Ｒｃ）を入力する処理を行なう（ステップＳ２１０）。各色の記録率は、色補正およびハーフトーン処理ルーチン（図１２）のステップＳ１１５で求めた。
【００４９】
なお、以下では、シアンインクのみにより印刷が行なわれるものとして説明するが、実際には多色の印刷が行なわれることになり、マゼンタについては、濃度の高いマゼンタインクＭ１と濃度の低いライトマゼンタインクＭ２とにより、濃淡のドットが形成される。イエロについては、イエロインクＹによりドットが形成されることになる。また、所定の領域内に異なる色のインクによるドットが形成される場合には、混色による色の再現性を良好なものとするために必要な制御、例えば異なる色のドットを同一箇所に印刷しないものとする制御などが行なわれる。実際、本実施例では、リアルブラックのドットの形成とイエロインクＹのドットの形成を、同じディザパターンを利用することで、両ドットが重ならないようにするといった対応を採っているが、これらの処理についての説明は省略する。
【００５０】
次に、入力した記録率Ｒｃに基づき、シアンインクＣ１のドットのオン・オフを決定する処理を行なう（ステップＳ２２０）。このシアンインクＣ１のドットのオン・オフを決定する処理は、上述したリアルブラックのドットのオン・オフを決定した処理と同様である。即ち、先ずシアン全体の記録率Ｒｃに基づいて、図１８に示したテーブルを参照し、濃インクにより実現すべき記録率Ｒｃｃ１を求める処理を行なう。図１８は、各色の全体の記録率に対して、淡インクと濃インクの記録率をどの程度にするかを設定するテーブルを示している。このテーブルは、最終的に得られる印刷物における濃インクと淡インクの割合を示すものであり、一意に濃インクの記録率と淡インクの記録率を与えて、着目している画素の濃インクまたは淡インクによるドットのオン・オフを定めるものではない。この関係を簡単に説明すると、この技術では、図１７に示したように、まずこのテーブルを利用して濃インクのドットのオン・オフを判定し（ステップＳ２２０）、その結果を参照して淡ドットのオン・オフを判定する（ステップＳ２４０）。従って、淡インクのドットの記録率が図１８に示したテーブルに一致するのは、次の理由による。
【００５１】
単位面積当たりの画像の濃度は、そこに形成される濃インクのドットと淡インクのドットの数により表すことができる。図１８に従って、単位面積当たりに形成された濃ドットの数を、濃度が最大の場合を値２５５としてこれに対する割合として考え、これをＫｓとする。同様に淡インクのドットの数をＵｓとする。このとき、形成される画像の濃度を入力した画像の記録率Ｒｃに等しくしようとすれば、
Ｒｃ＝Ｋｓ×（濃ドットの評価値）／２５５
＋Ｕｓ×（淡ドットの評価値）／２５５
となる。濃インクのドットの評価値（形成されたドットの濃さ）は２５５と見なすことができるので、濃インクのドットのテーブルと淡インクのドットの評価値をいくつにとるかにより、図１８に示した淡インクのドットのテーブルが決まることになる。図１８に示した例では、たとえば淡インクのドットの記録率が最大となる点（階調データが９５、濃インクのドットデータが１８、淡インクのドットデータが１２２）のデータを上式に入力すると、淡ドット評価値をＺとして
９５＝１８×２５５／２５５＋１２２×Ｚ／２５５
となり、淡インクのドット評価値は、１６０となる。なお、この濃ドット評価値、淡ドット評価値は、後述する濃淡ドットのオン・オフの決定手法のフローチャートで結果値ＲＶとして扱われているものと同じものである。
【００５２】
入力した各色の記録率Ｒｃに基づいて、図１８のテーブルを参照することにより、予め定めた濃インクの記録率に対応した濃ドット記録率Ｒｃｃ１を得る（図１８右側縦軸）。こうして得られた濃ドットの記録率Ｒｃｃ１が閾値Ｄref1より大きいか否かを判断する。この閾値Ｄref1は、リアルブラックのドットのオン・オフを決定した時に使用したものと同じ分散型のディザマトリックスから求められる（図１４，図１５参照）。
【００５３】
濃ドットの記録率Ｒｃｃ１が閾値Ｄref1より大きい場合には、その画素の濃インクのドットをオンにするものと判断し、更に結果値ＲＶを演算する処理を行なう。結果値ＲＶは、その画素の濃度に相当する値（濃ドット評価値）であり、濃ドットがオン、即ちその画素に濃度の高いインクによるドットを形成すると判断した場合には、その画素の濃度の対応した値（例えば値２５５）が設定される。
【００５４】
他方、濃インクのドットの記録率Ｒｃｃ１が閾値Ｄref1以下の場合には、濃ドットをオフ、即ち形成しないと判断する。このときは、結果値ＲＶに値０が代入される。濃度の高いインクによるドットが形成されない箇所は、用紙の白地が残ることから、結果値ＲＶを値０とするのである。
【００５５】
こうして濃インクのドットのオン・オフを決定し、結果値ＲＶを演算する処理（図１７ステップＳ２２０）を行なった後、次に着目している画素の記録率Ｒｃに近傍の処理済みの画素からの拡散誤差△Ｄｕを加えた補正データＤＣを求める処理を行なう（ステップＳ２２５）。これは、淡インクのドットを用いて誤差拡散の処理を行なうためである。誤差拡散で印刷を行なう場合、処理済みの画素について生じた濃淡の誤差を予めその画素の周りの画素に所定の重みを付けて予め配分しておくので、該当する誤差分を読み出し、これを今から印刷しようとする画素に反映させるのである。着目している画素ＰＰに対して、周辺のどの画素にどの程度の重み付けで、この誤差を配分するかを、図１９に例示した。着目している画素ＰＰに対して、キャリッジ３０の走査方向で数画素、および用紙Ｐの搬送方向後ろ側の隣接する数画素に対して、濃度誤差が所定の重み（１／４，１／８、１／１６）を付けて配分される。
【００５６】
補正データＤＣを求めた後、濃ドットをオン（シアンインクＣ１によるドットを形成する）としたか否かを判断し（ステップＳ２３０）、濃ドットを形成していない場合には、濃度の低いインクのドット、即ちライトシアンインクＣ２によるドット（以下、淡ドットと呼ぶ）のオン・オフを決定する処理を行なう（ステップＳ２４０）。淡ドットのオン・オフを決定する処理について、図２０に示した淡ドット形成判断処理ルーチンに拠って説明する。淡ドットのオン・オフを決定する処理では、ライトシアンインクＣ２によるドットの形成は、この例では、誤差拡散法を適用し、誤差拡散の考え方で補正した階調データＤＣが淡ドット用の閾値Ｄref2より大きいか否かの判断を行なう（ステップＳ２４４）。この閾値Ｄref2は、着目した画素に濃度の低い淡インクによるドットを形成するか否かの判定値であって、ここでは、単純に固定値とした。
【００５７】
補正データＤＣが閾値Ｄref2より大きければ淡ドットをオンすると判断し、結果値ＲＶ（淡ドット評価値）を演算する（ステップＳ２４６）。結果値ＲＶは、ここでは、値１２２を基準値とし、補正データＤＣにより補正される値としたが、固定値とすることも可能である。他方、補正データＤＣが閾値Ｄref2以下と判断された場合には、淡ドットをオフにすると判断し、結果値ＲＶに値０を算入する処理を行なう（ステップＳ２４８）。
【００５８】
こうして淡ドットのオン・オフと結果値ＲＶの演算とを行なった後（図１７、ステップＳ２４０）、次に誤差計算を行なう（ステップＳ２５０）。誤差計算は、補正データＤＣから結果値ＲＶを減算することにより求める。濃淡いずれのドットも形成されなかった場合には結果値ＲＶは値０に設定されているから、誤差ＥＲＲには、補正値ＤＣが算入される。即ち、その画素において実現されるべき濃度が全く得られなかったので、その濃度が誤差として計算されるのである。他方、濃ドットもしくは淡ドットが形成された場合には、各ドットに対応した結果値ＲＶが代入されているから、判断の元になったデータＤＣとの差分が、誤差ＥＲＲとなる。
【００５９】
次に、誤差拡散の処理を行なう（ステップＳ２６０）。ステップＳ２５０で得られた誤差に対して、着目している画素の周辺画素に所定の重み（図１９参照）を付けて、この誤差を拡散する。以上の処理の後、次の画素に移動して、上述したステップＳ２１０以下の処理を繰り返す。
【００６０】
以上説明した本実施例によれば、黒色の濃度が高い場合には、リアルブラックのインクＫによりドットを形成し、黒色の濃度が低い場合には、ＣＭＹの組合せによるコンポジットブラックにより黒色を表現する。リアルブラックのドットの形成は、ディザパターンを利用して行なうから、処理を短時間に行なうことができる。ディザパターンを利用してドット形成の判断を行なうのは、黒色の濃度が高い領域、即ち単位面積当たりのドット密度が高い領域であることから、ディザパターンを利用しても画質の劣化は目立たない。他方、低濃度領域ではＣＭＹのインクの組合せにより黒色を表現していることから、粒状感を抑制することができる。この結果、全体として、高画質の画像を短時間に形成することができる。
【００６１】
また、黒色の濃度が高い領域ではリアルブラックのインクによりドットを形成するから、実施例のようにインクジェット方式のプリンタ２０の場合には、用紙の吸水性から見て過剰なインクが吐出されることがないという利点も得られる。従って、インクデューティが厳しい用紙でも、用紙がふやけたりすることがなく、濃い黒色を表現することができる。更に、黒色の濃度が高い領域では、リアルブラックのインクによりドットを形成するから、コンポジットブラックにより黒色を表現する場合と比べて、高濃度領域の黒が引き締まり、画質が甘くなることがない。
【００６２】
本実施例では、高濃度の領域はリアルブラックのインクによりドットを形成し低濃度の領域ではコンポジットブラックのインクによりドットを形成しているが、実際には図１３に示すように、リアルブラックによる記録率Ｒｋとコンポジットブラックによる記録率Ｒｃｏｍとが共存する領域が存在する。即ち、所定濃度を境にリアルブラックとコンポジットブラックとに截然と分かれている訳ではなく、黒色の濃度が初手位置を越えて高くなると徐々にリアルブラックによるドットの形成が増えて行き、コンポジットブラックによるドットの形成の割合が減って行くのである。このため、黒色のインクＫによるリアルブラックのドットの形成が行なわれても、粒状感はほとんど生じない。また、ディザパターンよりリアルブラックのドットが形成されても、コンポジットブラックのドットに埋もれ、画質の劣化を感じさせることもない。
【００６３】
更に、黒色の濃度が低い領域では、コンポジットブラックのみにより黒色の表現がなされ、しかも誤差拡散によりドットが形成されることから、低濃度領域の画質は極めて高い。また、本実施例では、コンポジットブラックを含めてシアン，マゼンタについては誤差拡散によりドットを形成しているので、一定の領域で見れば、量子化誤差を所定値以下に抑えることができ、画質の一層の向上が図られている。しかも、実施例のプリンタ２０は、シアンとマゼンタについては濃淡インクを用意し、濃インクのドットについてはディザ法により、淡インクのドットについては誤差拡散により、各ドットのオン・オフを決定しているので、印刷される画像の品質は極めて高いものとなっている。黒色の表現についても、低濃度領域では、淡インクの組合せにより黒色が表現されることになる。また、淡インクを用いた低濃度領域の粒状感の解消はもとより、淡インクのドットによる記録から濃インクのドットによる記録へのつなぎ目における混色が極めてスムースであり、印刷の品質が極めて高いという利点も得られる。
【００６４】
次に、本発明の他の実施例について説明する。上記の実施例では、図１３に示したように、リアルブラックとコンポジットブラックによる記録率Ｒｋ，Ｒｃｏｍとを、階調データＤＳに基づいて予め振り分けてから、更にコンポジットブラックの記録率Ｒｃｏｍを各色の淡インクに振り分ける処理を行なった。これに対して、図２１に示した例では、画素毎の階調データ（ＲＧＢ）を入力し（ステップＳ３００）、この階調データに基づいて、予め用意した色変換テーブルＣＴを参照し（ステップＳ３０５）、直接リアルブラックに対応した黒色インクＫ，シアンインクＣ１，ライトシアンインクＣ２，マゼンタインクＭ１，ライトマゼンタインクＭ２，イエロインクＹの６色成分の各濃度を求めるている（ステップＳ３１０）。その後、この濃度を用いて、各色について２値化を行ない（ステップＳ３３０）、その結果を用いて各ヘッド６１〜６６を駆動し、６色の印字を行なう（ステップＳ４００）。なお、各色についての２値化の処理は、黒色インクＫ，シアンインクＣ１，マゼンタインクＭ１，イエロインクＹについてはディザ法により、ライトシアンインクＣ２，ライトマゼンタインクＭ２については、誤差拡散法により行なっている。
【００６５】
ここで、色変換テーブルは、ＲＧＢの形式の階調データＤＳから、用紙Ｐ上に形成される画像の濃度が高い場合には、黒色インクＫの記録率が高く設定され、画像の濃度が低い場合には、黒色インクＫの記録率が実質的に０となるように設定されている。したがって、この色変換テーブルＣＴを用いることにより、第１実施例とほぼ同様に、濃度の高い領域では、黒色インクＫのドットが形成され、しかもそのドットのオン・オフは、シアンインクＣ１，マゼンタインクＭ１等と共にディザ法により高速に演算される。他方、濃度が低い領域では、黒色インクＫのドットはほとんど形成されることがない。このため、黒色インクＫについてディザ法によりドットを形成しているにも関わらず、画像全体として、画質が劣化することがない。なお、色変換テーブルＣＴは、出力濃度が低い領域では、黒色インクの成分が実質的に０となっていればよく、出力濃度が低い領域としては、実験的に定めればよい。
【００６６】
この例では、色変換テーブルＣＴにおいて、用紙Ｐ上に形成される画像の濃度が高い場合に、黒色インクＫのドットの記録率を高く設定してあるが、ここで言う「画像の濃度」は、いわゆるスケルトンブラックに相当する黒色の濃度としても良い。もとより人間の目に感じる濃度は、コンポジットブラックに置き換えた場合の黒色の濃度のみで定まるものではないので、画像を形成する各色の濃度に応じて設定するものとすることができる。例えば、ブルーＢに僅かの黒色成分が加わった色などは、ブルーＢ自体、濃度が高いので、黒色成分の大きさがあまり高く無くとも黒色インクＫのドットを形成するものとすることができる。ＲＧＢで考えると、例えば、明度Ｌを、
Ｌ＝（３・Ｒ＋６・Ｇ＋Ｂ）／１０
として求めるとすることができる。そこで、ＲＧＢの階調データから明度を計算し、この明度が所定値以上の場合には、黒色インクＫを使わないとして、第１実施例ではあれば、置き換えを行なうリアルブラック成分の最大値Ｒｍａｘを決定し、第２実施例であれば、色変換テーブルをこの式に基づいて作成しておく。なお、明度を求める式の係数は、概略値であり、基準となるＲＧＢの取り方などにより適宜定めればよい。
【００６７】
以上本発明の一実施例について説明したが、本発明はその要旨を変更しない範囲内において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、淡インクを持たない通常のＣＭＹＫ４色のカラープリンタに適用した構成とすることも容易である。また、組合せにより黒色を表現可能であれば、ＣＭＹ以外のインクを用いたプリンタに適用しても良い。黒色のインクは、本実施例ではリアルブラックと呼んだが、完全な黒色である必要はなく、単独で黒色もしくはこれに近似の色を表現可能なインクであれば用いることができる。
【００６８】
また、濃度の異なる２種類のインクの使用に代えて、濃度の異なる３種類以上のインクを用いることも可能である。この場合は、インクの染料濃度の濃度比を、等比級数的（１：ｎ：２×ｎ・・）としてもよいし、累乗的な関係（１：ｎ2 ：ｎ4 ・・）としてもよい。なお、ここでｎ＝２，３・・・（２以上の正の整数）である。また、本実施例では、ドット形成の判断について組織的ディザ法を用いたが、これらの手法に限定するものではなく、公知の種々のディザ法を、濃ドットおよび淡ドットの判断に適用することができる。
【００６９】
また、本実施例では、シアンとマゼンタについてのみ濃度の異なる２種類のインクを用意したが、イエロやブラックについても濃度の異なるインクを組み合わせて用いることも差し支えない。尚、濃淡インクの使用に代えて、径の異なる大小のドットを用いることも可能である。
【００７０】
上記説明した本実施例では、濃淡のドットや径の異なるドットの形成を制御するプログラム、あるいは色相の異なるドットの形成を判断するプログラムは、プリンタ２０側ではなくコンピュータ９０のプリンタドライバ９６側に用意したが、プリンタ２０内に用意することも可能である。例えば、コンピュータ９０からは、ポストスクリプトなどの言語により印刷する画像情報が送られてくる場合には、プリンタ２０側にハーフトーンモジュール９９などを持つことになる。また、これらの機能を実現するソフトウェアプログラムは、本実施例では、コンピュータ９０内のハードディスク等に記憶されており、コンピュータ９０が起動する際にプリンタドライバの形態でオペレーティングシステムに組み込まれるが、フロッピディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の携帯型記憶媒体（可搬型記憶媒体）に格納され、携帯型記憶媒体からコンピュータシステムのメインメモリまたは外部記憶装置に転送されるものとすることも可能である。また、コンピュータ９０からプリンタ２０の内部に転送して利用する形態とすることも可能である。なお、通信回線を介して、これのソフトウェアプログラムを提供する装置を設け、上記ハーフトーンモジュールの処理内容を、通信回線を介して、このコンピュータやプリンタ２０に転送して利用する形態とすることもできる。
【００７１】
また、上述した実施例では、濃淡いずれのインクの吐出も、ピエゾ素子ＰＥを用い、ピエゾ素子ＰＥに所定時間幅の電圧を印可することにより行なっているが、この他のインク吐出方式を採用することも容易である。実用化されているインク吐出方式としては、大まかに分けると、連続したインク噴流からインク粒子を分離して吐出する方式と、上述した実施例でも採用された方式であるオンデマンド方式に大別される。前者には、荷電変調によりインクの噴流から液滴を分裂させる荷電変調方式、インクの噴流から大径粒子が分裂する際に生じる微少なサテライト粒子を印字に利用するマイクロドット方式などが知られている。これらの方式も、複数種類の濃度のインクを利用した本発明の印刷装置に適用可能である。
【００７２】
また、オンデマンド方式は、ドット単位でインク粒子が必要となったとき、インク粒子を生成するものであり、上述した実施例で採用したピエゾ素子を用いた方式の他、図２２（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、インクのノズルＮＺ近傍に発熱体ＨＴを設け、インクを加熱することでバブルＢＵを発生させ、その圧力によりインク粒子ＩＱを吐出する方式などが知られている。これらのオンデマンド方式のインク吐出方式も、複数種類の濃度のインクあるいは径の異なる複数のドットを利用する本発明の印刷装置に適用可能である。
【００７３】
上記実施例では、印刷装置として、単独で動作可能なプリンタを挙げたが、種々の機器に組み込まれた印刷装置に、本発明が適用できることは、もちろんである。例えば、ディジタル複写機やファクシミリなどに適用することができる。また、実施例では、インクジェットタイプの印刷装置を取り上げたがドットにより画像の記録を行なうものであれば、熱転写，熱昇華型タイプのプリンタ、カラーレーザプリンタなどに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の印刷装置をコンピュータ９０を中心に構成した例を示すブロック図である。
【図２】実施例におけるプリンタ２０の概略構成図である。
【図３】プリンタ２０における制御回路４０の構成を示すブロック図である。
【図４】キャリッジ３０の構成を示す斜視図である。
【図５】印字ヘッド２８における各色ヘッド６１ないし６６の配置を示す説明図である。
【図６】カラーインク用カートリッジ７０の形状を示す斜視図である。
【図７】各色ヘッド６１ないし６６におけるインク吐出のための構成を示す説明図である。
【図８】ピエゾ素子ＰＥの伸張によりインク粒子Ｉｐが吐出される様子を示す説明図である。
【図９】コンピュータ９０が扱う画像情報から印刷が行なわれるまでの処理の様子を例示するブロック図である。
【図１０】各色インクの成分を示す説明図である。
【図１１】各色インクの記録率と明度との関係を例示するグラフである。
【図１２】色補正モジュール９８およびハーフトーンモジュール９９における処理を例示するフローチャートである。
【図１３】本実施例において、リアルブラックの記録率Ｒｋとコンポジットブラックの記録率Ｒｃｏｍとを定めるグラフである。
【図１４】組織的ディザ法を用いた濃ドットの決定手法を示す説明図である。
【図１５】６４×６４の大域マトリックスの一部を示す説明図である。
【図１６】リアルブラックのインクＫのドットの形成の様子を例示する説明図である。
【図１７】本実施例における各色のハーフトーン処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】各色の記録率を設定するグラフである。
【図１９】誤差拡散における重み付けを示す説明図である。
【図２０】淡ドットの形成判断処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図２１】第２実施例における色補正およびハーフトーン処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図２２】インク粒子の吐出機構の他の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０…プリンタ
２２…紙送りモータ
２４…キャリッジモータ
２６…プラテン
２８…印字ヘッド
３０…キャリッジ
３１…仕切板
３２…操作パネル
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリ
３９…位置検出センサ
４０…制御回路
４１…ＣＰＵ
４３…ＲＯＭ
４４…ＲＡＭ
５０…Ｉ／Ｆ専用回路
５２…ヘッド駆動回路
５４…モータ駆動回路
５６…コネクタ
６１〜６６…インク吐出用ヘッド
６８…インク通路
７０…カラーインク用カートリッジ
７１…導入管
９０…コンピュータ
９１…ビデオドライバ
９３…ＣＲＴディスプレイ
９５…アプリケーションプログラム
９６…プリンタドライバ
９７…ラスタライザ
９８…色補正モジュール
９９…ハーフトーンモジュール
Ｐ…用紙
ＰＥ…ピエゾ素子
ｎ…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１６】
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【図１５】
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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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