CN102673170A - 图像处理设备、图像处理方法和图像形成设备 - Google Patents

Abstract

图像处理设备、图像处理方法和图像形成设备。图像处理设备生成二值或多值图像数据，其在使记录介质与记录头相对移动时，通过从记录头的喷嘴行的喷嘴中喷射墨滴在记录介质上形成图像，图像处理设备包括多值转换构件，其对具有多个色调(M个值)的原始图像数据进行量化处理，以将原始图像数据转换为色调比原始图像数据少的N个值的图像数据(M和N是满足M＞N≥2的整数)，其中：记录头具有沿着作为第一方向的记录头和记录介质相对移动的方向排列喷嘴行的二维喷嘴排列，且多值转换构件生成代表在第一方向上具有蓝噪声特性且在垂直于第一方向的第二方向上具有绿噪声特性的点图样的N个值的图像数据，以基于具有这些频率特性的点图样实现色调表现。

Description

图像处理设备、图像处理方法和图像形成设备

技术领域

本发明涉及图像处理设备和方法，并且涉及图像形成设备，更加具体地，涉及适合于诸如喷墨记录设备这样的图像形成设备的数字半色调技术，这种技术用点的排布来表现色调等级。

背景技术

喷墨记录设备通过在相对于彼此移动排布有多个喷墨口(喷嘴)的记录头以及打印介质的同时从喷嘴喷射墨滴，在打印介质上形成期望的图像。为了实现高清晰度图像输出，所使用的记录头是具有借助以二维方式排布有多个喷嘴的喷嘴布局提高记录分辨率的二维喷嘴排布的头(该头也可以称为″二维头″)。

此外，为了实现良好的印刷产出率，已知一种用于单程(singlepass)图像形成法的构造，其中通过使用具有在垂直于介质的传送方向(下文中称为″y方向″)的打印介质的宽度方向(下文中称为″x方向″)上覆盖图像形成区域的整个范围的喷嘴排布的长行头(longline head)(称为页宽头或者全行型(full line-type)头)，并且通过采用将这一长行头相对于打印介质的传送方向(y方向)基本上垂直地安放并且使打印介质相对于该头仅仅相对移动一次的构造，在打印介质上形成预定分辨率的图像。

在基于使用这种类型的二维头的单程图像形成法的喷墨记录设备中，在进行高速打印时，相邻点之间的着落时间差很短，因此还没有被吸收到打印介质中的沉积墨滴在打印介质上组合到一起，导致图像的粒度变差。该粒度的问题在阴影区中尤其明显。

此外，正常情况下，在墨喷打印中，图像形成是通过多次扫描法(多程(multi-pass)打印法)来进行的，这种方法借助针对打印介质上的图像形成区域进行的多个图像形成扫描动作来完成预定分辨率的图像。

将头形成为长尺寸是实现高产出率的有效手段，并且从成本的角度出发，还希望将头的数量减到最少。例如，需要避免配备有多个能够将墨点记录到打印介质上的同一像素位置上的多个喷嘴的构造(喷嘴冗余)，并且需要减小头重叠的范围。不过，减少冗余喷嘴和头复用的范围会带来各个喷嘴的喷射特性易于被反映到图像形成结果中的可能性，并且由于喷嘴之间的波动会产生带状不均匀。

换句话说，为了实现低成本高产出率，从图像质量的角度出发，重要的一点是实现良好的粒度和减小的带状不均匀。一般来说，有帮助的是，提高点的大小来掩盖点之间的间隙，以便改善条带效应。不过，存在着这样的可能：增加点的大小会导致粒度更差，并且前面所讲的问题(实现良好的粒度和减小的条带效应)可能无法得到解决。而且，增加点的大小牵涉到增加墨水量的问题。增加墨水量意味着需要提高干燥性能，尤其是在高速打印的情况下，这会在干燥设备的能力得到提高方面导致成本提高等等。

在日本专利公开第4475088号中，为了解决条带效应的问题，公开了通过改造图像形成图样而不是控制点的大小来抑制带状不均匀的技术。换句话说，提出了改变带状图样和分布式图样的比例的半色调技术。

如日本专利公开第4475088号中所介绍的那样，在使用带状图样时，墨点容易在打印介质上连在一起，因此可以在条带效应方面得到明显的改善。不过，如果将两种类型的图样，即带状图样和分布式图样，简单地组合起来，那么有可能粒度变得更差。

此外，日本专利公开第4475088号并没有考虑在高速打印的情况下可能出现的由于相邻沉积墨滴相结合而造成的粒度恶化。

发明内容

鉴于这些情形，创造出了本发明，本发明的目的是提供一种图像处理设备和方法以及图像形成设备，其能够进行半色调处理，从而带状不均匀的减少和良好的粒度能够同时得以实现。

本发明的一个方面致力于一种用于生成二值或多值图像数据的图像处理设备，其用于在使得记录介质与记录头之间相对移动的同时，通过从记录头的喷嘴行的喷嘴中喷射墨滴来在记录介质上形成图像，所述喷嘴用作喷射墨滴的喷射口，该图像处理设备包括多值转换构件，其对具有多个色调(M个值)的原始图像数据进行量化处理，以将原始图像数据转换为色调比原始图像数据少的N个值的图像数据(其中M和N是满足M＞N≥2的整数)，其中：记录头具有二维喷嘴排列，在该二维喷嘴排列中，沿着第一方向排列喷嘴行，该第一方向是记录头和记录介质之间相对移动的方向，并且多值转换构件生成N个值的图像数据，该图像数据代表在第一方向上具有蓝噪声特性并且在第二方向上具有绿噪声特性的点图样，该第二方向是在记录介质上垂直于第一方向的方向，从而基于具有这些频率特性的点图样实现色调表现。

本发明的另一个方面致力于一种生成二值或多值图像数据的图像处理方法，其用于在造成记录介质与记录头之间相对移动的同时，通过从记录头的喷嘴行的喷嘴中喷射墨滴来在记录介质上形成图像，喷嘴起到喷射墨滴的喷射口的作用，该图像处理方法包括多值转换步骤，其对具有多个色调(M个值)的原始图像数据进行量化处理，以便将原始图像数据转换为色调比原始图像数据少的N个值的图像数据(其中M和N是满足M＞N≥2的整数)，其中：记录头具有二维喷嘴排列，在该二维喷嘴排列中，沿着第一方向排列喷嘴行，该第一方向是记录头和记录介质之间相对移动的方向，并且在多值转换步骤中，生成N个值的图像数据，该图像数据代表在第一方向上具有蓝噪声特性并且在第二方向上具有绿噪声特性的点图样，该第二方向是在记录介质上垂直于第一方向的方向，从而基于具有这些频率特性的点图样实现色调表现。

本发明的另一个方面致力于一种图像形成设备，包括：具有喷嘴行的记录头，在该喷嘴行中，排列有起到用于喷射墨滴的喷射口的作用的多个喷嘴；相对移动构件，该相对移动构件促使记录头和记录介质相对移动；前面定义的图像处理设备；和记录控制构件，该记录控制构件依照由图像处理设备生成的N个值的图像数据，控制从记录头的多个喷嘴中喷射墨滴的操作。

从本发明的说明书和附图的介绍中，本发明的更多模式将会变得显而易见。

按照本发明，可以抑制由着落干扰造成的粒度恶化，并且能够限制由着落位置位移造成的条带效应不均匀的可见性。

附图说明

图1表示在通过二维头和打印介质的相对移动而将墨点记录在打印介质上的各像素上的情况下的墨滴喷射顺序的示意图；

图2是表示按照一种实施方式的点图样的例子的示意图；

图3是表示图2中的频率特性的示意图；

图4A和图4B是表示着落干扰造成的粒度恶化和改善这种粒度恶化的方法的示意图；

图5A到图5C是表示在一种实施方式中使用的掩模图样的例子的示意图；

图6是表示基于多种点的点排列的例子的示意图；

图7是表示生成抖动显示阵的程序的流程图；

图8是表示生成抖动显示阵的另一个程序的流程图；

图9是色调图样生成处理的流程图；

图10A到图10C是像素交换处理的流程图；

图11是掩模图样频率特性的具体特征的示意图；

图12是评价过滤器生成处理的流程图；

图13是表示实空间过滤器的一个例子的示意图；

图14是每个像素处理(量化处理)的流程图；

图15是表示基于误差扩散法的误差扩散矩阵的例子的示意图；

图16是表示量化处理的具体例子的流程图；

图17是表示与一种实施方式有关的抖动显示阵的一部分的示意图；

图18是表示与一种实施方式相关的图像形成设备的控制系统的构造的框图；

图19是表示与本发明的实施方式相关的喷墨记录设备的总体示意图；

图20A和图20B是表示喷墨头的构造的例子的平面透视图；

图21A和图21B是表示头结构的另外一些例子的平面透视图；

图22是沿着图20A和图20B中的线22-22截取的横截面图；和

图23是表示喷墨记录设备的系统组成的原理框图。

具体实施方式

墨喷式打印设备的构造

图1表示在通过二维头和打印介质的相对移动而将墨点记录在打印介质上的情况下的沉积顺序(墨滴喷射顺序)的示意图。这里，记录介质(纸)在图1中是从上侧向下侧传送的。纸的传送方向被称为″y方向″，而纸的垂直于传送方向的宽度方向(与传送方向垂直)被称为″x方向″。y方向相当于″第一方向″，x方向相当于″第二方向″。

附图中的参考标号10代表墨水喷射口(喷嘴)。这里，为描述简单，给出了交错的矩阵排列方式作为喷嘴排列方式的一个例子。图1中所示的打印头14具有二维喷嘴排列方式，其中包括在x方向上以均等间隔排布的喷嘴10的多个喷嘴行(喷射口行)21、22(这里是两行)被排列在y方向上的不同位置上。在各个喷嘴行21、22中喷嘴间距是均等的，其中喷嘴10沿着x方向排列成一条直线(画出了相当于两个像素的间距：以两个像素的周期为例进行说明)，并且在y方向上相邻的喷嘴行之间在传送方向上的间隔也是均等的(画出了相当于六个像素的间隔：以六个像素的间隔为例进行说明)。

在y方向上相邻的喷嘴行是按照在x方向上平移了一个像素的位置关系排布的。像素间距是由记录分辨率定义的(例如，在1200dpi分辨率的情况下，一个像素相当于大约21.2μm)。在所画出的两行喷嘴排列方式中，如果以这样一种方式为喷嘴行赋予编号：就纸传送方式而言的上游侧(图中的下侧)被定义为第一行，而下游侧被定义为第二行，那么在打印介质上沿着x方向排布的连续像素行(X方向扫描行)中的点是以这样一种方式利用时间差记录的：由第一喷嘴行记录了的间隔像素(alternate pixel)之间的像素，由第二喷嘴行记录。

图1中赋予了数字1到20的单元代表打印介质上的像素，并且这些单元中的数字代表墨滴喷射的顺序(点沉积顺序)。如图1中所示，在由二维头打印的情况下，打印介质上在x方向上相邻的点是在不同的时刻从由在二维头的喷嘴排列方式中y方向上的几个像素的间距分隔开的喷嘴中正常喷出的。

在图1的情况下，注意看打印介质上沿着x方向的像素行中的第一行(最上面一行)，沉积顺序是从左手侧开始″1，6，1，6，1，6，...″，并且x方向上相邻像素之间的沉积时间差，即，由喷嘴排列的第一喷嘴行记录的像素(″1″)和由第二喷嘴行记录的像素(″6″)之间的沉积时间差，是″5″。此外，注意看打印介质上沿着y方向的像素列中的最左手侧一列，沉积顺序是从顶部开始″1，2，3，4，5，...″，并且y方向上相邻像素之间的沉积时间差是″1″。

这样，在通过二维头14和打印介质的相对移动来进行图像形成的构造中，一个像素相对于在传送方向(y方向)上与其相邻的像素和在垂直于传送方向的方向(x方向)上与其相邻的像素，具有不同的着落时间差。换句话说，传送方向上相邻像素之间的沉积时间差较短，而与传送方向垂直的方向上的相邻像素之间的沉积时间差较长。

这种类型的构造从与粒度有关的点合并和与带状不均匀有关的喷射位置精确度的角度来看，具有如下意义。

点的合并

沉积墨点的合并现象是由于下列原因发生的。

[1]在之前沉积的墨滴被吸收到打印介质(纸)中之前，后续(随后)的墨滴就会沉积并且这两个墨滴会在打印介质上合并到一起(连到一起)。

[2]在通过透明墨水(形成预处理液的墨水)与含有着色材料(颜料)的墨水之间的凝集反应将颜料固定到纸上的系统中，在凝集反应时间长于两个点之间的沉积时间差时，会发生点合并的现象。

在前面的[1]或[2]的情况下，从点之间合并的角度出发，并且从粒度的角度出发，相邻点之间的沉积时间差较长是比较有益的。

在图1中的x方向上的相邻像素之间的着落时间差较长的构造的情况下，假设点在y方向上是连续的，那么在y方向上的着落时间差较短，这就导致了点的合并并且在粒度方面是不利的。因此，从粒度的角度出发，不希望点在纵(y)方向上连续，而是希望点在横向(x方向)或倾斜方向上连续。

喷射位置精确度

带状不均匀是由于喷射位置精确度(沉积位置精确度)的恶化造成的点不规则排布而发生的。喷射位置精确度恶化的主要原因是喷射方向的波动。大多数情况下，喷射方向的波动在喷嘴间的波动方面要比在每个喷嘴中的波动方面更为显著。在当前的多个喷嘴沿着传送的垂直方向(x方向)排布的构造中，由于喷嘴之间的波动，会在垂直方向上出现沿着传送方向定向的条带效应。另一方面，带状不均匀不容易出现在与此垂直的方向上，其原因如下。

[原因1]各单个喷嘴中的波动相对较小，并且沉积位置误差不容易出现在那个方向上。

[原因2]假设沉积位置误差出现在这个方向上，由于在喷嘴之间有波动，因此这一误差不易于产生条带形状。

此外，在图像形成图样(点阵图样)与条带效应和粒度之间通常存在下列关系。

就粒度而言，最好，以高频率分布方式来排布这些点(即，空白和点具有较短的空间周期)。如果点是以较低频率排布的(点和空白的周期较长)，那么粒度易于变得更差。

就带状不均匀而言，最好，将点排布成与相邻点有重叠。这意味着点要以较低频率分布。如果点以高频率排布，那么点之间的重叠往往会失去，并且条带效应易于变得更差。

考虑设备构造，以及前面介绍的图样、带状不均匀和粒度之间的关系，通过采用拥有下列点阵图样特性的构造，可以实现在带状不均匀和粒度两方面都有益的协同效应。

基本点阵图样特性(尤其是中间色调)

在本实施方式中，为了避免点合并现象，在传送方向上以较高频率排布点(换句话说，尽可能避免在y方向上排布连续的点)。在传送方向上，每个喷嘴中的波动较小并且喷射位置精确度较高，这意味着即使以非常高的频率排布墨点，也不会出现带状不均匀。而且，除了抑制合并现象之外，该图样还具有较高的频率并且粒度良好。

在垂直方向(x方向)上，尽可能地，将墨点排布得连续(以较低频率)。x方向上的沉积时间差要比y方向上的长，并且点合并不易出现，所以粒度不会变差。此外，通过以这种方式排布墨点，可以借助该图样的特性(相邻墨点以重叠方式排布的构造)抑制条带效应的劣化。

图2表示具有此类特性的点阵图样的一个例子。图3表示点阵图样的频率特性。图3表示二维傅里叶变换之后的点阵图样，其中幂(绝对值的平方)由深浅阴影表示。阴影越深，分量的量越大。

如图3中所示，在中间色调中，由本实施方式实现的图样在传送方向(y方向)上具有高频率(在尼奎斯特(Nyquist)频率上具有峰值)并且在垂直方向(x方向)上具有低频率。换句话说，该图样在传送方向上具有蓝噪声特性并且在垂直方向上具有绿噪声特性。

在具有这些频率特性的中间色调的基础上，生成了墨点充分分布在高亮区域和阴影区域中的图样。

针对阴影区域中粒度的对策

由墨点合并现象造成的粒度恶化问题前面已经介绍过了，但是这种现象在墨点排布密集的阴影区域中尤其显著。在图4A和图4B中图示了这种现象。

图4A是基于现有技术半色调处理的点阵图样的示意图，图4B是按照本发明实施方式的图样的示意图。

在现有技术中，为了避免点的合并，通常尽可能按照分布式方式来排布墨点。例如，这种类型的排布方式的典型例子是孤立的墨点以交错形态二维分布的点阵图样(半色调图样)。如果这种交错构造的中央空白像素(见图4A)中额外地排布了墨滴，那么这个像素周围的四个像素的墨点被朝向中央墨点吸引，并且中央墨点周围的空白部分(图中用虚线指示的部分)增加。

图4A表示小滴墨点40的交错排布的中央空白像素上安排了中滴墨点(中墨点)42的点的例子。如图4A所示，当中滴墨点42被安排在以分布式方式排布的小滴墨点40当中的空白像素上时，这个中滴墨点42拉动与这个墨点42相邻的四个环绕的像素的小滴墨点40A、40B、40C、40D，并且朝向中心拖拽这些点。这样的结果是，液滴合并(融合)形成液体的集合(团)，这样就增加了墨点42周围空白部分并且使得粒度变差。

另一方面，按照基于本发明实施方式的图4B中的点排布方式，在这样的点分布的中央空白像素中加入中滴墨点42，该点分布中在横向(x方向)上连续的小滴墨点40的点行44、45在纵向(y方向)上是以远离方式(以较高频率)排布的。

在这种情况下，与中滴墨点42相邻的点40E至40J被拉向中央点42，但是与图4A相比，这一移动造成的空白部分的增大相对较小，因此粒度的恶化得到了抑制。

像图4B中所示的那样的图样可以如使用图2到图3介绍的那样，通过在传送方向上以高频率排布墨点并且在垂直方向上以低频率在这一点阵排列的空白部分中加入墨点来实现。

在按照本实施方式的半色调处理中，需要为各色调区域中的各个色调实现诸如图2到图3和图4B中所示的那样的图样，以及将这些图样平滑地连接在一起。因此，采用了下面将要介绍的使用多值处理的构造。

通过多值处理形成的图样

(1)掩模图样

图5A表示本实施方式中使用的掩模图样。这类似于图2中所示的图样。如图5A中所示，掩模图样的区域在传送方向上以高频率(接近每隔一个像素)被分割，而在垂直方向上，与传送方向相比，对低频侧进行了加权，并且低频分量得到了抑制(见图3中的频率特性)。

图5B图解说明了在图5A中的掩模图样的白色部分(空白部分)中以分布式方式排布墨点的例子。图5B中用灰色画出的像素表示增加的墨点的位置。

图5C是图5B中墨点分布式排布结果得到的阴影区域的图样的例子。

(2)色调的表现

这样，在中间色调和至少一部分阴影色调中，色调是通过在将墨点分布在基于掩模图样的分割区域中(图5A)的同时，改变墨点的数量来表现的。例如，在阴影中，色调是通过用墨点覆盖一组被掩模图样分割的区域(掩模图样的黑色区域)，并且更改剩余区域(空白区域)中的墨点数量来表现的。在这种情况下，墨点是以分布式方式排布的。

图5A中所示的掩模图样的黑色部分相当于″第一区域″，而剩余的白色部分相当于″第二区域″。

(3)基于多点的点阵排列的例子。

在使用能够有选择地记录具有不同点大小(喷射的墨滴量)的多种类型的墨点的记录头时，在形成点图样时，希望采用下面指出的那样的模式。这里，为了说明简单，将会介绍有选择地喷射大点和小点两种类型的墨点的情况。

<例1>：图5A中所示的掩模图样的横向连续部分被设定为小滴墨点，而大滴墨点被以分布式方式排布在剩余的部分(空白部分)中(大滴墨点被排布在图5B中的灰色所指示的部分中)。小滴的墨点直径D1为传送方向上打印分辨率的周期Ly的大约两倍，或者最好是小于两倍(即小于两倍)。这是为了抑制传送方向上的着落干涉造成的粒度恶化(见图6中的左手侧)。

<例2>：小滴墨点和大滴墨点被交替排布在图5A中所示的掩模图样的横向连续部分中(见图6中的右手侧)。在这种情况下，小滴的墨点直径D1和大滴的墨点直径D2的平均值最好是等于或大于传送方向上周期Ly的两倍。

在横向上交替排布小滴墨点和大滴墨点的同时，小滴墨点和大滴墨点在纵向上也交替排布(以不连续排列同样大小的墨点的方式)。

最好，这样以分布式方式排布的多个墨点的平均大小是传送方向上打印分辨率的周期Ly的近似两倍或者不小于两倍。

按照这种类型的构造，如图6中右手侧所示，横向连续部分的图样之间的间隔(白边)得到了巧妙的覆盖并且粒度得到了改善。此外，因为大点和小点是以相互重叠的方式在横向(x方向)上排布的，因此这种构造能够防止条带效应。

(4)由本实施方式实现的点阵排列的效果

按照前面介绍的点阵排列，相邻墨点之间的平均着落时间差相对较长，因此可以抑制墨点合并现象造成的粒度恶化。此外，按照这种构造，在传送方向上具有高沉积位置精确度(喷射精确度)并且垂直方向上具有低沉积位置精确度(喷射精确度)的图像形成设备中，可以获得良好的图像。更加具体地讲，虽然在传送方向上是以高频率分布方式排布墨点，但是由于沉积位置精确度较高，因此不会出现不均匀并且可以改善粒度。此外，即使在垂直方向上沉积位置精确度差到了一定程度，由于墨点在这个方向上是连续的，因此可以限制由沉积位置误差造成的条带效应的可见性。

执行半色调处理的方法的具体例子

(第一方法：基于抖动显示阵的方法)

下面将介绍用于生成前面介绍的点阵排列的抖动显示阵的生成方法。

图7是表示生成抖动显示阵的步骤的一个例子的流程图。首先，使用中间色调(渐变色调L)创建用于在传送方向上具有相对较高频率特性并且在垂直方向上具有相对较低频率特性的图样的二元过滤器(步骤S11)。这一二元过滤器具有图2、图3和图5A中所示的频率特性。

使用这一二元过滤器(图样)将图像区域分成两个(图7中的步骤S12)。各个分开的区域被称为区域A(相当于″第一区域″)和区域A’(相当于″第二区域″)。

在小于中间色调值(渐变色调L)的色调范围(渐变色调0到L-1的范围)内，在墨点仅仅被排布在区域A中这一限制下，指定各个色调的点阵排列(换句话说，与抖动显示阵的区域A对应的各单元的数值)(步骤S13)。

另一方面，在中间色调值(渐变色调L)以上的色调范围(渐变色调L+1到最大)内，假设在区域A中有墨点，在仅仅在区域A’中添加墨点这一限制下，指定各个色调的点阵排列(步骤S14)。在步骤S13和S14中，最好，在满足各个约束条件的同时，在以尽可能高的频率分布墨点的条件下，产生抖动显示阵。

通过综合(合并)在步骤S13和S14获得的各个色调的图样(步骤S15)，得到了用于确定与整个色调范围内的各个色调相对应的点阵排列的抖动显示阵。

这样获得的抖动显示阵在中间色调的附近，在传送方向上具有高频率并且在垂直方向上频率相对较低，并且墨点分布在高亮区域和阴影区域中。而且，可以通过针对各个色调对抖动显示阵应用适当阈值来提取图样而分配墨点，从而实现前面在<例1>和<例2>中介绍的图样。

可以适当改变步骤S13和S14中的处理的顺序，并且也可以并行地执行这些步骤。图8表示并行处理的流程图。

另一种抖动显示阵生成流程

图8是按照另一个实例的抖动显示阵生成处理的流程图。

首先，生成初始色调＝L0的图样(步骤S21)。这一处理与图7中的步骤S11中的处理一样。

随即，并行地进行为色调范围内初始色调L0以上的各个色调Lp(L0＜Lp＜最高等级)生成图样的处理(图8中步骤S22A到S25A中的处理)和为色调范围内初始色调L0以下的各个色调Lm(最小等级＜Lm＜L0)生成图样的处理(步骤S22B到S25B中的处理)。通过将这样获得的各个色调的图样组合起来(步骤S26)，可以获得目标抖动显示阵。

为各个色调生成图样的方法

按照由图7中的步骤S11和S13到S14以及图8中的步骤S21、S23A和S23B表示的生成每个色调图样的处理，图样是这样生成的：取得(在初始图样生成步骤中)在限制用来排列墨点的位置的约束条件下由随机数生成的初始图样，并且通过按照约束条件和图样评价值相继交换墨点的处理，针对图样评价值对图样进行优化。

图9是为每个色调生成图样的处理的流程图。下面将介绍图9中流程图的组成要素。

步骤S61中的色调约束条件设定处理是这样的处理：规定在随后的像素交换处理(步骤S66)中允许进行墨点交换的区域(换句话说，可以通过使用评价值作为指标进行的优化来改变墨点排布的区域)。例如，设定下面给出的例子中所示的两个约束条件。

(约束条件1)：高色调图样包括低色调图样，这是抖动显示阵的一般要求。

(约束条件2)：为了对图样施加特定的特性来达到改善图像质量等的目的，而对用来排布墨点的位置进行约束。下文的″约束条件″部分中将会对此进行更加详细的介绍。

步骤S62中的评价过滤器设定处理牵涉到规定要在像素交换处理(步骤S66)和评价值计算处理(步骤S67)等中使用的评价过滤器的处理。评价过滤器是频率过滤器，它指出每个频率分量的权重并且用于在频率空间中与点图样相乘(实际空间中的卷积)。该评价过滤器的特性在图样特性中得到反映。

这一评价过滤器在下面的处理中使用。

(1)在像素交换处理(步骤S66)中使用评价过滤器，以便指定要交换的墨点的位置。

(2)使用评价过滤器来指定评价值计算处理(步骤S67)、评价值比较处理(步骤S68)和保存图样/评价值更新处理(步骤S69)中的图样评价值。对于评价过滤器，可以为各个色调设置不同的过滤器。下面将介绍这方面的细节。

图9中的步骤S63中的初始图样生成处理设置用于优化图样(点排列)的初始图样。图样是按照下列程序设置的。

(程序1)确定色调所需的点和空白间隔的数量。例如，在8位色调L的情况下，所需的点的数量是(L/2⁸)×矩阵大小。

(程序2)生成与矩阵大小相同大小的随机数。

(程序3)按照下面给出的规则排列点。

[规则1]在色调等于或低于初始色调(L0)的情况下：在约束条件下允许进行点交换的区域内，按照从具有最高随机数值的位置开始的顺序，排列由(程序1)指定的点数量，并且将剩余位置全部设置为空白间隔。

[规则2]在色调高于初始色调(L0)的情况下：在约束条件下允许进行点交换的区域内，按照从具有最高随机数值的位置开始的顺序，排列由(程序1)指定的空白数量，并且将剩余位置全部设置为点。

在步骤S64中，将计数器的值(n)重置为″0″。

在步骤S66中的像素交换处理中，按照图10A到图10C中所示的流程更新点图样。在图10A到图10C中，示出了三个流程图作为例子。在这些流程图中的每一个中，首先将点图样乘以评价过滤器(卷积)，以计算用于评价的密度分布。这些流程图共同具有将位于满足交换约束条件的区域内的高密度点与具有低密度的空白间隔相继进行交换的基本流程。

图10A表示在一个步骤中执行前面介绍的处理的流程。图10B和图10C表示分两个步骤执行该处理的例子。在优化过程中重复进行像素交换处理(步骤S66)，但是可以采用这样的构造：一直仅仅进行图10A中所示的″像素交换处理1″，或者随机选择像素交换处理1到3，包括图10B中所示的″像素交换处理2″和图10C中所示的″像素交换处理3″。图10A中的像素交换处理1可以被构成为在优化的最初阶段频繁使用，这是因为评价过滤器的卷积次数低于其它的处理2到3并且计算速度较快。此外，可以针对每种色调改变处理1到3中的选择方法。

图9中所示的步骤S67中的评价值计算处理、步骤S68中的评价值比较处理和步骤S69到S73中的保存图样/评价值更新处理如下所述。

评价值计算处理(步骤S67)将评价过滤器与步骤S66中由像素交换处理转换的点图样进行相乘(卷积)，并且计算用于评价的密度分布。计算密度分布的标准偏差并且将其设置为评价值。在步骤S66到S72中，重复进行像素交换处理(步骤S66)和评价值计算处理(步骤S67)，并且如果在评价值的比较(步骤S68)当中，评价值有所改善，则将该评价值与相应的图样一起保存起来(步骤S69)。在随后的重复过程中，将保存的评价值与计算得来的评价值进行比较(步骤S68)，并且判断是否有所改善。

通过反复进行前面介绍的像素交换处理和评价值计算处理(步骤S66到S72)，直到没有图样的进一步更新，使得相应色调对应的图样相对于评价值而言得到了优化。保存通过优化获得的色调图样(步骤S73)并且终止该处理。

评价过滤器、约束条件和相应图样

下面将介绍创建具有图3中所示的频率特性的图样所需的评价过滤器的设定方法。

由于图样特性会随着色调等级变化，因此也需要改变相应的评价过滤器。下面，将介绍各个色调的图样和相应的过滤器。

初始色调

如参照图3介绍的，对于初始色调，生成按照本实施方式实现掩模图样特性的图样。换句话说，图2是掩模图样的实空间示意图，图3表示掩模图样的频率特性。

在图2的图样中，沿着横向(垂直方向)排列着具有1个像素(以单位[px]表示)高度的多个横线，在纵向(传送方向)上，这些横线之间(每2个px)安排1个px的间隙，并且从这些线中除掉一个交错图样。各横线的线段长度并没有具体的限制，可以设置为2个px或者更长的适当长度。

就频率特性而言，这一图样在传送方向上具有峰值频率(尼奎斯特频率)，并且在垂直方向上在中频分量的区域内具有最大值；除此之外的频率分量，尤其是低频分量，都受到抑制(这里忽略了代表平均密度的分量kx＝0和ky＝0；见图3的中心)。

如图11中所示，频率特性具有下列观点的特征。

(1)当在x方向上对频率分量进行积分时，表示积分结果的图形在y方向上的尼奎斯特频率附近具有最大值(见图11中右手侧所示的图形)。

(2)当在尼奎斯特频率的1/2的高频侧的频率范围内对频率分量进行积分时(当对图11中的虚线以上的区域进行积分时)，在表示相应积分结果的图形中，在x方向上波数为0的分量受到抑制。此外，在x方向上，在尼奎斯特频率的低频侧(在中频范围内)存在最大值(见图11中上侧的图形)。这里，″受到抑制″的意思是相应值接近于零。

(3)频率特性在y方向上是蓝噪声特性，在x方向上是绿噪声特性。在蓝噪声特性中，越朝向高频侧，分量的量(强度)变得越大。在绿噪声特性中，在特定频率(中频分量)上具有峰值。

用于L0色调的评价过滤器

按照图12中所示的流程图创建用于生成这种类型的图样的评价过滤器。换句话说，首先，在实空间中设计过滤器(步骤S81)。本质上，这是一个作为距中心(即，进行卷积时，(0，0)处的分量)的距离的函数而减小的函数。

不过，在本实施方式中，由于要设法在传送方向上实现高频特性(在传送方向上的尼奎斯特频率处具有最大值)并且在垂直方向上实现低频特性，因此如图13中所举例说明的那样，将中央像素行(以″10″为中心的横向像素行)设置为比高于或低于它的像素行要小的值，并且此外中央行上方的第二行和下方的第二行(在中央像素行上方和下方间隔一行的用灰色阴影表示的行)也被设置为较小值。

通过对具有这些特性的实空间过滤器还进行低频强调处理(图12中的步骤S82)，可以生成评价过滤器。通过使用这样获得的评价过滤器来为中间色调优化图样，可以生成具有期望频率特性的掩模图样。

按照本实施方式的掩模图样需要被配置在传送方向上的尼奎斯特频率上，并且因此在本实施方式中选择大约50％的色调作为初始色调L0。如果初始色调恰好处于50％，则可以使得传送方向上的相位很容易在较宽的范围内保持一致。在这种情况下条带效应变得更加易于出现，因此最好将色调从50％稍稍移开一点。图11中所示的图样是在(136/256)×100[％]＝53.125％处生成的，但所使用的值并不局限于此。

其它色调

对于除了初始色调之外的其它色调，由于抖动特性，会反映出初始色调的特征。更加具体地讲，在约束(约束条件)下，采用了包括初始色调图样的图样。因此，在某种程度上可以使用任何评价过滤器实现期望的特性。

不过，在阴影区域和高亮区域中，从图像质量的角度来说，最好尽可能地使墨点分散。因此，最好通过使用各向同性并且作为距中心的距离的函数而减小的实空间过滤器，并且通过将低频过滤器乘以这一实空间过滤器来创建评价过滤器。

约束条件

如果设置了前面介绍的评价过滤器，那么就可以通过对初始色调不设置约束条件，并且对于其他色调，仅仅基于抖动显示阵中通常需要的由色调的关系带来的约束条件创建抖动，来实现期望的特性。

而且，在另一实施方式中，通过设置1开1关的线作为初始色调的约束条件，可以实现具有类似特性的图样。

掩模图样可以使用初始色调L0的图样，或者周围(接近)色调的图样。在这两种情况下都可以实现期望的特性。

实施半色调处理的方法的具体例子

(第二种方法：结合了抖动显示阵和误差扩散法的方法)

接下来，将会介绍通过抖动显示阵和误差扩散的结合使用执行量化的半色调处理的例子。

如图7中所示，由在传送方向上具有高频特性并且在垂直方向上具有低频特性的二元掩模图样将区域分成两部分。将这两个划分区域分别称为区域A和区域A’。可以针对各个色调改变这些区域。例如，图7中生成的抖动显示阵在中间色调范围内具有前面介绍的频率特性，并且因此可以通过改变与抖动显示阵比较的阈值，为各个色调调整区域A。

图14是针对每个像素的量化处理的流程图。图14中由步骤S91表示的″区域A调整处理″是通过改变与抖动显示阵相比较的阈值，为每个色调调整区域A的处理步骤。

在步骤S92，判断所关注像素(正被处理的像素)的色调值是否小于色调L。用作这一判断基准的色调L是在创建图7中的二元过滤器图样时采用的中间色调值。

如果所关注像素的色调值小于色调L，换句话说，在从高亮到中间色调的区域中，在步骤S92中返回’是’的判断结果，并且然后进程前进到步骤S93。

在步骤S93，在区域A内部进行多值转换处理，并且在区域A’内排列空白点(相当于没有墨滴)。在区域A中进行的多值转换处理是这样进行的：根据从周围像素扩散的量化误差(周围误差)与所关注像素的色调值(初始色调值)之和的计算结果，并且将这一和信号值与误差扩散阈值(量化判断的阈值)进行比较。

另一方面，在步骤S92的判断中，如果所关注像素的色调值等于或大于色调L，换句话说，在到阴影区域的中间色调中，在步骤S92中返回’否’的判断结果，并且然后进程前进到步骤S94。

在步骤S94，在区域A中，按照″有墨滴″的形式排列墨点，并且在区域A’中，类似于前面给出的介绍，通过与误差扩散阈值进行比较，赋予多值(进行多值转换)。

例如，为了实现图6中的<例1>，低于色调L的区域A的多值转换是选择小滴或空白点的处理(图14中的步骤S93)。此外，在色调L处或在色调L以上，在区域A中排布小滴，同时在区域A’中，选择较大滴或空白点作为多值转换结果(步骤S94)。

此外，为了实现图6中的<例2>，在K处或低于K(K是满足0＜K＜L的整数)的色调范围内，将区域A调整成变得更窄，并且使用小滴或空白点将区域A二值化。于是，在K处或K以上且在L以下的色调区域内，在区域A中使用小滴或大滴赋予多值(即，进行多值转换)。在这种情况下，可以将区域A调整为更宽的尺寸，或者可以将其固定为与K处或低于K的色调区域相同的区域。可以按照区域A的宽度和色调值，控制大滴和小滴的出现比例。

在步骤S93或S94中进行了多值转换处理之后，计算所关注像素的″周围像素量化误差+色调值″与所选择墨点(包括没有墨滴)对应的色调值之间的差(量化误差)，并且这一量化误差被扩散到还没有进行处理的周围像素中(步骤S95)。

图15表示误差扩散矩阵的例子。图15中的″x″代表正在被量化的像素的位置，并且箭头表示量化处理的顺序。将量化误差分别分布到与所关注像素(正被量化的像素x)相邻的四个未处理的像素中(换句话说，分布到所讨论像素的横向右侧、对角线右下方、正下方和对角线左下方的像素中)。定义误差的分配比率的误差扩散矩阵的分量A到D中，最好为横向上分布的误差分量(图15中的″A″)分配比通过均等地扩散误差而获得的值(例如，各自具有1/4的分配率的四个相等的值)要大的值。换句话说，在图15的情况下，最好，″A″分量具有大于0.25的值。通过在横向(x方向)上分配较大的量化误差，点在横向上得到了分散，整体分布得到了改善，并且粒度得到了改善。

量化处理流程的具体例子

这里，将会介绍使用抖动显示阵和误差扩散的结合的量化处理的例子。图16是表示按照本实施方式对每个像素进行的量化处理的流程图。在图16中，dither[x][y]代表二维抖动显示阵的元素。th_dth[i][level]表示与抖动显示阵进行比较的阈值(i＝0，1，2)。th_edf[level]表示误差扩散阈值。dot[j][level]与具有每个色调值(等级)的{无墨滴、小滴、中滴和大滴}之一的点大小相关联(j＝0，1，2，3)。

当开始每个像素的量化处理时，首先，通过求出目标像素的原始色调值与已经通过误差扩散扩散到该目标像素中的周围误差之和，计算包括周围误差的色调值(步骤S101)。

接着，通过将抖动显示阵值(dither[x][y])与阈值th_dth[i][level]进行比较，对图像的区域进行分割。为目标像素的每个色调值(等级)设置阈值th_dth[i][level]，并且将其预先存储在预定的存储器中。这里，使用第一阈值th_dth[0][level]、第二阈值th_dth[1][level]和第三阈值th_dth[2][level]，将图像区域分割为四个区域。

首先，将抖动显示阵的值与第一阈值th_dth[0][level]进行比较(步骤S102)。如果，按照比较的结果，抖动显示阵的值较小，则选择由dot[0][level]确定的点大小(步骤S103)。

在步骤S102中，如果抖动显示阵的值等于或大于第一阈值，则继续将抖动显示阵的值与第二阈值th_dth[1][level]相比较(步骤S104)。如果，按照比较的结果，抖动显示阵的值较小，则选择由dot[1][level]确定的点大小(步骤S105)。

在步骤S104中，如果抖动显示阵的值等于或大于第二阈值，则继续将抖动显示阵的值与第三阈值th_dth[2][level]相比较(步骤S106)。如果抖动显示阵的值等于或小于第三阈值th_dth[2][level]，则进程前进到步骤S107，并且将包括周围误差的色调值与误差扩散阈值th_edf[level]进行比较(步骤S107)。也为目标像素的每个色调值设置误差扩散阈值th_edf[level]，并且将其预先存储在预定的存储器中。如果，按照步骤S107中的比较结果，包括周围误差的色调值小于误差扩散阈值，则选择由dot[2][level]确定的点大小(步骤S108)。

另一方面，在步骤S107，如果包括周围误差的色调值等于或大于误差扩散阈值，则选择由dot[3][level]确定的点大小(步骤S109)。这样，在抖动阈值等于或小于第三阈值(并且不小于第二阈值)的区域中，通过误差扩散法进行二值化处理。

此外，在步骤S106，如果抖动显示阵的值大于第三阈值，则选择由dot[4][level]确定的点大小(步骤S110)。

可以针对每个色调值适当规定dot[j][level]的点大小。例如，对于特定的色调值，可以规定下面的大小：dot[0][level]：小滴；dot[1][level]：中滴；dot[2][level]：无墨滴；dot[3][level]：大滴；和dot[4][level]：大滴。基本上，dot[3][level]应当大于dot[2][level](dot[3][level]＞dot[2][level])，并且值是以这样一种方式规定的：如果量化误差大，则喷射大点，而如果量化误差小，则喷射小点。

下面介绍与实现图6中的<例1>的情况有关的具体实例。

(1)低于色调L的区域A中的多值转换涉及选择小滴或空白点的处理(图14中的步骤S93)。换句话说，在图16的流程图中，将值设置为th_dth[0][level]＝th_dth[1][level]＝0(未使用)。在这种情况下，由于没有使用步骤S103和S105，因此可以将dot[0][level]和dot[1][level]设置为任何值。

将th_dth[2][level]设置为实现区域A的阈值。在这个区域中，进行选择小滴或空白点的处理，并且因此设置dot[3][level]＝小滴和dot[2][level]＝没有墨滴。

在除了区域A以外的区域A’中，不喷射墨滴，并且因此设置dot[4][level]＝没有墨滴。

(2)此外，在色调L处或在色调L以上，在区域A中排布小滴，同时在区域A’中，选择较大滴或空白点作为多值转换结果(图14中的步骤S94)。换句话说，为了设置区域A，在图16中的流程图中，设置th_dth[0]＝0(未使用)。此外，将th_dth[1]设置为区域A的阈值，并且将dot[1][level]设置为小滴。为了在区域A’中将大滴或空白点转换为多值，将th_dth[2][level]设置为dither_max值(即，A’区域)，将dot[3]设置为大滴并且将dot[2]设置为空白。

接下来，将介绍实现图6中的<例2>的具体实例。

为了实现图6中的<例2>，在K处或低于K(K是满足0＜K＜L的整数)的色调范围内，将区域A调整成变得更窄，并且在区域A中应用使用小滴或空白点的二值化。这种情况下的条件类似于前面<例1>中色调小于色调L时的情形(见前面的(1))。不过，由于区域A较窄，th_dth[2]的值会发生变化。

此外，在K处或K以上且在L以下的色调区域内，在区域A中使用小滴或大滴赋予多值。在这种情况下，可以将区域A调整为更宽的尺寸，或者可以将其固定为与K处或低于K的色调区域相同的区域。阈值被设置为th_dth[0]＝th_dth[1]＝0，并且使用th_dth[2]设置区域A。使用小滴/大滴将这一区域转换为多值，并且因此将dot[3][level]设置为大滴，将dot[2][level]设置为小滴。在区域A’中，不喷射墨滴，并且因此将dot[4]设置为没有墨滴。

这样，进行与划分出来的区域相应的量化。在如前所述那样为目标像素选择点大小之后，计算量化误差(步骤S111)。量化误差是在对包括周围误差的色调值进行量化时出现的误差，并且这是包括周围误差的色调值与量化阈值之间的差值。量化阈值是分别与dot[0][level]、dot[1][level]、dot[2][level]、dot[3][level]和dot[4][level]相关的色调值。

依照预定的误差扩散矩阵将这样计算出来的量化误差扩散到周围像素中(步骤S112)。于是，通过将作为量化目标的像素平移到相邻像素并且进行类似处理，可以对所有像素进行量化。

依据抖动显示阵确定与步骤S103、S105和S110对应的各个区域的dot[0][level]、dot[1][level]和dot[4][level]的记录率，并且通过二值化结合误差扩散法来确定其他区域(步骤S108、S109)。通过这样执行量化，可以唯一地确定各个色调的四个值的记录率。

在本实施方式中，用于划分区域的各个阈值th_dth[i][level]使用目标像素的初始色调值的阈值，但是也可以使用包含周围误差的色调值的阈值。

抖动显示阵的具体例子

为了参考的目的，在图17中示出了按照本实施方式创建的抖动显示阵的具体例子。在实际操作中创建的抖动显示阵具有192×192的矩阵大小，但是出于绘图的目的，仅仅画出了该矩阵的″32×32″的区域部分(完整矩阵的左上角部分)。

按照本实施方式的图像形成设备的构造

图18是表示与本实施方式相关的图像形成设备的主要组成部分的构造的框图。图像形成设备50包括记录头60和控制记录头60的记录操作的头控制设备70。

记录头60包括分别与各个喷嘴对应提供的形成喷射能量生成元件的多个压电元件62和在驱动和非驱动之间切换每个压电元件62的开关IC 64。

头控制设备70包括原始图像数据输入单元72和半色调处理单元74，原始图像数据输入单元72起到用于接收要加以记录的原始图像数据(多色调图像数据)的输入接口单元的作用，半色调处理单元74(相当于多值转换构件)进行输入原始图像数据的量化处理。此外，该头控制设备70包括驱动波形生成单元76和头驱动器78。

原始图像数据可以是已经转换为各个墨水颜色的图像数据，也可以是转换为各个墨水颜色之前的RGB图像数据。根据需要，对原始图像数据进行颜色转换处理、像素编号转换处理和伽马(gamma)转换处理。

半色调处理单元74是将原始图像数据(密度数据)转换为二值或多值点数据的信号处理装置。半色调处理装置可以采用使用前面介绍的抖动显示阵的模式，也可以采用组合了抖动和误差扩散的模式，或者其他类似的模式。半色调处理一般来说将具有M个值(M≥3)的色调图像数据转换为具有N个值(N＜M)的色调图像数据。在最简单的例子里，将图像数据转换为具有2个值(有点/无点)的点图像数据，但是在半色调处理中，还可以以与不同类型的点大小(例如，三种类型的点：大点、中点和小点)对应的多个值进行量化。

更加具体地讲，按照本实施方式的半色调处理单元74将输入色调量化为与n-1个不同墨滴大小(其中n是大于2的整数)相对应的n个值(n-1个墨滴大小加上没有墨滴)。为每个色调唯一地指定记录比，该记录比代表要为每个可打印像素以什么样的比例喷射n种不同大小的墨点。

这样获得的二值或多值图像数据(点数据)被用作驱动(开)或不驱动(关)各个喷嘴以及在多值数据的情况下控制墨滴量(点大小)的墨水喷射控制数据(墨滴喷射控制数据)。由半色调处理单元74生成的点数据(墨滴喷射控制数据)被提供给头驱动器78并且从而控制记录头60的喷墨操作。

驱动波形生成单元76是生成用来驱动与记录头60的喷嘴相对应的压电元件62的驱动电压信号波形的构件。将驱动电压信号的波形数据预先存储在存储装置中，比如ROM中，并且根据需要并且在需要时输出所要使用的波形数据。由驱动波形生成单元76生成的信号(驱动波形)被提供给头驱动器78。从驱动波形生成单元76输出的信号可以是数字波形数据或模拟电压信号。

本实施方式中所示的喷墨图像形成设备50采用这样的驱动方法：经由开关IC 64向记录头60的压电元件62供应通用驱动电力波形信号，并且通过按照各个喷嘴的喷射时机，切换与压电元件62的各电极相连的开关元件的开与关，可以使墨水从与各压电元件62相对应的喷嘴中喷射出来。

图18中的原始图像数据输入单元72和半色调处理单元74的组合相当于″图像处理设备″。

本实施方式的优点

本实施方式中介绍的图像处理技术可以被应用于诸如下面介绍的那些设备那样的设备构造。

[1]通过相对于彼此移动记录头和打印介质(记录介质)在一次扫描(一次移动)中进行打印(记录)的图像形成设备。

[2]这样的图像形成设备：如果取打印介质相对于记录头的相对移动方向为″传送方向″(y方向)，那么相邻像素之间在传送方向上的着落时间差要比相邻像素之间在垂直于传送方向的方向(x方向)上的着落时间差短。

[3]传送方向上的打印精确度(着落位置精确度)要比垂直方向上的精确度高的图像形成设备。

[4]使用在传送方向上没有喷嘴冗余的二维喷嘴排列的记录头的图像形成设备。更加具体地讲，这是具有二维喷嘴排列的图像形成设备，其中，对于在垂直方向(x方向)上进行像素记录的喷嘴而言，仅仅为每一个像素分派一个喷嘴，并且不存在在x方向上的同一个像素位置上进行记录的多个喷嘴。

图像形成设备的具体构造的例子

图19是表示与本发明的实施方式相关的喷墨记录设备的构造的例子的总体示意图。按照本实施方式的喷墨记录设备100主要是由供纸单元112、处理液沉积单元(预涂单元)114、图像形成单元116、干燥单元118、定影单元120和纸输出单元122构成。喷墨记录设备100是使用单程法的喷墨记录设备，它通过从长喷墨头172M、172K、172C和172Y向保持在图像形成单元116的鼓(图像形成鼓170)上的记录介质124(下文中为了方便称为″纸″)上喷射多种颜色的墨滴来形成期望的彩色图像。喷墨记录设备100是采用双液反应(凝集)法的按需出滴型(drop on-demand type)的图像形成设备，按照这种方法，通过在喷射墨滴之前在记录介质124上沉积处理液(这里，是凝集处理液)并且促使处理液和墨水液体彼此反应，在记录介质124上形成图像。

供纸单元

单张记录介质124被堆叠在供纸单元112中并且从供纸单元112的供纸托盘150中一次一张地向处理液沉积单元114供应记录介质124。在本实施方式中，使用单张纸(切纸)作为记录介质124，但是也可以采用从连续纸卷(卷筒纸)供纸并且将其切割成所需尺寸的构造。

处理液沉积单元

处理液沉积单元114是将处理液沉积到记录介质124的记录表面上的机构。处理液包括着色材料凝集剂，其凝集由图像形成单元116沉积的墨水中的着色材料(在本实施方式中，是颜料)，并且由于处理液与墨水彼此进行接触，会促进墨水分离成着色材料和溶剂。

处理液沉积单元114包括供纸鼓152、处理液鼓(也称为″预涂鼓″)154和处理液施加设备156。处理液鼓154是保持记录介质124并且传送该介质使其旋转的鼓。处理液鼓154包括设置在其外周表面上的钩形夹紧装置(夹持器155)，并且是以这样一种方式设计出来的：通过将记录介质124夹在保持装置155的钩子与处理液鼓154的外周表面之间，可以保持记录介质124的前端。处理液鼓154可以包括设置在其外周表面上的吸气孔，并且可以连接至吸气装置，该吸气装置通过这些吸气孔进行吸气。用这种方法，可以将记录介质124紧紧地保持在处理液鼓154的外周表面上。

处理液施加设备156包括处理液容器、网纹(anilox)辊(计量辊)和橡皮辊，处理液容器储存着处理液，网纹辊部分浸没于处理液容器中的处理液内，橡皮辊通过被压在网纹辊和处理液鼓154上的记录介质124上，将一计量量的处理液传递到记录介质124上。在本实施方式中，介绍了使用基于辊的施加方法的构造，但是，该方法并不局限于此，还可以采用各种不同的其他方法，比如溅射法、喷墨法等等。

已经由处理液沉积单元114沉积了处理液的记录介质124经由中间传送单元126被从处理液鼓154传送到图像形成单元116的图像形成鼓170。

图像形成单元

图像形成单元116包括图像形成鼓(也称为″喷射鼓″)170、压纸辊174和喷墨头172M、172K、172C和172Y。采用图18中所示的记录头60的构造和头控制器70的构造来作为各颜色的喷墨头172M、172K、172C、172Y和用于这些喷墨头的控制设备。

与处理液鼓154相类似，图像形成鼓170包括处于该鼓的外周表面上的钩形保持装置(夹持器)171。在图像形成鼓170的外周表面上，按照预定图案，形成了多个吸气孔(未示出)，并且通过从这些吸气孔抽吸空气，将记录介质124吸在图像形成鼓170的外周表面上，来保持记录介质124。该构造并不局限于借助负压吸气来吸住和保持记录介质124的构造，还可以采用借助例如静电引力来吸住和保持记录介质124的构造。

喷墨头172M、172K、172C和172Y分别是全行型喷墨记录头，具有与记录介质124上的图像形成区域的最大宽度相当的长度，并且在各个头的墨水喷射表面上形成有遍布图像形成区域的整个宽度排布的用于喷射墨水的喷嘴行(二维喷嘴排列)。喷墨头172M、172K、172C和172Y被设置成在垂直于记录介质124的传送方向(图像形成鼓170的旋转方向)的方向上延伸。

将相应颜色墨水的墨盒(墨水盒)分别安装在喷墨头172M、172K、172C和172Y中。从喷墨头172M、172K、172C和172Y中，朝向保持在图像形成鼓170的外周表面上的记录介质124的记录表面上，喷射各色墨水的墨滴。

用这种方法，墨水与之前已经沉积在记录表面上的处理液接触，并且散布在墨水中的着色材料(颜料)被凝集，从而形成了着色材料凝集物。作为墨水与处理液之间反应的一种可能实例，在本实施方式中，通过使用在处理液中加入酸并且pH的随之降低会破坏颜料的散布并促使颜料凝集这样一种机制，避免了着色材料的渗色、不同颜色墨水间的混合、以及墨滴在着落时的合并造成的喷射墨滴之间的干扰。这样，防止了着色材料在记录介质124上的流动等，并且在记录介质124的记录表面上形成了图像。

喷墨头172M、172K、172C和172Y的墨滴喷射时间是与确定转速并且位于图像形成鼓170上的编码器(图19中未示出；在图23中由参考标号294表示)同步的。根据这个编码器确定信号，发出喷射触发信号(像素触发信号)。用这种方法，可以以较高精确度指定着落位置。而且，可以预先发现图像形成鼓170中的不精确(例如波动)造成的速度变化等等，并且可以修正由编码器获得的墨滴喷射时间，从而可以降低墨滴喷射的不均匀度，而与图像形成鼓170中的不精确(例如波动)、旋转轴的精确度和图像形成鼓170的外周表面的速度无关。此外，最好在头单元从图像形成鼓170中抽出的情况下，进行诸如清洁喷墨头172M、172K、172C和172Y的喷嘴表面、喷射粘稠度增加的墨水等等这样的维护操作。

虽然在本实施方式中介绍了使用CMYK标准的四种颜色的构造，但是墨水颜色的组合和颜色的数量并不局限于这些。按照要求，可以添加浅色墨水、深色墨水和/或特殊颜色的墨水。例如，添加了用于喷射诸如浅青色和浅品红色之类的浅颜色墨水的喷墨头的构造是可行的。而且，对排列各种颜色的头的顺序没有具体的限制。

其上已经在渲染单元116中形成了图像的记录介质124经由中间传送单元128被从渲染鼓170传送到干燥单元118的干燥鼓176。

干燥单元

干燥单元118是对在凝集着色材料的作用下已经分离了的溶剂中包含的水份进行干燥的机构，并且包括干燥鼓176和溶剂干燥设备178。与处理液鼓154类似，干燥鼓176包括设置在该鼓的外周表面上的钩形保持装置(夹持器)177，并且能够借助这个保持装置177保持记录介质124的前端部分。

溶剂干燥设备178被安排在与干燥鼓176的外周表面相对的位置上，并且由多个卤素加热器180和分别设置在这些卤素加热器180之间的热风喷嘴182构成。通过适当调整从热风喷嘴182朝向记录介质124吹出的热气流的温度和气流量以及各个卤素加热器180的温度，可以实现各种不同的干燥条件。在干燥单元118中进行了干燥处理的记录介质124经由中间传送单元130被从干燥鼓176传送到定影单元120的定影鼓184。

定影单元

定影单元120由定影鼓184、卤素加热器186、定影辊188和内置(in-line)传感器190构成。与处理液鼓154类似，定影鼓184包括设置在该鼓的外周表面上的钩形保持装置(夹持器)185，并且能够借助这个保持装置185保持记录介质124的前端部分。

借助定影鼓184的旋转，将记录介质124以记录表面向外的方式进行传送，并且针对该记录表面，由卤素加热器186进行预热、由定影辊188进行定影处理并且由内置传感器190进行检查。

定影辊188是用于通过向干燥的墨水加热和加压来熔化墨水中含有的自分散聚合物微粒并且从而促使墨水形成薄膜的辊构件，并且构成为能够向记录介质124加热和加压。记录介质124被夹在定影辊188和定影鼓184之间，并且受到预定挤压强度(例如，0.15MPa)的挤压，从而定影处理得以进行。

此外，定影辊188是由诸如铝管之类的、具有良好热传导率的、内部安装了卤素灯并且被控制到预定温度(例如，60℃到80℃)的金属管形成的加热辊构成的。通过借助这一加热辊加热记录介质124，施加了等于或大于墨水中含有的胶乳的Tg温度(玻璃态转化温度)的热能，并且从而促使胶乳颗粒熔化。用这种方法，通过将胶乳颗粒压入到记录介质124上不平整部分中，以及使得图像表面的不平整部分变得平整并且获得光滑的表面光洁度而进行定影。

内置传感器190是测量记录介质124上记录的图像(包括测试图案)的喷射失败检验图案、图像密度、图像中的缺陷等的读取装置。CCD线型传感器等等可以用作内置传感器190。

按照具有上述构造的定影单元120，由定影辊188将由干燥单元118形成的薄图像层中的胶乳颗粒加热、加压和融化，由此可以将该图像层固定到记录介质124上。

不使用包括高沸点溶剂和聚合物微粒(热塑性树脂颗粒)的墨水，也可以使用包括可以聚合并且可以通过照射紫外线(UV)光固化的单体的墨水。在这种情况下，喷墨记录设备100包括用于以UV光照射记录介质124上的墨水的UV曝光单元，取代基于加热辊的加热和加压定影单元(定影辊188)。这样，如果使用含有活性光可固化树脂的墨水，比如含有紫外线可固化树脂的墨水，则提供照射活性光的装置，比如UV灯或者紫外线LD(激光二极管)阵列，取代用于加热定影的定影辊188。

纸输出单元

纸输出单元122设置在定影单元120之后。纸输出单元122包括出纸盒192，并且在出纸盒192和定影单元120的定影鼓184之间设置有传递鼓194、传送带196和张力辊198，设置成使它们相对。由传递鼓194将记录介质124送到传送带196上并且将其输出到出纸盒192。没有示出由传送带196构建的纸传送机构的细节，但是在打印之后，记录介质124的前端部分由跨越环形(endless)传送带196的条棒(未示出)的夹持器保持，并且在传送带196转动的作用下，将记录介质传送到出纸盒192上方。

此外，虽然图19中未示出，但是按照本实施方式的喷墨记录设备100，除了前面介绍的构造之外，还包括向喷墨头172M、172K、172C和172Y供应墨水的墨水储存和装载单元、向处理液沉积单元114供应处理液的装置，以及包括对喷墨头172M、172K、172C和172Y进行清洁(喷嘴表面擦拭、吹洗，喷嘴抽吸等)的头维护单元、确定记录介质124在纸传送路径中的位置的位置确定传感器、确定设备各个单元的温度的温度传感器等等。

喷墨头的结构例子

接下来，将介绍喷墨头的结构。喷墨头172M、172K、172C和172Y具有相同的结构，并且下文中用参考标号250代表任何一个头。

图20A是图解说明头250的结构的例子的平面透视图，图20B是它的局部放大图。图21A和21B各自表示形成头250的多个头模块的排列实例。而且，图22是表示作为记录元件单元(喷射元件单元)的、用于一个通道的液滴喷射元件的结构的横截面图(沿着图20A和图20B中的线22-22截取的横截面图)。

如图22中所示，按照本实施方式的头250具有这样的结构：以交错矩阵的形式，二维地设置有多个墨水腔单元(液滴喷射元件)253，各个墨水腔单元具有形成墨滴喷射孔的喷嘴251、与喷嘴251相对应的压力腔252等等，由此减小了沿着头的纵长方向(垂直于纸传送方向的方向)投影(正投影)的有效喷嘴间隔(投影喷嘴间距)并且实现了高喷嘴密度。

为了形成等于或长于与近似垂直于记录介质124的送入方向(箭头S的方向；相当于″第一方向″)的方向(箭头M的方向；相当于″第二方向″)上记录介质124的渲染区域的整个宽度Wm相当长度的一行喷嘴，例如，如图21A中所示，以交错样式设置了具有以二维方式排列的多个喷嘴251的短头模块250’，以形成长线性头。按照另外一种可选方案，如图21B中所示，可以采用这样的模式：将头模块250″排列成单独的行，然后再连接在一起。图21A和图21B中所示的头模块250’或250″相当于图18中所示的记录头60。

而且，采用单程打印全行打印头，除了将记录介质124的整个表面设置为渲染范围的情况之外，当记录介质124表面上的一部分被设置为渲染范围时(例如，当在纸的四周提供非渲染范围(白边)时)，只需要形成在预定渲染区域内进行渲染所需的喷嘴行。

为各个喷嘴251提供的压力腔252具有基本上正方形的平面形状(见图21A和图21B)，并且在对角线相对角之一处，具有用于喷嘴251的出口，在相对角中的另一个角处，具有用于接收墨水供应的进口(供给口)254。压力腔252的平面形状并不局限于这种实施方式，可以是各种各样的形状，包括四边形(菱形、矩形等)、五边形、六边形、其它多边形、圆形和椭圆形。

如图22中所示，头250(头模块250’、250″)是通过将喷嘴板251A和流道板252P堆叠起来并将它们连接在一起而构成的，喷嘴板251A中形成有喷嘴251，流道板252P中形成有压力腔252和包括公共流道255的流道等。喷嘴板251A构成头250的喷嘴表面(喷墨表面)250A并且其中形成有多个二维排列的各自与压力腔252连通的喷嘴251。

流道板252P构成压力腔252的侧壁部分并且起到流道形成部件的作用，形成供给口254，作为将墨水从公共流道255引到压力腔252的各个供给通道的限制部分(最窄部分)。图22为了说明方便进行了简化，流道板252P可以通过堆叠一个或多个基板来构成。

喷嘴板251A和流道板252P可以由硅制成并且借助半导体制造工艺形成为所需的形状。

公共流道255与墨水罐(未示出)相连，墨水罐是供应墨水的基本罐体，并且将墨水罐供应的墨水通过公共流道255送到压力腔252。

具有单个电极257的压电致动器(压电元件)258被结合到构成压力腔252的表面的一部分(图22中的顶面)的膜片256上。本实施方式中的膜片256是由具有镍(Ni)导电层的硅(Si)制成的，镍导电层用作公共电极259，该公共电极259构成多个压电致动器258的下部电极，并且膜片256还用作与各个压力腔252对应设置的压电致动器258的公共电极。膜片256可以由诸如树脂之类的非导电材料制成；并且在这种情况下，在膜片构件的表面上形成由诸如金属之类的导电材料制成的公共电极层。该膜片也可以由诸如不锈钢(SUS)之类的金属(导电材料)制成，它还用作公共电极。

当对单个电极257施加驱动电压时，压电致动器258发生变形，压力腔252的容积从而发生改变，并且压力腔252内的压力从而发生改变，于是压力腔252内的墨水通过喷嘴251被喷射出去。当压电致动器258的位移在喷射墨水之后还原到其初始状态时，新的墨水从公共流道255通过供给口254补充到压力腔252内。

如图20B中所示，具有上述结构的多个墨水腔单元253在沿着主扫描方向的直线方向上和以给定角度θ倾斜的、不与主扫描方向正交的方向上被排列成预定的矩阵排列图案，并且从而形成了本实施方式中的高密度喷嘴头。在这一矩阵排列中，可以将喷嘴251看成相当于沿着主扫描方向以固定间距P＝Ls/tanθ基本上直线排列的喷嘴，其中Ls是在子扫描方向上相邻的喷嘴之间的距离。

在实现本发明时，头250中喷嘴251的排列模式并不局限于图中的实施方式，可以采用各种喷嘴排列结构。

用来产生为了从喷墨头中的喷嘴中喷射出墨滴而施加的压力(喷射能量)的手段并不局限于压电致动器(压电元件)，而是可以采用各种各样的压力产生装置(喷射能量产生装置)，比如静电致动器、热系统中的加热器(发热元件)(使用由加热器的热量导致的薄膜沸腾造成的压力来喷射墨水)和其它系统中的各种各样的致动器。依照头中所采用的喷射系统，将相应的能量产生元件安排在流道结构体中。

控制系统的说明

图23是表示喷墨记录设备100的系统组成的原理框图。喷墨记录设备100包括：通信接口270、系统控制器272、打印控制器274、图像缓冲存储器、头驱动器278、电机驱动器280、加热器驱动器282、处理液沉积控制单元284、干燥控制单元286、定影控制单元288、存储器290、ROM 292、编码器294，等等。

通信接口270是用于接收从主计算机350发来的图像数据的接口单元。可以使用诸如USB(通用串行总线)、IEEE1394、以太网(注册商标)和无线网络之类的串行接口或者诸如Centronics接口之类的并行接口作为通信接口270。可以在这个部分中安装缓冲存储器(未示出)，以便提高通信速度。喷墨记录设备100通过通信接口270接收从主计算机350发来的图像数据，并且将其暂时存储在存储器290中。

存储器290是(暂时)存储通过通信接口270输入的图像的存储装置，并且数据通过系统控制器272向/从存储器290写入/读出。存储器290并不局限于由半导体元件构成的存储器，也可以使用硬盘驱动器或者其它磁介质。

系统控制器272由中央处理单元(CPU)及其周边电路等构成，并且它起到了按照预定程序控制整个喷墨记录设备100的控制装置以及用于进行各种计算的计算装置的作用。更加具体地讲，系统控制器272控制各个不同部分，比如通信接口270、打印控制器274、电机驱动器280、加热器驱动器282和处理液沉积控制单元284，以及控制与主计算机350的通信及向/从存储器290的写入/读出，并且它还产生用于控制传送系统的电机296和加热器298的控制信号。

要由系统控制器272的CPU执行的程序和为了进行控制所需的各种数据都存储在ROM 292中。ROM 292可以是不可重写存储装置，也可以是可重写存储装置，比如EEPROM。存储器290被用作图像数据的临时存储区域，并且还用作程序的开发区域和CPU的计算工作区域。

电机驱动器280是按照来自系统控制器272的指令驱动电机296的驱动器。在图23中，设备的各单元中安排的各个电机都由参考标号296表示。例如，图23中所示的电机296包括驱动如图19中所示的供纸鼓152、处理液鼓154、图像形成鼓170、干燥鼓176、定影鼓184、传递鼓194等的旋转的电机、以及从图像形成鼓170的吸气孔中进行负压吸气的泵的驱动电机、将喷墨头172M、172K、172C和172Y的头单元移动到远离图像形成鼓170的维护区域的撤退机构的电机等等。

加热器驱动器282是按照来自系统控制器272的指令驱动加热器298的驱动器。在图23中，设备的各单元中安排的各个加热器都由参考标号298表示。例如，图23中所示的加热器298包括在供纸单元112中将记录介质124预先加热到适当温度的预加热器(未示出)等等。

打印控制器274是这样的控制单元：它具有依照系统控制器272的控制、为了基于存储器290中的图像数据生成打印控制信号而进行处理、修正和其他处理的信号处理功能，并且它将这样生成的打印数据(点数据)供应给头驱动器278。

如图18中所示，点数据是通过对多色调图像数据进行颜色转换处理和半色调处理来产生的。颜色转换处理是将由sRGB系统表达的图像数据(例如每个RGB颜色对应8位图像数据)转换为喷墨图像打印设备100使用的墨水的各颜色的图像数据(在本实施方式中，是颜色数据)的处理。

所需的信号处理在打印控制器274中进行，并且头250中墨滴的喷射量和喷射时间是基于所获得的点数据经由头驱动器278控制的。用这种方法，实现了期望的点大小和点排列。这里所称数据相当于″喷嘴控制数据″。

在打印控制器274中提供了图像缓冲存储器(图中未示出)，并且诸如图像数据和参数之类的数据在打印控制器274中进行图像数据处理期间，被暂时存储在图像缓冲存储器中。此外，还可以采用将打印控制器274和系统控制器272集成为单个处理器的模式。

编码器294检测图像形成鼓170的转速，并且采用例如光电类型的旋转编码器。系统控制器272基于来自编码器294的信号计算图像形成鼓170的转速，基于计算得出的转速生成各颜色喷墨头172M、172K、172C、172Y的喷嘴251的喷射时间信号，并且将这一信号提供给打印控制单元274。

为了给出从图像输入直到打印输出的处理的一般说明，从外部源经由通信接口270输入要打印的图像数据，并且将其存储在存储器290中。在这个阶段，例如，将RGB图像数据存储在存储器290中。在喷墨记录设备100中，通过更改墨滴喷射密度和墨水(着色材料)的细点的大小，形成色调对于人眼而言看起来连续的图像，并且因此需要尽可能忠实地将输入数字图像的色调(图像的浓淡密度)转换为再现色调的点图样。结果，存储器290中积累的原始图像(RGB)数据被经由系统控制器272发送到打印控制器274，并且在打印控制器274中通过半色调处理被转换为各个墨水颜色对应的点数据。换句话说，打印控制器274执行将输入RGB图像数据转换为K、C、M和Y四种颜色对应的点数据的处理。这样，将由打印控制器274生成的点数据存储在图像缓冲存储器(未示出)中。

头驱动器278基于从打印控制器274提供的打印数据(换句话说，图像缓冲存储器276中存储的点数据)，输出用于驱动与头250的各喷嘴相对应的致动器的驱动信号。头驱动器278还可以合并用于维持头中的均一驱动条件的反馈控制系统。

通过这样将头驱动器278输出的驱动信号施加到头250，墨水被从相应的喷嘴中喷射出来。通过在以预定速度传送记录介质124的同时，控制墨水从头250中的喷射，在记录介质124上形成了图像。

处理液沉积控制单元284依照来自系统控制器272的指令，控制处理液施加设备156(见图19)的操作。干燥控制单元286依照来自系统控制器272的指令，控制溶剂干燥设备178(见图19)的操作。

定影控制单元288控制定影加压单元299的操作，定影加压单元299由定影单元120的卤素加热器186和定影辊188(见图19)构成。

如参照图19介绍的，内置传感器190是包括图像传感器的块，读入记录介质124上打印的图像，进行所需的信号处理操作等，并且确定打印状况(有无喷射、墨滴喷射的变化、光学密度等)，这些确定结果被提供给系统控制器272和打印控制器274。

打印控制器274根据从内置传感器190获得的信息，针对头250执行各种不同的修正(喷射失败修正，密度修正等等)，并且它根据需要且在需要时，实施执行诸如预喷射、抽吸或擦拭之类的清洁操作(喷嘴修复操作)的控制。

图23中所示的系统控制器272、打印控制器274(具有内置图像缓冲存储器)和头驱动器278的部分相当于图18中所示的头控制设备70。可以采用这样的模式：由图23中所示的系统控制器272执行的全部或一部分处理功能被安装在主计算机350中。

变型例

在前面介绍的实施方式中，介绍了基于通过将墨滴直接喷射到记录介质124上来形成图像的方法(直接记录法)的喷墨记录设备，但是本发明的应用并不局限于此，并且本发明还可以被应用于中间转印类型的图像形成设备，这种类型的图像形成设备在中间转印体上临时形成一个图像(初级图像)，然后在转印单元中，通过将该图像转印到记录纸上来进行最终图像的形成。

此外，在前面介绍的实施方式中，介绍了使用具有长度与记录介质的完宽相当的喷嘴行的页宽全行型头的喷墨记录设备(通过单次子扫描动作来完成图像的单程图像形成设备)，但是本发明的应用并不局限于此，并且本发明还可以应用于借助诸如串联头(穿梭扫描头)之类的短记录头的多次头扫描(移动)动作进行图像记录的喷墨记录设备。

用于使头和纸的相对移动的装置

在前面介绍的实施方式中，给出了相对于固定的头传送记录介质的例子，但是在实现本发明时，也可以相对于固定的记录介质(图像形成接收介质)移动头。基于单程法的全行型记录头正常情况下是沿着垂直于记录介质的送入方向(传送方向)的方向放置的，但是也可以采用这样的模式：沿着相对于垂直于传送方向的方向形成一定预定角度的倾斜方向，放置头。

记录介质

″记录介质″是由记录元件在其上记录墨点的媒介的统称，并且包括名称各异的媒介，比如打印介质、记录介质、图像形成介质、图像接收介质、喷射接收介质。当实施本发明时，记录介质的材料、形状等并没有具体的限制。本发明可以应用于各种类型的介质，不管材料或形状如何，包括连续形式的纸张、切纸、打印机标签、诸如OHP片材之类的树脂片材、胶片、布匹、可以形成线路图案之类的印刷板、和橡胶片材。

本发明的应用

在前面介绍的实施方式中，介绍了对用于图形打印的喷墨记录设备的应用，但是本发明的应用范围并不局限于此。例如，本发明可以广泛应用于使用液体功能材料形成各种形状或图案的喷墨系统，比如形成用于电子电路的线路图案图像的线路印刷设备、用于各种器件的制造设备、使用树脂液体作为功能液体进行喷射的抗蚀印刷设备、滤色器制造设备、使用材料进行材料沉积来形成精密结构的精密结构形成设备等等。

附件

从前面给出的本发明实施方式的具体介绍已经明显看出，本发明说明书包括各种技术思想的公开，包括下面介绍的本发明的各个方面。

本发明的一个方面致力于一种用于生成二值或多值图像数据的图像处理设备，其用于在造成记录介质与记录头之间相对移动的同时，通过从记录头的喷嘴行的喷嘴中喷射墨滴来在记录介质上形成图像，喷嘴起到喷射墨滴的喷射口的作用，该图像处理设备包括多值转换构件，其对具有多个色调(M个值)的原始图像数据进行量化处理，以便将原始图像数据转换为色调比原始图像数据少的N个值的图像数据(其中M和N是满足M＞N≥2的整数)，其中：记录头具有二维喷嘴排列，在该二维喷嘴排列中，沿着第一方向排列喷嘴行，该第一方向是记录头和记录介质之间相对移动的方向，并且多值转换构件生成N个值的图像数据，该图像数据代表在第一方向上具有蓝噪声特性并且在第二方向上具有绿噪声特性的点图样，该第二方向是在记录介质上垂直于第一方向的方向，从而基于具有这些频率特性的点图样实现色调表现。

按照本发明的这一方面，在第一方向上以高频率排列点(几乎不连续地排列点)，并且在第二方向上以一定程度上连续的方式(以低频率)排列点。按照这种模式，第一方向上的点合并得到了抑制。此外，由于图样还具有高频率，因此粒度也得到了改善。

由于相邻点之间的着落时间差在第二方向上相对较长，因此合并现象变得不太容易发生，并且在这个方向上，粒度不会变差。此外，从点在第二方向上连续排列的图样的特性来说，相邻点彼此部分重叠并且不易出现带状不均匀。

最好，为中间色调的特定色调范围，生成具有前述频率特性的点图样。

最好，当在第二方向上对点图样的频率分量进行积分时，在第一方向上，在尼奎斯特频率附近存在最大值，并且当在高于1/2尼奎斯特频率的频率范围之内在第一方向上对点图样的频率分量进行积分时，在第二方向上，波数为0的分量受到抑制，并且在低于尼奎斯特频率的中频范围内存在最大值。

当通过二维傅里叶变换对图样进行转换并且在频率空间坐标系中检查分量时，最好，获得诸如前面介绍的那些特性那样的特性。尼奎斯特频率是依照记录分辨率(打印分辨率)确定的。

最好，点图样包括多个第二方向线段图样，这些第二方向线段图样各自具有在第二方向上连续排列的多个点，并且这些第二方向线段图样在第一方向上是以两倍于记录分辨率的周期排布的。

按照这种模式，在第一方向上近似每隔一个像素排布一个第二方向线段图样。

最好，以这样一种方式将点排布在沿第一方向相邻排列的各第二方向线段图样之间：点将沿第一方向相邻排列的第二方向线段图样连接在一起。

期望的模式是，阴影侧色调范围的色调表现是通过在沿着第一方向以高频率排列的第二方向线段图样之间以分布式方式排布点来进行的。

最好，记录头能够通过改变从喷嘴喷出的墨滴量，记录多种类型的具有不同大小的点，按照记录头能够记录的点的大小类型的数量，多值转换构件生成N个值的图像数据，第二方向线段图样是由多种类型的点当中相对较小的点形成的，并且多种类型的点当中相对较大的点被形成为将沿第一方向相邻排列的第二方向线段图样连接在一起的点。

如果可以有选择地喷射两种或更多种类型的点大小(墨滴量)，那么最好，在第二方向上连续的第二方向线段图样是小点(小墨滴)，并且在第二方向线段图样之间以分布式方式排列的点是较大的点。

最好，记录第二方向线段图样的点的直径不大于第一方向上记录分辨率的周期的两倍。

按照这种模式，第一方向上的点不会彼此干扰，并且粒度的恶化得到了抑制。

最好，记录头能够通过改变从喷嘴喷出的墨滴量，记录多种类型的具有不同大小的点，多值转换构件生成与记录头能够记录的点的大小类型的数量相对应的N个值的图像数据，并且在第二方向线段图样中，多种类型的点当中相对较小的点和相对较大的点在第二方向上是交替排列的。

按照这种模式，由于小点和大点在第二方向上是相互之间部分重叠地分布的，因此不太容易出现条带效应。

最好，形成第二方向线段图样的相对较小的点和相对较大的点的平均点直径不小于第一方向上记录分辨率的周期的两倍。

按照这种模式，第二方向线段图样之间的空白背景得到了整齐地遮盖，并且粒度得到了改善。

最好，图像处理设备还包括区域划分构件，该区域划分构件按照在第一方向上具有蓝噪声特性且在第二方向上具有绿噪声特性的掩模图样，将图像区域划分为多个区域，其中，色调表现是通过改变由区域划分构件划分出的区域的至少一部分内排列的点的密度来实现的。

例如，使用具有前述频率特性(在第一方向上具有高频特性，在第二方向上具有低频特性)的二元掩模图样，将区域划分为两个区域。

最好，在所划分的多个区域中，如果将与掩模图样重叠的区域定义为第一区域并且将第一区域以外的区域定义为第二区域，那么对于相对较低的色调范围，多值转换构件在仅仅将点排布在第一区域内这一约束条件下，改变第一区域内点的密度，并且对于相对较高的色调范围，多值转换构件在整个第一区域内排布点并且改变第二区域内点的密度，以实现色调表现，排布在第二区域内的点是在第二方向上以分布式方式定位的。

由于在第一方向上以高频率排列点，因此可以抑制着落干扰造成的中间色调和阴影区的粒度恶化，并且能够抑制由于着落位置位移造成的条带效应不均匀。此外，由于共同存在在第二方向上连续的带状图样和分布成在这些带状图样之间连接的点图样，因此粒度良好。

最好，第二区域中排布的点是大小不同于第一区域中排布的点的大小的点。

最好，第二区域中排布的点的大小要比第一区域中排布的点的大小大。

最好，覆盖第一区域的点的直径不大于第一方向上记录分辨率的两倍。

按照这种模式，在第一方向上相互邻接的点不容易彼此干扰。

最好，在所划分的多个区域中，如果将与掩模图样重叠的区域定义为第一区域并且将第一区域以外的区域定义为第二区域，那么多值转换构件在点仅仅要被排布在相对较低色调范围内的第一区域中这一约束条件下，改变第一区域内点的密度，并且多值转换构件改变第一区域内不同大小的点的使用率，以便实现色调表现，并且以这样一种方式排布不同大小的点：在相对较高的色调范围内，当在第二方向上连续排布点时，以高频率改变大小。

照这种模式，可以生成既防止由于着落干扰造成的粒度恶化，又抑制带状不均匀的点图样。

最好，在第二方向上连续排列的不同大小的多个点的大小的平均值不小于第一方向上记录分辨率的周期的两倍。

按照这种模式，点之间相互间重叠地分布，并且不易出现带状效应。

最好，区域划分构件通过使用在第一方向上具有蓝噪声特性且在第二方向上具有绿噪声特性的抖动显示阵来划分图像区域。

在中间色调范围内，可以通过使用具有前述频率特性的抖动显示阵并且与阈值进行比较来划分区域。

最好，将由于量化原始图像数据的像素而出现的量化误差扩散到周围未量化的像素，并且按照扩散后的量化误差、各个像素的色调值和由区域划分构件划分的区域所对应的处理约束条件，进行各个像素的量化。

通过组合使用用于划分图像区域的掩模图样(例如，抖动显示阵)和误差扩散法，可以实现期望的图样。

最好，与将量化误差均匀地分布到周围像素时相比，将更大量的量化误差扩散到第二方向上。

按照这种模式，点被分布在第二方向上，并且总体分布特性得到改善且粒度得到改善。

本发明的另一个方面致力于一种生成二值或多值图像数据的图像处理方法，其用于在使得记录介质与记录头之间相对移动的同时，通过从记录头的喷嘴行的喷嘴中喷射墨滴来在记录介质上形成图像，喷嘴起到喷射墨滴的喷射口的作用，该图像处理方法包括多值转换步骤，其对具有多个色调(M个值)的原始图像数据进行量化处理，以便将原始图像数据转换为色调比原始图像数据少的N个值的图像数据(其中M和N是满足M＞N≥2的整数)，其中：记录头具有二维喷嘴排列，在该二维喷嘴排列中，沿着第一方向排列喷嘴行，该第一方向是记录头和记录介质之间相对移动的方向，并且在多值转换步骤中，生成N个值的图像数据，该图像数据代表在第一方向上具有蓝噪声特性并且在第二方向上具有绿噪声特性的点图样，该第二方向是在记录介质上垂直于第一方向的方向，从而基于具有这些频率特性的点图样实现色调表现。

也可以采用将一个或多个前面介绍的特征与这一方面组合的模式。

本发明的另一个方面致力于一种图像形成设备，包括：具有喷嘴行的记录头，在该喷嘴行中，排列有起到用于喷射墨滴的喷射口的作用的多个喷嘴；相对移动构件，该相对移动构件使得记录头和记录介质相对移动；前面定义的图像处理设备；和记录控制构件，该记录控制构件依照由图像处理设备生成的N个值的图像数据，控制从记录头的多个喷嘴中喷射墨滴的操作。

应当理解，并不打算将本发明局限于所公开的具体形式，正相反，本发明要涵盖落在所附权利要求中表达的发明思想和范围之内的所有的变型例、替代结构和等价物。

Claims (19)

1.一种用于生成二值或多值图像数据的图像处理设备，其用于在使得记录介质与记录头之间相对移动的同时，通过从记录头的喷嘴行的喷嘴中喷射墨滴来在记录介质上形成图像，所述喷嘴用作喷射墨滴的喷射口，

该图像处理设备包括多值转换构件，其对具有多个色调(M个值)的原始图像数据进行量化处理，以将原始图像数据转换为色调比原始图像数据少的N个值的图像数据(其中M和N是满足M＞N≥2的整数)，其中：

记录头具有二维喷嘴排列，喷嘴行沿着第一方向排列，该第一方向是记录头和记录介质之间相对移动的方向，并且

多值转换构件生成N个值的图像数据，该图像数据代表在第一方向上具有蓝噪声特性并且在第二方向上具有绿噪声特性的点图样，该第二方向是在记录介质上垂直于第一方向的方向，从而基于具有这些频率特性的点图样实现色调表现。

2.按照权利要求1所述的图像处理设备，其中，当在第二方向上对点图样的频率分量进行积分时，在第一方向上，在尼奎斯特频率附近存在最大值，并且当在高于1/2尼奎斯特频率的频率范围之内在第一方向上对点图样的频率分量进行积分时，在第二方向上，波数为0的分量受到抑制，并且在低于尼奎斯特频率的中频范围内存在最大值。

3.按照权利要求1所述的图像处理设备，其中，点图样包括多个第二方向线段图样，这些第二方向线段图样各自具有在第二方向上连续排列的多个点，并且这些第二方向线段图样在第一方向上是以两倍于记录分辨率的周期排布的。

4.按照权利要求3所述的图像处理设备，其中，以这样一种方式将点排布在沿第一方向相邻排列的各第二方向线段图样之间：该点将沿第一方向相邻排列的第二方向线段图样连接在一起。

5.按照权利要求4所述的图像处理设备，其中，

记录头能够通过改变从喷嘴喷出的墨滴量，记录多种类型的具有不同大小的点，

按照记录头能够记录的点的大小类型的数量，多值转换构件生成N个值的图像数据，

第二方向线段图样是由多种类型的点当中相对较小的点形成的，和

多种类型的点当中相对较大的点被形成为将沿第一方向相邻排列的各第二方向线段图样连接在一起的点。

6.按照权利要求3所述的图像处理设备，其中，记录第二方向线段图样的点的直径不大于第一方向上记录分辨率的周期的两倍。

7.按照权利要求3所述的图像处理设备，其中：

记录头能够通过改变从喷嘴喷出的墨滴量，记录多种类型的具有不同大小的点，

多值转换构件生成与记录头能够记录的点的大小类型的数量相对应的N个值的图像数据，和

在第二方向线段图样中，多种类型的点当中相对较小的点和相对较大的点在第二方向上是交替排列的。

8.按照权利要求7所述的图像处理设备，其中，形成第二方向线段图样的相对较小的点和相对较大的点的平均点直径不小于第一方向上记录分辨率的周期的两倍。

9.按照权利要求1所述的图像处理设备，还包括区域划分构件，该区域划分构件按照在第一方向上具有蓝噪声特性且在第二方向上具有绿噪声特性的掩模图样，将图像区域划分为多个区域，

其中，色调表现是通过改变由区域划分构件划分出的各区域的至少一部分内排列的点的密度来实现的。

10.按照权利要求9所述的图像处理设备，其中：

在所划分出的多个区域中，如果将与掩模图样重叠的区域定义为第一区域并且将第一区域以外的区域定义为第二区域，则

对于相对较低的色调范围，多值转换构件在仅仅将点排布在第一区域内这一约束条件下，改变第一区域内点的密度，和

对于相对较高的色调范围，多值转换构件在整个第一区域内排布点并且改变第二区域内点的密度，以实现色调表现，排布在第二区域内的点是在第二方向上以分布式方式定位的。

11.按照权利要求10所述的图像处理设备，其中，第二区域中排布的点是大小不同于第一区域中排布的点的大小的点。

12.按照权利要求10所述的图像处理设备，其中，覆盖第一区域的点的直径不大于第一方向上记录分辨率的两倍。

13.按照权利要求9所述的图像处理设备，其中：

在所划分出的多个区域中，如果将与掩模图样重叠的区域定义为第一区域并且将第一区域以外的区域定义为第二区域，则

多值转换构件在点仅仅要被排布在相对较低色调范围内的第一区域中这一约束条件下，改变第一区域内点的密度，和

多值转换构件改变第一区域内不同大小的点的使用率，以实现色调表现，并且以这样一种方式排布不同大小的点：在相对较高的色调范围内，当在第二方向上连续排布点时，以高频率改变所述大小。

14.按照权利要求13所述的图像处理设备，其中，在第二方向上连续排列的不同大小的多个点的大小的平均值不小于第一方向上记录分辨率的周期的两倍。

15.按照权利要求9所述的图像处理设备，其中，区域划分构件通过使用在第一方向上具有蓝噪声特性且在第二方向上具有绿噪声特性的抖动显示阵来划分图像区域。

16.按照权利要求9所述的图像处理设备，其中，将由于量化原始图像数据的像素而出现的量化误差扩散到周围未量化的像素，并且按照扩散后的量化误差、各个像素的色调值和由区域划分构件划分出的区域所对应的处理约束条件，进行各个像素的量化。

17.按照权利要求16所述的图像处理设备，其中，与将量化误差均匀地分布到周围像素时相比，将更大量的量化误差扩散到第二方向上。

18.一种生成二值或多值图像数据的图像处理方法，其用于在使得记录介质与记录头之间相对移动的同时，通过从记录头的喷嘴行的喷嘴中喷射墨滴来在记录介质上形成图像，所述喷嘴用作喷射墨滴的喷射口，

该图像处理方法包括多值转换步骤，其对具有多个色调(M个值)的原始图像数据进行量化处理，以将原始图像数据转换为色调比原始图像数据少的N个值的图像数据(其中M和N是满足M＞N≥2的整数)，其中：

记录头具有二维喷嘴排列，在该二维喷嘴排列中，沿着第一方向排列喷嘴行，该第一方向是记录头和记录介质之间相对移动的方向，并且

在多值转换步骤中，生成N个值的图像数据，该图像数据代表在第一方向上具有蓝噪声特性并且在第二方向上具有绿噪声特性的点图样，该第二方向是在记录介质上垂直于第一方向的方向，从而基于具有这些频率特性的点图样实现色调表现。

19.一种图像形成设备，包括：

具有喷嘴行的记录头，在该喷嘴行中，排列有起到用于喷射墨滴的喷射口的作用的多个喷嘴；

相对移动构件，该相对移动构件使得记录头和记录介质相对移动；

权利要求1所述的图像处理设备；和

记录控制构件，该记录控制构件依照由图像处理设备生成的N个值的图像数据，控制从记录头的多个喷嘴中喷射墨滴的操作。

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