JP2001315319A

JP2001315319A - 画像形成装置および画像形成方法

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Publication number: JP2001315319A
Application number: JP2000134884A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Hamada; 徹也浜田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2001-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】低・中濃度部分におけるドットの重なりを可
能な限り防止し、ハイライト部の明度を維持することに
よって、高品位な画像を出力することができる画像形成
装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】入力多値画像値Ｉｎに誤差値ｄＩｎが加
算器１００により加算されたＩｎ＋ｄＩｎが多値誤差拡
散出力値発生器１０１に入力されると、入力値に応じた
多値誤差拡散出力値Ｏｕｔを出力する。比較器１０２
は、誤差値を含む入力多値画像値Ｉｎ＋ｄＩｎと発生し
た多値誤差拡散出力値Ｏｕｔとを比較し、セレクタ１０
３は、多値誤差拡散出力値Ｏｕｔと積算された誤差値Ｉ
ｎ＋ｄＩｎ−Ｏｕｔを分別して出力する。蓄積誤差バッ
ファ１０４は、誤差値Ｉｎ＋ｄＩｎ−Ｏｕｔを蓄積し、
割算器１０５は、蓄積された誤差値を周辺画素に所定の
比率で分配する。濃度パターンマトリックス１０６は、
入力された多値誤差拡散出力値Ｏｕｔを、それぞれ対応
する各濃度パターンマトリックスに変換して、所定の出
力２値画像値１０７を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置およ
び画像形成方法に関わり、特に、画像データをカラー出
力する際に、低・中濃度部分において明度の高い擬似中
間調処理を行う画像形成装置および画像形成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方法は、低騒音、低
ランニングコスト、装置が小型化しやすい、カラー化が
容易、等からプリンタや複写機等に利用されている。こ
の方法を用いたインクジェット記録装置では、ノズルか
らインクを噴射して記録紙にインクを付着させることに
より画像が形成される。

【０００３】記録ヘッドは、記録速度向上のため複数の
記録素子を集積配列してインク吐出口および流路を複数
集積したもの（以下、マルチヘッドという）が用いられ
ている。さらにカラー対応としては、複数個の上記マル
チヘッドを備えたものが一般的に用いられている。

【０００４】インクジェット記録装置において、良好な
画像を得るためには、発色性、階調性に加え、一様性が
重要である。一様性の改良の一つとして、誤差拡散法を
用いた方式が知られている。

【０００５】誤差拡散法は、原稿画像の１部分（画素）
の色（入力値）に対し、その色に対応するインクの色と
する出力値を決め、出力値と入力値の差分を誤差として
周辺の未処理画素に拡散させることにより、画素近傍で
平均濃度を保存するというものである。

【０００６】入力多値画像値を２値、または、入力多値
画像値よりも少ないレベルの多値で、表現する擬似中間
調処理法としては、誤差拡散法が知られており、“An A
daptive Algorithm for Spatial Gray Scale”in socie
ty for Information Display1975 Symposium Digest of
Technical Papers,1975,36で、発表されている。

【０００７】この誤差拡散法について、以下、説明す
る。まず、注目画素をＰ、その画素の濃度をＶとし、注
目画素Ｐの周辺の未２値化画素をそれぞれＰ０、Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３とし、それらの画素の濃度を、それぞれＶ
０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３とし、２値化のための閾値をＴと
する。

【０００８】このとき、着目する注目画素Ｐにおける２
値化処理による誤差Ｅを、注目画素Ｐの周辺画素Ｐ０、
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に、経験的に求めた重み係数、Ｗ０、
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３で重み付け処理をして振り分け、振り
分けられた誤差を、周辺画素値に加算していき、マクロ
的に出力画像の平均濃度を入力画像の濃度と等しくす
る。

【０００９】この時、出力２値データをＯＵＴとする
と、以下の式により周辺画素Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に
対する誤差Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を求めることができ
る。

【００１０】Ｖ＞＝ＴならばＯＵＴ＝１、Ｅ＝Ｖ−Ｖmax Ｖ＜ＴならばＯＵＴ＝０、Ｅ＝Ｖ−Ｖmin （Ｖmax：最大濃度、Ｖmin：最小濃度）Ｅ０＝Ｅ×Ｗ０、Ｅ１＝Ｅ×Ｗ１、Ｅ２＝Ｅ×Ｗ２、Ｅ
３＝Ｅ×Ｗ３以上の操作を画素ごとに順次行っていく。

【００１１】また、Katoh,Y.Arai,Y.Yasudaによる「多
値誤差拡散法」(National Conference of Communicatio
n,Department in Showa 53 Year,Society of Electroni
c Communication in Japan(1973),pp504(Japanese))で
は、１つの固定閾値ではなく、複数の閾値を設ける誤差
拡散法を実現しており、その結果として、複数の閾値に
対応した多値の出力値データを得るようにしている。

【００１２】このようにして得られた多値画像値を、イ
ンクジェット等の画像形成装置で印字するためには、多
値画像値を２値データにする処理が必要である。

【００１３】多値データを２値データに変換する手法の
一つとして、多値データに対応する濃度を実現する２値
のドットパターンに置き換えるという手法がある。

【００１４】この場合、多値データに対し、一対一にド
ットパターンを対応させ、２値データに変換する必要が
ある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前述した多値誤差拡散
及び通常の誤差拡散法を用いて２値データに変換する手
法において、カラー画像データを取り扱う場合、それぞ
れの色ごとに独立して、２値データ変換処理を行う必要
がある。

【００１６】ここで、各色ごとの生成される２値データ
に関しては、相互関係は、存在しない。この２値化デー
タをインクジェットプリンタ等のメディア面に各インク
を付着させることにより、出力画像を形成する画像形成
装置を用いて出力すると、印字ドットの少ない領域に関
しても、あるインクの上に別のインクが重ねて印字され
る可能性がある。

【００１７】通常、インクの重なりが発生すると、色相
の変化とともに明度が低下する。これが、低・中濃度部
分に発生すると、本来ならば、明るい色調で表現したい
ハイライト部などの明度が減少し、出力画像の品位が損
なわれる問題を生じる。

【００１８】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、そのの目的は、低・中濃
度部分におけるドットの重なりを可能な限り防止し、ハ
イライト部の明度を維持することによって、高品位な画
像を出力することができる画像形成装置及び画像形成方
法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わる一実施の形態例では、以下の構成を
備える。すなわち、多値階調の元画像データの１画素を
各階調に対応するドットを有する基本２値ドット配列に
より表現する画像形成装置であって、前記基本２値ドッ
ト配列が、同じ階調を有する異なる種類のインクごとに
異なるドット配列を有することを特徴とする。

【００２０】また例えば、前記基本２値ドット配列中の
前記インクを塗るセルの位置は、乱数を用いて決定され
ることを特徴とする。

【００２１】また例えば、前記階調は、前記基本２値ド
ット配列中の前記インクを塗るセルの数を変更して表現
されることを特徴とする。

【００２２】また例えば、前記基本２値ドット配列は、
１種類のインク、同じ種類の濃度の異なるインク、ある
いは、異なる種類の複数のインクのいずれかを用いて塗
られることを特徴とする。

【００２３】また例えば、前記インクは、シアン、マゼ
ンタ、イエロー、ブラックのうちの少なくとも１つを含
むことを特徴とする。

【００２４】また例えば、異なる階調を表現する前記基
本２値ドット配列を複数個使用して１つの階調を表現す
ることを特徴とする。

【００２５】また例えば、前記複数個の前記基本２値ド
ット配列を選択するために、乱数が用いられることを特
徴とする。

【００２６】上記目的を達成するために、本発明に係わ
る一実施の形態例では、以下の構成を備える。すなわ
ち、多値階調の元画像データの１画素を各階調に対応す
るドットを有する基本２値ドット配列により表現する画
像形成方法であって、前記基本２値ドット配列が、同じ
階調を有する異なる種類のインクごとに異なるドット配
列を有することを特徴とする。

【００２７】また例えば、前記基本２値ドット配列中の
前記インクを塗るセルの位置は、乱数を用いて決定され
ることを特徴とする。

【００２８】また例えば、前記階調は、前記基本２値ド
ット配列中の前記インクを塗るセルの数を変更して表現
されることを特徴とする。

【００２９】また例えば、前記基本２値ドット配列は、
１種類のインク、同じ種類の濃度の異なるインク、ある
いは、異なる種類の複数のインクのいずれかを用いて塗
られることを特徴とする。

【００３０】また例えば、前記インクは、シアン、マゼ
ンタ、イエロー、ブラックのうちの少なくとも１つを含
むことを特徴とする。

【００３１】また例えば、異なる階調を表現する前記基
本２値ドット配列を複数個使用して１つの階調を表現す
ることを特徴とする。

【００３２】また例えば、前記複数個の前記基本２値ド
ット配列を選択するために、乱数が用いられることを特
徴とする。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
に係わる一実施の形態例を説明する。

【００３４】以下の本実施の形態例の説明では、画像形
成装置および画像形成方法として説明しているが、本発
明の範囲を記載例のみに限定する趣旨のものではない。

【００３５】［第１の実施の形態例］［全体構成図］図７は、本発明の第１の実施の形態であ
るインクジェット記録装置１０００の斜視図である。

【００３６】インクジェット記録装置１０００の給紙位
置に挿入された記録媒体１０６０は、送りローラ１０９
０によって、記録ヘッドユニット１０３０の記録可能領
域へ搬送される。

【００３７】記録可能領域における記録媒体の下部に
は、プラテン１０８０が設けられている。キャリッジ１
０１０は、ガイド軸ａ１０４０とガイド軸ｂ１０５０の
２つのガイド軸によって定められた方向に移動可能な構
成となっており、記録領域を往復走査する。

【００３８】キャリッジ１０１０には、複数の色インク
を吐出する記録ヘッドと、それぞれの記録ヘッドにイン
クを供給するインクタンクを含む記録ヘッドユニット１
０３０が搭載されている。

【００３９】インクジェット記録装置１０００に設けら
れる複数の色のインクは、ブラック（Ｂｋ）、シアン
（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色であ
る。キャリッジが移動可能な領域の左端には、下部に回
復系ユニット１１００があり、非記録時に記録ヘッドの
吐出口部をキャップしたりする。この左端を記録ヘッド
のホームポジションと呼ぶ。

【００４０】スイッチ部＆表示部１０７０のスイッチ部
は、記録装置の電源のオン／オフや各種記録モードの設
定時等に使用され、表示部は、記録装置の状態を表示す
る役割をする。

【００４１】［記録ヘッドユニット］図８は、記録ヘッ
ドユニット１０３０の斜視図である。

【００４２】この例は、ブラック、シアン、マゼンタ、
イエローの各色インクが全て独立に交換可能な構成の場
合である。

【００４３】キャリッジ１０１０には、ブラック、シア
ン、マゼンタ、イエローを吐出する記録ヘッド１０２０
と、Ｂｋ用タンク２０Ｋ、Ｃ用タンク２０Ｃ、Ｍ用タン
ク２０Ｍ、Ｙ用タンク２０Ｙが搭載されている。

【００４４】各タンクは、記録ヘッドとの接続部を介し
て記録ヘッドと接続し、吐出口にインクを供給する。こ
の例以外にも、例えば、４色のタンクが一体構造であっ
ても良く、また、ＣとＭとＹのタンクが一体構造でＢｋ
とは独立であっても良い。

【００４５】［インクを吐出させる記録方式］図９は、
記録ヘッドの発熱体付近の拡大断面図である。

【００４６】インクジェット記録装置１０００には、各
インク吐出口に対応して、電気・熱変換体である発熱体
が配置され、記録情報に対応する駆動信号を発熱体に印
加することにより、ノズルからインクが吐出する記録方
式が採用されている。

【００４７】発熱体３００は、全てのノズルに対して、
それぞれ独立に発熱可能な構成となっている。発熱体３
００の発熱により、急速に加熱されたノズル内のインク
は、膜沸騰により気泡を形成し、この気泡生成の圧力に
より、図９に示すように、インク滴３５０が記録媒体３
１０に向かって吐出され、記録媒体上に文字や画像を形
成する。

【００４８】この時、吐出される各色のインク滴の体積
は、１〜１００ｎｇ程度である。吐出口２３０の各々に
は、吐出口に連通するインク液路が設けられており、イ
ンク液路が配設される部位の後方には、これら液路にイ
ンクを供給するための共通液室３２０が設けられてい
る。

【００４９】吐出口の各々に対応するインク液路には、
これら吐出口からインク滴を吐出させるため熱を発生さ
せる発熱体３００や発熱体３００に電力を供給するため
の電極配線が設けられている。

【００５０】発熱体３００や電極配線は、シリコン等か
らなる基板３３０上に成膜技術によって形成される。発
熱体３００の上には、インクと発熱体が直接接触しない
ように保護膜３６０が形成されている。

【００５１】さらに、この基板上には、樹脂やガラス材
よりなる隔壁３４０を積層することによって、上記吐出
口、インク液路、共通液室等が構成されている。

【００５２】このように、電気・熱変換体である発熱体
を使用した記録方式は、インク滴吐出時に熱エネルギー
印加により形成される気泡を使用しているため、通常バ
ブルジェット（登録商標）記録方式と呼ばれている。

【００５３】［インクジェット記録装置のブロック図］
図１０は、インクジェット記録装置１０００のブロック
図である。

【００５４】ホストコンピュータ４０００から、記録す
べき文字や画像のデータ（以下、画像データという）
が、インクジェット記録装置１０００の受信バッファ４
０１０に入力される。

【００５５】ここで、正しくデータが転送されているか
どうかを確認するデータや、インクジェット記録装置１
０００の動作状態を知らせるデータが、インクジェット
記録装置１０００からホストコンピュータに返される。

【００５６】受信バッファ４０１０のデータは、制御部
（ＣＰＵ）４０２０の管理のもとで、メモリ部４０３０
に転送され、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に一時
的に記憶される。

【００５７】駆動機構制御部４０４０は、制御部（ＣＰ
Ｕ）４０２０からの指令により、キャリッジモータやラ
インフィードモータ等の駆動機構部４０５０を駆動す
る。

【００５８】センサ／ＳＷ制御部４０６０は、各種セン
サやＳＷ（スイッチ）からなるセンサ／ＳＷ部４０７０
からの信号を制御部（ＣＰＵ）４０２０に送る。表示素
子制御部４０８０は、制御部（ＣＰＵ）４０２０からの
指令により、表示パネル群のＬＥＤや液晶表示素子等か
らなる表示素子部４０９０を制御する。

【００５９】記録ヘッド制御部４１００は、制御部（Ｃ
ＰＵ）４０２０からの指令により記録ヘッド部４１１０
を制御する。また、記録ヘッド４１１０の状態を示す温
度情報等をセンスし制御部（ＣＰＵ）４０２０に伝え
る。

【００６０】なお、制御部（ＣＰＵ）４０２０には、後
述する画像処理部４１２０がある。［画像処理部］図１は、画像処理部４１２０の概略ブロ
ック図である。

【００６１】図１において、１００は、加算器であり、
入力多値画像値Ｉｎに誤差値ｄＩｎが加算され、Ｉｎ＋
ｄＩｎを発生する。１０１は、誤差値ｄＩｎが加算され
た入力多値画像値Ｉｎ＋ｄＩｎに応じて、出力されるべ
き多値誤差拡散出力値Ｏｕｔを発生させる多値誤差拡散
出力値発生器である。

【００６２】１０２は、誤差値を含む入力多値画像値Ｉ
ｎ＋ｄＩｎと発生した多値誤差拡散出力値Ｏｕｔとを比
較し、積算された誤差値Ｉｎ＋ｄＩｎ−Ｏｕｔを生成す
る比較器であり、１０３は、多値誤差拡散出力値Ｏｕｔ
と積算された誤差値Ｉｎ＋ｄＩｎ−Ｏｕｔを分別するセ
レクタである。

【００６３】１０４は、誤差値Ｉｎ＋ｄＩｎ−Ｏｕｔを
蓄積する蓄積誤差バッファであり、１０５は、蓄積され
た誤差値を周辺画素に所定の比率で分配する割算器であ
る。

【００６４】１０６は、濃度パターンマトリックスであ
り、入力された多値誤差拡散出力値Ｏｕｔを、それぞれ
対応する各濃度パターンマトリックスに変換して出力２
値画像値１０７を生成する。

【００６５】［２値画像値による濃度表示］次に、出力
２値画像値１０７の詳細および出力２値画像値１０７を
用いた混色による明度低下の防止について説明する。

【００６６】図２および図３は、基本２値ドットパター
ンと、それを用いた濃度パターンマトリックスの例を説
明する図である。図４は、多値誤差拡散出力値Ｏｕｔと
対応する基本２値ドットパターンを用いた各濃度パター
ンマトリックスとの関係を示した図である。

【００６７】図５は、ブラック、シアン、マゼンタ、イ
エローの各色インクの濃度パターンマトリックスとし
て、ドット配列が同じ基本２値ドットパターンを採用し
た場合に生じる混色による明度低下の例を示す図であ
る。

【００６８】図６は、ブラック、シアン、マゼンタ、イ
エローの各色インクの濃度パターンマトリックスとし
て、ドット配列が異なる基本２値ドットパターンを採用
した場合に、混色による明度低下を避ける例を示す図で
ある。

【００６９】以上の構成において、以下にその動作を説
明する。

【００７０】図１で示したように、入力多値画像値Ｉｎ
は、誤差拡散処理により生じた誤差値ｄＩｎが加算さ
れ、Ｉｎ＋ｄＩｎが、多値誤差拡散出力値発生器１０１
に入力される。多値誤差拡散出力値発生器１０１から
は、多値誤差拡散出力値Ｏｕｔが発生し、セレクタ１０
３で分離された多値誤差拡散出力値Ｏｕｔは、濃度パタ
ーンマトリックス１０６によって、２値化処理され出力
２値画像値１０７に変換される。

【００７１】ここで、２値化処理について、図２を用い
て説明する。

【００７２】図２（ａ）に示す元画像の１ピクセルに対
して、図２（ｂ）に一例を示すｎ×ｍのドット配列から
なる基本２値ドットパターンを用いた２値化処理を行う
と、例えば、図３に示すような濃度パターンマトリック
スが得られる。

【００７３】この処理は、ブラック、シアン、マゼン
タ、イエローの各色インクそれぞれの多値誤差拡散出力
値Ｏｕｔに対して行われる。

【００７４】図２からわかるように、各色の基本２値ド
ットパターンは、ｎ×ｍのドット配列から構成されてい
るため（ａ）に示す元画像の１ピクセルは、２値化処理
により（ｂ）に示すようにｎ×ｍ倍される。図２（ｂ）
の例では、ｎ×ｍのドット配列として、４×２のドット
配列を用いる例を示している。

【００７５】なお、図２に示す４×２のドット配列から
なる基本２値ドットパターンを用いて、多値誤差拡散出
力値である各色の濃度を２値化処理する方法について、
図３を用いて説明する。

【００７６】図２（ｂ）に示す４×２のドット配列から
なる基本２値ドットパターンの例では、８個のドットを
それぞれ塗りつぶす／塗りつぶさないことにより、図３
（ａ）〜図３（ｉ）に一例を示す９段階の濃度（濃度１
〜濃度９）を表現できる濃度パターンマトリックスが得
られる。

【００７７】そこで、図３に示す濃度マトリックスを用
いると、各インクの多値誤差拡散出力値は、それぞれ９
段階の濃度で表示できる。

【００７８】なお、図４は、入力多値画像値、多値誤差
拡散出力値、濃度パターンマトリックスが一対一の関係
で結ばれていることを示している。

【００７９】すなわち、図４で、ある入力多値画像値に
対して、対応する多値誤差拡散出力値Ｏｕｔが得られ、
この多値誤差拡散出力値Ｏｕｔが、例えば、１の場合に
は、この多値誤差拡散出力値Ｏｕｔ＝１に対応する２値
化処理された出力２値画像値図の濃度２が、各色ごとに
得られる。

【００８０】［低・中濃度部における混色による明度低
下］次に、混色による明度低下について、説明する。

【００８１】インクジェット記録装置１０００では、各
インク、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローを混合
して、所定の色を印字するが、混合すると、混合する前
の各インクの明度より、混色後のインクの明度が低下す
る。

【００８２】マクロ的には、インクが混色することによ
り、所定の色を実現するわけであるが、混色により明度
が低下するため、特に、低・中濃度の各インク色を混合
して作成される部分（ハイライト部）における明るい感
じが減少し、その部分の原画の再現性が悪く感じられて
しまう。

【００８３】なお、混色後のインクの明度が低下すると
感じられるのは、インクの濃度が低・中濃度の場合であ
り、インクの色が高濃度になると、本来、明度があまり
重要とならなくなるためドットの重なりによる明度低下
も問題とならない。

【００８４】図５を用いて、低・中濃度部における明度
低下について説明する。

【００８５】図５（ａ）に示すように、ブラック、シア
ン、マゼンタ、イエローの各色インクそれぞれに対し
て、基本２値ドットパターンを用いた濃度パターンマト
リックス（４×２のドット配列）をもちいて、多値誤差
拡散出力値Ｏｕｔを表現する。ここで、各色の多値誤差
拡散出力値Ｏｕｔが２の場合は、図３（ｃ）の濃度３と
なる。この時、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー
の各インクを用いた印字を、図３（ｃ）の濃度３を用い
て作成したのが、図５（ａ）であり、図５（ａ）を重ね
て所定の色を作成した場合、図５（ｂ）に示すように、
それぞれの色が重なりあい、混色による明度低下をおこ
す。これが、混色による明度低下の原因である。

【００８６】［混色による明度低下の防止］そこで、上
記問題を解決するため、本発明の第１の実施形態として
は、図６（ａ）に示すように、各印字色ごとに、異なる
ドット配列の基本２値ドットパターンを用いるようにす
る。

【００８７】この各色ごとに異なるドット配列の基本２
値ドットパターンを使用することにより、図６（ｂ）に
示すように、各色を重ねても各ドットは重ならなくな
る。

【００８８】このことから、明度が重要となる低・中濃
度部分（例えば、図６（ａ）に示す多値誤差拡散出力値
Ｏｕｔが２の場合など）において、上述の混色による明
度低下を避けることができる。

【００８９】なお、図６（ｂ）では、混色を避けるため
各色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のイン
クを異なる位置に印字しているが、ドットの大きさが微
少である場合は、マクロ的に人間の目には、ある領域内
の微少ドットの区別ができないため、各インク色は混合
して見える。

【００９０】従って、図６（ｂ）に示すように、実際に
は混色していなくても、マクロ的に所望の色を実現して
いるように見える。

【００９１】なお、高濃度部分に関しては、既に説明し
たように、本来、明度があまり重要とならないため、ド
ットの重なりによる明度低下も問題とならない。

【００９２】以上述べたように、多値誤差拡散出力値Ｏ
ｕｔを基本２値ドットパターンを用いて置き換える場合
に、印字する各色ごとに、異なるドット配列の基本２値
ドットパターン用いることにより、低・中濃度部におい
て、混色の際のドットが重なって印字されることによる
明度の低下を防止することができる。

【００９３】その結果、低・中濃度の各インク色を混合
して作成される部分（ハイライト部）における明るい感
じが再現でき、ハイライト部が美しい、高品位な画像を
形成することが可能である。

【００９４】なお、第１の実施の形態例では、基本２値
ドットパターンは、８ドットで構成しているが、本発明
は、これに限定されることはないのは、いうまでもな
い。

【００９５】また、基本２値ドットパターンは、同じ色
の濃度の異なる複数のドットにより構成されるとして
も、同様にして実施可能である。

【００９６】また、第１の実施の形態例では、すべての
色に対して異なるドット配列の基本２値ドットパターン
を採用することにより、低・中濃度部で各色のドットが
可能な限り重ならないように構成しているが、この構成
を全ての色に適応せず、ある特定の色に限定してもよ
い。

【００９７】［第２の実施の形態例］以上説明した第１
の実施の形態例においては、画像形成装置および画像形
成方法としてインクジェット記録装置を例として説明し
たが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、
他の画像形成装置および画像形成方法に適用してもよい
ことはもちろんである。

【００９８】以下、本発明の画像形成装置の第２の実施
の形態例であるインクジェット記録装置２０００につい
て、図面に基づいて詳細に説明する。

【００９９】第２の実施の形態例において用いる基本構
成は、図１０に示す第１の実施の形態例と同様の構成で
あるため、同じものは同じ符号を付してその詳細な説明
は、省略し、異なる点についてのみ説明する。

【０１００】第２の実施の形態例では、上記第１の実施
の形態例と異なり、図１１に示すように、制御部（ＣＰ
Ｕ）５０２０の画像処理部５１２０は、各色ごとに濃度
パターンマトリックスを複数有し、それぞれの濃度パタ
ーンマトリックスを用いて、出力２値画像値を生成す
る。その他の構成、動作は、上記第１の実施の形態例と
全く同様である。

【０１０１】［画像処理部］図１２は、画像処理部５１
２０のブロック図である。

【０１０２】図１２において、１００は、加算器であ
り、入力多値画像値Ｉｎに誤差値ｄＩｎが加算され、Ｉ
ｎ＋ｄＩｎを発生する。１０１は、誤差値ｄＩｎが加算
された入力多値画像値Ｉｎ＋ｄＩｎに応じて、出力され
るべき多値誤差拡散出力値Ｏｕｔを発生させる多値誤差
拡散出力値発生器である。

【０１０３】１０２は、誤差値を含む入力多値画像値Ｉ
ｎ＋ｄＩｎと発生した多値誤差拡散出力値Ｏｕｔとを比
較し、積算された誤差値Ｉｎ＋ｄＩｎ−Ｏｕｔを生成す
る比較器であり、１０３は、多値誤差拡散出力値Ｏｕｔ
と積算された誤差値Ｉｎ＋ｄＩｎ−Ｏｕｔを分別するセ
レクタである。

【０１０４】１０４は、積算された誤差値Ｉｎ＋ｄＩｎ
−Ｏｕｔを蓄積する蓄積誤差バッファであり、１０５
は、蓄積された誤差値を周辺画素に所定の比率で分配す
る割算器である。以上の各機能は、第１の実施の形態例
と同じである。

【０１０５】５０７は、多値誤差拡散出力値Ｏｕｔを各
色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）ごとの多
値誤差拡散出力値Ｏｕｔを分離するセレクタである。５
０８は、濃度パターンマトリックスであり、各色（ブラ
ック、シアン、マゼンタ、イエロー）ごとの多値誤差拡
散出力値Ｏｕｔを２値化処理して、出力２値画像値５０
９を発生する。

【０１０６】［濃度パターンマトリックスを用いた２値
画像値の表示］次に、出力２値画像値５０９の詳細およ
び出力２値画像値５０９を用いた混色による明度低下の
防止について説明する。

【０１０７】図１３は、入力多値画像値Ｉｎ、多値誤差
拡散出力値Ｏｕｔと基本２値ドットパターンを用いた濃
度のパターンマトリックスとの関係を示した図である。

【０１０８】図１４は、異なる濃度を表す濃度パターン
マトリックスを作成するときに使用する２種の基本２値
ドット配列の併用例の一例を示す図である。

【０１０９】後述するように、この２種の基本２値ドッ
ト配列を併用すると、元画像の極低濃度部を再現しやす
くなる。

【０１１０】例えば、図１３に示す入力多値画像値がＩ
_１の範囲にある場合の多値誤差拡散出力値Ｘ_０に対応す
る濃度マトリックスは、図１４（ａ）および図１４
（ｂ）に示すように、ドット配列Ａ_０とドット配列Ｂを
併用する。

【０１１１】ドット配列Ａ_０とドット配列Ｂを併用する
ことにより、ドット配列Ａ_０またはドット配列Ｂをそれ
ぞれ単独で使用した場合には表現できない元画像の極低
濃度部を再現しやすくなる。

【０１１２】図１５、図１６は、多値誤差拡散出力値に
対して、図１４に示す２種の基本２値ドット配列を用い
て２値化処理した画像データの作成方法を説明する図で
ある。

【０１１３】図１７は、各色インクで、同じドット配列
の濃度パターンマトリックスを使用した場合における各
色ドットの重なりによって生じる混色による明度低下の
例を示す図である。

【０１１４】図１８は、各色インクで、異なるドット配
列の濃度パターンマトリックスを使用した場合における
各色ドットの重なりを避けることによって混色による明
度低下を防ぐ例を示す図である。

【０１１５】図１９、図２０は、濃度パターンマトリッ
クスを利用して、混色時に色ごとに相補的位置に基本２
値ドットパターンが配置されることによる各色のドット
の重なりを防止する手法の説明図である。

【０１１６】以上の構成において、以下にその動作を説
明する。

【０１１７】前述のように、入力多値画像値Ｉｎには、
誤差拡散処理により生じる誤差値ｄＩｎが加算され、Ｉ
ｎ＋ｄＩｎが多値誤差拡散出力値発生器５０１に入力す
る。この入力に対して、多値誤差拡散出力値発生器５０
１からは、多値誤差拡散出力値Ｏｕｔが出力され、セレ
クタ５０３で分離された多値誤差拡散出力値Ｏｕｔは、
さらに、セレクタ５０７で各出力色ごとに分離されてか
ら、濃度パターンマトリックス５０８で、各色ごとに２
値化処理された出力２値画像値５０９を発生する。

【０１１８】［元画像の極低濃度部の再現］ここで、第
２の実施の形態例における２値化処理の特徴について、
図１３および図１４を用いて説明する。

【０１１９】なお、第２の実施の形態例においても、元
画像の１ピクセルを表現する基本２値ドット配列および
基本２値ドット配列を用いた各濃度パターンマトリック
スは、例えば、図２および図１４などを用いて行うもの
とする。

【０１２０】また、ｎ×ｍの基本２値ドット配列は、元
画像の１ピクセルに対応するので、生成する２値画像値
が元画像に対しｎ×ｍ倍されるのは、第１の実施の形態
例の場合と同様である。

【０１２１】図１３において、元画像の色である入力多
値画像値が図に示すＩ_１すなわち極低濃度の範囲にある
場合、多値誤差拡散出力値Ｘは、Ｘ_０となる。

【０１２２】例えば、図１５に一例を示すように９ピク
セルの元画像の入力多値画像値が全てＩ_１の場合を考え
てみる。

【０１２３】ドット配列Ｂのみを用いた濃度パターンマ
トリックスで印字すると、図１４（ｃ）に示すように、
９ピクセルの濃度パターンマトリックスは、全てドット
配列Ｂから構成されるため、再現される色は無色とな
り、元画像を全く再現できないことになる。

【０１２４】しかるに、図１４（ｂ）に示すように、Ｘ
_０に対応するドット配列が、ドット配列Ａ_０とドット配
列Ｂのいずれか一方を選択できるとすると、２値化処理
後の９ピクセルの濃度パターンマトリックスは、例え
ば、図１４（ｄ）となる。

【０１２５】図１４（ｄ）の場合は、９ピクセルに対応
する濃度パターンマトリックス全体の中に、ドット配列
Ａ_０が４個、ドット配列Ｂが５個混在する。そのため、
９ピクセルに対応する濃度パターンマトリックス全体と
して元画像を再現できることになる。

【０１２６】なお、図１４において、ドット配列Ａとド
ット配列Ｂは乱数を用いて発生させる。また、基本２値
ドットパターンＡのドットの位置Ａ_０ｉも乱数を用いて
発生させる。

【０１２７】［元画像が階調データの場合への適応］次
に、元画像２５６階調データに対して、上述の複数の濃
度パターンマトリックスを適応する方法について説明す
る。

【０１２８】図１６に示すように、２５６階調の元画像
データであるに対して、多値誤差拡散処理を行うと、図
１６（ａ）または図１６（ｃ）に示すように、入力多値
画像値が多値誤差拡散出力値Ｘ_０〜Ｘ_ｎまでのｎ階調の
データに量子化される。

【０１２９】このｎ階調のデータのうち、図１６（ａ）
に示すＸ_０成分の多値誤差拡散出力値に対して、各ピク
セルごとに、図１４に示す濃度Ｘ_０成分に対応するドッ
ト配列Ａ_０とドット配列Ｂのいずれか一方を用いて、２
値化処理を繰り返し適用すると、図１６（ｂ）となる。

【０１３０】ここで、ドット配列Ａ_０とドット配列Ｂ
は、乱数を用いて発生させる。また、ドット配列Ａ_０の
ドット位置も乱数を用いて発生させる。

【０１３１】同様にして、図１６（ｃ）に示すＸ_１成分
の多値誤差拡散出力値に対して、各ピクセルごとに、図
１４に示す濃度Ｘ_１成分に対応するドット配列Ａ_１とド
ット配列Ｂのいずれか一方を用いて、２値化処理を繰り
返し適用すると、図１６（ｄ）となる。

【０１３２】この操作を全てのＸ_ｉ成分について行う。

【０１３３】以上の作業を各多値誤差拡散の出力値毎に
全画像データに行うことにより、最終的に多値誤差拡散
出力値は出力２値画像値に変換される。

【０１３４】［低・中濃度部における明度低下の防止］
上述した濃度パターンマトリックスをすべての出力色に
使用して２値化処理を行った場合、図１７に示すように
生成される画像は、ある位置にだけドットが重なってし
まうため、ドット重なりによる明度低下によって低・中
濃度部における明度の低下を招き、画像品位が低下す
る。

【０１３５】そこで、第２の実施の形態例では、図１８
に示すように、各色毎に、濃度パターンマトリックスを
それぞれの色のドットが重ならないようにするため、図
１４に示した何も印字しないドット配列Ｂとドットを一
つもしくはそれ以上を印字するドット配列Ａ_ｉとが同じ
確率で出現するようにし、しかもドット配列Ｂのドット
の位置が同じ確率で任意の位置に出現するようにして、
濃度パターンマトリックスを作成する。

【０１３６】このようにして作成した濃度パターンマト
リックスの一例が図１８であり、濃度パターンマトリッ
クス内に配置されるドットは、それぞれの色ごとに重な
らない位置に配置されている。

【０１３７】なお、印刷時には、インクの色を重ねて新
たな色を形成するが、上述のようにドットがずれている
場合は、ドットの重なりによる新たな色の形成は行われ
ない。しかし、印字ドットのずれが微少であるため、あ
る空間に各色のドットが平均的に分布されていれば人の
目にはそれらのドットを個別に識別することもなく、混
色されてある一様な色として認識される。

【０１３８】その結果、ある領域内に各色のドットが分
配されて配置され、それぞれの色のドットは重ならなく
なり、各色のドット重なりによる明度低下を防止し、低
・中濃度部における明度低下による画像の劣化を防止で
きる。

【０１３９】［基本２値ドットパターンの配置方法］濃
度パターンマトリックス内に配置される基本２値ドット
パターンの配置方法について、図１９および図２０を用
いて説明する。

【０１４０】図１９には、濃度パターンマトリックスの
一例を示した。

【０１４１】図１９に示すように、濃度パターンマトリ
ックスには、０〜２５５までの数字を各４個ずつマトリ
ックス全体に対して均質、かつ乱数的に配置されてい
る。

【０１４２】説明を簡単にするために、シアンとマゼン
タで説明する。

【０１４３】シアンの濃度パターンマトリックスがある
所定の濃度を実現するために、シアン基本２値ドットパ
ターンＡを２５６−ｎ／２５６個、シアン基本２値ドッ
トパターンＢをｎ／２５６個の比率で混在させる。

【０１４４】この場合に、濃度パターンマトリックスに
記された数字の０〜ｎ−１までの位置にシアン基本２値
ドットパターンＡを配置し、残りの部分にシアン基本２
値ドットパターンＢを配置するようにする。

【０１４５】同様にして、マゼンタに関しては、マゼン
タの濃度パターンマトリックスが所定の濃度を実現する
ために、マゼンタ基本２値ドットパターンＢを２５６−
ｍ／２５６個、マゼンタ基本２値ドットパターンＡをｍ
／２５６個の比率で混在させこの場合に、濃度パターン
マトリックスに記された数字の２５５〜２５５−ｍまで
の位置にマゼンタ基本２値ドットパターンＢを配置し、
残りの部分に関してはマゼンタ基本２値ドットパターン
Ａを配置するようにする。

【０１４６】このようにシアンとマゼンタで異なる初期
値から、一定数の基本２値ドットパターンで濃度パター
ンマトリックスを構成していくことで、濃度パターンマ
トリックス内で、同じ位置に異なる色を印字する確率
を、特に、ハイライト部などに関しては減少することが
できる。

【０１４７】以上のような構成により、画像生成時の各
色のドット重なりによる明度低下に起因する低・中濃度
部における画像劣化の問題を解決し、ハイライト部の明
度の高い高品位な画像を出力する。

【０１４８】また、上記第２の実施の形態例では、濃度
パターンマトリックスを構成する複数の基本２値ドット
パターンを濃度パターンマトリックス内に乱数的に配置
するとした。しかし、本発明はこれに限定されることな
く、規則的に配置するなど別の配置方法でもよいのはい
うまでもない。

【０１４９】［効果］以上、説明した本発明の実施の形
態例をまとめると下記のようになる。

【０１５０】（１）元画像データの１ピクセルに相当す
るｉ×ｊドットの基本２値ドットパターンを印字色ごと
にお互いのドット位置が重ならないように作成し、入力
された多値画像の元画像データを任意に定められた閾値
を基準に量子化し、多値誤差拡散の出力値を対応する濃
度を実現する前記基本２値ドットパターンで置き換える
ことにより２値データに変換する画像形成方法におい
て、多値誤差拡散出力値を２値ドットパターンに変換す
る際に、低・中濃度部においてドットの重なりを可能な
限り減少させることにより、各色のドットの重なりによ
る明度低下を防止し、ハイライト部における明度を維持
し、高品位な画像を形成することができる。

【０１５１】（２）前記基本２値ドットパターン作成手
段により作成された、印字色ごとにお互いのドット位置
が重ならないドット配置で表現濃度の異なる基本２値ド
ットパターンを複数組み合わせ、多値誤差拡散の出力値
に対応する新たな濃度を実現するｎ×ｍの濃度パターン
マトリックスを作成し、濃度パターンマトリックスによ
り、前記多値誤差拡散の出力値を２値データに変換する
ことにより、各色の濃度パターンマトリックスにより２
値化処理を行う際に、各印字色ごとに基本２値ドットパ
ターンの配列状態の異なる濃度パターンマトリックスを
使用することにより、低・中濃度部におけるドットの重
なりによる明度低下を防止し、ハイライト部の明度の高
い高品位な画像を出力することができる。（３）濃度パ
ターンマトリックス作成方法において、複数の基本２値
ドットパターンを乱数的にｎ×ｍの濃度パターンマトリ
ックス内に配置し、さらに特定色の基本２値ドットパタ
ーンの配置と他の印字色の基本２値ドットパターンの濃
度パターンマトリックスにおける配置が相補的に異なら
せることにより、印字ドットをある面積内に均質にばら
撒きながら、さらに低・中濃度部における異なる色のド
ットの重なりによる明度低下を防止し、ハイライト部の
明度の高い高品位な画像を生成することができる。

【０１５２】（４）ｉ×ｊの基本２値ドットパターン
が、複数濃度もしくは複数種類のインク種により構成さ
れることにより、階調数を増加させ、なおかつ、低・中
濃度部における異なる色のドットの重なりによる明度低
下を防止し、ハイライト部の明度の高い高品位な画像を
生成することができる。

【０１５３】

【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器（例え
ば、ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リー
ダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用して
も、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファク
シミリ装置など）に適用してもよい。

【０１５４】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても、達成さ
れることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読
み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の
機能を実現することになり、そのプログラムコードを記
憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、
コンピュータが読み出したプログラムコードを実行する
ことにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけ
でなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピ
ュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)
などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理に
よって前述した実施形態の機能が実現される場合も含ま
れることは言うまでもない。

【０１５５】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【０１５６】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、図４および図１２での説明に対応する
プログラムコードが格納されることになる。

【０１５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低・中濃度部分におけるドットの重なりを可能な限り防
止し、ハイライト部の明度を維持することによって、高
品位な画像を出力することができる画像形成装置及び画
像形成方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる一発明の実施の形態例の画像処
理部の概略ブロック図である。

【図２】元画像データと基本２値ドットパターンとの関
係を説明する図である。

【図３】基本２値ドットパターンを用いた各濃度のパタ
ーンマトリックスの例を示した図である。

【図４】入力多値画像値、多値誤差拡散出力値、出力２
値画像値の関係を説明する図である。

【図５】各色で同じドット配置の基本２値ドットパター
ンを使用した場合に混色による明度が低下することを説
明する図である。

【図６】各色で異なるドット配置の基本２値ドットパタ
ーンを使用した場合に混色による明度が低下しないこと
を説明する図である。

【図７】本発明に係わる一発明の実施の形態例のインク
ジェット記録装置の斜視図である。

【図８】記録ヘッドユニットの斜視図である。

【図９】記録ヘッドの発熱体付近の拡大断面図である。

【図１０】本発明に係わる一発明の実施の形態例のイン
クジェット記録装置のブロック図である。

【図１１】本発明に係わる一発明の実施の形態例のイン
クジェット記録装置のブロック図である。

【図１２】本発明に係わる一発明の実施の形態例の画像
処理部の概略ブロック図である。

【図１３】入力多値画像値、多値誤差拡散出力値、出力
２値画像値の関係を説明する図である。

【図１４】１種類および２種類のドットパターンを使用
した場合の基本２値ドットパターンによる明度の再現を
説明する図である。

【図１５】２種類のドット配置の基本２値ドットパター
ンを使用する濃度マトリックスを説明する図である。

【図１６】元画像、多値誤差拡散出力値、異なる基本２
値ドットパターンを使用する濃度マトリックスを適用し
た２値化画像データ値の関係を説明する図である。

【図１７】各色で同じドット配置の基本２値ドットパタ
ーンを使用した場合に混色による明度が低下することを
説明する図である。

【図１８】各色で異なるドット配置の基本２値ドットパ
ターンを使用した場合に混色による明度が低下しないこ
とを説明する図である。

【図１９】濃度パターンマトリックス内に配置される基
本２値ドットパターンの配置例を示す図である。

【図２０】２種の基本２値ドットパターンを説明する図
である。

【符号の説明】

４１２０画像処理部１００加算機１０１多値誤差拡散出力値発生器１０２比較器１０３セレクタ１０４蓄積誤差バッファ１０５割算器１０６濃度パターンマトリックス１０７出力２値画像値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/52 Ｈ０４Ｎ 1/46 ＢＦターム(参考） 2C056 EA04 EA06 EC76 EC79 ED05 EE02 2C057 AF39 CA05 2C262 AA02 AA24 AA26 AA27 AB13 BB03 BB14 BB27 DA08 GA21 5C074 AA05 AA10 BB16 CC26 DD04 DD06 DD24 DD28 FF15 GG09 5C079 HB03 HB06 KA15 LA17 LA31 LA34 LC09 MA11 NA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多値階調の元画像データの１画素を各階
調に対応するドットを有する基本２値ドット配列により
表現する画像形成装置であって、前記基本２値ドット配列が、同じ階調を有する異なる種
類のインクごとに異なるドット配列を有することを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記基本２値ドット配列中の前記インク
を塗るセルの位置は、乱数を用いて決定されることを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記階調は、前記基本２値ドット配列中
の前記インクを塗るセルの数を変更して表現されること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成
装置。
【請求項４】前記基本２値ドット配列は、１種類のイ
ンク、同じ種類の濃度の異なるインク、あるいは、異な
る種類の複数のインクのいずれかを用いて塗られること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記
載の画像形成装置。
【請求項５】前記インクは、シアン、マゼンタ、イエ
ロー、ブラックのうちの少なくとも１つを含むことを特
徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の
画像形成装置。
【請求項６】異なる階調を表現する前記基本２値ドッ
ト配列を複数個使用して１つの階調を表現することを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記複数個の前記基本２値ドット配列を
選択するために、乱数が用いられることを特徴とする請
求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】多値階調の元画像データの１画素を各階
調に対応するドットを有する基本２値ドット配列により
表現する画像形成方法であって、前記基本２値ドット配列が、同じ階調を有する異なる種
類のインクごとに異なるドット配列を有することを特徴
とする画像形成方法。
【請求項９】前記基本２値ドット配列中の前記インク
を塗るセルの位置は、乱数を用いて決定されることを特
徴とする請求項８に記載の画像形成方法。
【請求項１０】前記階調は、前記基本２値ドット配列
中の前記インクを塗るセルの数を変更して表現されるこ
とを特徴とする請求項８または請求項９に記載の画像形
成方法。
【請求項１１】前記基本２値ドット配列は、１種類の
インク、同じ種類の濃度の異なるインク、あるいは、異
なる種類の複数のインクのいずれかを用いて塗られるこ
とを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか１項
に記載の画像形成方法。
【請求項１２】前記インクは、シアン、マゼンタ、イ
エロー、ブラックのうちの少なくとも１つを含むことを
特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか１項に記
載の画像形成方法。
【請求項１３】異なる階調を表現する前記基本２値ド
ット配列を複数個使用して１つの階調を表現することを
特徴とする請求項８に記載の画像形成方法。
【請求項１４】前記複数個の前記基本２値ドット配列
を選択するために、乱数が用いられることを特徴とする
請求項１３に記載の画像形成方法。