JP2006256259A - Dot arrangement determining method, method and apparatus for preparing threshold value matrix, program, image processing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明はドット配置決定方法、及びこれを用いた閾値マトリクスの作成方法及び装置、更には、その機能をコンピュータによって実現するためのプログラム並びに閾値マトリクスを利用する画像処理装置及び画像形成装置に係り、特にインクジェット記録装置に好適なデジタルハーフトーニング技術に関する。 The present invention relates to a dot arrangement determination method, a threshold matrix creation method and apparatus using the same, and a program for realizing the function thereof by a computer, an image processing apparatus and an image forming apparatus using the threshold matrix, In particular, the present invention relates to a digital halftoning technique suitable for an ink jet recording apparatus.
インクジェット記録装置は、記録ヘッド(印字ヘッドともいう。)のノズルからインク滴を吐出させることによって記録紙等の記録媒体にインクを付着させ、その付着インクのドットにより文字や画像(以下、これらを包括して「画像」という。)の記録を行っている。この種の装置でドットを高密度に、かつ高速で形成する場合、隣接ドット間の打滴間隔が非常に短くなり、記録媒体上に先に着弾したインク滴が定着し終える前に、次のインク滴(隣接するドットを形成するためのインク)が打滴される。 An ink jet recording apparatus causes ink to adhere to a recording medium such as recording paper by ejecting ink droplets from the nozzles of a recording head (also referred to as a print head). Comprehensive “image”) is recorded. When dots are formed with high density and high speed with this type of apparatus, the droplet ejection interval between adjacent dots becomes very short, and before the ink droplets that have landed on the recording medium finish fixing, the following Ink droplets (inks for forming adjacent dots) are ejected.
着弾直後に記録媒体上の表面でインク液滴同士が合体することにより、本来の単独での液滴の形状が変形し、ドット形状が崩れてしまうという現象は液滴干渉(或いは、着弾干渉)と呼ばれ、画質低下の要因の一つとなっている。異色インク間では、本来ドットが重ならない部分でもインクの色間の干渉が起こり混色が発生する。また、同色インク同士では所望の(例えば、理想的な円形の)ドット形状でなくなるので画像劣化となる。 Immediately after landing, ink droplets coalesce on the surface of the recording medium, so that the original droplet shape deforms and the dot shape collapses. Droplet interference (or landing interference) This is one of the causes of image quality degradation. Between different color inks, interference occurs between ink colors even in areas where dots do not overlap, and color mixing occurs. Further, the same color inks do not have a desired (for example, ideal circular) dot shape, and image degradation occurs.
特許文献1では、いわゆるシャトル方式(シリアルスキャン型)のインクジェット記録装置における異色インク間の打滴干渉を補正するために、マルチパス記録の各走査のドット配分を濃度レベルに応じて適応的に制御することを提案している。
上述のとおり、時間的に後から打滴したドットの形成位置やドットサイズ、ドット形状が、周辺のドット分布によって変化する現象が発生する(本明細書では、この変化を「ドット変位」と呼ぶことにする)。従来のハーフトーニング処理では、ドット変位を考慮していないため、ドット変位によって画像品質が低下するという問題がある。なお、特許文献1に開示された方法は、異なる色間の液滴干渉の解消を目的とした技術であり、同色インク間で、打滴時に液滴干渉が発生する状況下で、液滴干渉を回避するようにドット配置を決定する技術は開示していない。
As described above, there occurs a phenomenon in which the formation position, dot size, and dot shape of dots ejected later in time change depending on the surrounding dot distribution (this change is referred to as “dot displacement” in this specification). I will decide). In the conventional halftoning process, since dot displacement is not taken into consideration, there is a problem that image quality is degraded due to dot displacement. The method disclosed in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、液滴干渉によるドット変位の問題を解決するハーフトーニング処理を実現し得るドット配置決定方法、閾値マトリクスの作成方法及び装置、プログラム並びに画像処理装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a dot arrangement determination method, a threshold matrix creation method and apparatus, a program, and image processing that can realize a halftoning process for solving the problem of dot displacement due to droplet interference. An object is to provide an image forming apparatus and an image forming apparatus.
前記目的を達成するために、請求項1記載の発明に係るドット配置決定方法は、液滴干渉が発生するドット間の依存関係を特定するための情報を得る依存関係情報取得工程と、前記依存関係情報取得工程で取得した情報に基づいて注目位置で見込まれるドット変位量を特定するドット変位量特定工程と、前記ドット変位量特定工程で特定されたドット変位量の情報を利用してドット配置を決定する演算を行うドット配置演算工程と、を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a dot arrangement determining method according to
本発明によれば、ドット間で液滴干渉が発生する条件(ドット間の依存関係)を把握する一方、その依存関係によって生じるドット変位の量(ドット変位量)を定量的に把握する。そして、これらの情報を基に、見込まれるドット変位量を考慮した状態でドット配置(ドット形成位置、ドットのオン・オフ、ドットサイズ変調が可能な場合にはドットサイズ、或いはこれらの組合せ)を決定する。これにより、液滴干渉が発生しても、最適なドット配置を決定でき、高品質な画像を得ることができる。 According to the present invention, while grasping the condition for causing droplet interference between dots (dependence between dots), the amount of dot displacement (dot displacement) caused by the dependence is quantitatively grasped. Based on this information, the dot arrangement (dot formation position, dot on / off, dot size when dot size modulation is possible, or a combination thereof) in consideration of the expected dot displacement amount decide. Thereby, even if droplet interference occurs, an optimal dot arrangement can be determined and a high-quality image can be obtained.
なお、請求項1でいう「ドット配置」は、実際の画像データに基づいて計算されたドットの配置形態(ハーフトーニング処理の結果としてのドットパターン)に限らず、閾値マトリクスを作成する際の追加ドット位置を決める場合のような、仮想的なドット配置も含まれている。
The “dot arrangement” referred to in
依存関係情報取得工程及びドット変位量特定工程では、予め依存関係並びにドット変位量に関する情報をメモリ等の記憶手段に格納しておき、必要な情報を読み出すことによって情報を取得してもよいし、実際にテストパターン等を印字してその印字結果を読み取り、解析処理を行って依存関係やドット変位量の情報を取得してもよい。 In the dependency relationship information acquisition step and the dot displacement amount specifying step, information on the dependency relationship and the dot displacement amount may be stored in a storage unit such as a memory in advance, and information may be acquired by reading out necessary information. It is also possible to actually print a test pattern or the like, read the print result, perform analysis processing, and acquire information on the dependency relationship or the dot displacement amount.
請求項2記載の発明に係るドット配置決定方法は、液滴干渉が発生するドット間の依存関係を特定するための情報を得る依存関係情報取得工程と、前記依存関係情報取得工程で取得した情報から画像内における前記依存関係の繰り返し単位を決定する繰り返し単位決定工程と、前記繰り返し単位決定工程で決定した繰り返し単位の整数倍で閾値マトリクスサイズを決定する閾値マトリクスサイズ決定工程と、前記依存関係情報取得工程で取得した情報に基づいて注目位置で見込まれるドット変位量を特定するドット変位量特定工程と、前記閾値マトリクスサイズ決定工程で決定されたサイズの閾値マトリクスの閾値に対応するドット配置の候補について、前記ドット変位量特定工程で特定された前記依存関係によるドット変位量の変化を含めた状態でドット配置の評価を行い、その評価結果に基づいて決定されたドット配置を基に前記閾値マトリクス内の未決定位置に閾値を入力する閾値決定工程と、を含むことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a dot arrangement determination method, a dependency relationship information acquisition step for obtaining information for specifying a dependency relationship between dots in which droplet interference occurs, and information acquired in the dependency relationship information acquisition step. A repetition unit determination step for determining a repetition unit of the dependency in the image, a threshold matrix size determination step for determining a threshold matrix size by an integer multiple of the repetition unit determined in the repetition unit determination step, and the dependency relationship information A dot displacement amount specifying step for specifying a dot displacement amount expected at the target position based on the information acquired in the acquiring step, and a dot arrangement candidate corresponding to the threshold matrix threshold value of the size determined in the threshold matrix size determining step Including a change in dot displacement due to the dependency specified in the dot displacement specifying step Evaluates the dot arrangement in the state, characterized in that it comprises a threshold value determining step of inputting a threshold value, the undecided position of the threshold value in the matrix of the determined group dot arrangement was based on the evaluation result.
本発明によれば、ドット相互の依存関係に基づいたドット変位を見込んで最適なドット配置を決定し、これに基づいて閾値マトリクスを作成するため、当該閾値マトリクスを用いることにより、ドット変位による画質低下の問題を改善したハーフトーニング処理を実現できる。 According to the present invention, an optimal dot arrangement is determined in anticipation of dot displacement based on mutual dependency between dots, and a threshold matrix is created based on the determined dot displacement. It is possible to realize a halftoning process that improves the problem of deterioration.
請求項3に係る発明は、請求項2記載の閾値マトリクスの作成方法の一態様に係り、前記閾値決定工程は、前記閾値マトリクスサイズ工程で決定されたサイズの閾値マトリクスの閾値に対応するドット配置の候補を選定する候補選定工程と、前記候補選定工程で選定されたドット配置について、前記ドット変位量特定工程で特定された前記依存関係によるドット変位量の変化を含めた状態でドット配置の評価を行うドット配置評価工程と、を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 3 relates to an aspect of the threshold value matrix creating method according to
ある閾値に対応するドット配置の候補として、考えられる全ての組合せを挙げて、各ドット配置の評価を行ってもよいし、予め可能性の高いドット配置の候補を絞り込んでから、その絞り込んだ候補の中でドット配置の評価を行ってもよい。ドット配置の評価指標としては、粒状性及び異方性のうち少なくとも1つを評価する値を用いる態様が好ましく、粒状性を示す値と異方性を示す値の両方を考慮することで一層好ましい評価を行うことができる。 As dot placement candidates corresponding to a certain threshold value, all possible combinations may be listed and evaluation of each dot placement may be performed, or after narrowing down dot placement candidates with high possibility, the narrowed candidates You may evaluate dot arrangement in the inside. As an evaluation index of dot arrangement, an embodiment using a value that evaluates at least one of granularity and anisotropy is preferable, and it is more preferable in consideration of both a value indicating granularity and a value indicating anisotropy. Evaluation can be made.
請求項4に係る発明は、請求項2又は3記載の閾値マトリクスの作成方法における各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a program for causing a computer to execute each step in the threshold matrix creating method according to the second or third aspect.
本発明に係る閾値マトリクス作成用のプログラムは、プリンタなどに組み込まれる中央処理装置(CPU)の動作プログラムとして適用できるとともに、パソコンなどのコンピュータシステムに適用することも可能である。 The threshold matrix creation program according to the present invention can be applied as an operation program for a central processing unit (CPU) incorporated in a printer or the like, and can also be applied to a computer system such as a personal computer.
また、本発明に係るプログラムは、単独のアプリケーションソフトウエアとして構成されてもよいし、画像編集ソフトウエアなど、他のアプリケーションの一部として組み込まれてもよい。本発明によるプログラムをCD−ROMや磁気ディスクその他の情報記憶媒体(外部記憶装置)に記録し、該情報記憶媒体を通じて当該プログラムを第三者に提供したり、インターネットなどの通信回線を通じて当該プログラムのダウンロードサービスを提供したりすることも可能である。 Further, the program according to the present invention may be configured as a single application software, or may be incorporated as a part of another application such as an image editing software. The program according to the present invention is recorded on a CD-ROM, magnetic disk or other information storage medium (external storage device), and the program is provided to a third party through the information storage medium, or the program is recorded through a communication line such as the Internet. It is also possible to provide a download service.
請求項5に係る発明は、前記目的を達成する閾値マトリクスの作成装置を提供する。すなわち、請求項5に係る閾値マトリクスの作成装置は、液滴干渉が発生するドット間の依存関係を特定するための情報を得る依存関係情報取得手段と、前記依存関係情報取得手段で取得した情報から画像内における前記依存関係の繰り返し単位を決定する繰り返し単位決定手段と、前記繰り返し単位決定手段で決定した繰り返し単位の整数倍で閾値マトリクスサイズを決定する閾値マトリクスサイズ決定手段と、前記依存関係情報取得手段で取得した情報に基づいて注目位置で見込まれるドット変位量を特定するドット変位量特定手段と、前記閾値マトリクスサイズ決定手段で決定されたサイズの閾値マトリクスの閾値に対応するドット配置の候補について、前記ドット変位量特定工程で特定された前記依存関係によるドット変位量の変化を含めた状態でドット配置の評価を行い、その評価結果に基づいて決定されたドット配置を基に前記閾値マトリクス内の未決定位置に閾値を入力する閾値決定手段と、を含むことを特徴とする。 The invention according to claim 5 provides an apparatus for creating a threshold matrix that achieves the object. That is, the threshold value matrix creating apparatus according to claim 5 is a dependency relationship information acquisition unit that obtains information for specifying a dependency relationship between dots in which droplet interference occurs, and information acquired by the dependency relationship information acquisition unit. Repetitive unit determining means for determining the repetitive unit of the dependency in the image, threshold matrix size determining means for determining a threshold matrix size by an integral multiple of the repetitive unit determined by the repetitive unit determining means, and the dependency relationship information Dot displacement amount specifying means for specifying the amount of dot displacement expected at the target position based on the information acquired by the acquiring means, and dot arrangement candidates corresponding to the threshold value matrix threshold value determined by the threshold matrix size determining means The change in the dot displacement amount due to the dependency specified in the dot displacement amount specifying step And a threshold value determination unit that evaluates the dot arrangement in the included state and inputs a threshold value to an undetermined position in the threshold value matrix based on the dot arrangement determined based on the evaluation result. .
請求項6に係る発明は、前記目的を達成する画像処理装置を提供する。すなわち、請求項6に係る画像処理装置は、請求項2又は3記載の閾値マトリクスの作成方法によって作成された閾値マトリクスのデータを記憶する閾値マトリクス記憶手段と、多階調のデジタル画像データを入力する画像入力手段と、前記画像入力手段から入力された前記デジタル画像データに前記閾値マトリクスを適用して面積階調によるドットデータを生成するハーフトーニング処理手段と、を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 6 provides an image processing apparatus that achieves the object. That is, an image processing apparatus according to claim 6 inputs threshold matrix storage means for storing threshold matrix data created by the threshold matrix creation method according to
本発明によれば、液滴干渉によるドット変位を見込んで最適なドット配置を決定できるため、高品質の疑似階調画像を得ることができる。 According to the present invention, an optimum dot arrangement can be determined in anticipation of dot displacement due to droplet interference, so that a high-quality pseudo gradation image can be obtained.
請求項7に係る発明は、前記目的を達成する画像形成装置を提供する。すなわち、請求項7に係る画像形成装置は、請求項2又は3記載の閾値マトリクスの作成方法によって作成された閾値マトリクスのデータを記憶する閾値マトリクス記憶手段と、多階調のデジタル画像データを入力する画像入力手段と、前記画像入力手段から入力された前記デジタル画像データに前記閾値マトリクスを適用して面積階調によるドットデータを生成するハーフトーニング処理手段と、前記ハーフトーニング処理手段で生成されたドットデータに基づいて駆動される複数の液滴吐出素子が配列された液滴吐出素子列を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッド及び記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記記録媒体を相対移動させる搬送手段と、を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 7 provides an image forming apparatus that achieves the object. That is, an image forming apparatus according to claim 7 inputs threshold matrix storage means for storing threshold matrix data created by the threshold matrix creation method according to
本発明の画像形成装置における記録ヘッドの構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数の液滴吐出素子(ドットを形成するためのインク液滴を吐出する記録素子)を配列させた液滴吐出素子列を有するフルライン型のヘッドを用いることができる。この場合、記録媒体の全幅に対応する長さに満たない液滴吐出素子列を有する比較的短尺の記録ヘッドモジュールを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として記録媒体の全幅に対応する長さの液滴吐出素子列を構成する態様がある。 As a configuration example of the recording head in the image forming apparatus of the present invention, a plurality of droplet discharge elements (recording elements that discharge ink droplets for forming dots) are arranged over a length corresponding to the entire width of the recording medium. A full-line head having a droplet discharge element array can be used. In this case, a combination of a plurality of relatively short recording head modules having droplet ejection element arrays that are less than the length corresponding to the entire width of the recording medium, and connecting them together, the length corresponding to the entire width of the recording medium as a whole. There is an aspect that constitutes a droplet discharge element array.
フルライン型のヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向(相対的搬送方向)と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿って吐出ヘッドを配置する態様もあり得る。 A full-line type head is usually arranged along a direction perpendicular to the relative feeding direction (relative conveyance direction) of the recording medium, but has a certain angle with respect to the direction perpendicular to the conveyance direction. There may be a mode in which the ejection head is arranged along the oblique direction.
「記録媒体」は、記録ヘッドの作用によって画像の記録を受ける媒体(被画像形成媒体、被記録媒体、印字媒体、受像媒体、インクジェット記録装置の場合の吐出媒体、被吐出媒体など呼ばれ得るもの)であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フイルム、布、中間転写媒体、インクジェット記録装置によって配線パターンが印刷されるプリント基板、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。 “Recording medium” refers to a medium that receives an image recorded by the action of a recording head (an image forming medium, a recording medium, a printing medium, an image receiving medium, an ejection medium in the case of an inkjet recording apparatus, an ejection medium, etc. ), Resin sheets such as continuous paper, cut paper, sticker paper, OHP sheet, film, cloth, intermediate transfer medium, printed circuit board on which a wiring pattern is printed by an ink jet recording apparatus, and other various materials and shapes Media.
「搬送手段」は、停止した(固定された)記録ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対して記録ヘッドを移動させる態様、或いは、記録ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。なお、カラー画像を形成する場合は、複数色のインク(記録液)の色別に記録ヘッドを配置してもよいし、1つの記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能な構成としてもよい。 “Conveyance means” means a mode in which the recording medium is transported to a stopped (fixed) recording head, a mode in which the recording head is moved relative to the stopped recording medium, or a movement of both the recording head and the recording medium Any of the embodiments are included. In the case of forming a color image, a recording head may be arranged for each color of a plurality of inks (recording liquids), or a configuration in which a plurality of colors of ink can be ejected from one recording head may be employed.
請求項8記載の発明に係る画像形成装置は、請求項5記載の閾値マトリクスの作成装置と、前記閾値マトリクスの作成装置によって作成された閾値マトリクスのデータを記憶する閾値マトリクス記憶手段と、多階調のデジタル画像データを入力する画像入力手段と、前記画像入力手段から入力された前記デジタル画像データに前記閾値マトリクスを適用して面積階調によるドットデータを生成するハーフトーニング処理手段と、前記ハーフトーニング処理手段で生成されたドットデータに基づいて駆動される複数の液滴吐出素子が配列された液滴吐出素子列を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッド及び記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記記録媒体を相対移動させる搬送手段と、を備えたことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention, a threshold value matrix creating apparatus according to the fifth aspect, a threshold value matrix storing means for storing threshold value matrix data created by the threshold value matrix creating apparatus, Image input means for inputting tone digital image data, halftoning processing means for generating dot data by area gradation by applying the threshold matrix to the digital image data input from the image input means, and the half A recording head having a droplet discharge element array in which a plurality of droplet discharge elements driven based on dot data generated by the toning processing means are arranged, and at least one of the recording head and the recording medium is conveyed. The recording head and the recording medium are provided with conveying means for relatively moving the recording head and the recording medium.
画像形成装置自体に閾値マトリクスの作成機能を具備する態様も可能であり、かかる態様によれば、インクの種類や記録媒体の種類など、各種条件の変更に応じて変化する依存関係やドット変位量に対応して、最適な閾値マトリクスを適応的に作成でき、良好な画像形成が可能となる。 An aspect in which the image forming apparatus itself has a threshold matrix creation function is also possible. According to such an aspect, the dependency relationship and the dot displacement amount that change in accordance with changes in various conditions such as the type of ink and the type of recording medium. In response to this, an optimum threshold value matrix can be adaptively created, and good image formation becomes possible.
請求項9に係る発明は、請求項7又は8記載の画像形成装置の一態様に係り、前記依存関係を調べるためのテストパターンを打滴するように前記液滴吐出素子の駆動を制御するテストパターン形成制御手段を備えたことを特徴とする。 A ninth aspect of the present invention relates to an aspect of the image forming apparatus according to the seventh or eighth aspect, wherein the test of controlling the driving of the liquid droplet ejection element so as to eject a test pattern for examining the dependency relationship. A pattern formation control means is provided.
なお、前記テストパターンの印字結果を読み取る読取手段と、前記読取手段で読み取った情報から前記依存関係を示す情報及び前記ドット変位量を示す情報を生成する情報処理手段と、については、これら手段を画像形成装置に備えてもよいし、別途専用の装置(ドット測定装置など)を用いてもよい。 The reading means for reading the test pattern print result, and the information processing means for generating the information indicating the dependency and the information indicating the amount of dot displacement from the information read by the reading means, these means: An image forming apparatus may be provided, or a dedicated device (such as a dot measuring device) may be used separately.
本発明によれば、ドット間の依存関係に基づいたドット変位を考慮してドット配置を決定するので、液滴干渉が発生しても、最適なドット配置を決定できる。また、かかるドット配置に基づいて閾値マトリクスを作成するため、当該閾値マトリクスを用いることにより、ドット変位による画質低下の問題を解決したハーフトーニング処理を実現できる。 According to the present invention, since the dot arrangement is determined in consideration of the dot displacement based on the dependency relationship between the dots, the optimum dot arrangement can be determined even if droplet interference occurs. In addition, since the threshold value matrix is created based on the dot arrangement, halftoning processing that solves the problem of image quality degradation due to dot displacement can be realized by using the threshold value matrix.
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔第1の実施形態:閾値マトリクス法を用いる例〕
〔閾値マトリクス作成の手順〕
図1は本発明の実施形態に係る閾値マトリクスの作成方法の概略手順を示したフローチャートである。図示のように、まず、どのドット同士が影響し合って液滴干渉が発生するのかといったドット相互の依存関係を決定し(ステップS10)、これを基に依存関係の繰り返し単位を定める(ステップS20)。そして、得られた繰り返し単位から、視覚的に有効な単位(最終的な閾値マトリクスサイズ)を決定する一方(ステップS30)、依存関係によって注目位置の濃度がどのような条件でどのように変化(量的に変化)するのかというドット変位量の知見を得ておく(ステップS40)。こうして、閾値マトリクスのサイズ及びドット変位量の知見が定まると、これらを基に閾値(すなわちドット配置)が順次決定され、閾値マトリクスが定まる(ステップS50)。
[First Embodiment: Example Using Threshold Matrix Method]
[Procedure for creating threshold matrix]
FIG. 1 is a flowchart showing a schematic procedure of a threshold matrix creating method according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, first, the interdependence of dots such as which dots influence each other to cause droplet interference is determined (step S10), and based on this, the repetition unit of the dependency is determined (step S20). ). Then, a visually effective unit (final threshold matrix size) is determined from the obtained repeating unit (step S30), and how the concentration of the target position changes under what conditions and depending on the dependency ( The knowledge of the amount of dot displacement as to whether it changes quantitatively) is obtained (step S40). When knowledge about the size of the threshold matrix and the amount of dot displacement is thus determined, thresholds (that is, dot arrangement) are sequentially determined based on these knowledges, and the threshold matrix is determined (step S50).
詳しい説明は後述するが、ドット形成位置と打滴順序で液滴干渉の現象が決まるため、依存関係の決定(ステップS10の処理)には、ドット形成位置の情報と打滴順序の情報が必要となる。また、ドット同士が空間的に近くても、時間的に十分離れていれば液滴干渉は発生しないので、打滴時間(インターバル)の情報も必要となる。なお、上記の過程は、シングルパス方式という前提を加えると打滴順序情報や打滴インターバル情報は記録ヘッド(インク吐出ヘッド)におけるノズルの配置構造から決まる。 Although detailed description will be given later, since the phenomenon of droplet interference is determined by the dot formation position and the droplet ejection order, the information on the dot formation position and the droplet ejection order is necessary for determining the dependency (processing in step S10). It becomes. Further, even if the dots are close to each other, droplet interference does not occur if the dots are sufficiently separated in time, so that information on the droplet ejection time (interval) is also required. In the above process, when the premise of the single pass method is added, the droplet ejection order information and the droplet ejection interval information are determined from the nozzle arrangement structure in the recording head (ink ejection head).
閾値マトリクスは画像平面に対して(空間的に)繰り返しで使うため、そのサイズは比較的小さいが(例えば、128×128画素、256×256画素、512×512画素など)、打滴順序情報と打滴インターバル情報を加えた上で依存関係の繰り返し構造になるサイズ(繰り返し単位)の整数倍である必要がある。 Since the threshold matrix is used repeatedly (spatially) with respect to the image plane, its size is relatively small (for example, 128 × 128 pixels, 256 × 256 pixels, 512 × 512 pixels, etc.). It must be an integer multiple of the size (repetition unit) that makes the dependency repetitive structure after adding droplet ejection interval information.
以下、各ステップS10〜S50の内容を詳述する。 Hereinafter, the contents of steps S10 to S50 will be described in detail.
〔依存関係の決定〕
ドット変位には周囲のドットとの依存関係がある(先に打滴されたドットに後から打滴されたドットが影響を受ける)。このような依存関係にあるドット形成位置(ドット配置決定時には制約条件になる)を決定する処理を行う工程が図1のステップS10である。
[Determining dependencies]
The dot displacement has a dependency relationship with surrounding dots (the dots that have been ejected later are affected by the previously ejected dots). Step S10 in FIG. 1 is a step of performing a process of determining the dot formation position having such a dependency relationship (which becomes a constraint condition when determining the dot arrangement).
すなわち、ステップS10では、画像のドット形成位置と打滴順序(打滴時間差)情報から、液滴干渉が発生する条件をドット形成位置に関連付けて決定する。 That is, in step S10, a condition for causing droplet interference is determined in association with the dot formation position from the dot formation position of the image and the droplet ejection order (droplet ejection time difference) information.
このとき、予め液滴干渉の発生する時間差(インターバル)と空間距離の情報が必要である。また、ドットサイズ変調がある場合は、最も厳しい条件(一般には最大サイズドット)を使用する。最も厳しい条件を用いることにより、ドットサイズの組合せの中に依存関係がない場合を含むことができるため、ドットサイズ毎に依存関係を求めずとも同様の結果を得ることができる。 At this time, information on the time difference (interval) at which droplet interference occurs and the spatial distance are required in advance. When there is dot size modulation, the strictest condition (generally the maximum size dot) is used. By using the strictest conditions, it is possible to include a case where there is no dependency among the combinations of dot sizes, and the same result can be obtained without obtaining the dependency for each dot size.
図2は、依存関係を決定する処理の手順を示したフローチャートである。この処理では、各ドット形成位置に対応する配列V(i,j) 、依存関係の結果を格納する配列DI(i,j)、テンポラリ配列Nを使う。説明を簡単にするために、図3のようなノズル配置を有するヘッドモデルを想定して説明する。図3において、符号30はヘッド、符号32はノズルであり、図3の上から下に向かって記録紙などの記録媒体(図中不図示)が搬送されるものとする。また、図4は配列V(i,j) の例を示す図表、図5は配列DI(i,j)の例の図表である。なお、図4及び図5では、4×4の要素(16画素)のみを例示しているが、配列V(i,j) 及び配列DI(i,j)は全画面の画素数分の要素(プリンターで言えば、そのプリンターで作ることができる最大サイズの画像の画素数の要素)を有する。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of processing for determining the dependency relationship. In this processing, an array V (i, j) corresponding to each dot formation position, an array DI (i, j) for storing the result of the dependency relationship, and a temporary array N are used. In order to simplify the explanation, a head model having a nozzle arrangement as shown in FIG. 3 is assumed. In FIG. 3,
図2に示したように、依存関係の決定処理ルーチンが開始されると、まず、配列V(i,j) 、配列DI(i,j)のそれぞれについて初期化が行われる(ステップS110)。次に、配列V(i,j) の全てのセルにドット形成時間を書き込む(ステップS112)。例えば、最初に打滴する時間を時刻「0」とした相対時間で構わない。なお、図4の表では、位置(i0,j0)の打滴時刻t0 を基準とした相対時間で書き込まれている。 As shown in FIG. 2, when the dependency determination routine is started, first, the array V (i, j) and the array DI (i, j) are initialized (step S110). Next, the dot formation time is written in all the cells of the array V (i, j) (step S112). For example, it may be a relative time when the first droplet ejection time is set to time “0”. In the table of FIG. 4, the time is written in a relative time based on the droplet ejection time t0 at the position (i0, j0).
次に、図2のステップS114に進み、配列V(i,j) のドット形成時間の若い順に並べ換え、そのソート結果(順番)を配列T(k) に格納する。これは、配列V(i,j) における打滴時間が小さい順に(打滴時間順に)処理を行い、ある位置の処理が済んだら位置を変更しつつループする(ステップS118〜S126)のための演算順を定めるものである。 Next, the process proceeds to step S114 of FIG. 2, and the array V (i, j) is rearranged in ascending order of dot formation time, and the sorting result (order) is stored in the array T (k). This process is performed in order of decreasing droplet ejection time in the array V (i, j) (in order of droplet ejection time), and after processing at a certain position, a loop is performed while changing the position (steps S118 to S126). The calculation order is determined.
まず、最初に順番を表す変数k に「0」を設定(初期化)して(ステップS116)、ループを開始する。なお、ここでは、配列V(i0,j0) (すなわち、図4で示した位置(i0,j0) )を処理する場合について説明する。 First, “0” is set (initialized) to the variable k representing the order (step S116), and the loop is started. Here, the case where the array V (i0, j0) (that is, the position (i0, j0) shown in FIG. 4) is processed will be described.
図2のステップS118では、変数k の値が画素数よりも小さいか否かを判断する。ここでいう「画素数」は配列V(i,j) の要素数(すなわち、配列T(k) の要素数) を意味しており、全画素位置について処理が終了したか否かを判別するためのものである。ステップS118において「k <画素数」なる不等式を満たしている場合は、ステップS120に進み、配列Nを初期化する。 In step S118 of FIG. 2, it is determined whether or not the value of the variable k is smaller than the number of pixels. Here, the “number of pixels” means the number of elements of the array V (i, j) (that is, the number of elements of the array T (k)), and it is determined whether or not the processing has been completed for all pixel positions. Is for. If the inequality “k <number of pixels” is satisfied in step S118, the process proceeds to step S120, and the array N is initialized.
次いで、演算対象であるT(k) の注目位置(ここではドット形成位置(i0,j0) )の空間的な位置関係と液滴干渉が発生する空間距離の情報から、液滴干渉が発生する可能性がある位置(複数可)を選び出し、配列Nの要素に入れる。例えば、図5において注目位置(i0,j0) に関して破線で囲んだ範囲50が空間的に液滴干渉が発生する範囲、実線で囲んだ範囲52が時間的に液滴干渉が発生する範囲であるとすると、図中破線で囲んだ範囲50の各位置(注目位置を除く8画素の各位置)が配列Nの要素に入力される。
Next, droplet interference occurs from the spatial positional relationship of the target position (here, dot formation position (i0, j0)) of T (k) to be calculated and information on the spatial distance at which droplet interference occurs. Select a possible position (s) and place it in an element of array N. For example, in FIG. 5, a
N={V(i0-1,j0-1), V(i0-1,j0),・・・ ,V(i0+1,j0+1)}
次に、配列Nの要素となっている位置の配列V(i,j) に格納されているドット形成時間の情報を取り出し、注目位置(i0,j0) のドット形成時間との差を計算し、液滴干渉が発生する条件を満たしている位置は、当該注目位置(i0,j0) に対して打滴干渉の原因になる位置と判断する。そして、このような液滴干渉を生じる全ての位置を配列DI(i,j)の位置(i0,j0) に入力する(ステップS124)。例えば、図5中の破線で囲んだ範囲50(空間的条件)と実線で囲んだ範囲52(時間的条件)のAND条件(重なり範囲)が依存関係のある範囲となる。したがって、図5に示した配列DI(i,j)の位置(i0,j0) には、依存関係を有する位置の情報として位置(i0-1,j0) の情報が書き込まれる。
N = {V (i0-1, j0-1), V (i0-1, j0),..., V (i0 + 1, j0 + 1)}
Next, the dot formation time information stored in the array V (i, j) at the position that is an element of the array N is extracted, and the difference from the dot formation time at the target position (i0, j0) is calculated. The position satisfying the condition for causing the droplet interference is determined as the position causing the droplet ejection interference with respect to the target position (i0, j0). Then, all the positions that cause such droplet interference are input to the position (i0, j0) of the array DI (i, j) (step S124). For example, an AND condition (overlapping range) of a range 50 (spatial condition) surrounded by a broken line and a range 52 (temporal condition) surrounded by a solid line in FIG. Therefore, the information on the position (i0-1, j0) is written in the position (i0, j0) of the array DI (i, j) shown in FIG.
以下、図2のフローチャートにおいて、変数k の値を「1」増加させて(ステップS126)、ステップS118に戻り、位置を変更して同様の処理を繰り返す(ステップS118〜S126)。全画素位置について処理が終了すると、ステップS118でNO判定となり、ループを抜けて終了する。こうして、図5のような配列DI(i,j)が完成する。 Hereinafter, in the flowchart of FIG. 2, the value of the variable k is increased by “1” (step S126), the process returns to step S118, the position is changed, and the same processing is repeated (steps S118 to S126). When processing is completed for all pixel positions, a NO determination is made in step S118, and the process exits from the loop. Thus, the array DI (i, j) as shown in FIG. 5 is completed.
〔繰り返し単位の決定〕
デジタルハーフトーニングに用いる閾値マトリクスでは、単位マトリクスを繰り返し使うので、依存関係に関しても繰り返し構造となっていることが望ましい。そのため、依存関係の決定後に依存関係の繰り返し単位を決定する。図2乃至図5で説明したとおり、依存関係を決定する工程によって、予め依存関係を表す配列DI(i,j)が決定されているので、この配列DI(i,j)を基に依存関係の繰り返し単位が求められる。処理方法の概略は、配列DI(i,j)の内容をグラフ構造として表現し、グラフ構造の繰り返しを公知の手法で決定するというものである。なお、本例では、依存関係の繰り返し単位を求める方法の一例として、グラフ構造から繰り返し単位を求める手法を説明するが、繰り返し単位を決める方法はこの例に限定されるものではない。
[Determination of repeating units]
In the threshold matrix used for digital halftoning, since the unit matrix is used repeatedly, it is desirable that the dependency relationship has a repeated structure. Therefore, after the dependency relationship is determined, the repetition unit of the dependency relationship is determined. As described with reference to FIGS. 2 to 5, since the array DI (i, j) representing the dependency is determined in advance by the step of determining the dependency, the dependency is determined based on the array DI (i, j). Is required. The outline of the processing method is to express the contents of the array DI (i, j) as a graph structure and determine the repetition of the graph structure by a known method. In this example, a method for obtaining a repetition unit from a graph structure will be described as an example of a method for obtaining a dependency repetition unit. However, the method for determining a repetition unit is not limited to this example.
ここでグラフ構造への変換方法について概説する。 Here, the conversion method to the graph structure will be outlined.
配列DI(i,j)の位置(i,j) を点とする、配列DI(i,j)の要素になっている各位置から、位置(i,j) に対して向きのある線(位置(i,j) を線の先とする矢印線)を引く。この向きのある線を「有向エッジ」と呼ぶ。配列DI の点について有向エッジを描くことで、各点が周囲の点とどのような依存関係にあるかを2次元的なグラフ構造で把握することが可能になる。 From each position that is an element of the array DI (i, j) with the position (i, j) of the array DI (i, j) as a point, a line ( Draw an arrow line with the position (i, j) at the tip of the line. A line having this direction is called a “directed edge”. By drawing a directed edge with respect to the points of the array DI, it becomes possible to grasp in a two-dimensional graph structure how each point is dependent on the surrounding points.
図6は、図5で例示した配列DI(i,j)のグラフ表現である。図6において白丸で示した位置(点)に対して向きのある線(有向エッジ)を矢印で示してある。有向エッジ(矢印)によるグラフ構造を用いることで、配列DI(i,j)の各点が周囲のどの点から影響を受けているかをわかり易く表示することができる。図6の場合、点1つと有向エッジ1つの繰り返しになっているので、これらに関係する2つの位置が繰り返し構造の最小単位(繰り返し単位)となる。 FIG. 6 is a graphical representation of the array DI (i, j) illustrated in FIG. In FIG. 6, a line (directed edge) having a direction with respect to a position (point) indicated by a white circle is indicated by an arrow. By using a graph structure with directed edges (arrows), it is possible to display in an easy-to-understand manner from which surrounding points each point of the array DI (i, j) is affected. In the case of FIG. 6, since one point and one directed edge are repeated, two positions related to these are the minimum units (repeating units) of the repeating structure.
図示の例は極めて単純な場合であるが、条件によっては配列DI(i,j)に基づいてグラフを作成すると、サーキット(影響が循環し合う関係)が存在していることがある。図7にその例を示す。ドット形成位置が相互に影響し合うような関係に在る場合、サーキットが発生する。時間的に同時打滴や、液滴干渉が相互に生じる時間間隔以下で、かつドット形成位置が隣接している場合にこのようなことが起きる。 Although the illustrated example is a very simple case, depending on conditions, when a graph is created based on the array DI (i, j), a circuit (a relationship in which influences circulate) may exist. An example is shown in FIG. When the dot formation positions are in a relationship that affects each other, a circuit is generated. This occurs when the simultaneous droplet ejection is temporally less than the time interval at which droplet interference occurs mutually and the dot formation positions are adjacent.
サーキットが生じている場合は、打滴時間の調整などにより依存関係からサーキット自体を解消することが望ましい。しかし、打滴時間の調整などの方法ではどうしてもサーキットが解消できない場合は、時間差の最も大きな有向エッジ(影響が一番小さいと思われるもの)を取り除いてサーキットを解消する。また、図7(a)のように、左右が相互に影響し合う場合には、左(若しくは右)へ向かう有向エッジを取り除くと決めてサーキットを解消する。 If a circuit has occurred, it is desirable to eliminate the circuit itself from the dependency by adjusting the droplet ejection time. However, if the circuit cannot be eliminated by methods such as adjusting the droplet ejection time, the directed edge with the largest time difference (the one that seems to have the least effect) is removed to eliminate the circuit. Further, as shown in FIG. 7A, when the left and right influence each other, the circuit is canceled by deciding to remove the directed edge toward the left (or right).
次に、グラフ構造から繰り返し構造を決定する処理について説明する。 Next, processing for determining a repetitive structure from a graph structure will be described.
図8は繰り返し構造の決定手順を示すフローチャートである。同図の決定フローが開始されると、まず、配列DI(i,j)のグラフ表現の中から任意の位置を原点として選び出し、この選び出された位置と有向エッジを介して結ばれる点集合を仮の最小単位とする(ステップS210)。なお、このとき、最小単位の形状が矩形でない場合は、最小単位を含むような最小の矩形を仮の最小単位とする。 FIG. 8 is a flowchart showing the procedure for determining the repetitive structure. When the decision flow in the figure starts, first, an arbitrary position is selected from the graph representation of the array DI (i, j) as an origin, and the selected position is connected to the selected edge via a directed edge. The set is set as a temporary minimum unit (step S210). At this time, if the shape of the minimum unit is not a rectangle, the minimum rectangle including the minimum unit is set as a temporary minimum unit.
次に、列方向に対して仮の最小単位と隣接する位置にあり、当該仮の最小単位と同じ列数の領域(行方向は全サイズ)について、仮の最小単位の列(行方向は全サイズ)と同一構造かどうかを判定する(ステップS212)。図9はその概念図を示している。図9において、符号60で示した矩形は仮の最小単位であり、符号61で示した斜線領域(仮の最小単位60の領域も含む)は、仮の最小単位の列(行方向は全サイズ)の領域を示している。また、符号62で示した斜線領域は、仮の最小単位と隣接する位置にあり、当該仮の最小単位と同じ列数の領域(行方向は全サイズ)を表している。
Next, in a column adjacent to the temporary minimum unit in the column direction and having the same number of columns as the temporary minimum unit (all sizes in the row direction), the column of the temporary minimum unit (all in the row direction is It is determined whether the structure is the same as (size) (step S212). FIG. 9 shows a conceptual diagram thereof. In FIG. 9, the rectangle indicated by
すなわち、図9において符号61で示した領域と、符号62で示した領域とが同一構造(列方向に繰り返し構造)であるか否かが判定される(図8のステップS212)。当該判定では、仮の最小単位に含まれる有向エッジと、仮の最小単位から出ていく有向エッジ、更には仮の最小単位に入ってくる有向エッジをも含めて一致の判定を行う。
That is, it is determined whether or not the area denoted by
両者の構造が一致しない場合は、列方向に仮の最小単位を一列拡張して(図8のステップS214)、ステップS212へ戻る。図10は、図9で説明した仮の最小単位60を列方向に一列拡張した様子を示す概念図であり、図中の符号60’で示した領域が一列拡張後の「仮の最小単位」を示している。
If the two structures do not match, the temporary minimum unit is expanded by one column in the column direction (step S214 in FIG. 8), and the process returns to step S212. FIG. 10 is a conceptual diagram showing a state where the temporary
その一方、図8のステップS212において、両者の構造が一致する場合は、ステップS216へ進む。ステップS216では、行方向に対して仮の最小単位と隣接する位置にあり、仮の最小単位と同じ行数の領域について、仮の最小単位と同一構造かどうか判定する。図11はその概念図を示している。図11において、符号64で示した斜線領域は、行方向に対して仮の最小単位60と隣接する位置にあり、当該仮の最小単位60と同じ列数の領域(行方向は全サイズ)を表している。
On the other hand, if the two structures match in step S212 of FIG. 8, the process proceeds to step S216. In step S216, it is determined whether or not the region having the same number of rows as the temporary minimum unit and the same structure as the temporary minimum unit is located adjacent to the temporary minimum unit in the row direction. FIG. 11 shows a conceptual diagram thereof. In FIG. 11, a hatched area indicated by
すなわち、図11において符号60で示した仮の最小単位の領域と、符号64で示した行方向の隣接領域とが同一構造(行方向に繰り返し構造)であるか否かが判定される。この判定では、ステップS212と同様に、仮の最小単位に含まれる有向エッジと、最小単位から出て行く有向エッジ、最小単位に入ってくる有向エッジを含めて一致の判定を行う。
That is, it is determined whether or not the temporary minimum unit area indicated by
ステップS216において両者の構造が一致しない場合は、行方向に仮の最小単位を一行拡張して(ステップS218)、ステップS216へ戻る。図12は、仮の最小単位を行方向に一行拡張した様子を示す概念図であり、図中の符号60”で示した領域が一行拡張後の「仮の最小単位」を示している。
If the structures do not match in step S216, the temporary minimum unit is expanded by one line in the line direction (step S218), and the process returns to step S216. FIG. 12 is a conceptual diagram showing a state where the temporary minimum unit is expanded by one line in the row direction, and an area indicated by
その一方、図8のステップS216において、両者の構造が一致する場合は、ステップS220へ進む。ステップS220では、仮の最小単位を最終的に「最小単位」として決定する。上述の工程を経て、依存関係の最小単位が決定されると、本処理フローを終了する。 On the other hand, if the two structures match in step S216 of FIG. 8, the process proceeds to step S220. In step S220, the provisional minimum unit is finally determined as the “minimum unit”. When the minimum unit of the dependency relationship is determined through the above-described steps, this processing flow is finished.
〔依存関係によるドット変位量の知見〕
液滴干渉によって、注目位置の濃度が依存関係にある位置の打滴状態によって変位する量を知見しておく。依存関係にある位置が全てドット無しの状態の注目位置の濃度は別途知見しておくものとする。
[Knowledge of amount of dot displacement by dependency]
The amount of displacement due to the droplet ejection state at the position where the concentration at the target position is dependent on the droplet interference is known. It is assumed that the density of the target position in a state where all the positions in the dependency relationship are dotless is known separately.
知見方法としては、実際に印字した結果に基づくことが望ましい。記録媒体の種類が変われば液滴干渉の内容が変わるので、記録媒体毎に依存関係やドット変位量を知見することが望ましい。知見の態様としては、装置タイプ(機種)による決定、実際の個体による決定などがある。 As a knowledge method, it is desirable to be based on the result of actual printing. Since the content of the droplet interference changes if the type of the recording medium changes, it is desirable to know the dependency and the amount of dot displacement for each recording medium. Examples of knowledge include determination by device type (model), determination by an actual individual, and the like.
ドット変位量の決定方法は、(1)依存関係にある位置について独立に(注目位置に対して影響を与える1つの位置について1対1の関係で)ドット状態による注目位置の濃度変位を求めておく方法と、(2) 予め全ての組合せを考慮して、組合せのドット状態による注目位置の濃度変位を求めておく方法と、がある。なお、ドット状態は、ドットのオンとオフの2つの状態しかない場合だけではなく、ドットサイズが変調できる場合(例えば、ドットサイズを大・中・小と変更できる場合)は、その全てのドットサイズの組合せについて知見しておくことが望ましい。 The method for determining the amount of dot displacement is as follows: (1) The density displacement of the target position due to the dot state is determined independently for the positions in the dependency relationship (one-to-one relationship for one position that affects the target position). And (2) a method of obtaining the density displacement of the target position according to the dot state of the combination in advance by considering all combinations. Note that the dot state is not only when there are only two states, ON and OFF, but also when the dot size can be modulated (for example, when the dot size can be changed to large, medium, and small), all the dots It is desirable to know the size combinations.
依存関係にある位置について独立(1対1)にドット状態による濃度変位を求める場合は、各ドットサイズについて2つの位置での組合せになる。ドットサイズの組合せによっては量の変位が無い場合もあり得る。これは、最大ドットサイズを想定して依存関係を決定し、変位量を求めているからである。 When the density displacement due to the dot state is obtained independently (on a one-to-one basis) for the positions in the dependency relationship, the combinations at two positions for each dot size. Depending on the combination of dot sizes, there may be no displacement of the amount. This is because the dependency is determined by assuming the maximum dot size and the amount of displacement is obtained.
上記のように決定したドット変位量の知見を配列DX(i,j,m,s,t)に格納する。i,j は位置を表し、m は配列DI(i,j)において依存関係を有する位置(注目位置に対して影響を及ぼす位置)が複数ある場合にその依存関係の要素を示すアドレス、s は注目位置のドットサイズ、t は依存関係位置のドットサイズである。なお、ドットサイズ変調がない系では、s とt は必要ない。 The knowledge of the amount of dot displacement determined as described above is stored in the array DX (i, j, m, s, t). i, j represents a position, m is an address indicating an element of the dependency when there are a plurality of positions (positions affecting the position of interest) in the array DI (i, j), and s is The dot size at the position of interest, t is the dot size at the dependency position. Note that s and t are not required for systems without dot size modulation.
その一方、予め全ての組合せのドット状態を考慮して注目位置の濃度変位を求めておく方法の場合は、演算の便宜上、各組合せのドット状態を表す配列CMB(s,t1,t2,t3,t4,・・・)を用いる。ここで、s は注目位置のドットサイズ、t1,t2,t3,t4,・・・ は依存関係位置のドットサイズ(ただしドットオフの状態を含む) を表す。この配列CMB(s,t1,t2,t3,t4,・・・)は依存関係にあるドット状態の全ての組合せをある順番(順列)で並べるためのものである。配列CMB(s,t1,t2,t3,t4,・・・)の要素とアドレスを対応付けるために、依存状態の組合せからアドレスを発生させる配列を使い、ads =CMB(s,t1,t2,t3,t4,・・・)で決定したアドレスを用いて、そのアドレスが示す組合せのドット状態について決定したドット変位量の知見を配列DX(i,j,ads)に格納する。 On the other hand, in the case of calculating the density displacement at the target position in consideration of the dot states of all combinations in advance, for convenience of calculation, an array CMB (s, t1, t2, t3,. t4, ...) is used. Here, s represents the dot size at the target position, and t1, t2, t3, t4,... Represent the dot size (including the dot off state) at the dependency position. This array CMB (s, t1, t2, t3, t4,...) Is for arranging all combinations of dot states in dependency relation in a certain order (permutation). In order to associate the elements of the array CMB (s, t1, t2, t3, t4,...) With the address, an array that generates an address from the combination of dependency states is used, and ads = CMB (s, t1, t2, t3 , t4,...), the knowledge of the dot displacement determined for the dot state of the combination indicated by the address is stored in the array DX (i, j, ads).
〔依存関係によるドット変位量の知見を得る具体的手法の例〕
既述のとおり、依存関係やドット変位量は、記録媒体の搬送速度(紙送り速度)、記録媒体の特性、インクの特性などによって異なる。したがって、より高品位の画像再現(ハーフトーニング)を実現するには、記録媒体の搬送速度、記録媒体種、並びにインク種の条件に対して、依存関係並びにドット変位量の決定を行い、対応するパラメータ若しくは閾値マトリクスを使用する必要がある。
[Examples of specific methods for obtaining knowledge of dot displacement by dependency]
As described above, the dependency and the amount of dot displacement vary depending on the conveyance speed (paper feed speed) of the recording medium, the characteristics of the recording medium, the characteristics of the ink, and the like. Therefore, in order to realize higher-quality image reproduction (halftoning), the dependency relationship and the dot displacement amount are determined with respect to the conditions of the conveyance speed of the recording medium, the recording medium type, and the ink type. It is necessary to use a parameter or threshold matrix.
また、依存関係やドット変位量の知見に関しては、装置のタイプ(機種)によるものと、機体(個体)毎に固有の特性によるものとがある。装置のタイプ(機種)に起因する液滴干渉について依存関係を決定する場合は、原則として、同一機種(同一スペック)について一回決定すればよく、その決定した情報を同一機種の他の機体に適用できる。 In addition, regarding the knowledge of the dependency relationship and the amount of dot displacement, there are one depending on the type (model) of the device and one based on characteristics unique to each machine (individual). When determining the dependency on droplet interference caused by the device type (model), in principle, it is only necessary to determine once for the same model (same specifications), and the determined information is transferred to other aircraft of the same model. Applicable.
これに対し、機体差(個体差)に対応したキャリブレーション的な使い方を想定すると、インクジェット記録装置のインク吐出ヘッド(印字ヘッド)内にはノズル特性のローカリティが存在するため、依存関係を広めに計算してもドット変位量の知見の決定は全ノズルについて実施する必要がある。そして、閾値マトリクスの決定に際しても各閾値マトリクスサイズで各々計算する(全列幅の画素数で計算する)必要がある。なお、ラインヘッドを前提に考えると、行方向の繰り返し単位は有効であるので、行方向は全行数の画素数で計算する必要はない。 On the other hand, assuming a calibration-like usage corresponding to machine differences (individual differences), since the locality of the nozzle characteristics exists in the ink ejection head (printing head) of the inkjet recording apparatus, the dependency relationship is widened. Even if it is calculated, the knowledge of the amount of dot displacement needs to be determined for all nozzles. In determining the threshold matrix, it is necessary to calculate each threshold matrix size (calculate with the number of pixels of the entire column width). If the line head is assumed, the repetition unit in the row direction is effective, and therefore it is not necessary to calculate the number of pixels in the total number of rows in the row direction.
ドット変位量を知見する方法の一例としては、対象となるインクジェット記録装置を用いて所定のテストパターンを印字し、その印字結果を読み取るなどして、各ノズルについて、ドットの着弾位置とドットサイズ(液滴量)を機体のノズル単位で予め測定しておく。 As an example of a method for knowing the amount of dot displacement, the dot landing position and the dot size (for each nozzle) are printed for each nozzle by printing a predetermined test pattern using the target inkjet recording apparatus and reading the printing result. The amount of droplets) is measured in advance for each nozzle of the machine.
例えば、図13(a)のように、各ノズルからそれぞれ孤立した(他のドットと重なり合わない単独の)ドットを打滴して、その打滴結果をイメージセンサ等で読み取り、ドットの着弾位置とドットサイズ(円形ドットを想定した場合にはドット径)を測定する。ドットサイズ変調が可能なシステムについては、全てのドットサイズ種について同様の測定を行うことが好ましいが、少なくとも最大のドットサイズのドットについて測定を行う。こうして、全ノズルについて、ドットの着弾位置とドットサイズの情報を得ておく。 For example, as shown in FIG. 13 (a), droplets that are isolated from each nozzle (single dots that do not overlap with other dots) are ejected, and the droplet ejection results are read by an image sensor or the like. And the dot size (dot diameter when circular dots are assumed). For a system capable of dot size modulation, it is preferable to perform the same measurement for all dot size types, but at least the maximum dot size is measured. In this way, dot landing position and dot size information is obtained for all nozzles.
また、別途知見しておいた、各依存関係においてドットの着弾位置とドットサイズの組合せに対するドット変位量(図14を参照)のデータから、注目位置でのドット変位量を求めることができる。図14に示した表は、相対位置でのドット着弾位置とドットサイズの組合せに対するドット変位量を示したテーブルである。同図の表に対応した相対位置の位置関係を図15に示す。 Further, the dot displacement amount at the target position can be obtained from the data of the dot displacement amount (see FIG. 14) with respect to the combination of the dot landing position and the dot size in each dependency relationship, which is separately known. The table shown in FIG. 14 is a table showing dot displacement amounts with respect to combinations of dot landing positions and dot sizes at relative positions. FIG. 15 shows the positional relationship of relative positions corresponding to the table of FIG.
図15のように、注目位置に対して相対的な位置関係にある「位置1」,「位置2」,「位置3」…,との間で依存関係が生じるものとし、依存関係の中で最も影響が大きいもの(つまり、注目位置に影響する全ての依存関係を包含できるもの)について、その各位置において、ドット位置とドットサイズの組合せについて、注目位置のドット変位量を知見しておく(図14参照)。なお、組合せにおいては、各位置について「ドットなし」という場合も含まれるものとする。図13(c)には、組合せの一例として、「注目位置」のドットが「位置3」のドット及び「位置4」のドットとの関係で変位する様子が示されている。
As shown in FIG. 15, it is assumed that a dependency relationship is generated between “
図14に示したようなテーブルを利用してドット変位量を特定する態様以外に、ドット変位量を知見する方法の他の例として、各位置での依存関係に対応して、ドットサイズの組合せに対応したドットを実際に被記録メディア上に打滴して、打滴結果をドット測定装置で測定し、この測定結果を用いて知見することもできる。実際に様々な条件でドットパターンを印字して、注目位置の光学濃度を測定するなどにより、各位置のドット変位量に関する情報を取得することができる。 In addition to the mode of specifying the amount of dot displacement using the table as shown in FIG. 14, as another example of the method of knowing the amount of dot displacement, a combination of dot sizes corresponding to the dependency at each position It is also possible to actually deposit dots corresponding to the above on the recording medium, measure the droplet ejection result with a dot measuring device, and use this measurement result to find out. By actually printing a dot pattern under various conditions and measuring the optical density at the target position, it is possible to acquire information regarding the amount of dot displacement at each position.
或いはまた、依存関係にある位置の組合せに対してドット変位量を知見しておく態様に代えて、図13(b)に示したように、独立に(注目画素の位置と依存関係の位置の1つと一対一で)変位量を決定して、知見しておく態様も可能である。この場合、最終的には依存関係にある複数位置からの変位量の情報から、注目画素位置の変位量を決定する手段が必要である。 Alternatively, instead of an aspect in which the dot displacement amount is known for a combination of positions having a dependency relationship, as shown in FIG. 13B, the position of the target pixel and the position of the dependency relationship are independently displayed. A mode in which the amount of displacement is determined and known (one to one with one) is also possible. In this case, finally, a means for determining the displacement amount of the target pixel position from the information of the displacement amounts from a plurality of positions having a dependency relationship is necessary.
このような決定手段の一例として、例えば、独立に求められた各位置からの変位量をdi(i=0,1,2,3 …) 、注目位置での変位量(求める結果、依存関係の組合せでは、直接この変位量の値を記憶していることになる)をΔDとしたとき、
ΔD=f(d0,d1,d2,d3,…)
となる予め決定しておいた関数f を使って計算する手段を用いる。この関数fは特に限定されないが、例えば、di(i=0,1,2,3 …) の線形結合などが考えられる。この場合、各項の係数は実験等から適宜決定される。
As an example of such a determination means, for example, the displacement amount from each position obtained independently is di (i = 0,1,2,3...), The displacement amount at the position of interest (the result of the determination, In the combination, this displacement amount value is directly stored) when ΔD is
ΔD = f (d0, d1, d2, d3,...)
A means for calculating using the function f determined in advance is used. Although this function f is not particularly limited, for example, a linear combination of di (i = 0, 1, 2, 3...) Can be considered. In this case, the coefficient of each term is appropriately determined from experiments and the like.
〔閾値マトリクスサイズの決定〕
最終的に求めようとする閾値マトリクスのサイズは、繰り返し単位の整数倍、かつ、視覚的に有効な大きさ(例えば、128×128画素〜512×512画素)の条件を満たす必要がある。この条件を満たす閾値マトリクスサイズを決定する。
[Determination of threshold matrix size]
The size of the threshold matrix to be finally obtained needs to satisfy the conditions of an integral multiple of the repeating unit and a visually effective size (for example, 128 × 128 pixels to 512 × 512 pixels). A threshold matrix size that satisfies this condition is determined.
閾値マトリクスサイズを決定後、当該閾値マトリクスサイズで、依存関係の配列を切り出して、配列DIE(i,j) へ格納する。図5乃至図6で説明した配列DI(i,j)は画像全体(全画像面)を対象としていたが、閾値マトリクスで必要とされるのは、ある繰り返し単位である。したがって、最終的な閾値マトリクスのサイズでその繰り返し単位を切り出す処理を行うものである。当然ながら、全画像領域から一部の領域(閾値マトリクスサイズの領域)を切り出すと、当該切り出した領域と隣接関係にある部分(切り出しの境界部分)で依存関係が断ち切られる。この分断された依存関係を補償するために、有向エッジの付け替え(変換)を行う。 After determining the threshold matrix size, the dependency array is cut out with the threshold matrix size and stored in the array DIE (i, j). The array DI (i, j) described with reference to FIGS. 5 to 6 is intended for the entire image (all image planes), but what is required in the threshold matrix is a certain repeating unit. Therefore, a process of cutting out the repeating unit with the final size of the threshold matrix is performed. Naturally, when a part of the region (threshold matrix size region) is cut out from the entire image region, the dependency is cut off at the portion adjacent to the cut-out region (the cut-out boundary portion). In order to compensate for this divided dependency, the directed edge is replaced (converted).
このとき、グラフ構造を参照して切り出した閾値マトリクスサイズの領域の外から内へ入ってくる有向エッジのみについて(当該領域から出ていく有向エッジは無視する)、当該領域内で依存関係が完結するように有向エッジを変換する(閾値マトリクスサイズの行サイズと列サイズのMODを計算して依存関係の位置とする)。この変換後にサーキットが生じている場合、サーキットの長さが十分長くない場合は、閾値マトリクスサイズを繰り返し単位の整数倍で増大させる。つまり、サーキットの長さを十分大きくして影響を無視する。このようにして決定した閾値マトリクスサイズの依存関係を使って閾値マトリクスの閾値を決定していく。 At this time, only for the directed edges that enter from outside the area of the threshold matrix size cut out by referring to the graph structure (ignoring directed edges that exit from the area), the dependency within the area The directed edge is converted so that the above is completed (the row size and the column size MOD of the threshold matrix size are calculated and set as the dependency positions). When a circuit is generated after this conversion, if the circuit length is not sufficiently long, the threshold matrix size is increased by an integral multiple of the repeating unit. In other words, make the circuit length large enough to ignore the effect. The threshold matrix threshold is determined using the dependency of the threshold matrix size thus determined.
〔閾値の決定〕
次に、閾値の決定方法について説明する。
[Determination of threshold value]
Next, a method for determining the threshold will be described.
ドットが疎な状態では、もともと依存関係を考慮する必要がないので、公知のドット配置決定フローを使うことができるので、詳細な説明は省略する。公知のドット配置決定フローで1ドット毎にドット配置と対応するドットサイズを決定するが、決定時に依存関係によるチェックを行う。依存関係にある位置ではドットがオフになっているか、ドット変位量がゼロである場合は、注目位置のドット決定に依存関係は影響しないので、詳細な説明は省略する。なお、新規に加わるドット位置だけでなく、既存のドット位置間でも依存関係のチェックを行う。 In a state where dots are sparse, it is not necessary to consider dependency relations from the beginning, so that a well-known dot arrangement determination flow can be used, and detailed description thereof is omitted. The dot size corresponding to the dot arrangement is determined for each dot in a known dot arrangement determination flow, and a check based on the dependency is performed at the time of determination. If the dot is off at the position having the dependency relationship or the dot displacement amount is zero, the dependency relationship does not affect the determination of the dot at the target position, and thus detailed description is omitted. In addition, not only newly added dot positions but also dependency relations are checked between existing dot positions.
もし、依存関係によりドット変位量がゼロでない場合が発見されたら、公知のドット配置決定フローによって追加されたドット位置(ドットサイズの変更を含む)を一旦キャンセルする。 If it is found that the amount of dot displacement is not zero due to the dependency, the dot position (including change of the dot size) added by the known dot arrangement determination flow is once canceled.
キャンセル後の追加ドット位置の決定方法は幾つか考えられる。例えば、下記の方法1、方法2がある。
There are several methods for determining the additional dot position after cancellation. For example, there are the following
(方法1)全ての位置を試す方法
考えられる全ての組合せを試し、その組合せによるドット変位量の変化を込みにした状態で、ドット配置の評価を行い(評価方法については公知の手法を用いる)、最も評価の良いものを追加のドット位置に決定する。
(Method 1) Method to test all positions Test all possible combinations, and evaluate dot arrangement in a state where changes in the amount of dot displacement due to the combinations are included (a known method is used for the evaluation method). Then, the best dot is determined as the additional dot position.
(方法2)先に可能性の高い位置に絞り込む方法
既存ドット配置による濃度分布を計算し、そこから所定の観察距離(100mm〜300mm程度が望ましい)で目視したときに視認される濃度分布を計算し、濃度分布の最小値(明るい点、すなわちドットが無い場所)から所定の濃度幅に入る位置(ドット変位量を考慮した範囲)を候補として選択する。選択した候補位置の数が所定数より多い場合は、濃度幅を減じて所定数から許容される範囲になるように濃度幅を調整してから候補の位置を再度選択する。
(Method 2) Method of narrowing down to a highly likely position first Calculate the density distribution based on the existing dot arrangement, and calculate the density distribution that is visible when viewed at a predetermined observation distance (preferably about 100 mm to 300 mm). Then, a position (a range in consideration of the amount of dot displacement) that falls within a predetermined density range from the minimum value of the density distribution (bright spot, that is, a place where there is no dot) is selected as a candidate. If the number of selected candidate positions is larger than the predetermined number, the density width is adjusted so as to fall within the allowable range from the predetermined number, and then the candidate positions are selected again.
逆に選択した候補の位置の数が少なすぎる場合は、濃度幅を増やして所定数から許容される範囲になるように濃度幅を調整してから候補位置を再度選択する。そのように選択した位置について、全ての組合せを試し、その組合せによるドット変位量の変化を込みにした状態で、ドット配置の評価を行い、最も評価の良いものを追加のドット位置に決定する。 On the other hand, if the number of selected candidate positions is too small, the density width is adjusted so as to be within the allowable range from the predetermined number, and then the candidate position is selected again. With regard to the positions thus selected, all combinations are tested, and dot arrangement is evaluated in a state where changes in the amount of dot displacement due to the combinations are included, and the best evaluation is determined as an additional dot position.
もしくは、既存ドット配置から濃度ヒストグラムを作成し、最小濃度から所定の画素数に相当する位置について、全ての組合せを試し、その組合せによるドット変位量の変化を込みにした状態でドット配置の評価を行い、最も評価の良いものを追加のドット位置に決定する。 Alternatively, a density histogram is created from the existing dot arrangement, all combinations are tested from the minimum density corresponding to a predetermined number of pixels, and the dot arrangement is evaluated with changes in the amount of dot displacement caused by the combination included. The best dot is determined as the additional dot position.
上述した(方法1)或いは(方法2)などによって決定したドット位置について閾値を追加する。 A threshold value is added for the dot position determined by (Method 1) or (Method 2) described above.
なお、ドット配置(ドットパターン)の評価法としては、Robert,Ulichneyが提唱した方法が一般的である(『Digital Halftoning』; The MIT Press出版)。すなわち、ドット配置の2次元パワースペクトラムを極座標に変換して、極座標の半径に相当する空間周波数fr について全角度のスペクトラムの平均と分散に相当する指標を用いる。極座標パワースペクトラムの平均指標を「R.A.P.S (Radially Averaged Power Spectrum) 」と呼び、分散指標を「 Anisotropy 」と呼ぶ。R.A.P.S は、ドット配置の視認性に関する指標であり、Anisotropyは、ドット配置の異方性に関する指標である。Robert Ulichney によると、Anisotropyが−10デシベル〔dB〕以下であれば、ドットの異方性は目立たないとされている。 As a method for evaluating dot arrangement (dot pattern), the method proposed by Robert and Ulichney is generally used ("Digital Halftoning"; published by The MIT Press). That is, the two-dimensional power spectrum of the dot arrangement is converted into polar coordinates, and an index corresponding to the average and variance of the spectrum at all angles is used for the spatial frequency fr corresponding to the radius of the polar coordinates. The average index of the polar power spectrum is called “R.A.P.S (Radially Averaged Power Spectrum)”, and the dispersion index is called “Anisotropy”. R.A.P.S is an index relating to the visibility of dot arrangement, and Anisotropy is an index relating to anisotropy of dot arrangement. According to Robert Ulichney, the anisotropy of dots is inconspicuous if Anisotropy is -10 dB [dB] or less.
図16は、閾値の決定手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、ドットサイズ変調のないシステムに適用されるものであり、上記の(方法2)で述べたように、候補を絞って評価を行う例である。 FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of a threshold determination procedure. This flowchart is applied to a system without dot size modulation, and is an example in which evaluation is performed by narrowing down candidates as described in (Method 2) above.
まず、閾値マトリクスを初期化して、各閾値をゼロに初期化する。最初の閾値を格納する位置は予め定められた所定位置であり、当該所定位置に閾値を入力した後に閾値を1増加させる(ステップS310)。 First, the threshold matrix is initialized, and each threshold is initialized to zero. The position where the first threshold value is stored is a predetermined position, and the threshold value is incremented by 1 after the threshold value is input to the predetermined position (step S310).
次に、全ての位置を計算したか否かを判断し(ステップS312)、未計算の位置があれば、ステップS314へ進む。ステップS314では、閾値が既に決定している位置について、ドットモデル(ドットの大きさや濃度など具体的な条件を設定したモデル)に基づいて濃度分布を計算する。そして、この得られた濃度分布を所定の観察距離からの目視に相当する空間フィルタでフィルタリングした結果について、閾値が入力(決定)されていない位置の中で最小濃度に相当する位置を次の閾値入力位置の候補(「閾値候補」という。)として選ぶ(ステップS316)。このとき、候補が複数存在する場合は、そのなかで最もドット配置が良い位置を閾値候補に選ぶ。ドット配置の評価については、「R.A.P.S 」や「 Anisotropy 」など公知の手法を用いる。 Next, it is determined whether or not all positions have been calculated (step S312). If there are uncalculated positions, the process proceeds to step S314. In step S314, a density distribution is calculated based on a dot model (a model in which specific conditions such as dot size and density are set) at positions where threshold values have already been determined. Then, with respect to the result of filtering the obtained density distribution with a spatial filter corresponding to visual observation from a predetermined observation distance, a position corresponding to the minimum density among positions where no threshold is input (determined) is set as the next threshold value. It is selected as an input position candidate (referred to as “threshold candidate”) (step S316). At this time, if there are a plurality of candidates, the position having the best dot arrangement is selected as the threshold candidate. For the evaluation of dot arrangement, a known method such as “R.A.P.S” or “Anisotropy” is used.
次に、選んだ閾値候補位置について、依存関係の配列DIE(i,j) に基づきドット変位が発生するか確認する(ステップS318)。そして、ドット変位が発生するか否かの判定を行い(ステップS320)、ドット変位が発生しなければ(NO判定時)、ステップS322へ進み、当該候補位置を次の閾値位置(閾値を入力すべき位置)に決定し、ここに閾値を入力する。 Next, it is confirmed whether or not dot displacement occurs for the selected threshold candidate position based on the dependency array DIE (i, j) (step S318). Then, it is determined whether or not dot displacement occurs (step S320). If dot displacement does not occur (NO determination), the process proceeds to step S322, and the candidate position is input to the next threshold position (threshold value is input). The threshold value is input here.
その一方、ステップS320においてドット変位が発生すると判定された場合(YES判定時)は、ステップS324へ進む。ステップS324では、濃度分布を所定の観察距離からの目視に相当する空間フィルタでフィルタリングした結果について、閾値が入力されていない位置のなかで、濃度の小さい方から所定の画素数を閾値候補として、依存関係を含めて(配列DIEや配列DX を使ってどのように変化するのかを計算して) ドット配置を評価する。そして、最もドット配置が良い候補位置を次の閾値位置に決定し、当該位置に閾値を入力する(ステップS326)。 On the other hand, if it is determined in step S320 that dot displacement occurs (YES determination), the process proceeds to step S324. In step S324, as a result of filtering the density distribution with a spatial filter corresponding to visual observation from a predetermined observation distance, a predetermined number of pixels from a lower density among the positions where no threshold is input as threshold candidates. Evaluate dot placement, including dependencies (calculating how array DIE and array DX change). Then, the candidate position with the best dot arrangement is determined as the next threshold position, and the threshold value is input to the position (step S326).
ステップS322又はステップS326の後は、閾値を1だけ増加させて(ステップS328)、ステップS312に戻る。閾値マトリクスの全ての位置について閾値の入力が済むまでステップS312〜S328の処理が繰り返され、全ての位置を計算し終えたら、ステップS312でYES判定となって、この処理ルーチンを抜けて終了する。こうして、閾値マトリクスが完成する。 After step S322 or step S326, the threshold value is increased by 1 (step S328), and the process returns to step S312. Steps S312 to S328 are repeated until threshold values have been input for all positions in the threshold matrix. When all positions have been calculated, a YES determination is made in step S312, and the process routine is exited and the process ends. Thus, the threshold matrix is completed.
図17は、閾値の決定手順に関する他の例を示すフローチャートである。このフローチャートは、ドットサイズの変調を行うシステムに適用される。図17中、図16に示したフローチャートと共通する工程には同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。図16のステップS312、S316,S324に代えて、図17ではドットサイズの変更をも考慮して、それぞれステップS312’、S316’、S324’となっている。各ステップの処理内容は図17に記載のとおりである。 FIG. 17 is a flowchart illustrating another example of the threshold determination procedure. This flowchart is applied to a system that performs dot size modulation. In FIG. 17, steps that are the same as those in the flowchart shown in FIG. 16 are given the same step numbers, and descriptions thereof are omitted. In place of steps S312, S316, and S324 in FIG. 16, steps S312 ', S316', and S324 'are taken into consideration in FIG. The processing content of each step is as described in FIG.
ドットサイズを変更できるシステムの場合、1つのドット形成位置にドットサイズの異なる複数種類のドットを形成することができるため、閾値マトリクスは単なるドットのオン/オフを規定するのみならず、同一位置におけるドットサイズの切り替えをも規定するため、ドットサイズの種類数に応じた階層構造(3次元構造)となる。 In the case of a system that can change the dot size, since a plurality of types of dots having different dot sizes can be formed at one dot formation position, the threshold matrix not only defines on / off of dots but also at the same position. Since switching of the dot size is also defined, a hierarchical structure (three-dimensional structure) corresponding to the number of types of dot sizes is formed.
図18はドットサイズ変調に対応した閾値マトリクスの閾値が決定されていく様子を示した概念図である。例えば、ドットサイズを小・中・大の3種類で変更可能なシステムの場合、各ドット形成位置について、小サイズのドットがオンする閾値のレベル(第1階層)TH1 と、小サイズのドットオンから中サイズのドットに切り替わるときの閾値のレベル(第2階層)TH2 と、中サイズのドットオンから大サイズのドットに切り替わるときの閾値のレベル(第3階層)TH3 と、の3段階の階層構造でそれぞれ閾値が設定(入力)されることになる。全てのドット形成位置について各階層の閾値が全て決定されるまで、図17のステップS312’〜S328’が繰り返される。全ての位置及びドットサイズを計算し終えたら、ステップS312’でYES判定となって、この処理ルーチンを抜けて終了する。こうして、閾値マトリクスが完成する。 FIG. 18 is a conceptual diagram showing how threshold values of a threshold value matrix corresponding to dot size modulation are determined. For example, in a system in which the dot size can be changed in three types, small, medium, and large, for each dot formation position, the threshold level (first layer) TH1 at which the small size dot is turned on and the small size dot on Threshold level (second layer) TH2 when switching from medium size to medium size dot and threshold level (third layer) TH3 when switching from medium size dot on to large size dot A threshold value is set (input) for each structure. Steps S312 'to S328' of Fig. 17 are repeated until all threshold values of each layer are determined for all dot formation positions. When all positions and dot sizes have been calculated, a YES determination is made in step S312 ', and the process routine is exited and the process ends. Thus, the threshold matrix is completed.
上述のように、本発明の実施形態に係る閾値マトリクスの作成方法によって得られた閾値マトリクスを用いてデジタルハーフトーニングを行うことにより、依存関係に基づいたドット変位を含めた最適なドット配置を決定でき、高品質な画像を得ることができる。 As described above, by performing digital halftoning using the threshold matrix obtained by the threshold matrix creation method according to the embodiment of the present invention, the optimum dot arrangement including the dot displacement based on the dependency relationship is determined. And high-quality images can be obtained.
上述した閾値マトリクスの作成方法はコンピュータを用いて実現することができる。すなわち、上述した閾値マトリクスの作成方法のアルゴリズムをコンピュータに実行させるプログラム(閾値マトリクス作成プログラム)を作成し、このプログラムによってコンピュータを動作させることにより、当該コンピュータを閾値マトリクスの作成装置として機能させることができる。 The threshold matrix creation method described above can be realized using a computer. That is, a program (threshold matrix creation program) for causing a computer to execute the algorithm of the threshold matrix creation method described above is created, and the computer is operated by this program so that the computer functions as a threshold matrix creation device. it can.
〔閾値マトリクスの作成装置の一例であるコンピュータシステムの説明〕
図19はコンピュータのシステム構成例を示すブロック図である。コンピュータ70は、本体72と、ディスプレイ(表示手段)74及びキーボードやマウスなど入力装置(各種の指示を入力するための入力手段)76から構成される。本体72内には中央演算処理装置(CPU)80、RAM82、ROM84、入力装置76からの信号入力を制御する入力制御部86、ディスプレイ74に対して表示用の信号を出力する表示制御部88、ハードディスク装置90、通信インターフェース92、及びメディアインターフェース94などを有し、これら各回路はバス96を介して相互に接続されている。
[Description of Computer System as an Example of Threshold Matrix Generation Device]
FIG. 19 is a block diagram illustrating a system configuration example of a computer. The
CPU80は、全体の制御装置及び演算装置(演算手段)として機能する。RAM82は、データの一時記憶領域やCPU80によるプログラム実行時の作業用領域として利用される。ROM84は、CPU80を動作させるブートプログラムや各種設定値・ネットワーク接続情報などを記憶する書き換え可能な不揮発性の記憶手段である。ハードディスク装置90には、オペレーティングシステム(OS)や各種のアプリケーションソフト(プログラム)やデータ等が格納される。
The
通信インターフェース92は、USBやLAN、Bluetooth など所定の通信方式に従って外部機器や通信ネットワークに接続するための手段である。本例では、通信インターフェース92を介してスキャナー(不図示)などの読取装置を接続することができる。メディアインターフェース94は、メモリカードや磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスクに代表される外部記憶装置98の読み書き制御を行う手段である。
The
ドット相互の依存関係を示す情報や、その依存関係によるドット変位量の情報は、スキャナーなどの装置を用いて実際にドットパターンを読み取って測定することで取得してもよいし、予め実験等によって把握した値を入力装置76から入力したり、通信インターフェース92やメディアインターフェース94を介してデータとして取得したりしてもよい。
Information indicating the mutual dependency between dots, and information on the amount of dot displacement due to the dependency may be obtained by actually reading and measuring a dot pattern using a device such as a scanner, or by experiments or the like in advance. The grasped value may be input from the
本発明の実施形態に係る閾値マトリクス作成プログラムは、ハードディスク装置90、或いは外部記憶装置98に格納されており、必要に応じて当該プログラムが読み出され、RAM82に展開されて実行される。或いは、通信インターフェース92を介して接続される不図示のネットワーク上に設置されたサーバによってプログラムが提供される態様も可能であるし、インターネット上のサーバによって本プログラムによる演算処理サービスを提供するという態様も考えられる。
The threshold value matrix creating program according to the embodiment of the present invention is stored in the
オペレータは、ディスプレイ74上に表示される不図示のアプリケーションウインドウを見ながら入力装置76を操作して所望のマトリクスサイズや各種初期値の設定等の必要事項を入力することができるとともに、演算結果をディスプレイ74上で確認することができる。
The operator can input necessary items such as a desired matrix size and various initial value settings by operating the
図19では、コンピュータ70に閾値マトリクスの作成装置としての機能を実現させる例を述べたが、本発明による閾値マトリクスの作成機能を備えた専用の装置を構成する態様も可能である。
In FIG. 19, an example in which the
〔閾値マトリクスを用いたインクジェット記録装置の説明〕
次に、上述した閾値マトリクス作成方法によって作成された閾値マトリクスが適用されるインクジェット記録装置の例を説明する。
[Description of Inkjet Recording Apparatus Using Threshold Matrix]
Next, an example of an ink jet recording apparatus to which the threshold matrix created by the threshold matrix creating method described above is applied will be described.
図20は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示すインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置110は、黒(K),シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)の各インクに対応して設けられた複数のインクジェット記録ヘッド(以下、ヘッドという。)112K,112C,112M,112Yを有する印字部112と、各ヘッド112K,112C,112M,112Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部114と、記録媒体たる記録紙116を供給する給紙部118と、記録紙116のカールを除去するデカール処理部120と、前記印字部112のノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙116の平面性を保持しながら記録紙116を搬送するベルト搬送部122と、印字部112による印字結果を読み取る印字検出部124と、記録済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部126とを備えている。
FIG. 20 is an overall configuration diagram of an ink jet recording apparatus showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the ink
インク貯蔵/装填部114は、各ヘッド112K,112C,112M,112Yに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド112K,112C,112M,112Yと連通されている。また、インク貯蔵/装填部114は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段)を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
The ink storage /
図20では、給紙部118の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
In FIG. 20, a magazine for rolled paper (continuous paper) is shown as an example of the
複数種類の記録媒体(メディア)を利用可能な構成にした場合、メディアの種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類(メディア種)を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。 When a plurality of types of recording media (media) can be used, an information recording body such as a barcode or a wireless tag that records media type information is attached to a magazine, and information on the information recording body is read by a predetermined reader. It is preferable to automatically determine the type of recording medium to be used (media type) and to perform ink ejection control so as to realize appropriate ink ejection according to the media type.
給紙部118から送り出される記録紙116はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部120においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム130で記録紙116に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
The
ロール紙を使用する装置構成の場合、図20のように、裁断用のカッター(第1のカッター)128が設けられており、該カッター128によってロール紙は所望のサイズにカットされる。なお、カット紙を使用する場合には、カッター128は不要である。
In the case of an apparatus configuration using roll paper, a cutter (first cutter) 128 is provided as shown in FIG. 20, and the roll paper is cut to a desired size by the
デカール処理後、カットされた記録紙116は、ベルト搬送部122へと送られる。ベルト搬送部122は、ローラ131、132間に無端状のベルト133が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部112のノズル面及び印字検出部124のセンサ面に対向する部分が水平面(フラット面)をなすように構成されている。
After the decurling process, the
ベルト133は、記録紙116の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴(不図示)が形成されている。図20に示したとおり、ローラ131、132間に掛け渡されたベルト133の内側において印字部112のノズル面及び印字検出部124のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ134が設けられており、この吸着チャンバ134をファン135で吸引して負圧にすることによって記録紙116がベルト133上に吸着保持される。なお、吸引吸着方式に代えて、静電吸着方式を採用してもよい。
The
ベルト133が巻かれているローラ131、132の少なくとも一方にモータ(図25中符号188)の動力が伝達されることにより、ベルト133は図20上の時計回り方向に駆動され、ベルト133上に保持された記録紙116は図20の左から右へと搬送される。
When the power of the motor (
縁無しプリント等を印字するとベルト133上にもインクが付着するので、ベルト133の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部136が設けられている。ベルト清掃部136の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組合せなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。
Since ink adheres to the
なお、ベルト搬送部122に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
It is possible to use a roller / nip conveyance mechanism instead of the
ベルト搬送部122により形成される用紙搬送路上において印字部112の上流側には、加熱ファン140が設けられている。加熱ファン140は、印字前の記録紙116に加熱空気を吹き付け、記録紙116を加熱する。印字直前に記録紙116を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
A
印字部112の各ヘッド112K,112C,112M,112Yは、当該インクジェット記録装置110が対象とする記録紙116の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ(描画可能範囲の全幅)にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている(図21参照)。
Each of the
ヘッド112K,112C,112M,112Yは、記録紙116の送り方向に沿って上流側から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の色順に配置され、それぞれのヘッド112K,112C,112M,112Yが記録紙116の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。
The
ベルト搬送部122により記録紙116を搬送しつつ各ヘッド112K,112C,112M,112Yからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙116上にカラー画像を形成し得る。
A color image can be formed on the
このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド112K,112C,112M,112Yを色別に設ける構成によれば、紙送り方向(副走査方向)について記録紙116と印字部112を相対的に移動させる動作を1回行うだけで(すなわち1回の副走査で)、記録紙116の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
As described above, according to the configuration in which the full-line heads 112K, 112C, 112M, and 112Y having nozzle rows that cover the entire width of the paper are provided for each color, the
本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。 In this example, the configuration of KCMY standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink, dark ink, and special color ink are used as necessary. May be added. For example, it is possible to add an ink jet head that discharges light ink such as light cyan and light magenta. Also, the arrangement order of the color heads is not particularly limited.
図20に示した印字検出部124は、印字部112の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ(ラインセンサ又はエリアセンサ)を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からドット相互の依存関係やドット変位量を測定する手段として機能するとともに、ノズルの目詰まりや着弾位置ずれなどの吐出不良をチェックする手段として機能する。各色のヘッド112K,112C,112M,112Yにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部124により読み取られ、各ヘッドの依存関係の測定や吐出判定が行われる。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。
The
印字検出部124の後段には後乾燥部142が設けられている。後乾燥部142は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。
A
多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。 When printing on porous paper with dye-based ink, the weather resistance of the image is improved by preventing contact with ozone or other things that cause dye molecules to break by pressurizing the paper holes with pressure. There is an effect to.
後乾燥部142の後段には、加熱・加圧部144が設けられている。加熱・加圧部144は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ145で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
A heating /
こうして生成されたプリント物は排紙部126から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置110では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部126A、126Bへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)148によってテスト印字の部分を切り離す。また、図20には示さないが、本画像の排出部126Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
The printed matter generated in this manner is outputted from the
〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド112K,112C,112M,112Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号150によってヘッドを示すものとする。
[Head structure]
Next, the structure of the head will be described. Since the structures of the
図22(a) はヘッド150の構造例を示す平面透視図であり、図22(b) はその一部の拡大図である。また、図22(c) はヘッド150の他の構造例を示す平面透視図、図23は1つの液滴吐出素子(1つのノズル151に対応したインク室ユニット)の立体的構成を示す断面図(図22(a) 中の23−23線に沿う断面図)である。
FIG. 22A is a plan perspective view showing an example of the structure of the
記録紙116上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド150におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド150は、図22(a),(b) に示したように、インク吐出口であるノズル151と、各ノズル151に対応する圧力室152等からなる複数のインク室ユニット(液滴吐出素子)153を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(紙送り方向と直交する方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。
In order to increase the dot pitch printed on the
記録紙116の送り方向と略直交する方向に記録紙116の全幅に対応する長さにわたり1列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図22(a) の構成に代えて、図22(c) に示すように、複数のノズル151が2次元に配列された短尺のヘッドモジュール150’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙116の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。
The configuration in which one or more nozzle rows are formed over a length corresponding to the entire width of the
各ノズル151に対応して設けられている圧力室152は、その平面形状が概略正方形となっており(図22(a),(b) 参照)、対角線上の両隅部の一方にノズル151への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口(供給口)154が設けられている。なお、圧力室152の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形(菱形、長方形など)、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
The
図23に示したように、各圧力室152は供給口154を介して共通流路155と連通されている。共通流路155はインク供給源たるインクタンク(不図示)と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路155を介して各圧力室152に分配供給される。
As shown in FIG. 23, each
圧力室152の一部の面(図23において天面)を構成している加圧板(共通電極と兼用される振動板)156には個別電極157を備えたアクチュエータ158が接合されている。個別電極157と共通電極間に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ158が変形して圧力室152の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル151からインクが吐出される。なお、アクチュエータ158には、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムなどの圧電体を用いた圧電素子が好適に用いられる。インク吐出後、アクチュエータ158の変位が元に戻る際に、共通流路155から供給口154を通って新しいインクが圧力室152に供給される。
An
上述した構造を有するインク室ユニット153を図24に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。
As shown in FIG. 24, the
すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット153を一定のピッチdで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチPはd× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル151が一定のピッチPで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が1インチ当たり2400個(2400ノズル/インチ)におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。
That is, with a structure in which a plurality of
なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、(1)全ノズルを同時に駆動する、(2)ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、(3)ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向(用紙の搬送方向と直交する方向)に1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。 When the nozzles are driven by a full line head having a nozzle row having a length corresponding to the entire printable width, (1) all the nozzles are driven simultaneously, (2) the nozzles are sequentially moved from one side to the other. (3) The nozzles are divided into blocks, and the nozzles are sequentially driven from one side to the other for each block, etc., and one line (1 in the width direction of the paper (direction perpendicular to the paper conveyance direction)) Driving a nozzle that prints a line of dots in a row or a line consisting of dots in a plurality of rows is defined as main scanning.
特に、図24に示すようなマトリクス状に配置されたノズル151を駆動する場合は、上記(3)のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル151-11 、151-12 、151-13 、151-14 、151-15 、151-16 を1つのブロックとし(他にはノズル151-21 、…、151-26 を1つのブロック、ノズル151-31 、…、151-36 を1つのブロック、…として)、記録紙116の搬送速度に応じてノズル151-11 、151-12 、…、151-16 を順次駆動することで記録紙116の幅方向に1ラインを印字する。
In particular, when driving the
一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。 On the other hand, by relatively moving the above-mentioned full line head and the paper, printing of one line (a line formed by one line of dots or a line composed of a plurality of lines) formed by the above-described main scanning is repeatedly performed. This is defined as sub-scanning.
そして、上述の主走査によって記録される1ライン(或いは帯状領域の長手方向)の示す方向を主走査方向といい、上述の副走査を行う方向を副走査方向という。すなわち、本実施形態では、記録紙116の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
The direction indicated by one line (or the longitudinal direction of the belt-like region) recorded by the main scanning is referred to as a main scanning direction, and the direction in which the sub scanning is performed is referred to as a sub scanning direction. In other words, in the present embodiment, the conveyance direction of the
本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子(圧電素子)に代表されるアクチュエータ158の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。
In implementing the present invention, the nozzle arrangement structure is not limited to the illustrated example. In this embodiment, a method of ejecting ink droplets by deformation of an
〔制御系の説明〕
図25は、インクジェット記録装置110のシステム構成を示すブロック図である。同図に示したように、インクジェット記録装置110は、通信インターフェース170、システムコントローラ172、画像メモリ174、ROM175、モータドライバ176、ヒータドライバ178、プリント制御部180、画像バッファメモリ182、ヘッドドライバ184等を備えている。
[Explanation of control system]
FIG. 25 is a block diagram illustrating a system configuration of the
通信インターフェース(画像入力手段に相当)170は、ホストコンピュータ186から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース170にはUSB、IEEE1394、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
A communication interface (corresponding to an image input unit) 170 is an interface unit that receives image data sent from the
ホストコンピュータ186から送出された画像データは通信インターフェース170を介してインクジェット記録装置110に取り込まれ、一旦画像メモリ174に記憶される。画像メモリ174は、通信インターフェース170を介して入力された画像を格納する記憶手段であり、システムコントローラ172を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ174は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
Image data sent from the
システムコントローラ172は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置110の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ172は、通信インターフェース170、画像メモリ174、モータドライバ176、ヒータドライバ178等の各部を制御し、ホストコンピュータ186との間の通信制御、画像メモリ174及びROM175の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ188やヒータ189を制御する制御信号を生成する。
The system controller 172 includes a central processing unit (CPU) and its peripheral circuits, and functions as a control device that controls the entire
ROM175には、システムコントローラ172のCPUが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。また、ハーフトーニング処理に用いられる閾値マトリクスのデータや依存関係を調べるためのテストパターンを打滴するためのプログラムもこのROM175に格納されている。つまり、ROM175は閾値マトリクス記憶手段に相当する。ROM175は、書換不能な記憶手段であってもよいし、EEPROMのような書換可能な記憶手段であってもよい。画像メモリ174は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びCPUの演算作業領域としても利用される。
The
モータドライバ176は、システムコントローラ172からの指示に従って搬送系のモータ188を駆動するドライバ(駆動回路)である。ヒータドライバ178は、システムコントローラ172からの指示に従って後乾燥部142等のヒータ189を駆動するドライバである。
The
プリント制御部180は、システムコントローラ172の制御に従い、画像メモリ174内の画像データ(元画像のデータ) から印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ(ドットデータ)をヘッドドライバ184に供給する制御部である。
The
プリント制御部180には画像バッファメモリ182が備えられており、プリント制御部180における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ182に一時的に格納される。なお、図25において画像バッファメモリ182はプリント制御部180に付随する態様で示されているが、画像メモリ174と兼用することも可能である。また、プリント制御部180とシステムコントローラ172とを統合して1つのプロセッサで構成する態様も可能である。
The
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース170を介して外部から入力され、画像メモリ174に蓄えられる。この段階では、例えば、RGBの画像データが画像メモリ174に記憶される。
An outline of the flow of processing from image input to print output is as follows. Image data to be printed is input from the outside via the
インクジェット記録装置110では、インク(色材) による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調(画像の濃淡)をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、画像メモリ174に蓄えられた元画像(RGB)のデータは、システムコントローラ172を介してプリント制御部180に送られ、該プリント制御部180において閾値マトリクスを用いたハーフトーン化処理によってインク色ごとのドットデータに変換される。
In the ink
すなわち、プリント制御部180は、入力されたRGB画像データをK,C,M,Yの4色のドットデータに変換する処理を行う。本発明を適用して作成された閾値マトリクス(本例の場合、色別に閾値マトリクスが用意される)はプリント制御部180に組み込まれ、上述の元画像からドットデータへの変換処理に使用される。こうして、プリント制御部180で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ182に蓄えられる。
That is, the
ヘッドドライバ184は、プリント制御部180から与えられる印字データ(すなわち、画像バッファメモリ182に記憶されたドットデータ)に基づき、ヘッド150の各ノズル151に対応するアクチュエータ158を駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ184にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
The
ヘッドドライバ184から出力された駆動信号がヘッド150に加えられることによって、該当するノズル151からインクが吐出される。記録紙116の搬送速度に同期してヘッド150からのインク吐出を制御することにより、記録紙116上に画像が形成される。
When the drive signal output from the
上記のように、プリント制御部180における所要の信号処理を経て生成されたドットデータに基づき、ヘッドドライバ184を介して各ノズルからのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
As described above, the ejection amount and ejection timing of ink droplets from each nozzle are controlled via the
印字検出部124は、図20で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録紙116に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況(吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など)を検出し、その検出結果をプリント制御部180に提供する。なお、この印字検出部124に代えて、又はこれと組み合わせて他の吐出検出手段(吐出異常検出手段に相当)を設けてもよい。
As described with reference to FIG. 20, the
他の吐出検出手段としては、例えば、ヘッド150の各圧力室152内又はその近傍に圧力センサを設け、インク吐出時或いは圧力測定用のアクチュエータ駆動時などに、この圧力センサから得られる検出信号から吐出異常を検出する態様(内部検出方法)、或いは、レーザ発光素子などの光源と受光素子から成る光学検出系を用い、ノズルから吐出された液滴にレーザ光等の光を照射し、その透過光量(受光量)によって飛翔液滴を検出する態様(外部検出方法)などがあり得る。
As another ejection detection means, for example, a pressure sensor is provided in or near each
プリント制御部180は、必要に応じて印字検出部124或いは図示しない他の吐出検出手段から得られる情報に基づいてヘッド150に対する各種補正を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作(ノズル回復動作)を実施する制御を行う。
The
また、このインクジェット記録装置110は、使用されるインクの種類に関する情報(インク種の情報)を取得するインク情報読取部190と、記録紙116の種類(メディア種)に関する情報を取得するメディア種検出部192と、を備えており、これら各部から得られた情報はシステムコントローラ172に送られる。
The ink
インク種の情報を取得する手段としては、例えば、インクタンクのカートリッジの形状(インク種を識別可能な特定の形状)、或いはカートリッジに組み込まれたバーコードやICチップなどからインクの物性情報を読み取る手段を用いることができる。その他、ユーザインターフェースを利用してオペレータが必要な情報を入力してもよい。 As a means for acquiring ink type information, for example, the ink physical property information is read from the shape of the cartridge of the ink tank (a specific shape that can identify the ink type) or a barcode or IC chip incorporated in the cartridge. Means can be used. In addition, the operator may input necessary information using a user interface.
メディア種検出部192は、記録紙116の種類(紙種)やサイズを検出する手段である。例えば、図20で説明した給紙部118のマガジンに付されたバーコード等の情報を読み込む手段、用紙搬送路中の適当な場所に配置されたセンサ(用紙幅検出センサ、用紙の厚みを検出するセンサ、用紙の反射率を検出するセンサなど)が用いられ、これらの適宜の組合せも可能である。また、これら自動検出の手段に代えて、若しくはこれと併用して、所定のユーザインターフェースからの入力によって紙種やサイズ等の情報を指定する構成も可能である。
The media
システムコントローラ172及びプリント制御部180は、インク情報読取部190及びメディア種検出部192から得られる情報に基づいて、最適な閾値マトリクスを選択するとともに、インク量(液滴サイズ、吐出駆動タイミング、或いはこれらの組合せ)を制御する。すなわち、システムコントローラ172又はプリント制御部180、若しくはシステムコントローラ172とプリント制御部180の組合せが本発明における「ハーフトーニング処理手段」、「テストパターン形成制御手段」として機能するとともに、ハーフトーニング処理の結果に基づいて打滴制御を行う打滴制御手段として機能する。
The system controller 172 and the
上記構成のインクジェット記録装置110によれば、液滴干渉が発生しても、ドット変位による画質低下の少ない良好な画像を得ることができる。
According to the ink
既に説明したとおり、ドット相互の依存関係は時間的要素と空間的要素とで決定される。すなわち、印字速度(ヘッドに対する記録媒体の相対速度)を変えると液滴間の着弾時間差が変り、依存関係は変化する。また、インクの種類や記録媒体の種類(これらの組合せ)を変えると、記録媒体上での液滴の振る舞いが変化し、影響する空間量が変化する。したがって、印字速度、インク種、記録媒体種のうち、少なくとも1つを変更可能なシステムの場合は、その変更に応じて使用する閾値マトリクスを変更する態様が好ましい。 As already described, the mutual dependency between dots is determined by a temporal element and a spatial element. That is, when the printing speed (relative speed of the recording medium with respect to the head) is changed, the landing time difference between the droplets changes, and the dependency changes. In addition, when the type of ink or the type of recording medium (a combination thereof) is changed, the behavior of the droplets on the recording medium changes, and the affected space amount changes. Therefore, in the case of a system in which at least one of the printing speed, ink type, and recording medium type can be changed, it is preferable to change the threshold matrix used in accordance with the change.
この際、閾値マトリクスを再計算して求めてもよいし、予め各条件に対応した複数の閾値マトリクスを記憶しておき、使用条件に合わせて対応する閾値マトリクスを読み出して置き換えるという態様も可能である。 At this time, the threshold matrix may be recalculated or a plurality of threshold matrices corresponding to each condition may be stored in advance, and the corresponding threshold matrix may be read and replaced in accordance with the use conditions. is there.
或いはまた、図1乃至図19で説明した閾値マトリクスの作成機能をインクジェット記録装置110に組み込む態様も可能である。この場合、図25で説明したROM175内に閾値マトリクスの作成プログラムが格納される。そして、必要に応じて依存関係を調べるためのテストパターンを印字し、印字検出部124によってテストパターンの印字結果を読み取り、読み取った情報を解析してドット間の依存関係やドット変位量に関する情報を取得する。こうして取得した情報に基づいて既述のように閾値マトリクスを生成し、ハーフトーニング処理に利用することもできる。
Alternatively, an embodiment in which the threshold matrix creation function described in FIGS. 1 to 19 is incorporated in the
上記の実施形態では、フルライン型の印字ヘッドを用いたインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。例えば、図26(a),(b)に示したように、記録媒体(記録紙116その他の印字媒体)216の幅Wm に足りない長さのラインヘッド(以下、印字ヘッド250という。)を用いて、複数回走査して画像形成する場合にも本発明は適用可能である。
In the above embodiment, an ink jet recording apparatus using a full line type print head has been exemplified, but the scope of application of the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b), a line head (hereinafter referred to as a print head 250) having a length insufficient for the width Wm of the recording medium (
なお、図26(a),(b)の印字ヘッド250内に描いた両向き矢印250Aはノズル並び方向とノズル列の長さを模式的に表しており、白抜き矢印252は印字ヘッド走査方向を表している。図26(a)は、1回目の走査の様子を示し、同(b)は走査位置を変えて実施されるN回目(Nは2以上の整数)の走査の様子を示している。
26A and 26B, the double-headed
図示のとおり、印字ヘッド250は、その長手方向(ノズル並び方向)が記録媒体216の幅方向に沿って配置され、不図示のヘッド走査手段(キャリッジ、走行ガイドなどの支持機構及びこれを駆動するためのモータ等の駆動手段を含む。)によって印字ヘッド走査方向(白抜き矢印252方向)及び記録媒体216の幅方向(図26において横方向)に移動可能に支持されている。
As shown in the figure, the
記録媒体216の幅方向に対する印字ヘッド250の位置(走査位置)を変えながら、印字ヘッド走査方向252に複数回の走査を実施することによって、記録媒体216上に画像が形成される。
An image is formed on the
なお、ここでは、印字ヘッド250を移動させる例を説明するが、記録媒体216に対して印字ヘッド250を相対的に移動させて走査を行えばよく、記録媒体216側を移動させる態様、或いは印字ヘッド250と記録媒体216の両方の移動を組み合わせて走査を行う態様も可能である。
Although an example in which the
図26(a),(b)に示したとおり、各走査において、印字ヘッド250はそれぞれ異なる位置を走査するが、これら各走査によって相対的に記録媒体216上を移動したノズルを、図27に示すように、仮想的な記録媒体幅(Wm)のラインヘッド255上の対応する位置のノズルとみなすことによって、印字ヘッド250を記録媒体216の幅Wm に対応する長さのノズル列255Aを有する仮想的なラインヘッド255の一部とみなすことができる。すなわち、この仮想的なラインヘッド(フルライン型ヘッド)255について、既述のフルライン型のヘッド150の実施形態と同様に本発明を適用可能である。
As shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b), the
また、図28(a),(b)に示すように、印字ヘッド250をシャトルスキャンして画像を形成する場合も同様に、仮想的なラインヘッドに変換可能であり、本発明のアルゴリズムを適用可能である。
Further, as shown in FIGS. 28A and 28B, when the
図28(a),(b)中、図26(a),(b)と同一又は類似する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。 In FIGS. 28A and 28B, the same or similar components as those in FIGS. 26A and 26B are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図28(a),(b)において、印字ヘッド250は、その長手方向(ノズル並び方向)が記録媒体216の送り方向(白抜き矢印254で示したメディア送り方向)に沿って配置され、メディア送り方向と略直交する方向に印字ヘッド250が走査される。
28A and 28B, the
印字ヘッド250による走査と、記録媒体216の移動との組合せによって、記録媒体216と印字ヘッド250との相対位置を変えながら、複数回の走査を行うことにより、記録媒体216上に画像が形成される。
An image is formed on the
〔第2の実施形態:誤差拡散法を用いる例〕
次に、本発明の他の実施形態について説明する。上述の第1の実施形態で説明した閾値マトリクスを利用する方法に代えて、誤差拡散法を利用する態様を以下に述べる。
[Second Embodiment: Example Using Error Diffusion Method]
Next, another embodiment of the present invention will be described. An embodiment using the error diffusion method instead of the method using the threshold matrix described in the first embodiment will be described below.
図29は、誤差拡散法を用いる画像形成方法の概略手順を示したフローチャートである。同図(a)に示したように、まず、依存関係を決定し(ステップS410)、依存関係による変位量の知見を得る(ステップS420)。続いて、誤差拡散処理の処理順序を決定し(ステップS430)、この決定した順序に従って誤差拡散処理を行う(ステップS440)。そして、誤差拡散処理におけるドット形成時には依存関係に基づくドット変位を考慮して注目画素の濃度を修正し、修正した値に基づいて誤差を計算する。 FIG. 29 is a flowchart showing a schematic procedure of an image forming method using the error diffusion method. As shown in FIG. 5A, first, the dependency relationship is determined (step S410), and knowledge of the displacement amount due to the dependency relationship is obtained (step S420). Subsequently, the processing order of error diffusion processing is determined (step S430), and error diffusion processing is performed according to the determined order (step S440). Then, at the time of dot formation in the error diffusion process, the density of the pixel of interest is corrected in consideration of the dot displacement based on the dependency, and the error is calculated based on the corrected value.
或いはまた、図29(b)のように、ステップS410とステップS420の間に「繰り返し単位の決定(ステップS415)の工程を付加する態様も可能である。繰り返し単位の決定は、誤差拡散法では必須の工程ではないが、依存関係を調べる範囲を減らして、更に依存関係の情報量を減らす意味で、繰り返し単位は利用できる。 Alternatively, as shown in FIG. 29 (b), it is possible to add a process of “determination of repeating unit (step S415) between step S410 and step S420. The determination of the repeating unit is performed by the error diffusion method. Although not an indispensable process, a repeating unit can be used in the sense of reducing the range of checking dependency relationships and further reducing the amount of dependency information.
〔処理順序の決定〕
液滴干渉の性質からみて、実際の打滴時間と逆転するような処理位置の順序は望ましくない。したがって、画素を処理する順序は依存関係と矛盾しないよう選択することが好ましい。
[Determination of processing order]
In view of the nature of the droplet interference, the order of the processing positions that reverses the actual droplet ejection time is undesirable. Therefore, it is preferable to select the order in which the pixels are processed so as not to contradict the dependency.
(矛盾のない処理順序がある場合)
矛盾のない処理順序がある場合とは、注目画素と依存関係にある画素については全てドット形成判断が済んでいる場合を意味する。図30(a)にその例を示す。
(When there is a consistent processing order)
The case where there is a consistent processing order means that the dot formation determination has been completed for all pixels having a dependency relationship with the target pixel. An example is shown in FIG.
この場合は、注目画素のドット形成を閾値と比較し、ドット形成時には依存関係に基づいて注目画素の濃度を修正(ドット変位)し、修正した値に基づいて誤差を計算する。誤差の拡散は公知技術を用いる。通常使われるラスタースキャン順以外に、同一ライン内で画素を飛び越すような処理も実施可能である。そのときは誤差拡散係数を周囲の位置関係に合わせて用意する。 In this case, the dot formation of the target pixel is compared with a threshold value, the density of the target pixel is corrected (dot displacement) based on the dependency during dot formation, and the error is calculated based on the corrected value. A known technique is used for error diffusion. In addition to the raster scan order that is normally used, it is possible to perform processing that skips pixels within the same line. At that time, an error diffusion coefficient is prepared in accordance with the surrounding positional relationship.
図31は矛盾のない処理順序がある場合の処理手順を示したフローチャートである。図示のように、まず、全ての位置を計算したか否かを判定し(ステップS510)、NOであれば、ステップS512へ進む。ステップS512では、既に処理済みの周辺画素からの誤差E(i,j) を求める。次いで、依存関係にある位置の処理済みドットサイズを求める(ステップS514)。 FIG. 31 is a flowchart showing a processing procedure when there is a consistent processing order. As shown in the figure, first, it is determined whether or not all positions have been calculated (step S510). If NO, the process proceeds to step S512. In step S512, an error E (i, j) from the already processed peripheral pixels is obtained. Next, a processed dot size at a position having a dependency relationship is obtained (step S514).
次に、注目位置のとり得るドットサイズsk の全てについて、依存関係にある位置のドットサイズから、組合せ配列CMB(sk,t1,t2,t3,t4,…) を作成するとともに、この組合せ配列からadsk=CMB(sk,t1,t2,t3,t4,…) の対応付けによってアドレスを発生させる。そして、ある組合せに対してどれだけドット変位が発生するか(実際にどれだけの濃度が期待できるか) というドット変位量ΔDk =DX(i,j,adsk) を求め、注目画素のドットサイズsk に対応する濃度Dk と、誤差E(i,j) と注目画素の濃度I(i,j) の和(E(i,j) +I(i,j) )を比較して、最も差の絶対値の小さいドットサイズ(ドットのオン・オフを含む)を決定し、この決定に対して発生する発生誤差Eo(i,j)を計算する(ステップS516)。すなわち、Fijk =|E(i,j) +I(i,j) −( Dk +ΔDk )|を最小とするドットサイズsk を求め、この決定に対して発生する発生誤差Eo(i,j)を計算する(ステップS516)。 Next, a combination array CMB (sk, t1, t2, t3, t4,...) Is created from the dot sizes at positions that are in a dependency relationship for all the dot sizes sk that can be taken by the target position, and from this combination array. An address is generated by associating adsk = CMB (sk, t1, t2, t3, t4,...). Then, a dot displacement amount ΔDk = DX (i, j, adsk) indicating how much dot displacement is generated for a certain combination (how much density can actually be expected) is obtained, and the dot size sk of the target pixel is obtained. Is compared with the density Dk corresponding to the sum of the error E (i, j) and the density I (i, j) of the pixel of interest (E (i, j) + I (i, j)). A dot size having a small value (including dot on / off) is determined, and a generated error Eo (i, j) generated for the determination is calculated (step S516). That is, the dot size sk that minimizes F ijk = | E (i, j) + I (i, j) − (Dk + ΔDk) | is obtained, and the generated error Eo (i, j) generated for this determination is obtained. Calculate (step S516).
次いで、発生誤差Eo(i,j)を未処理位置へ拡散し(ステップS518)、処理位置の順序に従い、次の画素位置を注目画素位置とする(ステップS520)。以後、ステップS510に戻り、ステップS510〜S520の処理を繰り返し、全ての位置についてドットの形成判断が終了したら、ステップS510においてYES判定となって、本処理を終了する。 Next, the generated error Eo (i, j) is diffused to the unprocessed position (step S518), and the next pixel position is set as the target pixel position in accordance with the processing position order (step S520). Thereafter, the process returns to step S510, and the processes of steps S510 to S520 are repeated. When the dot formation determination is completed for all positions, the determination is YES in step S510 and the process ends.
なお、図31のステップS516を図32のステップS516’に置換する態様も可能である。図32中、図31と同一の工程には同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。 Note that a mode in which step S516 in FIG. 31 is replaced with step S516 'in FIG. 32 is also possible. In FIG. 32, the same steps as those in FIG. 31 are denoted by the same step numbers, and the description thereof is omitted.
図32のステップS516’では、誤差E(i,j) と注目画素の濃度I(i,j) の和と多値の閾値T(i,j,a) を比較して、注目画素位置のドットサイズaを決定する。そして、決定されたドットサイズaについて、依存関係にある位置のドットサイズからads =CMB(a ,t1,t2,t3,t4, …) を求める。さらにドット変位量ΔD=DX(i,j,ads)を求め、注目画素のドットサイズaに対応する濃度Dについて、次式、
Eo(i,j)=D+ΔD+E(i,j) −I(I,j)
となる発生誤差Eo(i,j)を計算する。
In step S516 ′ in FIG. 32, the sum of the error E (i, j) and the density I (i, j) of the target pixel is compared with the multi-value threshold T (i, j, a) to determine the target pixel position. The dot size a is determined. Then, for the determined dot size a, ads = CMB (a, t1, t2, t3, t4,...) Is obtained from the dot size at a position having a dependency relationship. Further, a dot displacement amount ΔD = DX (i, j, ads) is obtained, and the density D corresponding to the dot size a of the target pixel is expressed by the following equation:
Eo (i, j) = D + ΔD + E (i, j) −I (I, j)
The generated error Eo (i, j) is calculated.
ステップS516’に続くステップS518,S520は図31で説明したとおりである。 Steps S518 and S520 subsequent to step S516 'are as described in FIG.
(矛盾のない処理順序がない場合)
次に、矛盾のない処理順序がない場合の処理方法について説明する。矛盾のない処理順序がある場合とは、注目画素と依存関係にある画素のうち幾つかはドット形成判断が済んでいない場合を意味する。図30(b)にその例を示す。
(If there is no consistent processing order)
Next, a processing method when there is no consistent processing order will be described. The case where there is a consistent processing order means that some of the pixels having a dependency relationship with the target pixel have not been subjected to dot formation determination. An example is shown in FIG.
この場合は、注目画素のドット形成を閾値と比較し、未処理位置Bについてはドット形成しないと仮定して、ドット形成時には依存関係に基づいて注目画素の濃度を修正(ドット変位)し、修正した値に基づいて誤差を計算する。この時の濃度修正量は、記憶しておく。なお、誤差の拡散は公知技術を用いる。次に、未処理位置Bのドット形成が決定した時に再び、この位置の濃度修正量を新たに計算し、記憶しておいた濃度修正量と異なる場合、新たに発生した誤差をこの位置Bの誤差と扱い、位置Bの誤差として拡散する。 In this case, the dot formation of the target pixel is compared with the threshold value, and it is assumed that no dot is formed for the unprocessed position B. At the time of dot formation, the density of the target pixel is corrected (dot displacement) based on the dependency relationship. The error is calculated based on the obtained value. The density correction amount at this time is stored. A known technique is used for error diffusion. Next, when the dot formation at the unprocessed position B is determined, the density correction amount at this position is newly calculated again. If the density correction amount is different from the stored density correction amount, the newly generated error is determined at this position B. Treated as an error and diffuses as an error at position B.
図33は矛盾のない処理順序がない場合の処理手順を示したフローチャートである。まず、全ての位置を計算したか否かを判定し(ステップS610)、NOであれば、ステップS612へ進む。ステップS612では、既に処理済みの周辺画素からの誤差E(i,j) を求める。次いで、依存関係にある位置の処理済みドットサイズを求める一方、依存関係にある位置で、未処理の位置についてはドットをオフと仮定する(ステップS614)。 FIG. 33 is a flowchart showing a processing procedure when there is no consistent processing order. First, it is determined whether or not all positions have been calculated (step S610). If NO, the process proceeds to step S612. In step S612, an error E (i, j) from the already processed peripheral pixels is obtained. Next, it is assumed that the processed dot size of the position in the dependency relationship is obtained, while the dot is turned off for the unprocessed position in the dependency relationship (step S614).
次に、注目位置のとり得るドットサイズsk の全てについて、依存関係にある位置のドットサイズから、組合せ配列CMB(sk,t1,t2,t3,t4,…) を作成するとともに、この組合せ配列からadsk=CMB(sk,t1,t2,t3,t4,…) の対応付けによってアドレスを発生させる。そして、ある組合せに対してどれだけドット変位が発生するか(実際にどれだけの濃度が期待できるか) というドット変位量ΔDk =DX(i,j,adsk) を求め、注目画素のドットサイズsk に対応する濃度Dk と、誤差E(i,j) と注目画素の濃度I(i,j) の和(E(i,j) +I(i,j) )を比較して、最も絶対値の差の小さいドットサイズ(ドットのオン・オフを含む)を決定し、この決定に対して発生する発生誤差Eo1(i,j) を計算する(ステップS616)。すなわち、Fijk =|E(i,j) +I(i,j) −( Dk +ΔDk )|を最小とするドットサイズsk を求め、この決定に対して発生する発生誤差Eo1(i,j) を計算する(ステップS616)。 Next, a combination array CMB (sk, t1, t2, t3, t4,...) Is created from the dot sizes at positions that are in a dependency relationship for all the dot sizes sk that can be taken by the target position, and from this combination array. An address is generated by associating adsk = CMB (sk, t1, t2, t3, t4,...). Then, a dot displacement amount ΔDk = DX (i, j, adsk) indicating how much dot displacement is generated for a certain combination (how much density can actually be expected) is obtained, and the dot size sk of the target pixel is obtained. And the sum of the error E (i, j) and the density I (i, j) of the target pixel (E (i, j) + I (i, j)) A dot size with a small difference (including dot on / off) is determined, and a generated error Eo1 (i, j) generated for this determination is calculated (step S616). That is, the dot size sk that minimizes F ijk = | E (i, j) + I (i, j) − (Dk + ΔDk) | is obtained, and the generated error Eo1 (i, j) generated for this determination is obtained. Calculation is performed (step S616).
次に、注目画素位置の決定したドットと対応するドット変位量ΔDk を記憶し(ステップS618)、注目画素位置を依存関係に含む画素位置のうち、既に処理済みの画素位置を抽出する(ステップS620)。すなわち、注目画素のドット形成が決定したので、この注目画素から影響を受ける画素位置を見直すべく、対象となる画素位置を抽出する。 Next, the dot displacement amount ΔDk corresponding to the dot whose target pixel position has been determined is stored (step S618), and the already processed pixel position is extracted from the pixel positions that include the target pixel position in the dependency relationship (step S620). ). That is, since the dot formation of the target pixel has been determined, the target pixel position is extracted in order to review the pixel position affected by the target pixel.
このとき、先の述べた依存関係を示す配列DIを活用して、注目画素から影響を受ける処理済みの画素位置を抽出する。ただし、ステップS618における演算上のテクニカルな方法としては、注目画素へ影響を与える画素という観点の依存関係を示した配列DIを活用する代わりに、予め、注目画素から影響を与える画素の表(依存関係を逆引きした配列)を用意しておき、この配列を使って、ステップS618の抽出処理を行う態様も可能である。 At this time, the processed pixel position affected by the target pixel is extracted by using the array DI indicating the dependency described above. However, as a technical method for calculation in step S618, instead of using the array DI that shows the dependency relationship from the viewpoint of the pixel that affects the target pixel, a table of pixels that affect the target pixel in advance (dependency It is also possible to prepare an array in which the relationship is reversed and prepare the extraction process in step S618 using this array.
こうして、ステップS618で抽出された画素位置について、依存関係にある全ての位置のドット形成が決定されているかどうかを判定し、依存関係にある全ての位置のドット形成が決定されたと判定された位置PL について、再度依存関係に基づいてドット変位量ΔD'Lを計算する(ステップS622)。 In this way, with respect to the pixel position extracted in step S618, it is determined whether or not dot formation at all positions having a dependency relationship has been determined, and the position at which it has been determined that dot formation at all positions having a dependency relationship has been determined. For PL, the dot displacement amount ΔD′L is calculated again based on the dependency relationship (step S622).
次いで、ステップS624へ進み、ステップS622において再度計算されたドット変位量ΔD'Lと、ステップS618で記憶しておいたドット変位量ΔDL の差を前記決定している位置PL について、全て計算し、和を求める。当該求めた和Σ(ΔD'L−ΔDL )を発生誤差Eo2(i,j) とする(ステップS624)。注目画素のドット形成が決定したことによって、周囲で確定する画素が1つとは限らず、このような画素が複数ある場合には、それら各画素について真実の値と仮に求めておいた値との差を全て計算し、これらの和を発生誤差Eo2(i,j) として求める。 Next, the process proceeds to step S624, and the difference between the dot displacement amount ΔD′L recalculated in step S622 and the dot displacement amount ΔDL stored in step S618 is calculated for all the determined positions PL. Find the sum. The calculated sum Σ (ΔD′L−ΔDL) is set as a generation error Eo2 (i, j) (step S624). Since the dot formation of the pixel of interest has been determined, the number of pixels to be determined in the surroundings is not limited to one, and when there are a plurality of such pixels, the true value and the value that has been tentatively obtained for each of these pixels All the differences are calculated, and the sum of these is obtained as the generated error Eo2 (i, j).
次いで、ステップS616で求めた発生誤差Eo1(i,j) と発生誤差Eo2(i,j) の和を注目画素位置の発生誤差Eo(i,j)として決定し(Eo(i,j)=Eo1(i,j) +Eo2(i,j) )、未処理位置へ誤差として拡散する(ステップS626)。 Next, the sum of the generated error Eo1 (i, j) and the generated error Eo2 (i, j) obtained in step S616 is determined as the generated error Eo (i, j) at the target pixel position (Eo (i, j) = Eo1 (i, j) + Eo2 (i, j)), and diffuses to the unprocessed position as an error (step S626).
そして、処理位置の順序に従い、次の画素位置を注目画素位置とする(ステップS628)。以後、ステップS610に戻り、ステップS610〜S628の処理を繰り返し、全ての位置についてドットの形成判断が終了したら、ステップS610においてYES判定となって、本処理フローを終了する。 Then, according to the order of the processing positions, the next pixel position is set as the target pixel position (step S628). Thereafter, the process returns to step S610, and the processes of steps S610 to S628 are repeated. When the dot formation determination is completed for all positions, the determination is YES in step S610, and the process flow ends.
図29乃至図33で説明した誤差拡散法によるハーフトーニング処理を行うことにより、液滴干渉が発生する場合でも、最適なドット配置を決定することができ、高品質な画像を得ることができる。 By performing the halftoning process using the error diffusion method described with reference to FIGS. 29 to 33, the optimum dot arrangement can be determined even when droplet interference occurs, and a high-quality image can be obtained.
30…ヘッド、32…ノズル、60…仮の最小単位、70…コンピュータ、72…本体、74…ディスプレイ、76…入力装置、80…CPU、110…インクジェット記録装置(画像形成装置に相当)、112…印字部、112K,112C,112M,112Y…ヘッド(記録ヘッドに相当)、116…記録紙(記録媒体に相当)、122…ベルト搬送部(搬送手段に相当)、150…ヘッド、150A…ノズル面、151…ノズル、152…圧力室、153…インク室ユニット(液滴吐出素子に相当)、170…通信インターフェース(画像入力手段に相当)、172…システムコントローラ、175…ROM(閾値マトリクス記憶手段に相当)、180…プリント制御部(画像処理装置、ハーフトーニング処理手段、テストパターン形成制御手段に相当)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記依存関係情報取得工程で取得した情報に基づいて注目位置で見込まれるドット変位量を特定するドット変位量特定工程と、
前記ドット変位量特定工程で特定されたドット変位量の情報を利用してドット配置を決定する演算を行うドット配置演算工程と、
を含むことを特徴とするドット配置決定方法。 A dependency information acquisition step for obtaining information for specifying a dependency relationship between dots in which droplet interference occurs;
A dot displacement amount specifying step for specifying a dot displacement amount expected at the position of interest based on the information acquired in the dependency relationship information acquiring step;
A dot placement calculation step for performing a calculation for determining dot placement using the information of the dot displacement amount specified in the dot displacement amount specifying step;
A dot arrangement determining method characterized by comprising:
前記依存関係情報取得工程で取得した情報から画像内における前記依存関係の繰り返し単位を決定する繰り返し単位決定工程と、
前記繰り返し単位決定工程で決定した繰り返し単位の整数倍で閾値マトリクスサイズを決定する閾値マトリクスサイズ決定工程と、
前記依存関係情報取得工程で取得した情報に基づいて注目位置で見込まれるドット変位量を特定するドット変位量特定工程と、
前記閾値マトリクスサイズ決定工程で決定されたサイズの閾値マトリクスの閾値に対応するドット配置の候補について、前記ドット変位量特定工程で特定された前記依存関係によるドット変位量の変化を含めた状態でドット配置の評価を行い、その評価結果に基づいて決定されたドット配置を基に前記閾値マトリクス内の未決定位置に閾値を入力する閾値決定工程と、
を含むことを特徴とする閾値マトリクスの作成方法。 A dependency information acquisition step for obtaining information for specifying a dependency relationship between dots in which droplet interference occurs;
A repeating unit determining step for determining a repeating unit of the dependency in the image from the information acquired in the dependency relationship information acquiring step;
A threshold matrix size determining step of determining a threshold matrix size by an integer multiple of the repeating unit determined in the repeating unit determining step;
A dot displacement amount specifying step for specifying a dot displacement amount expected at the position of interest based on the information acquired in the dependency relationship information acquiring step;
For the dot arrangement candidates corresponding to the threshold matrix threshold values determined in the threshold matrix size determining step, the dots including the change in the dot displacement amount due to the dependency specified in the dot displacement amount specifying step are included. A threshold determination step of performing an evaluation of the arrangement and inputting a threshold to an undetermined position in the threshold matrix based on the dot arrangement determined based on the evaluation result;
A threshold value matrix creation method characterized by comprising:
前記閾値マトリクスサイズ工程で決定されたサイズの閾値マトリクスの閾値に対応するドット配置の候補を選定する候補選定工程と、
前記候補選定工程で選定されたドット配置について、前記ドット変位量特定工程で特定された前記依存関係によるドット変位量の変化を含めた状態でドット配置の評価を行うドット配置評価工程と、
を含むことを特徴とする請求項2記載の閾値マトリクスの作成方法。 The threshold determination step includes
A candidate selection step of selecting a dot arrangement candidate corresponding to the threshold matrix threshold value of the size determined in the threshold matrix size step;
For the dot arrangement selected in the candidate selection step, a dot arrangement evaluation step for evaluating dot arrangement in a state including a change in dot displacement amount due to the dependency specified in the dot displacement amount specifying step;
The threshold value matrix creating method according to claim 2, wherein:
前記依存関係情報取得手段で取得した情報から画像内における前記依存関係の繰り返し単位を決定する繰り返し単位決定手段と、
前記繰り返し単位決定手段で決定した繰り返し単位の整数倍で閾値マトリクスサイズを決定する閾値マトリクスサイズ決定手段と、
前記依存関係情報取得手段で取得した情報に基づいて注目位置で見込まれるドット変位量を特定するドット変位量特定手段と、
前記閾値マトリクスサイズ決定手段で決定されたサイズの閾値マトリクスの閾値に対応するドット配置の候補について、前記ドット変位量特定工程で特定された前記依存関係によるドット変位量の変化を含めた状態でドット配置の評価を行い、その評価結果に基づいて決定されたドット配置を基に前記閾値マトリクス内の未決定位置に閾値を入力する閾値決定手段と、
を含むことを特徴とする閾値マトリクスの作成装置。 Dependency information acquisition means for obtaining information for specifying a dependency relationship between dots in which droplet interference occurs,
Repetitive unit determining means for determining the repetitive unit of the dependency in the image from the information acquired by the dependency information acquiring means;
Threshold matrix size determining means for determining a threshold matrix size by an integer multiple of the repeating unit determined by the repeating unit determining means;
Dot displacement amount specifying means for specifying the amount of dot displacement expected at the target position based on the information acquired by the dependency relationship information acquisition means;
For dot placement candidates corresponding to the threshold matrix threshold values determined by the threshold matrix size determining means, the dots including the change in dot displacement due to the dependency specified in the dot displacement specifying step are included. Threshold value determination means for performing an evaluation of the arrangement and inputting a threshold value to an undetermined position in the threshold value matrix based on a dot arrangement determined based on the evaluation result;
An apparatus for creating a threshold value matrix.
多階調のデジタル画像データを入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段から入力された前記デジタル画像データに前記閾値マトリクスを適用して面積階調によるドットデータを生成するハーフトーニング処理手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 Threshold matrix storage means for storing threshold matrix data created by the threshold matrix creation method according to claim 2;
Image input means for inputting multi-gradation digital image data;
Halftoning processing means for generating dot data by area gradation by applying the threshold matrix to the digital image data input from the image input means;
An image processing apparatus comprising:
多階調のデジタル画像データを入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段から入力された前記デジタル画像データに前記閾値マトリクスを適用して面積階調によるドットデータを生成するハーフトーニング処理手段と、
前記ハーフトーニング処理手段で生成されたドットデータに基づいて駆動される複数の液滴吐出素子が配列された液滴吐出素子列を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッド及び記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記記録媒体を相対移動させる搬送手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 Threshold matrix storage means for storing threshold matrix data created by the threshold matrix creation method according to claim 2;
Image input means for inputting multi-gradation digital image data;
Halftoning processing means for generating dot data by area gradation by applying the threshold matrix to the digital image data input from the image input means;
A recording head having a droplet discharge element array in which a plurality of droplet discharge elements that are driven based on the dot data generated by the halftoning processing means are arranged;
Conveying means for conveying at least one of the recording head and the recording medium to relatively move the recording head and the recording medium;
An image forming apparatus comprising:
前記閾値マトリクスの作成装置によって作成された閾値マトリクスのデータを記憶する閾値マトリクス記憶手段と、
多階調のデジタル画像データを入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段から入力された前記デジタル画像データに前記閾値マトリクスを適用して面積階調によるドットデータを生成するハーフトーニング処理手段と、
前記ハーフトーニング処理手段で生成されたドットデータに基づいて駆動される複数の液滴吐出素子が配列された液滴吐出素子列を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッド及び記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記記録ヘッドと前記記録媒体を相対移動させる搬送手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An apparatus for creating a threshold matrix according to claim 5;
Threshold matrix storage means for storing threshold matrix data created by the threshold matrix creating device;
Image input means for inputting multi-gradation digital image data;
Halftoning processing means for generating dot data by area gradation by applying the threshold matrix to the digital image data input from the image input means;
A recording head having a droplet discharge element array in which a plurality of droplet discharge elements that are driven based on the dot data generated by the halftoning processing means are arranged;
Conveying means for conveying at least one of the recording head and the recording medium to relatively move the recording head and the recording medium;
An image forming apparatus comprising:
9. The image forming apparatus according to claim 7, further comprising test pattern formation control means for controlling driving of the droplet discharge element so as to eject a test pattern for checking the dependency relationship.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008092191A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Fujifilm Corp | Image processing method and device, and image formation method and device |
JP2011207175A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Fujifilm Corp | Image forming device |
-
2005
- 2005-03-18 JP JP2005080163A patent/JP2006256259A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008092191A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Fujifilm Corp | Image processing method and device, and image formation method and device |
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A711 | Notification of change in applicant |
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