JP2007142803A - 画像処理方法、画像記録装置及び画像記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】階調性を低下させることなく低階調域においても、整合性が崩れるのを防止した高画質の画像記録を可能とする。
【解決手段】万線スクリーンを用いたハーフトーン処理を行うときに、基調方向が主走査方向に対して所定角度に傾斜された閾値マトリックス７０Ａと、この閾値マトリックス７０Ａと基調方向が同じで、低濃度域の閾値の配列パターンが、基調方向と直交する方向に沿う反射面によって閾値マトリックス７０Ａの鏡像となる閾値マトリックス７０Ｂを用い、閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｂを主走査方向及び副走査方向に沿って交互に適用する。これにより、基調方向と異なる方向に沿うドット配列が現れるのを防止することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、インク液滴を吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置などの画像記録装置に係り、詳細には、画像データに基づいた画像処理方法、画像記録装置及び画像が記録された画像記録媒体に関する。

記録用紙などの画像記録媒体（以下、記録用紙とする）に、デジタル画像データ（以下、画像データとする）に応じた画像を記録する画像記録装置には、電子写真プロセスを適用するものに加え、インク液滴を吐出するインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）などがある。

インクジェット記録装置では、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、（シアン）及びＫ（ブラック）のインク液を用いることにより、フルカラーの画像記録が可能となっており、また、多価金属等を含み、色材を凝集させる性質を有する処理液を、インク液によるドットに重ねて着弾させることにより、インクの滲みを防ぐようにしたものがある。

また、インクジェット記録装置では、記録用紙の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に沿った全域に、複数のノズルを配列した記録ヘッドを用い、記録ヘッドを主走査方向に移動することなく、記録ヘッドの液滴吐出ノズルからインク液滴を吐出して、記録紙に着弾させることにより画像を記録する提案がなされている。

ところで、インクジェット記録装置では、記録用紙上へのインク液の着弾位置のばらつきが、記録用紙の搬送方向（副走査方向）や搬送方向と直交する方向（主走査方向）に沿った黒筋や白筋などの濃淡として現れることがある。このような筋状の濃淡は、バンディング又はストリークスと呼ばれる。

一方、インクジェット記録装置などの画像記録装置には、低階調でしか記録できないものがあり、この場合には、高階調の画像データを低階調に量子化し、かつ、その低階調のデータで擬似的に中間調を再現するというハーフトーン処理が行われ、量子化されたデータに基づいて画像記録（ドット形成）される。

ここで、量子化される前の画像データの最小単位を画素、量子化された後の画像データの最小単位をドット（記録用紙上に着弾したインク滴に対応）と称する。

高階調の画像データを低階調の画像データに変換する、すなわち、量子化するハーフトーン処理には、誤差拡散法や、閾値マトリックス（例えば、ディザスクリーン、万線スクリーン）を用いる方法がある。これらの手法は、画素とドットが一対一に対応する。他に、一つの画素をｍ×ｎの複数のドットに変換し、そのドットの個数で階調を表すハーフトーン法も存在し、その手法は、濃度パターン法と呼ばれている。

校正用としては、実際の刷版を用いた印刷結果の網点に近い万線スクリーンを用いたハーフトーンが好まれることから、万線スクリーンを用いたハーフトーン処理の提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。

特許文献１〜特許文献３に記載されるごとき万線スクリーンを用いたハーフトーン処理をインクジェット記録装置に適用する場合、万線スクリーンのライン基調となる万線方向（ドットが出易い方向）をバンディングの方向と直交する方向とすることにより、バンディングを目立ちにくくすることが可能となる。

しかし、万線スクリーンを用いたハーフトーン処理により、記録用紙に記録される画像の明部（低濃度部）では、ドットがまばらなことと、同じスクリーンを用いることによる規則性から、万線方向のみでなく、他の基調（整列性）を持つドット配置が現れてしまう。

例えば、図７（Ａ）に示されるように、万線スクリーン処理する一つの領域９０に一つのドットＤ_１が形成される階調レベル１や、図７（Ｂ）に示されるように、一つの領域９０に二つのドットＤ_１、Ｄ_２が形成される階調レベル２などの低濃度（低階調）においては、各領域９０に形成されるドットに規則性があるため、万線方向Ｍのみでなく、主走査方向（紙面左右方向）、副走査方向（紙面上下方向）及び、万線方向Ｍと直交する方向にも基調が発生し、整合性が崩れてしまうという問題がある。

これに対して、特許文献１などでは、階調レベルを１ドット単位ではなく、例えば３ドット単位で変化させることにより、万線方向と異なる方向への基調発生を防止するようにしている。

しかしながら、３ドットなどの複数ドット単位で階調レベルを変化させることは、記録用紙に形成する画像の階調性を低下させてしまうことになる。すなわち、１６階調で表現できるときに、５〜６階調程度でしか画像記録ができなくなるという問題がある。
特開２００４−８００６５号公報 特開２００４−１５６７４号公報 特開２００４−１６６１６３号公報

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、所謂万線スクリーンを用いたハーフトーン処理によりバンディング等を抑えるときに、階調性を低下させることなく低階調域においても、整合性が崩れるのを防止して、高品質の画像記録が可能となるようにする画像処理方法、画像記録装置及び画像記録媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の画像処理方法は、画像記録媒体に形成するドットによって多階調画像の画像データに基づいた画像記録可能とする画像処理方法であって、基調方向が主走査方向ないし副走査方向に対して所定の角度で傾斜された第１の閾値マトリックス及び、基調方向が前記第１の閾値マトリックスと同じで、かつ、少なくとも低濃度域の閾値の配列パターンが第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスを用い、前記第１の閾値マトリックスと前記第２の閾値マトリックスを、主走査方向及び副走査方向に沿ってランダムに適用して、多階調画像の画像データに対してハーフトーン処理を行うことにより、前記記録媒体に前記ドットを形成する量子化データに変換する、ことを特徴とする。

この発明によれば、基調方向が同じであるが低濃度に対応するドットを形成するときの閾値の配列パターンが異なる第１の閾値マトリックスと第２の閾値マトリックスをランダムに用いてハーフトーン処理を行う。

これにより、例えば、低濃度の画像領域に対しては、ドットの位置がランダムとなるので、閾値マトリックスの基調方向と異なる方向へのドット配列に規則性が生じるのを抑えることができ、整合性が崩れるのを防止することができる。

このような本発明では、前記ランダムに換えて、前記第１の閾値マトリックスと前記第２の閾値マトリックスを、主走査方向及び副走査方向に交互に適用することができる。

また、本発明では、前記第２の閾値マトリックスは、基調方向が、前記第１の閾値マトリックスの前記基調方向と直交する方向に沿い、第１の閾値マトリックスの中心を通過する対称線に対して、少なくとも低濃度域の閾値の配列パターンが線対称とすることができる。

この発明によれば、第２の閾値マトリックスとして、基調方向が第１の閾値マトリックスの基調方向と直交する方向に沿い、第１の閾値マトリックスの中心を通過する対称線に対して、低濃度の閾値の配列パターンが、第１の閾値マトリックスと線対称となる閾値マトリックスを用いる。

すなわち、基調方向と直交する方向に沿った反射面に対して、低濃度域の閾値が第１の閾値マトリックスの配列パターンの鏡像となる配列パターンを有する閾値マトリックスを、第２の閾値マトリックスとすることができる。

また、前記第２の閾値マトリックスとして、前記第１の閾値マトリックスに対して、少なくとも低濃度域の閾値を含む複数の閾値の配列パターンが線対称である閾値マトリックスを適用することができ、また、前記第２の閾値マトリックスとして、閾値の配列パターンが異なる複数の閾値マトリックスが設定されているときに、第２の閾値マトリックスを該複数の前記閾値マトリックスから選択的に適用するものであっても良い。

さらに、前記第１の閾値マトリックスとして、前記基調方向に沿い、第１の閾値マトリックスの中心を通過する対称線に対して、前記低濃度域の閾値を除く少なくとも一部の閾値の配列パターンが線対称である閾値マトリックスを適用することができ、前記第１の閾値マトリックスとして、前記基調方向に沿った前記低濃度域の閾値の配列パターンが同じ複数の閾値マトリックスが設定されているときに、第１の閾値マトリックスを該複数の閾値マトリックスから選択的に適用するこができる。

このような本発明を適用する画像記録装置は、多階調画像の画像データに基づいた画像を、画像記録媒体に形成するドットよって記録する画像記録装置であって、基調方向が主走査方向ないし副走査方向に対して所定の角度で傾斜された第１の閾値マトリックス及び、基調方向が前記第１の閾値マトリックスと同じで、かつ、少なくとも低濃度域の閾値の配列パターンが第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスを、主走査方向及び副走査方向に沿ってランダムに適用して、前記画像データに対してハーフトーン処理を行って量子化データに変換する画像処理手段と、前記量子化データに基づいたドットを前記画像記録媒体に記録する画像記録手段と、を含むものであれば良く、前記画像処理手段が、前記ランダムに換えて、前記第１の閾値マトリックスと前記第２の閾値マトリックスを、主走査方向及び副走査方向に交互に適用するものであっても良い。

また、画像記録装置としては、前記画像処理手段が、前記第１の閾値マトリックスの前記基調方向と直交する方向に沿い、第１の閾値マトリックスの中心を通過する対称線に対して、少なくとも低濃度域の閾値の配列パターンが線対称である前記第２の閾値マトリックスを適用してもよく、前記第２の閾値マトリックスとして、前記第１の閾値マトリックスに対して、少なくとも低濃度域の閾値を含む複数の閾値の配列パターンが線対称である閾値マトリックスを含むときに、前記画像処理手段が、第２の閾値マトリックスを該複数の前記閾値マトリックスから選択的に適用することもできる。

さらに、画像記録装置としては、前記第１の閾値マトリックスとして、前記基調方向に沿い、第１の閾値マトリックスの中心を通過する対称線に対して、前記低濃度域の閾値を除く少なくとも一部の閾値の配列パターンが線対称である複数の閾値マトリックスを含むときに、前記画像処理手段が、第１の閾値マトリックスを該複数の閾値マトリックスから選択的に適用することができる。

また、画像記録装置としては、前記画像記録手段が、色材を含むインク液滴を前記記録媒体へ吐出して前記ドットを記録するインクジェット記録装置を用いることができる。

本発明によれば、万線スクリーンを用いたハーフトーン処理によりバンディングを抑えるときに、階調性を低下させることなく低階調域においても、高い整合性が得られ、高品質の画像記録が可能となるという優れた効果が得られる。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１には、本実施の形態に画像記録装置として適用したインクジェット記録装置１０の概略構成を示している。

インクジェット記録装置１０には、筐体１２内の下部に給紙トレイ１４が設けられている。この給紙トレイ１４には、画像記録媒体の一例とする記録用紙１６が積層されて収容されるようになっており、給紙トレイ１４に収容された記録用紙１６は、ピックアップロール１８によって最上層から１枚ずつ取り出される。

なお、以下では、画像記録媒体として記録用紙１６を例に説明するが、本発明はこれに限らず、画像記録装置で画像記録が可能な任意の画像記録媒体を適用することができる。

給紙トレイ１４から取り出された記録用紙１６は、複数の搬送ローラ対２０によって筐体１２内に形成された給紙用の搬送路２２に沿って搬送される。

筐体１２内には、給紙トレイ１４の上方に、駆動ロール２４と従動ロール２６に張架された無端の搬送ベルト２８が配置されている。この搬送ベルト２８は、駆動ロール２４の回転駆動によって周回移動されるようになっている。

また、この搬送ベルト２８の上方には、液滴吐出ヘッドとする記録ヘッドアレイ３０が配設されている。記録ヘッドアレイ３０は、駆動ロール２４と従動ロール２６の間で搬送ベルト２８の平坦部分に対向されており、記録ヘッドアレイ３０の対向領域が、記録ヘッドアレイ３０からインク液滴が吐出される吐出領域となっている。

搬送路２２を搬送された記録用紙１６は、搬送ベルト２８に保持されて、吐出領域へ向けて搬送される。記録ヘッドアレイ３０は、この記録用紙１６が吐出領域を通過するタイミングで、画像情報（画像データ）に応じてインク液滴を吐出し、吐出したインク液滴を記録用紙１６に付着させることにより、記録用紙１６に画像情報に応じた画像記録を行なう。

また、インクジェット記録装置１０では、記録用紙１６を、搬送ベルト２８で保持した状態で周回させることで、吐出領域内を複数回通過させ、所謂マルチパスによる画像記録が可能となっている。

なお、搬送ベルト２８を設けず、例えば円筒状あるいは円柱状に形成された搬送ロールの外周に、記録用紙１６を吸着するなどして保持して回転させることにより、記録用紙１６を吐出領域に対向させる構成としたものであっても良く、このときには、吐出領域を、搬送ロールの周面に沿って湾曲させるなどして、記録ヘッドアレイと記録用紙１６の間隔が、吐出領域内で略均一になるようにすれば良い。

本実施の形態に適用したインクジェット記録装置１０の記録ヘッドアレイ３０は、有効な画像記録領域（インク液滴の吐出領域）が記録用紙１６の搬送方向と直交する方向の長さ（記録用紙１６の幅）以上となる長尺とされており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び、ブラック（Ｋ）の４色に対応した４つのインクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドとする）３２（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）が、搬送方向に沿って配列されている。

記録ヘッドアレイ３０は、記録用紙１６の幅よりも長尺となっており、各色の記録ヘッド３２は、記録用紙１６の幅方向に沿ってインク滴を吐出するノズルが緊密に配列されて、記録用紙１６の幅方向に沿った全域に向けてインク液滴が吐出可能となっている。

なお、記録ヘッド３２は、例えばノズルを４列などの複数列として、各列のノズルが記録用紙１６の搬送方向に沿って重ならないように二次元的に配列することにより、記録用紙１６の幅方向に対してノズルが緊密に配列されるようにしている。また、本発明が適用される液滴吐出ヘッドの構成は、これに限るものではなく、任意の構成を適用することができる。

記録ヘッド３２は、図示しない液滴イジェクタのアクチュエータが画像データに応じて駆動されることにより、液滴イジェクタのそれぞれのノズルからインク液滴が吐出され、このインク液滴が記録用紙１６に着弾することによりドット状に付着される。このとき、記録ヘッド３２（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）ごとに、画像情報に基づいたデータに応じてインク液滴を吐出する各アクチュエータの駆動タイミング等が制御される。

これにより、インクジェット記録装置１０では、フルカラーの画像記録が可能となっている。なお、記録ヘッド３２においてインク液滴を吐出する構成は、サーマル方式、圧電方式など公知の構成を適用することができる。

記録ヘッドアレイ３０は、搬送方向と直交する方向に沿って不動とされているが、必要に応じて移動可能な構成であっても良く、これにより、マルチパスによる画像記録で、より解像度の高い画像記録を行ったり、液滴吐出の不具合を記録結果に現れることがないようにすることができる。なお、記録ヘッドアレイ３０としては、これに限らず、用紙１６の幅方向を主走査方向として、主走査方向へ移動されるものであっても良い。

筐体１２内には、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのインク液が貯留されるインクタンク３４（３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ）が設けられ、記録ヘッド３２のそれぞれには、インクタンク３４に対応するリザーバタンク（図示省略）が設けられている。インクタンク３４内のインク液は、リザーバタンク内のインク液が、記録ヘッド３２のそれぞれから記録用紙１６へ向けて吐出されるのに応じて、図示しないインク供給パイプを介してリザーバタンク内に補充される。

また、記録ヘッドアレイ３０の近傍には、４つの記録ヘッド３２（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）のそれぞれに対応する４つのメンテナンスユニット３６（３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋ）が配置されている。このメンテナンスユニット３６を用いて記録ヘッド３２のメンテナンスを行うときには、メンテナンスユニット３６を搬送ベルト２８と記録ヘッドアレイ３０の間に形成される隙間へ移動し、メンテナンスユニット３６のそれぞれを、記録ヘッド３２のノズル面（搬送ベルト２８側の面）に対向させる。

この状態で、メンテナンスユニット３６がバキューム、ダミージェット、ワイピング、キャッピング等の所定のメンテナンス動作を行う。なお、メンテナンスユニット３６は、２つずつの２組に分けられて、記録ヘッドアレイ３０を挟んで記録用紙１６の搬送方向上流側と下流側に配置されている。

インクジェット記録装置１０には、記録ヘッドアレイ３０の搬送路２２側に、搬送ベルト２８に対向して帯電ロール３８が設けられている。帯電ロール３８は、従動ロール２６との間で搬送ベルト２８と共に用紙１６を挟みつつ従動して、記録用紙１６を搬送ベルト２８へ押圧する押圧位置と、搬送ベルト２８から離間した離間位置との間を移動される。

この帯電ロール３８は、図示しない電源から所定電圧の電力が供給されることにより、接地された従動ロール２６との間で電位差が生じ、この電位差によって記録用紙１６に電荷を与えることにより、記録用紙１６を搬送ベルト２８へ静電吸着させるようにしている。なお、インクジェット記録装置１０には、帯電ロール３８よりも記録用紙１６の搬送方向上流側に図示しないレジロールが設けられており、このレジロールによって搬送ベルト２８と帯電ロール３８の間に送り込む記録用紙１６の位置合わせが行われるようになっている。

記録ヘッドアレイ３０より、記録用紙１６の搬送方向下流側には、剥離プレート４０が設けられており、画像記録された記録用紙１６は、この剥離プレート４０によって搬送ベルト２８から剥離される。なお、剥離プレート４０の下方側には、駆動ロール２４との間で搬送ベルト２８を挟持するクリーニングロール（図示省略）が配置されており、記録用紙１６が剥離された搬送ベルト２８の表面が、クリーニングロールによってクリーニングされるようにしている。

筐体１２の上部には、排紙トレイ４２が設けられ、剥離プレート４０の用紙搬送方向下流側には、記録用紙１６を排紙トレイ４２へ向けて搬送する排紙搬送路４４が形成されている。

排紙搬送路４４は、複数の搬送ローラ対４６を備えており、剥離プレート４０によって搬送ベルト２８から剥離された記録用紙１６は、搬送ローラ対４６によって搬送されて、排紙トレイ４２上に排出されて集積される。

また、給紙トレイ１４と搬送ベルト２８の間には、複数の搬送ローラ対４８によって反転搬送路５０が形成されている。

一方の面に画像記録がなされて排紙搬送路４４へ送り込まれた記録用紙１６が、この反転搬送路５０へ送り込まれることにより、反転されて給紙用の搬送路２２へ送り込まれる。これにより、インクジェット記録装置１０では、記録用紙１６の両面への画像記録が可能となっている。

このように構成されているインクジェット記録装置１０では、画像データが入力されることにより、給紙トレイ１４に収容されて装填されている記録用紙１６が、搬送路２２に沿って従動ロール２６と帯電ロール３８の間へ向けて搬送される。この記録用紙１６が従動ロール２６と帯電ロール３８の間へ送り込まれることにより、搬送ベルト２８と共に従動ロール２６と帯電ロール３８によって挟持され、搬送ベルト２８へ押し付けられることにより搬送ベルト２８に保持される。

搬送ベルト２８に保持された記録用紙１６は、搬送ベルト２８の周回移動によって記録ヘッドアレイ３０の記録ヘッド３２に対向する吐出領域を通過するときに、記録ヘッド３２から画像データに応じてインク液滴が吐出されることにより、画像データに基づいた画像記録がなされる。

ここで、１パスのみで画像記録がなされるときには、剥離プレート４０によって搬送ベルト２８から記録用紙１６が剥離され、剥離された記録用紙１６を排紙搬送路４４に沿って搬送して、排紙トレイ４２へ排出する。

また、マルチパスで画像記録を行うときには、搬送ベルト２８を周回移動することにより、記録用紙１６を、複数回吐出領域を通過させて画像記録が行われ、画像記録が終了すると記録用紙１６を搬送ベルト２８から剥離し、排紙トレイ４２へ排出する。

一方、図２には、インクジェット記録装置１０の制御系の概略構成を示している。インクジェット記録装置１２の制御系は、制御部６０、色変換部６２、画像処理部６４、記録データ生成部６６、及び画像記録部６８が含まれて構成されている。なお、色変換部６２、画像処理部６４、記録データ生成部６６は、例えば、画像データをインクジェット記録装置１０へ出力するパーソナルコンピュータやワークステーションなどの画像処理装置に設けてられていても良い。

制御部６０は、色変換部６２、画像処理部６４、記録データ生成部６６及び画像記録部６８を統括的に制御することにより、画像データに応じた画像を記録用紙１６に形成する。

ここで、色変換部６２は、画像データが入力されることにより、入力された画像データに対して、例えば、記録用紙１６やインク液の特性に応じた色補正、濃度補正を行うと共に、入力された画像データが、ＲＧＢデータであると、ＣＭＹＫデータに変換する。このような色変換部６２での処理は、予め設定されている変換用及び補正用のテーブル（ＬＵＴ：Look up Table）を用いて行う一般的構成を適用することができる。

画像処理部６４は、所謂ハーフトーン処理を実行する。すなわち、２５６階調などの比較的高階調の画像データから、画像記録部６８で記録可能な階調数の画像データに変換する。この処理は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色ごとに行われる。

一般的インクジェット方式の画像記録装置では、記録可能な階調数が２〜８階調程度であるが、本実施の形態に適用したインクジェット記録装置１０では、一例として、画像記録を行うときに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれに対して、２階調、すなわち、吐出するインク液滴の量（吐出滴量）が１種類（通常量とする）の場合を基本としている。

画像処理部６４では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれの画像データに対して量子化処理として２値化処理を行うようになっており、記録データ生成部６６は、画像処理部６４で２値化された画像データを、画像記録部６８で解読可能なデータ構造に変換し、変換したデータを記録順序で画像記録部６８へ出力する。なお、記録データ作成部６６では、記録ヘッド３２のノズル配列にマッピングさせた吐出タイミング及びデータ配列を考慮して画像記録部６８へ出力する記録用のデータを作成する。

画像記録部６８では、記録データ生成部６６で作成されたデータに基づいて、記録ヘッド３２の各ノズル（液滴吐出ノズル）からインク液滴を吐出する。このとき、データに応じて各ノズルからのインク液滴の吐出と、記録用紙１６の搬送を同期させることにより、画像データに応じた画像が記録用紙１６に記録されるようにしている。

先にも述べたが、画像処理部６４では、ハーフトーン処理を行うことにより得られる量子化データとして２値データを用いて所定の階調表現が可能となるようにしている。このとき、画像処理部６４では、万線スクリーンを用いたスクリーン処理を行う。すなわち、階調数ｎ（ｎは自然数）の画像データについて、予め定めた閾値マトリックスの各閾値と対応させ、注目画素と注目画素に対応した閾値とを比較する。

ここで、ｎ階調の画像データの各画素値は、０〜（ｎ−１）の値を取り得る。２値化の場合は、注目画素の画素値が、閾値以上であるときには、その画素の画素値を、各画素が取り得る画素値の最大値である２５５に量子化し、注目画素の画素値が閾値に満たないときには、各画素が取り得る画素値の最小値である「０」に量子化する。

図３（Ａ）には、本実施の形態で万線スクリーンを用いたハーフトーン処理を行うときの一例とする閾値マトリックス７０を示している。この閾値マトリックス７０は、４×４の大きさで１〜１６間での閾値が設定されており、ｎ＝１６の場合に適用される万線スクリーンとしている。一般に、コンピュータ上の画像データは、０〜２５５の２５６階調（ｎ＝２５６）である。この場合に、閾値マトリックス７０を用いるためには、例えば、画像データを、まず、１６階調に量子化（例えば、画像データを１６で割って小数点以下を切り捨てる）してから、閾値マトリックス７０で２値化するか、または、閾値マトリックス７０の各値を１６倍するなどの修正をおこなう、などの方法で対応することができる。

この閾値マトリックス７０は、ライン基調である万線方向Ｍが、水平方向（図３の紙面左右方向）に対して左斜め４５度の方向としたものである。なお、ここでは、一例としてライン基調の方向を左斜め４５度としているが、ライン基調の方向は、これに限らず右斜め４５度であっても良く、また、主走査方向又は副走査方向に対して、この角度に近似する所定範囲の角度であればよい。

このような閾値マトリックス７０を用いることにより、万線方向（矢印Ｍ方向）に沿った位置の閾値が小さくなるように設定される。また、この閾値マトリックス７０を用いる量子化を行うことにより、万線方向Ｍに沿った位置の画素が「ｎ−１」に量子化され易くなり、低濃度域では、万線方向Ｍに沿ったドットが出易くなる。

これにより、インクジェット記録装置１０では、記録用紙１６に記録した画像に、主走査方向又は副走査方向に沿ったバンディング等が現れるのを抑え、バンディング等が現れることにより記録用紙１６に記録した画像の品質低下が生じてしまうのを防止するようにしている。

一方、画像処理部６４では、閾値マトリックス７０に加え、この閾値マトリックス７０を基準にして設定した閾値マトリックスを用いて、ハーフトーン処理を行うようにしている。すなわち、閾値マトリックス７０として第１の閾値マトリックスと第２の閾値マトリックスを用いてハーフトーン処理を行う。

なお、以下では、特に区別するときに、基準となる第１の閾値マトリックスを閾値マトリックス７０Ａとし、この閾値マトリックス７０Ａを基準にして設定した第２の閾値マトリックスを閾値マトリックス７０Ｂとして説明する。

図３（Ｂ）には、閾値マトリックス７０Ｂの基本を示している。この閾値マトリックス７０Ｂは、万線方向Ｍに直交する方向（矢印Ｎ方向）に沿った直線に対して、少なくとも低濃度に対応するドット領域Ｆの閾値が、閾値マトリックス７０Ａの鏡像となるように設定されている。

すなわち、図３（Ａ）に示される閾値マトリックス７０のドット領域Ｆ_１１、Ｆ_２２、Ｆ_３３、Ｆ_４４の間で、ドット領域Ｆ_１１とドット領域Ｆ_４４の閾値及び、ドット領域Ｆ_２２とドット領域Ｆ_３３の閾値が入れ替えられている。

言い換えると、ｍ×ｍの閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｂでは、少なくとも、ドット領域Ｆ_１１とドット領域Ｆ_{（ｍ−１）（ｍ−１）}の閾値、ドット領域Ｆ_２２とドット領域Ｆ_{（ｍ−２）（ｍ−２）}の閾値、・・のそれぞれが入れ替えられている。

また、４×４の閾値マトリックス７０Ａに対する閾値マトリックス７０Ｂとしては、さらに、図３（Ｃ）に示されるように、ドット領域Ｆ_１３とドット領域Ｆ_２４の閾値及び、ドット領域Ｆ_３１とドット領域Ｆ_４２の閾値を入れ替えた閾値マトリックス７０Ｃ、図３（Ｄ）に示されるように、ドット領域Ｆ_１２とドット領域Ｆ_３４の閾値及び、ドット領域Ｆ_２１とドット領域Ｆ_４３の閾値を入れ替えた閾値マトリックス７０Ｄ、図３（Ｅ）に示されるように、ドット領域Ｆ_１３とドット領域Ｆ_２４の閾値、ドット領域Ｆ_３１とドット領域Ｆ_４２の閾値、ドット領域Ｆ_１２とドット領域Ｆ_３４の閾値及び、ドット領域Ｆ_２１とドット領域Ｆ_４３の閾値を入れ替えた閾値マトリックス７０Ｅなどを適用することができる。

画像処理部６４では、ハーフトーン処理によって２階調の画素を形成するときに、閾値マトリックス７０Ａ又は、閾値マトリックス７０Ｂの何れかを用いる。

一方、画像処理部６４では、主走査方向又は副走査方向に隣接する画素の間では、同じ閾値マトリックス７０を用いず、異なる閾値マトリックス７０を用いるようにしている。

すなわち、図４に示されるように、閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｂが交互にタイル状に配列されて用いられるようにしている。なお、図４では、閾値マトリックス７０Ａを無地とし、閾値マトリックス７０Ｂの地に網掛けを入れて示している。

インクジェット記録装置１０では、このようにして設定されたドットを用いて記録用紙１６への画像記録を行うようにしている。

このように構成されているインクジェット記録装置１０では、画像データが入力されることにより、まず、色変換部６２で、入力された画像データに対する変換処理（ＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換）、色補正処理等を施し、色変換及び色補正が終了した画像データが画像処理部６４へ入力される。

画像処理部６４では、画像データが入力されると、所定の画像処理を施す。また、インクジェット記録装置１０では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色のインク液を用いて画像を形成するようにしており、ここから、画像処理部６４では、画像データを、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色成分のデータに分割（分版）する。

この後、画像処理部６４では、予め設定している閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｂを交互に用いて、万線スクリーンを用いたハーフトーン処理を実行する。このハーフトーン処理を、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれに対して実行することにより、２値化データを用いた階調表現を可能とするデータが得られる。

Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの全ての色のデータに対するハーフトーン処理が終了すると、記録データ生成部６６では、ハーフトーン処理されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの全ての色に対する印字用のデータを、記録データ生成部６６で生成し、生成したデータを画像記録部６８へ出力する。これにより、画像データに応じた画像が記録用紙１６に記録される。

ところで、低濃度の画像に対して、一つのパターンの閾値マトリックスを用いてハーフトーン処理を行うと、記録用紙１６に形成される画素（ドット）は、万線方向Ｍのみでなく、万線方向と直交する方向、主走査方向及び副走査方向などの他の角度の基調が現れてしまい、画像の整合性が崩れてしまう。

これに対して、インクジェット記録装置１０では、ハーフトーン処理に用いる閾値マトリックス７０として、万線方向Ｍが、副走査方向（又は主走査方向）に対して４５度に傾斜された閾値マトリックス７０Ａと、この閾値マトリックス７０Ａに対して、万線方向Ｍと直交する方向に沿った直線を鏡面とし、少なくとも低濃度領域の閾値が鏡像となるように入れ替えられた閾値マトリックス７０Ｂとが設定されている。

また、インクジェット記録装置１０では、この閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｂを主走査方向及び副走査方向に沿って交互に用いるようにしている。

これにより、例えば、４×４のドット領域において、ドットＤが一つの低濃度（階調レベル１）の画像では、図５（Ａ）に示されるように、閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｂのそれぞれに対応する領域に、一つのドットＤが記録される。

また、図５（Ｂ）に示されるように、４×４のドット領域において、ドットＤが二つの低濃度（階調レベル２）の画像では、閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｂのそれぞれに対応する領域に、二つずつのドットＤが記録される。

このとき、閾値マトリックス７０Ａと、閾値マトリックス７０Ｂでは、低濃度領域に対する閾値が互いに鏡像をなしているので、互いに隣接する閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｂに対応する領域では、ドットＤの位置が異なり、また、万線方向と直交する方向、主走査方向及び副走査方向に対してもドット位置がずれることになる。

これにより、万線方向Ｍの基調は明確であるが、万線方向Ｍと直交する方向、主走査方向、副走査方向などの万線方向Ｍと異なる角度の基調は、極めて薄くなり、万線方向に沿って整合性を有する画素（ドットＤ）が形成されることになる。

また、記録用紙１６に記録された画像は、幅方向（副走査方向）に対して、約４５度に傾斜された万線スクリーンを用いたハーフトーン処理が行われていることにより、主走査方向は勿論、副走査方向に沿ったバンディングによる濃度ムラが現れるのが防止される。

したがって、記録用紙１６には、濃度が薄い画像であっても高品質に記録される。

一方、このようなハーフトーン処理を行うときには、閾値マトリックス７０Ａに対する閾値マトリックス７０Ｂとして、閾値マトリックス７０Ｂ〜７０Ｄの何れを用いてもよい。また、閾値マトリックス７０Ｂに対応する領域に、閾値マトリックス７０Ｂ〜７０Ｅの何れかをランダムに配置するようにしても良い。

また、閾値マトリックス７０Ａとしては、万線方向Ｍに沿った直線を鏡面とし、閾値が鏡像となるように入れ替えられた閾値マトリックスを用いることができる。

すなわち、図６（Ａ）に示されるように、ドット領域Ｆ_２１とドット領域Ｆ_１２の閾値及び、ドット領域Ｆ_４３とドット領域Ｆ_３４の閾値を入れ替えた閾値マトリックス７０Ｆ、図６（Ｂ）に示されるように、ドット領域Ｆ_３１とドット領域Ｆ_１３の閾値及び、ドット領域Ｆ_４２とドット領域Ｆ_２４の閾値を入れ替えた閾値マトリックス７０Ｇ、図６（Ｃ）に示されるように、ドット領域Ｆ_２１とドット領域Ｆ_１２の閾値、ドット領域Ｆ_４３とドット領域Ｆ_３４の閾値、ドット領域Ｆ_３１とドット領域Ｆ_１３の閾値及び、ドット領域Ｆ_４２とドット領域Ｆ_２４の閾値を入れ替えた閾値マトリックス７０Ｈの何れかを用いることができる。

このとき、閾値マトリックス７０Ａに対応する領域に、閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｆ、７０Ｇ、７０Ｈをランダムに配置して用いることも可能である。

一方、本実施の形態では、閾値マトリックス７０Ａと閾値マトリックス７０Ｂを、主走査方向及び副走査方向に沿って交互となるタイル状に配列して適用するようにしたが、これに限らず、閾値マトリックス７０Ａと閾値マトリックス７０Ｂを、主走査方向及び副走査方向にランダムに適用してハーフトーン処理を行うようにしても良い。

これにより、階調レベル１、階調レベル２などの低階調であっても、ドットＤ（画素）の配列の整列性が発生するのを抑えることができる。

なお、以上説明した本実施の形態では、４×４の大きさで１〜１６までの閾値が設定されており、ｎ＝１６の場合に適用される万線スクリーンを用いて説明したが、もっと大きなマトリックス、例えば８×８の大きさで１〜１６４までの閾値が設定されており、ｎ＝６４の場合に適用される万線スクリーンを用いても良い。そして、一般に画像データで用いられている２５６階調に対応するためには、まず、ｎ階調に量子化（例えば、画像データを（２５６／ｎ）で割って小数点以下を切り捨てる）した後、閾値マトリックスで量子化するか、または、閾値マトリックスの各値を（２５６／ｎ）倍して修正を行う、などの方法で対応できる。

さらに、本実施の形態では、画素とドットが一対一に対するハーフトーンとして説明したが、画素とドットが一対多に対する濃度パターン法にも適用可能である。すなわち、閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｂを用いて、濃度レベル１の画素は、閾値１がオンとなったドット配列、濃度レベル２の画素は、閾値１、２がオンとなったドット配列、・・・濃度レベルｎの画素は、閾値１〜ｎがオンとなったドット配列と対応付けて、多値の画素をドット配置に置き換えて量子化する。閾値マトリックス７０Ａ、７０Ｂを入れ換えることで、基調方向と異なる方向へのドット配列に規則性が生じるのを抑えることができ、整合性が崩れるのを防止することができる。

また、以上説明した本実施の形態は、本発明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、画像記録装置として、記録用紙１６へ吐出するインク液滴によって画像を記録するインクジェット記録装置１０を例に説明したが、本発明は、インクジェット記録装置１０に限らず、任意の構成のインクジェット記録装置を適用することができる。

また、本発明は、インクジェット記録装置１０などのインクジェット記録装置に限らず、トナーによって画像記録媒体にドットを形成して画像を記録する電子写真プロセス方式の画像記録装置、リボン（インクリボン）を用いてドット形成する熱転写式画像記録装置、画像記録媒体として感熱紙を用い加熱することによりドットを形成する感熱式画像記録装置など、２値化データなどの量子化データに基づいたドットによって画像記録媒体に画像を記録する任意の構成の画像記録装置に適用することができる。

本実施の形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。 インクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。 （Ａ）は第１の閾値マトリックスの一例を示す概略構成図、（Ｂ）〜（Ｅ）は第２の閾値マトリックスの一例を示す概略構成図である。 閾値マトリックスを適用するときの配列を示す概略図である。 （Ａ）は階調レベル１で記録したドットの配列を示す概略図、（Ｂ）は階調レベル２で記録したドットの配列を示す概略図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）はそれぞれ第１の閾値マトリックスの他の適用例を示す概略構成図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は従来例を示す概略図であり、（Ａ）は階調レベル１で記録したドットの配列を示し、（Ｂ）は階調レベル２で記録したドットの配列を示している。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置（画像記録装置）
１６ 記録用紙（画像記録媒体）
３０ 記録ヘッドアレイ
３２（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ） 記録ヘッド
６０ 制御部
６２ 色変換部
６４ 画像処理部
６６ 記録データ生成部
６８ 画像記録部
７０ 閾値マトリックス
７２Ａ（７０Ａ、７０Ｆ、７０Ｇ、７０Ｈ） 閾値マトリックス（第１の閾値マトリックス）
７２Ｂ（７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ、７０Ｅ） 閾値マトリックス（第２の閾値マトリックス）

Claims (14)

1. 画像記録媒体に形成するドットによって多階調画像の画像データに基づいた画像記録可能とする画像処理方法であって、
   基調方向が主走査方向ないし副走査方向に対して所定の角度で傾斜された第１の閾値マトリックス及び、
   基調方向が前記第１の閾値マトリックスと同じで、かつ、少なくとも低濃度域の閾値の配列パターンが第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスを用い、
   前記第１の閾値マトリックスと前記第２の閾値マトリックスを、主走査方向及び副走査方向に沿ってランダムに適用して、
   多階調画像の画像データに対してハーフトーン処理を行うことにより、前記記録媒体に前記ドットを形成する量子化データに変換する、
   ことを特徴とする画像処理方法。
2. 前記ランダムに換えて、前記第１の閾値マトリックスと前記第２の閾値マトリックスを、主走査方向及び副走査方向に交互に適用することを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記第２の閾値マトリックスは、前記基調方向が、前記第１の閾値マトリックスの前記基調方向と直交する方向に沿い、第１の閾値マトリックスの中心を通過する対称線に対して、少なくとも低濃度域の閾値の配列パターンが線対称であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像処理方法。
4. 前記第２の閾値マトリックスとして、前記第１の閾値マトリックスに対して、少なくとも低濃度域の閾値を含む複数の閾値の配列パターンが線対称である閾値マトリックスが適用されることを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
5. 前記第２の閾値マトリックスとして、閾値の配列パターンが異なる複数の閾値マトリックスが設定されているときに、第２の閾値マトリックスを該複数の前記閾値マトリックスから選択的に適用されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像処理方法。
6. 前記第１の閾値マトリックスとして、前記基調方向に沿い、第１の閾値マトリックスの中心を通過する対称線に対して、前記低濃度域の閾値を除く少なくとも一部の閾値の配列パターンが線対称である閾値マトリックスが適用されることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の画像処理方法。
7. 前記第１の閾値マトリックスとして、前記基調方向に沿った前記低濃度域の閾値の配列パターンが同じ複数の閾値マトリックスが設定されているときに、第１の閾値マトリックスを該複数の閾値マトリックスから選択的に適用することを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の画像処理方法。
8. 多階調画像の画像データに基づいた画像を、画像記録媒体に形成するドットよって記録する画像記録装置であって、
   基調方向が主走査方向ないし副走査方向に対して所定の角度で傾斜された第１の閾値マトリックス及び、基調方向が前記第１の閾値マトリックスと同じで、かつ、少なくとも低濃度域の閾値の配列パターンが第１の閾値マトリックスと異なる第２の閾値マトリックスを、主走査方向及び副走査方向に沿ってランダムに適用して、前記画像データに対してハーフトーン処理を行って量子化データに変換する画像処理手段と、
   前記量子化データに基づいたドットを前記画像記録媒体に記録する画像記録手段と、
   を含むことを特徴とする画像記録装置。
9. 前記画像処理手段が、前記ランダムに換えて、前記第１の閾値マトリックスと前記第２の閾値マトリックスを、主走査方向及び副走査方向に交互に適用することを特徴とする請求項８に記載の画像記録装置。
10. 前記画像処理手段が、前記第１の閾値マトリックスの前記基調方向と直交する方向に沿い、第１の閾値マトリックスの中心を通過する対称線に対して、少なくとも低濃度域の閾値の配列パターンが線対称である前記第２の閾値マトリックスを適用する、
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の画像記録装置。
11. 前記第２の閾値マトリックスとして、前記第１の閾値マトリックスに対して、少なくとも低濃度域の閾値を含む複数の閾値の配列パターンが線対称である閾値マトリックスを含むときに、前記画像処理手段が、第２の閾値マトリックスを該複数の前記閾値マトリックスから選択的に適用することを特徴とする請求項８から請求項１０の何れか１項に記載の画像記録装置。
12. 前記第１の閾値マトリックスとして、前記基調方向に沿い、第１の閾値マトリックスの中心を通過する対称線に対して、前記低濃度域の閾値を除く少なくとも一部の閾値の配列パターンが線対称である複数の閾値マトリックスを含むときに、前記画像処理手段が、第１の閾値マトリックスを該複数の閾値マトリックスから選択的に適用することを特徴とする請求項８から請求項１１の何れか１項に記載の画像記録装置。
13. 前記画像記録手段が、色材を含むインク液滴を前記記録媒体へ吐出して前記ドットを記録することを特徴とする請求項８から請求項１２の何れか１項に記載の画像記録装置。
14. 請求項１から請求項７の何れか１項に記載の画像処理方法又は、請求項８から請求項１３の何れか１項に記載の画像記録装置で画像が記録されたことを特徴とする画像記録媒体。

Images