JP2010136217A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
複数ノズルを備える記録ヘッドによる複数パス印字を行う際に、網点の再現性を保ちつつ、濃度ムラを抑制した高画質な画像形成を行うことは困難であった。
【解決手段】
入力画像データを第１ハーフトーン処理部で２値化し、さらに多階調化部１０６で多階調化する。該多階調データに応じて、走査Ｄuty設定部１０７で記録ヘッドの走査ごとに、ノズルごとの走査Ｄutyを算出する。第２ハーフトーン処理部１１０では、該算出された走査Ｄutyに対し、予め定められた制約情報に基づく２値化を施して形成対象となるドットパターンを作成する。そして制約情報演算部１１３では、算出された走査Ｄutyとドットパターンに基づいて、次の走査時に第２ハーフトーン処理部１１０で参照される制約情報を作成する。このとき、既に記録されたドットパターンに対して次に作成されるドットパターンの位相が低周波領域で逆位相となるように作成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像形成装置およびその制御方法に関し、特に、入力画像よりも低階調による画像形成を行う画像形成装置およびその制御方法に関する。

印刷等の製版工程を必要とする記録装置において、様々な記録方式のものがあるが、その代表例として、オフセット印刷方式がある。一方、製版工程を必要としない記録装置においても様々な記録方式のものがあるが、代表例として、インクジェット方式や電子写真方式がある。

オフセット印刷等に代表される製版工程を必要とする印刷は、雑誌やポスター等、多種多量の印刷に向いているが、製版にコストがかかることが知られている。この製版コストを低減するために、本印刷を行う前に、製版工程を必要としない記録装置で、出力対象の絵柄、色調、文章文字等の確認を行うプリプレスを実施するのが一般的である。そこでこのプリプレス機として、インクジェット方式や電子写真方式に代表される製版工程を必要としない記録装置が用いられてきた。

例えばインクジェット方式や電子写真方式の記録装置をプリプレス機として使用する際には、その用途目的の特性上、ＡＭ／ＦＭスクリーンや網点を再現する必要がある。しかしながら、一般にインクジェット方式や電子写真方式の記録装置は、主／副走査の物理的なレジストレーションズレと、ＡＭ／ＦＭスクリーンや網点が干渉してしまうことによって、濃度ムラや粒状性の劣化等の画像品質の低下が起きやすい。

そこで、上述した製版工程を必要としない記録装置を用いてＡＭ／ＦＭスクリーンや網点を再現しようする際に、濃度ムラの抑制等、画像品質を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

かかる技術によれば、製版工程を必要としない濃淡インク構成をもつインクジェット方式の記録装置を用いる。そして、各色ごとに階調値を有する画像データに対し、相対的に薄いインクについてはスクリーンや網点を模したノイズデータを付加した上で、誤差拡散法などのハーフトーン処理を施して最終的なドット配置を決定している。これにより、正確な網点データを再現していないが、最終的なドット配置の分散性が高く、さらにはランダム性を持たせることが可能となる。その結果、物理的なレジストレーションズレと、スクリーンや網点パターンの干渉を防ぐことが可能となり、濃度ムラ、粒状性劣化を低減することができる。さらには、高濃度領域では網点に模す処理を省略することで、干渉を抑えることが可能となる。
特開２００１-１４４９５９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された手法によれば、以下のような問題があった。

まず、そもそも網点に模したノイズデータが付加されているに過ぎないため、正確な網点を再現しているとは言い難い。また、高濃度領域では網点に模すことを避けているため、網点再現性が極端に低下してしまう。

さらに、最終的なドット配置については分散性を高く設定できるものの、複数の走査を行って画像を形成するマルチパス（マルチスキャン）印字を用いる際には、各走査ごとのドット配置については何ら考慮されていない。したがってマルチパス印字においては、各走査ごとの分散性が低くなったり、紙面に対するドットの被覆率が変化してしまう可能性があり、レジストレーションズレに対しての粒状性劣化や濃度ムラを十分に抑えられない。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、以下のような機能を有する画像形成装置およびその制御方法を提供することを目的とする。すなわち、入力画像の網点再現性を保ちつつ高画質な画像形成を可能とする。さらに、特にマルチパス印字を行う際に、レジストレーションズレに起因する画質劣化を抑制する。

上記目的を達成するための一手段として、本発明の画像形成装置は以下の構成を備える。

すなわち、複数の記録素子を備えた記録ヘッドが、記録媒体上を走査することによって画像を形成する画像形成装置であって、入力された画像データに対しＮ値化処理（Ｎは２以上の整数）を施して第１のＮ値データを算出する第１のＮ値化手段と、前記第１のＮ値データに対し、前記Ｎ値より大きいＭ値への多階調化を施してＭ値データを算出する多階調化手段と、前記Ｍ値データに応じて、前記記録ヘッドの主走査ごとに、前記記録素子ごとの記録量を算出する走査内記録量算出手段と、前記走査内記録量算出手段で算出された記録量に対し、予め定められた制約情報に基づくＮ値化処理を施して第２のＮ値データを作成する第２のＮ値化手段と、前記第２のＮ値データに基づいて前記記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、を有することを特徴とする。

さらに、前記走査内記録量算出手段で算出された記録量と、前記第２のＮ値データに基づいて、次の主走査時に前記第２のＮ値化手段で参照される制約情報を作成する制約情報作成手段、を有し、前記制約情報作成手段は、前記記録媒体上で次の主走査と同一の領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記第２のＮ値化手段で作成される第２のＮ値データによるドットパターンの位相が低周波領域で逆位相となるように、前記制約情報を作成することを特徴とする。

さらに前記制約情報作成手段は、前記記録媒体上で次の主走査と同一の領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記第２のＮ値化手段で作成される第２のＮ値データによるドットパターンの位相が高周波領域で無相関となるように、前記制約情報を作成することを特徴とする。

上記構成からなる本発明によれば、入力画像の網点再現性を保ちつつ高画質な画像形成を可能とし、さらに、特にマルチパス印字を行う際に、レジストレーションズレに起因する画質劣化を抑制することができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成システムの構成を示したブロック図である。図１において、１は画像処理装置、２はインクジェットプリンタを示す。なお、画像処理装置１は例えば一般的なパーソナルコンピュータにインストールされたプリンタドライバによって実施され得る。その場合、以下に説明する画像処理装置１の各部は、コンピュータが所定のプログラムを実行することにより実現されることになる。また、別の構成としては、例えば、インクジェットプリンタ２が画像処理装置１を含む構成としてもよい。

画像処理装置１とインクジェットプリンタ２は、プリンタインタフェース又は回路によって接続されている。画像処理装置１は、画像データ入力端子１０１より印刷対象の画像データを入力し、これを入力画像バッファ１０２に格納する。色分解処理部１０３は、入力された画像データをインクジェットプリンタ２が備えるインク色へ色分解する。この色分解処理に際しては、色分解用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１０４が参照される。第１ハーフトーン処理部１０５は、色分解処理部１０３にて分解された各インク色値に対し、（０／１）へ変換する２値化処理（第１のハーフトーン処理）を施す。多階調化部１０６は、第１ハーフトーン処理部１０５で２値化されたデータに対して多階調化処理を施し、（０／Ｄ_m）の多値データへ変換する。ここでＤ_mは、多階調化後が８ビットデータなら０＜Ｄ_m≦２５５、１６ビットデータなら０＜Ｄ_m≦６５５３５、である。

走査Ｄuty設定部１０７は、走査Ｄuty設定用ＬＵＴ１０８に基づき、多階調化部１０６にて多値化された各インク色値をさらに走査毎の各ノズルのインク色値に変換し、走査Ｄutyバッファ１０９にそのデータを格納する。ここで設定される走査Ｄutyデータはすなわち、各走査における、ノズルごとのインクの記録量を示すものであり、したがって走査Ｄuty設定部１０７は、走査内記録量算出を行うものである。

第２ハーフトーン処理部１１０は、走査Ｄuty設定部１０７によって得られた走査毎の各色の多階調値を、後述する制約情報バッファ１１１に蓄えられた値に基づいて２値画像データに変換する（第２のハーフトーン処理）。ここで得られる２値画像が、インクジェットプリンタ２における形成対象となる。

制約情報バッファ１１１には、記録される画像上のアドレスに、ドットが形成されやすいか否かを示す情報が蓄えられている。なお、制約情報バッファ１１１はインク色毎に確保されるものとする。ハーフトーン画像格納バッファ１１２には、第２ハーフトーン処理部１１０にて得られた各色の２値画像データが格納される。ハーフトーン画像格納バッファ１１２に格納された２値画像データは、出力端子１１４よりインクジェットプリンタ２へ出力される。

制約情報演算部１１３は、ハーフトーン画像格納バッファ１１２に格納された２値画像データと、走査Ｄutyバッファ１０９に格納された走査毎のＤutyデータに基づく所定の演算により制約情報作成を行い、制約情報バッファ１１１の内容を更新する。

インクジェットプリンタ２においては、記録ヘッド２０１を記録媒体２０２に対して相対的に縦横に移動することにより、画像処理装置１にて形成された２値画像データを記録媒体上に形成する。記録ヘッド２０１としては熱転写方式、電子写真方式、インクジェット方式等のものを用いることができ、いずれも一つ以上の記録素子（インクジェット方式であればノズル）を有する。移動部２０３は、ヘッド制御部２０４の制御下で、記録ヘッド２０１を移動する。搬送部２０５は、ヘッド制御部２０４の制御下で、記録媒体を搬送する。また、インク色選択部２０６は、画像処理装置１により形成された各色の２値画像データに基づいて、記録ヘッド２０１に搭載されるインク色の中から、インク色を選択する。

図２は、記録ヘッド２０１の構成例を示す図である。本実施形態ではシアン(Ｃ)、マゼンタ(Ｍ)、イエロー(Ｙ)、ブラック(Ｋ)の４色のインクを、記録ヘッド２０１に搭載している。なお、これら４色に他の色を加えた構成、例えば相対的にインク濃度が低い淡シアン(Ｌｃ)、淡マゼンタ(Ｌｍ)を含めた６色のインク構成であっても良い。

なお、図２においては、説明を簡単にするため用紙搬送方向にノズルが一列に配置された構成を示しているが、ノズルの数、配置はこの例に限られるものではない。例えば、同一色でも吐出量が異なるノズル列を有しても良いし、同一吐出量ノズルが複数列あっても良いし、ノズルがジグザグに配置されているような構成であっても良い。また、図２ではインク色の配置順序はヘッド移動方向に一列となっているが、用紙搬送方向に一列に配置する構成であっても良い。

次に、上述した機能構成を備えた本実施形態の画像処理装置１における画像形成処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。

まず、多階調のカラー入力画像データが入力端子１０１より入力され、入力画像バッファ１０２に格納される（Ｓ１０１）。ここで入力画像データは、レッド(Ｒ)、グリーン(Ｇ)、ブルー(Ｂ)の３つの色成分によりカラー画像データを構築している。

次に、色分解処理部１０３にて、入力画像バッファ１０２に格納された多階調のカラー入力画像データに対し、色分解用ＬＵＴ１０４を用いて、ＲＧＢからＣＭＹＫのインク色プレーンへの色分解処理を行う（Ｓ１０２）。本実施形態では、色分解処理後の各画素データを８ビットとして扱うが、それ以上の階調数への変換を行っても構わない。

上述したように本実施形態における記録ヘッド２０１は、４種類の各インク色を保有する。そのため、ＲＧＢのカラー入力画像データは、ＣＭＹＫ各プレーンの計４プレーンの画像データへ変換される。即ち、４種類のインク色に対応した４種類のプレーンの画像データが生成される。

以下、本実施形態における色分解処理の詳細について、図４を用いて説明する。

図４は、色分解処理部１０３における入出力データの詳細を示している。同図に示すように入力された画像データＲ'Ｇ'Ｂ'は、色分解用ＬＵＴ１０４を参照して次式の通りにＣＭＹＫデータへ変換される。

Ｃ＝Ｃ_LUT_３Ｄ(Ｒ'，Ｇ'，Ｂ') ・・・(1)
Ｋ＝Ｍ_LUT_３Ｄ(Ｒ'，Ｇ'，Ｂ') ・・・(2)
Ｙ＝Ｙ_LUT_３Ｄ(Ｒ'，Ｇ'，Ｂ') ・・・(3)
Ｋ＝Ｋ_LUT_３Ｄ(Ｒ'，Ｇ'，Ｂ') ・・・(4)
ここで、式(１)〜(４)の右辺に定義される各関数が、色分解用ＬＵＴ１０４の内容に該当する。色分解用ＬＵＴ１０４はレッド、グリーン、ブルーの３入力値から、各インク色への出力値を定める。本実施形態では、ＣＭＹＫの４色を具備する構成であるため、３入力値から４出力値を得るＬＵＴ構成となる。

以上の処理により、本実施形態における色分解処理が完了する。

図３に戻り、次に、第１ハーフトーン処理部１０５は、色分解処理後データに対して２値化（第１のハーフトーン処理）を行う（Ｓ１０３）。本実施形態ではＡＭスクリーンディザ処理による２値化を行う例を示すが、他のＦＭスクリーンや、誤差拡散法などの２値化を行っても良い。ここで図５の３０１に、第１ハーフトーン処理部１０５に入力される色分解後データを示す。また３０２は、第１ハーフトーン処理部１０５から出力される２値化データを示す。ＣＭＹＫ各色のＡＭスクリーンのドット配置を決めるしきい値マトリクスをそれぞれＴh_C_AM，Ｔh_M_AM，Ｔh_Y_AM，Ｔh_K_AMとすると、第１ハーフトーン処理部１０５における処理は以下の式(5)〜(12)で表すことができる。

Ｃ≦Ｔh_C_AM のとき、 Ｃ_b＝０ ・・・(5)
Ｔh_C_AM≦Ｃ のとき、 Ｃ_b＝１ ・・・(6)
Ｍ≦Ｔh_M_AM のとき、 Ｍ_b＝０ ・・・(7)
Ｔh_M_AM≦Ｍ のとき、 Ｍ_b＝１ ・・・(8)
Ｙ≦Ｔh_Y_AM のとき、 Ｙ_b＝０ ・・・(9)
Ｔh_Y_AM≦Ｙ のとき、 Ｙ_b＝１ ・・・(10)
Ｋ≦Ｔh_K_AM のとき、 Ｋ_b＝０ ・・・(11)
Ｔh_K_AM≦Ｋ のとき、 Ｋ_b＝１ ・・・(12)
次に、多階調化部１０６は、第１ハーフトーン処理部１０５にて２値化されたＣ_b、Ｍ_b、Ｙ_b、Ｋ_bの計４プレーンデータに対して、以下の式(13)〜(16)に示すように多階調化を行う。これにより、多階調データＣ_m、Ｍ_m、Ｙ_m、Ｋ_mが出力される（Ｓ１０４）。図５の３０３は、多階調化部１０６から出力される多階調データを示す。ここでＤ_mは、上述したように多値化後の最高階調を示す。

Ｃ_m＝Ｃ_bｘＤ_m ・・・(13)
Ｍ_m＝Ｍ_bｘＤ_m ・・・(14)
Ｙ_m＝Ｙ_bｘＤ_m ・・・(15)
Ｋ_m＝Ｋ_bｘＤ_m ・・・(16)
次に、走査Ｄuty設定部１０７は、走査番号ｋ及び、多階調化後データ切り出し位置としてのＹ座標を示すＹcut(ｋ)を設定する（Ｓ１０５）。Ｙcut(ｋ)はすなわち、走査番号ｋに対する多階調化後データを切り出す位置を示し、ノズル上端座標に相当する。なお、走査番号ｋの初期値は１であり、処理ループ毎に１づつインクリメントされる。

ここで、１６個のノズル列を具備し、画像上の同一主走査記録領域に対して４回のスキャンで画像を形成させる４パス印字の場合を例として、多階調化後データ切り出し位置のＹ座標であるＹcutの設定法を説明する。

一般的に４パス印字の場合、図６に示すように、走査番号の初期値（ｋ＝１）では、ノズル下端１／４のみを使用して画像形成を行い、走査番号ｋ＝２では走査番号ｋ＝１に対してノズル長さ１／４分紙送りしてから画像形成を行う。さらに走査番号ｋ＝３では走査番号ｋ＝２に対してノズル長さ１／４分紙送りしてから画像を形成する。このような画像形成および紙送りを繰り返して、最終出力画像が形成される。そのため、走査番号ｋ＝１の場合、ノズル上端座標に相当する多階調化後データ切り出し位置Ｙcut＝−１２となる。

上述した多階調化後データ切り出し位置Ｙcut(ｋ)を一般化すると、ノズル列数：Ｎzzl、パス数：Ｐass、走査番号：ｋ、として次式で与えられる。

Ｙcut(ｋ)＝−Ｎzzl＋(Ｎzzl／Ｐass)×ｋ ・・・(17)
以上のようにＹcut(ｋ)が設定されると、次に走査Ｄuty設定部１０７は、走査Ｄuty設定用ＬＵＴ１０８と多階調化後プレーンの画像データに基づき、走査毎のＤuty値を設定する(Ｓ１０６)。

走査Ｄuty設定用ＬＵＴ１０８によれば、４パスの場合、図７に示すような値が与えられる。図７は１６ノズル、４パスの例を表しており、縦軸がノズル位置、横軸がＤuty分割率を示す。図７によれば、Ｐ1〜Ｐ4の変曲点を４ノズル毎に設定し、その各変曲点を線形補間した１６ノズル分のＤuty分割率が、走査Ｄuty設定用ＬＵＴ１０８として保持されている。ここで、Ｐ1〜Ｐ4の数値は、以下のように設定される。

Ｐ1＋Ｐ2＋Ｐ3＋Ｐ4＝１．０ ・・・(18)
なお、走査Ｄuty設定用ＬＵＴ１０８として保持される値は上記設定法に限られるものではなく、例えば変曲点を細かく設定してもよいし、ノズル毎に直接指定しても良い。

ステップＳ１０６で設定される走査Ｄutyは、図８に示すように、走査Ｄuty設定用ＬＵＴ１０８と多階調化後データの積として設定される。すなわち、図８の左辺に示されるように、第１のハーフトーン処理後に多階調化されたデータに対して、ノズルごとに設定されたＤuty分割率を乗じることにより、その結果が図８の右辺に示されるように、ノズルごとの走査Ｄutyとして設定される。これにより、実際の走査時には、ターゲットとする多階調化後データに対し、各ノズルは走査Ｄuty分のみのインクを吐出して画像を形成する。

ここで本実施形態においては、対応するノズルが画像Ｙアドレスの領域外座標になるときは、走査Ｄutyを０とする。例えば、走査番号ｋ＝１では、図９に示すように、ノズル列上端３／４で画像Ｙアドレスが負になるため走査Ｄuty値＝０が代入され、ノズル列下端１／４には有意な値が代入される。

また、多階調化後データ切り出し位置Ｙcut(ｋ)は走査番号ｋによって決まるため、走査番号ｋ＝１〜７の場合、走査Ｄutyは図１０に示すように決定される。図１０においては、各走査番号ごとのノズル位置に対する走査Ｄutyが示されており、走査番号ごとに走査Ｄutyが異なっていることが分かる。図１０における各走査Ｄutyは、多階調化後データと、走査Ｄuty設定用ＬＵＴ１０８の積により定まる。したがって紙送りしながらＬＵＴとの積をとると、領域１の部分では、走査番号ｋ＝１〜４の４回の走査で形成される１ラスタの合計値が多階調化後データと同じになる。同様に領域２、３、４においても、１ラスタの合計値が多階調化後データと同じになる。

本実施形態においては図１０に示すように走査Ｄutyが分解されるが、予めＤuty分解閾値Ｄ_Ｔh3を用意しておき、該閾値と多階調化後データを比較する。そしてＤ_Ｔh3よりも多階調化後データ値が小さい場合（後述する式(19)〜(25)に相当）には、４回の走査で画像形成を行うことはせず、１〜３回の走査で画像形成を行うようにする。

上述したような走査Ｄuty設定部１０７における走査Ｄuty設定を、例えばシアンＣ_m(Ｘ,Ｙ)に限って式で詳細に表すと、以下のように与えられる。なお、Ｃ_d(Ｘ,Ｙ)はアドレス(Ｘ,Ｙ)における走査Ｄutyを、Ｓ_LUT(Ｙ)はアドレスＹにおける走査Ｄuty設定用ＬＵＴ１０８の値をそれぞれ示す。また、０≦nx＜画像Ｘサイズ、０≦ny＜Ｎzzl（ノズル列数：この場合１６）、である。また、Ｄuty分解閾値として、上述したＤ_Ｔh3に加えて、さらに小さい閾値を示すＤ_Ｔh2，Ｄ_Ｔh1（Ｄ_Ｔh3＞Ｄ_Ｔh2＞Ｄ_Ｔh1）が定義されている。

Ｃ_m(nx,Ｙcut(ｋ)＋ny)＞Ｄ_Ｔh3のとき、
Ｃ_d(nx,ny)＝Ｃ_m(nx,Ｙcut(ｋ)＋ny)×Ｓ_LUT(ny)・・・(19)
Ｃ_m(nx,Ｙcut(ｋ)＋ny)≦Ｄ_Ｔh1のとき、
「走査番号ｋ＝１，５，・・・，４ｎ＋１(ｎは０以上の整数)」については
Ｃ_d(nx,ny)＝Ｃ_m(nx,Ｙcut(ｋ)＋ny) ・・・(20)
「上記以外の走査番号」については
Ｃ_d(nx,ny)＝０ ・・・(21)
Ｃ_m(nx,Ｙcut(ｋ)＋ny)≦Ｄ_Ｔh2のとき、
「走査番号ｋ＝１，５，・・・，４ｎ＋１」および
「走査番号ｋ＝２，６，・・・，４ｎ＋２」については、
Ｃ_d(nx,ny)＝Ｃ_m(nx,Ｙcut(ｋ)＋ny)／２ ・・・(22)
「上記以外の走査番号」については、
Ｃ_d(nx,ny)＝０ ・・・(23)
Ｃ_m(nx,Ｙcut(ｋ)＋ny)≦Ｄ_Ｔh3のとき、
「走査番号ｋ＝１，５，・・・，４ｎ＋１」および
「走査番号ｋ＝２，６，・・・，４ｎ＋２」および
「走査番号ｋ＝３，７，・・・，４ｎ＋３」については、
Ｃ_d(nx,ny)＝Ｃ_m(nx,Ｙcut(ｋ)＋ny)／３ ・・・(24)
「上記以外の走査番号」については、
Ｃ_d(nx,ny)＝０ ・・・(25)
上記式(19)が通常のＤuty分解処理であり、式(20)〜(25)が例外Ｄuty分解処理を示す。多階調化後データ値がＤ_Ｔh1よりも小さい場合には、式(20)，(21)で示すように１回の走査で画像形成を行うようにし、Ｄ_Ｔh2よりも小さい場合には、式(22)，(23)で示すように２回の走査で画像形成を行うようにする。そして、Ｄ_Ｔh3よりも小さい場合には、式(24)，(25)で示すように３回の走査で画像形成を行うようにする。

Ｍ_m(Ｘ，Ｙ)、Ｙ_m(Ｘ，Ｙ)、Ｋ_m(Ｘ，Ｙ)に対しても同様に、上記式により走査Ｄutyへの分解が行われる。

なお、本実施形態では４パスを例として説明したため、式(20)〜(25)のように例外のＤuty分解処理を設定したが、例えば８パスでも同様に、Ｄuty分解閾値Ｄ_Ｔh1〜Ｄ_Ｔh7を設定して例外のＤuty分解処理を行う必要がある。

以上のように走査Ｄuty設定部１０７で設定された走査Ｄutyデータは、走査Ｄutyバッファ１０９に格納される（Ｓ１０７）。すなわち、走査Ｄutyバッファ１０９は図１１に示すように、縦方向がノズル数、横方向が画像のＸサイズに相当するバンド状の走査Ｄutyデータ値を、各色毎に格納する。

次に第２ハーフトーン処理部１１０において、走査Ｄutyバッファ１０９に格納された走査Ｄutyデータと、制約情報バッファ１１１に格納された制約情報データの合計値を、２レベルの階調値（２値データ）に変換する（Ｓ１０８）。すなわち、第２のハーフトーン処理を行う。

制約情報バッファ１１１も図１２に示すように、縦方向がノズル数、横方向が画像のＸサイズに相当するバンド状の制約情報データ値を、各色毎に格納している。制約情報バッファ１１１には、記録される画像上のアドレスに２値画像が形成されやすいか否かを示す制約情報が格納され、走査番号ｋごとに更新される。なお、走査番号ｋ＝１の処理開始時には、初期値として全て０が代入されている。すなわち、アドレス(x,y)における各色の制約情報をＣ_r(x,y)，Ｍ_r(x,y)，Ｙ_r(x,y)，Ｋ_r(x,y)とすると、これらは走査番号ｋ＝１のときは以下のように記述される。なお、０≦nx＜画像Ｘサイズ、０≦ny＜Ｎzzl（ノズル列数：この場合１６）である。

Ｃ_r(nx,ny)＝０ ・・・(26)
Ｍ_r(nx,ny)＝０ ・・・(27)
Ｙ_r(nx,ny)＝０ ・・・(28)
Ｋ_r(nx,ny)＝０ ・・・(29)
そのため、実質的には走査番号ｋ≧２の時に、制約情報バッファ１１１は有意な制約情報に更新されていくことになる。制約情報の値が小さいほど、その箇所にドットが形成されにくく、逆に値が大きいほどドットが形成されやすい。なお、制約情報バッファ１１１に格納される値は、どのような走査番号のタイミングであっても、平均値が０となるように各値が格納される。具体的には、その箇所にドットが形成されやすい場合には正の値が、その箇所にドットが形成されにくい場合は負の値が格納されるが、制約情報の更新についての詳細は後述する。

本実施形態における第２ハーフトーン処理は、走査Ｄutyデータを２値画像（または２値以上で入力階調数より少ない階調数の画像）に変換する処理として、例えば周知の誤差拡散法を用いる。以下、本実施形態におけるハーフトーン処理について、図１３のブロック図と図１４のフローチャートを用いて詳細に説明するが、説明を簡略化するため、４パス印字、走査番号ｋ＝１におけるシアンのハーフトーン処理を例として説明する。図１３は、第２ハーフトーン処理部１１０の詳細構成を示すブロック図であり、図１４は第２ハーフトーン処理部１１０におけるハーフトーン処理の詳細を示すフローチャートである。

まず図１４に示すステップＳ２０１において、シアンの走査Ｄutyと制約情報の合計を入力する。すなわち、図１３に示す制約情報加算部４０１において、シアン走査ＤutyであるＣ_dとシアン制約情報Ｃ_rの合計値データＩcを以下のように算出する。ただし、走査番号ｋ＝１のとき、制約情報Ｃ_rは全て０である。

Ｉc＝Ｃ_d＋Ｃ_r ・・・(30)
次にステップＳ２０２において、誤差拡散処理用に累積誤差を加算する。以下、累積誤差の加算処理について詳細に説明する。

本実施形態においては、誤差拡散処理のための誤差拡散係数として、図１５に示すようにＫ1〜Ｋ4の４つの係数を持つとする。例えば、Ｋ1＝７／１６、Ｋ2＝３／１６、Ｋ3＝５／１６、Ｋ4＝１／１６とする。ただし、拡散係数は上記のように固定とする必要はなく、階調に応じて（例えばＣ_dに応じて）変更しても良いし、上記４係数に限らずさらに多くの係数を持たせても良い。

このような誤差拡散係数により誤差を拡散、累積するために、第２ハーフトーン処理部１１０では累積誤差ラインバッファをシアンに対して４組確保し（４０２〜４０５）、使用する累積誤差ラインバッファを走査番号ごとに、例えば以下のように切り替える。

「走査番号ｋ＝１，５，・・・，４ｎ＋１(ｎは０以上の整数)のとき」
シアン（４ｎ＋１）累積誤差ラインバッファ４０２を使用
「走査番号ｋ＝２，６，・・・，４ｎ＋２のとき」
シアン（４ｎ＋２）累積誤差ラインバッファ４０３を使用
「走査番号ｋ＝３，７，・・・，４ｎ＋３のとき」
シアン（４ｎ＋３）累積誤差ラインバッファ４０４を使用
「走査番号ｋ＝４，８，・・・，４ｎ＋４のとき」
シアン（４ｎ＋４）累積誤差ラインバッファ４０５を使用
なお、各シアン累積誤差ラインバッファ４０２，４０３，４０４，４０５はそれぞれ、図１６の１５０１〜１５０４に示す４組の記憶領域からなる。すなわち、「Ｅc1_0，Ｅc1(ｘ)」、「Ｅｃ2_0，Ｅｃ2(ｘ)」、「Ｅｃ3_0，Ｅｃ3(ｘ)」、「Ｅｃ4_0，Ｅｃ4(ｘ)」の４組である。例えば、シアン（４ｎ＋１）累積誤差ラインバッファ４０２は、１個の記憶領域Ｅc1_0と、入力画像の横画素数Ｗと同数の記憶領域Ｅc1_(ｘ)（ｘ＝１〜Ｗ）を有する。また、各シアン累積誤差ラインバッファ４０２，４０３，４０４，４０５はそれぞれ、走査番号ｋ＝１，２，３，４の処理開始時のみ、全て初期値０で初期化されている。例えば走査番号ｋ＝５の処理開始時には、（４ｎ＋１）累積誤差ラインバッファ４０２は初期化されない。

本実施形態では、１色あたり上述した４組の累積誤差ラインバッファが必要になるため、これを４色分用意する必要がある。すなわち、合計４×４＝１６組のラインバッファが必要になる。

ここでは、走査番号ｋ＝１についてのハーフトーン処理を例として説明するため、シアン（４ｎ＋１）累積誤差ラインバッファ４０２を使用して誤差拡散処理を実施するとする。すなわち、累積誤差加算部４０６において、走査Ｄutyと制約情報の合計である入力データ値に対して、入力画素データの横画素位置ｘに対応する誤差Ｅc1(ｘ)が加算される。即ち、入力された注目データをＩc、累積誤差加算後のデータをＩc'とすると、以下の式が成り立つ。

Ｉc'＝Ｉc＋Ｅc1(ｘ) ・・・(31)
次にステップＳ２０３において、閾値選択部４０７は閾値Ｔを選択する。閾値Ｔは、例えば以下のように設定される。

Ｔ＝１２８ ・・・(32)
或いは、ドット生成遅延を回避するため、平均量子化誤差が小さくなるよう、Ｃ_dに応じて閾値Ｔを以下のように細かく変更しても良い。

Ｔ＝ｆ(Ｃ_d) ・・・(33)
次にステップＳ２０４において、量子化部４０８は、誤差加算後の画素データＩc'と閾値Ｔを比較し、ドットの２値化結果であるＯut_cを決定する。その規則は次の通りである。

Ｉc'＜Ｔのとき、
Ｏut_c＝０ ・・・(34)
Ｉc'≧Ｔのとき、
Ｏut_c＝１ ・・・(35)
次にステップＳ２０５において、誤差演算部４０９は、注目画素Ｉcに誤差を加算した画素データＩc'と、出力画素値Ｏut_cとの差分Ｅrr_cを、次のように算出する。

Ｅrr_c(ｘ)＝Ｉc'−（Ｏut_c×２５５） ・・・(36)
次にステップＳ２０６において、誤差拡散部４１０が誤差を拡散する。即ち、シアン（４ｎ＋１）累積誤差ラインバッファ４０２を用いて、横画素位置ｘに応じた誤差Ｅrr_c(x)の拡散処理が、以下のように行われる。

Ｅc1(x+1)←Ｅc1(x+1)＋Ｅrr_c(x)×7/16 (ｘ＜W)
Ｅc1(x-1)←Ｅc1(x-1)＋Ｅrr_c(x)×3/16 (ｘ＞１)
Ｅc1(x)←Ｅc1_0＋Ｅrr_c(x)×5/16 (１＜ｘ＜Ｗ)
Ｅc1(x)←Ｅc1_0＋Ｅrr_c(x)×8/16 (ｘ＝１)
Ｅc1(x)←Ｅc1_0＋Ｅrr_c(x)×13/16 (ｘ＝Ｗ)
Ｅc1_0←Ｅrr_c(x)×1/16 (ｘ＜Ｗ)
Ｅc1_0←０ (ｘ＝Ｗ)
・・・(37)
以上で、走査番号ｋ＝１のシアン１画素分の２値化（量子化値０，１）が完了する。なお、上述した拡散処理は、図１５に示したように処理方向が常に右（図中、「処理方向→」）の場合であるが、例えば画像のＹアドレスごとに処理方向を右、左と入れ替えても良い。

以上説明したステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理を、バンド内のアドレス(０，０)〜(Ｗ-1，Ｎzzl-1)まで行う（Ｓ２０７）ことにより、ハーフトーン画像データのドット位置、すなわちドットのオン／オフを決定することができる。

なお、以上は走査番号ｋ＝１について説明したが、走査番号ｋ＝２〜４については、それぞれのシアン累積誤差ラインバッファ４０３〜４０５を用いて上記ハーフトーン処理を行う。走査番号ｋ＝５の処理では、走査番号ｋ＝１と同じシアン（４ｎ＋１）累積誤差ラインバッファ４０２を、初期化せずに（全０を代入せずに）そのまま用いる。これは図１７に示すように、走査番号ｋ＝１と走査番号ｋ＝５の印字領域が上下に隣接しているため、保存されている累積誤差をそのまま、隣接下の領域に適用するためである。もしも、ｋ＝５でシアン累積誤差ラインバッファ４０２を初期化すると、ｋ＝１と隣接する境界部で誤差が保存されなくなり、ドットの連続性が保てなくなってしまう。

図３に戻り、以上説明したようにステップＳ１０８における第２ハーフトーン処理が終了すると、次に、第２ハーフトーン処理後の２値画像データはハーフトーン画像格納バッファ１１２に格納される（Ｓ１０９）。ここで図１８に、走査番号ｋ＝１の走査Ｄutyをハーフトーン処理した結果が、ハーフトーン画像格納バッファ１１２に格納された様子を示す。同図に示されるようにハーフトーン画像格納バッファ１１２には、走査Ｄutyの画素位置に対応する（ノズル数：Ｎzzl）×（画像Ｘサイズ：Ｗ）分の２値画像データが格納される。

以上により、走査番号ｋ＝１でのハーフトーン処理が終了し、その結果、各色分の一回のヘッド動作で形成される２値画像が、各色分のハーフトーン画像格納バッファ１１２に格納されることになる。

次に、ハーフトーン画像格納バッファ１１２に蓄えられた、縦方向がノズル数（Ｎzzl）、横方向が画像のＸサイズ（Ｗ）に相当するバンドデータが、画像出力端子１１４より出力される（Ｓ１１０）。

すると次に、制約情報演算部１１３において制約情報を演算する（Ｓ１１１）。以下、本実施形態における制約情報演算処理について、図１９のブロック図と図２０のフローチャートを用いて詳細に説明するが、説明を簡略化するため、４パス印字、走査番号ｋ＝１におけるシアンの制約情報の演算を例として説明する。図１９は、制約情報演算部１１３の詳細構成を示すブロック図であり、図２０は制約情報演算部１１３における制約情報演算処理を示すフローチャートである。

図１９に示すように制約情報演算部１１３は、累積走査Ｄutyバッファ１１０３と累積ハーフトーンデータバッファ１１０４を備え、これらに格納される累積データを用いて、制約情報の演算を行う。

なお、ここで制約情報とは上述したとおり、現在の走査番号ｋの次の走査番号ｋ＋１におけるハーフトーン画像のドット配置を決める上で、ドットが打たれやすいか否かを示す情報である。すなわち制約情報演算部１１３では、次の主走査時に第２ハーフトーン処理部１１０で参照される制約情報を作成する。

まず、図２０に示すステップＳ３０１において、図１９に示す加算部１１０１で、走査Ｄutyバッファ１０９内のシアンＤutyデータと、累積走査Ｄutyバッファ１１０３に保持されているデータとを加算する。ここで累積走査Ｄutyバッファ１１０３には、全０の初期値が代入されており、走査番号ｋ＝１のとき、各色のデータは以下のように記述される。なお、アドレス(x,y)における各色のバッファデータ（累積値）をそれぞれ、Ｃ_sum_d(x,y)，Ｍ_sum_d(x,y)，Ｙ_sum_d(x,y)，Ｋ_sum_d(x,y)とする。また、０≦nx＜画像Ｘサイズ、０≦ny＜Ｎzzlとする。

Ｃ_sum_d(nx,ny)＝０ ・・・(38)
Ｍ_sum_d(nx,ny)＝０ ・・・(39)
Ｙ_sum_d(nx,ny)＝０ ・・・(40)
Ｋ_sum_d(nx,ny)＝０ ・・・(41)
ここでシアンに限って説明すると、ステップＳ３０１による加算後の累積走査ＤutyデータＣ_sum_d'は、以下のように算出される
Ｃ_sum_d'＝Ｃ_d＋Ｃ_sum_d ・・・(42)
次にステップＳ３０２において、図１９に示す加算部１１０２で、ハーフトーンデータと累積ハーフトーンデータバッファ１１０４に保持されているデータを加算する。ここで累積ハーフトーンデータバッファ１１０４にも、全０の初期値が代入されており、走査番号ｋ＝１のとき、各色のデータは以下のように記述される。なお、アドレス(x,y)におけるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各色のバッファデータをそれぞれ以下のように示す。すなわち、Ｏut_c_sum(x,y)，Ｏut_m_sum(x,y)，Ｏut_ｙ_sum(x,y)，Ｏut_ｋ_sum(x,y)とする。また、０≦nx＜画像Ｘサイズ、０≦ny＜Ｎzzlとする。

Ｏut_c_sum(nx,ny)＝０ ・・・(43)
Ｏut_m_sum(nx,ny)＝０ ・・・(44)
Ｏut_ｙ_sum(nx,ny)＝０ ・・・(45)
Ｏut_ｋ_sum(nx,ny)＝０ ・・・(46)
ここでシアンに限って説明すると、ステップＳ３０２による加算後の累積ハーフトーンデータＯut_c_sum'は、以下のように算出される
Ｏut_c_sum'＝Ｏut_c＋Ｏut_c_sum ・・・(47)
ここで、Ｏut_cはハーフトーンデータであるので、０もしくは１のいずれかの値である。また、Ｏut_c_sumはＯut_cの累積データであるので、０もしくは１の倍数の値（すなわ整数）である。例えば、Ｏut_c＝１、Ｏut_c_sum＝１の場合には、Ｏut_c_sum'は２となるし、Ｏut_c＝１、Ｏut_c_sum＝２の場合には、Ｏut_c_sum'は３となる。

次にステップＳ３０３において、上記式(42)にて算出された累積走査ＤutyデータＣ_sum_d'を、累積走査Ｄutyバッファ１１０３に書き込む。この処理を下式に示す。

Ｃ_sum_d←Ｃ_sum_d' ・・・(48)
次にステップＳ３０４において、上記式(47)にて算出された累積ハーフトーンデータＯut_c_sum'を、累積ハーフトーンデータバッファ１１０４に書き込む。この処理を下式に示す。

Ｏut_c_sum←Ｏut_c_sum' ・・・(49)
次にステップＳ３０５で、累積走査Ｄutyフィルタ処理部１１０５において、累積走査Ｄutyバッファ１１０３に保持されたＣ_sum_dに対するフィルタ処理を行う。このフィルタ処理としては下式のように、Ｃ_sum_dに応じて変化する２次元ガウシアンフィルタＦ_m(Ｃ_sum_d,ｘ,ｙ)を用いて、Ｃ_sum_dfを算出する。

Ｃ_sum_df＝Ｃ_sum_d＊Ｆ_m(Ｃ_sum_d,ｘ,ｙ) ・・・(50)
ただし、＊はコンボリューションを示す
なお、ここで用いる２次元ガウシアンフィルタＦ_mは、下式のように表される。

Ｆ_m＝Ｆ'_m／Ｓum_m ・・・(51)
式(51)において、Ｓum_mは、Ｆ'_m係数の合計値である。また、Ｆ'_mは下式で表される。

・・・・・・(52)

式(52)において、σx(Ｃ_sum_d)，σy(Ｃ_sum_d)は、累積走査ＤutyデータであるＣ_sum_dに応じて値が変化する。

ここで、フィルタＦ_mの具体例を図２１の２１０１，２１０２に示す。本実施形態では説明を簡略化するため、フィルタサイズが３×３正方形である例を示すが、本発明はこの形態に限るものではない。例えば、フィルタサイズとしては５×５，７×７，９×９のような正方形であっても、３×５，５×７，５×９のような長方形であっても良い。また、ローパス特性に限らず、バンドパス特性や、ハイパス特性を有するフィルタであっても良い。

図２１に示すフィルタ２１０１は、サイズ３ｘ３で、Ｃ_sum_d＝３０のとき、σx(Ｃ_sum_d)＝１．０，σy(Ｃ_sum_d)＝１．０となる例を示している。またフィルタ２１０２は、サイズ３ｘ３で、Ｃ_sum_d＝４０のとき、σx(Ｃ_sum_d)＝０．９，σy(Ｃ_sum_d)＝０．９となる例を示している。すなわち図２１によれば、Ｃ_sum_dに応じてフィルタＦ_mのフィルタ係数が変化していることが分かる。図２２に、フィルタ処理された累積走査Ｄutyデータの模式図を示す。

次にステップＳ３０６で、累積ハーフトーンデータフィルタ処理部１１０６において、累積ハーフトーンデータバッファ１１０４に保持されたＯut_c_sumに対するフィルタ処理を行う。このフィルタ処理としては下式のように、Ｃ_sum_dに応じて変化する２次元ガウシアンフィルタＬＰＦ_b(Ｃ_sum_d,x,ｙ)を用いて、Ｏut_c_sum_LPFを算出する。

Ｏut_c_sum_LPF＝（Ｏut_c_sum＊ＬＰＦ_b）×２５５ ・・・(53)
なお、式(53)の右辺において２５５を乗じているのは、後述する式(56)にて使われるＯut_c_sum_LPFとＣ_sum_dfのデータレンジを合わせるためである。

また、ここで用いる２次元ガウシアンフィルタＬＦＰ_bは、下式のように表される。

ＬＰＦ_b＝ＬＰＦ'_b／Ｓum_b ・・・(54)
式(54)において、Ｓum_bは、ＬＰＦ'_b係数の合計値である。また、ＬＰＦ'_bは下式で表される。

・・・・・・(55)

式(55)において、σx(Ｃ_sum_d)、σy(Ｃ_sum_d)は、累積走査ＤutyデータであるＣ_sum_dに応じて値が変化する。

ここで、フィルタＬＰＦ_bの具体例を図２１の２１０３，２１０４に示す。本実施形態ではＬＰＦ_bについてもＦ_mと同様に、フィルタサイズが３×３正方形である例を示すが、本発明はこの形態に限るものではない。例えば、フィルタサイズは５×５，７×７，９×９のような正方形であっても、３×５，５×７，５×９のような長方形であっても良い。ただし、十分な効果を得るために、Ｃ_sum_dが小さいほどσ値が大きくなることが望ましい。また、ＬＰＦ_bはローパス特性を有することが好ましい。

図２１に示すようにＬＦＰ_bもＦ_mと同様に、累積走査ＤutyデータであるＣ_sum_dに応じて、フィルタ係数が変化していることが分かる。なお、図２１によれば、本実施形態ではＦ_mとＬＰＦ_bとして同じフィルタ係数を用いる例を示しているが、もちろん異なる係数であっても良い。図２３に、フィルタ処理された累積ハーフトーンデータの模式図を示す。

次にステップＳ３０７では減算部１１０７において、累積走査Ｄutyフィルタ処理部１１０５で算出されたデータから、累積ハーフトーンデータフィルタ処理部１１０６で算出されたデータを減算する。そしてステップＳ３０８で重み積算部１１０８において、重み係数ｈ（実数）を積算することによって、制約情報Ｃ_rを得る。ステップＳ３０７およびＳ３０８における処理は、下式のように表される。

Ｃ_r←(−Ｏut_c_sum_LPF＋Ｃ_sum_df)×ｈ ・・・(56)
次にステップＳ３０９で制約情報バッファ書き込み部１１０９において、式(56)で得られたデータＣ_rを、制約情報バッファ１１１に書き込む。このように、式(56)によって算出された制約情報Ｃ_rが、次の走査番号ｋ＝２以降（すなわち現走査番号ｋに対する走査番号ｋ＋１）のハーフトーン処理用の制約情報として、制約情報バッファ１１１に保存される。

次にステップＳ３１０で制約情報バッファシフト部１１１０において、制約情報バッファ１１１に書き込まれた制約情報Ｃ_rを、一回の紙送り量ＬＦ＝Ｎzzl／Ｐass＝１６／４＝４だけ上にシフトする。ここでシフトした制約情報データは、下式により算出される。なお、０≦nx＜画像Ｘサイズ、０≦ny＜Ｎzzlとする。

Ｃ_r(nx,ny)＝Ｃ_r(nx,ny＋ＬＦ) ・・・(57)
式(57)において、ny＋ＬＦ≧Ｎzzlのときは、Ｃ_r(nx,ny)＝０とする。すなわち、シフト後の下端ＬＦノズル分（この場合４ノズル分）には０を代入する。

次にステップＳ３１１では累積走査Ｄutyデータシフト部１１１１において、累積走査Ｄutyバッファ１１０３に保持されたＣ_sum_dを、一回の紙送り量ＬＦ＝Ｎzzl／Ｐass＝１６／４＝４だけ上にシフトする。ここでシフトした累積走査Ｄutyデータは、下式のように算出される。なお、０≦nx＜画像Ｘサイズ、０≦ny＜Ｎzzlとする。

Ｃ_sum_d(nx,ny)＝Ｃ_sum_d(nx,ny＋ＬＦ) ・・・(58)
式(58)においても、ny＋ＬＦ≧Ｎzzlのときは、Ｃ_sum_d(nx,ny)＝０とする。すなわち、シフト後の下端ＬＦノズル分（この場合４ノズル分）には０を代入する。

ここで図２４に、以上のようにシフトされた累積走査Ｄutyデータの模式図を示す。

そしてステップＳ３１２でも同様に、累積ハーフトーンデータシフト部１１１２において、累積ハーフトーンデータバッファ１１０４に保持されたＯut_c_sumを、一回の紙送り量だけ上にシフトする。ここでシフトした累積ハーフトーンデータは以下のように算出される。なお、０≦nx＜画像Ｘサイズ、０≦ny＜Ｎzzlとする。

Ｏut_c_sum(nx,ny)＝Ｏut_c_sum(nx,ny＋ＬＦ) ・・・(59)
式(59)においても、ny＋ＬＦ≧Ｎzzlのときは、Ｏut_c_sum(nx,ny)＝０とする。すなわち、シフト後の下端ＬＦノズル分（この場合４ノズル分）には０を代入する。

ここで図２５に、以上のようにシフトされた累積ハーフトーンデータの模式図を示す。 以上説明した図２０のフローチャートに示す処理によって、本実施形態のステップＳ１１１における制約情報演算処理が終了する。

以下、本実施形態における制約情報の更新方法を示す上記式(56)について、詳細に説明する。

Ｃ_r←(−Ｏut_c_sum_LPF＋Ｃ_sum_df)×ｈ ・・・(56)
まず、式(56)におけるＯut_c_sum_LPFは、累積ハーフトーンデータフィルタ処理部１１０６にてＬＰＦ_bを用いて、累積ハーフトーン画像に対して低周波成分のみを取り出したデータである。式(56)においては、これに負号を付して−Ｏut_c_sum_LPFとし、Ｃ_sum_dfから減算することで、低周波成分が除去されたデータを作成する。これにより、次の走査番号ｋ＋１以降でドットが打たれにくくなる。すなわちこの処理によって、次の走査番号ｋ＋１以降において、走査番号ｋ以前に打たれたハーフトーン画像の低周波成分が逆位相となる効果がある。

このように本実施形態においては、−Ｏut_c_sum_LPFによって、既に配置されたドットの低周波成分が逆位相となるが、低周波成分のみを逆位相とすることによって得られる効果について、図２６を参照して説明する。

図２６は、レジストレーションズレ（以下、レジズレ）に対する印刷画像の変化を、高周波領域と低周波領域に分けて模式的に表した図である。まず、印刷画像の高周波領域について考える。走査番号ｋと走査番号ｋ＋１の濃度分布が逆位相となる場合（２６０１）は、レジズレなしの時に濃度分布の山谷が補間されており、ドットが紙面を満遍なく埋めるため紙白部分が発生しづらい。そのため濃度が高くなるが、例えばわずかに（図２６では２０μｍ）がズレただけで、互いの濃度分布が重なる傾向になり、紙白部分が見えやすくなって濃度が薄くなる傾向になる。すなわち、印刷画像上、高周波成分で濃度分布が逆位相となると、レジズレに対する濃度耐性が低くなる。しかし、高周波成分で濃度分布が無相関となる場合（２６０２）は、多少レジズレが発生しても濃度は変わりづらく、粒状性悪化もほとんど起こらない。

一方、印刷画像の低周波領域については、濃度分布が逆位相となる場合（２６０３）、視覚上目障りな低周波成分が少なくなり粒状性悪化が抑制される。さらに、多少レジズレが発生しても分布上の山谷の関係がほとんど変わらないので、濃度耐性は強い。しかし、低周波成分で濃度分布を無相関とする場合（２６０４）は、レジズレの発生の有無に関わらず、低周波成分が画像上に現れてしまうため、粒状性が悪化してしまう。

以上のように図２６によれば、印刷画像上のレジズレに対して濃度ムラ耐性が強く、かつ粒状性を良好とするためには、走査間において以下の２点の特性を実現することが重要となることが分かる。すなわち、1)視覚上目障りな低周波成分は逆位相にする。2)高周波成分は逆位相にせず、無相関関係にする。

なお、ここでは走査番号ｋとｋ＋１の隣り合う走査間において実現すべき特性について言及したが、この特性は任意の走査間でも成り立つ。

次に、式(56)におけるＣ_sum_dfに注目する。式(56)におけるＣ_sum_dfは、累積走査Ｄutyフィルタ処理部１１０５にてＦ_mを用いて、累積Ｄutyデータに対するフィルタリングを行ったデータである。式(56)においてはこのＣ_sum_dfを加算しているが、その理由は以下の２点にある。

まず１点目は、式(56)の括弧内の平均値を０にすることで、制約情報Ｃ_rの平均を常に０に保ち、走査Ｄuty濃度とハーフトーン処理の濃度を近づけるためである。これは、上述した−Ｏut_c_sum_LPFによって負の値になったデータのみを制約情報として扱うと，式(30)に示すＩcがＣ_dよりも小さくなってしまい、ハーフトーン処理におけるドット数が少なくなってしまうからである。誤差拡散法では入力濃度と出力濃度が常に同じになるよう動作するため，Ｃ_rは常に平均０に保たなければならない。ここで、Ｃ_sum_dfはＯut_c_sum_LPF（式（53）で２５５を乗じてある）と同じ濃度であるため、Ｃ_sum_dfを加算することで，Ｃ_rは常に平均０を保つことができる。

次に２点目の理由は、出力画像の空間周波数特性制御を行うことである。上述したように、式(56)の括弧内の平均値は０でなければならないが、Ｏut_c_sum_LPFだけにＬＰＦ_bをかけると、括弧内のＯut_c_sum_LPFとＣ_sum_dfが空間周波数的に異ってしまうため、エッジ強調が発生してしまう。言い換えると、Ｏut_c_sumだけぼかし処理を行い、Ｃ_sum_dにぼかし処理を行なわないで減算を行うと、アンシャープマスキングと同等の処理となり、エッジ強調が起こってしまう。そこで、Ｃ_sum_dにもＯut_c_sumと同じフィルタをかければ、エッジ強調抑制が可能となる。

ただし、普通紙やマット紙などの非コート紙が記録媒体である場合、画像の輪郭がボケる傾向があるため、必ずしも双方に同じ処理を実施する必要はなく、たとえば、意図的にエッジ強調を起こさせるように、Ｆ_mの広がり度合いを狭くしたりしてもよい。

式(56)においてはさらに、重み係数ｈにて制約情報の強度を調整できる。例えば、ｈ＝１．０のときは、フィルタにて演算された制約情報をそのまま出力でき、ｈ＝０．０のときは、制約情報を演算しないのと等価な出力が得られる。なお、式(56)の括弧内は平均０になっているため、ｈにどのような値を入れても、平均値０は保たれる。

以上で、図３のステップＳ１１１における制約情報演算処理についての説明を終了する。

次にステップＳ１１２において、ステップＳ１１１で得られた制約情報の演算結果で制約情報バッファ１１１を更新する。このように更新された制約情報は、次の走査番号以降（現走査番号がｋならば次の走査番号はｋ＋１）のドット配置を決定するための情報として参照される。

ここで、制約情報バッファ１１１の更新について、図６の領域１を参照して詳細に説明する。

本実施形態では、走査番号ｋ＝２におけるハーフトーン処理は、走査番号ｋ＝１において形成された領域１のドットパターンの低周波成分を逆位相にする必要がある。そのため、式(47)〜(56)によって、一回の紙送り量ＬＦ＝Ｎzzl／Ｐass＝１６／４＝４だけシフトされ、これを走査番号ｋ＝２の制約情報とするのは上述のとおりである。

しかし、式(47)〜(56)は、走査番号ｋ＝１とｋ＝２の隣接関係において「低周波成分を逆位相にする」ことに限らない。例えば図６に示すように、走査番号ｋ＝３におけるハーフトーン処理では、走査番号ｋ＝１，２において形成された領域１のトータルドットパターンに対して、低周波成分を逆位相にする。同様に、走査番号ｋ＝４におけるハーフトーン処理では、走査番号ｋ＝１，２，３において形成された領域１のトータルドットパターンに対して、低周波成分を逆位相にする。

すなわち本実施形態では、記録媒体上の同一領域において、既に記録されたトータルドットパターンの低周波成分を常に逆位相にするように、走査ごとのドットパターンが形成される。その結果、レジストレーションズレの発生の有無に関わらず、常に良好な粒状性を確保し、さらに、レジストレーションズレによる濃度ムラを低減することが可能となる。

図３に戻り、次にステップＳ１１３において、ハーフトーンデータを受けたインクジェットプリンタ２では、該画像データに適合するインク色が選択され、印字動作が開始される。ステップＳ１１３においては、記録ヘッド２０１が記録媒体に対して左から右に移動しながら、一定の駆動間隔で各ノズルを駆動して記録媒体上に画像を記録する主走査を１回行う。さらに該主走査が終了すると、主走査と垂直方向の走査である副走査が１回行なわれる。

次にステップＳ１１４において、全ての走査が終了したか否かの判定を行う。終了した場合には一連の画像形成処理が完了し、終了していない場合にはステップＳ１０３に戻る。以上により、処理の全てが終了する。

以下、図２７を用いて、本実施形態における走査番号ｋ，ｋ＋１，ｋ＋２，ｋ＋３のドット配置が実際にどのようになっているかについて説明する。ここでは、走査番号１，２，３，４、ノズル数９２０、パス数４を例として、記録媒体の同一座標上に形成されるデータについて説明する。

図２７において、２７０１は第１ハーフトーン処理部１０５にて算出される２値データ、２７０２は多階調化部１０６にて算出される多値データを示す。また、２７０３，２７０４，２７０５，２７０６はそれぞれ、出力端子１１４から出力される走査番号１，２，３，４に相当する、第２ハーフトーン処理部１１０にて算出される２値データによるハーフトーンデータを示す。また２７０７は、各走査のハーフトーン画像２７０３、２７０４、２７０５、２７０６が統合された最終出力画像（統合画像）を示す。

２７０３は、走査番号１でノズル下端１／４のハーフトーン画像（縦サイズ９２０／４＝２３０）である。同様に、２７０４は走査番号２でノズル下端２／４のハーフトーン画像、２７０５は走査番号３でノズル下端３／４のハーフトーン画像、２７０６は走査番号４でノズル下端４／４（上端１／４）のハーフトーン画像である。なお、例えば走査番号２のハーフトーン画像２７０４については、２７０３と同一記録媒体上に画像を形成するため、ノズル上端２／４の画像となる。

図２７によれば、走査Ｄutyデータに対して走査ごとに誤差拡散処理を施すため、各ハーフトーン画像２７０３、２７０４、２７０５、２７０６は分散性が高くなり、統合画像２７０７は元の２値データ２７０１の網点形状を再現していることが確認できる。さらに、統合画像２７０７では既に形成されたデータの低周波成分が逆位相となり、高周波成分が無相関となるため、レジストレーションズレに起因する濃度ムラ、粒状性劣化が抑制される。

以上説明したように本実施形態によれば、各色ごとに階調値を有する画像データに対し、まずＡＭ／ＦＭスクリーンや網点などの第１のハーフトーン処理を行い、その後、多階調化を行う。これにより、ＡＭ／ＦＭスクリーンや網点の再現性を向上させることができる。さらにその後、多階調化を施したデータに対してさらに、主走査毎に、既に形成された主走査での２値化結果に基づいてリアルタイムに更新された制約情報に基づく、第２のハーフトーン処理を行う。これにより、画像の低周波成分に依存した粒状性劣化を抑制し、高周波成分では相関を少なくすることで、レジストレーションズレによる濃度ムラを低減することが可能となる。

＜第２実施形態＞
以下、本発明に係る第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、第２ハーフトーン処理部１１０にて誤差拡散処理を行う例を説明した。第２実施形態では、誤差拡散法に代えてディザ法を用いる例を示す。上述したように、ディザ法は誤差拡散法に比べて高速に処理を行えるため、第２実施形態では高速処理が可能となり、さらに第１実施形態と同様に低周波成分のみを制約情報とするため、第１実施形態と同様の効果が得られる。

第２実施形態における画像形成装置の詳細構成は、第２ハーフトーン処理部１１０以外は第１実施形態と同様である。以下では説明を簡略化するため、第１実施形態と同様に４パス印字、走査番号ｋ＝１におけるシアンのハーフトーン処理の詳細について、図２８のブロック図と図２９のフローチャートを用いて説明する。図２８は、第２実施形態における第２ハーフトーン処理部１１０の詳細構成を示すブロック図であり、図２９は第２実施形態における第２ハーフトーン処理の詳細を示すフローチャートである。

まず図２９に示すステップＳ４０１において、図２８に示す制約情報加算部６０１で下式に示すように、シアン走査ＤutyであるＣ_dと、シアン制約情報であるＣ_rの合計値データＩcを算出する。ただし、走査番号ｋ＝１の制約情報Ｃ_rは全て０である。

Ｉc＝Ｃ_d＋Ｃ_r ・・・(60)
次にステップＳ４０２で量子化部６０３において、上記I_cとしきい値マトリクス６０２の該当要素値との比較を行い、ステップＳ４０３にて２値化データを出力する。ここで図３０に、第２実施形態におけるディザ処理による２値化の概要を示す。このときの２値化の規則は、しきい値マトリクス６０２の要素値Ｔh（０〜２５５）が以下のように表される。なお、Ｔhは図３０に示すように、印刷画像上のアドレスに対応した閾値群である。

Ｉ_c≦Ｔhのとき、 Ｏut_c＝０ ・・・(61)
Ｔh≦Ｉ_cのとき、 Ｏut_c＝１ ・・・(62)
第２実施形態におけるＴhとしては、周知のしきい値マトリクスを使用すれば良い。例えばＢａｙｅｒ配列であっても良いし、ドット集中型であっても良いし、ブルーノイズマスク配列であっても良い。また、しきい値マトリクス６０２は、走査番号毎に異なるマトリクスを用いても良いし、常に同一のマトリクスを用いても良い。

そしてステップＳ４０４において、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０３の処理をバンド内のアドレス(０，０)〜(Ｗ−１，Ｎzzl−１)まで行なうことによって、ハーフトーンデータのドット位置が決定される。これにより、走査番号ｋ＝１でのハーフトーン処理が終了し、その結果、各色分の１回のヘッド動作で形成される２値画像が、各色分のハーフトーン画像格納バッファ１１２に格納される。

以上説明したように第２実施形態によれば、ハーフトーン処理を誤差拡散に代えてディザ法で行うことによって、第１実施形態に比べて高速処理を可能としつつ、第１実施形態と同様にレジズレに対する耐性を持った高画質な画像形成が可能となる。

＜他の実施形態＞
上述した各実施形態では、所定方向に配列された複数のノズルを有する記録ヘッドをノズルの配列方向と交差する方向に記録媒体上で走査させて、記録媒体にインクを吐出することで画像を形成するインクジェット記録方式を用いた画像処理装置を説明した。しかしながら本発明は、インクジェット方式以外の他の方式に従って記録を行う記録装置（例えば熱転写方式や電子写真方式）に対しても適用できる。この場合、インク滴を吐出するノズルはドットを記録する記録素子やレーザー発光素子に対応することとなる。また、電子写真方式の場合、記録媒体としては感光ドラムとなる。

また本発明は例えば、記録媒体の記録幅に対応する長さの記録ヘッドを有し、記録ヘッドに対して記録媒体を移動させて記録を行う、いわゆるフルライン型の記録装置などにも適用できる。

また、上記各実施形態では第１ハーフトーン処理部１０５で２値化を行い、多階調化部１０６で多階調化を行い、さらに第２ハーフトーン処理部１１０において２値化処理を行う例を示したが、本発明はこの例に限定されない。すなわち、第１ハーフトーン処理部１０５で第１のＮ値化処理（Ｎは２以上の整数）を行って第１のＮ値データを出力し、多階調化部１０６でＮ値より大きいＭ値への多階調化（Ｍ値化）を施してＭ値データを出力するようにしても良い。この場合、第２ハーフトーン処理部１１０では第２のＮ値化処理を行って、第２のＮ値データを出力することになる。すると、第１ハーフトーン処理部１０５および第２ハーフトーン処理部１１０で２値化を行う場合には、Ｎ＝２となる。

本発明は例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体(記録媒体)等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、webアプリケーション、プリンタ等）から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

尚本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。なお、この場合のプログラムとは、実施形態において図に示したフローチャートに対応したコンピュータ可読のプログラムである。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

プログラムを供給するための記録媒体としては、以下に示す媒体がある。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、MO、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD-ROM，DVD-R)などである。

プログラムの供給方法としては、以下に示す方法も可能である。すなわち、クライアントコンピュータのブラウザからインターネットのホームページに接続し、そこから本発明のコンピュータプログラムそのもの(又は圧縮され自動インストール機能を含むファイル)をハードディスク等の記録媒体にダウンロードする。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してCD-ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせることも可能である。すなわち該ユーザは、その鍵情報を使用することによって暗号化されたプログラムを実行し、コンピュータにインストールさせることができる。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、実行されることによっても、前述した実施形態の機能が実現される。すなわち、該プログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行うことが可能である。

本発明に係る一実施形態における画像形成システムの構成を示すブロック図である。 本実施形態のプリンタにおける記録ヘッドの構成例を示す図である。 本実施形態における画像形成処理を示すフローチャートである。 本実施形態の色分解処理部における入出力データの詳細を示す図である。 本実施形態における色分解処理、第１ハーフトーン処理、多階調化処理、による出力データ例を示す図である。 本実施形態における１６ノズル、４パス印字による画像形成の概要を示す図である。 本実施形態における走査Ｄuty設定用ＬＵＴに保持されたＤuty分割率の一例を示す図である。 本実施形態における走査Ｄutyの設定方法の概要を示す図である。 本実施形態における走査Ｄutyの設定方法の概要を示す図である。 本実施形態における走査Ｄutyの設定方法の概要を示す図である。 本実施形態における走査Ｄutyバッファのバンド構成例を示す図である。 本実施形態における制約情報バッファのバンド構成例を示す図である。 本実施形態における第２ハーフトーン処理部の詳細構成を示すブロック図である。 本実施形態における第２ハーフトーン処理を示すフローチャートである。 本実施形態における誤差拡散係数の一例を示す図である。 本実施形態における各シアン累積誤差ラインバッファの記憶領域を示す図である。 本実施形態における印字領域の隣接の様子を示す図である。 本実施形態における第２ハーフトーン処理結果の格納例を示す図である。 本実施形態における制約情報演算部のシアンに関する詳細構成を示すブロック図である。 本実施形態における制約情報演算処理を示すフローチャートである。 本実施形態の制約情報演算におけるフィルタの具体例を示す図である。 本実施形態の制約情報演算におけるフィルタ処理後の累積走査Ｄutyデータの模式図である。 本実施形態の制約情報演算におけるフィルタ処理後の累積ハーフトーンデータの模式図である。 本実施形態の制約情報演算におけるシフト後の累積走査Ｄutyデータの模式図である。 本実施形態の制約情報演算におけるシフト後の累積ハーフトーンデータの模式図である。 本実施形態における印刷画像の周波数領域による対レジズレ特性を示す図である。 本実施形態において形成されるドット配置例を示す図である。 第２実施形態におけるハーフトーン処理部の詳細構成を示すブロック図である。 第２実施形態におけるハーフトーン処理を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるディザ処理の概要を示す図である。

Claims (14)

1. 複数の記録素子を備えた記録ヘッドが、記録媒体上を走査することによって画像を形成する画像形成装置であって、
   入力された画像データに対しＮ値化処理（Ｎは２以上の整数）を施して第１のＮ値データを算出する第１のＮ値化手段と、
   前記第１のＮ値データに対し、前記Ｎ値より大きいＭ値への多階調化を施してＭ値データを算出する多階調化手段と、
   前記Ｍ値データに応じて、前記記録ヘッドの主走査ごとに、前記記録素子ごとの記録量を算出する走査内記録量算出手段と、
   前記走査内記録量算出手段で算出された記録量に対し、予め定められた制約情報に基づくＮ値化処理を施して第２のＮ値データを作成する第２のＮ値化手段と、
   前記第２のＮ値データに基づいて前記記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. さらに、前記走査内記録量算出手段で算出された記録量と、前記第２のＮ値データに基づいて、次の主走査時に前記第２のＮ値化手段で参照される制約情報を作成する制約情報作成手段、を有し、
   前記制約情報作成手段は、前記記録媒体上で次の主走査と同一の領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記第２のＮ値化手段で作成される第２のＮ値データによるドットパターンの位相が低周波領域で逆位相となるように、前記制約情報を作成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制約情報作成手段は、前記記録媒体上で次の主走査と同一の領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記第２のＮ値化手段で作成される第２のＮ値データによるドットパターンの位相が高周波領域で無相関となるように、前記制約情報を作成することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記走査内記録量算出手段は、前記記録ヘッドにおける前記記録素子の位置に応じて前記Ｍ値データに応じた記録量を分割することによって、前記記録素子ごとの記録量を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記走査内記録量算出手段は、前記記録媒体上の同一領域に対する前記記録素子ごとの記録量の合計が、前記Ｍ値データに応じた記録量となるように、前記記録素子ごとの記録量を算出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制約情報作成手段は、前記走査内記録量算出手段で算出された記録量の累積値に基づいて、前記制約情報を作成することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１および第２のＮ値化手段は、誤差拡散法またはディザ法によるＮ値化を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記記録ヘッドを、形成対象となる複数の色ごとに備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. Ｎ＝２であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 複数の記録素子を備えた記録ヘッドが、記録媒体上を走査することによって画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
    入力された画像データに対しＮ値化処理（Ｎは２以上の整数）を施して第１のＮ値データを算出する第１のＮ値化ステップと、
    前記第１のＮ値データに対し、前記Ｎ値より大きいＭ値への多階調化を施してＭ値データを算出する多階調化ステップと、
    前記Ｍ値データに応じて、前記記録ヘッドの主走査ごとに、前記記録素子ごとの記録量を算出する走査内記録量算出ステップと、
    前記走査内記録量算出ステップにおいて算出された記録量に対し、予め定められた制約情報に基づくＮ値化処理を施して第２のＮ値データを作成する第２のＮ値化ステップと、
    前記第２のＮ値データに基づいて前記記録媒体上に画像を形成する画像形成ステップと、
    を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
11. さらに、前記走査内記録量算出ステップにおいて算出された記録量と、前記第２のＮ値データに基づいて、次の主走査時に前記第２のＮ値化ステップにおいて参照される制約情報を作成する制約情報作成ステップ、を有し、
    前記制約情報作成ステップにおいては、前記記録媒体上で次の主走査と同一の領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記第２のＮ値化手段で作成される第２のＮ値データによるドットパターンの位相が低周波領域で逆位相となるように、前記制約情報を作成することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置の制御方法。
12. 前記制約情報作成ステップにおいては、前記記録媒体上で次の主走査と同一の領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記第２のＮ値化手段で作成される第２のＮ値データによるドットパターンの位相が高周波領域で無相関となるように、前記制約情報を作成することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置の制御方法。
13. コンピュータに請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法における各ステップを実行させるためのプログラム。
14. 請求項１３に記載のプログラムを記憶したコンピュータ可読な記憶媒体。