JP2013252663A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 新たな記録材を追加することなく、ドットの配置と色材の表面張力の特性を用いて、低明度部の色域を拡大することを目的とする。
【解決手段】 本発明に係る画像形成装置は、黒色色材と複数の有彩色色材とを用いて再現可能である色域における暗部の最外殻に位置する色において、前記黒色色材のドットと前記複数の有彩色色材各々のドットとが前記記録媒体上で排他に配置されるように黒色色材データと複数の有彩色色材データとを生成する生成手段と、前記生成された黒色色材データと前記生成された複数の有彩色色材データとに基づき、前記複数の記録走査において、前記各色材のうち表面張力の弱い色材の後に表面張力の強い色材のドットが記録されるように、前記各色材のドットを記録する記録手段とを有する。
【選択図】 図２７

Description

本発明は、黒色色材と複数の有彩色色材とを用いて記録媒体上に画像を形成するための処理に関する。

プリンタの色域（色再現領域）を拡大して高い発色性を実現する技術として、次の技術が知られている。

特許文献１には、シアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの基本色インクに加えて、レッド、グリーン、ブルーなどの基本色の色域を広げる特色インクを利用することが記載されている。具体的には、マゼンタのドットとイエロのドットを重ねて形成した赤色よりも高彩度な赤色を再現できるレッドインクをさらに用いることで、色域の赤色領域を拡大することが記載されている。

特許文献２には、イエロのドットとシアンのドットを重ねて形成する場合、イエロ、シアンの順で重ねて形成した場合と、シアン、イエロの順で重ねて形成した場合とでは発色が異なることが記載されている。そして、イエロ、シアンの順で重ねた時にしか再現できない色はイエロ、シアンの順、シアン、イエロの順で重ねた時にしか再現できない色はシアン、イエロの順で形成することにより、色域を拡大することが記載されている。

特許文献３には、レッドのドットとイエロおよびマゼンタのドットとが重なると、重ねない場合に比べて発色性が低下することが記載されている。そして、量子化された色材量データをドットの形成／非形成を表す２値データに所定のドット配置パターンと対応付けて変換する際に、レッドについては他の色と異なるドット配置パターンを用いて上記重なりの確率を低減し、色域を拡大することが記載されている。

また、特許文献４には、必ず表面張力の強い順に印字をするという技術が記載されている。これは、表面張力の強いインクを先に打つことで、後から打たれるインクによるドット形状の乱れを抑制し、想定通りの位置にドットを形成する技術である。

特開平６−２３３１２６号公報 特開２００４−１５５１８１号公報 特開２００５−８８５７９号公報 特開２００７−３３１１７１号公報

ここで、着色剤として主に顔料を用いたインク（顔料インク）のインクジェットプリンタで印刷されたプリント物で特に顕著に発生する課題として、暗部（低明度部）の色域低下がある。図１は、顔料インクジェットプリンタで印刷されたプリント物のイエロ色相の色域形状を示す模式図である。図の横軸はＣＩＥＬＣｈ色空間の彩度Ｃ＊、縦軸は明度Ｌ＊、点Ａ、点Ｂ、点Ｃ、点Ｄはそれぞれ白、イエロ、ブラックおよびブラック近傍の色域最外郭の色を示す点である。同図に示すように、イエロからブラックに至る暗部（低明度部）の色域形状は、イエロとブラックを結ぶ直線に比べて、大きく内側に凹んでいる。特にブラック近傍では、点Ｃに対する点Ｄの位置から分かるように、明度が大きく変化しても彩度があまり大きく変化しない。このような色域形状は、カラーマッピングにおいて階調不良（つぶれ）の原因となってしまう。

しかしながら、特許文献１および特許文献３に記載の技術では、新たなインクを必要とするため、プリンタの構造がより複雑になり、大型化する。

また、特許文献２に記載の技術では、イエロからグリーンを経由してシアンに至る色相において中間明度の色域を拡大するが、イエロからブラックに至る暗部（低明度領域）の色域は拡大しない。

さらに、特許文献２のようにドットを重ねるような配置パターンを用意しても、インクの表面張力の差に起因してインクの滑りが生じてしまい、ドット同士が重ならない場合がある。

ここで、特許文献２の上記課題に対して、特許文献４を用いることによって、ドット同士の滑りを防いでドット同士を重ねることは可能となる。

しかしながら一方では、各色材色同士のドットを排他に配置したい場合であっても、表面張力の強いインクを先に打つことで、ドットの一部に重なりが生じて色域が低下してしまう場合がある。

そこで、本発明は、新たな記録材を追加することなく、ドットの配置と色材の表面張力の特性を用いて、低明度部の色域を拡大することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、黒色色材と複数の有彩色色材とを用いて画像を形成する画像形成装置であって、入力画像データから、黒色色材のドットを記録媒体上に配置させるための黒色色材データと複数の有彩色色材各々のドットを前記記録媒体上に配置させるための複数の有彩色色材データとを生成する生成手段であって、前記黒色色材と前記複数の有彩色色材とを用いて再現可能である色域における暗部の最外殻に位置する色において、前記黒色色材のドットと前記複数の有彩色色材各々のドットとが前記記録媒体上で排他に配置されるように前記黒色色材データと前記複数の有彩色色材データとを生成する生成手段と、前記生成された黒色色材データと前記生成された複数の有彩色色材データとに基づき、前記複数の記録走査において、前記各色材のうち表面張力の弱い色材の後に表面張力の強い色材のドットが記録されるように、前記各色材のドットを記録する記録手段とを有する。

本発明によれば、新たな記録材を追加することなく、ドットの配置と色材の表面張力の特性を用いて、低明度部の色域を拡大することが可能となる。

顔料インクジェットプリンタで印刷されたプリント物のイエロ色相の色域形状を示す模式図である。 紙およびインクの分光反射率の例を示すグラフである。 ブラックインクとイエロインクの記録媒体上での配置を示す模式図である。 図３の配置による分光反射率を示すグラフである。 図３の配置による発色をＣＩＥＬａｂ色空間のＬ＊−ｂ＊平面で示すグラフである。 ブラックインクとカラーインクの記録媒体上での配置を示す模式図である。 図６の配置によるカラーインク領域の分光反射率を示すグラフである。 図６の配置による分光反射率を示すグラフである。 図６の配置による発色をＣＩＥＬａｂ色空間のＬ＊−ａ＊平面で示すグラフである。 インクの重なり状態と画像の色度との関係をＣＩＥＬａｂ色空間のａ＊−ｂ＊平面で示すグラフである。 シアンインクとイエロインクの記録媒体上での配置を示す模式図である。 図１１の配置による分光反射率を示すグラフである。 図１１の配置による発色をＣＩＥＬａｂ色空間のＬ＊−ａ＊平面で示すグラフである。 インクの表面張力の強弱により、インクの滑りが発生する様子を示す図である。 画像形成装置１５０１の概略構成を説明する模式図である。 実施例１の画像形成システムの概略構成を説明するブロック図である。 実施例１の画像処理の概略構成を説明するブロック図である。 色分解テーブル格納部１６０８に格納される色分解テーブルの一例を示す模式図である。 色空間（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を示す模式図である。 実施例１の黒−カラーラインの色分解テーブルを示す模式図である。 誤差拡散法によるハーフトーン処理を模式的に示したブロック図である。 処理走査の様子を示す図である。 ハーフトーン処理部１６０６が行う動作を説明するためのフローチャートである。 累積誤差メモリ２００７に格納されているデータを説明するための図である。 実施例１において、Ｋの出力階調値が０であった場合におけるカラーインクの量子化処理の流れを説明するフローチャートである。 実施例１のハーフトーン処理を行った後の画像の模式図である。 パス分解部１６０９が行う動作の工程を説明するためのフローチャートである。 実施例１におけるマルチパス記録方法を説明するための記録パターンの模式図である。 実施例２の記録ヘッドにおけるノズル配置を示す図である。 実施例３の画像処理の概略構成を説明するブロック図である。 実施例３における選択部３４０１の処理手順を示すフローチャートである。 実施例３におけるハーフトーン処理部３４０５が行う動作を説明するためのフローチャートである。 本実施例に好適な画素配置の一例を示す模式図である。 実施例４において用いられるディザマトリクスの例を示す模式図である。 実施例４において、暗部におけるハーフトーン処理後の各色ドット配置の例を示す模式図である。 実施例４において、明部で適用するディザマトリクスの組み合わせを切り替える領域を、ＣＩＥＬａｂ色空間におけるａ＊−ｂ＊平面で示すグラフである。 実施例４において用いられるディザマトリクスの例を示す模式図である。 実施例４において、明部におけるハーフトーン処理後の各色ドット配置の例を示す模式図である。 実施例１の処理を適用した場合とランダムにドットを配置した場合とにおけるドットの重なり状態の比較を示すグラフである。 実施例５のハーフトーン処理部が行う動作を説明するためのフローチャートである。

（実施例１）

以下では、記録剤であるインクをシアン、マゼンタ、イエロ、ブラックなど片仮名表記で表す。また、ブラックインクを黒色色材もしくは黒インクと称する。シアンインク、マゼンタインク、イエロインクを総じて有彩色色材もしくは有彩色インクもしくはカラーインクと称する。シアン、マゼンタ、イエロを総じてカラーもしくは有彩色と称し、ブラックを黒もしくは無彩色と称する。また、色もしくはそのデータ、色相をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋなど英大文字の１字で表すものとする。すなわち、Ｃはシアン色またはそのデータないし色相を、Ｍはマゼンタ色またはそのデータないし色相を、Ｙはイエロ色またはそのデータないし色相を、Ｋはブラック色またはそのデータないし色相をそれぞれ表すものとする。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、同一の構成については、同じ符号を付して説明する。

＜像構造と発色との関係＞
記録媒体（例えば紙面）上における色材の空間的な配置（以降、像構造とも呼ぶ）と発色との関係について、図面を用いて説明する。

図２は記録媒体としての紙および色材としてのインクのそれぞれの分光反射率を示す模式図である。図中の横軸は波長、縦軸は反射率を示している。波形２０１は紙の分光反射率、波形２０２はブラックインクの分光反射率、波形２０３はシアンインクの分光反射率、波形２０４はイエロインクの分光反射率を示している。

図２に示す反射特性を持つインクを、図３のように紙面上で異なる配置にした場合のそれぞれの発色について説明する。配置３０１は、ブラックインクとイエロインクが互いに重なり合わずに、横に並べて配置（以降、並置混色とも呼ぶ）されている場合を示している。尚、紙面上では、紙自体が露出する領域が存在せず、全ての領域が何れかのインクで埋め尽くされているものとする。配置３０１における発色は、一般に知られたＭｕｒｒａｙ−Ｄａｖｉｓの式からわかるように、各々のインクの面積率に基づいた加重平均、つまり次式（１）から算出される。

Ｒ（λ）＝Ｓ＿Ｋ×Ｒ＿Ｋ（λ）＋Ｓ＿Ｙ×Ｒ＿Ｙ（λ） ・・・（１）
ここで、Ｒ（λ）、Ｒ＿Ｋ（λ）、Ｒ＿Ｙ（λ）はそれぞれ、混色時、ブラックインク、イエロインクの波長λにおける反射率を表し、Ｓ＿Ｋ、Ｓ＿Ｙはそれぞれ、ブラックインク、イエロインクの紙面上における面積率（０〜１の値）を表す。また、配置３０２は、ブラックインクとイエロインクが互いに重なり合い、上下に層状に配置されている場合（色材層を形成している場合）を示している。尚、配置３０１と同様、紙面上では、紙自体が露出する領域が存在せず、全ての領域がインクで埋め尽くされているものとする。ここで、配置３０２における発色は、次式（２）から算出される。

Ｒ（λ）＝Ｒ＿Ｙ（λ）＋｛Ｔ＿Ｙ（λ）^２×Ｒ＿Ｋ（λ）｝／｛１−Ｒ＿Ｋ（λ）×Ｒ＿Ｙ（λ）｝ ・・・（２）
ここで、Ｒ（λ）、Ｒ＿Ｋ（λ）、Ｒ＿Ｙ（λ）はそれぞれ、混色時、ブラックインク、イエロインクの波長λにおける反射率を表し、Ｔ＿Ｙ（λ）はイエロインクの透過率を表す。

＜ブラックインクと１つの有色インクとの組み合わせ＞
特に、顔料インクなど、染料インクと比べて光の散乱成分が多いインクの場合、反射率および透過率は光の吸収成分だけでなく散乱成分を考慮する必要がある。図２に示す分光反射率特性について、上述のように特に顔料インクなど光の散乱成分が無視できないインクを用いた場合に上記式（１）、式（２）から算出される分光反射率の模式図を図４に示す。波形４０１は配置３０１、波形４０２は配置３０２に対応している。尚、比較しやすいよう、波形４０１と波形４０２とは同程度の明度になるようにＳ＿Ｋ、Ｓ＿Ｙが調整されているが、どちらの波形が急峻かを判定するのには影響がない。波形４０１は波形４０２に比べて急峻な変化を示す波形の分光反射率であることがわかる。

つまり、全可視波長域で光の吸収の多いブラックインクと、一部の可視波長域で吸収の少ない有色インク（以降、ブラックインク以外の有色インクをカラーインクとも呼ぶ）との間には、次のことが言える。配置３０１のように、インク同士が互いに重なり合わずに横に並んで（すなわち、インク同士が排他されて）配置している場合、カラーインクによる吸収が多い波長域（図４では短波長側）では反射率が低くなる。一方で、カラーインクによる吸収が少ない波長域（図４では長波長側）では反射率が高くなる。このため、分光反射率は波形４０１に示すように急峻な変化を示す。一方で、配置３０２のように、インク同士が互いに重なり合い上下に層状に配置している場合、どちらかのインクによる吸収が多いとそのインクにより多く吸収されるため反射率は低くなる。従って、ブラックインクのように全波長で吸収の多いインクが他のインクと重なると、全波長で低い反射率となる。

ところで、光の吸収のみに着目し、ブラックインクの反射率が全波長で一定値であると仮定すると、ブラックインクに重なり上下に層状に配置されるイエロインクの分光反射率は、イエロインク単独で配置された際の定数倍となるだけである。つまり、急峻な波形が保たれるため、ブラックインクとイエロインクとを重ねて配置しても全波長で低い分光反射率とはならない。

しかし、上述したように顔料インクでは散乱成分が無視できない。吸収成分は、吸収が高いほど反射率を下げるのに対し、散乱成分は反射率にバイアスとして加算されてしまう。また、散乱成分は一般的に吸収が多い波長で多いため、散乱成分によって分光反射率の波長毎の変化は緩やかになる。

ここで、図５に、配置３０１と配置３０２の配置の違いによる発色の違いをＣＩＥＬａｂ色空間のＬ＊−ｂ＊平面で示す。同図はイエロ色相におけるＬ＊−ｂ＊平面であり、横軸はｂ＊、縦軸は明度Ｌ＊である。点５０１はイエロ、点５０２はブラック、点５０３は配置３０１の場合、点５０４は配置３０２の場合のそれぞれの色度を示している。明度Ｌ＊の軸から距離が離れている程、彩度が高いため、点５０３の方が点５０４より高彩度であることがわかる。尚、イエロとブラックを例にとって説明したが、シアンとブラック、マゼンタとブラックも同様である。

＜ブラックインクと２つの有色インクとの組み合わせ＞
上記では、ブラックインクと１つの有色インクの組み合わせについて説明した。次に、ブラックインクと２つの有色インクとの組み合わせについて、紙面上における色材層の空間的な配置と発色との関係を説明する。

インクの分光反射率は図２の場合と同一として説明する。図２に示す反射特性のインクが、紙面上で図６のようにそれぞれ配置したときの発色について説明する。上述した通り、ブラックインクとカラーインクは、互いに重なり合って上下に層状に配置するより、互いに重なり合わずに横に並べて配置した方が、高彩度な発色である。ここでは、ブラックインクとカラーインクは重なり合わず排他的に配置されている場合を例に説明を行う。配置６０１のように、シアンインクとイエロインクが互いに重なり合わずに横に並べて配置された場合と、配置６０２のようにシアンインクとイエロインクが互いに重なり合い上下に層状に配置された場合を比較する。

配置６０１の場合、ブラックインクを除いたカラーインクのみが配置された紙面上の領域（以降、カラーインク領域とも呼ぶ）の反射率は上述した式（１）を用いて、図２の波形２０３と波形２０４との加重平均で表わされる。一方、配置６０２の場合、ブラックインクを除いたカラーインク領域の反射率は上述した式（２）を用いて、波形２０３と波形２０４、および、図示しない各インクの透過率から求められる。以上のように求められた配置６０１および配置６０２のカラーインク領域のそれぞれの分光反射率を図７に示す。波形７０１は配置６０１、波形７０２は配置６０２に対応している。図に示されるように、波形７０１より波形７０２の方が急峻な分光反射率特性、すなわち、高彩度であることがわかる。つまり、カラーインク同士は、互いに重なり合わずに横に並べて配置するより、互いに重なり合って上下に層状に配置する方が高彩度な発色となる。

更に図８に、配置６０１および配置６０２の場合で、ブラックインクを含む、任意のインクが配置された全領域の分光反射率を示す。波形８０１は配置６０１、波形８０２は配置６０２に対応している。この分光反射率は、ブラックインクの反射率とカラーインク領域の反射率から式（１）を用いて算出される。尚、比較しやすいよう、ブラックインクとカラーインク領域の面積率を、配置６０１と配置６０２との明度が同一となるように調整しているが、波形には影響がない。

ここで、図９に、配置６０１と配置６０２との配置の違いによる発色の違いをＣＩＥＬａｂ色空間のＬ＊−ａ＊平面で示す。同図はグリーン色相におけるＬ＊−ａ＊平面であり、横軸はａ＊、縦軸は明度Ｌ＊である。点９０１はグリーン、点９０２はブラック、点９０３は配置６０２の場合、点９０４は配置３０１の場合のそれぞれの色度を示している。明度Ｌ＊の軸から距離が離れている程、彩度が高いため、点９０３の方が点９０４より高彩度であることがわかる。尚、グリーン（シアンとイエロの混色）からブラックに至る暗部の色域を例にとって説明したが、レッド（イエロとマゼンタの混色）からブラック、ブルー（マゼンタとシアンの混色）からブラックも同様である。

＜カラーインクとカラーインクとの組み合わせ＞
ここまで、Ｌ＊−ａ＊平面およびＬ＊−ｂ＊平面で説明したが、他のドットと重なることなく排他に記録される有彩色（以降、排他カラーとも称する）を１色以下にすることで、より彩度の高い色を再現できることをＣＩＥＬａｂ色空間のａ＊−ｂ＊平面で説明する。図１０は、インクの重なり状態と画像の色度の関係を説明する模式図であり、横軸がＣＩＥＬａｂ色空間のａ＊、縦軸がｂ＊を示す。図において、点Ａは全ての画素をＹドットのみで形成した時の色を示す点、点Ｂは全ての画素をＹドットおよびＣドット同士を重ねて形成した時の色を示す点、点Ｃは全ての画素をＣドットのみで形成した時の色を示す点、点Ｏは無彩色を示す点である。ここで、Ｙドットのみで形成した第一の画素とＹドットおよびＣドットで形成した第二の画素とを含む第一の画像の色は、線分ＡＢ上の点で示される。同様に前記第二の画素とＣドットのみで形成した第三の画素とを含む第二の画像の色は線分ＢＣ上の点で示される。また、前記第一の画素と、前記第二の画素と、前記第三の画素とを含む第三の画像の色は、三角形ＡＢＣの内部の点で示される。

ところで、上記各点の彩度は点Ｏとの距離で与えられるため、三角形ＡＢＣの内部の点Ｐ０と線分ＡＢ上の点Ｐ１では、点Ｐ０の方が点Ｐ１よりも点Ｏとの距離が短く、点Ｐ０の示す色の方が点Ｐ１の示す色よりも彩度が低い。一方、点Ｐ０が示す色と点Ｐ１が示す色の色相角は同じである。すなわち、前記第三の画像の色は、色相角の等しい前記第一の画像の色よりも彩度が低い。なお、前記第三の画像の色と前記第二の画像の色の関係についても同様であり、前記第三の画像の色は色相角の等しい前記第二の画像の色よりも彩度が低い。

ここで、前記第三の画像は、排他カラーを複数（例えば、ＹドットとＣドットの２色）含む。一方、前記第一の画像および前記第二の画像は、排他カラーを１色しか含まない。つまり、排他カラーを１色以下にするように有彩色色材のドットを配置することで、前記第三の画像のような、有彩色を複数含む画像より彩度の高い色を再現できる。

上述した通り、ブラックインクが使用されるような暗部で色域を拡大するためには、色域最外郭で以下の条件が寄与することとなる。その条件は、ブラックインクとカラーインクが排他されていること、カラーインク同士で互いに重なり合わずに排他に配置されるカラーインクは１色以下であること、紙白が何れかのインクでほぼ被覆されていることの３点である。ここで、排他とは、各ドットの中心が互いに重ならないこととも言うことができる。

なお、暗部の色域最外郭以外については、カラーインク同士を排他しても重ねても色域は変わらない。ただし、カラーインク同士を重ねた領域は明度の低いドットが配置されていることと同義のため、視覚的にドットが目立ってしまい、粒状性を低下させる要因になる。そのため、暗部の色域最外郭以外については、異なるインク同士を極力排他して形成した方がより良好な画像を得られる。

また、色域の拡大はそれほど大きくないが、排他カラーは１色以下とし、カラーインクをブラックインクと重ねてもよい。

ここで、ブラックインクを利用しない明部の色域について、インクの配置を説明する。尚、インクの分光反射率は図２と同一として説明する。紙面上で図１１の配置１１０１および配置１１０２のように配置したとき、上述したように、それぞれのカラーインク領域の分光反射率は図７に示す通りとなる。一方、紙白の露出している領域を含めた配置１１０１および配置１１０２の分光反射率は、紙白の反射率２０１との加重平均となるため、図１２に示す特性となる。すなわち、インクで被覆されずに紙白が露出されている領域が存在すると、全体の領域としては分光反射率の変化が緩やかになるため、式（１）のＹをＷに置き換えることにより、画像全体の彩度は低下することがわかる。

しかしながら、波形１２０１および波形１２０２からわかるように、配置１１０１と配置１１０２との分光反射率はほぼ一致する。尚、紙白の露出領域と各カラーインク領域の面積率は、配置１１０１と配置１１０２との場合で明度が同一となるように調整されているが、どちらの波形が急峻かを判定するのには影響がない。

また、図１３に、配置１１０１および配置１１０２の配置における発色をＣＩＥＬａｂ色空間のＬ＊−ａ＊平面で示す。同図はグリーン色相におけるＬ＊−ａ＊平面であり、横軸はａ＊、縦軸は明度Ｌ＊である。点１３０１はグリーン、点１３０２は紙白、点１３０３は配置１１０１および配置１１０２の場合の色度を示している。図１２に示す分光反射率から当然ではあるが、ブラックインクの使用されない明部において、カラーインクは互いに重なり合って上下に層状に配置しても、互いに重なり合わずに横に並べて配置しても彩度は変わらない。なお、紙白からグリーン（シアンとイエロの混色）に至る明部の色域を例にとって説明したが、紙白からレッド（イエロとマゼンタの混色）、紙白からブルー（マゼンタとシアンの混色）も同様である。また、紙白からシアン、マゼンタ、イエロに至る明部の色域でも同様である。

よって、カラーインクを互いに重なり合って上下に層状に配置することにより、紙面上における粒状性が低下する場合は、ブラックインクの使用されない明部において互いに重なり合わずに横に並べて配置させることが好ましい。

まず、インクの表面張力の違いによるドットの滑りについて、図１４を用いて説明する。インク１０１は表面張力の強いインクの液滴、インク１０２は表面張力の弱いインクの液滴を表し、それぞれが紙１０３上に着弾する。インクの表面張力が弱いとは、記録媒体に着弾したインクが球形になろうとする力が弱いということである。図１４（ａ）は、先に打たれるインク１０１の表面張力が強く、後に打たれるインク１０２の表面張力が弱い場合について、各インクの着弾の様子を模式的に示している。先に打たれるインクより後に打たれるインクの表面張力が弱ければ、後に打たれて着弾したインク滴は、先に形成されたインクドットを押しのけることができずに、先に打たれたインクドット上で広がることになる。このように、表面張力が強いインクを先に打った場合は、色材色毎にドット配置の排他処理（単に「排他処理」とも表記する）を行ったとしても、重なりが生じてしまう。この重なりは、ドット周辺部において顕著である。

これに対し、図１４（ｂ）は、先に打たれるインク１０２の表面張力が弱く、後から打たれるインク１０１の表面張力が強い場合の様子を模式的に示している。すなわち後から打たれるインクが球形になろうとする力が強い場合である。後に付与されたインク滴は、先に形成されたインクドットを押しのけて記録媒体上で広がることになり、インク同士の重なり領域が低減する。つまり、排他処理を行いたい場合は、表面張力の強いインクを後に打つことでインクの滑りによってドット同士の重なりを低減することができる。

以下、実施例１では、プリンタの色材をシアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの４色とする。また、色材の表面張力はイエロが最も弱く、以下ブラック、シアン、マゼンタの順に表面張力が強いものとする。また、色域拡大のためにブラックインクと他のカラーインクで排他処理を行うものとする。

＜画像形成システムの構成＞
（画像形成装置の構成）
最初に、本実施例の画像形成装置の構成を説明する。図１５は、本実施例の画像形成装置１５０１の構成を説明する模式図である。ヘッドカートリッジ１４０１は記録ヘッドとインクタンクとが一体的に構成され、キャリッジ１４０２に交換可能に搭載されている。ヘッドカートリッジ１４０１は、複数の吐出口からなる記録ヘッドと、記録ヘッドへインクを供給するインクタンクとを有し、記録ヘッドの各吐出口を駆動するための信号などを授受するためのコネクタが設けられている。キャリッジ１４０２には、上記コネクタを介してヘッドカートリッジ１４０１に信号を伝達するためのコネクタホルダが設けられている。キャリッジ１４０２は、ガイドシャフト１４０３に沿って往復移動可能となっている。具体的には、キャリッジ１４０２は主走査モータ１４０４を駆動源としてモータ・プーリ１４０５、従動プーリ１４０６およびタイミング・ベルト１４０７等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置および移動が制御される。キャリッジ１４０２に搭載されたヘッドカートリッジ１４０１は、吐出口面がキャリッジ１４０２から下方へ突出して記録媒体１４０８と平行になるように保持されている。尚、このキャリッジ１４０２のガイドシャフト１４０３に沿った移動を「主走査」といい、移動方向を「主走査方向」という。

プリント用紙などの記録媒体１４０８はオートシートフィーダ（以下ＡＳＦ）１４１０に搭載され、画像形成時には給紙モータ１４１１の駆動によってギアを介してピックアップローラ１４１２が回転し、ＡＳＦ１４１０から一枚ずつ分離給紙される。そして、搬送ローラ１４０９の回転により、キャリッジ１４０２上のヘッドカートリッジ１４０１の吐出口の面と対向する記録開始位置に搬送される。搬送ローラ１４０９の回転は、ＬＦモータ１４１３の回転によりギアを介して行われる。記録媒体１４０８が記録開始位置に搬送されたかどうかの判定は、ペーパエンドセンサ１４１４が記録媒体１４０８の通過を検知することで行われる。

画像形成動作は、次のようにして行われる。まず、記録媒体１４０８が所定の記録開始位置に搬送される。その後、キャリッジ１４０２が記録媒体１４０８上をガイドシャフト１４０３に沿って移動し、その移動の際に記録ヘッドの各吐出口を駆動するための信号に応じて吐出口よりインクが吐出される。そして、キャリッジ１４０２がガイドシャフト１４０３の一方端まで移動すると、搬送ローラ１４０９がキャリッジ１４０２の走査方向に垂直な方向に所定量だけ記録媒体１４０８を搬送する。以下、これを「紙送り」または「副走査」といい、この搬送方向を「紙送り方向」または「副走査方向」という。記録媒体１４０８の所定量の搬送が終了すると、再度キャリッジ１４０２はガイドシャフト１４０３に沿って移動する。このように、記録ヘッドのキャリッジ１４０２による走査と紙送りとを繰り返すことにより記録媒体１４０８全体に画像が記録される。

（画像形成システムの構成）
次に、本実施例の画像形成システムのハードウエア構成を、図１６のブロック図を用いて説明する。画像処理装置としてのホスト１５００は、例えばパーソナルコンピュータで実現される。ホスト１５００は、ＣＰＵ１５０３と、メモリ１５０４と、キーボード等の入力部１５０５と、外部記憶装置１５０６と、画像形成装置１５０１との間のインターフェイス（以下Ｉ／Ｆと呼ぶ）１５０８と、モニタ１５０２との間のビデオＩ／Ｆ１５０７を備える。ＣＰＵ１５０３は、メモリ１５０４に格納されたプログラムに従い、画像生成手段として種々の処理を実行するものであり、本実施例の画像処理を実行する。これらのプログラムは例えば、プリンタドライバとして外部記憶装置１５０６に記憶され、或いは外部接続装置から供給され、ワークエリアとして使用されるメモリ１５０４を用いてＣＰＵ１５０３により適宜読み出されて実行される。ホスト１５００はビデオＩ／Ｆ１５０７を介してモニタ１５０２に種々の情報を出力すると共に、入力部１５０５を通じて各種情報を入力する。また、ホスト１５００はＩ／Ｆ１５０８を介して画像処理を施した画像データを含むプリントデータを画像形成装置１５０１に送信する。

画像形成装置１５０１は、各種処理を実行するＣＰＵ１５１０、制御プログラムや各種データを格納するＲＯＭ１５１１、およびＣＰＵ１５１０のワークエリアとして使用されるＲＡＭ１５１２からなる制御部１５０９を備える。さらに、画像形成装置１５０１は、ホスト１５００とのインターフェイス１５１５、各種モータを駆動するためのモータドライバ１５１６、および記録ヘッド１５１３を駆動するためのヘッドドライバ１５１４を備える。前記各種モータは、主走査モータ１４０４、給紙モータ１４１１、ＬＦモータ１４１３である。制御部１５０９は、ホスト１５００からプリントデータを受信して本実施例の画像処理を実行し、ドライバを介して各種モータと記録ヘッド１５１３を制御して画像形成手段として画像を記録する。

＜画像処理構成＞
次に、本実施例の画像形成システムにおいて実行される画像処理の構成を、図１７のブロック図を用いて説明する。ホスト１５００で動作するプリンタドライバ１６０２は、アプリケーションプログラム１６０１から受け取った入力画像データをプリントデータに変換して画像形成装置１５０１に出力する。入力画像データからプリントデータへの変換は、解像度変換部１６０３、カラーマッチング部１６０４、色分解部１６０５、ハーフトーン処理部１６０６によって実行される。画像形成装置１５０１は、プリンタドライバ１６０２から受け取ったプリントデータをパス分解部１６０９、吐出信号生成部１６１１によってインク吐出信号に変換し、記録ヘッド１５１３で記録媒体１４０８へ記録する。各部により行われる処理の詳細は後述する。尚、ホスト１５００で実行される上記画像処理の一部を画像形成装置１５０１で行ってもよい。

（解像度変換部）
解像度変換部１６０３は、入力画像データの解像度を画像形成装置１５０１の解像度に変換して出力する。本実施例において画像形成装置１５０１の解像度を、主走査方向２４００ｄｐｉ、副走査方向１２００ｄｐｉとする。入力画像データは、例えば、６００ｄｐｉの８ビットＲＧＢデータである。この場合入力画像データは、１／６００インチ幅の画素の集合で表現されており、各画素は０から２５５の値を取るレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）およびブルー（Ｂ）の３種類の信号から成る。解像度変換部１６０３は、公知の解像度変換法であるバイキュービック法によって、上記入力画像データを主走査方向２４００ｄｐｉ、副走査方向１２００ｄｐｉの画像データに変換する。

（カラーマッチング部）
カラーマッチング部１６０４は、カラーテーブル格納部１６０７に格納されたカラーテーブルを参照し、解像度変換部１６０３の出力画像データを構成する色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を画像形成装置１５０１に依存した色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）に変換して出力する。色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）のＲ’、Ｇ’、Ｂ’は、各８ビットの信号で０から２５５の値を取る。カラーテーブル格納部１６０７に格納されるカラーテーブルには、離散的な色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応する色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）が記述されている。色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）は該カラーテーブルを用いた公知の３次元ルックアップテーブル法（以下３ＤＬＵＴ法）で算出される。好適には、記録媒体の種類や画像形成の目的に応じた複数のカラーテーブルを用意しておき、適切なカラーテーブルが選択可能な構成を備える。

（色分解部）
色分解部１６０５は、色分解テーブル格納部１６０８に格納された色分解テーブルを参照し、上記色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を各色材の記録ドット数に関する色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）に変換して出力する（以下、色材量信号を色材量データとも称する）。以下、色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）は、例えば、８ビット信号でＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋはそれぞれ０から２５５の範囲の値を取る。

色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）が（０、２０、１００、２５５）であれば、Ｃドット、Ｍドット、Ｙドット、Ｋドットは、それぞれ０／２５５、２０／２５５、１００／２５５、２５５／２５５の確率で形成される。すなわち、総画素数がｎ個の画像では、０／２５５×ｎ個のＣドットと、２０／２５５×ｎ個のＭドットと、１００／２５５×ｎ個のＹドットと、２５５／２５５×ｎ個のＫドットが形成される。例えば、縦横１６画素の計２５６画素全ての色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）が（０、２０、１００、２５５）の画像には、０個のＣドットと、２０個のＭドットと、１００個のＹドットと２５６個のＫドットが形成される。

図１８は、色分解テーブル格納部１６０８に格納される色分解テーブルの一例を示す模式図である。図に示すように、色分解テーブルは、離散的な色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）に対応する色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）が格納された３次元ルックアップテーブル（以下、３ＤＬＵＴとも称する）である。この例では、Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’がそれぞれ０、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５の９つの値の何れかである７２９（＝９^３）個の格子点の色信号について色材量信号が格納されている。色分解部１６０５は、カラーマッチング部１６０４の出力する色信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’ｉｎが３ＤＬＵＴに記載された色信号であれば、３ＤＬＵＴから対応する色材量信号ＣＭＹＫｏｕｔを検索して出力する。色信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’ｉｎが３ＤＬＵＴに記載されていない色信号であれば、公知の３ＤＬＵＴ法（補間処理）を用いて対応する色材量信号ＣＭＹＫｏｕｔを算出して出力する。

図１９は、色空間（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を示す模式図である。同図において、Ｗｐ、Ｃｐ、Ｍｐ、Ｙｐ、Ｒｐ、Ｇｐ、Ｂｐ、Ｋｐは、次の信号値で定義される。

Ｗｐ＝（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（２５５，２５５，２５５） ・・・（３）
Ｃｐ＝（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（０，２５５，２５５） ・・・（４）
Ｍｐ＝（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（２５５，０，２５５） ・・・（５）
Ｙｐ＝（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（２５５，２５５，０） ・・・（６）
Ｒｐ＝（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（２５５，０，０） ・・・（７）
Ｇｐ＝（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（０，２５５，０） ・・・（８）
Ｂｐ＝（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（０，０，２５５） ・・・（９）
Ｋｐ＝（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（０，０，０） ・・・（１０）
Ｒ’Ｇ’Ｂ’色空間上の立方体の表面上の色信号に対応する色材信号が表す色が、色域の最外郭を構成する。暗部の色域は、特に、ＫｐとＣｐ、Ｍｐ、Ｙｐ、Ｒｐ、Ｇｐ、Ｂｐとで表される頂点をそれぞれ結ぶ、黒−カラーラインの色信号に関係する。

図２０は、本実施例の黒−カラーラインの色分解テーブルを示す模式図であり、色域最外郭を構成するＫｐ−Ｙｐライン（ａ）およびＫｐ−Ｇｐライン（ｂ）それぞれにおける色材量信号を表す。図２０（ａ）の横軸は色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）のＲ’またはＧ’の値であり、（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（０，０，０）から（２５５，２５５，０）のＫｐ−Ｙｐラインの色信号を示す。図１９（ｂ）の横軸は色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）のＧ’の値であり、（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（０，０，０）から（０，２５５，０）のＫｐ−Ｇｐラインの色信号を示す。また、縦軸は色材量信号である。尚、図中に図示しないが、図２０（ａ）において色信号によらず色材量信号Ｃ、Ｍはともに０であり、図２０（ｂ）において色信号によらず色材量信号Ｍは０である。

図に示すように本実施例の黒−カラーラインは、黒インクの色材量信号Ｋと、有彩色インクの色材量信号Ｃ、Ｍ、Ｙのうち最も大きい信号値Ｃｏｌｍａｘの和が２５５（すなわち、入力画像データがとり得る最大値）になるように設定する。また、有彩色インクの色材量信号Ｃ、Ｍ、Ｙのうち少なくとも１つを０に設定する。以下にこのような条件で黒−カラーラインの色材量信号を設定する理由を説明する。

まず、色材量信号Ｋと、色材量信号Ｃ、Ｍ、Ｙのうち最も大きい信号値Ｃｏｌｍａｘの和が２５５になるように設定する理由を説明する。

第一の理由は、黒ドットと有彩色ドットが重ならないように両者を排他的に形成するためである。上述したように、黒ドットと有彩色ドットとを排他的に形成した方が、両者を重ねて形成するよりも暗部で明度がより暗い、または彩度がより高い色を再現できる。よって、色域最外郭の色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）に対応する画像は、黒ドットと有彩色ドットを排他的に形成することが好ましい。しかし、色材量信号ＫとＣｏｌｍａｘの和が２５５を超えると黒ドットと有彩色ドットが重なってしまう。例えば、縦横１６画素の計２５６画素全ての色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）が（０、０、３２、２５５）であった場合について説明する。この場合の画像は、全ての画素に黒ドットが形成される上に、さらに加えてイエロドットを形成するため、黒ドットとイエロドットとが重なる画素が３２画素分発生してしまう。すなわち、黒ドットと有彩色ドットとが重ねて形成されるため、暗部で彩度を高くすることができない。

第二の理由は、紙白が露出した画素が発生しないようにするためである。暗部の色を再現する画像に紙白が露出した画素が含まれると紙白の分だけ濃度または彩度が低下する。よって、色域最外郭の色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）に対応する画像は、全ての画素に何れかのインクのドットが形成されることが好ましい。しかし、色材量信号ＫとＣｏｌｍａｘの和が２５５未満であると、紙白が露出した画素が発生してしまう。縦横１６画素の計２５６画素全ての色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）が（０、０、１２０、１２７）の画像を例にとって説明する。この場合、イエロドットが形成される画素が１２０個、黒ドットが形成される画素が１２７個、何れのインクのドットも形成されない画素が９個となり、紙白が露出した画素が発生してしまう。すなわち、紙白が露出するため、暗部で彩度を高くすることができない。

第三の理由は、排他カラーを１色以下にするためである。上述したように、排他カラーを１色以下にした画像の方が、排他カラーを複数含む画像より彩度の高い色を再現できる。よって、色域最外郭の色信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）に対応する画像は、排他カラーを１色以下にすることが好ましい。しかし、色材量信号ＫとＣｏｌｍａｘの和が２５５未満であると、排他カラーが複数色発生してしまう場合がある。縦横１６画素の計２５６画素全ての色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）が（６４、０、９６、１２７）の画像について、黒ドットと有彩色ドットが重ならないようにし、さらに紙白の画素が発生しないように形成する場合を例にとって説明する。この場合、シアンドットのみで形成される画素が３２個、イエロドットのみで形成される画素が６４個、シアンドットとイエロドットが互いに重なり合って形成される画素が３２個、黒ドットが形成される画素が１２７個となる。つまり、シアンドットとイエロドットの２色が排他カラーとなってしまう。

図１７に戻って、ハーフトーン処理部１６０６の処理の詳細を説明する。尚、以下の説明においては、複数ビットで表される多値データを処理する画像処理において、対象となる最小の構成単位を画素と称し、当該画素に対応するデータを画素データと称することにする。また、画素とは階調表現可能な最小単位のことであり、１ビット以上の階調値を有する。

ハーフトーン処理部１６０６では、色分解部１６０５で決定された色信号値Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの８ビット（０〜２５５）のデータが、画像形成装置１５０１の記録可能な１ビット（例えば、０か１の値）、すなわち２値データに変換される。図２１は、ハーフトーン処理部１６０６の構成を説明するためのブロック図である。入力端子２００１は画素データを入力する。累積誤差加算部２００２は累積誤差を加算する。閾値設定端子２００３は量子化閾値を設定する。量子化部２００４は量子化処理を行う。量子化誤差演算部２００５は量子化処理における誤差を算出する。誤差拡散部２００６は量子化誤差を拡散する。累積誤差メモリ２００７は累積誤差を格納する。出力端子２００８は一連の処理後に形成された画素データを出力する。尚、閾値設定端子２００３で設定される量子化閾値は、入力画素データを２つ以上の階調数（本実施例では２階調）に変換する際に用いられる。

ハーフトーン処理部１６０６は、入力された個々の画素データに対し順番に処理を施し、出力端子２００８より１画素分ずつ出力する。図２２は、処理走査の様子を示す図である。入力端子２００１は、複数の画素が配列して構成される画像データから、処理を行うべき画素を１画素ずつ選択し、画素データを入力する。図の各マス目は個々の画素を示し、画素２１０１は画像の左上端に位置する画素、画素２１０２は画像の右下端に位置する画素をそれぞれ示している。まず、画像領域の左上端の画素２１０１を選択画素（以下注目画素とも称する）として開始され、続いて、図の矢印の方向に右方向に１画素ずつ注目画素を切り替えながら処理を進める。最上端列の右端まで処理が終了すると、次に１段下の画素列の左端画素に注目画素を移す。このような順番で、図の矢印に沿って処理走査を進めて行き、最終画素となる右下端の画素２１０２まで処理が到達すると、画像の処理走査を完了する。

ハーフトーン処理部１６０６が行う動作を図２３のフローチャートを用いて説明する。

処理が開始されると、入力端子２００１により、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色について、処理すべき８ビットの画素データが入力される（ステップＳ２２０１）。

次に、累積誤差加算部２００２において、入力された画素データに対し、累積誤差メモリ２００７に格納された、注目画素位置に対する累積誤差が加算される（ステップＳ２２０２）。ここで、累積誤差メモリ２００７に格納されている、データおよびデータの格納形態を、図２４を用いて説明する。累積誤差メモリ２００７には、各色について１つの記憶領域Ｅ０＿ｉ｛ｉ＝Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ｝とＷ個の記録領域Ｅ＿ｉ（ｘ）｛ｘ＝１〜Ｗの整数。ｉ＝Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ｝が確保されている。ここで、Ｗは処理対象となっている画像データの横方向の画素数を表している。また、それぞれの領域には、注目画素に適用される累積誤差Ｅ＿ｉ（ｘ）が格納されている。尚、累積誤差の値は、後述する方法によって得られるものであるが、処理開始当初は全ての領域において、初期値０にて初期化されるものとする。累積誤差加算部２００２では、入力された画素データに対し、当該画素の横方向の位置ｘ（０＜ｘ≦Ｗ）に対応した累積誤差Ｅ＿ｉ（ｘ）の値が加算される。すなわち、入力端子２００１に入力された画素データをＩ＿ｉ｛ｉ＝Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ｝、ステップＳ２２０２による累積誤差加算後のデータを（Ｉ＿ｉ）´｛ｉ＝Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ｝とすると、次式となる。

（Ｉ＿ｉ）´＝Ｉ＿ｉ＋Ｅ＿ｉ（ｘ） ・・・（１１）
続くステップＳ２２０３では、有彩色インクＣ、Ｍ、Ｙより先の順番でＫについて、量子化部２００４が累積誤差加算後のデータ（Ｉ＿Ｋ）´と閾値設定端子２００３により入力された閾値とを比較し、量子化処理を行う。本実施例では、１つの閾値と累積誤差加算後の画素データ（Ｉ＿Ｋ）´とを比較することにより、量子化後の画素データを２段階に振り分けて、出力端子２００８に送る出力画素データの値を生成するものとする。すなわち、累積誤差加算部２００２から入力された画素データに対し、Ｋの出力階調値Ｏ＿Ｋは次式により決定される。

Ｏ＿Ｋ＝０ （（Ｉ＿Ｋ）´＜１２８） ・・・（１２）
Ｏ＿Ｋ＝１ （（Ｉ＿Ｋ）´≧１２８） ・・・（１３）
次に、Ｋの量子化処理を実施した画素について、ステップＳ２２０４にてＫの出力階調値Ｏ＿Ｋが０か否かを量子化部２００４が判定する。判定の結果、Ｋの出力階調値Ｏ＿Ｋが０でなかった場合、黒ドットと有彩色ドットが重ならないように両者を排他的に形成するため、ステップＳ２２０５において、量子化部２００４がＣ、Ｍ、Ｙの出力階調値Ｏ＿ｉ｛ｉ＝Ｃ，Ｍ，Ｙ｝を０に設定する。Ｋの出力階調値Ｏ＿Ｋが０であった場合、ステップＳ２２０６において、量子化部２００４がＣ、Ｍ、Ｙの２値化処理を行う。

ここで、Ｓ２２０６の処理の詳細に関して、図２５を用いて説明する。図２５は、Ｋの出力階調値Ｏ＿Ｋの値が０であった場合における、カラーインクの量子化処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ２４０１では、上述したＫの処理の場合と同様、累積誤差加算後のデータ（Ｉ＿ｉ）´｛ｉ＝Ｃ，Ｍ，Ｙ｝と閾値設定端子２００３により入力された閾値とを比較し、量子化処理を行う。すなわち、累積誤差加算部２００２から入力された画素データに対し、Ｃ、Ｍ、Ｙの仮の出力階調値（Ｏ＿ｉ）´｛ｉ＝Ｃ，Ｍ，Ｙ｝は次式により決定される。

（Ｏ＿Ｃ）´＝０ （（Ｉ＿Ｃ）´＜１２８） ・・・（１４）
（Ｏ＿Ｃ）´＝１ （（Ｉ＿Ｃ）´≧１２８） ・・・（１５）
（Ｏ＿Ｍ）´＝０ （（Ｉ＿Ｍ）´＜１２８） ・・・（１６）
（Ｏ＿Ｍ）´＝１ （（Ｉ＿Ｍ）´≧１２８） ・・・（１７）
（Ｏ＿Ｙ）´＝０ （（Ｉ＿Ｙ）´＜１２８） ・・・（１８）
（Ｏ＿Ｙ）´＝１ （（Ｉ＿Ｙ）´≧１２８） ・・・（１９）
色分解部１６０５の処理の説明で述べた通り、暗部の色を再現する画像に紙白が露出した画素が含まれると濃度または彩度が低下してしまう。そこで、記録量の最も多いカラーインクで紙白を極力被覆するために、ステップＳ２４０２以降で以下の処理を実施する。

ステップＳ２４０２では、仮の出力階調値（Ｏ＿ｉ）´｛ｉ＝Ｃ，Ｍ，Ｙ｝の積算値ＳＵＭ＿Ｏ＿Ｃｏｌ、および、累積誤差加算後の画像データ（Ｉ＿ｉ）´｛ｉ＝Ｃ，Ｍ，Ｙ｝の積算値ＳＵＭ＿Ｉ＿Ｃｏｌが次式によって算出される。

ＳＵＭ＿Ｏ＿Ｃｏｌ＝（Ｏ＿Ｃ）´＋（Ｏ＿Ｍ）´＋（Ｏ＿Ｙ）´・・・（２０）
ＳＵＭ＿Ｉ＿Ｃｏｌ＝（Ｉ＿Ｃ）´＋（Ｉ＿Ｍ）´＋（Ｉ＿Ｙ）´・・・（２１）
ステップＳ２４０３では、積算値ＳＵＭ＿Ｏ＿Ｃｏｌの値が０か否かが判定される。積算値ＳＵＭ＿Ｏ＿Ｃｏｌの値が０でない場合、すなわち、少なくとも何れかのカラーインクについて仮の出力階調値（Ｏ＿ｉ）´が１（ドットがＯＮ）となっている場合は、次式を実行してカラーインクの量子化処理を終了する。

Ｏ＿Ｃ＝（Ｏ＿Ｃ）´ ・・・（２２）
Ｏ＿Ｍ＝（Ｏ＿Ｍ）´ ・・・（２３）
Ｏ＿Ｙ＝（Ｏ＿Ｙ）´ ・・・（２４）
積算値ＳＵＭ＿Ｏ＿Ｃｏｌの値が０の場合、すなわち、全てのカラーインクについて仮の出力階調値が０（ドットがＯＦＦ）となっている場合はステップＳ２４０４にて、以下の条件判定が行われる。累積誤差加算後の画像データ（Ｉ＿ｉ）´｛ｉ＝Ｃ，Ｍ，Ｙ｝の積算値ＳＵＭ＿Ｉ＿Ｃｏｌを予め設定された閾値（本実施例では１２８とするが、紙白の露出をより抑えたい場合は１２８より小さい値としてもよい。）と比較する。

ＳＵＭ＿Ｉ＿Ｃｏｌが閾値以下の場合は、ステップＳ２４０５で次式の処理を実行する。

Ｏ＿Ｃ＝０ （ＳＵＭ＿Ｉ＿Ｃｏｌ＜１２８） ・・・（２５）
Ｏ＿Ｍ＝０ （ＳＵＭ＿Ｉ＿Ｃｏｌ＜１２８） ・・・（２６）
Ｏ＿Ｙ＝０ （ＳＵＭ＿Ｉ＿Ｃｏｌ＜１２８） ・・・（２７）
ステップＳ２４０４で、ＳＵＭ＿Ｉ＿Ｃｏｌが閾値以上の場合、ステップＳ２４０６にて累積誤差加算後の画像データ（Ｉ＿ｉ）´｛ｉ＝Ｃ，Ｍ，Ｙ｝の最大値となるカラーインクの出力階調値を１とする。そして、紙白の露出をより抑えるため、その他のカラーインクの出力階調値を０とする（ステップＳ２４０７）。

以上の処理により、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各々の量子化処理が完了する。

ここで、図２３に戻って、誤差演算、誤差拡散処理について説明を行う。

ステップＳ２２０７では、量子化誤差演算部２００５が、累積誤差加算後の画素データ（Ｉ＿ｉ）´と出力画素値Ｏ＿ｉとから、次式によって量子化誤差Ｅ＿ｉを算出する。

Ｅ＿ｉ＝（Ｉ＿ｉ）´−Ｏ＿ｉ×２５５ ・・・（２８）
さらに、ステップＳ２２０８では、誤差拡散部２００６が、注目画素の横方向位置ｘに応じて、以下のように誤差の拡散処理を行う。すなわち、記憶領域Ｅ０＿ｉおよびＥ＿ｉ（ｘ）に格納すべき量子化誤差を、以下の処理に従って算出し、累積誤差メモリに格納する。尚、式中の矢印は代入演算を表す。

Ｅ＿ｉ（ｘ＋１）←Ｅ＿ｉ（ｘ＋１）＋Ｅ＿ｉ×７／１６ （ｘ＜Ｗ）・・・（２９）
Ｅ＿ｉ（ｘ−１）←Ｅ＿ｉ（ｘ−１）＋Ｅ＿ｉ×３／１６ （ｘ＞１）・・・（３０）
Ｅ＿ｉ（ｘ）←Ｅ０＿ｉ＋Ｅ＿ｉ×５／１６ （１＜ｘ＜Ｗ）・・・（３１）
Ｅ＿ｉ（ｘ）←Ｅ０＿ｉ＋Ｅ＿ｉ×８／１６ （ｘ＝１）・・・（３２）
Ｅ＿ｉ（ｘ）←Ｅ０＿ｉ＋Ｅ＿ｉ×１３／１６ （ｘ＝Ｗ）・・・（３３）
Ｅ０＿ｉ←Ｅ＿ｉ×１／１６ （ｘ＜Ｗ）・・・（３４）
Ｅ０＿ｉ←０ （ｘ＝Ｗ）・・・（３５）
以上で、入力端子２００１に入力された１画素分の誤差拡散処理が完了する。

ステップＳ２２０９では、ステップＳ２２０１〜ステップＳ２２０８の各処理が画像の全画素に対して施されたか否かを判定する。すなわち、入力された画素が、図２２の画素２１０２まで達したか否かを判断し、達していない場合には、矢印の方向に注目画素を１つ分進め、再びステップＳ２２０１に戻る。全画素に対して処理が行われたと判断された場合、本実施形態のハーフトーン処理は完了し、色分解部１６０５にて出力された２５６値の色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）が、ドットのＯＮ／ＯＦＦを表す２値の信号（Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’）に変換される。

色分解後の色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）が全て（１２７，０，６４，１２８）である画像データに対して、本実施例のハーフトーン処理を行った後の画像について、図２６の模式図を用いて説明する。簡単のため、上述した画像のうち、所定の８×４画素で構成される領域を抽出して示す。図中のＫはブラックのみのドットがＯＮになっていることを示している。同様に、ＣはシアンのみのドットがＯＮ、Ｃ／Ｙはシアンとイエロのドットが何れもＯＮであることを示している。ブラックのドットと有彩色のドットが排他的に配置していることがわかる。図２５に示すように、何れかのインクがドットＯＮになっており、紙白が露出していないことがわかる。また、イエロのみのドットがＯＮになっている画素は無く、２色の有彩色が排他に形成されないことがわかる。

本実施例の処理を適用した図２６の例の場合とランダムに配置した場合とにおけるドットの重なり状態の比較を、図３９のグラフに示す。それぞれの処理について、黒ドットが排他に形成される画素の割合、黒ドットと重ならずにカラードットの形成される画素の割合、黒ドットとカラードットとが互いに重なり合って形成される画素の割合、何も記録されない画素の割合を示した。尚、ランダムに配置された場合の割合は、一般に知られたノイゲバウアー方程式から算出した。図から、本実施例を適用すると、黒ドットとカラードットとが互いに重なり合って形成される画素の割合が０になっていることがわかる。

上記では、誤差拡散法により２値化処理を実行する方法について説明したが、例えばディザ法を用いて２値化処理を実行してもよく、黒ドットがＯＮの画素で有彩色ドットをＯＦＦにする２値化であれば、ハーフトーンの処理方法が限定されるものではない。

（パス分解部）
ハーフトーン処理部１６０６で処理されたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色の１ビットデータは、画像形成装置１５０１に送られる。記録媒体上の各エリアに対するドットの有無は決定されたので、この情報をそのまま記録ヘッドの駆動回路に入力すれば、所望の画像を形成することは可能である。すなわち、１回の主走査で記録ヘッド幅分の画像形成を完了してよい。

しかし、インクジェット記録装置においては、通常、マルチパス記録という記録方法が採用されているため、以下にマルチパス記録方法について簡単に説明する。インクジェット記録方式には、印刷領域幅分の記録ヘッドを用いて記録媒体のみを副走査方向に移動させて画像形成するライン型と、ライン型より短い幅の記録ヘッドを用いて記録主走査と副走査とを交互に繰り返して順次画像形成するシリアル型がある。記録主走査とは記録ヘッドを搭載したキャリッジを記録媒体に対して移動走査させることであり、副走査とは記録主走査と直行する方向に所定量ずつ搬送することである。この場合、記録ヘッドに構成されている複数のインク吐出口の配列密度と数によって、１回の記録主走査で記録される領域の幅が決まる。１回の記録走査で記録を行うと、インクを吐出させるノズルの製造誤差、記録ヘッドの記録主走査による気流等から、インクの記録位置にばらつきが発生し、「バンディング」と呼ばれる濃淡のスジによって画像品位を劣化させてしまう。そこで、実際には、より画像品位を高めるために、マルチパス記録方式を採用することが多い。

マルチパス方式では、異なるブロックによる複数回の記録主走査によって、記録媒体上の同一領域について、初めて画像が完成されるので、１回の記録主走査では記録可能な画像データを全て記録しない。ここで、画像データを各ブロックに振り分ける（画像データを各ブロックに間引く）ために用いられるのが、いわゆるマスクである。このマスクは、画像信号とは独立して決定されることが多く、例えばマスクと各記録素子における画像信号とのＡＮＤ回路を設置しておくことにより、各記録走査で与えられた画像信号を記録するか否かを決定する構成を形成することができる。

パス分解部１６０９の動作について図２７のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１２００において、各インク色の表面張力特性を取得する。ここで、表面張力特性は、各インクの表面張力を表し、公知のプレート法などを用いて予め測定されて保持される値である。なお、表面張力特性は、インク色の間での相対的な表面張力の強弱がわかればよいため、そのデータ形式や単位は問わない。表面張力特性は、表面張力特性情報として、例えばホスト１５００の外部記憶装置１５０６に、あるいはプリンタ１５０１内のＲＯＭ１５１１に記憶されて保持されている。ホスト１５００のプリンタドライバ１６０２は、必要に応じて、記憶された表面張力特性を取得することができる。

ステップＳ１２０１において、ハーフトーン処理部８０６から、後述するｎ×ｎ画素（ｎは１以上の整数値）を単位としたマスクパターン領域分のＣＭＹＫ各色の２値画像データを入力する。

ステップＳ１２０２において、取得した２値データに対して、記録媒体上でブラックインクのドットを表すドットデータに、カラーインクのデータが隣接した位置に配置されて存在するか否かを判定する。判定の結果、存在する場合はステップＳ１２０３に、存在しない場合はステップＳ１２０４に進む。

ステップＳ１２０３においては、ブラックインクと他のカラーインクとを排他するように、パス分解を行う。ここで、ブラックインクと他のカラーインクを排他する場合のパス分解について、図２８を用いて説明する。図２８は、印字順を制御する際に使用される各色のマスクパターンを示す図である。記録剤を重ねる順序を決定する処理は、各色インクの印字順を色材の表面張力の強弱によって決定する。即ち、ブラックインクに対して相対的に表面張力の弱いイエロインクをブラックインクより前に印刷し、ブラックインクに対して相対的に表面張力の強いシアン、マゼンタインクをブラックインクより後で印刷するように印字順を決定する。すなわち、メモリに保持された複数のマスクパターンのうち、複数回の記録走査において、前記各色材のうち表面張力の低い色材の後に表面張力の高い色材のドットが記録されるように規定されたマスクパターンを選択して設定する。マスクパターンの詳細については後述する。

具体的には、プリンタドライバ８０２は、ブラックインクを含む場合の色域を優先する処理（排他処理かつ印字順制御処理）として、記憶装置から取得される各色の表面張力特性情報を用いて、インクが重なりにくいように表面張力の弱い順で印刷するためのインクの印字順を決定する。これにより、印刷媒体上に形成される出力画像のインク重なりによる色域の低下を抑制することができる。なお、上記のように印刷順が決定されたパス分解後の印刷データは、用途や目的に応じて、出力する画像の一部あるいは全ての画素に、ユーザの指示などに応じてマスクパターンを切り替えて生成してもよい。

図２８に示す各格子は１つのインクドットが記録される領域（１エリア）を示しており、ここでは、４×４の１６エリアの領域におけるマスクパターンを示している。そして、４×４升のマスクパターンの組み合わせが、縦横ともに繰り返されて適用される。また、これらのマスクパターンは、プリンタ４００内のメモリに格納されている。図２８に示すように、実施例１における各色のマスクパターンは、１２回の記録走査中、連続する４回の記録走査で記録を完了する。イエロインクは１パス目〜４パス目で記録を行い（図２８（ａ））、５〜１２パス目は記録を行わない。ブラックインクは５パス目〜８パス目で記録を行い、１〜４パス目、９〜１２パス目は記録を行わない（図２８（ｂ））。同様に、シアン、マゼンタにおいては９〜１２パス目で記録を行い、１〜８パス目は印字を行わない（図２８（ｃ））。なお、さらにパス数を増やして、シアンとマゼンタについても、表面張力の強い順であるマゼンタ、シアンの順となるようにパスの割り振りを規定したマスクパターンを設定してもよい。以上により、全てのエリアにおいて、各色インクの印字順を表面張力の強い順に、順番を固定して記録することが可能となる。

ステップＳ１２０４においては、ブラック近傍にカラーインクが無い場合に、ドット同士がずれることなく重ね合うためのパス分解を行う。重ね合わせ用のマスクパターンの場合は、表面張力の強いマゼンタ、シアン、ブラック、イエロの順番で印字する。カラーインクの重なり印字を行うために、マゼンタは図２８（ａ）のマスクパターンを用い、シアンは図２８（ｂ）、イエロは図２８（ｃ）のマスクパターンを設定する。

次に、ステップＳ１２０５において、全データに対してパス分解を行ったかどうかを判定する。未処理の画像データがある場合はＳ１２０１に戻る、全データに対するパス分解を行った場合は処理を終了する。

上記では、各色のマスクパターンの内、記録を行う４回分については、ドットの記録率（記録を行うエリアの数）が各パスに均等に分割されているが、各エリアにおけるインクの記録順が制御可能であれば、各パスの記録率は不均一であってもよい。例えば、記録ヘッド端部における気流の影響を軽減する等の目的により、順番が中間にあたるパスでの記録率を高く設定してもよい。

また、上記では、４×４升を単位とし、各色について４回の走査で記録を完了するマスクパターンを用いて説明してきたが、これに限定されない。例えば、５×５升を単位とし、各色について５回の走査、全部で１５回の走査で記録をしてもよい。

また、上記におけるインクの印字順はあくまで一例であり、表面張力特性の強弱に基づいていれば、他の印字順でもよい。

また、インク色は、ＣＭＹＫに限らず、複数色であれば他の色のインクや異なる数のインクのセットを用いてもよい。

以上、実施例１によれば、ドットの排他処理を行う際に、色材の表面張力特性に基づいて印字順番を制御するので、色域をより拡大することが可能となる。

（実施例２）
実施例２では、実施例１と同一の構成については、同じ符号を付して説明し、実施例１と異なる点を中心に簡潔に説明する。

（ヘッド構成）
図２９は実施例１における記録ヘッド７１３のノズル配置を示す図である。プレート１４０１上には、インクを吐出するノズル群が主走査方向と垂直に一列に並んだノズル群が配置されている。

ノズル群１４０２〜１４０５は色毎のノズル群を表す。ノズル群１４０２は最も表面張力が強いマゼンタインクを吐出し、以下表面張力の強い順に１４０３はシアンインク、１４０４はブラックインク、１４０５はイエロインクを吐出する。つまり、記録ヘッドのノズル群の一部あるいは全部は、記録ヘッドの主走査方向に対し、それぞれの吐出する記録剤の表面張力の大きさ順に並んで配置されていることが好ましい。本記録ヘッドを用いると、往路方向の印字では表面張力が弱い色材が先に印字され、復路方向の印字では表面張力が強い色材が先に印字される。つまり、実施例１のブラックインクとカラーインクの排他処理に関しては、往路印字を行うことで、ブラックに対して表面張力の弱いＹインクを先に打ち、ブラックより表面張力の強いマゼンタ、シアンインクを後で打つことができる。

また、インクの重ね処理に関しては、復路方向の印字を行うことで、表面張力の強い順番でインクを打つことができる。

以上のように、実施例２によれば、表面張力順にノズルが配置されたヘッド構成をもつことにより、特別なパスマスク処理を行うことなく、色域拡大処理のための表面張力特性に応じて印字順を制御することができ、色再現範囲を拡大によって画質を向上させることが可能となる。

（実施例３）
（画像処理構成）
本実施例の画像形成システムの画像処理構成を説明する。図３０は、実施例３の画像形成システムの画像処理構成を説明するブロック図である。

ホスト１５００で動作するプリンタドライバ１６０２は、アプリケーションプログラム１６０１から受け取った入力画像データをハーフトーンデータに変換して画像形成装置１５０１に出力する。入力画像データからハーフーンデータへの変換は、解像度変換部２８０１カラーマッチング部１６０４、選択部３４０１、Ｋカラー非排他配置処理部３４０２、Ｋカラー排他配置処理部３４０３によって実行される。

画像形成装置１５０１は、プリンタドライバ１６０２から受け取ったハーフトーンデータをドット配置パターン化処理部２８０３、パス分解部１６０９によってインク吐出信号に変換し、記録ヘッド１５１３で記録媒体１４０８へ記録する。

選択部３４０１は、入力色信号に応じてＫドットとカラードットを排他配置するか排他配置を行わないかを選択する。排他配置を選択した場合はＫカラー排他配置処理部３４０２に進み、排他配置を行わないことを選択した場合はＫカラー非排他配置処理部３４０３に進む。

Ｋカラー排他配置処理部３４０２は、色分解部１６０５とハーフトーン処理部２８０２がそれぞれ実施例２で説明した処理を行い、色域が広く暗部色再現の良好なＫドットとカラードットを排他配置したハーフトーンデータを出力する。一方、Ｋカラー非排他配置処理部３４０３は、色分解部３４０４とハーフトーン処理部３４０５とによって、Ｋドットとカラードットを排他しない粒状性の良好なハーフトーンデータを出力する。

本実施例の画像形成装置は、選択部３４０１、Ｋカラー非排他配置処理部３４０３の色分解部３４０４およびハーフトーン処理部３４０５以外は、上述の実施例２と同じ構成であるため、説明は省略する。

選択部３４０１の処理を、図３１に示すフローチャートを用いて説明する。選択部３４０１は、次の手順でＫドットとカラードットを排他配置するか排他配置を行わないかを選択する。まず、ステップＳ３５０１において、選択部３４０１への入力色信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’ｉｎが、外郭暗部の色信号であるか判定する。外郭暗部とは、例えば、図１８において６つの四面体Ｋｐ−Ａ−Ｍｐ’−Ｒｐ’、Ｋｐ−Ａ−Ｒｐ’−Ｙｐ’、Ｋｐ−Ａ−Ｙｐ’−Ｇｐ’、Ｋｐ−Ａ−Ｇｐ’−Ｃｐ’、Ｋｐ−Ａ−Ｃｐ’−Ｂｐ’、Ｋｐ−Ａ−Ｂｐ’−Ｍｐ’が占める暗部の色域における最外郭である。点Ａ、点Ｍｐ’、点Ｒｐ’、点Ｙｐ’、点Ｇｐ’、点Ｃｐ’、点Ｂｐ’は、例えば、（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（６４，６４，６４）、（６４，０，６４）、（６４，０，０）、（６４，６４，０）、（０，６４，０）、（０，６４，６４）、（０，０，６４）である。なお、上記四面体に限らず、実施例１のように四面体Ｋｐ−Ｗｐ−Ｍｐ−Ｒｐ、Ｋｐ−Ｗｐ−Ｒｐ−Ｙｐ、Ｋｐ−Ｗｐ−Ｙｐ−Ｇｐ、Ｋｐ−Ｗｐ−Ｇｐ−Ｃｐ、Ｋｐ−Ｗｐ−Ｃｐ−Ｂｐ、Ｋｐ−Ｗｐ−Ｂｐ−Ｍｐが占める色域を暗部としてもよい。また、上述の選択部３４０１による選択は、例えば、黒色色材量データの値が何れの有彩色色材量データの値よりも大きいか否かを入力画像データから判定してもよい。そして、判定の結果、黒色色材量データの値が何れの有彩色色材量データの値よりも大きい色域で黒色色材データと有彩色色材データとの排他配置を実行し、それ以外の色域では排他制御をしない選択としてもよい。あるいは、上述した外郭のうち黒色色材量データの値が０でない色域を外郭暗部としてもよい。

入力色信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’ｉｎが外郭暗部の色信号と判定された場合、ステップＳ３５０２に進む。一方、入力色信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’ｉｎが外郭暗部の色信号でないと判定された場合、ステップＳ３５０３に進む。

ステップＳ３５０２では、Ｋドットとカラードットを排他配置することを選択してＫカラー排他配置処理部３４０２に入力色信号を出力する。

ステップＳ３５０３では、Ｋドットとカラードットを排他配置しないことを選択してＫカラー非排他配置処理部３４０３に入力色信号を出力する。

次に、Ｋカラー非排他配置処理部３４０３について説明する。色分解部３４０４は、参照する色分解テーブルが色分解テーブル格納部３４０６に格納される色分解テーブルであることを除くと、上述した実施例１の色分解部１６０５と同じ構成である。色分解テーブル格納部３４０６に格納される色分解テーブルは、上述した暗部色域を拡大するための条件を満たさなくともよく、一般的な色分解テーブルを用いてよい。すなわち、黒−カラーラインにおいて、黒インクの色材量信号Ｋと、有彩色インクの色材量信号Ｃ、Ｍ、Ｙのうち最も大きい信号値Ｃｏｌｍａｘとの和は２５５でなくてもかまわない。さらに、一般的な色分解テーブルなので、図２０の黒−カラーラインにおいて、有彩色インクの色材量信号Ｃ、Ｍ、Ｙは全てが０以外の値を取る場合があってもよい。さらに、入力色信号によっては、Ｋドットの代わりにＣ、Ｍ、Ｙドットで形成した方が粒状性の良好な画像を得ることができる。よって、黒−カラーラインにおける色材量信号Ｋの値は、色分解テーブル格納部１６０８に格納される色分解テーブルの値よりも小さな値が設定される。また、黒−カラーラインにおける色材量信号Ｃ、Ｍ、Ｙの値は、色分解テーブル格納部１６０８に格納される色分解テーブルの値よりも大きな値が設定される。

ハーフトーン処理部３４０５は、一般的な誤差拡散法が実行される。ハーフトーン処理部３４０５では、色分解部３４０４で決定された色信号値Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの８ビット（０〜２５５）のデータが、９値（０〜８）データに変換される。本実施例において、ハーフトーン処理部の構成、画素の処理走査は、実施例１と同様であるため説明を省略するが、図２１、２２、２４を適宜利用して説明を行う。

図３２は、ハーフトーン処理部３４０５が行う動作を説明するためのフローチャートである。

処理が開始されると、処理すべき８ビットの画素データが入力される（ステップＳ３６０１）。

次に、累積誤差加算部２００２において、入力された画素データに対し、累積誤差メモリ２００７に格納された、画素位置に対する累積誤差が加算される（ステップＳ３６０２）。

ステップＳ３６０２において、累積誤差加算部２００２では、入力された画素データに対し、当該画素の横方向の位置ｘ（０＜ｘ≦Ｗ）に対応した累積誤差Ｅ（ｘ）の値が加算される。すなわち、入力端子２００１に入力された画素データをＩ、ステップ３６０２による累積誤差加算後のデータをＩ´とすると、
Ｉ´＝Ｉ＋Ｅ（ｘ） ・・・（３６）
となる。

続くステップＳ３６０３では、累積誤差加算後のデータＩ´と閾値設定端子２００３により入力された閾値とを比較し、量子化処理を行う。本実施例では、８つの閾値と累積誤差加算後の画像データＩ´を比較することにより、量子化後の画像データを９段階に振り分けて、出力端子２００８に送る出力画素データの値を決定するものとする。すなわち、累積誤差加算部２００２から入力された画素データに対し、出力階調値Ｏは次式により決定される。

Ｏ＝０ （Ｉ´＜１６） ・・・（３７）
Ｏ＝３２ （１６≦Ｉ´＜４８） ・・・（３８）
Ｏ＝６４ （４８≦Ｉ´＜８０） ・・・（３９）
Ｏ＝９６ （８０≦Ｉ´＜１１２） ・・・（４０）
Ｏ＝１２８ （１１２≦Ｉ´＜１４４） ・・・（４１）
Ｏ＝１６０ （１４４≦Ｉ´＜１７６） ・・・（４２）
Ｏ＝１９２ （１７６≦Ｉ´＜２０８） ・・・（４３）
Ｏ＝２２４ （２０８≦Ｉ´＜２４０） ・・・（４４）
ここで、説明の都合上、各出力階調値Ｏに対し以下のような名称を与える。すなわち、Ｏ＝０をレベル０、Ｏ＝３２をレベル１、Ｏ＝６４をレベル２、Ｏ＝９６をレベル３、Ｏ＝１２８をレベル４、Ｏ＝１６０をレベル５、Ｏ＝１９２をレベル６、Ｏ＝２２４をレベル７、そしてＯ＝２２５をレベル８とそれぞれ称することにする。

以上の処理により、量子化処理が完了する。

次に、累積誤差加算部２００５において、累積誤差加算後の画素データＩ´と出力画素値Ｏとから、次式によって量子化誤差Ｅを算出する（ステップＳ３６０４）。

Ｅ＝Ｉ´−Ｏ
さらに、ステップＳ３６０５では、誤差拡散部２００６において、注目している画素の横方向位置ｘに応じて、以下のように誤差の拡散処理を行う。すなわち、記憶領域Ｅ０およびＥ（ｘ）に格納すべき量子化誤差を、以下の処理に従って算出し、累積誤差メモリに格納する。尚、式中の矢印は代入演算を表す。

Ｅ（ｘ＋１）←Ｅ（ｘ＋１）＋Ｅ×７／１６ （ｘ＜Ｗ） ・・・（４５）
Ｅ（ｘ−１）←Ｅ（ｘ−１）＋Ｅ×３／１６ （ｘ＞１） ・・・（４６）
Ｅ（ｘ）←Ｅ０＋Ｅ×５／１６ （１＜ｘ＜Ｗ）・・・（４７）
Ｅ（ｘ）←Ｅ０＋Ｅ×８／１６ （ｘ＝１） ・・・（４８）
Ｅ（ｘ）←Ｅ０＋Ｅ×１３／１６ （ｘ＝Ｗ） ・・・（４９）
Ｅ０←Ｅ×１／１６ （ｘ＜Ｗ） ・・・（５０）
Ｅ０←０ （ｘ＝Ｗ） ・・・（５１）
以上で、入力端子２００１に入力された１画素分の誤差拡散処理が完了する。

ステップＳ３６０６では、ステップＳ３６０１〜ステップＳ３６０５の各処理が画像の全画素に対して施されたか否かを判定する。すなわち、入力された画素が、図２１の画素２１０２まで達したか否かを判断し、達していない場合には、矢印の方向に注目画素を１つ分進め、再びステップＳ３６０１に戻る。全画素に対して処理が行われたと判断された場合、本実施形態のハーフトーン処理は完了する。Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色で上記処理を実行し、色分解部３４０５処理にて出力された２５６値の色材量信号（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）が、９値の信号（Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’）に変換される。

本実施例では、誤差拡散法により９値化処理を実行する方法について説明を行ったが、例えば多値ディザ法を用いて９値化処理を実行してもよく、ハーフトーンの処理方法が限定されるものではない。

また、本実施例では、Ｋカラー排他処理部３４０２を実施例２の構成とする例を説明したが、Ｋカラー排他処理部３４０２は実施例１の構成であっても良い。この場合、ハーフトーン処理部２８０２の代わりに実施事例１のハーフトーン処理部１６０６が利用される。さらに、ハーフトーン処理部１６０６の出力は、実施例１と同様に、ドット配置パターン化処理部２８０３を介さずパス分解部１６０９へ出力される。

上述した通り、黒色色材データと有彩色色材データとを排他処理するか否かの制御を切り替えることで、粒状性低下を抑制した上で暗部の色域を拡大できる。

（実施例４）
実施例１から実施例３までのハーフトーン処理では、誤差拡散法を前提にして説明を行った。上述した実施例中にも記載したが、ハーフトーン処理は誤差拡散法に限定されず、例えばディザ法を用いて量子化を行ってもよい。本実施例では、ディザ法を用いた処理について説明を行う。尚、ハーフトーン処理部以外は、実施例１と同様の構成であるため、説明を省略する。

まず、黒インクが記録されるような暗部色域に関して説明する。図３４にディザ法で用いられる、ドットを配置するか否かを決定する閾値群であるディザマトリクスを示した。図３４（ａ）が黒インク用のディザマトリクスであり、図３４（ｂ）がカラーインク用のディザマトリクスである。カラーインクは全て同じマトリクスを用いる。図３４（ａ）と図３４（ｂ）からわかるように、黒インク用のディザマトリクスとカラーインク用のディザマトリクスとでディザの閾値群が記録媒体上の所定領域に対して逆の配置順になっている。このように逆順のマトリクスにすることで黒インクとカラーインクが排他される。なお、説明の便宜上、図３４では記録媒体上の所定領域を４×４の例で示したが、周期性が目につかないよう、２５６×２５６のサイズのマトリクスなど、より大きなサイズのマトリクスを用意することが好ましい。図３５にＫ＝１０／１６、Ｃ＝６／１６、Ｍ＝０／１６、Ｙ＝４／１６の場合の例を示した。図３４のディザマトリクスを適用すると、黒インクとカラーインクが排他され、カラーインク同士はインク量の少ないＹドットがインク量の多いＣドットに必ず重なっていることがわかる。

次に、黒インクが記録されないような明部色域に関して説明する。ここで、図３６のＣＩＥＬａｂ色空間におけるａ＊−ｂ＊平面で示す通りで、明部を領域１、領域２、領域３に分割する。領域１はマゼンタ色相からイエロ色相の間、領域２はイエロ色相からシアン色相の間、領域３はシアン色相からマゼンタ色相の間をそれぞれ示している。一般的に、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの基本４色が搭載されている画像形成装置において、領域１はマゼンタインクとイエロインクが支配的に用いられる。同様に、領域２はイエロインクとシアンインク、領域３はシアンインクとマゼンタインクが支配的に用いられる。

図３７に明部色域で用いられるディザマトリクスを示す。実質的に用いられることはないが、前記領域によらず図３７（ａ）が黒インク用のディザマトリクスであり、図３４（ａ）と同一のディザマトリクスとなっている。図３７（ｂ）、図３７（ｃ）、図３７（ｄ）はカラーインク用のディザマトリクスであり、図３７（ｂ）と図３７（ｃ）が逆順になっている。図３７（ｄ）は、図３７（ｂ）と位相をずらしたようなディザマトリクスとなっている。

図３６に示す各領域について、図３７のディザマトリクスの適用方法を説明する。図３６の領域１では、マゼンタインク用のディザマトリクスとして図３７（ｂ）、イエロインク用ディザマトリクスとして図３７（ｃ）、シアンインク用のディザマトリクスとして図３７（ｄ）がそれぞれ適用される。図３６の領域２では、イエロインク用ディザマトリクスとして図３７（ｂ）、シアンインク用のディザマトリクスとして図３７（ｃ）、マゼンタインク用のディザマトリクスとして図３７（ｄ）がそれぞれ適用される。図３６の領域３では、シアンインク用のディザマトリクスとして図３７（ｂ）、マゼンタインク用のディザマトリクスとして図３７（ｃ）、イエロインク用ディザマトリクスとして図３７（ｄ）がそれぞれ適用される。これによって、前記各領域で支配的に使用されるインク同士が互いに極力排他される。

図３８にＫ＝０／１６、Ｃ＝８／１６、Ｍ＝０／１６、Ｙ＝８／１６の場合の例を示した。図３７のディザマトリクスを適用すると、カラーインク同士が排他されていることがわかる。また、精度は落ちるが、一部のカラーインクとブラックインクとが重なってもよい。

尚、本実施例では簡単のため、ベイヤー型のディザマトリクスを例にとって説明を行ったが、ディザマトリクスはこれに限定されるものではなく、公知の技術であるブルーノイズマスク法を用いても良い。また、得られる２値画像はブルーノイズ特性でなくても良く、例えばグリーンノイズ特性であってもよい。

（実施例５）
実施例１から実施例４では、黒インクとカラーインクを排他に配置する例について説明したが、紙送り量が変動するなど、ドットの着弾位置がばらつく場合には、明度変動を抑制するため、かえって排他制御を行わない方が良い場合もある。本実施例では、排他制御を行う画素と行わない画素の割合を制御可能な画像形成装置について説明を行う。尚、ハーフトーン処理部以外は、実施例１と同様の構成であるため、説明を省略する。

図４０は、本実施例のハーフトーン処理部１６０６が行う動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ４４０１からステップＳ４４０３の処理は、それぞれ、上述したステップＳ２２０１からステップＳ２２０３の処理と同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ４４０４では、乱数発生器で疑似乱数を生成する。生成される乱数は、例えば、０から１０２４の何れかの整数値である。また、乱数発生器は、例えば、各値を一様の確率で生成するものを利用する。

次にステップＳ４４０５では、ステップＳ４４０４で生成した乱数と所定の閾値とを比較し、生成した乱数が閾値以下であればステップＳ４４０６に進み、他の場合はステップＳ４４０８に進む。閾値は、例えば、乱数発生器が生成する範囲の整数値である。閾値が大きいほど、黒インクとカラーインクを排他制御する画素の割合が高くなる。閾値の値が乱数発生器の生成する最大値の３／４であれば、７５％の画素が排他制御される。好適には、半分以上の画素が排他制御されるように５１２以上の値を閾値に設定する。なお、排他制御される画素が半分になる必要はなく、閾値は予め設定された値を利用してもよいし、ユーザから取得してもよいし、画像形成装置が備えるセンサの出力値に基づいて設定するようにしてもよい。

ステップＳ４４０６からステップＳ４４１１の処理は、それぞれ、上述したステップＳ２２０４からステップＳ２２０９の処理と同じであるため、説明を省略する。

本実施例で形成される画像は、黒ドットと重なるカラードットの割合が、排他制御を行わないランダム配置の場合の割合と、排他制御を行ったときの割合との間となる。排他制御を行わないランダム配置の場合の割合は、上述したようにノイゲバウアー方程式によって算出される。また、排他制御を行ったときは、黒ドットとカラードットは重ならないため、その割合は０である。つまり、本実施例の画像形成装置によれば、閾値の値によって、黒ドットと重なるカラードットの割合をノイゲバウアー方程式に基づいて算出される割合よりも低くなるように制御できる。言い換えれば、黒ドットとカラードットとが記録媒体上で排他に配置される割合は、ノイゲバウアー方程式に基づいて算出される、黒ドットとカラードットとが前記記録媒体上で排他に配置される割合よりも高い。

以上のように本実施例によれば、ドットの着弾位置がばらつく場合においても、明度変動を抑制しつつ、色域を広げることができる。

（他の実施例）
（記録順）
表面張力特性に応じた記録順は、記録装置で用いられる色材全てに対して規定する必要は無く、記録媒体上の最表面の色材（最後に記録される色材）が、その直下にある色材の表面張力より高ければよい。

（画像処理）
解像度変換方法は、バイキュービック法に限らない。また、記録媒体上のドット配置に合わせた解像度に変換するのが好ましい。

さらに、記録媒体上の異なる画素のドットは、できるだけ重ならず、かつ隙間の無いことが望ましい。図３３は、画素配置の一例を示す模式図であり、記録媒体上の画素をより周密に配置する。図の３７０１が１画素を示す。このような画素配置を利用する場合は、解像度変換部において、入力画像データから図の各画素位置における色信号を補間計算すればよい。

（記録剤の種類）
画像形成装置には、実施例１から実施例４に記載した黒インク（黒色色材）とＣ、Ｍ、Ｙの有彩色インク以外のインク（記録剤あるいは色材）が搭載されていても良い。具体的には、前記黒インクより相対的に明度の高いグレーインク（グレー色色材）や前記有彩色インクより相対的に明度の高い淡色インク（淡色色材）が更に搭載されていてもよい。その場合も、前記黒インクと黒以外のインクとは排他され、排他に記録される黒以外のインクは１色以下とする。また、黒インクの代わりとして、高濃度の黒色を再現可能なグレーインクに上記実施例を適用してもよい。さらに、グレーの淡色インクを有彩色インクとして扱ってもよい。また、黒インクを２種類搭載したプリンタにおいては、一方の黒インクに対してのみ上記実施例を適用してもよい。

（プログラム、プリント媒体）
また、本発明は、上述した実施例の機能（例えば、上記のフローチャートにより示される工程）を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても実現できる。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が、コンピュータが読み取り可能に記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することにより、上述した実施例の機能を実現する。

Claims (8)

1. 黒色色材と複数の有彩色色材とを用いて画像を形成する画像形成装置であって、
   入力画像データから、黒色色材のドットを記録媒体上に配置させるための黒色色材データと複数の有彩色色材各々のドットを前記記録媒体上に配置させるための複数の有彩色色材データとを生成する生成手段であって、前記黒色色材と前記複数の有彩色色材とを用いて再現可能である色域における暗部の最外殻に位置する色において、前記黒色色材のドットと前記複数の有彩色色材各々のドットとが前記記録媒体上で排他に配置されるように前記黒色色材データと前記複数の有彩色色材データとを生成する生成手段と、
   前記生成された黒色色材データと前記生成された複数の有彩色色材データとに基づき、前記複数の記録走査において、前記各色材のうち表面張力の弱い色材の後に表面張力の強い色材のドットが記録されるように、前記各色材のドットを記録する記録手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記生成された黒色色材データと前記生成された複数の有彩色色材データとに基づき、前記各色材の表面張力特性情報を取得する取得手段と、
   前記生成された黒色色材データにより配置されるドットと前記生成された有彩色色材データにより配置されるドットとが記録媒体上で隣接するか否かを判定する判定手段とをさらに有し、
   前記記録手段は、前記判定手段による判定の結果、前記生成された黒色色材データにより配置されるドットと前記生成された有彩色色材データにより配置されるドットとが記録媒体上で隣接する場合、記録媒体上の同一領域に対する複数回の記録走査において、前記各色材のうち表面張力の弱い色材の後に表面張力の強い色材のドットが記録されるように、前記各色材のドットを記録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. 前記記録手段は、前記判定手段による判定の結果、前記生成された黒色色材データにより配置されるドットと前記生成された有彩色色材データにより配置されるドットとが記録媒体上で隣接しない場合は、前記複数回の記録走査において、前記表面張力の強い色材のドットを先に記録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. 前記複数回の記録走査において前記各色材のドットを記録する記録走査の順番を規定するパターンを複数保持する保持手段をさらに有し、
   前記記録手段は、前記生成された黒色色材データと前記生成された複数の有彩色色材データとに基づき、前記パターンを切り替えることにより、記録媒体上の同一領域に対する複数回の記録走査において、前記各色材のうち表面張力の弱い色材の後に表面張力の強い色材のドットが記録されるように、前記各色材のドットを記録することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記記録手段は、記録媒体上の同一領域に対する複数回の記録走査のうち、最後の記録操作において、前記各色材のうち表面張力の弱い色材の後に表面張力の強い色材のドットが記録されるように、前記各色材のドットを記録することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記複数回の記録走査は、前記記録媒体に対して往路および復路の走査を含み、
   前記記録手段は、
   前記往路の走査において、前記各色材のうち表面張力の弱い色材の後に表面張力の強い色材のドットが記録されるように、前記各色材のドットを記録し、
   前記復路の走査において、前記各色材のうち表面張力の強い色材のドットを先に記録することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
7. 黒色色材と複数の有彩色色材とを用いて、画像を形成する画像形成方法であって、
   入力画像データから、黒色色材のドットを記録媒体上に配置させるための黒色色材データと複数の有彩色色材各々のドットを前記記録媒体上に配置させるための複数の有彩色色材データとを生成する生成工程であって、前記黒色色材と前記複数の有彩色色材とを用いて再現可能である色域における暗部の最外殻に位置する色において、前記黒色色材のドットと前記複数の有彩色色材各々のドットとが前記記録媒体上で排他に配置されるように前記黒色色材データと前記複数の有彩色色材データとを生成する生成工程と、
   前記生成された黒色色材データと前記生成された複数の有彩色色材データとに基づき、前記複数の記録走査において、前記各色材のうち表面張力の弱い色材の後に表面張力の強い色材のドットが記録されるように、前記各色材のドットを記録する記録工程と
   を有することを特徴とする画像形成方法。
8. コンピュータを、請求項１乃至６の何れか一項に記載された画像形成装置の各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
   

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