JP3663919B2 - 印刷装置および印刷方法並びに記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも一の色相について、単位面積当たりの濃度を表す濃度評価値が段階的に異なる２種類以上のドットを形成可能なヘッドを備え、該ヘッドを用いて多階調の画像を印刷可能な印刷装置および印刷方法並びに記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータの出力装置として、数色のインクをヘッドから吐出するタイプのカラープリンタ（いわゆるインクジェット式のプリンタである）が広く普及し、コンピュータ等が処理した画像を多色多階調で印刷するのに広く用いられている。インクジェット式のプリンタでは、各領域におけるドットの発生比率を制御することにより、入力された階調データに応じた階調を表現している。
【０００３】
かかる考え方に基づき、各画素ごとにドットの発生を制御する方法の一つとして誤差拡散法がある。これは、入力された階調データに基づき表現されるべき濃度とドットの形成の有無により現実に表現される濃度との不一致により各画素ごとに生じる誤差を、周辺の未処理画素に拡散することにより、画像全体として表現される濃度誤差が非常に小さくなるようにドットの形成を制御する方法である。各画素におけるドットの形成の有無は、入力された階調データに拡散された誤差を反映させた補正データに基づいて行われる。
【０００４】
一方、近年インクジェット式のプリンタでは、階調表現を豊かにするための種々の技術が提案されている。その一つとして、濃淡インクを用いた印刷装置および印刷方法がある（例えば、特願平８−２０９２３２）。これは、同一色について濃度の高いインクと低いインクを用意し、両インクの吐出を制御することにより、階調表現に優れた印刷を実現しようとするものである。
【０００５】
また、多階調を表現するための他の手段として、インク濃度とドット径の異なる２種類のドットを形成することにより、単位面積当たりの濃度を多段階に変化させて印刷可能な印刷装置も提案されている（例えば、特開昭５９−２０１８６４）。これは、１画素を４ドットで構成し、濃度の高いドットと低いドットの画素中における出現頻度を変化させることにより、多段階の濃度での画像の印刷を可能とするものである。
【０００６】
これらはいずれも各色相についてドットのオン・オフによる２値化ではなく、濃淡またはドット径の異なる種々のドットによる３値化以上の多値化を行うことにより多階調を表現しようとするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の誤差拡散法はドットの形成を制御する他の方法に比較して画像全体としての誤差を非常に小さくすることができ画質を向上することができるため、２値化を行う方法としては優れたものである。ところが、誤差拡散法により３値化を行った場合にはドットの発生比率を所望の値に制御できないことが判明した。かかる結果の一例を図１３に示す。
【０００８】
図１３は、入力階調値が値０〜２５５までを取る場合に径の小さいドット（以下、小ドットという）と径の大きいドット（以下、大ドットという）の発生比率を示したものである。両者の発生は、閾値を値６４および９４とし、小ドットの濃度評価値を１２８、大ドットの濃度評価値を２５５とすることにより、誤差拡散法を３値化に拡張して判定した。つまり、入力階調値に拡散された誤差を反映させた補正データが値６４よりも小さい場合にはいずれのドットも形成せず、値６４以上で９４よりも小さい場合には小ドットを形成し、値９４以上の場合には大ドットを形成するものとした。一の画素についてドットの形成を判定した後、濃度誤差、即ち該ドットの濃度評価値と入力階調値との差分を周辺の画素に拡散し、次の画素の処理を実行した。誤差を周辺の画素に拡散する割合については、ここでは本質的ではないため省略する。
【０００９】
図１３に示す通り、こうして得られた結果によれば、大ドットの発生比率は全体的には入力階調値に応じて増加傾向にあるものの、滑らかに変化せずいくつかの極値を有する状態となっており、さらにこれらの極値の中には大ドットの発生比率が急激な変化をしている部分もある（例えば、図１３の点ｐ，ｑ等）。画像全体としては入力階調値に対応する濃度が表現されている場合であっても、例えば、少量の大ドットで表現されている場合と多量の小ドットで表現されている場合は視覚に与える影響は異なる。一般に大ドットの方が視認されやすいことから、大ドットを多用すれば画質は全体にザラザラした印象を与えるものとなる。この結果、例えば図１３の点ｐ．ｑに示すように大ドットの発生比率が急激に変化するような入力階調値においては、得られる画質が周辺の画質と異なったものとなり、いわゆる疑似輪郭を発生することになる。
【００１０】
本発明は、以上の課題に鑑みなされたものであり、誤差拡散法を用いて３値化以上の多値化を行う印刷装置において、単位面積当たりの濃度の異なる各ドットの発生比率を入力階調値に応じて所望の値に制御し、印刷される画質を向上するための技術を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では以下の手段を採用した。
本発明の第１の印刷装置は、
印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷し得る印刷装置であって、
単位面積当たりの濃度の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のドットを形成可能なヘッドと、
画像を構成する各画素ごとに、階調データを入力する入力手段と、
Ｐ種類（Ｐは２≦Ｐ≦Ｎなる整数）の前記ドットにそれぞれ対応した閾値である対応閾値を含む複数の閾値を、前記階調データが採りうる階調値に応じて記憶する閾値記憶手段と、
各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと前記閾値記憶手段に記憶された複数の閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定する多値化ドット形成判定手段と、
前記判定結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記単位面積当たりの濃度の異なるドットをそれぞれ形成するドット形成手段とを備えることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第１の印刷方法は、
単位面積当たりの濃度の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のドットを形成可能なヘッドを用いて、印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷する印刷方法であって、
（ａ） 画像を構成する各画素ごとに、階調データを入力する工程と、
（ｂ） Ｐ種類（Ｐは２≦Ｐ≦Ｎなる整数）の前記ドットに対応した閾値である対応閾値を含む複数の閾値を、前記階調データが採りうる階調値に応じて記憶したデータを参照することにより、前記階調データに応じた閾値を求める工程と、
（ｃ） 各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと前記工程において求められた複数の閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定し３値化以上の多値化をする工程と、
（ｄ） 前記判定結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記単位面積当たりの濃度の異なるドットをそれぞれ形成する工程とを備えることを要旨とする。
【００１３】
かかる印刷装置および印刷方法によれば、単位面積当たりの濃度の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のドットのうちＰ種類（Ｐは２≦Ｐ≦Ｎなる整数）のドットの発生に関与する対応閾値を全階調値で一定値とするのではなく、階調値に応じた値に設定することにより、これらのドットの発生率を制御することができる。つまり、ドットの発生率が急激に変化し、疑似輪郭が生じるような状態を回避することができる。この結果、一定の閾値を用いてドットの形成を判定する場合に比較し画質を向上することができる。なお、閾値は階調値に対し、連続的に変化するものとしてもよいし、段階的に変化するものとしてもよい。また、単調増加や単調減少等の一定の傾向を有するものであってもよいし、増加する部分と減少する部分の双方を有するように変化させるものとしてもよい。
【００１４】
なお、単位面積当たりの濃度の異なるＮ種類のドット（Ｎは２以上の整数）には、面積が０のドット、即ちドットを非形成の状態は含まない。従って、各画素ごとには、Ｎ種類のドットをそれぞれ形成した状態と、ドットを形成しない状態と併せてＮ＋１値の濃度が表現されることになる。このことは言い換えれば各画素ごとのドットの形成に影響する閾値がＮ種類存在することを意味する。また、単位面積当たりの濃度の異なるドットとしては、ある色相について、ドットを形成するインクの濃度が異なるものであってもよいし、各画素ごとに吐出されるインク量が異なるものであってもよい。後者については、１回の吐出量が異なるものや各画素ごとへの吐出回数が異なるものが含まれる。
【００１５】
上記印刷装置において、
前記対応閾値は、前記多値化ドット形成判定手段による両者の発生比率が前記階調値に応じて滑らかに変化するように設定された閾値とすることが望ましい。
【００１６】
閾値をこのように設定することにより、上記Ｐ種類のドットの発生率が滑らかに変化するように制御することができるため、疑似輪郭の発生等を効果的に防止することができ、画質を向上することができる。なお、ここでいう発生比率は、所定の領域内における各ドットの発生数の比率の他、各ドットの発生数の比率に基づいて定められ視覚に影響を与える種々のパラメータを用いて表すことができる。
【００１７】
例えば、前記発生比率は、一定の階調値からなる所定領域において形成された前記Ｐ種類のドットにより表現される濃度の該階調値に対する比とすることもできる。
【００１８】
上記印刷装置において、
前記対応閾値は、さらに、互いの差分が前記階調値に応じて複数の極値を有する閾値とすることもできる。
【００１９】
例えば、階調値に対し一定の閾値を用いた場合には、図１５に示したようにドットの発生比率は複数の極値を有する状態となる。逆に複数の極値を有するように対応閾値を設定すれば、かかる極値が生じずに滑らかに変化するようにドットの発生率を制御することができる。
【００２０】
上記印刷装置において、
前記ヘッドはインク量の異なる２種類のドットを形成可能なヘッドであり、
前記対応閾値は大小２種類の値とすることが望ましい。
【００２１】
インク量の異なる２種類のドットの発生率は、画像のザラツキ感という形で視覚に影響を与えやすいため、その発生率が滑らかに変化するように制御する有効性が高い。
【００２２】
また、上記印刷装置において、
前記発生比率は、前記階調データが採りうる階調値の一部の連続的な階調値においてのみ有意の値をとることも望ましい。
【００２３】
低階調値の領域では、単位面積当たりの濃度の高いドットを使用する必要性が低いため、かかる印刷装置によればこのように濃度の高いドットを使用する必要性がある領域でのみ発生率を制御することができる。
【００２４】
かかる印刷装置においては、
前記連続的な階調値の下限値を、前記対応閾値を階調値に対し一定値とした場合における前記多値化ドット形成判定手段により得られる前記発生率が急激に変化する階調値とは異なる階調値に設定することも望ましい。
【００２５】
例えば、図１５に示したように一定の閾値を用いた場合には、ドットの発生率が大きく変化する階調値が現れる。このような階調値は、わずかの階調値の変化でドットの発生率が急変するため、画質的に非常に不安定な階調値であるといえる。上記印刷装置は、かかる階調値を回避してドットの発生率を制御することから、より安定して適切にドットの発生率を制御することができる。
【００２６】
本発明の第２の印刷装置は、
印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷し得る印刷装置であって、
単位面積当たりの濃度の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のドットを形成可能なヘッドと、
画像を構成する各画素ごとに、階調データを入力する入力手段と、
各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと前記予め定められた複数の閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定する多値化ドット形成判定手段と、
前記判定結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記単位面積当たりの濃度の異なるドットをそれぞれ形成するドット形成手段とを備え、
前記多値化ドット形成判定手段による判定に先立ち、該階調データまたは前記複数の閾値の少なくとも一部に所定のノイズデータを付加するノイズ付加手段とを備えることを要旨とする。
【００２７】
本発明の第２の印刷方法は、
単位面積当たりの濃度の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のドットを形成可能なヘッドを用いて、印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷し得る印刷方法であって、
（ａ） 画像を構成する各画素ごとに、階調データを入力する工程と、
（ｂ） 各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと予め定められた複数の閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定し、３値化以上の多値化を行う工程と、
（ｄ） 前記判定結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記単位面積当たりの濃度の異なるドットをそれぞれ形成する工程と、
（ｅ） 前記工程（ｂ）におけるドットの形成の判定に先立ち、該階調データまたは前記複数の閾値の少なくとも一部に所定のノイズデータを付加する工程とを備えることを要旨とする。
【００２８】
かかる印刷装置によれば、一定の閾値を用いてドットの多値化を行っても、画質を向上することができる。つまり、階調データおよび閾値の少なくとも一方に所定のノイズを付加することにより、入力階調値の周辺の階調値を平均的に使用することになる。この結果、例えば図１３に示したように極値を有するドット発生率が平均化され、滑らかに変化するようになるため、画質の向上を図ることができる。なお、ノイズデータは平均化してみれば、値０となるデータであるため、入力された階調データに大きな誤差が生じることはない。
【００２９】
かかる印刷装置において、
前記ノイズ付加手段は、前記階調データが予め定められた階調値に相当するときにのみ前記所定のノイズデータを付加するノイズ付加手段であり、
該ノイズ付加手段における前記予め定められた階調値を、Ｐ種類（Ｐは２≦Ｐ≦Ｎなる整数）の前記ドットについて、前記多値化ドット形成判定手段による両者の発生比率が急激に変化する階調値に設定することもできる。
【００３０】
かかる印刷装置によれば、例えば図１３においてドット発生比率が急激に変化する階調値においてのみ所定のノイズを付加する。この結果、かかる階調値においてドット発生率の変化を緩和することができるため、画質を向上することができる。
【００３１】
また、かかる印刷装置において、
前記ノイズ付加手段は、
前記多値化ドット形成判定手段による判定に先立ち、該階調データまたは前記複数の閾値の少なくとも一部に第１のノイズデータを付加し、かつ、
該階調データが予め定められた階調値に相当するときには前記第１のノイズデータに代えて、該ノイズデータよりも絶対値が大きい第２のノイズデータを付加するノイズ付加手段とすることもできる。
【００３２】
かかる印刷装置によれば、全体に所定のノイズを付加することにより、ドット発生率の変化を滑らかにしつつ、上記特定の階調値においてはさらに大きなノイズを付加することにより、これらの階調値付近でのドットの発生率をさらに滑らかにすることができるため、画質を向上することができる。
【００３３】
以上で説明した本発明の印刷装置は、その一部の機能をコンピュータにより実現させることによっても構成することができるため、本発明は、かかるプログラムを記録した記録媒体としての態様を採ることもできる。
【００３４】
本発明の第１の記録媒体は、
印刷装置により印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷するためのプログラムをコンピュータ読みとり可能に記録した記録媒体であって、単位面積当たりの濃度の異なる少なくとも２種類のドットに対応した閾値である対応閾値を含む複数の閾値を、入力された階調データが採りうる階調値に応じて記憶したデータを参照することにより、該階調データに応じた閾値を求める機能と、
各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと前記階調データに応じた閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定し３値化以上の多値化をする機能とをコンピュータにより実現するプログラムを記録した記録媒体である。
【００３５】
本発明の第２の記録媒体は、
印刷装置により印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷するためのプログラムをコンピュータ読みとり可能に記録した記録媒体であって、単位面積当たりの濃度の異なる少なくとも２種類のドットの発生率を制御することで前記入力された階調データに応じた階調を表現するように、各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと予め定められた複数の閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定し、３値化以上の多値化を行う機能と、
該多値化に先立ち、前記階調データまたは前記複数の閾値の少なくとも一部に所定のノイズデータを付加する機能とをコンピュータにより実現するプログラムを記録した記録媒体である。
【００３６】
かかる記録媒体に記録されたプログラムがコンピュータにより実行されると、上述の各機能が実現される結果、本発明の印刷装置および印刷方法で説明した効果を奏することができる。
【００３７】
なお、記憶媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用できる。また、コンピュータに上記の発明の各工程または各手段の機能を実現させるコンピュータプログラムを通信経路を介して供給するプログラム供給装置としての態様も含む。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
（１）装置の構成
図２に本発明のプリンタ２２の概略構造を示し、図１に本発明のプリンタ２２を用いたシステム例としてのカラー画像処理システムの構成を示す。プリンタ２２の機能を明確にするため、まず、図１によりカラー画像処理システムの概要を説明する。このカラー画像処理システムは、スキャナ１２と、パーソナルコンピュータ９０と、カラープリンタ２２とを有している。パーソナルコンピュータ９０は、カラーディスプレイ２１とキーボード、マウス等からなる入力部９２を備えている。スキャナ１２は、カラー原稿からカラー画像データを読み取り、レッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の３色の色成分からなる原カラー画像データＯＲＧをコンピュータ９０に供給する。
【００３９】
コンピュータ９０の内部には、図示しないＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等が備えられており、所定のオペレーティングシステムの下で、アプリケーションプログラム９５が動作している。オペレーティングシステムには、ビデオドライバ９１やプリンタドライバ９６が組み込まれており、アプリケーションプログラム９５からはこれらのドライバを介して、最終カラー画像データＦＮＬが出力されることになる。画像のレタッチなどを行うアプリケーションプログラム９５は、スキャナ１２から画像を読み込み、これに対して所定の処理を行いつつビデオドライバ９１を介してＣＲＴディスプレイ２１に画像を表示している。このアプリケーションプログラム９５が、印刷命令を発行すると、コンピュータ９０のプリンタドライバ９６が、画像情報をアプリケーションプログラム９５から受け取り、これをプリンタ２２が印字可能な信号（ここではシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの各色についての２値化された信号）に変換している。図１に示した例では、プリンタドライバ９６の内部には、アプリケーションプログラム９５が扱っているカラー画像データをドット単位の画像データに変換するラスタライザ９７と、ドット単位の画像データに対してプリンタ２２が使用するインク色および発色の特性に応じた色補正を行う色補正モジュール９８と、色補正モジュール９８が参照する色補正テーブルＣＴと、色補正された後の画像情報からドット単位でのインクの有無によってある面積での濃度を表現するいわゆるハーフトーンの画像情報を生成するハーフトーンモジュール９９とが備えられている。プリンタ２２は、印字可能な上記信号を受け取り、記録用紙に画像情報を記録する。
【００４０】
次に、図２によりプリンタ２２の概略構成を説明する。図示するように、このプリンタ２２は、紙送りモータ２３によって用紙Ｐを搬送する機構と、キャリッジモータ２４によってキャリッジ３１をプラテン２６の軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ３１に搭載された印字ヘッド２８を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御する機構と、これらの紙送りモータ２３，キャリッジモータ２４，印字ヘッド２８および操作パネル３２との信号のやり取りを司る制御回路４０とから構成されている。
【００４１】
このプリンタ２２のキャリッジ３１には、黒インク（Ｂｋ）用のカートリッジ７１とシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の４色のインクを収納したカラーインク用カートリッジ７２が搭載可能である。キャリッジ３１の下部の印字ヘッド２８には計４個のインク吐出用ヘッド６１ないし６４が形成されており、キャリッジ３１の底部には、この各色用ヘッドにインクタンクからのインクを導く導入管６７（図３参照）が立設されている。キャリッジ３１に黒（Ｂｋ）インク用のカートリッジ７１およびカラーインク用カートリッジ７２を上方から装着すると、各カートリッジに設けられた接続孔に導入管６７が挿入され、各インクカートリッジから吐出用ヘッド６１ないし６４へのインクの供給が可能となる。
【００４２】
インクが吐出される機構を簡単に説明する。図３はインク吐出用ヘッド２８の内部の概略構成を示す説明図である。インク用カートリッジ７１，７２がキャリッジ３１に装着されると、図３に示すように毛細管現象を利用してインク用カートリッジ内のインクが導入管６７を介して吸い出され、キャリッジ３１下部に設けられた印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６４に導かれる。なお、初めてインクカートリッジが装着されたときには、専用のポンプによりインクを各色のヘッド６１ないし６４に吸引する動作が行われるが、本実施例では吸引のためのポンプ、吸引時に印字ヘッド２８を覆うキャップ等の構成については図示および説明を省略する。
【００４３】
各色のヘッド６１ないし６４には、後で説明する通り、各色毎に３２個のノズルＮｚが設けられており（図６参照）、各ノズル毎に電歪素子の一つであって応答性に優れたピエゾ素子ＰＥが配置されている。ピエゾ素子ＰＥとノズルＮｚとの構造を詳細に示したのが、図４である。図示するように、ピエゾ素子ＰＥは、ノズルＮｚまでインクを導くインク通路６８に接する位置に設置されている。ピエゾ素子ＰＥは、周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、極めて高速に電気−機械エネルギの変換を行う素子である。本実施例では、ピエゾ素子ＰＥの両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加することにより、図４下段に示すように、ピエゾ素子ＰＥが電圧の印加時間だけ伸張し、インク通路６８の一側壁を変形させる。この結果、インク通路６８の体積はピエゾ素子ＰＥの伸張に応じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、粒子Ｉｐとなって、ノズルＮｚの先端から高速に吐出される。このインク粒子Ｉｐがプラテン２６に装着された用紙Ｐに染み込むことにより、印刷が行われる。
【００４４】
以上説明したハードウェア構成を有するプリンタ２２は、紙送りモータ２３によりプラテン２６その他のローラを回転して用紙Ｐを搬送しつつ（以下、副走査という）、キャリッジ３１をキャリッジモータ２４により往復動させ（以下、主走査という）、同時に印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６４のピエゾ素子ＰＥを駆動して、各色インクの吐出を行い、ドットを形成して用紙Ｐ上に多色の画像を形成する。
【００４５】
用紙Ｐを搬送する機構は、紙送りモータ２３の回転をプラテン２６のみならず、用紙搬送ローラに伝達するギヤトレインを備える（図示省略）。また、キャリッジ３１を往復動させる機構は、プラテン２６の軸と並行に架設されキャリッジ３１を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモータ２４との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリ３８と、キャリッジ３１の原点位置を検出する位置検出センサ３９等から構成されている。
【００４６】
図５および図６は、インク吐出用ヘッド６１〜６４におけるインクジェットノズルＮｚの配列を示す説明図である。本実施例のプリンタ２２は、各色について大中小３種類のドット径からなるドットを形成することができ、そのうち大小２種類のドットを使用している。ドット径の異なるドットを形成するためには、例えば図５に示すように、各色ごとに径の異なるノズルを備える方法も考えられるが、本実施例では図６に示す通り、全て同じ径からなるノズルを用い、後述する制御によりドット径の異なるドットを形成している。これらのノズルの配置は、各色ごとにインクを吐出する４組のノズルアレイから成っており、３２個のノズルＮｚが一定のノズルピッチｋで千鳥状に配列されている。各ノズルアレイの副走査方向の位置は互いに一致している。なお、各ノズルアレイに含まれる３２個のノズルＮｚは、千鳥状に配列されている必要はなく、一直線上に配置されていてもよい。但し、図６に示すように千鳥状に配列すれば、製造上、ノズルピッチｋを小さく設定し易いという利点がある。
【００４７】
ここで、一定のノズル径を有するヘッドを用いてドット径の異なる３種類のドットを形成する原理について説明する。図７は、インクが吐出される際のノズルＮｚの駆動波形と吐出されるインクＩｐとの関係を示した説明図である。図７において破線で示した駆動波形が通常のドットを吐出する際の波形である。区間ｄ２において一旦、マイナスの電圧をピエゾ素子ＰＥに印加すると、先に図４を用いて説明したのとは逆にインク通路６８の断面積を増大する方向にピエゾ素子ＰＥが変形するため、図７の状態Ａに示した通り、メニスカスと呼ばれるインク界面Ｍｅは、ノズルＮｚの内側にへこんだ状態となる。一方、図７の実線で示す駆動波形を用い、区間ｄ２に示すようにマイナス電圧を急激に印加すると、状態ａで示す通りメニスカスは状態Ａに比べて大きく内側にへこんだ状態となる。次に、ピエゾ素子ＰＥへの印加電圧を正にすると（区間ｄ３）、先に図４を用いて説明した原理に基づいてインクが吐出される。このとき、メニスカスがあまり内側にへこんでいない状態（状態Ａ）からは状態Ｂおよび状態Ｃに示すごとく大きなインク滴が吐出され、メニスカスが大きく内側にへこんだ状態（状態ａ）からは状態ｂおよび状態ｃに示すごとく小さなインク滴が吐出される。
【００４８】
以上に示した通り、駆動電圧を負にする際（区間ｄ１，ｄ２）の変化率に応じて、ドット径を変化させることができる。本実施例では、駆動波形とドット径との間のこのような関係に基づいて、ドット径の小さい小ドットを形成するための駆動波形と、２番目のドット径からなるの中ドットを形成するための駆動波形の２種類を用意している。図８に本実施例において用いている駆動波形を示す。駆動波形Ｗ１が小ドットを形成するための波形であり、駆動波形Ｗ２が中ドットを形成するための波形である。両者を使い分けることにより、一定のノズル径からなるノズルＮｚからドット径が小中２種類のドットを形成することができる。
【００４９】
また、図８の駆動波形Ｗ１，Ｗ２の双方を使ってドットを形成することにより、大ドットを形成することができる。この様子を図８の下段に示した。図８下段の図は、ノズルから吐出された小ドットおよび中ドットのインク滴ＩＰｓ、ＩＰｍが吐出されてから用紙Ｐに至るまでの様子を示している。図８の駆動波形を用いて小中２種類のドットを形成する場合、中ドットの方がインク滴ＩＰが勢いよく吐出される。このようなインクの飛翔速度差があるため、キャリッジ３１が主走査方向に移動しながら、最初に小ドットを吐出し、次に中ドットを吐出した場合、キャリッジ３１の走査速度、両ドットの吐出タイミングをキャリッジ３１と用紙Ｐの間の距離に応じて調整すれば、両インク滴を同じタイミングで用紙Ｐに到達させることができる。本実施例では、このようにして図８の２種類に駆動波形から最もドット径が最も大きい大ドットを形成しているのである。
【００５０】
プリンタ２２の制御回路４０の内部構成を説明するとともに、上述の駆動波形を用いて、図６に示した複数のノズルＮｚからなるヘッド２８を駆動する方法について説明する。図９は制御回路４０の内部構成を示す説明図である。図９に示す通り、この制御回路４０の内部には、ＣＰＵ４１，ＰＲＯＭ４２，ＲＡＭ４３の他、コンピュータ９０とのデータのやりとりを行うＰＣインタフェース４４と、紙送りモータ２３、キャリッジモータ２４および操作パネル３２などとの信号をやりとりする周辺入出力部（ＰＩＯ）４５と、計時を行うタイマ４６と、ヘッド６１〜６４にドットのオン・オフの信号を出力する転送用バッファ４７などが設けられており、これらの素子および回路はバスで相互に接続されている。また、制御回路４０には、所定周波数で駆動波形（図８参照）を出力する発信器５１、および発信器５１からの出力をヘッド６１〜６４に所定のタイミングで分配する分配器５５も設けられている。制御回路４０は、コンピュータ９０で処理されたドットデータを受け取り、これを一時的にＲＡＭ４３に蓄え、所定のタイミングで転送用バッファ４７に出力する。従って、多階調の画像を形成するための画像処理は、プリンタ２２側では行っていない。制御回路４０は、単にドット単位でのオン・オフ、即ちドットを形成するか否かの制御のみを行っているのである。
【００５１】
制御回路４０がヘッド６１〜６４に対して信号を出力する形態について説明する。図１０は、ヘッド６１〜６４の１つのノズル列を例にとって、その接続について示す説明図である。ヘッド６１〜６４の一つのノズル列は、転送用バッファ４７をソース側とし、分配出力器５５をシンク側とする回路に介装されている。ノズル列を構成する各ピエゾ素子ＰＥは、その電極の一方が転送用バッファ４７の各出力端子に、他方が一括して分配出力器５５の出力端子に、それぞれ接続されている。分配出力器５５からは発信器５１の駆動波形が出力されているから、ＣＰＵ４１から各ノズル毎にオン・オフを定め、転送用バッファ４７の各端子に信号を出力すると、駆動波形に応じて、転送用バッファ４７側からオン信号を受け取っていたピエゾ素子ＰＥだけが駆動される。この結果、転送用バッファ４７からオン信号を受け取っていたピエゾ素子ＰＥのノズルから一斉にインク粒子Ｉｐが吐出される。
【００５２】
駆動波形は、図８に示す通り、小ドット用の波形Ｗ１と中ドット用ｎ波形Ｗ２とが交互に出力されているから、ある画素について小ドットを形成したい場合には、小ドット用の駆動波形Ｗ１に同期させてノズル列にオンの信号を送るとともに、中ドットの駆動波形Ｗ２に同期させてノズル列にオフの信号を送ればよい。中ドットを形成する場合には、この逆に駆動波形Ｗ１に同期させてノズル列にオフの信号を送るとともに、駆動波形Ｗ２に同期させてノズル列にオンの信号を送ればよい。また、大ドットを形成する場合には両駆動波形に同期させてオンの信号を送ればよい。こうすることにより、本実施例のプリンタ２２は、各ノズルアレイで一主走査中に大中小それぞれのドット径でドットを形成することができる。
【００５３】
図６に示す通り、ヘッド６１〜６４は、キャリッジ３１の搬送方向に沿って配列されているから、それぞれのノズル列が用紙Ｐに対して同一の位置に至るタイミングはずれている。従って、ＣＰＵ４１は、このヘッド６１〜６４の各ノズルの位置のずれを勘案した上で、必要なタイミングで各ドットのオン・オフの信号を転送用バッファ４７を介して出力し、各色のドットを形成している。また、図６に示した通り、各ヘッド６１〜６４もノズルが２列に形成されている点も同様に考慮してオン・オフの信号の出力が制御されている。
【００５４】
このように本実施例のプリンタ２２は、大中小の３種類のドットを形成可能であるが、以下に説明するドット発生処理では、処理の容易その他の理由から、このうち大小ドットのみを用いるものとしている。大中小全てのドットを用いるものとしてもよい。また、ドット径の異なるドットの形成は、大小それぞれのドットを形成するための２種類の駆動波形およびそれぞれの駆動波形を出力する２つの発信器を用意し、形成すべきドット径に応じてこの駆動波形を選択的に使用することによるものとしてもよい。
【００５５】
本実施例では、既に述べた通りピエゾ素子ＰＥを用いてインクを吐出するヘッドを備えたプリンタ２２を用いているが、他の方法によりインクを吐出するプリンタを用いるものとしてもよい。例えば、インク通路に配置したヒータに通電し、インク通路内に発生する泡（バブル）によりインクを吐出するタイプのプリンタに適用するものとしてもよい。かかるプリンタにおいては、ヒータへの通電時間や通電面積を変化させることによりドット径の異なるドットを形成できるため、本発明を適用することができる。
【００５６】
（２）第１実施例によるドット発生処理ルーチン
次に、本発明に係る実施例におけるドット発生処理ルーチンについて説明する。図１１に第１実施例によるドット発生処理ルーチンの流れを示す。このルーチンはプリンタドライバ９６のハーフトーンモジュール９９における処理の一部であり、本実施例においてはコンピュータ９０のＣＰＵにより実行されるルーチンである。なお、以下では、簡単のためシアン１色について形成される大小２種類のドットの発生処理について説明する。他のインクについても、同様の処理が適用される。
【００５７】
ドット発生処理ルーチンが実行されると、ＣＰＵは画素階調データを入力する（ステップＳ１００）。ここで入力されるデータはカラー画像をドット単位の画像データに変換した上で、ＲＧＢからなるデータに対してプリンタ２２が使用するインク色ＣＭＹおよび発色の特性に応じた色補正を施したデータである。本実施例では、画素階調データは８ビットで与えられ、各色相について階調値０〜２５５の範囲をとるものとした。
【００５８】
次に、ＣＰＵは画素階調データに拡散誤差を加えた補正データＣｄｘを作成する（ステップＳ１０５）。誤差拡散法では処理済みの画素について生じた濃淡の誤差を予めその画素の周りの画素に所定の重みを付けて予め配分しておくので、ステップＳ１０５では該当する誤差分を読み出し、これを今から印刷しようとする画素に反映させるのである。着目している画素ＰＰに対して、周辺のどの画素にどの程度の重み付けで、この誤差を配分するかを図１２に例示した。着目している画素ＰＰに対して、キャリッジ３０の走査方向で数画素、および用紙Ｐの搬送方向後ろ側の隣接する数画素に対して、濃度誤差が所定の重み（１／４，１／８、１／１６）を付けて配分される。誤差拡散処理については後で詳述する。
【００５９】
次にＣＰＵは閾値ｔｈ１，ｔｈ２を設定する（ステップＳ１１０）。これらの閾値は、画素階調データＣｄに対応した値を予めＲＯＭに記憶されたテーブルから読みとることにより設定される。後述するが、閾値ｔｈ１は小ドットの形成の有無に関与する値であり、閾値ｔｈ２は大ドットの形成の有無に関与する値である。本実施例はこの閾値の設定に大きな特徴があるため、その設定については後で詳述する。
【００６０】
次にＣＰＵは、こうして設定された閾値ｔｈ１と補正されたデータＣｄｘの大小関係を比較する（ステップＳ１１５）。補正データＣｄｘが閾値ｔｈ１よりも小さい場合には、当該画素について表現すべき濃度が小ドットを形成すべき濃度よりも低いことを意味しているため、小ドットを形成すべきでないと判断し、結果値ＲＶに値０を代入する（ステップＳ１２０）。
【００６１】
補正データＣｄｘが閾値ｔｈ１以上である場合には、次にＣＰＵは閾値ｔｈ２との大小、即ちｔｈ１≦Ｃｄｘ＜ｔｈ２であるか否かを判断する（ステップＳ１２５）。補正データＣｄｘが閾値ｔｈ２よりも小さい場合、即ちｔｈ１≦Ｃｄｘ＜ｔｈ２である場合は、当該画素について表現すべき濃度が小ドットを形成すべき濃度よりも高く、かつ大ドットを形成すべき濃度よりも低いことを意味しているため、小ドットを形成するための処理を行うとともに、結果値ＲＶに小ドットの濃度評価値であるＶｓを代入する（ステップＳ１３０）。小ドットを形成するための処理とは、インクを吐出するノズルＮｚに入力するためのドット形成データを設定する（図９参照）とともに、駆動波形の選択（図８参照）を行う処理である。
【００６２】
補正データＣｄｘが閾値ｔｈ２以上である場合には、当該画素について表現すべき濃度が大ドットを形成すべき濃度よりも高いことを意味しているため、大ドットを形成する処理を行うとともに、結果値ＲＶに大ドットの濃度評価値であるＶｌを代入する（ステップＳ１３５）。
【００６３】
以上の処理によりドットの形成の有無も含めて、いずれのドットを形成するかが決定された。また、その結果に基づいて結果値ＲＶの値が設定された。ＣＰＵはこの結果値ＲＶに基づいて誤差計算および誤差拡散処理を実行する（ステップＳ１４０）。
【００６４】
ここでいう誤差とは、ステップＳ１０５において補正された後の画像データＣｄｘと実際に形成されたドットとの濃度評価値ＲＶとの誤差をいう。この誤差は、画像データＣｄｘの階調値は例えば０〜２５５までの値を連続的にとり得るのに対し、ドットの形成により表現し得る濃度は一定の離散的な値０，Ｖｓ，Ｖｌしかとり得ないことにより生じる誤差である。例えば、大ドットの濃度の評価値が２５５であるとした場合、画像データＣｄｘの階調値が１９９であるにも関わらず大ドットを形成したとすれば、そこには２５５−１９９＝５６なる濃度誤差が生じていることになる。これは、形成されたドットの濃度が表現されるべき濃度に比べて濃すぎることを意味する。つまり、形成されるドットに応じて定まる結果値ＲＶを用いれば、誤差ＥＲＲはＥＲＲ＝Ｄａｔａ−ＲＶで求められる。
【００６５】
誤差拡散とは、こうして求められた誤差を現在処理している画素ＰＰの周辺の画素に所定の重み（図１２参照）を付けて拡散する処理をいう。誤差は未処理の画素に拡散されるべきであるから、図１２に示す通り、キャリッジの走査方向および用紙の搬送方向に並ぶ画素にのみ拡散されることになる。上述の例に基づき、誤差が５６であったとすれば、現在処理している画素ＰＰの隣の画素Ｐ１には、誤差５６の１／４に相当する１４が拡散されることになる。この誤差は、次に画素Ｐ１を処理する際に、ステップＳ１０５において反映される。例えば、画素Ｐ１のデータが階調値２１４であれば、そこから拡散された誤差１４を引いて、補正データを値２００とするのである。かかる処理を繰り返し実行することにより、各画素ごとには濃度誤差を含んでいるものの、画像全体としては入力された画像データに応じた階調の画像が印刷されることになる。なお、図１２に示した重み値および誤差の拡散範囲は一例に過ぎないため、その他の重み値等を用いるものとしてもよい。
【００６６】
以上で説明したドット発生処理ルーチンの結果に基づいて、ＣＰＵはプリンタ２２が各ドットを形成するための処理を実行する。この処理についてはプリンタ２２の構成に応じて種々の処理が知られているため、ここではフローチャートに基づく説明は省略する。
【００６７】
ここで、上述した閾値ｔｈ１およびｔｈ２の設定（ステップＳ１１０）について説明する。両者を階調値に対し一定値として設定した場合の大ドットの発生率を図１３に示す。図１３は閾値ｔｈ１を値６３，閾値ｔｈ２を値９３とし、小ドットの濃度評価値を値１２８、大ドットの濃度評価値を値２５５とした場合の入力階調値と大ドットの発生率との関係を示したグラフである。図１３では大ドットの発生率として大小ドットの発生数の比ではなく、大ドットにより表現される濃度を基準とした比率を用いている（以下、この定義に基づく発生率を特別に大ドット率と呼ぶことにする）。その定義は、次の通りである。
大ドット率＝Ｎｌ×Ｖｌ／（Ｎｌ×Ｖｌ＋Ｎｓ×Ｖｓ）；
ここで、Ｎｌ，Ｎｓは所定領域内における大ドットおよび小ドットの発生数であり、Ｖｌ，Ｖｓは大ドットおよび小ドットの濃度評価値である。
【００６８】
上式より明らかな通り、大ドット率はドットの発生により全体に表現されている濃度のうち、大ドットの発生により表現されている濃度の割合を示すものである。かかるパラメータを用いるのは、大ドット率が視覚に与える画像のザラツキ感等に影響を与えるからである。つまり、大ドットは小ドットよりも視認されやすいことから、ある階調値であっても大ドット率が高い程、ザラツキ感が高くなるのである。図１３から分かる通り、一定の閾値ｔｈ１，ｔｈ２を用いて３値化を行った場合には大ドット率が急激に変化する部分（例えば点ｐ，ｑ）が生じる。かかる領域ではザラツキ感が急変することから疑似輪郭を形成する可能性がある。
【００６９】
本実施例ではかかる観点に鑑み入力階調値に応じた大ドット率の目標値を図１４の破線Ｌ３に示すように設定した。図１４に示す通り、まず入力階調値が値６３以下の領域では大ドット率が０％であり、入力階調値が値１９１以上の領域では大ドット率が１００％となるように設定した上で、これらの間の領域では大ドット率が直線的に増加するように設定した。大ドット率の設定は、このように一部の階調値のみならず全ての階調値で有意の大ドット率となるように設定するものとしてもよいし、またその増加は図１４のように直線的に増加するもののみならず曲線的に増加するように設定するものとしてもよい。
【００７０】
次に本実施例では、このように設定された大ドット率が実現されるように閾値ｔｈ１，ｔｈ２を入力階調値に応じて設定した。この際、大ドット率に影響を与えるのは、閾値ｔｈ１およびｔｈ２の絶対値ではなく、両者の差分（以下、閾値間隔とよぶ）、つまり（ｔｈ２−ｔｈ１）であることが実験的に確認されたため、図１４に示す通り、この閾値間隔を設定するものとした。
【００７１】
閾値間隔の設定方法は次の通りである。まず第１次設定としてある閾値間隔を設定し、該閾値間隔に基づいて各階調値に対する大ドット率を算出する。この結果に応じて図１４に示した所望の大ドット率に一致していない階調値の閾値間隔を修正する。こうした作業を繰り返すことにより逐次近似的に設定することができる。
【００７２】
本実施例では具体的に次の通りである。入力階調値が値１９１以上で大ドット率が１００％となることから、小ドットが発生する領域であるｔｈ１＜Ｃｄｘ＜ｔｈ２なる範囲がなくなるように設定する必要があり、閾値間隔を値０に設定すべきであることが分かる。また、入力階調値が値６３以下となる範囲で大ドット率が０％となることから、かかる領域では閾値間隔を十分に大きい値に設定する必要があることが分かる。閾値間隔の第１次近似設定としては、両者を直線で結んだものを設定した（図１４のＬ１参照）。
【００７３】
かかる第１次近似設定に基づいて大ドット率を算出した結果は、ここでは省略するが、まだ図１３に示したような複数の極値を有する結果となった。算出結果として得られた大ドット率が図１３に示した所望の大ドット率よりも大きい階調値では閾値間隔が小さすぎることを意味しているため、閾値間隔を若干大きい値に修正した。逆に算出結果として得られた大ドット率が所望の大ドット率よりも小さい階調値では閾値間隔を上記第１次近似よりも若干小さい値に修正した。本実施例では、得られた大ドット率と図１４の設定値との偏差に一致させて上記修正量を設定したが、かかる偏差と大ドット率とは明確な対応関係にはないため、単なる目安に過ぎない。
【００７４】
このように設定された第２近似に基づいて大ドット率を算出したところ、第１近似よりは所望の設定値に近づいたものの、まだ極値が現れる状態であった。こうして何度も閾値間隔を修正しては大ドット率を算出することにより徐々に所望の大ドット率が得られる閾値間隔を求めていった。最終的に得られた閾値間隔を図１４のＬ２に示す。図１４に示す通り、閾値は複数の極値を有する状態となり、また非常に急激に、つまり１次微係数が不連続になる程度に変化する部分も有している。
【００７５】
このように設定された閾値間隔に基づいて、閾値ｔｈ１，ｔｈ２の具体的値を設定する。本実施例では最も単純なパターンとして閾値ｔｈ１を一定値とし、閾値ｔｈ２を図１４の設定値に基づいて複数の極値を有する状態に設定した。この設定結果を図１５に示す。本実施例では、こうして設定された各閾値をテーブル形式でＲＯＭに記憶している。ＣＰＵはドット発生処理（図１１）において、かかるテーブルから補正データＣｄｘに対応した閾値を読み込むことにより多値化を行っている。
【００７６】
なお、閾値ｔｈ１，ｔｈ２の設定は、かかる設定の他、図１６に示すように閾値ｔｈ１を直線的に増加するように設定した上で閾値ｔｈ２を図１４の設定値に基づいて設定するものとしてもよいし、図１７に示すように閾値ｔｈ１を折れ線状に設定するものとしてもよいし、図１８に示すように閾値ｔｈ１およびｔｈ２の両者が複雑に変化するように設定するものとしてもよい。図１８は図１６に閾値ｔｈ１の値として示した直線を基準とし、これに図１４の閾値間隔の半分を加えた値を閾値ｔｈ２、減じた値を閾値ｔｈ１として設定したものである。なお、図示は省略するが、閾値ｔｈ１またはｔｈ２を曲線的に変化するように設定しても差し支えないことは当然である。
【００７７】
かかる印刷装置によれば、入力階調値に対し所望の大ドット率が得られるように大小２種類のドットの発生率を制御することができる。特に本実施例では図１４に設定した通り、これらのドットの発生率が一様に変化するように制御することができる。先に説明した通り、大ドット率は印刷された画像のザラツキ感という点で視覚に大きな影響を与えるものであるため、大ドット率が階調値に応じて急激に変化した場合には、該階調値で画質が大きく変化して疑似輪郭を発生することになる。上記印刷装置では、大ドット率を所望の状態に制御することができる結果、かかる疑似輪郭の発生を防止することができ、画質の向上を図ることができる。
【００７８】
（４）第２実施例におけるドット発生処理ルーチン
次に第２実施例におけるドット発生処理ルーチンについて、図１９に示すフローチャートに基づき説明する。このルーチンも第１実施例のドット発生処理ルーチンと同様、コンピュータ９０のＣＰＵにより実行されるルーチンである。なお、以下では、簡単のためシアン１色について形成される大小２種類のドットの発生処理について説明する。他のインクについても、同様の処理が適用される。
【００７９】
ドット発生処理ルーチンが実行されると、ＣＰＵは画素階調データを入力し（ステップＳ２００）、拡散誤差を反映した補正データＣｄｘを生成する（ステップＳ２０５）。ここで入力されるデータも第１実施例と同様、８ビットで与えられ、各色相について階調値０〜２５５の範囲をとる。また、拡散誤差の反映についても第１実施例と同様である。
【００８０】
次にＣＰＵはかかる補正データＣｄｘが所定の階調値であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。この所定の階調値は図１３におけるｐ，ｑ等、一定の閾値を用いた誤差拡散法により多値化を行った場合に、大ドット率が急激に変化する階調値であり、予め実験的に設定され、ＲＯＭに記憶された階調値である。
【００８１】
補正データＣｄｘがこのような所定の階調値に該当する場合には、ＣＰＵは該補正データＣｄｘに所定のノイズデータを付加する（ステップＳ２１５）。かかる階調値は、大ドット率が非常に急激に変化する不安定な階調値であるため、ノイズデータを付加することにより、かかる階調値でドットの形成を判定することを回避するのである。補正データＣｄｘが上述した階調値に該当しない場合には、かかる処理はスキップされる。
【００８２】
表現すべき階調に対し誤差を生じないようにする必要があるため、ここで付加するノイズデータとしては平均値が値０となるようなデータが用いられる。かかるデータは種々考え得るが、例えば、−１０から１０の範囲内で発生する乱数を用いること等が可能である。なお、上記ステップＳ３１０においては、補正した階調データＣｄｘが特定の階調値（図１３の階調値ｐ等）と一致するか否かのみならず、その周辺を含む一定の領域内に存在するか否かを判定するものとしてもよい（図１３の範囲ＰＤ参照）。この範囲は上述したノイズデータの大きさ等に応じて良好な画質が得られるように実験的に設定すればよい。
【００８３】
こうして補正データＣｄｘが設定された後、ＣＰＵは該補正データＣｄｘと閾値ｔｈ１との大小を比較し（ステップＳ２２０）、補正データＣｄｘが閾値ｔｈ１よりも小さい場合には、結果値ＲＶに値０を代入する（ステップＳ２２５）。第１実施例では閾値ｔｈ１を補正データＣｄｘに応じて変えるものとしたが、第２実施例では補正データＣｄｘの値に関わらず一定値をとる点で相違する。この閾値ｔｈ１は自由に設定可能であるが、例えば小ドットの濃度評価値Ｖｓの１／２倍の値に設定することができる。
【００８４】
補正データＣｄｘが閾値ｔｈ１以上である場合には、ＣＰＵは該補正データＣｄｘと閾値ｔｈ２との大小を比較し（ステップＳ２３０）、補正データＣｄｘが閾値ｔｈ２よりも小さい場合は、小ドットを形成すべきと判断して、そのための処理を行うとともに、結果値ＲＶに小ドットの濃度評価値であるＶｓを代入する（ステップＳ２３５）。閾値ｔｈ２も補正データＣｄｘに関わらず一定値をとる点で第１実施例と相違する。閾値ｔｈ２も閾値ｔｈ１以上の値で自由に設定可能であるが、例えば小ドットの濃度評価値Ｖｓと大ドットの濃度評価値Ｖｌの平均値に設定することができる。
【００８５】
補正データＣｄｘが閾値ｔｈ２以上である場合には、ＣＰＵは大ドットを形成すべきと判断して、そのための処理を行うとともに、結果値ＲＶに大ドットの濃度評価値であるＶｌを代入する（ステップＳ２４０）。以上の処理により、ドットの形成の有無も含めて結果値ＲＶが設定された。ＣＰＵはかかる結果値ＲＶに基づき、誤差計算および誤差拡散処理を行う（ステップＳ２４５）。誤差計算および誤差拡散処理については第１実施例と同様である。
【００８６】
かかる印刷装置によれば、ノイズデータを付加することにより、上述した特定の階調値に基づいてドットの形成を判定することがないようにしているため、大ドット率が急激に変化することを防止することができる。この結果、大ドット率を完全に所望の状態に制御することはできないまでも、疑似輪郭の発生をある程度防止することができ、画質を向上することができる。さらに、第１実施例のように全階調値に対し実験的に閾値を予め設定する必要がないため、比較的容易に画質の向上を図ることができるという利点もある。
【００８７】
なお、第２実施例では補正データＣｄｘが特定の階調値に相当する場合にのみノイズデータを付加するものとしているが、全ての場合にノイズデータを付加するとともに、特定の階調値に相当する場合にはレベルの大きいノイズデータを付加するものとしてもよい。全ての場合にノイズデータを付加するものとすれば、図１３に示した階調値ｐ，ｑ等のように大ドット率が急激に変化する階調値のみならず、その他の階調値においても大ドット率の変化を緩和することができ、画質の向上を図ることができる。
【００８８】
他の態様からなる実施例として、以上で説明した２つの実施例を併合して用いることも可能である。つまり、図１３のｐ，ｑ等、一定の閾値を用いた誤差拡散法により多値化を行った場合に、大ドット率が急激に変化する階調値については、第１実施例で図１４を用いて説明した方法により大ドット率が比較的滑らかに変化するように実験的に設定された閾値を用い、他の階調値については一定の閾値を用いるものとした上で、全階調値に対しノイズデータを付加するものとしてもよい。かかる手段は、全ての階調値に対し実験的に閾値を設定する第１実施例よりは容易に実現することができ、かつ、単にノイズデータを付加するに過ぎない第２実施例よりは良好な画質を得ることが可能となる。
【００８９】
なお、以上２つの実施例の説明では一画素ごとにかつ一色ずる処理を行うものとして説明したが、各画素についての結果をメモリに蓄えつつ、各ラスタまたは画像全体について繰り返し処理を行うものとしてもよい。
【００９０】
上述の実施例では大小２種類のドットについて３値化を行う場合を例にとって説明したが、その他の３値化に適用するものとしてもよい。例えば、ある色相について濃淡２種類のインクを備えるヘッドを用いる印刷装置では、両インクにより形成されるドットの発生率を制御することもできる。また、３値化に限らずそれ以上の多値化に適用することもできる。かかる多値化の例としては、ドット径が大中小またはそれ以上存在する場合や、濃淡２種類のインクでドット径を変調して形成可能な場合等が考えられる。このように３値化以上の多値化を行う場合には、上述の実施例で説明した考え方に基づけば、全てのドットの発生率を制御が可能であることはもちろんであるが、一部のドットの発生率のみを制御するものとしてもよい。かかる場合には、少なくとも最も画質に影響するドット、即ち単位面積当たりの濃度が最も高いドットの発生率を制御するものとすることが望ましい。
【００９１】
また、以上で説明した種々の実施例ではドットの発生率を表すパラメータとして、ドットの発生により全体に表現されている濃度のうち、大ドットの発生により表現されている濃度の割合を示す大ドット率を用いたが、得られた画像による視覚への影響を表し得る他の種々のパラメータを用いるものとしてもよい。例えば単純に各ドット径からなるドットの発生数に基づく比率をパラメータとすることもできる。
【００９２】
さらに、上記２つの実施例における印刷装置はコンピュータによる処理を含んでいることから、上記で説明した各機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体としての実施の態様を採ることもできる。このような記憶媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用できる。また、コンピュータに上記の発明の各工程または各手段の機能を実現させるコンピュータプログラムを通信経路を介して供給するプログラム供給装置としての態様も可能である。逆に上で説明した各処理またはその一部をハードウェアにて実現するものとしても構わない。
【００９３】
以上、本発明の種々の実施例について説明してきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態による実施が可能である。例えば、以上で説明した種々の処理はコンピュータ９０で実行するものとしているが、かかる処理を実行する機能をプリンタ２２に持たせ、プリンタ２２側で行うものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリンタを用いた画像処理システムの概略構成図である。
【図２】本発明のプリンタの概略構成図である。
【図３】本発明のプリンタのドット記録ヘッドの概略構成を示す説明図である。
【図４】本発明のプリンタにおけるドット形成原理を示す説明図である。
【図５】プリンタにおけるノズル配置の一例を示す説明図である。
【図６】本発明のプリンタにおけるノズル配置を示す説明図である。
【図７】本発明によりドット径の異なるドットを形成する原理を示す説明図である。
【図８】本発明のプリンタ２２におけるノズルの駆動波形および該駆動波形により形成されるドットの様子を示す説明図である。
【図９】プリンタ２２の内部構成を示す説明図である。
【図１０】ヘッドの駆動回路構成を示す説明図である。
【図１１】第１実施例のドット発生処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図１２】誤差拡散処理における重み係数を示す説明図である。
【図１３】一定の閾値を用いた場合の大ドット率を示すグラフである。
【図１４】大ドット率および閾値間隔の設定結果を示すグラフである。
【図１５】閾値ｔｈ１，ｔｈ２の第１の設定例を示すグラフである。
【図１６】閾値ｔｈ１，ｔｈ２の第２の設定例を示すグラフである。
【図１７】閾値ｔｈ１，ｔｈ２の第３の設定例を示すグラフである。
【図１８】閾値ｔｈ１，ｔｈ２の第４の設定例を示すグラフである。
【図１９】第２実施例のドット発生処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２…スキャナ
２１…カラーディスプレイ
２２…カラープリンタ
２３…紙送りモータ
２４…キャリッジモータ
２６…プラテン
２８…印字ヘッド
３１…キャリッジ
３２…操作パネル
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリ
３９…位置検出センサ
４０…制御回路
４１…ＣＰＵ
４２…プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）
４３…ＲＡＭ
４４…ＰＣインタフェース
４５…ＰＩＯ
４６…タイマ
４７…転送用バッファ
５１…発信器
５５…分配出力器
６１、６２、６３、６４…インク吐出用ヘッド
６７…導入管
６８…インク通路
７１…黒インク用のカートリッジ
７２…カラーインク用カートリッジ
９０…パーソナルコンピュータ
９１…ビデオドライバ
９２…入力部
９５…アプリケーションプログラム
９６…プリンタドライバ
９７…ラスタライザ
９８…色補正モジュール
９９…ハーフトーンモジュール

Claims (14)

1. 印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷し得る印刷装置であって、
   単位面積当たりの濃度の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のドットを形成可能なヘッドと、
   画像を構成する各画素ごとに、階調データを入力する入力手段と、
   Ｐ種類（Ｐは２≦Ｐ≦Ｎなる整数）の前記ドットにそれぞれ対応した閾値である対応閾値を含む複数の閾値を記憶すると共に、前記対応閾値は、互いの差分が前記階調データの採りうる階調値に応じて変化するように設定されている閾値記憶手段と、
   各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと前記閾値記憶手段に記憶された複数の閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定する多値化ドット形成判定手段と、
   前記判定結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記単位面積当たりの濃度の異なるドットをそれぞれ形成するドット形成手段とを備える印刷装置。
2. 請求項１記載の印刷装置であって、
   前記対応閾値は、前記多値化ドット形成判定手段による両者の発生比率が前記階調値に応じて単調に変化するように設定された閾値である印刷装置。
3. 請求項２記載の印刷装置であって、
   前記発生比率は、一定の階調値からなる所定領域において形成された前記Ｐ種類のドットにより表現される濃度の該階調値に対する比である印刷装置。
4. 請求項１記載の印刷装置であって、
   前記対応閾値は、さらに、互いの差分が前記階調値に応じて複数の極値を有する閾値である印刷装置。
5. 請求項１記載の印刷装置であって、
   前記ヘッドはインク量の異なる２種類のドットを形成可能なヘッドであり、
   前記対応閾値は大小２種類の値である印刷装置。
6. 請求項２記載の印刷装置であって、
   前記発生比率は、前記階調データが採りうる階調値の一部の連続的な階調値においてのみ０とは異なる値をとる印刷装置。
7. 請求項６記載の印刷装置であって、
   前記連続的な階調値の下限値は、前記対応閾値を階調値に対し一定値とした場合における前記多値化ドット形成判定手段により得られる前記発生率の極値が現れる階調値とは異なっている印刷装置。
8. 印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷し得る印刷装置であって、
   単位面積当たりの濃度の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のドットを形成可能なヘッドと、
   画像を構成する各画素ごとに、階調データを入力する入力手段と、
   各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと前記予め定められた複数の閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定する多値化ドット形成判定手段と、
   前記判定結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記単位面積当たりの濃度の異なるドットをそれぞれ形成するドット形成手段とを備え、
   前記多値化ドット形成判定手段による判定に先立ち、該階調データまたは前記複数の閾値の少なくとも一部に所定のノイズデータを付加するノイズ付加手段とを備え、
   前記ノイズ付加手段は、前記階調データが予め定められた階調値に相当するときにのみ前記所定のノイズデータを付加するノイズ付加手段である印刷装置。
9. 請求項８記載の印刷装置であって、
   該ノイズ付加手段における前記予め定められた階調値を、Ｐ種類（Ｐは２≦Ｐ≦Ｎなる整数）の前記ドットについて、前記多値化ドット形成判定手段による両者の発生比率の極値が現れる階調値に設定した印刷装置。
10. 請求項８記載の印刷装置であって、
    前記ノイズ付加手段は、
    前記多値化ドット形成判定手段による判定に先立ち、該階調データまたは前記複数の閾値の少なくとも一部に第１のノイズデータを付加し、かつ、
    該階調データが予め定められた階調値に相当するときには前記第１のノイズデータに代えて、該ノイズデータよりも絶対値が大きい第２のノイズデータを付加するノイズ付加手段である印刷装置。
11. 単位面積当たりの濃度の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のドットを形成可能なヘッドを用いて、印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷する印刷方法であって、
    （ａ） 画像を構成する各画素ごとに、階調データを入力する工程と、
    （ｂ） Ｐ種類（Ｐは２≦Ｐ≦Ｎなる整数）の前記ドットに対応した閾値である対応閾値を含む複数の閾値を記憶したデータを参照することにより、前記階調データに応じた閾値を求めると共に、前記対応閾値は、互いの差分が前記階調データが採りうる階調値に応じて変化するように設定されている工程と、
    （ｃ） 各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと前記工程において求められた複数の閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定し３値化以上の多値化をする工程と、
    （ｄ） 前記判定結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記単位面積当たりの濃度の異なるドットをそれぞれ形成する工程とを備える印刷方法。
12. 単位面積当たりの濃度の異なるＮ種類（Ｎは２以上の整数）のドットを形成可能なヘッドを用いて、印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷し得る印刷方法であって、
    （ａ） 画像を構成する各画素ごとに、階調データを入力する工程と、
    （ｂ） 各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと予め定められた複数の閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定し、３値化以上の多値化を行う工程と、
    （ｄ） 前記判定結果に基づいて、前記ヘッドを駆動して、前記単位面積当たりの濃度の異なるドットをそれぞれ形成する工程と、
    （ｅ） 前記工程（ｂ）におけるドットの形成の判定に先立ち、該階調データまたは前記複数の閾値の少なくとも一部に所定のノイズデータを付加する工程とを備え、
    前記工程（ｅ）は、前記階調データが予め定められた階調値に相当するときにのみ前記所定のノイズデータを付加する印刷方法。
13. 印刷装置により印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷するためのプログラムをコンピュータ読みとり可能に記録した記録媒体であって、
    単位面積当たりの濃度の異なる少なくとも２種類のドットに対応した閾値である対応閾値を含む複数の閾値を記憶したデータを参照することにより、前記階調データに応じた閾値を求めると共に、前記対応閾値は、互いの差分が前記階調データが採りうる階調値に応じて変化するように設定されている機能と、
    各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと前記階調データに応じた閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定し３値化以上の多値化をする機能とをコンピュータにより実現するプログラムを記録した記録媒体。
14. 印刷装置により印刷媒体上に複数のドットを形成することにより画像を印刷するためのプログラムをコンピュータ読みとり可能に記録した記録媒体であって、
    単位面積当たりの濃度の異なる少なくとも２種類のドットの発生率を制御することで前記入力された階調データに応じた階調を表現するように、各画素ごとに、処理済みの画素において表現すべき濃度と形成されたドットにより表現される濃度との間に生じた誤差を前記階調データに反映して得られる濃度データと予め定められた複数の閾値とに基づいて、ドットのオン・オフおよび形成すべきドットの種類を判定し、３値化以上の多値化を行う機能と、
    該多値化に先立ち、前記階調データまたは前記複数の閾値の少なくとも一部に所定のノイズデータを付加する機能であって、前記階調データが予め定められた階調値に相当するときにのみ前記所定のノイズデータを付加する機能とをコンピュータにより実現するプログラムを記録した記録媒体。

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