JP4257087B2 - 画像処理装置、画像記録装置、及びプログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値画像データを高精細かつ高階調に印刷処理するための画像処理装置、画像記録装置、及び画像処理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキャナやディジタルカメラ等の入力装置で読み取った多値画像データをプリンタやディスプレイ等の出力装置に出力する画像入出力システムが存在する。その際に、入力装置で読み取った多値（例えば１画素８ビット精度ならば２５６階調）の画像データについて出力装置が出力可能な階調数の画像データに変換し、擬似的に連続階調を表現する方法として、擬似中間調処理というものが存在する。
【０００３】
疑似中間調処理の中でも、出力装置がドットのＯＮ／ＯＦＦのみの２値しか表現できない場合には多値画像データを２値化する２値化処理が従来から行われている。この２値化処理の中で、解像性と階調性に共に優れたものとして誤差拡散処理や平均誤差最小法が存在する。誤差拡散法と平均誤差最小法は、誤差の拡散作業をいつ行うかが異なるだけであり、論理的には等価なものである。
【０００４】
さらにこの誤差拡散処理を、２値だけでなく、３値以上の階調数にも適用したものとして、多値誤差拡散処理が存在する。多値誤差拡散処理では、２値誤差拡散処理と同様に、階調性と解像性に優れた処理が可能である。
【０００５】
出力装置における３値以上の階調数を確保するために各種の方式がある。インクジェットプリンタにおいては、吐出するインク量を制御することにより小・中・大ドットとドット径を変化させることができる。図１０は、ピエゾ素子ＰＥとノズルＮｚとの構造を示したものである。図１０の上段に図示するように、ピエゾ素子ＰＥは、ノズルＮｚまでインクを導くインク通路１０１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−機械エネルギーの変換を行う素子である。図１０の例では、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１０の下段に示すように、ピエゾ素子ＰＥが電圧の印加時間だけ伸張し、インク通路１０１の一側壁を変形させる。この結果、インク通路１０１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が用紙に染み込むことにより画像形成が行われる。
【０００６】
図１１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１１の下段で示した駆動波形が通常サイズのドット（通常ドット）を吐出する際の波形である。区間ｄ４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１０下段を参照して説明したのとは逆にインク通路１０１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、メニスカスと呼ばれるインク界面Ｍｅは、ノズルＮｚの内側に凹んだ状態となる。区間ｄ５においてピエゾ素子ＰＥへの印加電圧を正にすると、先に図１０下段を用いて説明した原理に基づいてインクが吐出される。ここでは大きなインク滴が吐出される。
【０００７】
図１１の上段で示した駆動波形は通常ドットより小さいサイズの小ドットを吐出する際の波形である。区間ｄ１において一旦、プラスの電圧をピエゾ素子ＰＥに序所に印加するとメニスカスＭｅはインク滴が吐出されることなくノズルＮｚの外側へ膨らんだ状態となり、区間ｄ２でピエゾ素子ＰＥへの印加電圧を負にすると、メニスカスＭｅはノズルの内側に凹んだ状態となり、ピエゾ素子ＰＥへの印加電圧を正にすると（区間ｄ３）、小さなインク滴が吐出される。
【０００８】
以上に示した通り、駆動電圧を負にする際（区間ｄ２，ｄ４）の変化率に応じて、メニスカスＭｅを変化させ、ドット径を制御することができる。また、駆動波形のピーク電圧の大小によってもドット径を変化させることができることは容易に想像できるところである。なお、１画素分の主走査期間内において図１１上段の小ドットパルスと下段の大ドットパルスとを駆動波形周期Ｔの時間内に連続して発生させると、小ドットのインク滴と大ドットのインク滴とが同じ１画素の領域内に着弾するので、より大きなドットを形成することができる。
【０００９】
近年では印刷時間を縮小するためにノズルの主走査方向に対する移動速度の高速化が図られていて、図１１のような駆動波形を駆動波形周期Ｔに行えるような駆動波形の設計、特に小ドット用駆動波形の設計が難しくなってきており、駆動波形が駆動波形周期Ｔ内に収まりきらなくなってきたという問題がある。
【００１０】
そこで、駆動波形が駆動波形周期Ｔに収まりきらないドットを出力させるため、駆動波形のないドットｏｆｆを、問題となるドットの前後に配置することにより、駆動波形が駆動波形周期Ｔを超えてしまうような場合でも出力可能となる。このため、多値誤差拡散において小ドットを出力するには主走査方向の前後にドットｏｆｆを隣接しなければならなくなった。
【００１１】
ところで、ドット径変調方式以外にもドットの重ね打ちや濃度を異なったインク・濃淡インクを用いる手法等により３値化以上の階調数再現を行っている。これらの技術において、１〜３滴のドットの重ね打ちや、淡インクの濃度を通常インクの１／２〜１／６に希釈するなどで出力装置における３値以上の階調数を確保するために各種の方式がある。淡インクの濃度を通常インクの約１／２に希釈したインクならば、γ補正などであたかも通常インクを１／２に希釈したインクとして利用しても大きな課題はなかった。しかしながら、ハイライト部の粒状性を良好にするために淡インクの濃度を通常インクの１／３以下に希釈したことで新たな課題が生じてきた。
【００１２】
非特許文献１に、淡インクの濃度を通常インクの１／６に希釈した濃淡インクを用いたインクジェットプリンタについての解説がある。この解説において、中濃度部において淡インクと通常インクの濃度差により通常インクが目立ちやすくなり粒状度が上昇する、とある。さらに上記解説においては、主走査方向の解像度を倍増し、淡インクを多く紙面上に記録することで濃度を高めた後に通常インクで記録することで粒状性を改善している。しかしながら上記手法では一部の紙面に多くのインクを打ち込むことなり、一部のみカールが発生する原因となり好ましくない。
【００１３】
図１２は、淡インクの濃度を通常インクの１／４に希釈した濃淡インクを用いたインクジェットプリンタにおける入力値とドット出現率の関係を表すグラフである。階調値０〜６４の区間ではドットｏｆｆと淡インクドットで階調表現し、階調値６５〜２５５の区間では淡インクドットと通常インクドットで階調表現する。階調値６５〜２５５では淡インクドットか通常インクドットのいずれかのドットが必ず打たれ、紙種によってはカールが発生する原因となってしまう。
【００１４】
濃淡インクを使用したインクジェットプリンタにおいて、淡インクドットで埋め尽くした階調は最も粒状性が良く、粒状性の良い画像の後に通常インクドットを形成するのでドットが視覚し易く粒状性が悪くなってしまう。そこでドットｏｆｆと淡インクドットで階調表現する区間で最も粒状性の悪くなる階調から通常インクドットを使用し、淡インクドットの使用を控えることで粒状性の差を目立たなくさせる必要が生じてきた。
【００１５】
ところで、多値誤差拡散に関して次のような従来技術がある（特許文献１参照）。或る階調値Ａ未満では閾値Ｔｈｒ１・Ｔｈｒ２で３値に量子化し、階調値Ａ以上ではＴｈｒ１＝Ｔｈｒ２として２値化し、多値誤差拡散の利点である低濃度部の粒状性を維持しながら、中・高濃度部の不安定性を解消する技術である。
【００１６】
また、多値誤差拡散法において、注目画素周辺の特定領域内におけるドットの個数及び注目画素の濃度レベルに基づいて、特定のドットの発生を抑制し、ドットを広く分散させる技術がある（例えば特許文献２参照）。特許文献２に記載の技術では、電子写真にて多値のドットを形成した場合、狭い範囲において相互作用によりドットが再現する／しないが発生してしまうため、電子写真にて多値誤差拡散を用いると中・高濃度領域で画像が不安定になりやすい、階調飛びが起こりやすい、濃度の飽和が早く起きやすい等の問題をドット間で相互作用が生じにくくなるようにドットを広く分散させることで解決している。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−７７６０８号公報
【特許文献２】
特開２００１−１６９１０５号公報
【非特許文献１】
「インクジェットプリンタにおける高画質化技術」，日本画像学会誌，２００１年，第４０巻，第３号，ｐ．２３７−２４３
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
印刷時間を縮小するためにノズルの主走査方向に対する移動速度の高速化が行われている。ドット径を変化させるインクジェットプリンタにおいてはノズルからドットを吐出する１画素当たりの駆動波形に対応する駆動波形周期Ｔが短くなり、駆動波形の設計が難しくなってきた。特にハイライト部で使用するドットを小さくすればするほど駆動波形の処理時間は長くなるため駆動波形周期Ｔに収まりきらなくなってきた。そこで駆動波形が駆動波形周期Ｔに収まりきらないドットを出力させるため、駆動波形のないドットｏｆｆを問題となるドットの前後に配置することにより、駆動波形が駆動波形周期Ｔを超えてしまう場合でも出力可能となった。このため多値誤差拡散において小ドットを出力するには主走査方向の前後にドットｏｆｆを隣接配置しなければならなくなった。
【００１９】
特許文献１に記載の技術において、或る階調値Ａを、小ドットとドットｏｆｆで階調表現する区間の半分の値（例えば３値を０・１２７・２５５とした場合では６４）とすれば、ドットｏｆｆと小ドットが隣接しやすくなる。しかしながら、確実に小ドットの主走査方向前後にドットｏｆｆが隣接するとは限らないので特許文献１の技術では解決できない。
【００２０】
特許文献２に記載の技術のように、周辺画素の量子化状態を参照して小ドットの出力を抑制すれば確実にドットｏｆｆと小ドットを隣接させることはできる。しかしながら、ハイライト部からダーク部までドットが安定して出力可能な電子写真式やインクジェットプリンタにおいてはドットを広く分散させる必要はないので注目画素周辺の特定領域内におけるドットの個数を求める必要はない。
【００２１】
また、淡インクの濃度を通常インクの１／４に希釈したような濃淡インクを用いたインクジェットプリンタにおいて、淡インクドットで埋め尽くし、最も粒状性の良い画像の後に通常インクドットを出力すると濃度差により通常インクドットが目視可能となり粒状性が大きく劣化してしまうという課題が生じてきた。淡インクドットで埋め尽くした階調は最も粒状性がよく、粒状性の良い画像の後に通常インクドットを形成するのでドットが視覚しやすく粒状性が悪くなってしまう。そこでドットｏｆｆと淡インクドットで階調表現する区間で最も粒状性の悪くなる階調から通常インクドットを使用し、淡インクドットの使用を控えることで粒状性の差を目立たなくする必要が生じてきた。
【００２２】
インクの濃度を通常インクの１／４に希釈したような濃淡インクを用いたインクジェットプリンタにおいて、ドットｏｆｆと淡インクドットで階調表現する区間で最も粒状性の悪くなるのはドットｏｆｆと淡インクドットの中間階調値であり、ドットｏｆｆと淡インクドットの混ぜ合わせが激しく行われる。今、３値を０・６４・２５５としたときドットｏｆｆと淡インクドットの中間階調値は３２である。特許文献１に記載の技術において、或る階調値Ａを３２とすれば、ドットｏｆｆと淡インクドットで階調表現する区間で最も粒状性の悪くなる階調から通常インクドットを使用することができる。しかしながら、特許文献１に記載の技術では階調値Ａ以上では２値化となり突然淡インクドットを使用しないため粒状性が大きく劣化してしまう。
【００２３】
特許文献２に記載の技術において、周辺画素の量子化状態を参照してドットｏｆｆと淡インクドットで階調表現する区間で最も粒状性の悪くなる階調から通常インクドットを使用し、淡インクドットの使用を控えることができる。しかしながら、近年のドットがハイライト部からダーク部まで安定して出力可能な電子写真式においては特許文献２に記載の技術のように注目画素周辺の特定領域内におけるドットの個数を広く求め、ドットを広く分散させる必要はなくなってきた。特にインクジェットプリンタにおいては各ドットが直接、紙面上に形成されるためドット間で相互作用がないため、ドットを広く分散させる必要はない。
【００２４】
以上述べたように、高密度・高速の書込みのために書込みにおいて大小ドットを打ち分けるプリンタにおいて小ドットの駆動波形が駆動波形周期Ｔに収まりきらなくなってきたという問題がある。さらに、濃淡インクを用いたインクジェットプリンタにおいて通常インクと淡インクの間で通常インクが使用され始める階調値（あるいは大小ドットを打ち分けるプリンタにおいて大ドットインクと小ドットインクの間で大ドットインクが使用され始める階調値）において画質劣化が生じてきたという問題がある。
【００２５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、駆動波形が駆動波形周期に収まりきらない小ドットを出力させることができ、さらに、濃淡インクを用いたインクジェットプリンタにおいて通常インクが使用され始める階調値（あるいは大小ドットを打ち分けるプリンタにおいて大ドットインクが使用され始める階調値）で生じる画質劣化を解消することができる画像処理装置、画像記録装置、及びプログラムを提供することを目的とする。
【００２６】
本発明では、多値誤差拡散において、注目画素に隣接する量子化済みの画素の量子化状態に応じて出力値を決定することで、小ドットにドットｏｆｆを、淡インクドットにドットｏｆｆを、主走査方向の前後に隣接させる。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、吐出するインク量を制御することで３値以上の階調表現を行う画像記録装置において、最小ドットの駆動波形が駆動波形周期に収まらない画像記録装置に対し、多値画像データを、多値誤差拡散処理または多値平均誤差最小法を用いて３値（大小ドット・ドットｏｆｆ）または４値（大中小ドット・ドットｏｆｆ）に量子化し、該３値または４値の夫々に対応したドットを用いて記録を行う画像処理装置であって、注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素の誤差を加えた補正データを出力する手段と、注目画素に隣接する量子化済みの画素の量子化状態を参照する手段と、Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、補正データと、注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態と、量子化閾値と、を所定の条件にて比較し、小ドットはドットｏｆｆに主走査方向で挟まれて出現するＮ値画像データを出力する手段とを有することを特徴としている。
【００３３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、条件は、量子化値をドットｏｆｆ・小ドット・大ドット、またはドットｏｆｆ・小ドット・中ドット・大ドットとし、量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２、またはＴｈｒ１・Ｔｈｒ２・Ｔｈｒ３としたとき、注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が小ドットではなく、かつ補正データが閾値Ｔｈｒ２以上の場合のとき、多値誤差拡散を用いて中ドットから大ドットまでのいずれかの量子化値を出力することを特徴としている。
【００３４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、条件は、量子化値をドットｏｆｆ・小ドット・大ドット、またはドットｏｆｆ・小ドット・中ドット・大ドットとし、量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２、またはＴｈｒ１・Ｔｈｒ２・Ｔｈｒ３としたとき、注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が小ドットであり、かつ補正データが閾値Ｔｈｒ１以上であり、かつ補正データが閾値Ｔｈｒ２未満の場合のとき、小ドットを出力することを特徴としている。
【００３５】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、条件は、量子化値をドットｏｆｆ・小ドット・大ドット、またはドットｏｆｆ・小ドット・中ドット・大ドットとし、量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２、またはＴｈｒ１・Ｔｈｒ２・Ｔｈｒ３としたとき、注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が小ドットである場合、または補正データが閾値Ｔｈｒ１未満の場合、または注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が小ドットではなくかつ補正データが閾値Ｔｈｒ２未満の場合のとき、ドットｏｆｆを出力することを特徴としている。
【００３６】
請求項５記載の発明は、淡インクの濃度を通常インクの１／３以下に希釈した濃淡インクを使用した画像記録装置に対し、多値画像データを、多値誤差拡散処理または多値平均誤差最小法を用いて３値（濃淡ドット・ドットｏｆｆ）に量子化し、該３値の夫々に対応したドットを用いて記録を行う画像処理装置であって、注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素の誤差を加えた補正データを出力する手段と、注目画素に隣接する量子化済みの画素の量子化状態を参照する手段と、Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、補正データと、注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態と、量子化閾値と、を所定の条件にて比較し、淡ドットはドットｏｆｆに主走査方向で挟まれて出現するＮ値画像データを出力する手段とを有することを特徴としている。
【００３７】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、条件は、量子化値をドットｏｆｆ・淡ドット・濃ドットとし、量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２としたとき、注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が淡ドットではなく、かつ補正データが閾値Ｔｈｒ２以上の場合のとき、多値誤差拡散を用いて濃ドットを出力すること特徴としている。
【００３８】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の発明において、条件は、量子化値をドットｏｆｆ・淡ドット・濃ドットとし、量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２としたとき、注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が淡ドットであり、かつ補正データが閾値Ｔｈｒ１以上であり、かつ補正データが閾値Ｔｈｒ２未満の場合のとき、淡ドットを出力することを特徴としている。
【００３９】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の発明において、条件は、量子化値をドットｏｆｆ・淡ドット・濃ドットとし、量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２としたとき、注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が淡ドットである場合、または補正データが閾値Ｔｈｒ１未満の場合、または注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が淡ドットではなくかつ補正データが閾値Ｔｈｒ２未満の場合のとき、ドットｏｆｆを出力することを特徴としている。
【００４０】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像処理装置の各手段の機能を有する画像記録装置である。
【００４１】
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像処理装置の各手段の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムである。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。構成要素には記号を付与して区別する。図１は、本発明の実施の形態における画像処理装置のブロック構成を示す図である（特に本発明に特徴的な画像処理を行う画像処理部のブロック構成を示す）。また、図５は、本発明の実施の形態における画像記録装置の構成を示す図である。
【００４８】
図４に、本発明の実施の形態における画像処理装置及び画像記録装置を用いて構成される画像入出力システムの構成を示す。画像入力装置４０１はスキャナやディジタルカメラ等の入力デバイスを示し、８ビット精度ならば２５６階調の画像データとして取り込まれる。この多値画像データが本実施形態の画像処理装置４０２に入力される。
【００４９】
この画像処理装置４０２では、画像入力装置４０１から入力された２５６階調の画像データに対して、この後段の画像出力装置４０３で出力可能な階調数に変換する処理を行う。この階調数変換処理には多値誤差拡散処理を用いてもよい。画像出力装置４０３が図３に示すように１ドット単位で３階調表現ができるとすると、３値の誤差拡散処理を行うことになる。ここで、図３の“０”，“１”，“２”は、画像処理装置４０２で３値化した後の情報を表し、この３値化された画像データが図５に示すような画像記録装置４０３に送られる。
【００５０】
図５は、本発明の実施形態の画像出力装置４０３の構成を示す。画像出力装置４０３は、フレーム１に横架したガイドレール２，３に移動可能に載設されたキャリッジ４にインクジェット記録ヘッド５（以下、単に「記録ヘッド」という）を搭載し、図示しないモータ等の駆動源によってキャリッジ４を矢示方向に移動して走査（主走査）可能とするとともに、ガイド板６にセットされる用紙７を、図示しない駆動源によってドライブギヤ８及びスプロケットギヤ９を介して回動される送りノブ１０ａを備えたプラテン１０にて取込み、プラテン１０周面とこれに圧接するプレッシャローラ１１とによって搬送し、記録ヘッド５によって用紙７に印字記録する。
【００５１】
記録ヘッド５は、図６に示すようにブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各インクをそれぞれ吐出するための４個のインクジェットヘッド｛５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ｝や、図７に示すようなブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）及びライトシアン（ＬＣ）の各色インクをそれぞれ吐出するための７個のインクジェットヘッド｛５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ＬＹ、５ＬＭ、５ＬＣ｝を主走査方向の同一線上に配置して構成している。
【００５２】
商品構成によってはインクの数を増減させても何ら構わない。具体的には、ハイライト部でイエローのドットは目視し難いのでライトイエローを省いてコストダウンを行っても良いし、ライトブラックや、シアン・マゼンタ・イエロー・ブラックの各色の濃度を３段・４段に分けた構成にして高画質を実現した記録ヘッドであってもよい。各インクジェットヘッドは、例えば圧電素子、気泡発生用ヒータ等のエネルギー発生手段であるアクチュエータを選択的に駆動して、液室内のインクに圧力を与えることによって、この液室に連通するノズルからインク滴を吐出飛翔させて、用紙７に付着させることで画像を記録する。ここで図２▲のような駆動信号を多数用意することにより１ノズルから吐出されるインク量を制御することが可能となり、用紙上で大小ドット、大中小ドットなど多階調表現が可能となる。
【００５３】
画像記録装置４０３は、図２や図３に示すように出力の対象となっているドットの制御を行う。図２で“０”はドットを打たないことを示し（以下、「ドットｏｆｆ」）、“３”は通常サイズのドット（以下、「大ドット」）によるドットを、“２”は３の大ドットよりドット径のサイズが小さいドット（以下、「中ドット」）のドットを打つことを、“１”は２の中ドットよりドット径のサイズが小さいドット（以下、「小ドット」）のドットを打つことを示す。一方、図３の“０”はドットｏｆｆ、“２”は通常のインク濃度（以下、「通常インク」）によるドットを、“１”は２の通常インクを希釈した淡い濃度インク（以下、「淡インク」）のドットを打つことを示す。
【００５４】
ここでは、図２や図３のように画像出力装置４０３が濃度変調やドット径変調できる場合を示したが、本発明が適用される範囲はこれに限定されるものではない。例えば、書込みの露光をパルス幅分割して１ドットの露光量を制御させることにより多値の階調を表現する場合や、露光で用いるレーザー光の強度に強弱を加えることにより多値の階調を表現する場合でも本発明にかかる処理方法は適用可能である。
【００５５】
また、図４ではそれぞれの装置をその処理に応じた独立した装置として示したが、構成はこの限りではなく、画像処理装置の画像処理機能が画像入力装置４０１中に存在する場合や、画像出力装置４０３中に存在する場合等もある。
【００５６】
図１は、図４における本実施形態の画像処理装置４０２のブロック構成を示す図である。入力端子１００６からは画像入力装置４０１より多値画像データが入力される。ここで、２次元の画像データを表わすために、入力多値画像データをＩｎ（ｘ，ｙ）として表わす（ｘは画像の主走査方向のアドレス、ｙは副走査方向のアドレスを示す）。
【００５７】
次に、この入力信号Ｉｎ（ｘ，ｙ）が加算器１００３に入力される。加算器１００３には誤差メモリ１００４に格納されている、現画素以前の誤差拡散処理により拡散・蓄積されてきた誤差のうち、現画素に割り当てられた誤差成分Ｅ（ｘ，ｙ）が入力され、Ｉｎ（ｘ，ｙ）と加算され、その結果が出力される。この出力信号を補正データＣ（ｘ，ｙ）とする。
【００５８】
説明を単純化するため、ここでは出力装置４０３の出力可能な階調数が図３に示すような３値である場合で説明する。淡インクは通常インクを１／４に希釈したものとし、図３のドットｏｆｆ・淡インクドット・通常インクドットの階調値は０・６４・２５５であるとして説明する（もちろんこの階調数以外にも同様に適用することが可能である）。
【００５９】
ドットｏｆｆと淡インクドットの出力判定をする第１閾値Ｔｈｒ１は、ドットｏｆｆと淡インクドットの中間値＝３２とし、淡インクドットと通常インクドットの出力判定をする第２閾値Ｔｈｒ２は、淡インクドットと通常インクドットの中間値≒１６０とする。
【００６０】
入力データＩｎ（ｘ，ｙ）に誤差Ｅ（ｘ，ｙ）が加算された補正データＣ（ｘ，ｙ）と量子メモリ１００１から注目画素に隣接する量子化済みの画素の出力値Ｏｕｔ（ｘ−１，ｙ）が比較判定部１００２に入力されて、その比較結果に基づいて下記のように出力する出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を決定する。
【００６１】

【００６２】
このＯｕｔ（ｘ，ｙ）が出力端子１００７から画像出力装置４０３に対して出力される。
【００６３】
また、出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）は減算器１００５に入力され、補正データＣ（ｘ，ｙ）から減算されて、現画素で発生した誤差ｅ（ｘ，ｙ）が算出される。また出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）は量子メモリ１００１に入力され、比較判定部１００２へ注目画素に隣接する量子化済みの画素の出力値Ｏｕｔ（ｘ−１，ｙ）を出力する。
【００６４】
次に誤差拡散部１００８では予め設定された拡散係数に基づいて、誤差ｅ（ｘ，ｙ）を配分して誤差メモリ１００４に蓄積されている誤差データＥ（ｘ，ｙ）に加算していく。ここで例えば拡散係数として図８に示したような係数を用いた場合、誤差拡散部１００８では下記のような処理を行う。
【００６５】
Ｅ（ｘ，ｙ＋１） ＝Ｅ（ｘ，ｙ＋１） ＋ｅ（ｘ，ｙ）×７／１６・・・（４）
Ｅ（ｘ＋１，ｙ−１）＝Ｅ（ｘ＋１，ｙ−１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×３／１６・・・（５）
Ｅ（ｘ＋１，ｙ） ＝Ｅ（ｘ＋１，ｙ） ＋ｅ（ｘ，ｙ）×５／１６・・・（６）
Ｅ（ｘ＋１，ｙ＋１）＝Ｅ（ｘ＋１，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×１／１６・・・（７）
【００６６】
この誤差拡散処理で発生した誤差データＥは誤差メモリ１００４に格納される。
【００６７】
以上のように図１の構成によって、画像処理部における３値誤差拡散処理が行われる。
【００６８】
また、出力装置４０３の出力可能な階調数が図２に示すような４値の場合で説明する。ドットｏｆｆ・小ドット・中ドット・大ドットの階調値は０・８５・１７０・２５５として説明する（もちろんこの階調数以外にも同様に適用することが可能である）。
【００６９】
ドットｏｆｆと小ドットの出力判定をする第１閾値Ｔｈｒ１は、ドットｏｆｆと小ドットの中間値≒４３とし、小ドットと中ドットの出力判定をする第２閾値Ｔｈｒ２は、小ドットと中ドットの中間値≒１２８、中ドットと大ドットの出力判定をする閾値Ｔｈｒ３は、中ドットと大ドットの中間値≒２１３とする。
【００７０】
図１の比較判定部１００２において、以下のように比較処理を行い濃度値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を決定する。
【００７１】

【００７２】
式（８）〜（１１）の比較判定を比較判定部１００２で行う図１の構成によって、画像処理部における多値誤差拡散処理が行われる。
【００７３】
次に、このような処理によりなぜ小ドットの主走査方向の前後にドットｏｆｆを隣接させることができるかを説明する。式（２）（１０）では注目画素に隣接する量子化済みの画素の出力値Ｏｕｔ（ｘ−１，ｙ）がドットｏｆｆであり、補正値Ｃ（ｘ，ｙ）が第１閾値Ｔｈｒ１より大きい場合にのみ小ドットは出力されるので、小ドットはドットｏｆｆの主走査方向後ろに隣接することになる。式（１）（８）（９）では主走査方向前の画素の出力値Ｏｕｔ（ｘ−１，ｙ）が小ドットであった場合には補正値Ｃ（ｘ，ｙ）がどれだけ大きくてもドットは出力できないので、小ドットはドットｏｆｆの主走査方向前に隣接されることになる。式（１）（２）（８）（９）（１０）により補正値Ｃ（ｘ，ｙ）が閾値Ｔｈｒより大きくてもドットを出力できない場合があるが、誤差値として周辺画素へ拡散されるので画像としては濃度を保存することができるので問題は生じない。
【００７４】
出力値を保持するラインメモリを１行確保し、注目画素に隣接する量子化済みの画素の出力値Ｏｕｔ（ｘ−１，ｙ）をＯｕｔ（ｘ，ｙ−１）とすれば小ドットはドットｏｆｆの副走査方向前後に隣接することが可能となる。
【００７５】
最も駆動波形の設計が難しい小ドットに対して、小ドットは主走査方向の前後にドットｏｆｆが挟まれて出力されるので、小ドットの駆動波形が駆動波形周期Ｔに収まりきらない場合であっても小ドットを出力させることが可能となる。
【００７６】
図９は、図１の構成を用いて淡インクの濃度を通常インクの１／４に希釈した濃淡インクを用いたインクジェットプリンタにおける入力値とドット出現率を表すグラフである。淡インクドットはドットｏｆｆに隣接しなければならないので淡インクドットの半分の階調値３２において出現率５０％でピークとなる。階調値３３以上では通常インクドットが出力され、淡インクドットは減少するので、通常インクドットが出現する箇所において急に粒状性が劣化することはない。
【００７７】
また、以上は多値誤差拡散処理に対するものであったが、同様に多値平均誤差最小法にも適用できる。
【００７８】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００７９】
また、本発明の目的は、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コードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納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ことは言うまでもない。
【００８０】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００８１】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８２】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、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込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、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い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８３】
以上により本発明の実施の形態について説明した。なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【００８４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、多値誤差拡散において小ドットにドットｏｆｆを主走査方向の前後に隣接させることにより、駆動波形が駆動波形周期に収まりきらないドットを出力させることができる。さらに、濃淡インクを用いたインクジェットプリンタにおいて通常インクが使用され始める階調値（あるいは大小ドットを打ち分けるプリンタにおいて大ドットが使用され始める階調値）で生じる画質劣化を解消することができる。
【００８５】
また、多値誤差拡散処理または多値平均誤差最小法において、注目画素に隣接する量子化済みの画素の量子化状態を参照し、Ｎ値画像データを出力することで特定の量子化値の出現状態を変えることができ、画質への悪影響を解消する。
【００８６】
また、多値誤差拡散処理または多値平均誤差最小法において、量子化値“２”主走査方向の前後に量子化値“１”に挟まれて出力させることができ、画質への悪影響を解消する。
【００８７】
また、同系色で濃度の異なるインクを用いることで３値以上の階調表現を可能とする装置において、３値出力の切り替り部で生じる粒状性劣化を解消し、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響を解消する。
【００８８】
また、濃度の異なるインクにおいて濃度の薄いインクは濃度の濃いインクを１／３以下に希釈したインクを用いることで３値以上の階調表現を可能とする装置において、インクの切り替り部で生じる粒状性劣化を解消し、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響を解消する。
【００８９】
また、吐出するインク量を制御することで３値以上の階調表現を可能とする装置において、安定して多値出力が難しい画像出力装置であっても安定して画像を形成し、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響を解消する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における画像処理装置のブロック構成を示す図である。
【図２】画像記録装置における、大中小ドットのドット径変調による４階調表現の出力ドットについて示す図である。
【図３】画像記録装置における、ドットｏｆｆ・淡インク・通常濃度ドットの濃度変調による３階調表現の出力ドットについて示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における画像処理装置及び画像記録装置を用いて構成される画像入出力システムの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における画像記録装置の構成を示す図である。
【図６】インクジェットヘッドの構成（４色）を示す図である。
【図７】インクジェットヘッドの構成（７色）を示す図である。
【図８】拡散係数の例を示す図である。
【図９】図１の構成を用いて淡インクの濃度を通常インクの１／４に希釈した濃淡インクを用いたインクジェットプリンタにおける入力値とドット出現率を表すグラフである。
【図１０】ピエゾ素子ＰＥとノズルＮｚの構造を示した図である。
【図１１】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１２】淡インクの濃度を通常インクの１／４に希釈した濃淡インクを用いたインクジェットプリンタにおける入力値とドット出現率の関係を表すグラフである。
【符号の説明】
４０１ 画像入力装置
４０２ 画像処理装置
４０３ 画像記録装置（画像出力装置）
１ フレーム
２、３ ガイドレール
５ 記録ヘッド
６ ガイド板
７ 用紙
８ ドライブギヤ
９ スプロケットギヤ
１０ プラテン
１０ａ 送りノブ
１１ プレッシャローラ
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、５ＬＹ、５ＬＭ、５ＬＣ インクジェットヘッド
１００１ 量子メモリ
１００２ 比較判定部
１００３ 加算器
１００４ 誤差メモリ
１００５ 減算器
１００６ 入力端子
１００７ 出力端子
１００８ 誤差拡散部
Ｉｎ（ｘ，ｙ） 入力データ
Ｏｕｔ（ｘ，ｙ） 出力データ
Ｃ（ｘ，ｙ） 補正データ
ｅ（ｘ，ｙ） 誤差
Ｅ（ｘ，ｙ） 誤差成分データ
１０１ インク通路
ＰＥ ピエゾ素子
Ｎｚ ノズル
Ｉｐ インク粒子
Ｔ 駆動波形周期
Ｍｅ メニスカス

Claims (10)

1. 吐出するインク量を制御することで３値以上の階調表現を行う画像記録装置において、
   最小ドットの駆動波形が駆動波形周期に収まらない画像記録装置に対し、
   多値画像データを、多値誤差拡散処理または多値平均誤差最小法を用いて３値（大小ドット・ドットｏｆｆ）または４値（大中小ドット・ドットｏｆｆ）に量子化し、該３値または４値の夫々に対応したドットを用いて記録を行う画像処理装置であって、
   注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素の誤差を加えた補正データを出力する手段と、
   前記注目画素に隣接する量子化済みの画素の量子化状態を参照する手段と、
   Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、
   前記補正データと、前記注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態と、量子化閾値と、を所定の条件にて比較し、小ドットはドットｏｆｆに主走査方向で挟まれて出現するＮ値画像データを出力する手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記条件は、
   量子化値をドットｏｆｆ・小ドット・大ドット、またはドットｏｆｆ・小ドット・中ドット・大ドットとし、
   量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２、またはＴｈｒ１・Ｔｈｒ２・Ｔｈｒ３としたとき、
   前記注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が小ドットではなく、かつ前記補正データが前記閾値Ｔｈｒ２以上の場合のとき、多値誤差拡散を用いて中ドットから大ドットまでのいずれかの量子化値を出力することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記条件は、
   量子化値をドットｏｆｆ・小ドット・大ドット、またはドットｏｆｆ・小ドット・中ドット・大ドットとし、
   量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２、またはＴｈｒ１・Ｔｈｒ２・Ｔｈｒ３としたとき、
   前記注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が小ドットであり、かつ前記補正データが前記閾値Ｔｈｒ１以上であり、かつ前記補正データが前記閾値Ｔｈｒ２未満の場合のとき、
   小ドットを出力することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記条件は、
   量子化値をドットｏｆｆ・小ドット・大ドット、またはドットｏｆｆ・小ドット・中ドット・大ドットとし、
   量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２、またはＴｈｒ１・Ｔｈｒ２・Ｔｈｒ３としたとき、
   前記注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が小ドットである場合、
   または前記補正データが前記閾値Ｔｈｒ１未満の場合、
   または前記注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が小ドットではなくかつ前記補正データが前記閾値Ｔｈｒ２未満の場合のとき、
   ドットｏｆｆを出力することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. 淡インクの濃度を通常インクの１／３以下に希釈した濃淡インクを使用した画像記録装置に対し、
   多値画像データを、多値誤差拡散処理または多値平均誤差最小法を用いて３値（濃淡ドット・ドットｏｆｆ）に量子化し、該３値の夫々に対応したドットを用いて記録を行う画像処理装置であって、
   注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素の誤差を加えた補正データを出力する手段と、
   前記注目画素に隣接する量子化済みの画素の量子化状態を参照する手段と、
   Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、
   前記補正データと、前記注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態と、量子化閾値と、を所定の条件にて比較し、淡ドットはドットｏｆｆに主走査方向で挟まれて出現するＮ値画像データを出力する手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
6. 前記条件は、
   量子化値をドットｏｆｆ・淡ドット・濃ドットとし、
   量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２としたとき、
   前記注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が淡ドットではなく、かつ前記補正データが前記閾値Ｔｈｒ２以上の場合のとき、多値誤差拡散を用いて濃ドットを出力すること特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
7. 前記条件は、
   量子化値をドットｏｆｆ・淡ドット・濃ドットとし、
   量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２としたとき、
   前記注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が淡ドットであり、かつ前記補正データが前記閾値Ｔｈｒ１以上であり、かつ前記補正データが前記閾値Ｔｈｒ２未満の場合のとき、
   淡ドットを出力することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
8. 前記条件は、
   量子化値をドットｏｆｆ・淡ドット・濃ドットとし、
   量子化閾値をＴｈｒ１・Ｔｈｒ２としたとき、
   前記注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が淡ドットである場合、
   または前記補正データが前記閾値Ｔｈｒ１未満の場合、
   または前記注目画素の主走査方向に隣接する量子化済みの画素の量子化状態が淡ドットではなくかつ前記補正データが前記閾値Ｔｈｒ２未満の場合のとき、
   ドットｏｆｆを出力することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像処理装置の各手段の機能を有する画像記録装置。
10. 請求項１乃至８のいずれか１項記載の画像処理装置の各手段の機能をコンピュータに実現させるためのプログラム。

Images