JP4645106B2 - 画像処理装置、画像出力装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像出力装置、及びプログラムに関し、特に、多階調画像データを低階調画像データに変換する画像処理装置、画像出力装置、及びプログラムに関するものである。

現在、複数のノズルが配列された記録ヘッドを備え、ノズルから液体のインク滴を吐出して画像の記録を行うインクジェット方式のプリンタが広く普及している。インクジェット方式のプリンタは、構造が簡単で印字の音が小さく、写真画像など多階調画像を高画質に記録することができる。

最近では、比較的長尺の記録ヘッドを有し、高速印字を可能にしたプリンタが開発されている。このようなプリンタにおいては、高速印字ができるという利点がある一方で、長尺化により各ノズルの吐出特性（インク吐出量や吐出方向）の均一性を保つことが難しく、画質が低下する、という問題がある。具体的には、ドットが大きい部分や隣接ドットが近くなってしまっている箇所では他の部分に比べて濃度が高く、黒スジが発生し、またドットが小さい部分や隣接ドットとの距離が離れてしまっている箇所では他の部分に比べて濃度が低下して白スジが発生してしまう。また、ノズルの吐出特性のばらつきにより、黒スジや白スジだけでなく濃度の偏り（濃度勾配）も発生する。

記録ヘッドを主走査方向に走査させつつ、記録用紙を副走査方向に移動させて印字するＰＷＡ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ）方式のインクジェットプリンタでは、マルチパス記録方式が広く採用されている。マルチパス記録方式では、記録ヘッドのノズルの配列方向に記録媒体を微小移動させ該ノズルの配列方向と交差する方向に該記録ヘッドを複数回走査（マルチパス）することにより、異なるノズル群で記録媒体の同一領域に間引かれた画像を補完的に記録して画像を完成させる。これにより、記録ヘッドのノズル毎の吐出特性のばらつきが分散され、画質の低下が防止される。しかしながら、記録用紙の幅にほぼ等しい幅を有する長尺状の記録ヘッドを持ち、記録ヘッドは固定して記録媒体のみを搬送しながら記録を行う、いわゆるＦＷＡ（Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ）方式のインクジェットプリンタでは、マルチパス印字を行うことができないため、ノズル吐出特性のばらつきは特に大きな問題となる。

このような問題を解決するため、主走査方向と副走査方向とで異なる出力精度をもつプリンタを使用する場合に濃度ムラやスジを目立たなくする装置として、規定の閾値範囲内で相対的に中間階調から高階調となる領域において局所的に非周期的な閾値配列特性を持ち、かつプリンタの出力精度が相対的に低い走査方向にドットが優先的に連なって順次成長するような非等方的な閾値配列特性を持つようにディザ処理の基準閾値配列を設定する画像処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１６８０３号公報

しかしながら、上記従来の画像処理装置の技術を用いて処理した画像データに基づいて印字すると、色の微妙な変化に乏しい画像では、中間階調部分において原画像に存在しない線状の模様、いわゆるワーム・テクスチャが現れやすい、という問題がある。これは、ドットが連なって順次成長するような非等方的な閾値配列特性を持つようにディザ処理の基準閾値配列が設定されているためである。また、上述の画像処理装置では、インク吐出特性むらに起因する濃度勾配の問題については何ら考慮されていない。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、画像出力装置の出力特性のばらつきに起因するスジの発生を抑制する、あるいはスジを目立たなくさせることができ、画質を向上させることができる画像処理装置、画像出力装置、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、多階調画像データを、ドットが所定方向に連なって帯状に形成され、官能評価においてスジが発生してもあまり気にならない許容限界以下のレベルとなる程度に高密度な第１部分及びドットがランダムに配置されて形成され、官能評価において前記許容限界以下のレベルとなる程度に低密度な第２部分のみにより構成されるドット画像を出力するための低階調画像データに変換するものである。

すなわち、この画像処理装置は、多階調画像データを、ドット密度の異なる第１部分と第２部分とにより構成されるドット画像を出力するための低階調画像データに変換する。第１部分は、ドットが所定方向に連なって帯状に形成され、官能評価においてスジが発生してもあまり気にならない許容限界以下のレベルとなる程度に高密度な部分であって、第２部分は、ドットがランダムに配置されて形成され、官能評価において前記許容限界以下のレベルとなる程度に低密度な部分である。

図１５は、一般的な誤差拡散処理により多階調画像データを二値画像データに変換して該二値画像データに基づいて画像を出力するインクジェット方式の画像出力装置において、面積率（単位面積あたりのドット密度）を、５％から１００％まで５％ずつ順に変化させて画像を出力したときの、各面積率に対するスジ発生レベルの一例をグラフ化したものである。スジは、インク滴を吐出するノズルの吐出特性（インク吐出量や吐出方向）のばらつきにより発生するものであり、スジ発生レベルは０から４までの官能評価値で表されている。レベル０は「スジがあることがわからない」レベルであり、レベル１は「スジはわかるが気にならない」レベルであり、レベル２は「少し気になる」レベルであり、レベル３は「気になる」レベルであり、レベル４は「ひどく気になる」レベルである。

図１５に示される例では、面積率が３０〜９０％程度の中濃度（中密度）の場合には、比較的スジが気になるレベルとなっており、面積率が３０％以下の低濃度（低密度）、あるいは面積率が９０％以上の高濃度（高密度）の場合には、スジが発生してもあまり気にならない許容限界以下のレベルに収まっている。

これは、高濃度部においては、ドットの間隔が密なため、スジが発生しやすい部分がドットで埋まってしまいスジの発生が抑えられるためであり、低濃度部においては、ドット密度が低く各ドットが分散して配置されるため、多少スジが発生したとしても、もともとドット密度が低く間隔が開いているので、スジが見えづらいためである。

従って、本発明のように、多階調画像データを、ドットが所定方向に連なって帯状に形成される高密度な第１部分とドットがランダムに配置されて形成される低密度な第２部分とにより構成されるドットパターンの画像を出力するための低階調画像データに変換することによって、該低階調画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置の出力特性のばらつきに起因するスジの発生を抑制する、あるいはスジを目立たなくさせることができ、画質を向上させることができる。

また、上記２つの部分により構成されるドットパターンでは、ワームテクスチャのような模様は出現しにくい。

なお、上記低階調画像データは多階調画像データより低階調であればよく、二値画像データに限定されない。

また、ドットが主走査方向に連なって線状となり、その線の太さが徐々に太くなるように、ディザ閾値が、主走査方向の値の変動量が副走査方向の値の変動量に比べて小さく、かつ副走査方向の一方の側に向かって次第に値が小さくなるように配列された閾値テーブルを用いて、最高濃度を示す階調値から所定階調値までの多階調画像データを最高濃度を示す階調値または該所定階調値に変換するディザ処理を行い、さらに、前記所定階調値が示す濃度より低濃度の多階調画像データ及び前記ディザ処理後のデータを対象として誤差拡散処理を行うことにより、多階調画像データを前記第１部分と前記第２部分とにより構成されるドットパターンの画像を出力するための低階調画像データに変換するようにしてもよい。

すなわち、ディザ処理と誤差拡散処理とを組み合わせて多階調画像データを変換する。ドットが所定方向に連なって線状となり、その線の太さが徐々に太くなるようにディザ閾値が、主走査方向の値の変動量が副走査方向の値の変動量に比べて小さく、かつ副走査方向の一方の側に向かって次第に値が小さくなるように配列された閾値テーブルを用いて最高濃度の階調値から所定階調値までの多階調画像データを最高濃度の階調値または該所定階調値に変換するディザ処理を行うことにより、上記第１部分を出力するための画像データを得ることができる。また、該所定階調値が示す濃度より低濃度の多階調画像データ及び前記ディザ処理後のデータを対象として誤差拡散処理を行うことにより、上記第２部分を出力するための画像データを得ることができる。

また、前記第１部分及び前記第２部分が形成されるようにディザ閾値を配列した閾値テーブルを用いてディザ処理を行うことにより、多階調画像データを前記第１部分と前記第２部分とにより構成されるドットパターンの画像を出力するための低階調画像データに変換するようにしてもよい。

これにより、多階調画像データを高速に変換できる。

なお、前記ドットパターンにおける前記第１部分及び前記第２部分の比率を、前記低階調画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置の出力特性のばらつきにより発生する濃度勾配が無くなるように設定してもよい。

このように、上記ドットパターンにおける第１部分及び第２部分の比率を設定すれば、画像を出力する画像出力装置の出力特性のばらつきにより発生する濃度勾配を無くすことができる。

なお、上記画像出力装置は、インクジェット方式の画像出力装置であってもよいし、静電プロセスを用いる電子写真方式の画像出力装置であってもよく、特に限定されない。

本発明の画像出力装置は、多階調画像データを、ドットが複数の記録素子の配列方向に連なって帯状に形成され、官能評価においてスジが発生してもあまり気にならない許容限界以下のレベルとなる程度に高密度な第１部分及びドットがランダムに配置されて形成され、官能評価において前記許容限界以下のレベルとなる程度に低密度な第２部分のみにより構成されるドット画像を出力するための低階調画像データに変換する画像処理手段と、前記画像処理手段により変換された低階調画像データに基づいて画像を出力する前記複数の記録素子を備えた画像出力手段と、を含んで構成されている。

本発明の画像出力装置は、画像処理手段と画像出力手段とにより構成されている。画像処理手段は、上記本発明の画像処理装置と同様に作用する。画像出力手段は、画像処理手段で変換された低階調画像データに基づいて画像を出力する。

本発明の画像出力装置も、本発明の画像処理装置と同様に作用して多階調画像データを低階調画像データに変換し、該低階調画像データに基づいて画像を出力することができるため、画像出力手段の出力特性のばらつきに起因するスジの発生を抑制する、あるいはスジを目立たなくさせることができ、画質を向上させることができる。

前記画像出力手段は、インク滴を吐出するノズルが複数配列された記録ヘッドにより構成され、前記画像処理手段により変換された低階調画像データに基づいて該ノズルからインク滴を吐出させて画像を出力するものであってもよい。

すなわち、本発明の画像出力装置は、インクジェット方式の画像出力装置とすることができる。なお、この画像出力装置は、記録ヘッドを主走査方向に走査させつつ、記録用紙を副走査方向に移動させて印字するＰＷＡ方式の画像出力装置であってもよいし、記録用紙の幅にほぼ等しい幅を有する長尺状の記録ヘッドを持ち、記録ヘッドは固定して記録媒体のみを搬送しながら記録を行う、いわゆるＦＷＡ方式の画像出力装置であってもよい。

このように、本発明の画像出力装置が、インクジェット方式の画像出力装置である場合には、前記所定方向は、前記ノズルの配列方向とすることができる。また、前記ドットパターンにおける前記第１部分及び前記第２部分の比率を、前記ノズルの吐出特性のばらつきにより発生する濃度勾配が無くなるように設定することができる。

これにより、ノズルの吐出特性のばらつきに起因する濃度勾配を無くすことができる。なお、ここで、ノズルの吐出特性とは、例えばノズルのインク吐出量や吐出方向をいう。

なお、本発明の画像出力装置は、上記インクジェット方式の画像出力装置に限定されず、静電プロセスを用いる電子写真方式の画像出力装置とすることも可能である。

本発明のプログラムは、コンピュータに、多階調画像データを、ドットが所定方向に連なって帯状に形成され、官能評価においてスジが発生してもあまり気にならない許容限界以下のレベルとなる程度に高密度な第１部分及びドットがランダムに配置されて形成され、官能評価において前記許容限界以下のレベルとなる程度に低密度な第２部分のみにより構成されるドット画像を出力するための低階調画像データに変換する処理を実行させるためのものである。

本発明のプログラムも、本発明の画像処理装置と同様に作用するため、画像出力装置の出力特性のばらつきに起因するスジの発生を抑制する、あるいはスジを目立たなくさせることができ、画質を向上させることができる。

なお、本発明のプログラムにおいて、前記ドットパターンにおける前記第１部分及び前記第２部分の比率を、前記低階調画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置の出力特性のばらつきにより発生する濃度勾配が無くなるように設定することができる。

このように、第１部分及び第２部分の比率を設定すれば、画像を出力する画像出力装置の出力特性のばらつきにより発生する濃度勾配を無くすことができる。

以上説明した如く本発明の画像処理装置、画像出力装置、及びプログラムによれば、画像出力装置の出力特性のばらつきに起因するスジの発生を抑制する、あるいはスジを目立たなくさせることができ、画質を向上させることができる、という優れた効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るインクジェット方式の画像出力装置１０の主要構成を示したブロック図である。画像出力装置１０は、制御装置１２、画像処理装置１４、入力インタフェース１６、ヘッドドライバ１８、記録ヘッドアレイ２０、モータドライバ２２、用紙搬送装置２４、及びメンテナンス装置２６により構成されている。

制御装置１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭにより構成され、ＣＰＵがＲＯＭに格納されているプログラムコードを実行することにより、画像出力装置１０の画像出力動作全般を制御する。

入力インタフェース１６は、外部の端末装置３０と接続され、端末装置３０から複数の画素データからなる多階調画像データを入力する。入力された多階調画像データは制御装置１２に出力され、制御装置１２のＲＡＭに記憶される。

画像処理装置１４は、端末装置３０から入力した多階調画像データを低階調画像データ（ここでは二値画像データ）に変換する。変換して得られた二値画像データは、制御装置１２に出力され、制御装置１２は該二値画像データに基づいてヘッドドライバ１８及びモータドライバ２２に制御信号を出力する。これにより画像が出力される。

なお、本実施の形態で扱う多階調画像データは、原画像（濃淡画像）を構成する多数の画素の各々の階調を表す８ビットから成るデジタルのデータとし、０〜２５５の範囲内の値を表す。また、ここでは、多階調画像データにおいて、黒データ（最高濃度データ）は「０」で表され、白データ（最低濃度データ）は「２５５」で表されるため、多階調画像データの値が０に近いほどその画素は高濃度となり、２５５に近いほど低濃度となる。画像処理装置１４では、この８ビットの多階調画像データが、画像形成処理においてドットを形成する黒データ「０」、または画像形成処理においてドットを形成しない白データ「１」の二値画像データに変換される。

記録ヘッドアレイ２０には、記録用紙の幅に等しい幅を有し、インク滴を吐出する複数のノズルが配列されている。記録ヘッドアレイ２０にはヘッドドライバ１８が接続され、該ヘッドドライバ１８により駆動される。ヘッドドライバ１８には、記録ヘッドアレイ２０を駆動するための電力が不図示の電源からから供給される。ヘッドドライバ１８は、記録ヘッドアレイ２０の各ノズルに対応して設けられた素子を制御装置１２からの制御信号により通電し、各ノズルからインク滴を吐出させる。

モータドライバ２２は、用紙搬送装置２４及びメンテナンス装置２６に接続され、制御装置１２からの制御信号に基づいて用紙搬送装置２４及びメンテナンス装置２６を駆動する。

用紙搬送装置２４は、モータドライバ２２により駆動され、記録媒体としての用紙を搬送する。本実施の形態の画像出力装置１０は、記録ヘッドアレイ２０は固定したままインク滴を吐出させ、記録媒体のみを搬送して画像を形成する。

メンテナンス装置２６は、モータドライバ２２により駆動され、記録ヘッドアレイ２０等をクリーニングする。

図２は、画像処理装置１４の機能的な構成を示したブロック図である。画像処理装置１４は、ディザ処理部４０、誤差拡散処理部４２、及びディザテーブルメモリ４４を含んで構成されている。

ディザ処理部４０は、ディザテーブルメモリ４４に格納されている、ディザ処理に用いられる閾値テーブル（以下、ディザテーブルと呼称する）を用いて入力インタフェース１６を介して入力された多値画像データにディザ処理を施す。ディザ処理部４０は、多階調画像データのうち、０（黒）から予め画像処理装置１４に設定された階調値（この階調値は０〜２５５の範囲内の値であり、以下、この階調値を中間閾値Ｘと呼称する。）までの多階調画像データを対象として、ディザ処理を施す。このディザ処理により、０から中間閾値Ｘまでの多階調画像データが０またはＸに二値化される。従って、ここでは、中間閾値Ｘを越える階調値の多階調画像データには何の処理も施されない。

ディザテーブルメモリ４４には、上述したようにディザ処理部４０でのディザ処理に用いられるディザテーブルが格納されている。このディザテーブルは、１から中間閾値Ｘまでの数値がディザ閾値としてマトリクス状に配列されたマトリクステーブルである。ここでは、中間閾値Ｘがディザテーブルの最大値となる。

図３は、ディザテーブルメモリ４４に格納されているディザテーブルの一例を示した図である。このディザテーブルは６行６列のディザテーブルであって、横方向（行方向）は記録ヘッドアレイ２０のノズル配列方向（主走査方向）に対応し、縦方向（列方向）は用紙搬送方向（副走査方向）に対応している。各ディザ閾値は、左上端部からノズル配列方向にドットが連なって線状となり、さらにその線の太さが徐々に太くなるように配置されている。なお、このディザテーブルでは、２行目以降の行については、ディザ閾値の配列に起因する周期性が生じないように、ディザ閾値が各々の行の中で若干ランダムに配置されている。

誤差拡散処理部４２は、ディザ処理部４０から受け取った、０及びＸ〜２５５までの階調値の多階調画像データに誤差拡散処理を施し、０（黒データ）または１（白データ）の二値画像データに変換する。

なお、上記ディザ処理部４０及び誤差拡散処理部４２は、上記機能をプログラムにより実行するマイクロコンピュータで構成してもよいし、それぞれの機能を有するハードウェアで構成してもよい。以下では、ディザ処理部４０及び誤差拡散処理部４２をマイクロコンピュータで構成した場合を例に挙げて説明する。

図４は、画像処理装置１４で実行される二値化処理の流れを示したフローチャートである。このフローチャートの処理は、１ラスタ分（１主走査ライン分）の多階調画像データ毎に実行される。

ステップ１００では、制御装置１２のＲＡＭから、処理対象の多階調画像データ（画素データ）を注目画素データｐとして読み込む。

ステップ１０２では、ディザテーブルメモリ４４に格納されているディザテーブルから注目画素データｐに対応するディザ閾値ＴＨｎを読み込む。なお、ｎは、ディザテーブルに配列されたディザ閾値の各々を示す添え字である。ここでは、ディザテーブルが６行６列のマトリクステーブルであるため、ｎは、０から３５までの値をとる。

ステップ１０４では、注目画素データｐの値が中間閾値Ｘを越えているか否かを判断する。ここで、注目画素データｐが中間閾値Ｘ以下であると判断した場合には、ステップ１０６で、注目画素データｐがディザ閾値ＴＨｎを越えているか否かを判断する。

ステップ１０６で、注目画素データｐがディザ閾値ＴＨｎ以下であると判断した場合には、ステップ１０８で、注目画素データｐに０を代入する。

また、ステップ１０６で、注目画素データｐがディザ閾値ＴＨｎを越えていると判断した場合には、ステップ１１０で、注目画素データｐに中間閾値Ｘの値を代入する。

上記ステップ１０２からステップ１１０までの処理がディザ処理である。このディザ処理により、多階調画像データのうち、０から中間閾値Ｘまでの階調値の多階調画像データを対象として、ディザ処理が施され、０またはＸに二値化される。これにより、ドットがノズル配列方向に連なって帯状に形成される高密度な部分（第１部分）の画像データが形成される。

ディザ処理後、あるいはステップ１０４で、注目画素データｐの値が中間閾値Ｘを越えていると判断した場合には、ステップ１１２に移行する。すなわち、もとの多階調画像データのうち、０からＸまでの階調値の多階調画像データの各々が０またはＸのいずれかに変換され、Ｘから２５５までの階調値の多階調画像データは、元の階調値が維持された状態で、ステップ１１２の処理が開始される。

ステップ１１２では誤差拡散処理を行う。具体的には、多階調画像データを注目画素毎に低階調画像データに変換する際に、変換の際に生じた誤差を周辺画素の各々に拡散し、注目画素に対して以前の変換の際に拡散された誤差の累積値を用いて該注目画素の多階調画像データを補正し、補正された多階調画像データと閾値（この閾値は誤差拡散処理に用いられる所定の閾値）とを比較して二値画像データ（０または１）に変換する。この処理により、ドットがランダムに配置されて形成される低密度な部分（第２部分）の画像データが形成される。誤差拡散処理により得られた二値画像データは、制御装置１２に出力される。

ステップ１１４では、１ラスタ分の画素データについて処理が終了したか否かを判断する。ここで、１ラスタ分の画素データについて処理が終了していないと判断した場合には、ステップ１００に戻って、次の画素データを注目画素データｐとして読み込み上記処理を繰り返す。１ラスタ分の画素データについて処理が終了したと判断した場合には、次ラスタの二値化処理を開始する。

図５は、図３のディザテーブルを用いてディザ処理し、誤差拡散処理して得られた二値画像データに基づいて形成された画像の一例を示した図である。図示される４つの６行６列の領域の各々がディザテーブルのマトリクスに対応している。各領域は、ドットがノズル配列方向に連なって帯状に形成される高密度な第１部分と、ドットがランダムに配置されて形成される低密度な第２部分とにより構成されるドットパターンとなっている。

第１部分は、図３のディザテーブルを用いてディザ処理することにより形成される部分であり、第２部分は、ディザ処理後に誤差拡散処理を施すことにより形成される部分である。なお、ディザ処理後に誤差拡散処理を施すため、誤差の拡散状態によってはディザ処理で形成された第１部分に多少の白抜け部分が発生することもあるが、発生しても極わずかであり、全体からみて比較的高密度であることに変わりない。

なお、上記二値化処理におけるディザ処理では、上記ディザテーブルをノズル配列方向に順次用いてディザ処理するため、第１部分は、ディザテーブルのマトリクスに対応する各々の領域内でだけでなく、ノズル配列方向に連続する複数の領域で連なって帯状に形成されている。

図６は、図５の左上の６行６列の領域のドット配置を拡大して表した図であり、図６（Ａ）は、ノズルの吐出方向にばらつきが無い理想的なドット配置を示した図、図６（Ｂ）は、ノズルの吐出方向にばらつきがあり、３列目のドットが右にずれて破線で示す位置に配置された場合の図である。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を比較すると、上半分の横方向に密度が高い部分（すなわち、第１部分）では、インク吐出方向のばらつきがあっても画質は影響を受けないことがわかる。第１部分ではドットが横方向に完全に埋まっているので白スジや黒スジは発生していない。このように、第１部分は、ドット密度が高くドットの間隔が狭まい領域であるため、インク吐出方向にばらつきがあっても、スジは発生しにくい。

また、下半分の横方向に密度が粗い部分（すなわち、第２部分）においても、ノズルのインク吐出方向のばらつきがあっても画質は影響を受けないことがわかる。図６（Ｂ）では、図６（Ａ）に比べて３列目のドットが右にずれており、破線の右側の白地部分が減少しているが、もともとドット密度が低く間隔があいているので、スジが見えづらい。このように、第２部分は、ドット密度が低く各ドットが分散して配置される領域であるため、インク吐出方向のばらつきによるスジが発生しても目立ちにくい。

また、上記２つの部分により構成されるドットパターンでは、ワームテクスチャのような模様は出現しにくい。ワームテクスチャは連なったドットが少しづつずれて連続していく形状のものであるが、本発明では第１部分の横線構造により分断されるためワームテクスチャのような模様は出現しにくい。

図６では、インク吐出方向のばらつきのみに着目して説明したが、インク吐出量にばらつきがある場合も、上記と同様の理由からスジは発生しにくくなるか、あるいは目立ちにくくなる。

なお、このように第１部分及び第２部分から構成されるドットパターンでは、原理的には周期的な万線スクリーン状の模様が現れることになるが、解像度が高く該スクリーン状の模様が細かな周期で発生する場合にはほとんど視認されることはない。解像度があまり高くない場合には、該万線スクリーン状の模様が視認されることもあるが、ワーム・テクスチャのように気になるものではない。

以上説明したように、多階調画像データをドットが所定方向に連なって帯状に形成される高密度な第１部分とドットがランダムに配置されて形成される低密度な第２部分とにより構成されたドットパターンの二値画像データに変換することにより、ノズルの吐出特性のバラツキによるスジの発生が抑えられる。

なお、上述した第１の実施の形態では、図３に示したようなディザテーブルを繰り返し用いてディザ処理する例について説明したが、このとき、例えば図７に示されるように、ディザテーブルの行に対応する６ラスタ分の画素データに対するディザ処理が終了する毎に、ディザテーブルをノズル配列方向にｋ列（ここで、ｋは１以上６未満）シフトさせて用いて次の６ラスタ分の画素データをディザ処理するようにしてもよい。これにより、ノズル配列方向で、ディザテーブルのディザ閾値の配列に起因する周期性が生じないように、すなわち６×６の各領域のつなぎ目が視認されないようにすることができる。なお、このようにディザテーブルを用いても、第１部分は、ノズル配列方向に連続する複数の領域で連なって帯状に形成される。

また、上述した第１の実施の形態では、６行６列のディザテーブルを用いてディザ処理する例について説明したが、これに限定されず、他の行数及び列数のディザテーブルを用いてもかまわない。

また、図３に示したディザテーブルに配列されたディザ閾値は、一例であって、上記数値及び配置に限定されない。また、ディザ処理を行う際に、ディザテーブルに配置されたディザ閾値に所定係数を乗算した値を用いてディザ処理を行うようにしてもよい。

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、予め定められたディザテーブル及び中間閾値Ｘを用いて処理する例について説明したが、本実施の形態では、ディザテーブル及び中間閾値Ｘを可変にして、上記ドットパターンにおける第１部分及び第２部分の比率を変更しながら処理する例について説明する。

本実施の形態に係る画像出力装置１０の構成は、第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。また、本実施の形態に係る画像処理装置の機能的な構成を図８に示す。図示されるように、本実施の形態に係る画像処理装置１４ａには、第１の実施の形態の画像処理装置１４の構成に加えて、Ｘ値メモリ４６が設けられている。

Ｘ値メモリ４６には、図９に示されるように、記録ヘッドアレイ２０に配列されたノズル２０ａをその配列順に複数の群に分割したときの各ノズル郡に対応して中間閾値Ｘｉが記憶されている。ｉは、ノズル群の各々を示す添え字である。各ノズル群の中間閾値Ｘｉは、予め実験等により好適な値を求め記憶しておく。

なお、本実施の形態のディザテーブルメモリ４４には、予め定められた基準となる中間閾値Ｘに対応する基準ディザテーブルが記憶されている。なお、第１の実施の形態と同様に、基準ディザテーブルのディザ閾値の最大値は中間閾値Ｘと同じ値をとる。

ここで、各ノズル群に対応した中間閾値Ｘｉの導出方法の一例を説明する。

まず、面積率（単位面積あたりのドット密度）を、例えば、５％から１００％まで５％ずつ順に変化させたときの、それぞれの面積率の画像（以下、階調ステップ画像と呼称する）を表す多階調画像データを作成する。この多階調画像データの各々を中間閾値を変化させながら上記第１の実施の形態と同様に二値化処理し、各中間閾値毎の二値画像データを生成する。生成した二値画像データの各々に基づいて実際に階調ステップ画像を形成し、形成した階調ステップ画像の各々の濃度（光学濃度）を測定する。

図１０は、上記各面積率の多階調画像データについて、中間閾値を１２４から２３４まで所定の割合で変化させたときの二値画像データを該中間閾値の各々に対応させて形成し、該形成した二値画像データに基づいて形成された階調ステップ画像の各々の測定濃度をプロットしたグラフの一例である。

このグラフから明らかなように、面積率６０％のときに、中間閾値の変化に対する測定濃度の変化量が大きくなる。変化量が大きいところで中間閾値を調整するほうが容易なため、ここでは、この変化量の大きい面積率６０％に着目して、以下のように中間閾値を導出する。

まず、面積率６０％の階調ステップ画像を中間閾値を変化させながら第１の実施の形態と同様の二値化処理により形成し、該形成した画像の、記録ヘッドアレイ２０に配列されたノズル２０ａを、図９に示すようにノズル配列順に複数個のノズル群に分割したときの各ノズル群に対応する領域の濃度（平均濃度）を測定する。

図１１は、中間閾値を１７０、１８０、１９０、及び２００として形成した階調ステップ画像のノズル配列方向の濃度プロファイルを示したグラフである。ここでは、ノズル配列順に７個のノズル群に分割したときの各ノズル群毎の測定濃度がプロットされている。

図１１から明らかなように、濃度がノズル群毎に異なっており、濃度勾配が発生している。この濃度勾配は、ノズル群毎にインクの吐出方向や吐出量が異なるために発生する。従って、この濃度プロファイルに基づいて、濃度勾配が無くなるように（すなわち、各ノズル群に対応する領域の濃度が一定となるように）、中間閾値を決定する。

例えば、全ノズル群に対応する領域の濃度を０．８にする場合、第４ノズル群では、図示されるように中間閾値を１８０と１９０の間の値の１８６程度にすればよい。他のノズル群も同様に、濃度が０．８になるように中間閾値を決定することができる。

このように、ノズル配列方向の濃度プロファイルに基づいて、各ノズル群の中間閾値Ｘｉを決定し、決定した中間閾値ＸｉをＸ値メモリ４６に記憶しておく。

なお、中間閾値Ｘｉに応じて上記ドットパターンにおける第１部分と第２部分の比率が変化する。例えば、中間閾値Ｘｉの値が大きいほど（すなわち、ディザ閾値の最大値が大きくなるほど）、相対的に各ディザ閾値の大きさが大きくなるため、ディザ処理においてより多くの画素データが０（黒データ）に変換され、第１部分の比率がより大きくなる。

図１２は、本実施の形態の画像処理装置１４ａで実行される二値化処理の流れを示したフローチャートである。

ステップ２００では、Ｘ値メモリ４６から中間閾値Ｘｉを読み込む。ここで読み込む中間閾値Ｘｉは、処理対象の画素データに基づいてインク滴を吐出するノズルを含むノズル群に対応した中間閾値である。

ステップ２０２では、制御装置１２のＲＡＭから、注目画素データｐを読み込む。

ステップ２０４では、ディザテーブルメモリ４４に格納されている基準ディザテーブルから注目画素データｐに対応するディザ閾値ＴＨｎを読み込む。

ステップ２０６では、注目画素データｐの値が中間閾値Ｘｉを越えているか否かを判断する。ここで、注目画素データｐが中間閾値Ｘｉ以下であると判断した場合には、ステップ２０８で、注目画素データｐをディザ処理するためのディザ閾値ｔｈを以下の数式により求める。

ｔｈ＝Ｘｉ×ＴＨｎ／Ｘ
ここで、Ｘは上述したように基準ディザテーブルを構成するディザ閾値の最大値であって、予め定められた基準となる中間閾値を示す。例えば、図３に示されるディザテーブルの場合には３２となる。ＴＨｎ／Ｘは、規格化されたディザ閾値であり、基準ディザテーブルに配列されている各ディザ閾値の最大値Ｘに対する比率を示す。従って、ＴＨｎ／Ｘは０から１までの値をとる。この規格化されたディザ閾値ＴＨｎ／Ｘに、各ノズル群毎に定められた中間閾値Ｘｉを乗算することにより、中間閾値Ｘｉに応じたディザ閾値ｔｈを求めることができる。

なお、上記数式によりディザ閾値ｔｈを求めずに、中間閾値Ｘｉに応じたディザテーブルの各々を所定のメモリに予め記憶しておき、該メモリから対応するディザ閾値ｔｈを読み出すようにしてもよい。

ステップ２１０では、注目画素データｐがディザ閾値ｔｈを越えているか否かを判断する。ここで、注目画素データｐがディザ閾値ｔｈ以下であると判断した場合には、ステップ２１２で、注目画素データｐに０を代入する。また、注目画素データｐがディザ閾値ｔｈを越えていると判断した場合には、ステップ２１４で、注目画素データｐに中間閾値Ｘｉの値を代入する。

ディザ処理後、あるいはステップ２１０で、注目画素データｐの値が中間閾値Ｘｉを越えていると判断した場合には、ステップ２１６で誤差拡散処理を行って、０または１に二値化する。この処理は第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

ステップ２１８では、１ラスタ分の画素データについて処理が終了したか否かを判断する。ここで、１ラスタ分の画素データについて処理が終了していないと判断した場合には、ステップ２２０で、１ノズル群に対応する全ての画素データに対する処理が終了したか否かを判断する。

ここで、１ノズル群に対応する全ての画素データに対する処理が終了したと判断した場合には、ステップ２００に戻って、次のノズル群に対応する中間閾値Ｘｉを読み込む。また、１ノズル群に対応する全ての画素データに対する処理が終了していないと判断した場合には、次の画素データに対しても、現在の中間閾値と同じ値の中間閾値を用いてディザ処理を行うことができるため、ステップ２０２に戻って、次の画素データを注目画素データｐとして読み込む。

またステップ２１８で、１ラスタ分の画素データについて処理が終了したと判断した場合には、次ラスタの二値化処理を開始する。

以上説明したように、ノズル配列方向の濃度勾配が無くなるように各ノズル群のインク吐出特性に応じて中間閾値Ｘｉを決定し、該決定した中間閾値Ｘｉを用いて二値化処理を行うようにしたため、上記ドットパターンにおける第１部分及び第２部分の比率をノズル配列方向の濃度勾配が無くなるように変更することができ、画質を向上させることができる。

なお、上述した第２の実施の形態では、記録ヘッドアレイ２０に配列されたノズル２０ａを、配列順に複数の群に分割したときの各ノズル郡毎に決定された中間閾値Ｘｉを用いてディザ処理する例について説明したが、これに限定されず、例えば、１ノズル毎に決定された中間閾値を用いてディザ処理するようにしてもよい。このように１ノズル毎に中間閾値を決定する場合も、上記方法と同様に中間閾値を決定することができる。

図１３は、１ノズル毎に中間閾値を変更する場合の二値化処理の流れを示したフローチャートである。

このフロチャートのステップ３００からステップ３１６までの処理は、図１２で示したフローチャートのステップ２００からステップ２１６までの処理と同様であるため説明を省略する。ただし、中間閾値Ｘｉの添え字ｉは、記録ヘッドアレイ２０に配列されたノズルの各々を示す添え字である。

ステップ３１８で、１ラスタ分の画素データについて処理が終了したか否かを判断する。ここで、１ラスタ分の画素データについて処理が終了していないと判断した場合には、ステップ３００に戻って、次の画素データに対応するノズルの中間閾値Ｘｉを読み込み、該画素データについて二値化処理する。１ラスタ分の画素データについて処理が終了したと判断した場合には、次ラスタの二値化処理を開始する。

このように、１ノズル毎に中間閾値を変更して二値化処理する場合も、上記実施の形態と同様に、上記ドットパターンにおける第１部分及び第２部分の比率をノズル配列方向の濃度勾配が無くなるように変更することができ、画質を向上させることができる。

また、上記第１及び第２の実施の形態では、１画素データ毎にディザ処理及び誤差拡散処理を連続して行う例について説明したが、これに限定されず、例えば、まず多階調画像データを構成する全ての画素データあるいは所定単位毎（例えば１ラスタ毎、１頁単位毎）の画素データについてディザ処理を行ってから、その後まとめて誤差拡散処理を行うようにしてもよい。後者のように処理する場合には、ディザ処理後の画素データを一時的にバッファメモリに格納しておき、ディザ処理された画素データを該バッファメモリから順に読み出して誤差拡散処理を行えばよい。

また、上記第１及び第２の実施の形態では、ディザ処理の後に誤差拡散処理を行うことによりドットがランダムに配置された低密度な第２部分の画像データを形成する例について説明したが、これに限定されず、例えば、誤差拡散処理を一切行わず、ディザ処理だけで多階調画像データを二値化して第１部分及び第２部分を形成するようにしてもよい。

ディザ処理だけで二値化する場合には、具体的には以下のように処理する。

例えば、多階調画像データが１６階調である場合、図１４に示されるように、ディザ閾値がディザ処理だけで第１部分及び第２部分が形成されるように配置されたディザテーブルを用いると共に、第１及び第２の実施の形態で説明した二値化処理のフローチャートの、ステップ１０４、ステップ２０６、及びステップ３０６の注目画素データと中間閾値とを比較する処理と、ステップ１１２、ステップ２１６、及びステップ３１６の誤差拡散処理とを省略する。

また、上記第１及び第２の実施の形態では、多階調画像データを二値画像データに変換する例について説明したが、多階調画像データより低階調の画像データであれば特に二値画像データに限定されない。

さらにまた、上記第１及び第２の実施の形態では、インクジェット方式の画像出力装置を例に挙げて説明したが、これに限定されず、例えば、静電プロセスを用いる電子写真方式の画像出力装置（レーザプリンタ）に適用することもできる。レーザプリンタの場合であっても、例えば、転写ベルトの撓み状態、感光体ドラムの周期的な変動や傾き等、装置側の状態によって、白スジが出たり、濃度勾配が発生したりする。従って、この装置の状態（出力特性）を予め測定しておき、該出力特性に応じて中間閾値を求め、上記第１及び第２の実施の形態と同様に処理することにより、スジや濃度勾配が発生しない高品質な画像を形成することができる。

また、上記実施の形態では、最高濃度（黒）の階調値を最小階調値「０」で表し、階調値が大きくなるに従って低濃度となる（白に近くなる）多階調画像データをディザ処理及び誤差拡散処理する例について説明したが、階調値がこれとは逆の多階調画像データ、すなわち、最低濃度（白）の階調値を最小階調値「０」で表し、階調値が大きくなるに従って高濃度となる（黒に近くなる）多階調画像データであっても、上記と同様にディザ処理及び誤差拡散処理を施すことができ、同様の効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態に係るインクジェット方式の画像出力装置の主要構成を示したブロック図である。 第１の実施の形態に係る画像処理装置の機能的な構成を示したブロック図である。 ディザ処理に用いられる閾値テーブル（ディザテーブル）の一例を示した図である。 第１の実施の形態の画像処理装置で実行される二値化処理の流れを示したフローチャートである。 図３のディザテーブルを用いてディザ処理し、誤差拡散処理して得られた二値画像データの画像の一例を示した図である。 図５の左上の６行６列の領域のドット配置を拡大して表した図であり、図６（Ａ）は、ノズルの吐出方向にばらつきが無い理想的なドット配置を示した図、図６（Ｂ）は、ノズルの吐出方向にばらつきがあり、３列目のドットが右にずれて破線で示す位置に配置された場合の図である ディザ処理において、ディザテーブルをノズル配列方向にｋ列（ここで、ｋは１以上６未満）シフトさせて用いる場合の一例を示した図である。 第２の実施の形態に係る画像処理装置の機能的な構成を示したブロック図である。 記録ヘッドアレイに配列されたノズルを配列順に複数の群に分割したときの各ノズル郡と、該各ノズル群の吐出特性に応じた中間閾値との関係を示した図である。 中間閾値を１２４から２３４まで所定の割合で変化させたときの二値画像データに基づいて形成された各面積率の階調ステップ画像の測定濃度をプロットしたグラフの一例である。 中間閾値を１７０、１８０、１９０、及び２００として形成した階調ステップ画像のノズル配列方向の濃度プロファイルを示したグラフである。 第２の実施の形態の画像処理装置で実行される二値化処理の流れを示したフローチャートである。 １ノズル毎に中間閾値を変更する場合の二値化処理の流れを示したフローチャートである。 ディザ閾値がディザ処理だけで第１部分及び第２部分が形成されるように配置されたディザテーブルの一例を示した図である。 一般的に行われる誤差拡散処理により多階調画像データを二値画像データに変換して該二値画像データに基づいて画像を出力するインクジェット方式の画像出力装置において、面積率を５％から１００％まで５％ずつ順に変化させて画像を出力したときの、各面積率に対するスジ発生レベルの一例をグラフ化したものである。

符号の説明

１０ 画像出力装置
１２ 制御装置
１４、１４ａ 画像処理装置
２０ 記録ヘッドアレイ
２０ａ ノズル
４０ ディザ処理部
４２ 誤差拡散処理部
４４ ディザテーブルメモリ
４６ Ｘ値メモリ

Claims (9)

1. 多階調画像データを、ドットが所定方向に連なって帯状に形成され、官能評価においてスジが発生してもあまり気にならない許容限界以下のレベルとなる程度に高密度な第１部分及びドットがランダムに配置されて形成され、官能評価において前記許容限界以下のレベルとなる程度に低密度な第２部分のみにより構成されるドット画像を出力するための低階調画像データに変換する画像処理装置。
2. ドットが主走査方向に連なって線状となり、前記多階調画像データの高濃度領域ほど線状部分の線の太さが徐々に太くなるように、ディザ閾値が、主走査方向の値の変動量が副走査方向の値の変動量に比べて小さく、かつ副走査方向の一方の側に向かって次第に値が小さくなるように配列された閾値テーブルを用いて、最高濃度を示す階調値から所定階調値までの多階調画像データを最高濃度を示す階調値または該所定階調値に変換するディザ処理を行い、さらに、前記所定階調値が示す濃度より低濃度の多階調画像データ及び前記ディザ処理後のデータを対象として誤差拡散処理を行うことにより、多階調画像データを前記第１部分と前記第２部分とにより構成されるドット画像を出力するための低階調画像データに変換する請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記第１部分及び前記第２部分が形成されるようにディザ閾値を配列した閾値テーブルを用いてディザ処理、及び誤差拡散処理を行うことにより、多階調画像データを前記第１部分と前記第２部分とにより構成されるドット画像を出力するための低階調画像データに変換する請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記ドット画像における前記第１部分及び前記第２部分の比率を、前記低階調画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置の出力特性のばらつきにより発生する濃度勾配が無くなるように設定した請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の画像処理装置。
5. 多階調画像データを、ドットが複数の記録素子の配列方向に連なって帯状に形成され、官能評価においてスジが発生してもあまり気にならない許容限界以下のレベルとなる程度に高密度な第１部分及びドットがランダムに配置されて形成され、官能評価において前記許容限界以下のレベルとなる程度に低密度な第２部分のみにより構成されるドット画像を出力するための低階調画像データに変換する画像処理手段と、
   前記画像処理手段により変換された低階調画像データに基づいて画像を出力する前記複数の記録素子を備えた画像記録手段と、
   を含む画像出力装置。
6. 前記画像出力手段は、インク滴を吐出するノズルが複数配列された記録ヘッドにより構成され、前記画像処理手段により変換された低階調画像データに基づいて該ノズルからインク滴を吐出させて画像を出力する請求項５記載の画像出力装置。
7. 前記ドット画像における前記第１部分及び前記第２部分の比率を、前記ノズルの吐出特性のばらつきにより発生する濃度勾配が無くなるように設定した請求項６記載の画像出力装置。
8. コンピュータに、
   多階調画像データを、ドットが所定方向に連なって帯状に形成され、官能評価においてスジが発生してもあまり気にならない許容限界以下のレベルとなる程度に高密度な第１部分及びドットがランダムに配置されて形成され、官能評価において前記許容限界以下のレベルとなる程度に低密度な第２部分のみにより構成されるドット画像を出力するための低階調画像データに変換する処理
   を実行させるためのプログラム。
9. 前記ドット画像における前記第１部分及び前記第２部分の比率を、前記低階調画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置の出力特性のばらつきにより発生する濃度勾配が無くなるように設定した請求項８記載のプログラム。

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