JP4647976B2 - プリンタにおける欠陥印刷要素を隠蔽する方法 - Google Patents

Description

本発明は複数の印刷要素を有する印刷ヘッドを具備するプリンタにおいて欠陥のある印刷要素を隠蔽する方法に関し、特に画像の各画素がそれぞれ印刷要素に割り当てられ、同印刷要素によって印刷される構成において、欠陥のある印刷要素に割り当てられた画素の画像情報が近隣する画素位置にずらされ、欠陥のない印刷要素によって印刷されうるようにする方法に関する。本発明は更に上記方法を適用するプリンタ及びコンピュータプログラムに関する。

本発明は例えば印刷要素として複数のノズルを有する印刷ヘッドを具備するインクジェットプリンタなどに適用されることが可能である。典型的には複数のノズルは例えば紙などの記録媒体がプリンタにおいて搬送される方向（副走査方向）に対して平行に延びる線上に配列され、印刷ヘッドは副走査方向に対して垂直な方向（主走査方向）に紙を走査する。一般的にワンパスモードでは、印刷ヘッドが一度のパスで印刷画像の一帯域を完全に形成する。続いてこの紙をこの画像の一帯域の幅分だけ搬送させて、次の印刷画像帯域を印刷する。また、一般的にワンパスモードでの印刷では、各画像線が１つのノズルによって完成される。したがって印刷ヘッドのノズルのうち欠陥を有するものがある場合（例えばノズルが詰まっている場合など）、この欠陥ノズルに割り当てられた画素線は印刷画像から欠如することとなり、よって画像情報の損失及び印刷画像の画質低下につながる。

なお、プリンタはマルチパスモードで動作することも可能で、この場合１つのパスでは印刷画像の一帯域に対応する画像情報の一部だけが印刷され、ここで欠如する画素は後に実施される印刷ヘッドによる１又は複数のパスによって補足される。ここでは場合によって欠陥ノズルが欠陥を有さないノズルによってバックアップされることが可能であるが、この場合ほとんどその代償として生産性が低下することとなる。

特許文献１は上述のような方法の一例を開示する。ここでは欠陥ノズルが存在する場合、この欠陥ノズルを迂回するために印刷データを変更する。すなわち本来欠陥ノズルによって印刷されるはずであったが印刷不能となった画素の代わりに、非欠陥ノズルによって印刷されるこの画素の近隣画素線において余分な画素を印刷し、画像領域の平均光学密度を維持し、ノズルの欠陥による印刷画像の欠陥を隠蔽し、略認知不能にする。この方法は印刷データを表すビットマップ上において動作するアルゴリズムを適用し、印刷不能となった各画素をそれぞれの近隣画素位置にシフトする。

特許文献２は画素の印刷パターンを規定する印刷マスクを形成する方法を開示する。この文献は主にマルチパス印刷に着目していて、このマスクは主にどの画素がどのパスにおいて印刷されるべきかを規定するためのものである。マスクの形成工程においては、印刷される画像情報がマスクの構成を左右する制約要素として間接的にのみ考慮される。例えばこのような制約は、カラー・ブリーディングを防止するために直接隣接する黄色画素とシアン画素とを印刷ヘッドの同一パスにおいて印刷しないようにする制約であってよい。またこの文献は更に欠陥ノズルが非欠陥ノズルによってバックアップされるようにマスクを形成することについて言及している。
米国特許第６２１５５５７号 欧州特許第９９９５１６号

上述の既知の方法においては、それぞれ画像形成処理及びマスク形成工程を実行する前の段階において予め欠陥ノズルの位置が把握されている必要がある。ここで欠陥ノズルの位置情報は印刷ヘッドにおいて発生するため、上述のような隠蔽方法を実現するためには、プリンタ自身がこの方法を実行するのに十分な処理能力を有するか、あるいは欠陥ノズルの位置情報が印刷データの流れとは逆方向に伝送されて十分な処理能力の備わったプリントドライバなどに供給される必要がある。

したがって本発明は欠陥印刷素子によって発生しうる画像の欠陥をより効率的に隠蔽する方法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、本発明は上記方法であって以下の工程を有するような方法を提供する。
（ａ）複数の所定画素値のうちの少なくとも１つは近隣画素が欠陥印刷素子であるか否かによって変化する印刷コマンドを符号化する条件付き画素値に相当するなかで、各画素に複数の所定画素値のうちの１つを割り当てて、印刷される画像情報をマルチレベル画素マトリックスとして符号化し、
（ｂ）プリンタにおける欠陥印刷素子を把握し、
（ｃ）上記印刷コマンドを実行する。

なお、本発明においては、相当のデータ処理能力及び処理時間を要する工程（ａ）が先に実行されることが重要である。すなわち工程（ａ）は欠陥ノズルの実際の位置が把握される前の段階、つまり行程（ｂ）が実行される前の段階において実行される。そして工程（ｂ）において欠陥ノズルの位置が把握された後は、印刷不能な画素の近隣の画素について既に画素マトリックスにおいて符号化が行われた印刷コマンドを手動的又は自動的に実行する。この結果プリンタ自体は欠陥ノズルによる影響を隠蔽するためにより高度な画像処理能力を有する必要もなく、また長い処理時間を要する処理工程を実行する必要もない。つまりより多くの処理時間を要する工程（ａ）の動作はプリンタから離れた場所で実行されることが可能で、必要に応じてその処理結果はプリンタが他の印刷ジョブを実行している間バッファリングされることが可能である。これによってプリンタの生産性が特にマルチユーザ設定などにおいては向上しうる。また、工程（ａ）は欠陥ノズルの正確な位置には依存しないため、この工程で得られたデータがどのプリンタに伝送されるかを把握する前の段階においてこの工程を実行することができる。すなわち工程（ａ）で得られた印刷データは異なるプリンタ間で共通に利用されうる。

なお、プリンタの内部又はプリンタから離れた場所に設置されうる工程（ａ）を実行するためのハードウェアは好ましくは高速画像処理に適したものであって、更にこれ以外にもハーフトーン処理、ガンマ補正、コントラスト強調、画像分割などの複雑な画像処理タスクを実行できるように構成されうる。こうして工程（ａ）におけるデータ処理は高速度で実行されうる。

なお、本発明における随意の具体的な構成は本願の従属請求項において記載される。

本発明による単純な実施形態において、マルチレベル画素マトリックスの所定画素値は３つの値からなる。具体的にはこれらの値は、どの場合においても白の画素を表す無条件の値「０」、どの場合においても黒の画素を表す無条件の値「２」、及び近隣する画素の少なくとも１つが欠陥印刷素子に対応する場合は黒の画素（すなわち「印刷する」という印刷コマンド）を表し、そうでない場合は白の画素（すなわち「印刷しない」という印刷コマンド）を表す条件付き画素値「１」から構成される。

本発明のまた別の実施形態においては、画素マトリックスがより多くの所定画素値を有することが可能である。例えばドットサイズ変調（例えば各非白色画素について小ドットまたは大ドットを印刷する）を実行することが可能なインクジェットプリンタなどにおいては、所定画素値はそれぞれ無ドット、小ドット、及び大ドットを印刷するための無条件画素値「０」、「２」、及び「４」と、それぞれ小ドット及び大ドットを条件付きで（すなわち近隣に１又は複数の印刷不能な画素が存在する場合）印刷するための条件付き画素値「１」及び「３」から構成されうる。

条件付き画素値によって符号化される印刷コマンドはより複雑に設定されることも可能で、例えば印刷コマンドは印刷不能の画素に隣接する画素に対して単純なエラー拡散処理（このような処理はそれほどの処理能力と時間を要さない）を実行するように規定しうる。この場合特定の画素に割り当てられた画素値はエラー拡散処理においてこの画素に付与される重みを示す。

なお、プリンタがワンパスモードで動作する場合、１つの欠陥ノズルが存在することによって１つの画素線が完全に抜けることとなる（印刷不能の画素線）。この場合この印刷不能の画素線の真上及び／又は真下の画素線の画素以外の画素については条件付き画素値が「印刷しない」と解釈される。そして印刷処理対象となる原画像データがバイナリデータである場合、すなわち各画素が「０」又は「１」の値を有する場合、マルチレベル画素マトリックスは以下のように構成されることが可能である。すなわち原画像データにおいて画素値「１」を有する各画素については、画素値が無条件で印刷されるべき画素を表す無条件値（例えば「２」）に変更され、この各画素の真上及び／又は真下の画素については条件付き画素値（例えば「１」）が設定される。

一方、例えばツーパス印刷などのマルチパス印刷においては、各画素線は２つの異なるノズルによって印刷され、このうちの１つのノズルに欠陥がある場合、この画素線における２画素につき１画素だけが欠如することとなる。したがって、任意の印刷不能の画素は一般に４つの印刷可能な画素によって包囲される。すなわちここでは印刷不能の画素の上下及び左右に隣接する画素が印刷可能である。この場合マルチレベル画素マトリックスは以下のように構成されることが可能である。すなわち原画像データにおいて画素値「１」を有する各画素については、画素値が無条件で印刷されるべき画素を表す無条件値に変更され、この画素に隣接する画素の画素値は、もとの画素値が「０」であったとすると１つ繰り上げられる。例えばもとの画素値が「１」であった印刷不能の画素に隣接する４つの画素、すなわち印刷不能画素の上下及び左右に位置する画素の画素値が繰り上げられた場合、無条件画素値「４」が無条件で印刷される画素を表し、任意の画素の条件付き画素値は、その隣接領域においてもとの画素値が「１」であった印刷不能の画素がいくつ存在するかによって「１」、「２」、または「３」に設定されうる。ここでこれらの条件付き画素値の度合いは画素が印刷される確率及び／又は密度（例えばドットサイズ）を規定しうる。

以下において添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。

図１に示すインクジェットプリンタは記録用紙１２が印刷ヘッド部１４を通過するようにプラテン１０によってこの用紙１２を副走査方向（矢印Ａ）に搬送する。印刷ヘッド部１４はガイドレール１８によって誘導されるキャリッジ１６に搭載され、このキャリッジ１６は記録用紙１２に対する主走査方向（矢印Ｂ）に沿って前後に移動可能である。図示される例では、印刷ヘッド部１４は４つの印刷ヘッド２０を有し、これらの印刷ヘッドはそれぞれ基本色であるシアン、マゼンタ、黄色、及び黒に対応する。また各印刷ヘッド２０は副走査方向に沿って直線的に配列されたノズル２２のアレイを有する。これらの印刷ヘッド２０のノズル２２はそれぞれ個別に付勢されて記録用紙１２上にインク滴を射出することによってこの用紙に画素を印刷することが可能である。ここでキャリッジ１６が用紙１２の幅方向Ｂに移動されることによって画像の一帯域が印刷されうる。この画像一帯域における画素線の数は各印刷ヘッドにおけるノズル２２の数に対応する。このキャリッジ１６が１つのパスを完成させると。用紙１２がこの画像一帯域の幅分だけ前進するように搬送され、次の画像帯域が印刷されうるようにする。

なお、印刷ヘッド２０は印刷ヘッド制御部２４によって制御され、この印刷ヘッド制御部２４は印刷データをマルチレベル画素マトリックスという形で高速画像処理が可能な画像処理プロセッサ２６から受信する。この画像処理プロセッサ２６はプリンタ内に搭載されるか、あるいは例えばホストコンピュータにおけるプリントドライバなどの遠隔装置として設けられることも可能である。印刷ヘッド制御部２４及び画像処理プロセッサ２６は印刷データを以下に具体的に示す方法によって処理する。なお、以下の説明では、主に黒での印刷処理を前提としているが、本発明による方法はこれ以外の色での印刷にも適用可能である。

図２Ａは図１に示されるプリンタによって印刷されるバイナリ画像３０における８×８画素のアレイ２８を示す。バイナリ画像３０の印刷データは画像プロセッサ２６内で形成されるか、あるいはここに供給される。図示される例では、画像３０は幅が１画素の細い横線３２及び対角線３４を有する。なお、ここではバイナリ値「１」を有する画素（すなわち黒で印刷される画素）は斜線によって示される。

図２Ｂはプリントヘッド２０のノズル２２のうちの１つが故障している（欠陥ノズル）際に画像３０を印刷した場合に得られる印刷画像の一例を示す。なお、図２Ｂ及びこれ以後の図において画素線はｉ−４からｉ＋３の間の線インデックスによって表され、画素列はｊ−４からｊ＋３までの間の列インデックスによって表される。また、個々の画素はそれぞれの線インデックス及び列インデックスの対を含む座標（ｉ，ｊ）によって表される。

なお、図２Ｂの例は線ｉを印刷するためのノズル２２に欠陥がある場合を示す。したがって図２Ａに示される画像３０の黒線３２がこの印刷画像からは欠如している。

図２Ｃはマルチレベル画素マトリックス３８の一例を示す。ここで図示される画素マトリックスは３値マトリックスに相当し、これは画像プロセッサ２６によってバイナリ画像３０に対して画像処理ルーチンを適用することによって得られる。この画素マトリックス３８では、各画素は３つの画素値「０」、「１」、「２」のうちのいずれか１つに設定される。この画素マトリックス３８の画像データは印刷ヘッド制御部２４に伝送され、ここで以下のように解釈される。画素値「０」はその対応画素が印刷されない（すなわち無記又は白のままの状態にする）ことを意味し、画素値「２」はその対応画素が印刷（黒印刷）されるべきであることを意味する。画素値「１」はその対応画素の真下及び／又は真上の画素線に対応するノズルに欠陥が生じない限りは、対応画素が「０」値画素として取り扱われ印刷されないことを意味する。なお、隣接画素のノズルに欠陥が存在する場合画素値「１」の画素は「２」値画素として取り扱われ、印刷されるべき画素となる。例えば画素（ｉ−１，ｊ−１）の画素値は「１」であるため、この画素は線ｉを印刷するためのノズル又は線ｉ−２を印刷するためのノズルに欠陥がある場合のみ印刷されることとなる。

プリンタは既知の技術により自動的に欠陥を検知するように構成されることが可能である。したがってノズルに欠陥があるか否かを判断するための情報は画素マトリックス３８を解釈する印刷ヘッド制御部２４においてアクセス可能な状態となる。また、ノズルの欠陥はもちろんオペレータなどによって手動で検出されることも可能である。この場合このオペレータが特定のテスト画像を分析し、適切な入力手段を介して欠陥ノズルを特定する識別情報を印刷ヘッド制御部２４に入力する。

図２Ｃに示される例では、画素マトリックス３８は以下に示されるアルゴリズムによってバイナリ画像３０から生成される。まず画像３０における各「１」値画素（黒画素）は画素マトリックス３８においては「２」値画素に翻訳される。これにより例えば画素（ｉ＋３，ｊ−４）は図２Ｃにおいて画素値「２」を有することとなる。さらにこの「２」値画素の真下にある画素は「０」から「１」に変更される。例えば画素（ｉ＋２，ｊ−４）この規定にしたがって図２Ｃにおいて「１」に変更される。しかしここで「２」値画素の真下にある画素が既に黒画素に相当する場合は他の黒画素と同様に画素値「２」に変更される。例えば画素（ｉ−１，ｊ）はこの事例に相当する。

図２Ｄは上述のような画像処理を実施することによって得られる印刷画像４０及び印刷ヘッド制御部２４における解釈を示す。この図に示されるように、上述のアルゴリズムを適用することにより、黒線３２の代わりにこの線に対応するノズルの真下のノズルによって黒線３２′が印刷され、黒線３２の画像情報が失われずに済む。すなわち線３２は１画素分シフトされることとなるが、このシフトによる変差は人間の目によってはほとんど察知されない程度のものである。なお、欠陥ノズルに対応する線ｉに直接隣接しない画素線（線ｉ−４〜ｉ−２、ｉ＋２、及びｉ＋３）においてはもとの画像情報がそのまま変更無に維持される。線ｉ＋１においては、対角線３４が横線３２′を交差する点付近に更なる黒画素（ｉ＋１，ｊ−３）が追加される。これは図２Ｃにおける「２」値画素（ｉ＋２，ｊ−３）によりその真下の画素である（ｉ＋１，ｊ−３）が「１」に設定されたことに由来する。この「１」値画素は主に線ｉ＋２に対応するノズルに欠陥が生じた場合この線における「２」値画素の代わりに印刷されるために提供される。しかし本実施例による印刷ヘッド制御部２４はある線が欠陥ノズルの線の真上に位置するかあるいは真下に位置するかについて区別しないため、画素（ｉ＋１，ｊ−３）は線ｉ＋２に欠陥が生じていなくても黒で印刷されることとなる。このような構成によるとノズルの欠陥に対して若干過剰な補正が行われる結果となるが、この例では対角線３４の線ｉにおいて発生するギャップをある程度隠蔽することが可能となるため、好都合である。

上述のようなアルゴリズムはＣＡＤグラフィックスなど細い横線を含む画像などにおいて特に有用である。なお、上記では、線３２が１画素分下にずらされる例が示されるが、別の例としてこの線３２を１画素分上にずらす方法を適用することももちろん可能である。

また、横線が２画素分の幅を有する場合に、例えばこの横線が線ｉ及びｉ−１上に位置する設定においては、図２Ｃのアルゴリズムによって印刷される画像においては原画像で２画素分の幅を有する横線が１画素分の幅の横線に狭められることとなる（というのは図２Ｃの画素マトリックスにおいて線ｉ−２における画素の画素値は「１」に設定されるが、この例では欠陥ノズルがこの線から２画素分離れているためこの線は印刷されない）。この印刷結果は許容されうる範囲のものである。しかしここで上記別の例のように各「２」値画素の上に位置する画素を「０」から「１」に変更する方法を適用した場合、原画像において２画素分の幅を有する横線は印刷画像においては１画素分のギャップによって隔てられる２つ別々の１画素幅の線として印刷されることとなる。

また、線ｉが画像３０におけるベタ黒領域の上部境界を構成する場合などにおいても上記同様にギャップを介して１画素幅の線が形成されることとなる。このように黒領域から離れて細い線が一本形成される場合は上記の２画素幅の横線の例よりも不都合である。

更に別の方法として、各「２」値画素に対してそれぞれ上下交互に「１」値画素を挿入する方法を適用することも可能である。このような方法は例えば比較的大きなグレー領域を含む画像などにおいては好適であるが、横方向において高コントラストの境界などを含む画像などにおいてはこのような境界形成箇所に対応するノズルに欠陥が生じた場合この境界が凹凸状に形成される結果となるため不適切である。

したがって処理対象となる画像３０の内容に応じて適切な方法を適用することが好ましい。これはユーザによって規定される設定などによって直接的に実現されるか、あるいは画像処理ルーチンを適用することによっても実現されうる。画像処理ルーチンとしては例えば画像要素を細線、高コントラスト境界、グレー領域、などの各種異なるカテゴリに分類するための画像分割を行うことが可能である。一般的に本発明による画像処理アルゴリズムは欠陥ノズルの位置を考慮せずに可能な限り原画像３０に近似する印刷画像４０を得ることを目的として構成される。

図３Ａ〜Ｃは各「２」値画素のそれぞれに対して上下交互に「１」値画素が挿入される実施形態を示す。上述のように、このような実施形態は特に図３Ａに示されるように画像領域において黒画素が無造作に分布されているかのように見受けられるバイナリ画像３０にとって好適である。図３Ｂはこのバイナリ画像３０に対応する画素マトリックス３８を示す。この図３Ｂに示される画素マトリックス３８は図２Ｃの画素マトリックス３８と略同様な方法で構築されるが、本実施例では、「２」値画素に応じて設定される「１」値画素が各「２」値画素に対してそれぞれ上下交互に挿入される（図３Ｂ矢印参照）。なおここで「２」値画素（ｉ＋３，ｊ＋２）によって画素値「１」に設定される画素は図示される画像領域外の画素であるためここでは示されない。

この実施例において印刷ヘッド制御部２４は図２Ｂ及び図２Ｃの例と同様な方法で図３Ｂの画素マトリックス３８を解釈する。図３Ｃはこの結果得られる印刷画像４０を示す。この印刷画像４０は線ｉのノズルに欠陥があるにもかかわらず原画像３０からほとんど区別がつかないように形成される。なお、上述の実施例と同様に、図３Ｃに示される印刷画像は線ｉ−１及び線ｉ＋１において図３Ａに示される画像よりも若干多い数の黒画素を含む。これは線ｉ−２及び線ｉ＋２における黒が素によっても「１」値画素が生成されるからである。例えば平均密度が比較的高い画像領域などの場合においてこのような結果が望まれない場合は、画像処理アルゴリズムは「１」値画素の一部の生成を抑制するように変更されうる。例えば画素が線毎に考慮される場合、最初の「２」値画素についてはその真上の画素位置に「１」値画素が形成され、２番目の「２」値画素についてはその真下の画素位置に「１」値画素が形成され、３番目の「２」値画素については「１」値画素を形成しないように設定して、このシーケンスを以後の画素に対しても繰り返すようにすることが可能である。

比較的濃い画像領域に対して好適であるまた別の変更例として、「１」値画素は必ずしも「２」値画素の真上又は真下に挿入されるのではなく、「２」値画素の周辺の空白の画素位置にずらして挿入されることも可能である。

以下においては図４Ａ〜Ｄを参照して本発明のまた別の実施形態を説明する。図４Ａに示されるバイナリ画像３０においては、線ｉ−２から線ｉ＋１までの領域において平均濃度５０％の濃い画像領域が形成される。このバイナリ画像３０においては更に孤立した黒画素が画素位置（ｉ−４，ｊ）で形成される。図４Ｂは線ｉのノズルの欠陥による影響が隠蔽されなかった場合に得られる図４Ａのバイナリ画像３０に対応する印刷画像３６を示す。図４Ｃは図４Ａのバイナリ画像３０に対応するマルチレベル画素マトリックス３８を示す。なお、ここで示される画素マトリックスは４値マトリックスに相当する。ここで画素値「３」は無条件に黒画素が印刷されるべき画素を表し、画素値「０」は無条件に空白の状態に維持されるべき画素を表す。画素値「１」は対応画素の真下の線を形成するノズルに欠陥が生じた場合この対応画素が黒く印刷されるべきであることを表す。逆に画素値「２」は対応画素の真上の線を形成するノズルに欠陥が生じた場合この対応画素が黒く印刷されるべきであることを表す。

図４Ｃの画素マトリックスを構築する際、原画像３０における各黒画素の画素値は「３」に変更される。この実施例では条件付き画素値「１」及び「２」を割り当てるためのアルゴリズムがより複雑となる。画像３０においては線ｉ＋２及びｉ＋３は黒画素を含まないため、線ｉ＋１がグレー領域の上部境界を形成することとなる。このことから線ｉ＋２には「１」値画素が１つも形成されないように設定する。したがって線ｉ＋１のノズルに欠陥が生じるにもかかわらずこの欠陥は線ｉ＋２において「１」値画素をそうにゅうすることによって補正されることはない。また、線ｉは「２」値画素を含まないことからノズルの欠陥は線ｉに黒画素を追加することによって補正されることもない。したがって線ｉ＋１のノズルに欠陥が生じた場合これに対応する画素線については補正が行われず単に白のままに放置される。これによって濃い領域と白い領域との境界が１画素分ずらされる。このような構成では、境界の平滑な外観が維持されうるという利点がある。

線ｉでは最初の「３」値画素は位置ｊ−３においてみられる。このことから画素（ｉ＋１，ｊ−３）には画素値「１」が割り当てられる。したがって線ｉのノズルに欠陥が生じた場合は図４Ｄに示されるように線ｉ＋１に更なる黒画素が追加される。線ｉにおける次の「３」値画素は位置ｊ−１にある。この「３」値画素に対しては画素位置（ｉ−１，ｊ−１）に画素値「２」が設定される。したがって図４Ｄに示されるようにここでは線ｉのノズルの欠陥はこの線の真下の線において更なる黒画素を追加することによって補正される。以後の線ｉにおける「３」値画素については上記同様の方法で画素値「１」及び「２」が線ｉ＋１及び線ｉ−１においてそれぞれ交互に設定される。これと同様なアルゴリズムが線ｉ−１における「３」値画素についても適用される。

線ｉ−２はこのグレー領域の下側境界を形成するためここでの平滑な外観は維持されるべきである。したがって線ｉ−３には「２」値画素は設けられず、また線ｉ−２における「３」値画素ｊ−３及びｊ＋１の上は「０」のままに維持される。したがって線ｉ−２のノズルに欠陥が生じた場合これは補正されないこととなる。

線ｉ−４における隔離された「３」値画素も線ｉ及び線ｉ−１と同様に取り扱われる。すなわち「１」値画素が画素位置（ｉ−３，ｊ）に挿入される。したがって線ｉ−４において欠陥が生じた場合これによって欠落する画素は１画素分位置が上にずらされることとなる。

上述のような図４Ｃの線ｉ及び線ｉ−１についてのアルゴリズムを更なる画素線に対して適用すると、処理対象の画像内容によっては特定画素について矛盾が生じる場合がある。例えばこのような特定画素の上に「３」値画素がある場合この画素を「２」値画素に設定する必要があるものの、この画素の下に「３」値画素があった場合この画素を「１」に設定する必要がある。この矛盾は画素値「２」及び「１」に対して優先順位を設定することによって解決されうる。但しこの場合は該特定画素に隣接する画素線のうちの一方は完全に補正されない可能性がある。

この問題を考慮した更なる実施形態によると、原画像３０における各黒画素は画素マトリックスにおいて画素値「４」に設定される。この場合画素値「３」は対応画素の上側隣接線又は下側隣接線のいずれかのノズルに欠陥が生じた際にこの対応画素が黒画素として印刷されるべきであることを表す。したがって上述の実施形態においてある特定画素について上側の隣接線に黒画素が存在するためここに画素値「２」を設定することが要されるのと同時に同特定画素の下側隣接線にも黒画素が存在するためここに画素値「１」を設定することが要される場合に、本実施形態では画素値「１」と「２」とが加算されて、該特定画素に条件付き画素値「３」が与えられる。

上述の各実施形態によると、印刷ヘッド制御部２４におけるデータ処理動作を最小限にとどめることが可能である。というのは、ここで印刷ヘッド制御部２４から要される動作とは注目画素についてその上側隣接線又は下側隣接線のノズルに欠陥があるか否かを判断してこの画素の条件付き画素値の解釈を適用することだけである。これは例えばＡＮＤ及びＯＲゲートの回路を有する単純なハードウェア構成によって実現されうる。

図５Ａ〜Ｃは印刷ヘッド制御部２４から上記よりも若干高度なデータ処理能力を要する変形例を示す。ここでは画像プロセッサ２６が図５Ａに示されるバイナリ画像３０に基づいて図５Ｂに示されるような画素マトリックスス３８を構築する。図５Ｂの画素マトリックスス３８は３値マトリックスであって、ここでは原画像３０における各黒画素が画素値「２」に設定される。また、図５Ｂにおけるこれら各「２」値画素についてはその対応画素の真上の画素位置に「１」値画素が挿入されると同時に同対応画素の真下の画素位置にも「１」値画素が挿入される。ここで例えば図５Ｂにおける画素（ｉ＋２，ｊ＋２）のようにその真上の画素（ｉ＋３，ｊ＋２）及び真下の画素（ｉ＋１，ｊ＋２）の両方が「２」値画素に相当する場合などのように干渉が発生する際も、該画素は「１」値画そのままに維持される。

ここで欠陥ノズルがない場合、印刷ヘッド制御部２４は「２」値画素を黒画素と解釈し、「０」値画素と「１」値画素とを白画素として解釈する。しかし図５Ｃに示されるように線ｉのノズルに欠陥が生じた場合、線ｉ−１及び線ｉ＋１に対しては特別な処理が施されることとなる。図示される例では、この特別な処理は閾値２に設定される単純な一次元エラー拡散処理に相当する。これにしたがって線ｉ＋１における最初の画素（ｊ−４）の画素値「１」は閾値２以下であるため、図５Ｃにおいてこの画素は白のままで（画素値「０」として）出力される。次に前回の差分（残り）に相当する値（１）が次の画素（ｉ＋１，ｊ−３）の画素値に加算される。ここでは次の画素（ｉ＋１，ｊ−３）の画素値が「０」であるため、ここで得られる加算値（１）は閾値２以下であって、この画素も白のままで出力される。続いてここで生じた差分（１）が次の画素（ｉ＋１，ｊ−２）の画素値「２」に加算される。ここで得られる加算値（３）は閾値２以上であるため、この画素は黒で印刷される。そしてこの加算値から閾値２が減算され、差分（１）が得られる。続いてこれと同様な処理が次の画素（ｉ＋１，ｊ−１）についても実施され、ここでもまた黒画素が印刷され、且つ差分（１）が得られる。続いて次の画素（ｉ＋１，ｊ）については上記のような処理の結果加算値（２）が得られるため、この画素は黒く印刷される（この画素は図５Ａにおいては白い画素に相当する）。ここでは差分が（０）であるため、次の画素（ｉ＋１，ｊ＋１）には何も加算されず、よってこの画素は白のままで印刷される。上述のような処理がこれ以後に続く線ｉ＋１の画素に繰り返され、この線ｉ＋１における最後の画素線（ｉ＋１，ｊ＋３）から得られる差分は線ｉ−１に持ち越されてこの線における画素についても同様の処理が施される。この結果図５Ｃに示されるような印刷画像４０が得られる。このようなエラー拡散処理及び閾値の選択によって図５Ｃの印刷画像４０の線ｉ−１、ｉ、及びｉ＋１における平均光学密度は大体図５Ａの原画像３０における対応線の平均光学密度と等しくなる。前述の実施例に比べて本実施例では、例え線ｉにおける画素の真上又は真下の画素が既に黒画素に設定されていた場合であっても線ｉからその隣接線に発散される画像情報が失われないという効果が得られる。というのはエラー発散処理によってこのような画像情報は次の空白の画素位置に拡散されうる。

なお、上述の実施形態は様々な手法によって変更されることが可能である。例えば二次元エラー拡散法（エラー成分の一部が線ｉ＋１から線ｉ−１に拡散される拡散法など）やその他のより複雑なエラー拡散方式を適用することも可能である。なお、エラー拡散処理において適用される閾値は必ずしも整数である必要はない。すなわち例えば１．８または２．２などの閾値を適用することによってそれぞれ欠陥ノズルに対する若干過剰な補償または若干弱い補償を実現することが可能である。

また、このエラー拡散処理の代わりにその他の適正アルゴリズムを適用することも可能である。例えば線ｉ−１及び線ｉ＋１における画素値はそれぞれ０から２の間を任意に変化する閾値と比較され、各場合において閾値を超えた場合は黒画素が印刷される。この結果「１」値画素は５０％の確率で黒画素として印刷される。なお、本実施例においては線ｉにおける各「２」値画素それぞれに対して２つの「１」値画素が発生するため、これら各「１」値画素が５０％の確率で印刷されることによって原画像における平均密度が維持されうることとなる。

なお、上述の各実施形態は１つの欠陥ノズルによって１本の画素線が完全に失われるワンパス印刷モードに対応するものであるが、本発明はある特定画素線を印刷するのに複数のノズルを適用するマルチパス印刷モードにおいて適用されることも可能である。ここでは１つの欠陥ノズルによって特定画素線の一部だけが失われることとなる。このようなマルチパス印刷モードに対応する本発明の方法の実施形態で、印刷ヘッド制御部２４において実質的に後処理が実行されないような方法は上記の図２から図４に示される例と略同様な形態をとりうる。また、ここではこれら図２から図４の各実施例の特徴に加えて、特定画素線を形成する複数ノズルのうちのどのノズルが欠陥を有するのかを区別するという特徴を備えることも可能である。

図６及び図７はツーパス印刷モードに適応され、印刷ヘッド制御部２４においてエラー拡散処理などの後処理を要する２つの実施例を示す。

まず図６の例では、図６Ａに示されるバイナリ画像３０が画像プロセッサ２６において処理されて図３Ｂに示されるような画素マトリックス３８が構築される。この画素マトリックスは「０」から「８」までの範囲内の画素値をからなる９値マトリックスに相当する。図３Ｃはこの画素マトリックス３８の構築方式を象徴的に示す図である。すなわち本実施例では、原画像３０において画素値「１」を有する各黒画素が「４」値画素に変更され、この「４」値画素に対して上下左右に隣接する画素の画素値がそれぞれ１繰り上げられる。このような処理工程において干渉が生じる場合は対応画素値の繰上げ値が加算されて当画素値はこの加算値分だけ繰り上げられる。例えば図６Ｂにおける画素（ｉ，ｊ−３）の画素値「２」は隣接画素（ｉ，ｊ−４）の画素値に応じて１が加算されると共に他方の隣接画素（ｉ，ｊ−２）の画素値に応じて１が加算されることによって得られる。原画像３０の黒画素の構成によってこの加算値は最大「８」まで達することが可能である（中央画素が「４」値画素（黒画素）であって且つこの周囲４つの隣接画素も黒画素に相当することからこれらにより４つの「１」が加算される場合）。

本実施例では画素マトリックス３８が印刷ヘッド制御部２４によって解釈され、後処理される。以下においては線ｉのノズルにおいて欠陥が生じたと仮定する。しかしツーパス印刷モードの場合この欠陥ピクセルの存在により線ｉにおける２画素中の１画素は印刷可能であることとなる。図６Ｂにおいては残りの印刷不能な画素に斜線を引いて示す。すなわちこの例では線ｉにおける画素位置ｊ−４、ｊ−２、及びｊ＋２の画素が印刷不能であると仮定する。これらの画素のうちの３つは図３Ａにおいて黒画素に相当するため、失われた画像情報に対する補償量は３画素分に相当することとなる。

これに応じて線ｉ−１及び線ｉ＋１における画素がエラー拡散処理の対象となる。そしてこの例では閾値が５に設定される。このエラー拡散処理においては、線ｉにおける印刷不能の画素はスキップされる。ここで線ｉ−１及び線ｉ＋１並びに線ｉにおける印刷可能な画素位置における「１」値画素及び「２」値画素を加算すると、加算値１８が得られる。閾値が５であることからこれらの線に追加印刷される画素の数は１８÷５＝３あまり３である。したがって３つの欠如する画素はその隣接領域において３つの画素によって補償され、そしてあまり値の３は放棄される。

以下においては閾値を５に設定する根拠について図６Ｄを参照しながら説明する。図６Ｄの上位に示されるブロックは原バイナリ画像における線ｉ−１、線ｉ、及び線ｉ＋１を示す。ここで線ｉは連続する黒線に相当し、黒画素は画素値「１」によって表される。また線ｉ−１から線ｉ＋１における黒画素の合計数は８である。

図６Ｄの下位に示されるブロックは図６Ｃの構築方式に従って形成される上位ブロックに対応する画素マトリックスである。そしてエラー拡散処理対象となる画素それぞれの負画素値「１」、「６」、及び「５」を合計すると、合計値３９が得られる。ここで閾値が５であるとすると印刷される画素の数は３９÷５＝７あまり４であり、この値は線ｉ内において印刷されるべきであった画素数８にもっとも近い値となる。

エラー拡散処理は局所的に適用され、演算能力をそれほど要さないため、必要に応じてエラー拡散方式及び閾値は変更されうる。

図６に示される実施形態においてはまれに欠陥ノズルがないにもかかわらず原画像に対して余計な画素という形でアーチファクトが生成されることがありうる。例えば画素（ｉ，ｊ）が原画像においては白画素に相当するが、その周囲に位置する４つの隣接画素（ｉ＋１，ｊ）、（ｉ，ｊ−１）、（ｉ，ｊ＋１）、及び（ｉ−１，ｊ）は黒画素に相当すると、これら４つの隣接画素の画素値から発生する繰上げ値の加算により画素（ｉ，ｊ）の画素値は「４」となる。そしてこの「４」値画素は無条件で黒画素と解釈されるため、ここでは欠陥ノズルが存在しない場合でも原画像において白画素に相当する画素が黒画素として印刷されることとなる。このような誤差はハーフトーン処理、ガンマ補正、などの画像処理工程において適正な調整を行うことによって修正されうる。また、別の対処法として、本実施例を以下のように変更することも可能である。すなわち原画像における黒画素を画素値「４」に符号化する代わりにこれを画素値「５」に符号化することも可能である。「５」以上の画素値はもとの画素値が既に黒でない限り得られない画素値である。この変更例では印刷ヘッド制御部２４において「５」以上の画素値にかぎって無条件に黒画素として解釈され、画素値「４」はエラー拡散処理が実行されない際は、白画素として解釈される。そしてエラー拡散処理では、画素値「５」は４とみなされ、画素値「６」は５とみなされ、またこれ以後の画素値も同様に扱われ、最高画素値「９」は８とみなされることとなる。

図７Ａ及びＢはツーパス印刷モードに適応するまた別の実施例を示す。図７Ａに示されるバイナリ画像３０は図６Ａに示される画像と同様のものである。しかしこの実施例では図７Ｂに示されるようにバイナリ画像３０における黒画像は画素値「２」に翻訳され、この画素を囲む４つの隣接画素のうちの１画素にのみ１が加算される。ここでは各線を順々に処理していく中で１を加算する対象となる隣接画素の位置を反対時計回りに交替させていく。図７Ｂではこの反時計回り方向に沿って交替する隣接画素位置を矢印によって示す。この例によると、最初の「２」値画素（ｉ＋３，ｊ＋２）についてはその右側の隣接画素（ｉ＋３，ｊ＋３）の画素値だけが１繰り上げられる。そして次の「２」値画素（ｉ＋２，ｊ−３）についてはその上側の隣接画素（ｉ＋３，ｊ−３）の画素値だけが１繰り上げられる。この場合画素値の繰上げによって得られうる値は「０」から「４」の範囲内にあり、エラー拡散処理が実施されない場合は画素値「２」、「３」、及び「４」は黒画素として解釈される。線ｉにおける画素を形成するノズルに欠陥がある場合適切な閾値を用いて該欠陥ノズルに対応する画素線ｉ並びにこの真下及び真上の画素線に対してエラー拡散処理を実行する。なお、図６Ｄの説明と同様の根拠からここでの適切な閾値は３であることが把握される。

なお図７Ｂではノズルの欠陥によって画素位置（ｉ，ｊ−３）、（ｉ，ｊ−１）、（ｉ，ｊ＋１）、及び（ｉ，ｊ＋３）において印刷欠陥が生じると仮定する。ここではこれら各画素は図７Ａにおいても白画素に相当するため、ここでのノズルの欠陥を補償するために黒画素を追加する必要性はない。図７Ａに示されるように、線ｉ−１、線ｉ、及び線ｉ＋１における黒画素の数は５である。図７Ｂにおけるこれらの線中の印刷可能な画素に付与される画素値の合計値は１４である。ここでエラー拡散処理の閾値を３とすると実際に印刷される黒画素の数は１４÷３＝４あまり２となり、これは所望の数である５に近い値である。

別の例として、図７Ｂの例において線ｉを形成するための２つのノズルのうちの他方のノズルに欠陥がある場合、印刷不能となる画素は（ｉ，ｊ−４）、（ｉ，ｊ−２）、（ｉ，ｊ）、及び（ｉ，ｊ＋２）となる。この例はいわゆる「最悪の事態」に限りなく近い事態に該当する。というのはこれら４つの画素のうち３つが黒画素に相当する。この場合印刷可能な画素の画素値の合計は１０となり、実際に印刷される画素の数は１０÷３＝３あまり１となる。この値は所望の数である５よりは小さいもののエラー拡散処理を実施しなかった場合に得られる黒画素の数である２よりは大きい値となる。換言すると、線ｉ−１から線ｉ＋１において黒画素が少なくとも１つは追加されることとなる。

上述の説明からは、本実施形態においてはノズルの欠陥に対する補正は若干弱いことが理解される。しかしここで示される例においては偶然線ｉ＋２における「２」値画素（ｉ＋２，ｊ−３）についてはその上側の線ｉ＋３における隣接画素の画素値が１繰り上げられ、線ｉ−２における「２」値画素（ｉ−２，ｊ）についてはその下側の線ｉ−３における隣接画素の画素値が１繰り上げられるため、線ｉ−２及び線ｉ＋２における黒画素が線ｉ−１及び線ｉ＋１に影響を及ぼしていない。すなわち線ｉ−１及び線ｉ＋１の各々に「１」が加算されるような上記例と逆の事例も上記例と同様の確率で生じうる。したがってより大きな画像領域を考慮した場合上述の例よりも好適な平均結果を得ることが可能であると考えられる。

また、図６の説明において示された変更を図７の実施例に適用することも可能である。更に、図６及び図７それぞれの実施例において４つの隣接画素（左右上下）を考慮するだけでなく斜め隣接画素をも含む８つの隣接画素を考慮するように設定することも可能である。例えば中央画素（ｉ，ｊ）の画素値をこの画素に対する斜め隣接画素（ｉ＋１，ｊ−１）、（ｉ＋１，ｊ＋１）、（ｉ−１，ｊ−１）、及び（ｉ−１，ｊ＋１）にも発散させることが可能である。

本発明を適用するインクジェットプリンタの概略構成図である。 本発明の第１実施形態を説明するための原画像の８×８画素領域を示す図である。 本発明の第１実施形態を説明するための印刷画像の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態による画素マトリックスの一例を示す図である。 本発明の第１実施形態を適用して形成される印刷画像の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態を説明するための原画像の８×８画素領域を示す図である。 本発明の第２実施形態による画素マトリックスの一例を示す図である。 本発明の第２実施形態を適用して形成される印刷画像の一例を示す図である。 本発明の第３実施形態を説明するための原画像の８×８画素領域を示す図である。 本発明の第３実施形態を説明するための印刷画像の一例を示す図である。 本発明の第３実施形態による画素マトリックスの一例を示す図である。 本発明の第３実施形態を適用して形成される印刷画像の一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるエラー拡散を適用する例を説明する図である。 本発明の一実施形態によるエラー拡散を適用する例において形成される画素マトリックスの一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるエラー拡散を適用する例において形成される印刷画像の一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるツーパス印刷モードを適用する例を説明する図である。 本発明の一実施形態によるツーパス印刷モードを適用する例を説明する図である。 本発明の一実施形態によるツーパス印刷モードを適用する例を説明する図である。 本発明の一実施形態によるツーパス印刷モードを適用する例を説明する図である。 本発明のまた別の実施形態によるツーパス印刷モードを適用する例を説明する図である。 本発明のまた別の実施形態によるツーパス印刷モードを適用する例を説明する図である。

符号の説明

２０ 印刷ヘッド
２２ ノズル
２４ 印刷ヘッド制御部
２６ 画像プロセッサ
３０ 原画像
３８ 画素マトリックス
４０ 印刷画像

Claims (11)

1. 複数の印刷要素を有する印刷ヘッドを具備するプリンタにおいて欠陥印刷要素を隠蔽する方法であって、画像の各画素がそれぞれ前記印刷要素に割り当てられ、同印刷要素によって印刷されるなかで、欠陥のある印刷要素に割り当てられた画素の画像情報は近隣する画素位置にずらされ、欠陥のない印刷要素によって印刷されるようにする方法において
   （ａ）複数の所定画素値のうちの少なくとも１つは近隣画素が欠陥印刷素子であるか否かによって変化する印刷コマンドを符号化した条件付き画素値に相当するなかで、前記画像の各画素に前記複数の所定画素値のうちの１つを割り当てて、印刷される画像情報をマルチレベル画素マトリックスとして符号化し、
   （ｂ）前記プリンタにおける欠陥印刷素子を把握し、
   （ｃ）前記印刷コマンドを実行する工程を含み、
   前記近隣画素のうちの少なくとも１つが欠陥印刷素子に対応する場合は前記工程（ｃ）において前記条件付き画素値は印刷されるべき画素として解釈され、そうでない場合は印刷されない画素として解釈される、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記工程（ｃ）は、条件付き画素値が割り当てられた各画素について、前記条件付き画素値によって確定される尤度で画素が対応画素位置又は隣接画素位置に印刷されるようにする後処理工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記後処理工程はエラー拡散処理工程を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 前記後処理工程は欠陥印刷素子に対応する画素の近隣画素についてのみ実行されることを特徴とする請求項２又は３記載の方法。
5. マルチパス印刷モードにおいて、前記後処理工程の実施は欠陥印刷素子に対応する画素線（ｉ）及び前記画素線（ｉ）のそれぞれ真上及び真下の画素線（ｉ−１）及び（ｉ＋１）への実施に限定されることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 前記工程（ａ）は原画像情報に応じて印刷されるべき各画素に無条件画素値を割当てて、前記印刷されるべき各画素に直接隣接する画素の画素値を増分することによって前記マルチレベル画素マトリックスを構築する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
7. 前記無条件画素値が割り当てられた各画素について当該画素に隣接する複数の画素それぞれの画素値に同一値を増分することを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記無条件画素値が割り当てられた各画素について、当該画素に隣接する複数の画素のうち選択された１つの画素の画素値にのみ増分値を加算し、前記増分値を加算する１つの隣接画素の選択は順々に変更されることを特徴とする請求項６記載の方法。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の方法における工程（ｂ）及び（ｃ）を実行するように構成される印刷ヘッド制御手段を有することを特徴とする印刷装置。
10. 請求項１乃至８のいずれかに記載の方法における工程（ａ）を実行するように構成される画像プロセッサを有することを特徴とする請求項９記載の印刷装置。
11. プリンタに請求項１乃至８のいずれかに記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラムコードを有するコンピュータプログラム。

Images