JP6029343B2 - 画像処理装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、記録素子列を略平行に複数配列した記録チップを、記録素子列方向に複数つなげた長尺つなぎヘッドを用いて、画像を形成するための画像処理装置およびその制御方法に関する。

コンピュータやワードプロセッサ等を含む電子機器などの出力機器として用いられる画像形成装置は、用紙等の記録媒体に画像（文字や記号等を含む）を記録するように構成されている。インクジェット式の画像形成装置（インクジェット画像形成装置）は、記録ヘッドを用いて記録素子から記録媒体に向かってインクを吐出し、画像形成を行う。

インクジェット画像形成装置において、記録ヘッドが記録媒体の幅に相当する記録幅をもち、記録媒体の搬送方向の移動のみを伴って画像形成を行うものをフルラインタイプのインクジェット画像形成装置という。フルラインタイプのインクジェット画像形成装置では、記録媒体を所定位置にセットし、記録媒体を搬送しながら記録動作を行う。上記フルラインタイプの画像形成装置に用いられる記録ヘッドにおいて、記録媒体の記録領域の全幅に渡ってインクジェット記録素子を全て欠陥なく加工することは現状難しい。例えば、フルラインタイプの記録装置において、Ａ３サイズの用紙に１２００ｄｐｉの解像度の記録を行うためには、フルラインタイプの記録ヘッドに約１４０００個の記録素子（記録幅約２９０ｍｍ）を形成する必要がある。このような多数の記録素子の全てを１つの欠陥もなく加工することは、製造プロセス上困難を伴う。また、このような記録ヘッドを製造できたとしても、良品率が低く製造コストが多大となってしまう。

上述の理由から、フルラインタイプの記録ヘッドとして、いわゆるつなぎヘッドが提案されている。つなぎヘッドは、複数の記録素子が配列された記録素子列を略平行に複数配列した記録チップを、記録素子列同士が一部オーバーラップするように記録チップを複数個連結した記録ヘッドである。つまり、短尺の記録チップを記録素子の配列方向に複数つなぎ合わせるように配列することによって記録領域の全幅にまたがるヘッドを実現する。

このようなつなぎヘッドはつなぎスジが発生しやすいという問題がある。つなぎスジとは、記録チップ間で記録素子列の端部が互いに隣り合う部分に発生する画質劣化のことである。これは、記録素子列の取り付けズレ、傾きズレや記録媒体の搬送バラツキなどに起因する。そこで特許文献１では、記録チップの重複部（つなぎ部）形成するドットパターンそれぞれについて、異なる記録チップ間における同色の記録素子列の距離に応じて、互いの排他関係を制御する方法が開示されている。

特開２０１０−１７９７７号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された手法では、必ずしも各記録素子列が形成するドットパターンの排他関係を適切に制御できない場合がある。フルラインタイプの記録ヘッドとして、同一色複数列の記録素子列の記録チップを用いた場合である。この場合、同色インクの記録素子列が同一ヘッドと異なるヘッドそれぞれ混在する。したがって、特許文献１による手法のように距離を用いて排他関係を制御しても、良好なドット配置が得られない場合がある。これは、同一ヘッドにある２つの記録素子列間と、異なるヘッドにある２つの記録素子列間とでは、つなぎスジの発生の程度が異なるためである。

本発明は、ある色成分の色材を吐出する記録素子列を複数有する記録チップをつなぎ構成によって長尺化したヘッドを用いて画像を形成する際に、つなぎスジを低減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処理装置は、同一の色成分を記録する複数の記録素子列を有する記録チップを、前記記録素子列方向に一部オーバーラップするように複数つなげてなる記録ヘッドを用いて、記録媒体の同一領域に対して前記記録素子列それぞれが記録することにより画像を形成するための画像処理装置であって、入力された画像データを前記記録素子列ごとの記録データに設定する設定手段と、ｋ番目に記録する記録素子列よりも先行し、前記ｋ番目に記録する記録素子列と同一の記録チップ上にある他の記録素子列に対応するドットパターンに対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を行う第１のフィルタ処理手段と、前記ｋ番目の記録する記録素子列よりも先行し、前記ｋ番目に記録する記録素子列とは異なる記録チップ上にある他の記録素子列に対応するドットパターンに対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を行う第２のフィルタ処理手段と、前記第１のフィルタ処理手段による結果と前記第２のフィルタ処理手段による結果とに基づいて、前記ｋ番目に記録する記録素子列に対応する記録データに対して行うハーフトーン処理に用いる閾値を設定して、該ハーフトーン処理を行い、前記ｋ番目に記録する記録素子列に対応するドットパターンを生成するハーフトーン処理手段とを有し、前記第１のフィルタ処理に用いられるフィルタの方が、前記第２のフィルタ処理に用いられるフィルタよりも、広い周波数帯域を通過させることを特徴とする。

本発明によれば、本発明は、ある色成分の色材を吐出する吐出口列を複数有する記録チップをつなぎ構成によって長尺化したヘッドを用いて画像を形成する際に、つなぎスジを低減できる。

画像処理装置および画像形成装置の構成を示したブロック図 単位記録ヘッドおよび記録ヘッド群の構成を示す図 画像処理装置１における画像処理のフローを示す図 色分解処理部１０３を示す図 列番号に応じたヘッドと画像形成領域の関係を示す図 記録データ設定用ＬＵＴを示す図 記録データ設定の処理を示す図 記録素子列ごとの記録データを示す図 第１実施形態のハーフトーン処理部１０７の構成を示すブロック図 ハーフトーン処理部１０７の処理を示すフローチャート ローパスフィルタを示す図 位相制御の周波数と画質の関係を示した図 ディザ処理の動作を示した図 第２実施形態のハーフトーン処理部１０７の構成を示すブロック図 第２実施形態のハーフトーン処理部１０７の構成を示すブロック図 第２実施形態のハーフトーン処理手段１０７に用いられる閾値マトリクスの生成を説明するための図 第２実施形態のハーフトーン処理手段１０７に用いられる閾値マトリクスの生成を説明するための図

以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に適用可能な画像処理装置、および画像形成装置の構成を示したブロック図である。図１において、画像処理装置１と画像形成装置２はインタフェース又は回路によって接続されている。画像処理装置１は例えば一般的なパーソナルコンピュータにインストールされたプリンタドライバである。その場合、以下に説明する画像処理装置１内の各部は、コンピュータが所定のプログラムを実行することにより実現される。ただし、画像形成装置２が画像処理装置１を含む構成としてもよい。

画像処理装置１は、入力端子１０１から入力された印刷対象のカラーの画像データ（以下、カラー入力画像データ）を入力画像バッファ１０２に格納する。カラー入力画像データは、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３つの色成分により構成されている。

色分解処理部１０３は、格納されたカラー入力画像データを画像形成装置２が備える色材色に対応した画像データへ分解する。この色分解処理には、色分解用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１０４を参照する。本実施形態における色材色は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４種類である。

記録データ設定部１０５は、記録データ設定用ＬＵＴ１０６に基づいて、色分解処理部１０３から得られる各色材色に対応する画像データをさらに、記録素子列毎の記録データへ変換する。本実施形態における記録データは、各記録素子列が印字するインク量を示すものである。

ハーフトーン処理部１０７は、記録データ設定部１０５によって得られる各色の列ごとの記録データをハーフトーン処理により２値化し、２値データ（以下、ハーフトーン画像データ）を出力する。ハーフトーン処理部１０７は、各色の列ごとのハーフトーン画像データをハーフトーン画像格納バッファ１０８に出力する。格納されたハーフトーン画像データは、出力端子１０９より画像形成装置２へ出力される。ハーフトーン処理部１０７は、同一領域に対して先行して記録する記録素子列がある場合、先行する記録素子列が記録するドットパターンを考慮して、ハーフトーン画像データを生成する。さらに、先行する記録素子列が同一記録チップ上か、異なる記録チップ上かに応じて、ハーフトーン画像データを生成する。

画像形成装置２は、画像処理装置１から受信した各記録素子列のハーフトーン画像データに基づいて、記録ヘッド群２０１〜２０４を制御し、同時に記録媒体２０５を記録ヘッド群２０１〜２０４に対して移動することにより、記録媒体上に画像が形成する。各記録ヘッド群２０１〜２０４は、インクジェット方式のものであり、同一色の記録素子列を複数有する短尺の記録チップを複数つなげた構成をとる。また搬送部２０６は、用紙トレイ２０７から供給された記録媒体２０５を搬送し、印刷物堆積部２０８に送られ印刷物となる。

図２は、記録ヘッド群２０１〜２０４の構成例を示す図である。本実施形態では前述の通り、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４種類のインクを記録ヘッド群２０１〜２０４に搭載する。各記録ヘッドは、記録チップをつなげたことにより長尺化された構成になっている。例えばシアンの記録ヘッド群２０１は、同一色複数の記録素子列をもつ短尺の記録チップ２０１１、２０１２が一部重複するように構成されている。

なお、本実施形態では記録媒体を搬送する方向に対して、記録素子が２列に配置された記録チップを２つつないだものを示しているが、記録素子列の数、配置はこの例に限らない。例えば、一つのヘッドにつき記録素子列は３列以上あってもよいし、記録チップを３つ以上つないだ構成でもよい。

次に、上述した機能構成を備えた本実施形態に適用可能な画像処理装置１および画像形成処理２における処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１０１において、多階調のカラー入力画像データが入力端子１０１より入力し、入力画像バッファ１０２に格納する。ここで入力画像データは、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３つの色成分によりカラー入力画像データを生成する。

ステップＳ１０２において、色分解処理部１０３は、色分解用ＬＵＴ１０４を用いて、カラー入力画像データが示すＲＧＢからＣＭＹＫの色毎に分解する。本実施形態では、色分解処理後の各画素データを８ビットとして扱うが、それ以上の階調数への変換を行っても構わない。

上述したように本実施形態における画像形成装置２は、４種類の各インクを保有する。そのため、ＲＧＢのカラー入力画像データは、ＣＭＹＫ各プレーンの各４プレーンの画像データへ変換される。図４は、色分解処理部１０３におけるデータの入出力を示している。入力されたＲ’、Ｇ’、Ｂ’各色の画像データは、色分解用ＬＵＴ１０４を参照して次式の通りに、ＣＭＹＫ各色に対応する色分解後画像データへ変換される。

Ｃ＝Ｃ＿ＬＵＴ＿３Ｄ（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’） ・・・（１）
Ｍ＝Ｍ＿ＬＵＴ＿３Ｄ（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’） ・・・（２）
Ｙ＝Ｙ＿ＬＵＴ＿３Ｄ（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’） ・・・（３）
Ｋ＝Ｋ＿ＬＵＴ＿３Ｄ（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’） ・・・（４）
ここで、式（１）〜（４）の右辺に定義される各関数が、色分解用ＬＵＴ１０４の内容に該当する。色分解用ＬＵＴ１０４はレッド、グリーン、ブルーの３入力値から、各インクの出力値を定める。本実施形態では、ＣＭＹＫの４種類のインクを具備する構成であるため、３入力値から４出力値を得るＬＵＴ構成となる。

以上の処理により、本実施形態における色分解処理が完了する。以下のステップＳ１０３からステップＳ１０８は、色ごとに処理を行う。ここでは、シアン（Ｃ）の例に説明するが、他の３種類の色材マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）に対しても同様の処理を行う。

ステップＳ１０３において、記録データ設定部１０５は、色分解後画像データ切り出し位置としてのＹ座標を示すｃｕｔ（ｋ）を設定する。ｃｕｔ（ｋ）は、列番号ｋにおける色分解後画像データ切り出し位置であり、各列の記録素子上端座標に相当する。

ここで、１６個の記録素子列を具備し、色分解後画像データ切り出し位置Ｙ座標ｃｕｔ（ｋ）の設定法を説明する。図５は、本実施形態における各記録チップと切り出し位置の例を示す。記録チップ２０１１の列番号ｋ＝１、２のｃｕｔ（ｋ）＝０、記録チップ２０１２の列番号ｋ＝３、４のｃｕｔ（ｋ）＝１２となる。この様な構成の場合、領域Ａがつなぎ部である。

以上のようにｃｕｔ（ｋ）が設定されると、Ｓ１０４において記録データ設定部１０５は、記録データ設定用ＬＵＴ１０６を用いて、各色に対応する色分解後画像データに基づき、記録素子列ごとの記録データを設定する。

記録データ設定用ＬＵＴ１０６によれば、２列の記録素子をもつ記録チップを２つつなぐ構成の場合、図６に示すような値が与えられる。図６は記録データ設定用ＬＵＴを示し、縦軸が記録素子の位置、横軸がインク値分割率を示す。また図６の縦軸は画像Ｙアドレス位置でありｎｙにより設定される。色分解後画像データを各列に分割するための比率をインク値分割率と呼ぶ。

ここで、各記録素子列ともにＤ１＿ｄ（１１０１）、Ｄ２＿ｄ（１１０２）、Ｄ３＿ｄ（１１０３）、Ｄ４＿ｄ（１１０４）のインク値分割率が、記録データ設定用ＬＵＴ１０６として保持されている。図６の、分割率Ｄ１＿ｄ（ｎｙ）（１１０１）に着目すると、Ｄ１＿ｄ（０）〜Ｄ１＿ｄ（１１）までは０．５となり、それ以降単調減少し、Ｄ１＿ｄ（１５）＝０．１２５の比率で分割される。また、図６では、同じ画像ＹアドレスｎｙにおけるＤ１＿ｄ（ｎｙ）〜Ｄ４＿ｄ（ｎｙ）については、以下のように設定されている。

Ｄ１＿ｄ（ｎｙ）＋Ｄ２＿ｄ（ｎｙ）＋Ｄ３＿ｄ（ｎｙ）＋Ｄ４＿ｄ（ｎｙ）＝１．０ ・・・（５）
このことは、すべての領域において、同一領域に対して記録する記録素子のインク値分割率の和は１．０となり、色分解データのインク値を保存されることを意味する。図６が示す記録データ設定用ＬＵＴを用いると、記録媒体上の同一領域に対して、２パスまたは４パスで画像を形成することになる。つなぎ部以外では、それぞれチップが有する２つの記録素子列により２回記録される。つなぎ部においては、４つの記録素子列が４回記録することにより画像を形成する。

ステップＳ１０４において記録データ設定部１０５は、図７に示すように、記録データ設定用ＬＵＴ１０６と色分解後画像データとを積算し、各記録データを設定する。つまり図７に示す右項のように、実際には記録素子列ごとの記録データが設定される。これにより画像形成時には、各記録素子列は記録データに基づいたインク量を吐出して画像を形成する。

図８は、列番号ｋ＝１〜４の記録素子位置に対する記録データを模式的に示している。列番号ｋ＝１の記録データ１２０１、列番号ｋ＝２の記録データ１２０２、列番号ｋ＝３の記録データ１２０３、列番号ｋ＝４の記録データ１２０４はそれぞれ、列番号ごとに多階調の記録データが設定されている。記録データは、色分解後画像データと記録データ設定用ＬＵＴ１０６との積により定まる。

Ｃ＿ｄ１（ｎｘ、ｎｙ）＝Ｃ（ｎｘ、ｎｙ）×Ｄ１＿ｄ（ｎｙ）
Ｃ＿ｄ２（ｎｘ、ｎｙ）＝Ｃ（ｎｘ、ｎｙ）×Ｄ２＿ｄ（ｎｙ）
Ｃ＿ｄ３（ｎｘ、ｎｙ）＝Ｃ（ｎｘ、ｎｙ）×Ｄ３＿ｄ（ｎｙ）
Ｃ＿ｄ４（ｎｘ、ｎｙ）＝Ｃ（ｎｘ、ｎｙ）×Ｄ４＿ｄ（ｎｙ）
・・・（６）
（ここでｎｙは画像Ｙアドレス、ｎｘは画像Ｘアドレスを示す。）
ただし、記録データ設定用ＬＵＴ１０６として保持されるインク値分割率は、式（５）を必ずしも満たす必要はなく、ヘッドつなぎ部などで値を変更してもよい。たとえば、つなぎ部に関して、式（５）のＤ１＿ｄ（ｎｙ）〜Ｄ４＿ｄ（ｎｙ）の和は１以上となってもよい。また、画像上ムラとなりにくい値を実験的に求めて与えてもよい。また、本実施形態では、インク値分割率Ｄ１＿ｄ（ｎｙ）〜Ｄ４＿ｄ（ｎｙ）は、直線的に急峻に変化する例を示したが、より滑らかに変化するように曲線状に変化していてもよい。

次にステップＳ１０５において、ハーフトーン処理部１０７は記録データを２値化し、ハーフトーン画像データに変換するハーフトーン処理を行う。ハーフトーン画像データは、各記録素子列が記録媒体上に記録するドットパターンを表す。本実施形態におけるハーフトーン処理は、周知の誤差拡散法を用いて８ｂｉｔの記録データを２階調（１ｂｉｔ）に変換する。前述の通りハーフトーン処理部１０７は、同一領域に対して先行して記録する記録素子列がある場合、先行する記録素子列が記録するドットパターンを考慮して、ハーフトーン画像データを生成する。さらに、先行する記録素子列が、同一記録チップ上にあるか異なる記録チップ上にあるかに応じて、ハーフトーン画像データを生成する。処理の詳細は後述する。

次にステップＳ１０６において、ハーフトーン画像データをハーフトーン画像格納バッファ１０８に格納する。本実施形態では、１色あたり、列番号ｋ＝１〜４の４列の記録素子列を具備しているため、格納されるハーフトーン画像格納バッファは１色あたり４つバッファを持つ。すなわちＣＭＹＫ４色では、４×４の１６分持つことになる。また一つの記録素子列あたりのバッファは、縦方向が記録素子数（Ｎｚｚｌ）×横画像Ｘサイズ（Ｗ）分確保されている。

ステップＳ１０７において、ハーフトーン画像格納バッファ１０８に蓄えられた、縦方向が記録素子数（Ｎｚｚｌ）、横方向が画像のＸサイズ（Ｗ）に相当するバンドデータが、記録素子列数×色数分、画像出力端子１０９より出力される。

ステップＳ１０８において、ハーフトーン画像データを受けた画像形成装置２は、ハーフトーン画像データに適合するインク色を選択し、印字動作を開始する。記録ヘッド群２０１〜２０４に対して記録媒体が搬送方向に移動しながら、一定の駆動間隔で各記録素子を駆動してインクを吐出し、記録媒体上に画像を記録する。ステップＳ１０８において、全ての印字動作が終了したか否かの判定を行う。終了した場合には一連の画像形成処理が完了し、処理の全てが終了する。

ここで、ステップＳ１０５においてハーフトーン処理部１０７が行うハーフトーン処理について、詳細に説明する。ある記録素子列（以下、注目記録素子列）に対応するハーフトーン画像データを以下のように生成する。

まず、同一の記録チップ上にある他の記録素子列が先行する場合、注目記録素子列が記録する領域には、既にドットが形成される。そこで、同一の記録チップ上にある、異なる記録素子列が形成するドットパターンとは、比較的幅広い低周波帯域において排他的になるように注目記録素子列のハーフトーン画像データを生成する。従って、あまりドットが重ならないドットパターンになる。

一方、異なる記録チップ上にある他の記録素子列が先行する場合、異なる記録チップの記録素子列から形成されたドットパターンとは低周波帯域において逆位相になるようにドットパターンを生成する。この場合、ドットの重なりを許容したドットパターンになる。

このように、異なる記録チップ間で形成されるドットパターンよりも、同一の記録チップ間で形成されるドットパターンのほうが、低周波で逆位相となる帯域幅が広くなるようにハーフトーン画像データを生成する。つまり、同一の記録チップにある記録素子列間の方が、形成するドット間の排他度が強い。なお、ドット間の排他度が強いほど、ドット同士の重なりが少なくなる。

このようにする理由は、同一の記録チップ上における記録素子列は配置の精度が高く、同一の記録チップ上における記録素子列間に発生する位置ズレの方が、異なる記録チップの記録素子列間に発生する位置ズレよりも位置ズレの発生が少ないためである。

図９は、ハーフトーン処理部１０７の構成を示す。また、図１０はハーフトーン処理部１０７におけるハーフトーン処理の流れを示すフローチャートである。

まずステップＳ２０１において、記録素子列１の記録データＣ＿ｄ１（１２０１）に対して、誤差拡散部１３０１は誤差拡散処理を行う。記録データＣ＿ｄ１（１２０１）は、シアンの記録素子列１に対応する第１ハーフトーン画像データに変換される。誤差拡散処理は公知の処理なので詳細は省略する。第１ハーフトーン画像Ｏｕｔ＿ｃ１（１３０２）は、０か２５５かのいずれかである。ドットを形成しない（ＯＦＦ）の場合はＯｕｔ＿ｃ１＝０、ドットを形成する（ＯＮ）の場合はＯｕｔ＿ｃ１＝２５５である。記
次にステップＳ２０２において、記録データＣ＿ｄ１（１２０１）に対して、第１ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）処理部１３０３はフィルタ処理を行い、フィルタ後データＣ＿ｄ１＿ｆを算出する。

Ｃ＿ｄ１＿ｆ ＝ Ｃ＿ｄ１ ＊ ＬＰＦ１ ・・・（７）
ただし、＊はコンボリューションを示す。

この第１ＬＰＦ処理は図１１（ａ）が示すフィルタ１５０１を用いる。なお、第１ＬＰＦ処理部で用いるフィルタは、ローパス特性を有しないデルタ関数（中心のみフィルタ係数１を有し、そのほかはゼロとなる）でもよい。このようにする理由の詳細は後述する。

次にステップＳ２０３において、第１ハーフトーン画像データＯｕｔ＿ｃ１に対して第１ＬＰＦ処理部１３０４はフィルタ処理を行い、フィルタ後データＯｕｔ＿ｃ１＿ｆを算出する。

Ｏｕｔ＿ｃ１＿ｆ ＝ Ｏｕｔ＿ｃ１ ＊ ＬＰＦ１ ・・・（８）
第１ＬＰＦ処理部１３０４は、第１ＬＰＦ処理部１３０３と同じフィルタ１５０１を用いる。

次にステップＳ２０４において補正成分算出部１３０５は、フィルタ後データＣ＿ｄ１＿ｆからフィルタ後データＯｕｔ＿ｃ１＿ｆを減算し、補正データｈ＿ｄ１として出力する。

ｈ＿ｄ１ ＝ Ｃ＿ｄ１＿ｆ − Ｏｕｔ＿ｃ１＿ｆ ・・・（９）
次にステップＳ２０５において位相制御部１３０６は、記録素子列２に対応する記録データＣ＿ｄ２（１２０２）に対してｈ＿ｄ１を加算し、補正後データＣ＿ｄ２＿ｈを算出する。

Ｃ＿ｄ２＿ｈ ＝ Ｃ＿ｄ２ ＋ ｈ＿ｄ１ ・・・（１０）
次に、ステップＳ２０６において誤差拡散処理部１３０７は、記録素子列２に対応する補正後データＣ＿ｄ２＿ｈに対して誤差拡散処理を行い、第２ハーフトーン画像データを出力する。第２ハーフトーン画像データＯｕｔ＿ｃ２（１３０８）も、０か２５５かの２状態（２値）をとる。すなわち、ドットを形成しない（ＯＦＦ）の場合はＯｕｔ＿ｃ２＝０、ドットを形成する（ＯＮ）の場合はＯｕｔ＿ｃ２＝２５５である。

以上のように、同一の記録チップ上にある２つの記録素子列のドットパターンを生成する。式（８）におけるフィルタ後データＯｕｔ＿ｃ１＿ｆは、ローパス特性をもつフィルタ１５０１を用いて第１ハーフトーン画像データの低周波成分のみを取り出したデータである。式（９）においては、これに負号を付して−Ｏｕｔ＿ｃ１＿ｆとし、式（７）で計算された記録素子列１に対応する記録データの低周波成分Ｃ＿ｄ１＿ｆから減算することで、記録素子列１で形成されたドットの逆特性を算出する。この逆特性を第２記録素子列に対応する記録データに加算した結果、記録素子列１で形成されたドットパターンの近傍には記録素子列２はドットを打ちにくくなる。すなわちこの処理によって、記録素子列２において、記録素子列１のハーフトーン画像データと記録素子列２のハーフトーン画像データとが低周波領域において逆位相となる効果がある。フィルタ１５０１は、幅広い帯域を通過させるフィルタであるため、逆位相となる周波数帯域は広い。そのため、排他度が強く、記録素子列１のハーフトーン画像データと記録素子列２のハーフトーン画像データは、あまりドットが重ならない。

なお、式（９）において−Ｏｕｔ＿ｃ１＿ｆにＣ＿ｄ１＿ｆを加算するのは、ｈ＿ｄ１の平均を常に０に保ち、入力画像データの濃度（ドット数）を保存するためである。また、フィルタ後データＯｕｔ＿ｃ１＿ｆだけにフィルタ処理をすると、平均濃度を０に保つためにＯｕｔ＿ｃ１＿ｆとＣ＿ｄ１とを加算すると、それぞれ空間周波数が異なるため、エッジ強調が発生してしまう。そこで、Ｃ＿ｄ１にもＯｕｔ＿ｃ１と同じフィルタをかけることにより、エッジ強調が起こらないようにする。

次に、ステップＳ２０７において、加算部（１３０９）は、記録素子列１の記録データＣ＿ｄ１（１２０１）と記録素子列２の記録データＣ＿ｄ２（１２０２）を加算し、加算後データＣ＿ｄ１２を算出する。

Ｃ＿ｄ１２ ＝ Ｃ＿ｄ１ ＋ Ｃ＿ｄ２ ・・・（１１）
次にステップＳ２０８において、加算後データＣ＿ｄ１２に対して、第２ＬＰＦ処理部１３１０はフィルタ処理を行い、フィルタ後データＣ＿ｄ１２＿ｆを算出する。

Ｃ＿ｄ１２＿ｆ ＝ Ｃ＿ｄ１２ ＊ ＬＰＦ２ ・・・（１２）
ただし、＊はコンボリューションを、ＬＰＦ２は第二ローパスフィルタを示す。

第２ＬＰＦ処理部は、図１１（ｂ）に示すフィルタ１５０２を用いる。フィルタ１５０４はローパス特性をもち、第１ＬＰＦ処理部で用いられるフィルタ１５０１よりも、帯域幅が狭い（ローパス特性が強い）。また、フィルタ１５０２のフィルタサイズの方がフィルタ１５０１よりも大きい。このようにする理由の詳細は後述する。

次に、ステップＳ２０９においてハーフトーンデータ加算部１３１０は、記録素子列１のハーフトーン画像データＯｕｔ＿ｃ１１３０２と記録素子列２のハーフトーンデータＯｕｔ＿ｃ２１３０８を加算する。そして加算後ハーフトーン画像データＯｕｔ＿ｃ１２を算出する。

Ｏｕｔ＿ｃ１２ ＝ Ｏｕｔ＿ｃ１ ＋ Ｏｕｔ＿ｃ２ ・・・（１３）
次にステップＳ２１０において、加算後ハーフトーン画像データＯｕｔ＿ｃ１２に対して、第２ＬＰＦ処理部１３１２はフィルタ処理を行い、フィルタ後データＯｕｔ＿ｃ１２＿ｆを算出する。

Ｏｕｔ＿ｃ１２＿ｆ ＝ Ｏｕｔ＿ｃ１２ ＊ ＬＰＦ２ ・・・（１４）
第２ＬＰＦ処理部１３１２はフィルタ１５０２を用いる。

次にステップＳ２１１において補正成分算出部１３１３は、Ｃ＿ｄ１２＿ｆから、Ｏｕｔ＿ｃ１２＿ｆを減算し補正データｈ＿ｄ１２を算出する。

ｈ＿ｄ１２ ＝ Ｃ＿ｄ１２＿ｆ − Ｏｕｔ＿ｃ１２＿ｆ ・・・（１５）
次にステップＳ２１２において、位相制御部１３１４は、記録素子列３の列記録データＣ＿ｄ３（１２０３）に対してｈ＿ｄ１２を加算し補正後データＣ＿ｄ３＿ｈを算出する。

Ｃ＿ｄ３＿ｈ ＝ Ｃ＿ｄ３ ＋ ｈ＿ｄ１２ ・・・（１６）
ステップＳ２１３において、誤差拡散部１３１５は記録素子列３の補正データＣ＿ｄ３＿ｈに対して誤差拡散処理を行う。ここで誤差拡散処理の出力データであるシアンの第３ハーフトーン画像データＯｕｔ＿ｃ３（１３１６）は、これまでと同様に、０か２５５かの２状態（２値）をとる。以上の処理によって、記録素子列３に対応するハーフトーン画像データが表すドットパターンと，記録素子列４に対応するハーフトーン画像データが表すドットパターンは、互いに低周波成分が逆位相になる。

次にステップＳ２１４において、記録素子列３の記録データＣ＿ｄ３（１２０３）に対して、第一ＬＰＦ処理部１３１７は、フィルタ１５０１を用いてフィルタ処理を行い、フィルタ後データＣ＿ｄ３＿ｆを算出する。

Ｃ＿ｄ３＿ｆ ＝ Ｃ＿ｄ３ ＊ ＬＰＦ１ ・・・（１７）
ただし、＊はコンボリューションを示す。

次にステップＳ２１５において、ハーフトーンデータＯｕｔ＿ｃ３に対して、１３１７と同様の第一ＬＰＦ処理部１３１８はフィルタ１５０１を用いてフィルタ処理を行い、フィルタ後データＯｕｔ＿ｃ３＿ｆを算出する。

Ｏｕｔ＿ｃ３＿ｆ ＝ Ｏｕｔ＿ｃ３＊ＬＰＦ１ ・・・（１８）
次にステップＳ２１６において補正成分算出部１３１９は、フィルタ後データＣ＿ｄ３＿ｆからフィルタ後データＯｕｔ＿ｃ３ｆを減算し補正データｈ＿ｄ３を算出する。

ｈ＿ｄ３ ＝ Ｃ＿ｄ３＿ｆ − Ｏｕｔ＿ｃ３＿ｆ ・・・（１９）
次に、ステップＳ２１７において位相制御部１３２０、位相制御部１３２１は、記録素子列４の記録データＣ＿ｄ４（１２０４）に対して補正データｈ＿ｄ３、およびｈ＿ｄ１２を加算し補正後データＣ＿ｄ４＿ｈを算出する。

Ｃ＿ｄ４＿ｈ ＝ Ｃ＿ｄ４ ＋ ｈ＿ｄ３ ＋ ｈ＿ｄ１２ ・・・（２０）
次に、ステップＳ２１８において、補正後データＣ＿ｄ４＿ｈに対して誤差拡散部１３２２は誤差拡散処理を行う。ここで出力データであるシアンの第４ハーフトーン画像データＯｕｔ＿ｃ４（１３２３）は、他のハーフトーン画像データと同様に０か２５５かの２状態（２値）をとる。以上により、ステップＳ１０５においてハーフトーン処理部１０７で行われるハーフトーン処理が終了する。このようにしてそれぞれ記録素子列が形成するドットパターンを表すハーフトーン画像データを生成する。同一記録チップの場合、各記録素子列に対応するドットパターンは互いに排他度が強い。これは、フィルタ処理部において比較的高域まで通過するフィルタを用いるためである。一方、異なる記録チップ形成するドットパターンは、低周波帯域において逆位相になる。

図１２は、このように排他度を制御する理由を説明するための図である。２つのドットパターンの位置ずれによって生じる出力画像の変化を、高周波領域と低周波領域に分けて模式的に表している。それぞれの周波数領域において、２つのドットパターンを逆位相または無相関にした場合を示している。ドットパターンを逆位相にするとはつまり、互いに排他的なドットパターンにすることを意味する。ドットパターンを無相関にするとは、ドットの重なりを許し、排他度を弱くすることを意味する。まず、高周波領域について考える。記録素子列番号ｋが記録するドットパターンと記録素子列ｋ＋１が記録するドットパターンの分布が互いに、逆位相である場合（１６０１）は、位置ズレがないときはそれぞれのドットは紙面を満遍なくドットが埋める。そのため、濃度が高くなる。しかしながら位置ズレが発生すると、互いの濃度分布が重なり、紙白部分が見えやすくなって濃度が薄くなる傾向にある。すなわち、印刷画像上、高周波成分でドットパターンが逆位相であると、位置ズレに対する濃度耐性が低くなる。しかし、高周波成分で濃度分布が無相関となる場合（１６０２）は、多少位置ズレが発生しても濃度は変わりにくい。ただし、若干の粒状性悪化は発生する。

一方、低周波領域については、記録素子列番号ｋが記録するドットパターンと記録素子列ｋ＋１が記録するドットパターンの分布が互いに、逆位相である場合（１６０３）、視覚上目障りな低周波成分が少なくなり粒状性悪化が抑制される。さらに、多少位置ズレが発生しても、濃度耐性は強い。しかし、低周波成分で濃度分布を無相関とする場合（１６０４）は、位置ズレの発生の有無に関わらず、低周波成分が画像上に現れてしまい、粒状性が悪化してしまう。

以上のように、印刷画像上の位置ズレが発生しやすい場合は、低周波領域においてドットパターンを逆位相にし、高周波領域では無相関にした方が濃度耐性をもつ。一方位置ズレが発生しにくい場合は、ドットパターンを比較的広範囲な周波数領域において逆位相にした方が、粒状性がよくなる。

本実施形態のように、図２が示すような記録チップをつなげて長尺化したヘッドを用いて画像を形成する場合、前述の通り同一記録チップにおける記録素子列間では、位置ズレは発生しにくい。ところが、異なる記録チップにおける記録素子列間では、位置ズレが発生しやすい。そこで、同一記録チップにおける記録素子列間のドットパターンは、互いに、比較的広い周波数帯域で逆位相になるように生成する。一方、異なる記録チップにおける記録素子列間のドットパターンは、低周波領域でのみ逆位相になるように生成する。そのため、本実施形態ではフィルタ１５０１とフィルタ１５０２のローパス特性が異なる。低周波領域でのみ逆位相になるドットパターンを生成したいときは、フィルタ１５０２が示すように帯域幅の狭いフィルタを用いる。これにより、同一記録チップおよび異なる記録チップによって記録媒体上に画像を形成したとき、位置ズレが発生しても濃度耐性があり、良好な画像を得ることができる。

なお、本実施形態では記録素子列の各記録データに対して、先に記録されるドットパターンに基づく補正データを付加する例を示した。しかしながら、ドットパターン同士の排他関係を制御する方法は本実施形態の手法に限られるものではない。例えば補正データを、誤差拡散法の閾値や量子化誤差に反映させても良い。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、ハーフトーン処理部１０７は誤差拡散法を用いる例を説明したが、本実形態では、ハーフトーン処理部１０７でディザ法を用いる例について説明する。

図１３は、シアンを例にした場合のディザ法によるハーフトーン処理の概要を示す。ディザ法は、入力画像データに対応する閾値からなるディザマトリクスＴｈを用いて、入力されたデータと閾値とを比較することにより量子化する。例えば、シアンの記録素子列１に対応する記録データＣ＿ｄ１とディザマトリクスＴｈを画素ごとに比較する。ここでは、閾値より入力画素値の方が大きければ２５５、小さければ０として出力する。そしてシアンの記録素子列１が形成するハーフトーン画像データＯｕｔ＿ｃ１を得られる。よって、第１実施形態における図９で示したハーフトーン処理部１０７を、上述のディザマトリクスＴｈを用いたディザ法に変更すれば第２実施形態の構成を実現できる。

具体的には、図１４に示したように、ディザ処理部１７０１、１７０７、１７１５、１７２２を構成するする。また、上述のディザマトリクスＴｈは１７２４、１７２５、１７２６、１７２７と、各ディザ処理部それぞれに格納することとする。なおディザマトリクスＴｈは、それぞれ異なるものを用意してもよいし、同じものを用意してもよい。以上により、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上述のディザ法でも、記録素子列ごとの記録データに対して、逆位相とするための補正データを付加する例を示した。しかしながら、逆位相となる補正データを例えば、ディザマトリクスに反映させても良い。

＜変形例＞
以下、本発明に係る第２実施形態の変形例について説明する。上述した第２実施形態では、ディザ法を用いる際に、補正成分算出部１７０５、１７１３、１７１９においてドットパターンを逆位相にするための補正成分を算出した。しかしながら、記録素子列毎に補正成分の算出を行うのは処理コストが高くなる。そこで、本変形例ではハーフトーン処理部１０７でディザ法を用いる際に、上述の補正成分算出を行わないで、あらかじめ補正と同等の効果をディザマトリクスに反映する例を示す。

図１５は、ハーフトーン処理部１０７において補正成分算出を行わない場合のブロック図を示す。図１５に示したように、ディザ処理部１８０１、１８０３、１８０５、１８０７はそれぞれ、ディザマトリクスＴｈ＿１〜Ｔｈ＿４（１８０８、１８０９、１８１０、１８１１）を用いる。ディザマトリクスＴｈ＿１は公知のディザマトリクス生成法に基づきディザマトリクスを生成する。

一方、ディザマトリクスＴｈ＿２〜Ｔｈ＿４は、各記録素子列が記録するドットパターンが低周波領域で逆位相となるようにディザマトリクスを生成しておく。

例えばＴｈ＿２の生成例を図１６に示す。図１６においては、まずＴｈ＿１に対して前述の実施形態と同様にフィルタ１５０１によるフィルタ処理を行い、ディザマトリクスの低周波成分１９０３を算出する。ここで用いられるフィルタ１５０１は帯域幅の広い（弱いローパス）フィルタなので、ドットパターン間で逆特性（位相が逆）となる低周波数帯の幅が広くなる。

次に、このディザマトリクスの低周波成分１９０３に基づいて、逆位相制御するための成分を算出する。具体的には、画素値が全て２５５の画素値群からディザマトリクスの低周波成分１９０３を減算することにより、逆位相制御のための成分を算出する。この減算後の結果得られた逆位相制御情報１９０５は、このままでは閾値として使用できないため、各画素の値をディザマトリクスの形式に変換する。

通常ディザマトリクスは整数の形式で０〜２５５（８ビットの場合）の値が格納される必要がある。そこで、逆位相制御情報１９０５の画素値群を、小さい値をもつ画素から０〜２５５の値に番号付けを行う。なお、図１６ディザマトリクス１９０６は、サイズ４×４画素の模式図として描いているため、閾値の値としては０、１７、３４のように離散的な値が格納されている。しかしながら、２５６階調以上を表現する通常のディザマトリクスはサイズ１６×１６画素以上となるため、０、１、２〜と全ての値を格納することができる。以上のようにしてディザマトリクスＴｈ＿２が決定される。ディザマトリクスＴｈ＿２は、同一の記録チップ上にある他の記録素子列に対応するディザマトリクスＴｈ＿１に対して、位相が逆となる低周波数帯の幅が広くなる（低周波から高周波に掛けて逆位相となる）。この結果、粒状性の良好な画像を得ることができる。

さらに図１７は、ディザマトリクスＴｈ＿３の生成例を示す。まずディザマトリクスＴｈ＿１（２００１）に対して前述の実施形態と同様にフィルタ１５０２を用いたフィルタ処理を行い、ディザマトリクスの低周波成分２００３を算出する。ここで用いられるフィルタ１５０２は帯域幅が狭い（強いローパス）フィルタので、ドットパターン間で逆位相となる低周波数帯の幅が狭くなる効果がある。

次に、このディザマトリクスの低周波成分２００３に基づいて逆位相制御するための成分を算出する。具体的には、画素値が全て２５５の画素値群からディザマトリクスの低周波成分２００３を減算することにより、逆位相制御のための成分を算出する。同時に、前述の通り求めたＴｈ＿２（２００６）に対してもフィルタ１５０２を用いたフィルタ処理を行い、ディザマトリクスの低周波成分２００８を算出する。次に、このディザマトリクスの低周波成分２００８に基づいて逆位相制御するための成分を算出する（。具体的には、画素値が全て２５５の画素値群からディザマトリクス低周波成分（２００８）を減算することにより、逆位相制御のための成分を算出可能する。これらの処理により得られた逆位相制御のための成分２００４、２００９それぞれに重みづけを行う。ここではそれぞれに重み０．５を積算（２００５、２０１０）したうえで加算し、逆位相制御情報２０１２を算出する。図１６と同様に、逆位相制御情報２０１２をディザマトリクスの形式に変換する。

以上によりディザマトリクスＴｈ＿３が決定される。上述のように、ディザマトリクスＴｈ＿３は、ディザマトリクスＴｈ＿１、Ｔｈ＿２に対して帯域幅の狭い（ローパス特性の強い）フィルタ１５０２によるフィルタ処理を行う。決定されるディザマトリクスＴｈ＿３は、異なる記録チップ上の記録素子列に対応するディザマトリクスＴｈ＿１、Ｔｈ＿２に対して、位相が逆となる低周波数帯の幅が狭くなる。

なお説明は省略するが、Ｔｈ＿４については、Ｔｈ＿１、Ｔｈ＿２に対して比較的ローパス特性の強いフィルタ１５０２によるフィルタ処理により逆位相制御情報を生成するのはＴｈ＿３と同様である。ただし、上記に加えてＴｈ＿３に対して比較的ローパス特性の弱いフィルタ１５０１によるフィルタ処理により逆位相制御情報を生成する。これらの二つ逆位相制御情報を用いてＴｈ＿４を生成することが可能である。

以上のように生成したディザマトリクスを用いてディザ処理することで、前述の実施形態と同様の効果を得られる。

＜その他の実施形態＞
本発明は、上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、上述した実施形態の機能を実現する。

Claims (8)

1. 同一の色成分を記録する複数の記録素子列を有する記録チップを、前記記録素子列方向に一部オーバーラップするように複数つなげてなる記録ヘッドを用いて、記録媒体の同一領域に対して前記記録素子列それぞれが記録することにより画像を形成するための画像処理装置であって、
   入力された画像データを前記記録素子列ごとの記録データに設定する設定手段と、
   ｋ番目に記録する記録素子列よりも先行し、前記ｋ番目に記録する記録素子列と同一の記録チップ上にある他の記録素子列に対応するドットパターンに対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を行う第１のフィルタ処理手段と、
   前記ｋ番目の記録する記録素子列よりも先行し、前記ｋ番目に記録する記録素子列とは異なる記録チップ上にある他の記録素子列に対応するドットパターンに対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を行う第２のフィルタ処理手段と、
   前記第１のフィルタ処理手段による結果と前記第２のフィルタ処理手段による結果とに基づいて、前記ｋ番目に記録する記録素子列に対応する記録データに対して行うハーフトーン処理に用いる閾値を設定して、該ハーフトーン処理を行い、前記ｋ番目に記録する記録素子列に対応するドットパターンを生成するハーフトーン処理手段とを有し、
   前記第１のフィルタ処理に用いられるフィルタの方が、前記第２のフィルタ処理に用いられるフィルタよりも、広い周波数帯域を通過させることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記ハーフトーン処理は、誤差拡散処理であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記ハーフトーン処理は、ディザ処理であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記画像処理装置は、インクジェット方式による記録装置に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 同一の色成分を記録する複数の記録素子列を有する記録チップを、前記記録素子列方向に一部オーバーラップするように複数つなげてなる記録ヘッドを用いて、記録媒体の同一領域に対して前記記録素子列それぞれが記録することにより画像を形成するための画像処理装置であって、
   入力された画像データを前記記録素子列ごとの記録データに設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された各記録素子列の記録データに対して、閾値マトリクスを用いたハーフトーン処理を行い、前記記録素子列それぞれが記録するドットパターンを生成するハーフトーン処理手段とを有し、
   前記閾値マトリクスは、前記記録素子列ごとに設定され、
   ｋ番目に記録する記録素子列に対応する閾値マトリクスは、前記ｋ番目に記録する記録素子列と同一の記録チップ上にある他の記録素子列に対応する閾値マトリクスに対して、第１のローパスフィルタを用いたフィルタ処理結果と、前記ｋ番目に記録する記録素子列とは異なる記録チップ上にある他の記録素子列に対応する閾値マトリクスに対して、前記第１のローパスフィルタよりも狭い帯域を通過させる第２のローパスフィルタを用いたフィルタ処理結果とに基づいて生成されることを特徴とする画像処理装置。
6. コンピュータを請求項１乃至５の何れか一項に記載された画像処理装置として機能させるためのプログラム。
7. 同一の色成分を記録する複数の記録素子列を有する記録チップを、前記記録素子列方向に一部オーバーラップするように複数つなげてなる記録ヘッドを用いて、記録媒体の同一領域に対して前記記録素子列それぞれが記録することにより画像を形成するための画像処理装置の制御方法であって、
   入力された画像データを前記記録素子列ごとの記録データに設定する設定工程と、
   ｋ番目に記録する記録素子列よりも先行し、前記ｋ番目に記録する記録素子列と同一の記録チップ上にある他の記録素子列に対応するドットパターンに対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を行う第１のフィルタ処理工程と、
   前記ｋ番目の記録する記録素子列よりも先行し、前記ｋ番目に記録する記録素子列とは異なる記録チップ上にある他の記録素子列に対応するドットパターンに対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を行う第２のフィルタ処理工程と、
   前記第１のフィルタ処理工程による結果と前記第２のフィルタ処理工程による結果とに基づいて、前記ｋ番目に記録する記録素子列に対応する記録データに対して行うハーフトーン処理に用いる閾値を設定して、該ハーフトーン処理を行い、前記ｋ番目に記録する記録素子列に対応するドットパターンを生成するハーフトーン処理工程とを有し、
   前記第１のフィルタ処理に用いられるフィルタの方が、前記第２のフィルタ処理に用いられるフィルタよりも、広い周波数帯域を通過させることを特徴とする画像処理方法。
8. 同一の色成分を記録する複数の記録素子列を有する記録チップを、前記記録素子列方向に一部オーバーラップするように複数つなげてなる記録ヘッドを用いて、記録媒体の同一領域に対して前記記録素子列それぞれが記録することにより画像を形成するための画像処理装置の制御方法であって、
   入力された画像データを前記記録素子列ごとの記録データに設定する設定工程と、
   前記設定工程により設定された各記録素子列の記録データに対して、閾値マトリクスを用いたハーフトーン処理を行い、前記記録素子列それぞれが記録するドットパターンを生成するハーフトーン処理工程とを有し、
   前記閾値マトリクスは、前記記録素子列ごとに設定され、
   ｋ番目に記録する記録素子列に対応する閾値マトリクスは、前記ｋ番目に記録する記録素子列と同一の記録チップ上にある他の記録素子列に対応する閾値マトリクスに対して、第１のローパスフィルタを用いたフィルタ処理結果と、前記ｋ番目に記録する記録素子列とは異なる記録チップ上にある他の記録素子列に対応する閾値マトリクスに対して、前記第１のローパスフィルタよりも狭い帯域を通過させる第２のローパスフィルタを用いたフィルタ処理結果とに基づいて生成されることを特徴とする画像処理方法。

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