JP7271939B2 - 画像形成装置、ハーフトーン処理方法、およびハーフトーン処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、ハーフトーン処理方法、およびハーフトーン処理プログラムに関する。

一般に、インクジェット方式の画像形成装置では、複数のノズルが一列に並んだノズル列が互いに平行になるように、用紙搬送方向と交差するノズル列方向に複数並んで形成されたノズルヘッドを使用している。このようなノズルヘッドでは、各ノズルから吐出されるインクにより用紙などの記録媒体に形成するドットの記録密度を高めるため、用紙搬送方向から視たときに、複数のノズルが互いに重ならないように互い違いに配置される。

例えば、ノズルヘッドにおいて、第１ノズル列および第２ノズル列がノズル列方向に並んで配置されている場合、第２ノズル列の各ノズルは、第１ノズル列の隣接するノズル間の中間に配置される。このように第１ノズルおよび第２ノズル列が形成されることにより、第１ノズル列および第２のノズル列の各ノズルから吐出されるインクによって用紙に形成されるドットのピッチは、第１ノズル列および第２ノズル列のノズル間隔の半分になる。したがって、用紙に形成されるドットの密度を高めることができる。

ところが、このようなノズルヘッドが何らかの原因により傾いて装着された場合、用紙に形成されるドットのピッチが一定とならず、光沢スジやムラといった画像不良を発生させる可能性がある。

これに関連して、下記特許文献１には、メインノズルの他にサブノズルを使用し、メインドットに加えて補正ドットを打つことによりノズルヘッドの傾きによって発生する光沢スジやムラを低減させる技術が記載されている。

特開２００８－１５５３８２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、ノズルヘッドのサイズが大型化することに加え、コストも増大するという問題がある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、ノズルヘッドの大型化およびコスト増を回避しつつ、ノズルヘッドの傾きによる画像不良を防止または軽減する画像形成装置、ハーフトーン処理方法、およびハーフトーン処理プログラムを提供することである。

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

（１）記録媒体へインクを吐出することにより前記記録媒体にドットを形成するノズルが第１方向に列状に配置されたノズルヘッドと、前記記録媒体および前記ノズルヘッドの少なくともいずれか一方を、他方に対して前記第１方向と交差する第２方向に相対的に移動する移動機構と、前記記録媒体にドットの画像を形成するための画像データを取得する画像取得部と、前記画像データに基づいて前記画像の各画素位置においてドットを形成するか否かを判断するハーフトーン処理部と、を有し、前記ハーフトーン処理部は、前記画像データに対してｎ値化処理を実施し、ｎ値化データを生成するｎ値化処理部と、前記ｎ値化データに対して、前記第２方向に隣接する複数の画素位置を１つのグループに組み分けする組み分け処理部と、各々の前記グループの各画素位置のｎ値化データの合計値を算出する合計値算出部と、前記合計値に基づいて、前記記録媒体にドットが連続して形成されることを抑制するように、前記画像データの各画素位置におけるドットの濃度を再配置する再配置処理を実施する再配置処理部と、を有する、画像形成装置。

（２）前記ハーフトーン処理部は、前記再配置処理を行う画素位置を示す再配置パターンを記憶する記憶部をさらに有し、前記再配置処理部は、前記再配置パターンに基づいて、ドットの濃度を再配置する、上記（１）に記載の画像形成装置。

（３）前記再配置処理部は、前記再配置パターンおよび前記１つのグループ内の各画素に対応する閾値マトリクスの閾値の大小関係に基づいて、ドットの濃度を再配置する、上記（２）に記載の画像形成装置。

（４）前記ノズルヘッドには、複数列のノズルが互いに並んで配置されている、上記（１）～（３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（５）前記第２方向から視た場合に、前記複数列のノズルの位置が互いに重ならないように配置される、上記（４）に記載の画像形成装置。

（６）前記ノズルの並び方向は、調整可能に構成されている、上記（１）～（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（７）前記インクは、液滴の状態で前記記録媒体に付着した後に固定化する、上記（１）～（６）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（８）前記組み分け処理部は、前記ｎ値化データに対して前記第２方向に隣接する２つの画素位置を１つのグループに組み分けする、上記（１）～（７）のいずれか１つに記載の画像形成装置。

（９）前記再配置処理部は、前記第２方向の１つのグループ内で閾値マトリクスの閾値を比較することにより、前記画像データの各画素位置におけるドットの濃度を再配置する、上記（１）に記載の画像形成装置。

（１０）記録媒体へインクを吐出することにより前記記録媒体にドットを形成するノズルが第１方向に複数列配置されたノズルヘッドと、前記記録媒体および前記ノズルヘッドの少なくともいずれか一方を、他方に対して前記第１方向と交差する第２方向に相対的に移動する移動機構と、前記記録媒体にドットの画像を形成するための画像データを取得する画像取得部と、前記画像データに基づいて前記画像の各画素位置においてドットを形成するか否かを判断するハーフトーン処理部と、を有する画像形成装置のハーフトーン処理方法であって、前記画像データに対してｎ値化処理を実施し、ｎ値化データを生成するステップ（ａ）と、前記ｎ値化データに対して、前記第２方向に隣接する複数の画素位置を１つのグループに組み分けするステップ（ｂ）と、各々の前記グループの各画素位置のｎ値化データの合計値を算出するステップ（ｃ）と、前記合計値に基づいて、前記記録媒体にドットが連続して形成されることを抑制するように、前記画像データの各画素位置におけるドットの濃度を再配置する再配置処理を実施するステップ（ｄ）と、を有する、ハーフトーン処理方法。

（１１）前記ハーフトーン処理部は、前記再配置処理を行う画素位置を示す再配置パターンを記憶する記憶部をさらに有し、前記ステップ（ｄ）では、前記再配置パターンに基づいて、ドットの濃度を再配置する、上記（１０）に記載のハーフトーン処理方法。

（１２）前記ステップ（ｄ）では、前記再配置パターンおよび前記１つのグループ内の各画素に対応する閾値マトリクスの閾値の大小関係に基づいて、ドットの濃度を再配置する、上記（１１）に記載のハーフトーン処理方法。

（１３）前記ステップ（ｂ）では、前記ｎ値化データに対して前記第２方向に隣接する２つの画素位置を１つのグループに組み分けする、上記（１０）～（１２）のいずれか１つに記載のハーフトーン処理方法。

（１４）前記ステップ（ｄ）では、前記第２方向の１つのグループ内で閾値マトリクスの閾値を比較することにより、前記画像データの各画素位置におけるドットの濃度を再配置する、上記（１０）に記載のハーフトーン処理方法。

（１５）上記（１０）～（１４）のいずれか１つに記載のハーフトーン処理方法をコンピューターに実行させるためのハーフトーン処理プログラム。

本発明によれば、ハーフトーン処理において、多値化処理を実施後、組み分け処理を行う際に、用紙搬送方向に隣接した画素を１つのグループとし、再配置パターンに基づいて入れ替えを行うことにより、用紙にドットが連続して形成されることを抑制できる。その結果、ノズルヘッドの大型化およびコスト増を回避しつつ、光沢スジやムラといった画像不良が発生することを軽減できる。

一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を例示するブロック図である。 図１に示す画像形成部のノズルヘッドの概略構成を説明するための模式図である。 ノズルヘッドから吐出されたインクによって用紙に形成されるドットについて説明するための模式図である。 図１に示す画像処理部の概略構成を例示するブロック図である。 閾値マトリクスの一例を示す模式図である。 図３に示すハーフトーン処理部の概略構成を例示するブロック図である。 ハーフトーン処理の概略的な流れを例示するフローチャートと、各処理の処理結果の模式図とを対応付けた説明図である。 再配置パターンの一例を示す模式図である。 再配置パターンを使用せずに閾値マトリクスを使用する場合の再配置処理について詳細に説明するためのサブルーチン・フローチャートである。 ノズルヘッドが傾いている状態でドット形成する場合について説明するための模式図である。 ノズルヘッドが傾いている状態でドット形成する場合に用紙上に形成されるドットの位置について説明するための模式図である。 実施例において、ノズルヘッドが傾いている状態と、傾いていない状態とでドット形成した結果を例示するスキャン画像である。 実施例において、ノズルヘッドの傾きに対する濃度変動についてのグラフである。 比較例において、ノズルヘッドが傾いている状態と、傾いていない状態とでドット形成した結果を例示するスキャン画像である。 比較例において、ノズルヘッドの傾きに対する濃度変動についてのグラフである。

（一実施形態）
＜画像形成装置１００の構成＞
図１は一実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成を例示するブロック図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、画像形成部２００、インタフェース３００、制御部４００、表示入力部５００、および画像処理部６００を有し、これらの各構成要素は内部バス１０１により相互に通信可能に接続されている。

画像形成部２００は、ノズルヘッド２１０、駆動部２２０、インクカートリッジ２３０、および搬送部２４０を有する。

ノズルヘッド２１０は、用紙（記録媒体）へインクを吐出することにより、用紙にドットを形成する複数のノズルを有する。ノズルヘッド２１０の詳細については後述する。

駆動部２２０は、制御部４００の指示にしたがって、ノズルヘッド２１０を駆動する。インクカートリッジ２３０は、ノズルヘッド２１０のノズルから吐出するインクを収容する。搬送部２４０は、移動機構として動作し、用紙を所定の用紙搬送方向へ搬送することにより、ノズルヘッド２１０に対して用紙を平行に移動させる。

なお、図示を省略するが、画像形成装置１００は複数の色のインクを用いて画像形成を行うことができるインクジェットプリンタであり、画像形成部２００は複数の色の各々についてノズルヘッド２１０、駆動部２２０、インクカートリッジ２３０等を備える。

＜ノズルヘッド２１０の構成＞
図２Ａは図１に示す画像形成部２００のノズルヘッド２１０の概略構成を説明するための模式図であり、図２Ｂはノズルヘッド２１０から吐出されるインクによって用紙に形成されるドットについて説明するための模式図である。図２Ａおよび図２Ｂに示す例では、Ｘ方向（第１方向）と、Ｘ方向と交差するＹ方向（第２方向）は、それぞれ用紙の幅方向および用紙搬送方向に一致している。

図２Ａに示すように、ノズルヘッド２１０は、複数のノズル（例えばノズル列２１１，２１２等）を有する。複数のノズルは、例えばＸ方向に沿って一列に設けられ、インクを用紙へ吐出することにより用紙にドット列を形成する。ノズル列２１１，２１２のＸ方向のノズル密度は、例えば６００ＤＰＩ（Ｄｏｔ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）でありうる。また、ノズル列２１１とノズル列２１２との間の距離は、Ｗ１である。

ノズル列２１１，２１２は、略平行に並んで配置され、Ｘ方向に互い違い、すなわちＹ方向から視た場合に、各々のノズルの位置が互いに重ならないように、ノズルのピッチの半分だけずらして配置されている。

このようにノズル列２１１，２１２を配置することにより、図２Ｂに示すように、ノズル列２１２によるドット列Ｄ２が、ノズル列２１１によるドット列Ｄ１の中間に形成される。これにより、Ｘ方向において、ドット密度がノズル列２１１，２１２のノズル密度よりも高くなり、用紙１０に形成される画像の解像度を高めることができる。なお、ノズルヘッド２１０には、ノズル列２１１，２１２のノズルの並び方向を調整する調整機構が備えられ、Ｙ方向に対して、ユーザーの所望の方向に調整できる。

また、ノズル列２１２は、Ｙ方向についてノズル列２１１よりもＷ１だけ下流側に位置する。このため、制御部４００は、ノズル列２１１によるインクの吐出タイミングに対して、ノズル列２１２によるインクの吐出を、用紙１０がＷ１だけ搬送される時間Ｔ１だけ遅らせたタイミングで行うように駆動部２２０を制御する。その結果、ノズル列２１１によって先行してＹ方向にドット列Ｄ１が形成され、Ｔ１経過した後、ドット列Ｄ１の間にノズル列２１２によってドット列Ｄ２が形成される。これにより、ドット列Ｄ１とドット列Ｄ２の形成開始位置が揃えられる。

このように、複数のノズル列がＹ方向に複数配置され、かつ各ノズルがＹ方向に互いに重ならないように配置されることにより、更なる省スペース化をすることができ、高い解像度での印刷を実現できる。

本実施形態では、ノズル列が２列あるのでノズル密度の２倍、すなわち１２００ＤＰＩのドット密度となる。ノズル列２１１，２１２のように、ノズル列２がラインの場合は、ノズル列２１１，２１２のノズルの各々により形成されるＹ方向のドット列Ｄ１，Ｄ２は互いに隣接することが望ましい。

ノズル列２１１，２１２から吐出されたインクは、液滴の状態で用紙１０に付着し、固定化する。これにより、用紙１０にドット列Ｄ１，Ｄ２が形成される。なお、ゲルＵＶインクを使用することにより、用紙１０に形成される際の位置ずれを小さくすることができる。

インタフェース３００は、外部の機器との間でデータ伝送を行う。インタフェース３００は、例えばネットワーク・インターフェースカード（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ、ＮＩＣ）等の通信装置を有し、回線を通じて外部の機器とデータ伝送を行う。インタフェース３００によるデータ伝送は、有線／無線を問わず、またそのプロトコルやその他の接続形式に関する条件（例えば規格等）を問わない。

制御部４００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、および補助記憶部等を備えるコンピューターである。制御部４００は、ソフトウェア処理により画像形成装置１００の動作制御を行う。補助記憶部は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＤＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等を有する。

ＣＰＵは、ＲＡＭに展開されたプログラムを実行し、画像形成装置１００の動作制御を行う。プログラムは、ＲＯＭまたは補助記憶部に予め保存されている。ＲＡＭは、ＣＰＵの処理によって展開されたデータや、当該処理によって一時的に生じたデータ等を格納する。ＲＯＭは、ＣＰＵによって実行されるプログラムやデータ等を記憶する。

表示入力部５００は、入力部および出力部を有する。入力部は、たとえば、キーボードおよび／またはタッチパネルを備え、文字入力、各種設定、印刷指示などの各種指示（入力）をユーザーが行うために利用される。また、出力部は、ディスプレイを備え、機器構成、印刷設定、印刷ジョブの実施状況などを、ディスプレイに表示（出力）することにより、ユーザーに提示するために使用される。

＜画像処理部６００の構成＞
図３は図１に示す画像処理部６００の概略構成を例示するブロック図であり、図４は閾値マトリクスの一例を示す模式図である。また、図５は図３に示すハーフトーン処理部の概略構成を例示するブロック図である。

画像処理部６００は、画像形成部２００により用紙１０に形成されるドットの画像の元データとなる画像データに対してハーフトーン処理を実施する。画像処理部６００は、画像取得部６１０、記憶部６２０、ハーフトーン処理部６３０、および画像出力部６４０を有する。

画像取得部６１０は、ハーフトーン処理を施す対象となる画像データを取得してハーフトーン処理部６３０へ入力する。画像取得部６１０は、例えばインタフェース３００を介して外部の機器から入力される画像データや、制御部４００により画像処理を施された画像データ等を取得する。

記憶部６２０は、ｎ値化処理を行うための閾値マトリクスを記憶する記憶装置であり、例えばフラッシュメモリ等の記憶装置により構成される。図４に示すように、本実施形態の閾値マトリクスは、所定の画素領域に対応する各画素に閾値が設定されたデータである。

所定の画素領域は、例えば画像データを構成する画素の並びに沿ったｘ方向と、ｘ方向に直交するｙ方向とに沿う２５６×２５６［画素］の画素領域である。閾値マトリクスの各画素には、後述するｎ値化処理に対応する閾値が設定されている。各画素の閾値は、画像データを構成する画素領域のうち、所定の画素領域に対応する画素領域の各画素についてドット形成を行うか否かを判定するための閾値であり、（ｎ－１）個の値が設定される。例えば、２値化処理の場合は、１個の閾値が設定される。

図４に示すように、本実施形態で用いる閾値マトリクスは２５６×２５６［画素］であるが、閾値マトリクスが有する閾値の数、すなわち閾値マトリクスに対応する画素領域における画素の数および並びは任意に設定することができる。例えば、閾値マトリクスのサイズを、画像データの全体をカバーできるサイズとしてもよい。

画像データの一部または全部を構成する複数の画素、すなわちｘ方向およびｙ方向に沿って並ぶ複数の画素と、ｘ方向およびｙ方向に沿って並ぶ閾値マトリクスの複数の閾値とは、一対一の関係を有する。また、画像データの各画素と、ノズルヘッド２１０の複数のノズルにより形成される一つ一つのドットとは一対一の関係を有する。

ハーフトーン処理部６３０は、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等により構成されうる。ハーフトーン処理部６３０は、取得部６１０から入力された画像データと、記憶部６２０に記憶された閾値マトリクスと、に基づいて、画像データのハーフトーン処理（または量子化処理とも呼ばれる）を行う。

ハーフトーン処理は、閾値マトリクスの所定の画素領域の大きさを一単位として、画像データの全画素に対して行われる。例えば、画像データの画素領域が所定の画素領域（例えば２５６×２５６［画素］）よりも大きい画素領域を有する場合、画像データの画像領域を所定の画素領域単位で区切り、区切られた各画素領域に対してハーフトーン処理を行う。

図５に示すように、ハーフトーン処理部６３０は、ｎ値化処理部６３１、組み分け処理部６３２、多値化処理部（合計値算出部）６３３、および再配置処理部６３４を有する。ｎ値化処理部６３１は、画像取得部６１０によって取得された画像データに対してｎ値化処理を実施し、ｎ値化データを生成する。ｎ値化処理の詳細については後述する。

組み分け処理部６３２は、ｎ値化処理部６３１によって生成されたｎ値化データに対して、Ｙ方向に隣接する複数の画素位置を１つのグループに組み分けする。組み分け処理の詳細については後述する。

多値化処理部６３３は、各グループの各画素位置のｎ値化データの合計値を算出する多値化処理を実施する。多値化処理の詳細については後述する。

再配置処理部６３４は、合計値に基づいて、ドットが連続して形成されることを抑制するように、画像データの各画素位置におけるドットの濃度を再配置する。再配置処理の詳細についは後述する。

画像出力部６４０は、ハーフトーン処理部６３０によりハーフトーン処理を施された画像データを出力する。

＜ハーフトーン処理方法＞
図６は、ハーフトーン処理の概略的な流れを例示するフローチャートと、各処理の処理結果の模式図とを対応付けた説明図である。

まず、ｎ値化処理部６３１は、ｎ値化処理を実施する（ステップＳ１０１）。ｎ値化処理は、画像データの各画素の値（例えば０～２５６）を、閾値を使用してｎ段階の値に変換する処理である。ここで、ｎは、２以上の自然数である。

より具体的には、ｎ値化処理部６３１は、画像取得部６１０から画像データが入力されると、記憶部６２０から閾値マトリクスを読み出す。続いて、ｎ値化処理部６３１は、画像データの画素領域のうち所定の画素領域（例えば２５６×２５６［画素］）の範囲の各画素の画素値と、閾値マトリクスに設定された各画素の閾値とをそれぞれ比較し、ｎ段階の値に変換する。

例えば、ｎ＝２、閾値が１２８の場合、画像データの各画素と、閾値１２８が比較され、閾値１２８との大小関係に応じて、各画素値が「１」または「０」の２段階に変換される。各画素値「１」および「０」は、所定の画素領域における各画素のドットの形成／非形成に対応する。ｎ値化処理部６３１は、２値化された画像データを２値化データ（ｎ値化データ）として出力する。

なお、図６には、一例として、画像データを２値化処理した２値化データを部分的に図示したパターン７０１が示されている。パターン７０１において、画素値「１」はグレーの部分、「０」は白抜きの部分に対応している。

パターン７０１において、Ｙ方向に画素値「１」が連続する部分（例えば連続画素７０２）は、この時点でドットが連続して形成される見込みであることを意味する。以下で説明するように、本実施形態では、組み分け処置、多値化処理、および再配置処理により、画素値「１」が連続する部分を低減することにより、ドットが連続して形成されることを抑制する。

次に、組み分け処理部６３２は、組み分け処理を実施する（ステップＳ１０２）。組み分け処理部６３２は、Ｙ方向に沿って隣接する複数の画素位置をグループ化し、１つのグループの画素とする組み分け処理を行う。ここで、組み分けされた１つのグループの画素は、例えば図２Ｂに示す用紙１０上におけるドット列Ｄ１，Ｄ２のＹ方向に沿って隣接する複数のドットに対応する複数の画素の組である。

図６には、Ｙ方向に沿って隣接する２つの画素を１つのグループとして組み分けされたデータの一部を図示したパターン７０３が示されている。太線で囲まれた２つの隣接する画素が１つのグループである。なお、Ｙ方向に沿って隣接する３つ以上の画素を１つのグループとすることもできる。

次に、多値化処理部６３３は、多値化処理を行う（ステップＳ１０３）。多値化処理部６３３は、ステップＳ１０２において組み分けされた各グループの画素をｎよりも大きい値で多値化する多値化処理を行う。

例えば、多値化処理部６３３は、ｎ＝２の場合、各グループに含まれる複数の画素値（「１」または「０」）の合計値を算出する。例えば、図６に示す例のように、２つの画素を１つのグループの画素とする組み分け処理がなされた後の多値化処理において、１つのグループに含まれる２つの画素がともに「１」である場合、合計値は「２」であり、２つの画素のいずれか一方が「１」であって他方が「０」である場合、合計値は「１」である。また、１つのグループの画素に含まれる２つの画素がともに「０」である場合、合計値は「０」である。このように、多値化処理部６３３は、各グループの各画素位置のｎ値化データの合計値を算出する。合計値は、グループ内の画素の総吐出量Ｍに対応する。

図６には、各グループの合計値を図示したパターン７０５が例示されている。パターン７０５は、パターン７０３の各グループに対応する複数の要素を含む。ｎ＝２の場合、各グループの合計値は、０～２のいずれかの値を有する。例えば、パターン７０３におけるグループ７０４は、２つの画素がともに「１」であるので、１＋１でグループの合計値は、２となる。したがって、グループ７０４に対応する要素７０６の値は「２」となる。

次に、再配置処理部６３４は、再配置処理を行う（ステップＳ１０４）。再配置処理部６３４は、後述する再配置パターン、または閾値マトリクスに基づいてドットの配置を決定する。また、再配置処理部６３４は、各グループの合計値に基づいてドットの濃度を決定する。

再配置処理部６３４は、各グループの合計値に応じた濃度のドットを、各グループに含まれる画素数未満の画素数の画素に割り当てる処理を行う。すなわち、多値化処理において決定された各グループの合計値（総吐出量Ｍに相当）に応じたインクの吐出を、グループ内に含まれる総画素数（Ｎ）のうち、（Ｎ－１）画素以下の画素数の画素に割り当てる処理を行う。例えば、Ｎ＝２の場合、グループの２画素のうちいずれかの１画素に割り当てられる。

図６には、再配置処理後の画素値の一部を図示したパターン７０７が例示されている。再配置処理により、グループ７０４の合計値２が、パターン７０７の画素７０８，７０９のうちの画素７０９に割り当てられ、画素７０８の値が０となっている。再配置処理の具体的な処理方法は以下のとおりである。

＜再配置処理＞
再配置処理は、（Ｉ）再配置パターンおよび閾値マトリクスを使用する方法、または（ＩＩ）再配置パターンを使用せずに閾値マトリクスを使用する方法により実施できる。

（Ｉ）再配置パターンおよび閾値マトリクスを使用する方法
図７は、再配置パターンの一例を示す模式図である。再配置パターン７１０は、各グループについて、画素値の入れ替えを行うか否かを示すパターンであり、「１」は入れ替えを行うことを示し、「０」は入れ替えを行わないことを示す。本実施形態の再配置パターン７１０は、ノズル列２１１，２１２のノズルの並び方向（Ｘ方向）に高い分解能を有する。これにより、Ｙ方向にドットを合一させやすくできる。なお、図７には、全体が２５６×１２８の画素を有する再配置パターンの一部が示されている。

再配置処理部６３４は、各グループの合計値に再配置パターン７１０を適用して、上述の組み分け処理で組み分けされた各組のグループについて、画素値の入れ替えを行うか否かを判断する。

より具体的には、再配置処理部６３４は、各グループについて、グループの合計値が「２」であり、かつ対応する再配置パターン７１０の値が「１」である場合に、画素値の入れ替えが必要であると判断する。一方、グループの合計値が「２」以外、すなわち「０」または「１」、もしくは再配置パターン７１０の値が「０」である場合は、画素値の入れ替えは行われない。

例えば、図６に示すパターン７０５の要素７０６は、値が「２」であり、かつ対応する再配置パターン７１０の値が「１」であるので、再配置処理部６３４は、画素値の入れ替えが必要であると判断する。一方、パターン７０５において、要素７０６以外の要素は、値が「０」または「１」であるので、グループ内の画素値の入れ替えは行われない。

再配置処理部６３４は、下記の表１のテーブルに基づいて、入れ替えが必要と判断されたグループについて、画素値を入れ替える。なお、表１において再配置処理前の画素値（奇数画素および偶数画素）は、それぞれグループ内における奇数番目の画素および偶数番目の画素値であることを示す。Ｎ＝２の場合、奇数番目の画素は、１番目の画素であり、偶数番目の画素は２番目の画素である。

再配置処理部６３４は、グループ７０４の奇数画素「１」および偶数画素「１」をそれぞれ奇数画素「０」および偶数画素「２」に入れ替える（再配置する）（再配置処理後の画素値）。

また、再配置パターン７１０の値が「１」である場合、上記表１に示す入れ替え処理の代わりに、１つのグループ内の各画素に対応する閾値マトリクスの閾値の大小関係に基づいて、ドットを形成するか否かを判断するように構成してもよい。例えば、１つのグループの画素に２つの画素が含まれる場合、閾値マトリクスの閾値が大きい方の画素にグループの合計値を割り当て、他方の画素を０とする。

画像形成部２００は、再配置処理後の画素値に基づいて、ハーフトーン処理により再配置されたドットの配置および濃度値に応じた画像形成を行う。

このように、本実施形態では、ハーフトーン処理において、多値化処理を実施後、組み分け処理を行う際に、Ｙ方向に隣接した画素を１つのグループとし、再配置パターン７１０に基づいて入れ替えを行うことにより、Ｙ方向に画素値「１」が連続することを低減できる。したがって、用紙１０にドットが同一ノズルで連続して形成されることを抑制できるので、ノズルヘッドの大型化およびコスト増を回避しつつ、光沢スジやムラといった画像不良が発生することを軽減できる。

（ＩＩ）再配置パターンを使用せずに閾値マトリクスを使用する方法
次に、図８を参照して、再配置パターンを使用せずに閾値マトリクスを使用する場合の再配置処理の処理手順の概略について説明する。図８は、再配置パターンを使用せずに閾値マトリクスを使用する場合の再配置処理について詳細に説明するためのサブルーチン・フローチャートである。図８のサブルーチン・フローチャートでは、図６のステップＳ１０１において２値化処理を、ステップＳ１０２においてＸ方向に１画素、Ｙ方向に２画素の２つの画素を１つのグループとした場合について例示している。なお、処理の対象となる画素領域を（ｘ，ｙ）で表す。再配置処理の開始時におけるｘおよびｙの初期値はともに０である。

また、閾値マトリクスの所定の画素領域のＸ方向の画素数をｘｍａｘ、Ｙ方向の画素数をｙｍａｘとする。

まず、再配置処理部６３４は、（ｘ，ｙ）が所定の領域内であるか否かを確認する。具体的には、再配置処理部６３４は、ｘがｘｍａｘより小さいか否か判定する（ステップＳ２０１）。ｘがｘｍａｘより小さい場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、再配置処理部６３４は、ｙがｙｍａｘより小さいか否か判定する（ステップＳ２０２）。

なお、所定の画素領域内の（ｘ，ｙ）が取りうる値は、（０，０）～（ｘｍａｘ－１，ｙｍａｘ－１）である。

ステップＳ２０２において、ｙがｙｍａｘより小さい場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、再配置処理部６３４は、以下の不等号式（１）が満たされるか否か判定する（ステップＳ２０３）。

Ｄｉｔｈｅｒ（ｘ＿ａｄｒｓ，ｙ＿ａｄｒｓ）＞Ｄｉｔｈｅｒ（ｘ＿ａｄｒｓ，ｙ＿ａｄｒｓ＋１）…（１）
式（１）は、Ｄｉｔｈｅｒ（ｘ＿ａｄｒｓ，ｙ＿ａｄｒｓ）により参照される閾値マトリクスの閾値が、Ｄｉｔｈｅｒ（ｘ＿ａｄｒｓ，ｙ＿ａｄｒｓ＋１）により参照される閾値より大きい場合に満たされる。

式（１）において、Ｄｉｔｈｅｒ（ａ，ｂ）は閾値マトリクスの所定の画素領域における座標（ａ，ｂ）に設定された閾値であり、本実施例ではａ，ｂともに０～２５５までの数値を取りうる。また、ｘ＿ａｄｒｓは、ｘを２５６で除算した余りの値を示し、ｙ＿ａｄｒｓは、ｙを２５６で除算した余りの値を示し、どのｘ，ｙに対しても閾値領域における座標の領域を超えないように適用することができる。つまり、ｘ＿ａｄｒｓ、ｙ＿ａｄｒｓは、それぞれ閾値マトリクスを参照するためのアドレス値を指している。なお、ｙ＿ａｄｒｓ＋１は、ｙを２５６で除算した余りの値に１を加算した値であるが、後述するステップＳ２０６にあるようにｙの変数を変化させていくとｙ＿ａｄｒｓのとりうる数字は０，２，４，・・・，２５４となる。したがって、ｙ＿ａｄｒｓ＋１であっても０～２５５の閾値領域における座標の領域を超えることはない。

式（１）が満たされる場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、再配置処理部６３４は、（ｘ，ｙ）のドット値に（ｘ，ｙ）を含むグループの合計値を設定し、（ｘ，ｙ＋１）のドット値に０を設定する（ステップＳ２０４）。一方、式（１）が満たされない場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、再配置処理部６３４は、（ｘ，ｙ）のドット値に０を設定し、（ｘ，ｙ＋１）のドット値に（ｘ，ｙ）を含むグループの合計値を設定する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０４の処理後またはステップＳ２０５の処理後、再配置処理部６３４は、ｙの値に２を加算し（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０２の処理へ戻る。図８のサブルーチン・フローチャートでは、（ｘ，ｙ）のドット値をＯｕｔｐｕｔ（ｘ，ｙ）、（ｘ，ｙ＋１）のドット値をＯｕｔｐｕｔ（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ，ｙ）を含むグループの合計値をＩｎｐｕｔ（ｘ，ｙ）として示している。

ステップＳ２０２においてｙがｙｍａｘより大きい（ステップＳ２０２：ＮＯ）場合、再配置処理部６３４は、ｘの値に１を加算し、ｙの値を０として（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０１の処理へ戻る。

ステップＳ２０１においてｘがｘｍａｘより大きい（ステップＳ２０１：ＮＯ）場合、再配置処理部６３４は、再配置処理を終了する。再配置処理の終了により、ハーフトーン処理は終了する。

以上で説明した図６に示すフローチャートに示す処理では、ハーフトーン処理部６３０は、ｎ値化処理、組み分け処理、多値化処理、および再配置処理を実施する。ｎ値化処理では、画像データに対してｎ値化処理を実施し、ｎ値化データを生成する。また、組み分け処理では、ハーフトーン処理部６３０は、ｎ値化データに対して、Ｙ方向に隣接する複数の画素位置を１つのグループに組み分けする組み分け処理を実施する。また、多値化処理では、ハーフトーン処理部６３０は、各グループの合計値を算出する多値化処理を実施する。さらに、再配置処理では、ハーフトーン処理部６３０は、グループの合計値に基づいて、ドットが連続して形成されることを抑制するように、画像データの各画素位置におけるドットの濃度を再配置する。

＜ノズルヘッド２１０の傾きに対する濃度変動＞
図９はノズルヘッド２１０が傾いている状態でドット形成する場合について説明するための模式図であり、図１０はノズルヘッド２１０が傾いている状態でドット形成する場合に用紙１０上に形成されるドットの位置について説明するための模式図である。

ノズルヘッド２１０がＸ方向に対して角度θだけ傾いた状態（図９を参照）でドット形成を行う場合について、ノズルヘッド２１０が傾いていない状態でドット形成を行う場合と比較して説明する。

図１０に示すように、ノズルヘッド２１０がＸ方向に対して傾いていない状態でドットを形成した場合、ノズル列２１１，２１２により形成されるドット列は、それぞれＤ１，Ｄ２で示される位置に形成される。一方、ノズルヘッド２１０がＸ方向に対して角度θだけ傾いた状態でドットを形成した場合、ノズル列２１１，２１２により形成されるドット列は、Ｅ１，Ｅ２で示される位置に形成されことになる。

図９に示すように、ノズルヘッド２１０がＸ方向に対して角度θだけ傾いている場合、ノズル列２１１，２１２は、ノズルヘッド２１０の点Ｐを回転中心として水平方向に対してθだけ回転したと考えられる。ノズル列２１１は、ノズル列２１２よりも回転中心から離れているため、ノズルヘッド２１０の回転前後における各々のノズルのＸ方向の移動距離は、ノズル列２１１の方がノズル列２１２よりも長くなる。これにより、ドット列Ｅ１とドット列Ｅ２との間の距離は、ドット列Ｄ１とドット列Ｄ２との間の距離よりも小さくなる。したがって、ノズルヘッド２１０が傾いていない場合と傾いている場合とで用紙１０に形成されるドット列のＸ方向の位置にずれが生じる。

これに対して、本実施形態では、ドット列のＸ方向の位置ずれを考慮して、ｎ値化処理後の画像データに対してＹ方向に隣接する複数の画素を１つのグループとして組み分けするので、ドット列の形成位置へ与える影響を抑制することができる。

したがって、ハーフトーン処理によって得られたドット配置と、実際に用紙１０上に形成されるドット配置との差が小さくなり、ユーザーが想定した通りのドットの合一ができる。その結果、隣接ノズルヘッド間の濃度差を抑制でき、ノズルヘッド２１０の傾きに対する、濃度変動のロバスト性を向上させることができる。

＜実施例＞
図１１は、実施例において、ノズルヘッド２１０が傾いている状態と、傾いていない状態とで画像形成した結果を例示するスキャン画像である。また、図１２は、実施例において、ノズルヘッドの傾きに対する濃度変動についてのグラフである。図１２において、横軸はノズルヘッド２１０の傾きであり、縦軸は濃度である。なお、横軸の単位は［クリック］であり、１クリックは約０．０１６［度］である。

本実施例では、ノズルヘッド２１０がＸ方向に対して角度θだけ傾いた状態と、傾いていない状態とで画像を形成し、用紙に形成された画像を比較した。

図１１に示すように、ノズルヘッド２１０が傾いている状態と、ノズルヘッド２１０が傾いていない状態とで、ドット列による被覆面積と表面積との比率である被覆率に大きな変化は見られない。

また、図１２に示すように、ノズルヘッド２１０の傾きが０［クリック］のとき濃度が約３１で最小となり、ノズルヘッド２１０の傾きが±５［クリック］のとき濃度が約３３で最大値となっている。すなわち濃度の変動幅は、約２である。したがって、ノズルヘッド２１０の傾きに対する濃度変動についても小さく抑えられている。なお、図１２のグラフにおける「上流先打ち」８０１は、ノズル列２１１（上流ノズル列）から先にインクを吐出する場合であり、「下流先打ち」８０２はノズル列２１２（下流ノズル列）から先にインクを吐出する場合である。ノズル列２１１，２１２のどちらを先行してインクを吐出しても、ノズルヘッド２１０の傾きに対する濃度変動が小さく抑えられている。

＜比較例＞
図１３は、比較例において、ノズルヘッド２１０が傾いている状態と、傾いていない状態とで画像形成した結果を例示するスキャン画像である。また、図１４は、比較例において、ノズルヘッドの傾きに対する濃度変動についてのグラフである。

比較例では、ｎ値化処理後の画像データに対して、Ｙ方向ではなく、Ｘ方向に隣接する複数の画素を１つのグループとして組み分けする構成以外は、上述の実施例の構成と同様の構成とした。

図１３に示すように、ノズルヘッド２１０が傾いている状態では、ノズルヘッド２１０が傾いていない状態と比べて、被覆率が低下し、ドットによって被覆されていない部分が目立つ結果となった。

また、図１４に示すように、上流先打ち８０３では、ノズルヘッド２１０の傾きが３［クリック］のとき濃度が約３０（最小値）、ノズルヘッド２１０の傾きが約－３［クリック］のとき約３４（最大値）であり、変動幅は約４となった。一方、下流先打ち８０４では、ノズルヘッド２１０の傾きが約－３［クリック］のとき濃度が約３１．５（最小値）、ノズルヘッド２１０の傾きが約４［クリック］のとき約３６（最大値）であり、変動幅は約４．５となった。したがって、比較例では、ノズルヘッド２１０の傾きに対する濃度変動が大きく、上流先打ちか、下流先打ちかによって、ノズルヘッド２１０の傾きに対する濃度の変化の仕方が異なる結果となった。

本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。

たとえば、上述の実施形態では、ハーフトーン処理をハードウェア（ＡＳＩＣ）で実施する場合について説明したが、コンピューターがハーフトーン処理プログラム実行することによりハーフトーン処理を実施する構成とすることもできる。

また、上述の実施形態では、搬送部２４０が用紙１０を搬送し、ノズルヘッド２１０に対して用紙１０をＹ方向へ移動する場合について説明したが、搬送部２４０は、用紙１０に対してノズルヘッド２１０を－Ｙ方向に移動する構成としてもよい。すなわち、搬送部２４０は、用紙１０およびノズルヘッド２１０の少なくともいずれか一方を、他方に対してＹ方向または－Ｙ方向に相対的に移動させる。

また、上述した実施形態に係る画像形成装置１００における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウエア回路、またはプログラムされたコンピューターのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえば、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、画像形成装置１００の一機能としてその装置のソフトウェアに組み込まれてもよい。

１００ 画像形成装置、
２００ 画像形成部、
２１０ ノズルヘッド、
２１１，２１２ ノズル列、
２２０ 駆動部、
２３０ インクカートリッジ、
２４０ 搬送部、
３００ インタフェース、
４００ 制御部、
５００ 表示入力部、
６００ 画像処理部、
６１０ 画像取得部、
６２０ 記憶部、
６３０ ハーフトーン処理部、
６３１ ｎ値化処理部、
６３２ 組み分け処理部、
６３３ 多値化処理部、
６３４ 再配置処理部、
６４０ 画像出力部。

Claims (15)

1. 記録媒体へインクを吐出することにより前記記録媒体にドットを形成するノズルが第１方向に列状に配置されたノズルヘッドと、
   前記記録媒体および前記ノズルヘッドの少なくともいずれか一方を、他方に対して前記第１方向と交差する第２方向に相対的に移動する移動機構と、
   前記記録媒体にドットの画像を形成するための画像データを取得する画像取得部と、
   前記画像データに基づいて前記画像の各画素位置においてドットを形成するか否かを判断するハーフトーン処理部と、を有し、
   前記ハーフトーン処理部は、
   前記画像データに対してｎ値化処理を実施し、ｎ値化データを生成するｎ値化処理部と、
   前記ｎ値化データに対して、前記第２方向に隣接する複数の画素位置を１つのグループに組み分けする組み分け処理部と、
   各々の前記グループの各画素位置のｎ値化データの合計値を算出する合計値算出部と、
   前記合計値に基づいて、前記記録媒体にドットが連続して形成されることを抑制するように、前記画像データの各画素位置におけるドットの濃度を再配置する再配置処理を実施する再配置処理部と、を有する、画像形成装置。
2. 前記ハーフトーン処理部は、前記再配置処理を行う画素位置を示す再配置パターンを記憶する記憶部をさらに有し、
   前記再配置処理部は、前記再配置パターンに基づいて、ドットの濃度を再配置する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記再配置処理部は、前記再配置パターンおよび前記１つのグループ内の各画素に対応する閾値マトリクスの閾値の大小関係に基づいて、ドットの濃度を再配置する、請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ノズルヘッドには、複数列のノズルが互いに並んで配置されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第２方向から視た場合に、前記複数列のノズルの位置が互いに重ならないように配置される、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記ノズルの並び方向は、調整可能に構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記インクは、液滴の状態で前記記録媒体に付着した後に固定化する、請求項１～６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記組み分け処理部は、前記ｎ値化データに対して前記第２方向に隣接する２つの画素位置を１つのグループに組み分けする、請求項１～７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記再配置処理部は、前記第２方向の１つのグループ内で閾値マトリクスの閾値を比較することにより、前記画像データの各画素位置におけるドットの濃度を再配置する、請求項１に記載の画像形成装置。
10. 記録媒体へインクを吐出することにより前記記録媒体にドットを形成するノズルが第１方向に複数列配置されたノズルヘッドと、
    前記記録媒体および前記ノズルヘッドの少なくともいずれか一方を、他方に対して前記第１方向と交差する第２方向に相対的に移動する移動機構と、
    前記記録媒体にドットの画像を形成するための画像データを取得する画像取得部と、
    前記画像データに基づいて前記画像の各画素位置においてドットを形成するか否かを判断するハーフトーン処理部と、を有する画像形成装置のハーフトーン処理方法であって、
    前記画像データに対してｎ値化処理を実施し、ｎ値化データを生成するステップ（ａ）と、
    前記ｎ値化データに対して、前記第２方向に隣接する複数の画素位置を１つのグループに組み分けするステップ（ｂ）と、
    各々の前記グループの各画素位置のｎ値化データの合計値を算出するステップ（ｃ）と、
    前記合計値に基づいて、前記記録媒体にドットが連続して形成されることを抑制するように、前記画像データの各画素位置におけるドットの濃度を再配置する再配置処理を実施するステップ（ｄ）と、
    を有する、ハーフトーン処理方法。
11. 前記ハーフトーン処理部は、前記再配置処理を行う画素位置を示す再配置パターンを記憶する記憶部をさらに有し
    前記ステップ（ｄ）では、前記再配置パターンに基づいて、ドットの濃度を再配置する、請求項１０に記載のハーフトーン処理方法。
12. 前記ステップ（ｄ）では、前記再配置パターンおよび前記１つのグループ内の各画素に対応する閾値マトリクスの閾値の大小関係に基づいて、ドットの濃度を再配置する、請求項１１に記載のハーフトーン処理方法。
13. 前記ステップ（ｂ）では、前記ｎ値化データに対して前記第２方向に隣接する２つの画素位置を１つのグループに組み分けする、請求項１０～１２のいずれか１項に記載のハーフトーン処理方法。
14. 前記ステップ（ｄ）では、前記第２方向の１つのグループ内で閾値マトリクスの閾値を比較することにより、前記画像データの各画素位置におけるドットの濃度を再配置する、請求項１０に記載のハーフトーン処理方法。
15. 請求項１０～１４のいずれか１項に記載のハーフトーン処理方法をコンピューターに実行させるためのハーフトーン処理プログラム。

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