KR101012449B1 - 화상 처리 장치, 프로그램을 기록한 기록 매체, 화상 형성 장치, 화상 형성 방법, 및 디더 매트릭스 - Google Patents

Abstract

조직적 디더 매트릭스는 분산성을 갖는 메인 매트릭스와, 랜덤성을 갖는 서브 매트릭스로 이루어지며, 각 계조 레벨에 있어서 출력 화상의 주파수 특성의 세기는 저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분을 거쳐 고 주파수 성분으로 상대적으로 증가한다.

Description

화상 처리 장치, 프로그램을 기록한 기록 매체, 화상 형성 장치, 화상 형성 방법, 및 디더 매트릭스{IMAGE PROCESSING APPARATUS, RECORDING MEDIUM RECORDING A PROGRAM, IMAGE FORMING APPARATUS, IMAGE FORMING METHOD, AND DITHER MATRIX}

본 발명은 화상 처리 장치, 프로그램, 화상 형성 장치, 화상 형성 방법, 및 디더 매트릭스에 관한 것이다.

프린터, 팩시밀리기, 복사기, 및 다기능 주변장치 등의 공지된 화상 형성 장치는, 예컨대 기록액(액체)의 액적(liquid droplet)을 토출하는 액체 토출 헤드로 구성된 기록 헤드를 포함하는 액체 토출 장치를 이용하여, 매체(이하에서는 "용지"라고 하나 재질이 한정되지 않으며, "피기록 매체", "기록 매체", "전사재", "기록지" 등과 같은 뜻으로 사용됨)를 반송하고, 액체인 기록액(이하, 잉크라고도 함)을 용지에 부착시켜 화상 형성 동작("기록", "프린트", "사진 프린트"도 같은 뜻으로 사용됨)을 수행한다.

화상 형성 장치는, 종이, 실, 섬유, 천, 피혁, 금속, 플라스틱, 유리, 세라믹 등의 매체 상에 액체를 토출하여 화상 형성 동작을 수행하는 장치를 의미한다. 또한, "화상 형성"이란, 문자와 그래픽 등의 의미 있는 화상을 매체에 부여하는 동작뿐만 아니라, 패턴 등의 의미 없는 화상을 매체에 부여하는 동작도 의미한다. 또 한, 액체는 화상 형성 동작을 수행하는데 유효하다면 기록액이나 잉크에 한정되지 않는다. 또한, 액체 토출 장치는 액체 토출 헤드로부터 액체를 토출하는 장치를 의미하지만, 화상을 형성하는 장치에 한정되지 않는다.

이러한 화상 형성 장치는, 기록 액적의 사이즈로서, 예컨대 "무도트(no dot)", "소도트(small dot)", "중도트(medium dot)", "대도트(large dot)"의 4 종류(4계조)에 대해서만 분리하여 프린트하기 때문에, 기록 액적의 도트 사이즈로 다계조를 표현할 수 없다. 따라서, 원화보다 레벨수가 적은 면적 농도 계조(세기 변조)와 면적 계조(면적 변조)를 조합하여 중간조를 재현하기 위한 방법의 하나로서 일반적으로 디더법(dither method)을 사용하고 있다.

디더법(2치 디더법)은, 디더 매트릭스의 각 행렬의 값을 임계치로서 이용하고, 그 값을 대응하는 좌표의 픽셀의 농도와 비교해서, "1"(프린트 또는 발광) 또는 "0"(무 프린트 또는 무 발광)을 출력할지 결정하여 2치화 화상을 얻는다. 이 방법을 이용하면, 원화와 임계치를 비교 및 연산하는 것만으로 면적 계조용 2치화 데이터를 얻을 수 있고 고속 연산을 수행할 수 있다.

또한, 디더법은, 2치 시스템뿐만 아니라 3치 이상(다중값)의 시스템도 이용할 수 있다. 예컨대, 잉크 방울의 사이즈를 "소", "중" 또는 "대"의 3가지 레벨로 제어할 수 있는 잉크젯 기록 장치로 화상을 출력하는 경우, 3 종류의 디더 매트릭스를 준비하여 각 처리 픽셀마다 "0"(무 프린트), "1"(소액적 프린트), "2"(중액적 프린트), "3"(대액적 프린트)을 출력할지 결정한다.

또한, 디더 매트릭스의 임계치를 결정하는 다양한 방법들이 제안되어 있지 만, 베이어형 디더(Bayer dither), 랜덤 디더, 블루 노이즈 디더 등이 널리 알려져 있다. 이들 방법의 특징은, 면적 변조에 있어서 도트가 특정 영역에 집중되지 않고 균일하게 분포되게 배치되어 있다는 것이며, 따라서 이들은 분산형으로 분류된다. 한편, 도트가 일정한 단위로 결집되도록 배치되는 집중형 방법도 있다. 집중형 방법의 예로서는, 디더 매트릭스 안에 서브 매트릭스를 포함하여 스크린 각을 갖게 한 것이 알려져 있다.

디더법에 의한 중간조(halftone) 처리로서, 특허 문헌 1에는 복수의 임계치 매트릭스(디더 매트릭스)를 준비하고, 복수의 중간조 화상마다 또는 랜덤한 시간 간격마다, 임계치 매트릭스 중 하나를 랜덤하게 선택하여, 도트 화상 및 디더화 화상 처리 시에 출력 화상에 무아레(moire)(줄무늬 패턴)가 생기는 것을 방지하는 방법이 기재되어 있다.

특허 문헌 1 : JP-A-57-119564

특허 문헌 2에도, 복수의 디더 패턴을 생성하는 디더 패턴 생성기와, 난수를 생성하는 난수 생성기를 포함하고, 난수에 따라 디더 패턴을 선택하는 장치가 개시되어 있다.

특허 문헌 2 : JP-A-04-250769

또한, 오차 확산법도 의사 계조 표현(pseudo-tone)에 이용되지만, 이 방법은 디더법과 비교하여 처리가 매우 복잡하다. 이 방법에 따르면, 예컨대 각 픽셀마다 임계치 처리가 수행되고, 그 처리에 의해 발생한 오차가 유지되어, 후속 계산에 미리 정해진 비율로 반영됨으로써, 디더 처리에서는 강제적으로 폐기되는 정보도 출 력 화상에 피드백되어, 해상력 등의 측면에서 디더화 화상보다 고품질의 화상을 얻을 수 있다.

한편, 예컨대 화상 스캐닝 장치와 화상 형성 장치를 포함하는 다기능 주변 장치에 있어서, 화상 스캐닝 장치가 원고 화상(document image)을 스캔하고 이어서 화상 형성 장치가 그 화상을 프린트 및 출력하는 복사 모드에서는, 입력되는 그림 데이터(picture data)가 전부 화상 데이터로서 스캔된다. 따라서, 고품질의 출력 화상을 얻기 위해서는 화상 데이터의 화상 영역을 한번 분리하고 그 분리된 화상 영역에 대해 입력 원고의 각 요소(문자, 연속 계조, 또는 도트)에 따라 보정 처리를 적용해야 한다. 또한, 입력 화상 데이터를 출력 도트 패턴으로 변환하는 중간조 처리에서도 화상 재현성이 우수한 오차 확산 처리가 일반적으로 이용되고 있다.

그러나, 화상 영역을 분리하고(화상 영역 분리 단계) 그 화상 영역 분리에 따라 보정 처리를 고속으로 수행하기 위해서 연산 성능이 높은 화상 처리 장치(화상 처리 컨트롤러)를 사용해야 한다. 또한, 중간조 처리에서 오차 확산 처리를 수행하기 위해서는 전술한 바와 같이 양자화 오차를 유지하기 위한 대용량 버퍼를 확보해야 하는 등, 높은 처리 성능을 갖는 화상 처리 장치(화상 처리 컨트롤러)를 사용해야 한다. 그 결과, 전체 유닛 비용이 대폭 증가할 것이다.

따라서, 화상 영역 분리 단계를 생략하고, 중간조 처리에 디더 처리를 적용하면, 높은 처리 성능을 갖는 화상 처리 컨트롤러를 사용하지 않고서도 고속 처리가 가능하다.

그러나, 한편, 화상 처리를 간략화하면 소위 무아레(moire)의 발생을 야기할 것이다. 무아레는, 원고의 도트 성분과 디더 마스크 패턴(디더 매트릭스) 간의 동기/비동기에 의해서, 부분적으로 누락된 픽셀이 마치 패턴처럼 출력 화상에 표시되는 식으로 발생하여, 화상 품질을 현저하게 저하시킨다. 또한, 도트의 누락은 화상 농도 자체도 저하되게 할 것이다.

그래서, 전술한 특허 문헌 1, 2에 기재되어 있는 바와 같이, 수개의 임계치 매트릭스(디더 매트릭스)를 복수의 중간조 화상마다 또는 랜덤한 시간 간격마다 랜덤하게 선택하여 무아레(줄무늬 패턴)의 발생을 방지한다. 그러나, 이 구성에서는, 복수 종류의 디더 매트릭스를 준비해야 하고, 그 디더 매트릭스를 랜덤하게 선택해야 하기 때문에, 처리 속도가 늦어지고 구성이 복잡하게 된다.

본 발명은 전술한 과제들을 고려하여 이루어진 것으로, 처리 속도의 저하없이 무아레의 발생을 억제하여 출력 화상 품질을 향상시킬 수 있는 화상 처리 장치, 프로그램, 화상 형성 장치, 화상 형성 방법, 및 디더 매트릭스를 제공할 수 있다.

전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명이 제공하는 화상 처리 장치는, 디더 매트릭스를 이용하여, 입력 다중값(M치) 계조의 화상 데이터를 보다 적은 값(N치: M>N>2)의 화상 데이터로 변환하는 중간조 처리를 수행하다. 이 화상 처리 장치에 있어서, 디더 매트릭스는, 출력 화상의 주파수 특성의 세기가 저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분을 거쳐 고 주파수 성분으로 상대적으로 증가하는 것인 매트릭스이다.

본 발명의 구성에 따르면, 디더 매트릭스는 분산성을 갖는 메인 매트릭스와, 랜덤성을 갖는 서브 매트릭스로 이루어진 조직적 디더 매트릭스이다. 이 경우, 분산성을 갖는 메인 매트릭스는 베이어 매트릭스(Byer matrix)이다. 또한 서브 매트릭스에는 계조 농도에 따라 주위에 할당된 임계치에 의한 발생율에 기초하여 임계치가 할당되며, 입력 데이터가 도트 화상을 포함하는 경우에는 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리가 수행되고, 입력 데이터가 도토 화상을 포함하지 않는 경우에는 다른 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리가 수행된다.

또한, 본 발명이 제공하는 프로그램은, 컴퓨터로 하여금, 디더 매트릭스를 이용하여, 입력 다중값(M치) 계조의 화상 데이터를 보다 적은 값(N치: M>N>2)의 화상 데이터로 변환하는 중간조 처리를 수행하게 한다. 이 프로그램은, 컴퓨터로 하여금, 출력 화상의 주파수 특성의 세기가 저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분을 거쳐 고 주파수 성분으로 상대적으로 증가하는 것인 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리를 수행하게 한다.

본 발명의 구성에 따르면, 디더 매트릭스는 분산성을 갖는 메인 매트릭스와, 랜덤성을 갖는 서브 매트릭스로 이루어진 조직적 디더 매트릭스이다. 이 경우, 분산성을 갖는 메인 매트릭스는 베이어형 매트릭스이다. 또한, 서브 매트릭스에는 계조 농도에 따라 주위에 할당된 임계치에 의한 발생율에 기초하여 임계치가 할당된다. 또한, 이 프로그램은, 입력 데이터가 도트 화상을 포함하는 경우에는 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리가 수행되게 하고, 입력 데이터가 도트 화상을 포함하지 않는 경우에는 다른 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리가 수행되게 한다.

본 발명이 제공하는 화상 형성 장치는, 디더 매트릭스를 이용하여, 입력 다중값(M치) 계조의 화상 데이터를 보다 적은 값(N치: M>N>2)의 화상 데이터로 변환하는 중간조 처리를 수행하고, 액적을 토출하는 액체 토출 헤드로 화상을 형성한다. 이 화상 형성 장치에 있어서, 디더 매트릭스는, 출력 화상의 주파수 특성의 세기가 저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분을 거쳐 고 주파수 성분으로 상대적으로 증가하는 것인 매트릭스이다.

본 발명의 구성에 따르면, 디더 매트릭스는 분산성을 갖는 메인 매트릭스와, 랜덤성을 갖는 서브 매트릭스로 이루어진 조직적 디더 매트릭스이다. 이 경우, 분산성을 갖는 메인 매트릭스는 베이어형 매트릭스이다. 또한, 서브 매트릭스에는 계조 농도에 따라서 주위에 할당된 임계치에 의한 발생율에 기초하여 임계치가 할당된다. 또한, 이 화상 형성 장치는, 입력 데이터가 도트 화상을 포함하는 경우에는 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리를 수행하고, 입력 데이터가 도트 화상을 포함하지 않는 경우에는 다른 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리를 수행하는 유닛을 포함한다.

또한, 본 발명이 제공하는 화상 형성 방법은, 디더 매트릭스를 이용하여, 입력 다중값(M치) 계조의 화상 데이터를 보다 적은 값(N치: M>N>2)의 화상 데이터로 변환하는 중간조 처리를 수행하고, 액적을 토출하는 액체 토출 헤드로 액적을 토출하게 하여 화상을 형성한다. 이 화상 형성 방법에서는, 출력 화상의 주파수 특성의 세기가 저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분을 거쳐 고 주파수 성분으로 상대적으로 증가하는 것인 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리가 수행된다.

본 발명의 구성에 따르면, 디더 매트릭스는, 출력 화상의 주파수 특성의 세기가 저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분을 거쳐 고 주파수 성분으로 상대적으로 증가하는 것인 매트릭스이다.

본 발명의 실시형태의 화상 처리 장치, 프로그램, 화상 형성 장치, 및 화상 형성 방법에 따르면, 출력 화상의 주파수 특성의 세기가 저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분을 거쳐 높은 주파수 성분으로 상대적으로 증가하는 것인 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리가 수행되기 때문에, 처리 속도의 저하없이 무아레의 발생을 억제하여 출력 화상의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시형태의 디더 매트릭스에 따르면, 출력 화상의 주파수 특성의 세기가 저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분을 거쳐 고 주파수 성분으로 상대적으로 증가하기 때문에, 처리 속도의 저하없이 무아레의 발생을 억제할 수 있는 중간조 처리를 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 화상 처리 장치, 프로그램, 및 디더 매트릭스를 포함하며, 본 발명의 화상 형성 방법으로 화상을 형성하는, 본 발명의 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 기구부의 전체 구성을 설명하기 위한 측면도이다.

도 2는 상기 기구부의 주요부 평면도이다.

도 3은 상기 화상 형성 장치의 주요부 확대 정면도이다.

도 4는 상기 화상 형성 장치의 제어부의 개요를 도시하는 블록도이다.

도 5는 일반적인 복사 모드에서의 화상 처리 흐름을 설명하기 위한 설명도이다.

도 6의 a 내지 c는 디더 처리를 설명하기 위한 설명도이다.

도 7a와 도 7b는 도트 화상이 디더 매트릭스의 기조(basic tone)와 일치하는 경우에 무아레의 발생을 설명하기 위한 설명도이다.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스의 주파수 특성을 서로 다른 계조 레벨에 대해 설명하기 위한 설명도이다.

도 9는 블루 노이즈 특성을 갖는 디더 매트릭스를 설명하기 위한 설명도이다.

도 10은 도트 화상의 주파수 특성을 설명하기 위한 설명도이다.

도 11a와 도 11b는 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리를 수행하는 경우에 도트 화상의 출력 화상 결과를 설명하기 위한 설명도이다.

도 12a와 도 12b는 일반적인 도트 화상의 특징을 설명하기 위한 설명도이다.

도 13의 a 내지 c는 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스의 구성의 일례를 설명하기 위한 설명도이다.

도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스의 서브 매트릭스의 임계치 배치를 설명하기 위한 설명도이다.

도 15a와 도 15b는 디더 매트릭스를 회전시켜 사용하는 경우의 예를 설명하기 위한 설명도이다.

도 16a와 도 16b는 디더 매트릭스를 정상 순서 및 역순으로 각각 배치하여 사용하는 경우의 예를 설명하기 위한 설명도이다.

도 17a 내지 도 17d는 다중값 디더 매트릭스를 설명하기 위한 설명도이다.

도 18은 노즐 어레이가 비대칭 배치되는 헤드를 설명하기 위한 설명도이다.

도 19는 노즐 어레이가 대칭 배치되는 헤드의 예를 설명하기 위한 설명도이다.

도 20은 노즐 어레이가 대칭 배치되는 헤드의 다른 예를 설명하기 위한 설명도이다.

도 21은 노즐 어레이가 대칭 배치되는 헤드의 또 다른 예를 설명하기 위한 설명도이다.

도 22는 모드에 따라 중간조 처리를 전환하는 예를 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 화상 형성 장치의 예를 도시한다. 도 1, 도 2 및 도 3은 각각, 화상 형성 장치의 전체 구성을 도시하는 개략도, 화상 형성 장치의 엔진 유닛의 평면도, 그 엔진 유닛의 정면도이다.

화상 형성 장치는, 장치 본체(1) 내부(하우징 내)에, 화상을 형성하는 화상 형성부(수단)(2), 서브 스캐닝 반송부(수단)(3) 등을 포함한다. 화상 형성 장치에서, 장치 본체(1)의 바닥부에 설치된 수용 수단인 급지부(수단)(4)로부터 반송되는 부재인 피기록 매체(이하 "용지"라고 하지만, 그 재질이 종이에 한정되지는 않음)(5)가 개별적으로 분리되어 급지된다. 그리고, 서브 스캐닝 반송부(3)에 의해서 용지(5)가 화상 형성부(2)에 대향하는 위치에 간헐적으로 반송될 때, 화상 형성부(2)가 용지(5)에 액적을 토출하여 그 위에 원하는 화상을 형성한 후에, 용지(5)는 배지 반송부(6)를 통해, 장치 본체(1)의 상면에 설치된 배지 트레이(7)에 배출된다. 화상 형성부(2) 및 서브 스캐닝 반송부(3)는 엔진 유닛(100)으로서 유닛화되어 장치 본체(1)에 착탈 가능하게 부착된다.

또한, 화상 형성 장치는, 화상 형성부(2)에서 형성된 화상 데이터(프린트 데이터)의 입력 시스템으로서, 장치 본체(1)의 상부, 즉 배지 트레이(7)의 상측에 배치된, 화상을 스캔하기 위한 화상 스캐닝부(스캐너부)(11)를 더 포함한다. 이 화상 스캐닝부(11)에서는, 조명 광원(13)과 미러(14)를 포함하는 스캐닝 광학 시스템(15)과, 미러(16, 17)를 포함하는 스캐닝 광학 시스템(18)이 이동하여 컨택트 유리(12) 상에 배치된 원고 화상을 스캔하고, 스캔된 원고 화상은 렌즈(19)의 후위에 배치된 화상 스캐닝 소자(20)에 의해 화상 신호로서 판독된다. 판독된 화상 신호가 디지털화되어 화상 처리됨으로써, 화상 처리된 프린트 데이터가 프린트되게 된다. 컨택트 유리 상에는 원고를 누르기 위한 압판(10)이 설치되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 화상 형성 장치의 화상 형성부(2)에서, 캐리지(carriage)(23)는, 전측판(101F)과 후측판(101R) 사이에 측방향으로 설치된 캐리지 가이드(가이드 봉)(21)와 후측 스테이(101B)에 설치된 가이드 스테이(도시 생략)에 의해 메인 스캐닝 방향으로 이동 가능하게 유지되며, 메인 스캐닝 모터(27)에 의해, 구동 풀리(28A)와 종동 풀리(28B)의 사이에 현수된 타이밍 벨트(29)를 통해 메인 스캐닝 방향으로 스캔하도록 이동한다.

캐리지(23)에는, 양쪽 모두 블랙(K) 잉크를 토출하는 2개의 액적 토출 헤드로 된 기록 헤드(24k1, 24k2)와, 시안(C) 잉크, 마젠타(M) 잉크, 옐로우(Y) 잉크를 각각 토출하는 액적 토출 헤드로 된 기록 헤드(24c, 24m, 24y)[서로 색상을 구별하지 않을 때 또는 총칭할 때는 "기록 헤드(24)"라고 함]를 포함하는 총 5개의 액적 토출 헤드가 탑재된다. 화상 형성 장치는, 캐리지(23)를 메인 스캐닝 방향으로 이동시켜, 용지(5)가 서브 스캐닝 반송부(3)에 의해 용지 반송 방향(서브 스캐닝 방향)으로 급지될 때 기록 헤드(24)로부터 액적을 토출시켜 화상을 형성하는 셔틀형(shuttle type)에 속한다.

또한, 캐리지(23)에는 각 기록 헤드(24)에 필요한 색의 기록액을 공급하기 위한 서브 탱크(25)가 탑재된다. 한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 블랙(K) 잉크, 시안(C) 잉크, 마젠타(M) 잉크, 옐로우(Y) 잉크를 각각 수용하는 기록액 카트리지인 각 색의 잉크 카트리지(26)가 장치 본체(1)의 전면(前面)으로부터 카트리지 장착부(26A)에 착탈 가능하게 장착될 수 있고, 잉크(기록액)는 각 색의 잉크 카트리지(26)로부터 공급되어 튜브(도시 생략)를 통해 각 색의 서브 탱크(25)에 보충된다. 블랙 잉크에 대해서는 하나의 잉크 카트리지(26)로부터 2개의 서브 탱크(25)에 공급되도록 구성된다.

기록 헤드(24)의 예로는, 잉크 유로(압력 발생실) 내의 잉크의 압력을 높이는 압력 생성기(액츄에이터 수단)로서 압전 소자를 이용해, 잉크 유로의 벽면을 형성하는 진동판을 변형하여 잉크 유로 내의 용적을 변화시킴으로써, 잉크 방울을 토출하는 소위 피에조형이 있다. 또한, 발열 소자를 이용해 잉크 유로 내의 잉크를 가열하여 기포를 생성함으로써 생긴 압력을 이용하여 잉크 방울을 토출하는 소위 서멀형(thermal type)도 있다. 또, 잉크 유로의 벽면을 형성하는 진동판과 전극이 서로 대향하여 배치되는 경우에, 진동판과 전극 사이에 발생한 정전력을 이용해 진동판을 변형하여 잉크 유로의 용적을 변화시킴으로써, 잉크 방울을 토출하는 정전형을 이용할 수도 있다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 슬릿을 갖는 선형 스케일(128)은 캐리지(23)의 스캐닝 방향을 따라, 전측판(101F)과 후측판(101R)의 사이에서 연장되고, 그 캐리지(23)에는 선형 스케일(128)에 형성된 슬릿을 검출하는 투과형 광센서(photosensor)로 이루어진 인코더 센서(129)가 설치된다. 선형 스케일(128)과 인코더 센서(129)는 캐리지(23)의 이동을 검출하는 선형 인코더를 구성한다.

또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 기록 헤드(24)의 노즐 상태를 유지하고 회복시키는 유지 및 회복 기구(장치)(121)가 캐리지(23)의 스캐닝 방향으로 한쪽의 무 프린트 영역에 배치된다. 이 유지 및 회복 기구(121)는, 5개의 기록 헤드(24)의 각 노즐면(24a)을 캡핑하는 캡 부재로서 1개의 보습 겸용 흡인용 캡(122a)과 4개의 보습용 캡(122b-122e), 기록 헤드(24)의 노즐면(24a)을 와이핑하기 위한 와이핑 부재로서 와이퍼 블레이드(124), 및 아이들 토출(idle ejection)용 아이들 토출 리시버(125)를 포함한다.

또한, 캐리지(23)의 스캐닝 방향으로 다른 쪽의 무 프린트 영역에는, 아이들 토출용 아이들 토출 리시버(126)가 배치되어 있다. 아이들 토출 리시버(126)에는 개구(127a-127e)가 형성되어 있다.

서브 스캐닝 반송부(3)는, 장치 본체부(1)의 하측으로부터 급지된 용지(5)의 반송 방향을 약 90도씩 변경하여 화상 형성부(2)에 대향하는 방향으로 용지(5)를 반송하기 위해 구동 롤러로서 반송 롤러(32)와 장력 롤러로서 종동 롤러(33) 사이에 가설된 엔드리스 반송 벨트(31)와, 이 반송 벨트(31)의 전면(前面)을 대전시키기 위해서 교류 전압인 AC 바이어스 전압이 인가되는 대전 수단인 대전 롤러(34)와, 반송 벨트(31)를 화상 형성부(2)에 대향하는 영역으로 가이드하는 압반 가이드 부재(35)와, 용지(5)를 반송 롤러(32)에 대향하는 위치에서 반송 벨트(31)에 대해 압박하는 제1 가압 롤러(입구 가압 롤러)(36)와, 반송 롤러(32)와 화상 형성 수단인 기록 헤드(34)의 사이에서, 용지(5)를 압반 가이드 부재(35)에 대향하는 위치에서 반송 벨트(31)에 대해 압박하는 제2 가압 롤러(선단 가압 롤러)(37)와, 화상 형성부(2)에 의해 화상이 형성된 용지(5)를 압박하는 가압 가이드 부재(38), 및 화상 형성부(2)에 의해 화상이 형성된 용지(5)를 반송 벨트(31)로부터 분리하는 분리 갈고리(39)를 포함한다.

서브 스캐닝 반송부(3)의 반송 벨트(31)는 반송 롤러(32)가 서브 스캐닝 모터(131)에 의해 타이밍 벨트(132) 및 타이밍 롤러(133)를 통해 회전하는 식으로, 도 2의 용지 반송 방향(서브 스캐닝 방향)으로 회전하도록 구성되어 있다.

급지부(4)는, 장치 본체(1)로부터 삽입 및 추출될 수 있으며, 다수매의 용지(5)를 적재하여 수납하는 수용 수단으로서 역할하는 급지 카세트(41)와, 그 급지 카세트(41)의 용지(5)를 개별 분리하여 급지하기 위한 급지 롤러(42)와 마찰 패드(43), 및 급지된 용지(5)에 저항하는 레지스트 롤러쌍(44)을 포함한다.

또한, 급지부(4)는, 다수매의 용지(5)를 적재하여 수용하는 수동 급지 트레이(46)와, 그 수동 급지 트레이(46)로부터 용지(5)를 개별 급지하는데 사용되는 수동 급지 롤러(47)와, 장치 본체(1)의 바닥측에 선택적으로 부착되는 급지 카세트 또는 양면 유닛으로부터 급지된 용지(5)를 반송하는데 사용되는 수직 반송 롤러(48)를 포함한다. 급지 롤러(42), 레지스트 롤러(44), 수동 급지 롤러(47), 수직 반송 롤러(48) 등의, 서브 스캐닝 반송부(3)에 용지(5)를 공급하는데 사용되는 부재들은 전자식 클러치(도시 생략)를 통해, HB 스텝핑 모터로 이루어진 급지 모터(구동 수단)(49)에 의해서 회전 구동된다.

배지 반송부(6)는, 화상이 형성된 용지(5)를 반송하는 배지 반송 롤러쌍(61, 62)과, 용지(5)를 배지 트레이(7)로 배출하는데 사용되는 배지 반송 롤러쌍(63), 및 배지 롤러쌍(64)을 포함한다.

다음에, 화상 형성 장치의 제어부의 개요에 관해서 도 4에 도시하는 블록도를 참조하여 설명한다.

제어부는 CPU, ROM, RAM, VRAM, I/O를 포함하는 마이크로컴퓨터로 구성된 주제어부(301), 및 프린트 동작 제어를 담당하는 마이크로컴퓨터로 구성된 프린트 제어부(302)를 포함한다. 본 발명의 실시형태에 따른 프로그램은 주제어부(301)의 ROM에 저장되며 CPU에 의해 실행된다.

주제어부(301)는, 통신 회로(300)로부터 입력된 프린트 처리 정보에 기초하여 용지(5) 상에 화상을 형성하기 위해서, 메인 스캐닝 모터 구동 회로(311) 및 서브 스캐닝 모터 구동 회로(312)를 통해 메인 스캐닝 모터(27)와 서브 스캐닝 모 터(131)의 구동을 제어하고, 프린트 제어부(302)에의 프린트 데이터 출력을 제어한다.

또한, 캐리지(23)의 위치를 검출하는 캐리지 위치 검출 회로(313)로부터의 검출 신호가 주제어부(301)에 입력되어, 주제어부(301)는 이 검출 신호에 기초하여 캐리지(23)의 이동 위치 및 이동 속도를 제어한다. 캐리지 위치 검출 회로(313)는 캐리지(23)의 스캐닝 방향에 배치된 선형 스케일(인코더 시트)(128)의 슬릿수를, 캐리지(23)에 탑재된 광센서(인코더 센서)(129)를 이용해서 판독하고, 캐리지(23)의 위치를 검출하는 연산을 수행한다. 메인 스캐닝 모터 구동 회로(311)는 주제어부(301)로부터 입력된 캐리지 이동량에 기초한 출력값, 예컨대 PWM 제어를 수행하는 경우에는 PWM 출력값에 따라서 메인 스캐닝 모터(27)를 회전 구동시켜 캐리지(23)를 미리 정해진 속도로 미리 정해진 위치에 이동시킨다.

또한, 반송 벨트(31)의 이동량을 검출하는 반송량 검출 회로(314)로부터의 검출 신호가 주제어부(301)에 입력되어, 주제어부(301)는 이 검출 신호에 기초하여 반송 벨트(31)의 이동량 및 이동 속도를 제어한다. 반송량 검출 회로(314)는 반송 롤러(32)의 회전축에 부착된 인코더 휠의 슬릿수를 광센서(인코더 센서)를 이용하여 판독하고, 반송량을 검출하는 연산을 수행한다. 서브 스캐닝 모터 구동 회로(312)가 주제어부(301)로부터 입력된 반송량에 따라 서브 스캐닝 모터(131)를 회전 구동시켜, 반송 롤러(32)는 반송 벨트(31)가 미리 정해진 속도로 미리 정해진 위치에 이동하도록 회전 구동된다.

또한, 주제어부(301)는 AC 바이어스 공급부(315)를 통해 대전 롤러(34)에 AC 바이어스를 인가하여 반송 벨트(31)가 대전되게 제어한다. 주제어부(301)는, 급지 모터 구동 회로(316)를 통해 급지 모터(49)를 회전 구동한다. 주제어부(301)는, 유지 및 회복 기구를 구동하는 모터 구동 회로(317)를 통해 유지 및 회복 기구(121)의 모터(도시 생략)를 회전 구동하여, 캡(122)과 와이퍼 블레이드(124)를 상하 이동시키고 흡인 펌프(도시 생략)를 구동시킨다.

또한, 주제어부(301)는, 스캐너 제어부(318)를 통해 화상 스캐닝부(11)를 제어한다. 주제어부(301)는 필요한 표시 정보를 조작 패널(319)에 출력하고 그 조작 패널로부터 입력 키 정보를 취득한다.

프린트 제어부(302)는, 주제어부(301)로부터의 신호와, 캐리지 위치 검출 회로(313)와 반송량 검출 회로(314)로부터의 캐리지 위치, 및 반송량에 기초하여, 기록 헤드(24)로부터 액적을 토출하는 압력 발생기를 구동하기 위한 데이터를 생성하여, 상기 화상 데이터를 직렬 데이터로서 헤드 구동 회로(321)에 전송하고, 이 화상 데이터의 전송 및 그 전송 결정에 필요한 전송 클록, 래치 신호, 잉크 방울 제어 신호(마스크 신호) 등을 헤드 구동 회로(321)에 출력한다. 또한, 프린트 제어부(302)는, ROM에 저장된 구동 신호의 패턴 데이터를 D/A 변환하는 D/A 컨버터, 전압 증폭기, 전류 증폭기 등으로 이루어진 구동 파형 생성부, 및 헤드 드라이버에 공급될 구동 파형을 선택하는 구동 파형 선택 수단을 포함하며, 하나의 구동 펄스(구동 신호)와 복수의 구동 펄스(구동 신호) 중 하나로 구성된 구동 파형을 생성하여 그것을 헤드 구동 회로(321)에 출력한다.

헤드 구동 회로(321)는, 기록 헤드(24)의 1 라인에 해당하는 직렬로 입력되 는 화상 데이터에 기초하여, 프린트 제어부(302)로부터 공급된 구동 파형을 구성하는 구동 신호를 기록 헤드(24)로부터 액적을 토출하기 위한 에너지를 발생시키는 구동 소자(예컨대, 전술한 바와 같은 압전 소자)에 선택적으로 인가하여 기록 헤드(24)를 구동시킨다. 이 때, 헤드 구동 회로(321)는 구동 파형을 구성하는 구동 펄스를 선택함으로써, 예컨대 "대적(대도트)", "중적(중도트)," 또는 "소적(소도트)" 등의 사이즈가 상이한 도트를 분리하여 토출할 수 있다.

이런 구성을 갖는 화상 형성 장치는, 반송 벨트(31)를 구동하는 반송 롤러(32)의 회전량을 검출하고, 검출된 회전량에 따라서 서브 스캐닝 모터(131)의 구동을 제어하며, AC 바이어스 공급부(315)로부터 대전 롤러(34)에 교류 전압으로서 플러스극과 마이너스극의 구형파 고전압을 인가한다. 따라서, 플러스 및 마이너스 전하가 반송 벨트(31)에 그 반송 방향을 따라 벨트 형상으로 교대로 인가됨으로써 반송 벨트(31)는 미리 정해진 대전폭으로 대전되어 불균일 전계가 생성된다.

용지(5)가 급지부(4)로부터 급지되어, 반송 롤러(32)와 가압 롤러(36)의 사이에 전달되고, 플러스 및 마이너스 전하가 형성되어 불균일 전계가 생성되는 반송 벨트(31) 상에 그 용지가 배치될 때, 용지(5)는 전계 방향을 따라 순간 분극되고, 정전 흡착력에 의해 반송 벨트(31) 상에 흡착되어 반송 벨트(31)의 이동과 함께 반송된다.

용지(5)가 반송 벨트(31)에 의해 간헐적으로 반송될 때, 용지(5) 상에 기록액의 액적이 토출하여 그 위에 화상이 기록된다(프린트된다). 프린트가 행해지는 용지(5)는 그 선단측이 분리 갈고리(39)에 의해 반송 벨트(31)로부터 분리되어 반 송 롤러(38)에 의해 배지 반송부(6)에 전달된다.

또한, 프린트(기록) 동작을 수행하기 위한 대기 중에, 캐리지(23)가 유지 및 회복 기구(121) 측으로 이동하여, 기록 헤드(24)의 노즐면이 캡(122)으로 캡핑되어 노즐이 습윤 상태로 유지됨에 따라 잉크 건조로 인한 토출 불량이 방지된다. 또한, 유지 및 회복 기구(121)에서는 흡인 및 보습용 캡(122a)으로 기록 헤드(24)를 캡핑한 상태에서 기록액을 흡인하여(이 동작을 "노즐 흡인" 또는 "헤드 흡인"이라고 부름), 점성이 증가한 기록액 또는 기포를 배출하는 회복 동작이 수행된다. 이 회복 동작 시에, 기록 헤드(24)의 노즐면에 부착된 잉크를 청소 및 제거하기 위해서 와이퍼 블레이드(124)를 이용하여 와이핑 동작을 수행한다. 또한, 화상 기록 개시 전에 또는 도중에, 기록에 사용되지 않는 잉크를 아이들 토출 리시버(125)에 토출하는 아이들 토출을 수행하여, 기록 헤드(24)의 안정된 토출 성능을 유지한다.

다음에, 화상 형성 장치에 있어서 본 발명의 실시형태의 화상 처리 장치, 본 발명의 프로그램, 본 발명의 화상 형성 방법에 의한 중간조 처리, 및 본 발명의 디더 매트릭스에 관해서 설명한다.

먼저, 화상 스캐닝 장치(스캐너)에 의한 원고 화상의 스캐닝으로부터 화상 형성 장치(프린터)에 의한 출력까지의 일반적인 화상 처리의 흐름에 있어서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 스캐너(11)로 스캔된 원고 화상 데이터는 입력 보정 처리부(401) 내의 스캐너 γ 보정 유닛(411), RGB→ YUV 변환 유닛(412), 평활화 유닛(413), 엣지 강조 유닛(414), YUV→ RGB 변환 유닛(415), 배경 제거 유닛(416), 엣지량 산출 유닛(417)에서 처리되어 보정된다.

더욱 구체적으로, 원고 화상을 복사하여 프린트-출력하는 경우, 입력된 화상 데이터는 전부 "화상" 데이터로서 판독되지만, 스캐너의 성능, 입력 원고의 상태(기록 품질, 오물, 파손, 표면 광택) 등에 따라, 원고보다 열화된 상태로 판독될 수 있다. 따라서, 입력 보정 처리부(401)는 이 열화된 데이터를 보정하여, 각 오브젝트마다 특성을 강조함으로써, 화상 출력 시에 화상 품질을 향상시키고자 한다.

입력 보정 처리부(401)가 처리 능력을 갖는다면, 화상 영역 분리 유닛(418)으로 하여금 문자와 그림(picture)을 최적 모드로 스캔하기 위해 스캐닝 화상 영역을 분리하게 하고 각 화상 영역을 전술한 바와 같이 보정되게 한다. 더욱 구체적으로, 문자와 그림이 함께 존재하는 원고를 스캐닝하는 경우에, 화상 영역 분리 유닛(418)에서는, 문자를 우선하면 도트가 없어질 수 있고, 그림을 우선하면 문자가 희미해질 수 있기 때문에, 문자 영역과 그림 영역을 분리하여 각각 최적으로 처리되게 한다.

입력 보정 처리부(401)로부터 출력되는 보정된 화상 데이터가 입력되는 출력 처리부(402)에서는, 화상 데이터를 색공간으로 변환하는(RGB 색계→ CMY 색계) CMY 처리 유닛(421), CMY의 값으로부터 블랙 색상을 생성하고, 하색(undercolor)을 제거하는 BG/UCR 처리 유닛(422), 해상도에 따라 확대 처리를 수행하는 배율 처리 유닛(423), 장치 특성과 사용자의 기호를 반영하는 입력/출력 보정 처리를 수행하는 프린터 γ 보정 유닛(424), 화상 데이터를 화상 형성 장치로부터 토출된 도트의 패턴 배치로 대체하는 디더 매트릭스를 포함하는 중간조 처리 유닛(425)에 의해서, 필요한 처리가 수행된다. 도 5에는 도시하지 않지만, 중간조 처리에서 얻어진 프린 트 화상 데이터인 도트 패턴 데이터는 매 스캐닝한 데이터로 분할되고, 기록이 행해지는 각 노즐 위치에 따른 데이터로 전개되도록 라스터라이즈된 다음, 프린트 제어부(302)에 출력된다(프린터 출력된다).

출력 처리부(402)의 BG/UCR 처리 유닛(422), 프린터 γ 보정 유닛(424), 중간조 처리 유닛(425)에서는, 화상 영역 분리 유닛(418)의 분리 결과에 따른 처리가 수행된다.

그런데, 화상 영역 분리 유닛(418)에 의한 화상 영역 분리의 결과는, 전술한 입력 보정 처리부(401)와 출력 처리부(402)의 처리를 수행하는 데에 있어서 중요한 정보가 될 것이다. 따라서, 화상 영역 분리의 결과가 잘못된 것이라면, 그대로 잘못된 처리가 행해져, 비정상 화상이 발생하게 된다. 따라서, 화상 영역 분리용 유닛에는 높은 처리 능력과 성능이 요구된다.

따라서, 고속 및 정확한 화상 영역 분리는 화상 처리 컨트롤러의 성능에 크게 좌우된다. 충분한 처리 능력을 갖추지 않은 화상 처리 컨트롤러를 이용한다면, 패턴 일치, 주파수 해석 등을 이용하는 화상 영역 분리에서는 연산에 따른 작업 부하가 커질 것이므로 처리량이 크게 감소한다. 그러나, 충분한 처리 능력을 갖춘 화상 처리 컨트롤러를 설치하면 화상 형성 장치, 화상 처리 장치 등의 비용이 상승할 것이다.

따라서, 비용을 삭감하고자 하는 화상 형성 장치는, 화상 영역 분리를 생략하여, 최소한의 보상 처리만(약한 평활화 및 배경 제거 등) 이용하도록 구성된다. 또한, 이 장치는 출력 처리부(402)의 중간조 처리 유닛(425)에서의 중간조 처리로 서, 오차 확산 처리가 아니라 디더 처리를 이용해야 한다. 본 발명은 이 중간조 처리 유닛(425)에 관한 것이다.

디더 처리는, 도 6의 a 내지 c에 도시하는 바와 같이, 도 6의 a에 도시한 입력된 다중값 화상 데이터와, b에 도시한 디더 매트릭스의 임계치를 비교하여, c에 도시한 도트 패턴의 배치로 대체한다. 디더 처리는, 디더 매트릭스와 입력 데이터의 쌍 비교로 도트의 ON/OFF를 결정하기 때문에, 처리가 매우 가볍고, 연산에 필요한 메모리도 소량만 사용한다. 한편, 오차 확산 처리에서는 도트의 ON/OFF를 판정하는 데에 주변의 양자화 오차를 반영한 연산을 수행해야 하므로, 판정 후에도 오차값을 유지하기 위한 메모리를 확보해야 한다. 화상 품질 면에서는 오차 확산 처리 쪽이 해상력, 화상 재현성 등에서 더 우수하지만, 연산 부하의 크기 및 메모리 비용 때문에 사용할 수 없는 경우도 있다.

그러나, 복사 모드에서 디더 처리를 이용하는 경우, 원고의 도트 패턴과의 간섭으로 인한 무아레가 발생할 것이다. 더욱 구체적으로 설명하면, 도 6의 a 내지 c에 도시하는 바와 같이, 원고 화상에 데이터가 존재하더라도, 그 데이터가 디더 매트릭스의 임계치를 넘지 않는 한, 도트는 절대 생성되지 않을 것이다. 도트 원고에서 보이는 것처럼 데이터가 규칙적으로 분포되어 있다면, 디더 처리에 의한 도트의 결손이 반대로 규칙성을 갖게 하여, 무아레처럼 나타날 가능성이 있다. 예컨대 도 7a에 도시한 도트 원고 데이터를 평행선 기조(parallel line basic tone)를 갖는 디더 매트릭스로 디더 처리하면, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 평행선 기조와의 간섭으로 인한 무아레가 출력 화상에 그대로 나타날 것이다.

디더 처리는 도트 생성법에 따라 집중형과 분산형으로 분류될 수 있다. 그러나, 집중형 디더와 도트 원고를 조합하여 사용할 경우 특히 무아레가 발생하기 쉽다. 이것은, 집중형 디더가 특정 배치에 따라 도트를 집중시키기 때문이다. 그 결과, 집중형 디더의 규칙성과 원고의 도트 주기 간의 동기/비동기 부분에도 규칙성이 발생하여 무아레처럼 강조될 것이다.

따라서, 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스는, 무아레의 발생을 줄이고 양호한 화상 재현성을 얻기 위하여, 각 계조 레벨(0 내지 255, 255는 솔리드 화상을 나타냄)에 있어서, 출력 화상의 주파수 특성이 저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분을 거쳐 고 주파수 성분으로 상승하는 구성을 갖는다.

도 8a 내지 도 8d는 각각 계조 레벨 40(도 8a), 80(도 8b), 120(도 8c), 160(도 8d)에 관한 화상 데이터(도트 배치 패턴)의 주파수 특성을 나타내며, 횡축은 주파수를, 종축은 주파수 성분의 세기를 나타내는 파워 스펙트럼(진폭의 2승)이 플롯되어 있다. 도 8a 내지 도 8d로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스로 중간조 처리된 출력 화상의 주파수 특성은, 주파수 성분의 세기가 저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분을 거쳐 고 주파수 성분으로 상대적으로 완만히 증가하는 주파수 특성이 된다. 또, 이러한 주파수 특성이 모든 계조 레벨에서 보이지 않더라도 본 발명의 실시형태의 효과를 얻을 수 있다.

이러한 주파수 특성은, 일반적으로 알려져 있는 블루 노이즈 특성을 갖는 디더 매트릭스의 주파수 특성, 즉 도 9에 도시하는 바와 같이, 출력 화상의 주파수 특성에 있어서, 저 주파수 성분에서 주파수 성분의 세기가 작고, 경계인 소정 주파 수 성분에 따라 고주파 성분에서 급격히 증가하는 주파수 특성과 크게 다르다.

더욱 구체적으로, 예컨대 특정 기조 패턴이 현저히 보이는 도트 원고(65개 라인)의 주파수 특성에 있어서, 도 10에 도시하는 바와 같이, 기조의 주기에 대응하는 주파수 대역에서 피크가 발생할 것이다. 이와 반대로, 분산성이 큰 대표적인 디더 매트릭스인 블루 노이즈 특성을 갖는 디더 매트릭스를 사용하는 경우, 그 디더 매트릭스가 도트 원고의 주파수 특성보다 더 높은 주파수 성분(바람직하게는 n 배의 성분: "n"은 1 이상의 정수)을 갖고 있다면, 원고의 도트 위치에 출력 도트가 용이하게 할당될 것이다. 그러나, 디더 매트릭스의 주파수 특성이 고 주파수측에 과도 집중되면, 디더 매트릭스에 있어서 단위 면적에 도트를 균일하게 할당하고자 하는 특성이 높아질 것이다. 따라서, 덩어리처럼 존재하는 원고 도트를 재현하기 위한 도트의 밀도가 저감된다. 그 결과, 출력 화상의 농도가 저하될 것이다.

한편, 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스는 전술한 바와 같이, 어느 정도 저 주파수 성분을 갖고 있기 때문에(저 주파수 성분으로부터 중간 주파수 성분에 이르는 부분만 고려할 때 소위 그린 노이즈 특성에 해당), 도트 위치의 재현성 및 도트 밀도를 확보하는 것이 가능하다. 더욱 구체적으로, 도트가 분산은 되지만 다소 집중되기 때문에, 도트의 면적 변조 특성도 재현할 수 있게 된다.

본 발명의 실시형태에 따른 주파수 특성을 갖는 디더 매트릭스를 이용하여 도트 원고를 재현하는 경우, 예컨대 도 11a에 도시한 도트의 원고 데이터가 디더 처리된다면 무아레는 도 11b에 도시한 재현 화상에 거의 발생하지 않고, 도 7b에 도시한 재현 화상의 품질과 비교해서 원고의 화상 품질이 현저히 향상하는 것을 알 수 있다.

이제 도 12a와 도 12b 및 후속 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스의 구체적인 구성의 일례에 대해 설명한다.

전술한 바와 같이, 디더 처리에서는 디더 매트릭스의 임계치 배치에 따라 원고 화상 데이터와의 동기/비동기가 반드시 발생한다. 도 12a와 도 12b에 도시하는 바와 같이, 도트가 항상 고정된 주기로 배치되는 원고에서 그러한 문제가 있다. 도 12a는 원고 도트 화상(600 dpi에서 입력) (K판: 스크린 각 45°)의 픽셀 피치를 모식적으로 나타내고, 도 12b는 라인수에 대한 수평 픽셀 피치(600 dpi에서 도트가 입력되는 도트 피치)를 나타낸다.

도 12a와 도 12b로부터 알 수 있는 바와 같이, 라인수에 따라 도트 간의 피치가 서로 다르지만, 정방형을 기초하여 미리 정해진 간격으로 항상 도트가 배치된다. 화상의 계조는 도트 사이즈가 커짐에 따라 표현될 수 있다. 도트의 발생 좌표가 규칙성을 갖고 고정되기 때문에, 디더 매트릭스가 규칙성을 갖는 임계치 배치라면, 근소한 시프트도 간섭 무아레의 발생을 일으킬 것이다. 최악의 경우, 원고의 화상 데이터와 완전 비동기될 것이다. 그 결과, 도트가 전혀 재현될 수 없다.

이 문제를 해결하기 위하여, 도트 원고와 반드시 동기하는 부분을 포함하는 임계치 배치와, 동기/비동기 부분이 주기성을 갖지 않는 임계치 배치를 갖는 것이 필요하다. 본 발명의 실시형태에 관한 디더 매트릭스는 랜덤성으로 이 문제를 해결한다. 그러나, 단순한 랜덤성을 갖는 디더 매트릭스는 도트가 과도집중되게 하여 노이즈성 계조 재현 패턴이 되게 한다.

따라서, 본 발명에 따른 디더 매트릭스에 있어서, 도 13의 a에 도시하는 조직적 디더 매트릭스(500)는 대국적으로는 분산성을 갖고 국소적으로 랜덤성을 갖기 위해, 도 13의 b에 도시하는 메인 매트릭스(501)와, 이 메인 매트릭스(501)의 각부를 구성하는 도 13의 c에 도시하는 서브 매트릭스(502)로 구성된다. 임계치는 분산형 디더의 규칙에 기초하여 메인 매트릭스(501)에 배치되고, 랜덤하게 서브 매트릭스(502)에 배치된다.

이와 같이, 디더 매트릭스는 분산성을 갖는 메인 매트릭스와, 랜덤성을 갖는 서브 매트릭스로 이루어진 조직적 디더 매트릭스가 되도록 구성되어, 전술한 주파수 특성을 용이하게 얻을 수 있다.

이 경우, 메인 매트릭스(502)에는 베이어형 디더의 규칙성 또는 다른 분산형 디더의 규칙성이 적용될 수 있다. 그러나, 도트 원고가 정사각형 도트 배치에 기초하기 때문에, 규칙성을 위한 기준과 마찬가지로 분산형 디더도 용이한 동기화를 위해 정사각형 임계치 배치에 기초하는 것이 바람직하다. 따라서, 이러한 점에서 베이어형 디더가 바람직하다. 또한, 서브 매트릭스(502)가 메인 매트릭스(501)보다 사이즈가 커지면, 랜덤성이 분산성보다 우위가 될 것이다. 따라서, 메인 매트릭스(501)의 사이즈를 서버 매트릭스(502)의 사이즈보다 크게 할 필요가 있다.

서브 매트릭스(502)에는 임계치가 랜덤하게 할당되지만, 완전한 랜덤성에 의해 도트가 과도집중되어 화상 품질 저하를 일으킬 수 있다. 이것은, 하나의 서브 매트릭스(502)뿐만 아니라, 인접한 서브 매트릭스(502) 간에도 도트가 과도집중될 수 있기 때문이다. 전술한 종래 기술에서는 랜덤 디더를 전환하여 텍스처(texture) 의 발생을 피한다. 그러나, 서브 매트릭스(502)의 조합으로 인한 도토의 과도집중은 상정하지 않았기 때문에 사실상 그 문제는 해결하지 못하였다.

서브 매트릭스(502) 간에 도트의 과도집중을 피하기 위하여, 즉 서브 매트릭스(502)에 걸쳐 있는 도트의 과도집중을 피하기 위해서, 계조 농도에 따라서 주위에 할당된 (예컨대 8개의 주변)임계치에 의한 발생율에 기초하여 임계치가 할당되는 것이 바람직하다. 그러나, 전술한 블루 노이즈 특성을 갖는 디더 매트릭스와 비교하여 설명한 바와 같이, 도트의 집중이 있는 경우와 마찬가지로, 도트의 과도 분산도 바람직하지 않다. 이것은 덩어리처럼 존재하는 원고 도트를 재현하기 위한 도트의 밀도가 저감되기 때문이다. 그 결과, 출력 화상의 농도가 저하될 것이다.

더욱 구체적으로 설명하면, 예컨대 3×3 서브 매트릭스(502)가 개별 베이어형 메인 매트릭스(501)에 배치되는 경우, 3×3 블록의 임의의 점 Px에 임계치가 할당될 때, 도 14b에 도시하는 Px(* 표시가 있는 매트릭스)의 위치에서 도트가 발생하는지에 대한 임계치는 인접한 8개의 매트릭스 위치에 가중치를 부여함으로써(예컨대, 대각 위치의 매트릭스는 "1"씩 가중되고, 좌, 우, 상, 하 위치에 있는 매트릭스는 "3"씩 가중됨) 결정된다. 임계치가 할당되어 있는 위치(도 14b에서는 좌측 상단 매트릭스)에서의 가중치의 합에 기초하여, 주위에 할당된 임계치에 의한 발생율이 그 계조에 비례하는 일정한 비율 이하이면, 도트가 발생한다(이 예에서는 가중치의 합이 "1"이기 때문에 도트가 발생한다).

이 경우, 주위에 할당된 임계치에 의한 발생율을 조절할 수 있다. 예컨대, 계조 50%의 매트릭스를 선택하는 경우, 전술한 예에서는 주위 매트릭스에 의한 가 중치의 최대값은 "16"(1×4 + 3×4)이다. 따라서, 얇은 점이 발생되게 하는 임계치가 할당되어야 한다면, 평균적으로는 가중치의 합이 "8 이하"인 매트릭스를 선택해야 한다. 그러나, 이 경우에, 임계치가 할당되는 매트릭스가 제한되어 있다. 따라서, 어느 정도, 예컨대 3할 정도 허용하여 가중치 합이 "10 이하"인 메트릭스에 임계치를 할당하는 것이 가능하다.

이런 식으로, 서브 매트릭스는 계조 농도에 따라 주위에 할당된 임계치에 의한 발생율에 기초하여 임계치가 할당되는 식으로 구성된다. 즉, 서브 매트릭스는, 랜덤성을 가지면서, 일정한 금칙 배치(주위에 할당된 임계치에 의한 발생율이 미리 정해진 비율 이하이어야 함)를 갖도록 설계된다. 이에, 서브 매트릭스 간에 도트의 과도집중을 피할 수 있고 전술한 주파수 특성을 용이하게 실현할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시형태에 따라 구성된 디더 매트릭스를 이용하여 중간조 처리를 수행하는 경우, 디더 매트릭스는 화상이 출력되는 CMYK의 각 판에 공통 마스크를 사용할 수 있다. 그러나, 디더 처리된 후의 도트는 CMYK의 판에서 서로 중복되기 쉽기 때문에 색상이 흐려질 수 있고 입상감이 저하될 가능성이 있다. 따라서, 각 색 판마다 상이한 마스크를 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 15a와 도 15b에 도시한 바와 같이, 메인 매트릭스(501)의 배치 순서를 변경하여(여기서는, 도 15a의 매트릭스를 90°씩 회전시켜 도 15b의 매트릭스를 얻음) 각 색마다 도트의 발생 순서를 크게 다르게 할 수 있다.

특히, 프린트 원고가 CMYK의 각 색마다 고유 스크린 각을 가지고 있기 때문에, 그 스크린 각에 따라 메인 매트릭스(501)를 회전시켜 도트 재현성을 각 색마다 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 도 16a와 도 16b에 도시하는 바와 같이, 도 16a에 도시하는 정상 순서 매트릭스와, 임계치를 역순으로 할당한 도 16b에 도시하는 역순 매트릭스를 각 색마다 조합하여, 각 색의 도트의 중복을 줄일 수 있다. 특히, 사람의 눈에 가장 민감한 C와 M의 순서를, 또는 색상 흐리기에 민감한 Y와 K의 순서를 역순으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스를 다중값 디더에 적용하는 경우, 도 17a에 도시한 바와 같이 액적 사이즈(또는 사용하는 잉크의 농도)에 따라서 재현 계조부를 설정하고, 도 17b, 도 17c, 및 도 17d에 도시하는 바와 같이, 각 계조부의 값이 할당되는 소도트용, 중도트용, 대도트용 다중값 디더 매트릭스를 생성할 수 있다.

또한, 일부 액체 토출 방식의 화상 형성 장치는 고밀도로 노즐을 구비하여 고화질 기록을 수행한다. 이들 장치 중에서, 노즐을 색상 대칭으로 배치하여 양방향 기록을 수행함으로써 양방향 색차를 해결하면서 고속 프린트를 도모하는 것이 있다. 여기서 말하는 대칭 배치란, 서브 스캐닝 방향으로 배치된 복수의 노즐로 구성된 복수의 노즐 어레이를 메인 스캐닝 방향으로 배치하고, 동일색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이를 2개 이상 설치하며, 그 동일색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이 사이에 다른 색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이를 1개 이상 설치하고, 동일색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이를 메인 스캐닝 방향에 직교하는 축에 대해 대칭 배치하는 구성을 의미한다.

예컨대, 각 색의 노즐 어레이가 프린트 방향으로 각각 배치되는 헤드(예컨대, 노즐 어레이가 YMCK의 순서로 배치되어 있는 헤드)를 이용하여 양방향 프린트를 수행하는 경우, 복수의 기록액이 서로 중첩되는 부분에는 양방향 색차가 생기게 된다. 옐로우와 시안의 기록액을 서로 중첩되게 토출할 때, 기록액이 토출되는 순서, 옐로우→시안, 시안→옐로우에 따라 색조가 달라지게 된다. 각 색 노즐이 도 18에 도시한 바와 같이 각각 배치되는 기록 헤드를 이용하여 양방향 프린트를 수행하는 경우, 액적이 순방향에서는 옐로우→시안의 순서로 토출되고, 역방향에서는 시안→ 옐로우의 순서로 토출되어 색조가 다른 줄무늬 색 얼룩이 생기게 된다.

이 문제를 해결하기 위해서는, 서브 스캐닝 방향으로 배치된 복수의 노즐로 이루어진 복수의 노즐 어레이를 메인 스캐닝 방향으로 배치하고, 동일색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이를 2개 이상 설치하며, 그 동일색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이 사이에 다른 색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이를 1개 이상 설치하는 구성을 채용하는 것이 필요하다.

예컨대, 도 19에 도시한 바와 같이, Y 잉크를 토출하는 노즐 어레이 사이에 C, M 잉크를 토출하는 노즐 어레이를 배열하는 구성에 있어서, 순방향과 역방향에 관계없이 C→ Y의 순서와 Y→C의 순서로 이들 잉크가 서로 중첩되도록 기록액을 토출하는 것이 가능하다. 또한, 순방향, 역방향에 관계없이 M→Y의 순서와, Y→M의 순서로 기록액이 서로 중첩되게 토출하는 것도 가능하다. 이것에 의해, 색 재현 영역을 확대하면서 양방향 프린트를 수행할 수 있고, 색 재현 영역이 넓은 컬러 프린트물을 고속으로 프린트할 수 있다.

또한, 서브 스캐닝 방향으로 배치된 복수의 노즐로 이루어진 복수의 노즐 어레이를 메인 스캐닝 방향으로 배열하고, 동일색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이를 2개 이상 설치하며, 그 동일색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이 사이에 다른 색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이를 1개 이상 설치하고, 동일색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이를 메인 스캐닝 방향에 직교하는 축에 대해 대칭 배열하는 구성을 채용하는 것이 필요하다.

예컨대, 도 20에 도시한 바와 같이, 동일색의 잉크를 토출하는 노즐 어레이를 메인 스캐닝 방향에 직교하는 축에 대해 대칭 배치하여, 즉 노즐 어레이를 K를 중심으로 하여 C, M, Y의 순서로 배치함으로써, 2개 이상의 잉크색을 더 많은 색을 위해 순방향 및 역방향에 관계없이 임의의 중첩 순서로 서로 중첩되게 토출할 수 있다. 이에, 더욱 확대된 색 재현 영역을 얻으면서 양방향 프린트를 수행할 수 있고, 색 재현 영역이 넓은 컬러 프린트물을 고속으로 프린트할 수 있다.

또한, 도 21에 도시하는 바와 같이, 통상의 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K) 잉크 외에, 색 밀도가 낮은 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 잉크, 즉 포토 옐로우(PY), 포토 마젠타(PM), 포토 시안(PC) 잉크를 이용할 수 있다. 또한, 포토 그레이(PG)를 이용할 수도 있다. 색 농도가 낮은 잉크를 이용하여 색 재현 영역을 확대할 수 있을 뿐만 아니라, 입상감이 저하된 컬러 프린트물을 프린트하는 것도 가능하다.

이러한 고밀도 노즐 및 대칭 노즐 구성을 갖는 화상 형성 장치는, 고밀도 데이터를 고속으로 처리해야 하기 때문에, 연산 부하가 급증할 것이다. 그러나, 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스를 이용한 중간조 처리에서는, 연산 부하를 경감하고 처리 속도를 확보하며 고해상도를 실현하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스를 이용한 디더 처리는 하드웨어로서 탑재될 뿐만 아니고, 전술한 바와 같이, 프로그램으로서, 예컨대 프린터 모드용 중간조 처리로서, 프린터 드라이버에 편입될 수도 있다. 따라서, 연산 부하를 경감할 수 있다. 특히, 실시형태에서 설명한 바와 같이 복사 모드를 갖는 화상 형성 장치의 처리뿐만 아니라, 호스트측으로부터의 화상 데이터를 프린트 및 출력하는 화상 형성 장치에도 디더 처리를 적용하는 경우, 컴퓨터는 더 신속하게 프린트 태스크로부터 해제될 수 있다. 또한, 프린트 데이터를 화상 형성 장치에 대하여 출력하는 정보 처리 장치에도 적용될 수 있다(여기에서 말하는 정보 처리 장치는 본 발명의 실시형태에 따른 화상 처리 장치를 의미한다).

또한, 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스를 이용한 중간조 처리를 다른 디더 매트릭스를 이용한 중간조 처리로부터 전환하는 것도 가능하다. 즉, 도트 원고 화상에 대한 무아레의 저감 및 연산 부하의 측면에서 뒤떨어지지만, 연속 계조 원고 화상에 대해서는 고품질 출력이 가능한 중간조 처리가 있다. 예컨대, 도 22에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 디더 매트릭스를 이용한 중간조 처리(제1 중간조 처리)는 도트 원고의 사용 빈도가 높은 복사 모드(및 팩시밀리 모드)에서 선택되지만, 다른 중간조 처리(제2 중간조 처리)는 연속 계조 원고가 주로 이용되는 프린터 모드에서 선택된다. 따라서, 고품질 화상을 재현하는 것이 가능하다. 이들 처리는 모드의 선택에 응답하여 자동으로 또는 사용자의 지시에 따 라 전환될 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 실시형태에 제한되지 않고, 본 발명의 범위에서 이탈하지 않고 변형 및 수정이 가능하다.

본 출원은 2006년 9월 16일자로 출원한 일본 우선권 출원 제2006-251949호에 기초하여, 이 문헌 전체는 참조 문헌으로서 본 명세서에 포함된다.

Claims (12)

1. 디더 매트릭스(dither matrix)를 이용하여, 입력 다중값(M치) 계조의 화상 데이터를 보다 작은 값(N치: M>N>2) 계조의 화상 데이터로 변환하는 중간조(halftone) 처리를 수행하는 화상 처리 장치에 있어서,

   상기 디더 매트릭스는, 주파수 성분의 주파수가 증가함에 따라 출력 화상의 주파수 성분의 세기가 증가하는 출력 화상의 주파수 특성을 갖는 것인, 화상 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 디더 매트릭스는 분산성을 갖는 메인 매트릭스와, 랜덤성을 갖는 서브 매트릭스로 이루어진 조직적 디더 매트릭스인 것인 화상 처리 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 분산성을 갖는 메인 매트릭스는 베이어형 매트릭스(Bayer matrix)인 것인 화상 처리 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 서브 매트릭스에는 계조 농도에 따라 주위에 할당된 임계치에 의한 발생율에 기초하여 임계치가 할당되는 것인 화상 처리 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 중간조 처리는 입력 데이터가 도트 화상을 포함하는 경우에는 상기 디더 매트릭스를 이용하여 수행되고, 상기 중간조 처리는 상기 입력 데이터가 도토 화상을 포함하지 않는 경우에는 다른 디더 매트릭스를 이용하여 수행되는 것인 화상 처리 장치.
6. 컴퓨터로 하여금, 디더 매트릭스를 이용하여, 입력 다중값(M치) 계조의 화상 데이터를 보다 작은 값(N치: M>N>2) 계조의 화상 데이터로 변환하는 중간조 처리를 수행하게 하는 프로그램을 기록한 기록 매체에 있어서,

   상기 프로그램은, 컴퓨터로 하여금, 주파수 성분의 주파수가 증가함에 따라 출력 화상의 주파수 성분의 세기가 증가하는 출력 화상의 주파수 특성을 갖는 상기 디더 매트릭스를 이용하여 상기 중간조 처리를 수행하게 하는 것인 프로그램을 기록한 기록 매체.
7. 제6항에 있어서, 상기 디더 매트릭스는 분산성을 갖는 메인 매트릭스와, 랜덤성을 갖는 서브 매트릭스로 이루어진 조직적 디더 매트릭스인 것인 프로그램을 기록한 기록 매체.
8. 제7항에 있어서, 상기 분산성을 갖는 메인 매트릭스는 베이어형 매트릭스인 것인 프로그램을 기록한 기록 매체.
9. 제7항에 있어서, 상기 서브 매트릭스에는 계조 농도에 따라 주위에 할당된 임계치에 의한 발생율에 기초하여 임계치가 할당되는 것인 프로그램을 기록한 기록 매체.
10. 제6항에 있어서, 입력 데이터가 도트 화상을 포함하는 경우에는 상기 디더 매트릭스를 이용하여 상기 중간조 처리가 수행되게 하고, 상기 입력 데이터가 도트 화상을 포함하지 않는 경우에는 다른 디더 매트릭스를 이용하여 상기 중간조 처리가 수행되게 하는 프로그램을 기록한 기록 매체.
11. 디더 매트릭스를 이용하여, 입력 다중값(M치) 계조의 화상 데이터를 보다 작은 값(N치: M>N>2) 계조의 화상 데이터로 변환하는 중간조 처리를 수행하고, 액적(liquid droplet)을 토출하는 액체 토출 헤드로 액적을 토출하게 하여 화상을 형성하는 화상 형성 방법에 있어서,

    상기 중간조 처리는, 주파수 성분의 주파수가 증가함에 따라 출력 화상의 주파수 성분의 세기가 증가하는 출력 화상의 주파수 특성을 갖는 상기 디더 매트릭스를 이용하여 수행되는 것인 화상 형성 방법.
12. 삭제

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