(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のドットの各々の階調値を示す画像データを記憶する画像記憶手段と、
複数のドットサイズと１対１対応するしきい値マトリクスを前記複数のドットサイズに対応する数記憶するしきい値記憶手段と、
前記画像記憶手段に記憶された画像データと前記しきい値記憶手段に記憶されたしきい値マトリクスのうち１のしきい値マトリクスとを比較し、階調値がしきい値マトリクスで示されるしきい値を超えたドットについてはその１のしきい値マトリクスに対応するドットサイズのドット形成を規定する量子化データを生成する第１の生成手段と、
前記第１の生成手段により生成された量子化データから、ドットサイズ毎に形成されるドット数の割合を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された割合が所定の条件を満足するか判断する判断手段と、
前記判断手段により前記割合が前記所定の条件を満足しないと判断された場合、前記しきい値マトリクスのうち少なくとも１のしきい値マトリクスの値を前記割合に応じて更新するしきい値更新手段と
を有し、
前記しきい値記憶手段に記憶されたしきい値マトリクスが、網点法によるしきい値マトリクスであり、
網点の中心部分には大きいサイズのドットが形成され、
網点の中心から外に向かうにつれ徐々にドットサイズが小さくなり、
網点の中心から外に向かうにつれドットの形成密度が減少する
ように設計されたしきい値マトリクスである
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記画像記憶手段に記憶された画像データを縮小して縮小画像を生成する縮小手段をさらに有し、
前記第１の生成手段が、前記縮小手段により生成された縮小画像に対して処理を行い、
前記画像記憶手段に記憶された画像データと前記しきい値更新手段により更新されたしきい値マトリクスのうち１のしきい値マトリクスとを比較し、階調値がしきい値マトリクスで示されるしきい値を超えたドットについてはその１のしきい値マトリクスに対応するドットサイズのドットを形成する旨を規定する量子化データを生成する第２の生成手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記所定の条件が、ドットサイズが大きいほど前記割合が大きくなる条件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。
【請求項４】
前記しきい値マトリクスが、ｍ×ｍの正方形、またはｍ×ｎの長方形（ｍ、ｎはいずれも正の整数）の形状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。
【請求項５】
前記画像処理装置が、インクジェットプリンタであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
複数のドットの各々の階調値を示す画像データを記憶する画像記憶ステップと、
複数のドットサイズと１対１対応するしきい値マトリクスを前記複数のドットサイズに対応する数記憶するしきい値記憶ステップと、
前記画像データと前記しきい値マトリクスのうち１のしきい値マトリクスとを比較し、階調値がしきい値マトリクスで示されるしきい値を超えたドットについてはその１のしきい値マトリクスに対応するドットサイズのドット形成を規定する量子化データを生成する生成ステップと、
前記量子化データから、ドットサイズ毎に形成されるドット数の割合を算出する算出ステップと、
前記割合が所定の条件を満足するか判断する判断ステップと、
前記割合が前記所定の条件を満足しないと判断された場合、前記しきい値マトリクスのうち少なくとも１のしきい値マトリクスの値を前記割合に応じて更新するしきい値更新ステップと
を有し、
前記しきい値マトリクスが、網点法によるしきい値マトリクスであり、
網点の中心部分には大きいサイズのドットが形成され、
網点の中心から外に向かうにつれ徐々にドットサイズが小さくなり、
網点の中心から外に向かうにつれドットの形成密度が減少する
ように設計されたしきい値マトリクスである
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
コンピュータ装置を、
複数のドットの各々の階調値を示す画像データを記憶する画像記憶手段と、
複数のドットサイズと１対１対応するしきい値マトリクスを前記複数のドットサイズに対応する数記憶するしきい値記憶手段と、
前記画像記憶手段に記憶された画像データと前記しきい値記憶手段に記憶されたしきい値マトリクスのうち１のしきい値マトリクスとを比較し、階調値がしきい値マトリクスで示されるしきい値を超えたドットについてはその１のしきい値マトリクスに対応するドットサイズのドット形成を規定する量子化データを生成する第１の生成手段と、
前記第１の生成手段により生成された量子化データから、ドットサイズ毎に形成されるドット数の割合を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された割合が所定の条件を満足するか判断する判断手段と、
前記判断手段により前記割合が前記所定の条件を満足しないと判断された場合、前記しきい値マトリクスのうち少なくとも１のしきい値マトリクスの値を前記割合に応じて更新するしきい値更新手段と
を有し、
前記しきい値記憶手段に記憶されたしきい値マトリクスが、網点法によるしきい値マトリクスであり、
網点の中心部分には大きいサイズのドットが形成され、
網点の中心から外に向かうにつれ徐々にドットサイズが小さくなり、
網点の中心から外に向かうにつれドットの形成密度が減少する
ように設計されたしきい値マトリクスである
ことを特徴とする画像処理装置として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、網点法による２値化処理に画像形成を行う場合に、形成される画像の粒状性を改善する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ等、液滴吐出機構を有する画像形成装置は、高速な印刷（画像形成）を実現するため、インク（液滴）を吐出するノズルを複数有している。複数のノズルは印刷ヘッドに搭載される。インクジェットプリンタは、用紙を移動させ（紙送り）、かつ印刷ヘッドを紙送り方向と直行する方向に走査しながらインクの吐出を行うことにより用紙上に画像を形成する（このようなプリンタを「マルチパス型プリンタ」という）。
マルチパス型プリンタは、２方向の走査を必要とするため印刷速度に限界がある。そこで、印刷速度の改善が望まれている。【０００３】
印刷の高速化を行う手段のひとつとして、印刷ヘッドの走査方向を１方向（紙送り方向のみ）にすることが考えられる。１方向の走査のみで印刷を行うためには、印刷ヘッドのサイズを用紙（記録材）の幅以上にする必要がある。このように用紙幅以上のサイズのヘッドを有するプリンタは、一般にラインヘッド型プリンタと呼ばれている。ラインヘッド型プリンタの印刷ヘッドにおいては、すべてのノズルが一定の間隔で配列されることが望ましい。しかし、製造技術の観点から、ノズル間隔を完全に均一にすることはできない。
このようにノズル間隔にばらつきがあると、用紙上に形成されるドットの位置は理想的な位置からずれてしまう。また、製造誤差によって一部のノズルのインクの吐出方向が傾いてしまったり、ノズルの位置が理想位置と外れた位置に配置されたりしてしまい、そのノズルで形成されるドットが目標点よりもずれてしまうといった、所謂「飛行曲がり現象」が発生してしまうことがある。この場合も同様に用紙上に形成されるドットの位置は理想的な位置からずれてしまう。特にラインヘッド型プリンタのように１方向の走査のみで画像形成を行う画像形成装置においては、走査方向に対し、ドット間隔の広いところは白いスジが、ドット間隔の狭いところは濃いスジが発生してしまう。このような現象は「バンディング現象」と呼ばれる。【０００４】
バンディング現象による画質の低下を抑制するために、多値画像を２値化する際の階調表現手法として、いわゆる「網点ディザ」（「集中ディザ」という場合もある）を用いる網点法といわれる方法がある（網点ディザについては特許文献１参照）。例えば、特許文献２には、誤差拡散処理後にディザ処理を行うことで、低・中濃度でドットを集中して発生させ、高濃度では集中したドットの周辺に分散させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平９−１０７４７３号公報
【特許文献２】特開２００１−１７７７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクジェットプリンタの中には、吐出する液滴の大きさすなわち用紙に形成されるドット径を制御できるものがある。例えば大きさの小さい方からＳ、Ｍ、Ｌの３種類のドットを形成することが可能なインクジェットプリンタにおいて、ディザにより同じ階調を表現する場合でも、サイズの異なるドットをどのように形成するかによって、用紙上に形成される画像の画質は異なったものとなる。特許文献２に記載の技術によれば、低・中濃度でドットが集中して形成されるので、ドットの集中が目立ち、画像の粒状性が悪化するという問題があった。また、特許文献２は、単一サイズのドットを用いて画像形成を行う技術を開示するのみであり、複数のドットサイズのドットを用いて画像形成を行う技術については開示が無かった。なお、本明細書において「粒状性が悪化する」とはドットの集中が目立ち画質が低下することを、「粒状性が改善する／向上する」とはドットの集中が目立たず画質が向上することを意味する。【０００６】
本発明は、用紙上に形成されるドットの大きさを制御可能な液滴吐出機構を有し、網点法により２値化処理を行う画像処理装置において、画質の粒状性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するため、本発明は、複数のドットの各々の階調値を示す画像データを記憶する画像記憶手段と、複数のドットサイズと１対１対応するしきい値マトリクスを前記複数のドットサイズに対応する数記憶するしきい値記憶手段と、前記画像記憶手段に記憶された画像データと前記しきい値記憶手段に記憶されたしきい値マトリクスのうち１のしきい値マトリクスとを比較し、階調値がしきい値マトリクスで示されるしきい値を超えたドットについてはその１のしきい値マトリクスに対応するドットサイズのドット形成を規定する量子化データを生成する第１の生成手段と、前記第１の生成手段により生成された量子化データから、ドットサイズ毎に形成されるドット数の割合を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された割合が所定の条件を満足するか判断する判断手段と、前記判断手段により前記割合が前記所定の条件を満足しないと判断された場合、前記しきい値マトリクスのうち少なくとも１のしきい値マトリクスの値を前記割合に応じて更新するしきい値更新手段とを有する画像処理装置を提供する。ここで、前記しきい値記憶手段に記憶された複数のしきい値マトリクスは網点法によるしきい値マトリクスであり、網点の中心部分には大きいサイズのドットが形成され、網点の中心から外に向かうにつれ徐々にドットサイズが小さくなり、網点の中心から外に向かうにつれドットの形成密度が減少するように設計されたしきい値マトリクスである。
この画像処理装置によれば、画素間がグラデーション状に結ばれる、またデューティ比も適切な値に設定される。したがって、画素の中心にドットの集中が目立つこともなく、粒状性の優れた画像を形成することができる。【０００８】
好ましい態様において、この画像処理装置は、前記画像記憶手段に記憶された画像データを縮小して縮小画像を生成する縮小手段をさらに有し、前記第１の生成手段が、前記縮小手段により生成された縮小画像に対して処理を行い、前記画像記憶手段に記憶された画像データと前記しきい値更新手段により更新されたしきい値マトリクスのうち１のしきい値マトリクスとを比較し、階調値がしきい値マトリクスで示されるしきい値を超えたドットについてはその１のしきい値マトリクスに対応するドットサイズのドットを形成する旨を規定する量子化データを生成する第２の生成手段をさらに有するようにしてもよい。
この態様の画像処理装置によれば、縮小画像を用いてしきい値マトリクスの更新が行われるので、処理負荷を低減することができる。【０００９】
別の好ましい態様において、前記所定の条件が、ドットサイズが大きいほど前記割合が大きくなる条件であってもよい。
さらに別の好ましい態様において、前記しきい値マトリクスが、ｍ×ｍの正方形、またはｍ×ｎの長方形（ｍ、ｎはいずれも正の整数）の形状であってもよい。
以上の各態様において、前記画像処理装置はインクジェットプリンタであってもよい。【００１０】
また、本発明は、複数のドットの各々の階調値を示す画像データを記憶する画像記憶ステップと、複数のドットサイズと１対１対応するしきい値マトリクスを前記複数のドットサイズに対応する数記憶するしきい値記憶ステップと、前記画像データと前記しきい値マトリクスのうち１のしきい値マトリクスとを比較し、階調値がしきい値マトリクスで示されるしきい値を超えたドットについてはその１のしきい値マトリクスに対応するドットサイズのドット形成を規定する量子化データを生成する生成ステップと、前記量子化データから、ドットサイズ毎に形成されるドット数の割合を算出する算出ステップと、前記割合が所定の条件を満足するか判断する判断ステップと、前記割合が前記所定の条件を満足しないと判断された場合、前記しきい値マトリクスのうち少なくとも１のしきい値マトリクスの値を前記割合に応じて更新するしきい値更新ステップとを有し、前記しきい値マトリクスが、網点法によるしきい値マトリクスであり、網点の中心部分には大きいサイズのドットが形成され、網点の中心から外に向かうにつれ徐々にドットサイズが小さくなり、網点の中心から外に向かうにつれドットの形成密度が減少するように設計されたしきい値マトリクスである画像処理方法を提供する。
また、本発明は、コンピュータ装置に上記の画像処理方法を実行させるプログラムを提供する。【００１１】
また、本発明は、ドットマトリクスを用いた網点法により階調表現された画素からなる印刷物であって、網点の中心から外に向かうにつれ形成されるドットのサイズが相対的に小さくなり、網点の中心から外に向かうにつれドットの形成密度が減少していることを特徴とする印刷物を提供する。
この印刷物によれば、画像形成装置の構造に起因するスジは目立つことなく、かつ、画素の中心にドットの集中が目立つこともなく、粒状性の優れた画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。
【図２】画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。
【図４】２値化処理でのドットのオン／オフ判定を説明する図である。
【図５】２値化処理を示すフローチャートである。
【図６】しきい値マトリクスを用いて形成される画素を例示する図である。
【図７】ドットのオン／オフ判定処理を示すフローチャートである。
【図８】しきい値マトリクス更新処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る２値化処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の変形例に係る画像形成システム１００の構成を示す図である。
【図１１】長方形のドットマトリクスを用いた２値化処理を例示する図である。
【符号の説明】
【００１３】
１…画像形成装置、２…ＰＣ、３…デジタルカメラ、１１…解像度変換部、１２…色空間変換部、１３…量子化部、１４…ノズル制御データ生成部、１５…画像形成部、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＯＭ、２３…ＲＡＭ、２４…Ｉ／Ｆ、２５…画像形成部、２６…バス、１００…画像形成システム
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。画像形成装置１は、入力画像（ＲＧＢ（赤、緑、青）カラー多値）のデータを、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、黒）の色毎にノズルからのインクの吐出を指示するノズル制御データに変換し、ノズル制御データに従ってインクの吐出しを行い印刷をする装置である。解像度変換部１１は、入力されたカラー画像データを、画像形成装置１で処理可能な解像度に解像度変換を行う。色空間変換部１２は、ＲＧＢ形式の画像データをＣＭＹＫ形式の画像データに変換する。量子化部１３は、多値ＣＭＹＫデータを２値ＣＭＹＫデータに変換する。ノズル制御データ生成部１４は、２値ＣＭＹＫデータから、インクを吐出するノズルを制御するノズル制御データを生成する。画像形成部１５は、ノズル制御データに従って印刷処理を行う。【００１５】
図２は、画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。本実施形態において、画像形成装置１はラインヘッド型インクジェットプリンタである。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶されている印刷処理プログラムを読み出して実行する。ＲＡＭ２３は、ＣＰＵ２１がプログラムを実行する際の作業エリアとして機能する。Ｉ／Ｆ２４は、他の機器との間でデータや制御信号の送受信を行うためのインターフェースである。画像形成装置１は例えば、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」）やデジタルカメラ等の電子機器からＩ／Ｆ２４を介して画像データを受け取ることができる。ＲＡＭ２３はまた、Ｉ／Ｆ２４を介して受信したデータを記憶する。画像形成部２５は、図示せぬノズル、ノズル駆動回路、用紙搬送系等を有する。画像形成部２５は、ＣＰＵ２１の制御下で、ノズル制御データに従って用紙上に画像形成を行う。以上の各構成要素は、バス２６で相互に接続されている。ＣＰＵ２１が印刷処理プログラムを実行することにより、画像形成装置１は、図１に示される各機能構成要素に相当する機能を具備する。【００１６】
図３は、画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。画像形成装置１の図示せぬ電源が投入されると、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２から印刷処理プログラムを読み出して実行する。印刷処理プログラムを実行すると、ＣＰＵ２１は、画像データの入力待ち状態となる。Ｉ／Ｆ２４を介して画像データを受信すると、ＣＰＵ２１は入力画像データをＲＡＭ２３に記憶する（ステップＳ１００）。本実施形態において、入力画像データはＲＧＢカラー多値の画像データである。また、画像形成装置１はＣＭＹＫ４色のインクにより画像形成を行うインクジェットプリンタである。したがって、画像形成装置１は、ＲＧＢからＣＭＹＫへと画像データの色空間を変換する必要がある。また、入力される画像データは画素ごとに階調値を有しているが、画像形成装置１のノズルから吐出されるインクは、Ｓ、Ｍ、Ｌサイズの３種類である。すなわち、１つのノズルが表現できる階調幅は、ドット打たない／Ｓ／Ｍ／Ｌサイズドットの４階調である。したがって画像形成装置１においては、画像データの１画素に、ｍ×ｍのドットマトリクスを対応させ、ドットマトリクスに描画されるドットの数およびドットサイズで階調表現を行っている。したがって、入力画像データを、ドットサイズ毎にドットのオン／オフを指定するデータに変換する必要がある。このために、以下で説明するように、画像データの解像度を、ノズルの数に相当する解像度に変換する処理、および、多階調の画像データをドットサイズ毎にオン／オフを指定する２階調のデータに変換する処理（量子化あるいは２値化という）を行う必要がある。なお、本明細書において、ノズルからインクの液滴を吐出することを「ドットのオン」、ノズルからインクの液滴を吐出しないことを「ドットのオフ」と表現する。例えば「ドットのオン／オフを指定するデータ」とは、指定されたノズルについてインクの液滴を吐出するか吐出しないかを指定するデータを意味する。また、「ドット」とはノズルから吐出されるインクの液滴により用紙上に形成される像を意味するが、データについて用いられる場合は、ドットを形成するためのデータの単位を意味する。【００１７】
続いてＣＰＵ２１は、入力画像データの解像度を判断する。ＣＰＵ２１は入力画像データの解像度が画像形成装置１で処理可能な解像度と異なる場合には、入力画像データを、画像形成装置１が処理可能な解像度とする解像度変換処理を行う（ステップＳ１１０）。
ＣＰＵ２１は、解像度変換後の画像データをＲＡＭ２３に記憶する。続いてＣＰＵ２１は、解像度変換後の画像データを画像形成装置１の色空間に適合させるため、ＲＧＢの画像データをＣＭＹＫの画像データに変換する（ステップＳ１２０）。ＣＰＵ２１は色変換後の画像データをＲＡＭ２３に記憶する。続いてＣＰＵ２１は、色変換後の画像データに対して以下で説明する２値化処理を行う（ステップＳ１３０）。【００１８】
図４は、ディザマトリクス法による２値化処理でのドットのオン／オフ判定を説明する図である。ＲＡＭ２３あるいはＲＯＭ２２は、あらかじめ決められたサイズ（図４の例では４×４）のしきい値マトリクスを記憶している。ＣＰＵ２１は、処理対象となる多値画像データをしきい値マトリクスと同じ大きさの領域（４×４ドット）に分割する。ＣＰＵ２１は、これらの領域の各々に対し、多値画像データとしきい値マトリクスとの比較を行う。すなわち、分割領域中のあるドットの階調値を、しきい値マトリクスのうちそのドットに対応するドットのしきい値と比較し、階調値がしきい値よりも大きい場合はそのドットはオンすると判断される。図４に示される例では、例えば、多値画像データの左上のドットは階調値「１８０」である。このドットに対応するドットのしきい値は「４４」である。したがって、ドットの階調値はしきい値より大きいのでドットは「オン」と判断される（「１」はオンドットを、「０」はオフドットを示す）。画像形成装置１は、Ｓ、Ｍ、Ｌの３種類の大きさのドットを打つことができるので、Ｓ、Ｍ、Ｌの各ドットに対してそれぞれしきい値マトリクスを有している。また、画像形成装置１は、ＣＭＹＫの４色を印刷可能であるので、色毎に上述の判断を行う。【００１９】
図５は、ステップＳ１３０における２値化処理を示すフローチャートである。画像形成装置１は、以下で説明するようにディザマトリクス法により画像データの２値化を行う。
ＣＰＵ２１はまず、しきい値マトリクスを初期化する（ステップＳ４００）。詳細には次のとおりである。ＲＯＭ２２は、ＣＭＹＫの色毎に、また、さらに各色についてドットサイズ毎にしきい値マトリクスを記憶している。ＣＰＵ２１は、処理対象となっている色のしきい値マトリクスをＲＯＭ２２から読み出してＲＡＭ２３に記憶する。【００２０】
ここで、本実施形態においては、しきい値マトリクスの初期値は、以下のようにドット形成が行われるように設定される。
（１）網点ディザの中心部分には大きいサイズのドットが形成される。
（２）網点の中心から外に向かうにつれ徐々にドットサイズを小さくする。
（３）網点の中心から外に向かうにつれドットの形成数（形成密度）を減少させる。【００２１】
図６は、以上の条件で設定されたしきい値マトリクスにより形成される画素を例示する図である。図６に示される例では、８×８のドットマトリクスにより画素が形成される。
図６に示されるように、画素の中心部分においてはよりサイズの大きいドットが形成され、中心部分から外側に向かうにつれドットサイズが低下するようにドットが形成される。
このようなしきい値マトリクスを用いて画像形成を行うことにより、画素間がグラデーション状に結ばれる。したがって、従来のように画素の中心にドットの集中が目立つこともなく、粒状性の優れた画像を形成することができる。【００２２】
次に、ＣＰＵ２１はドットのオン／オフ判定を行う（ステップＳ４１０）。オン／オフ判定に先立ち、ＣＰＵ２１は処理対象の多値画像データを、しきい値マトリクスと同サイズの小領域（４×４ドットのしきい値マトリクスを用いる場合は、４×４ドットの小領域）に分割する。以下の処理では、分割された小領域ごとにしきい値マトリクスとの比較が行われる。また、ＣＰＵ２１は、ドットの形成の要否を示すドットマトリクス（以下「ドット描画データ」という）の記憶領域をドットサイズごとにＲＡＭ２３に確保する。ＲＡＭ２３は複数のドット描画データを記憶する。複数のドット描画データは、各々ドットサイズＤＳに対応している。ドット描画データの初期値は、すべてのドットサイズＤＳについて、すべてのドットが「０」、すなわちドットを打たないことを示すデータに設定されている。【００２３】
図７は、ステップＳ４００におけるドットのオン／オフ判定処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ２１はまず、ＲＡＭ２３に変数ＤＳの記憶領域を確保し、「１」を初期値に設定する（ステップＳ５００）。ここで、変数ＤＳは、ドットサイズを示す変数である。本実施形態においては、値が小さいほど大きいドットサイズを示す。すなわち、ＤＳ＝１は、画像形成装置１が用紙上に形成することのできる最大ドットサイズを示す。また、画像形成装置１が形成可能なドットサイズの数をＭＡＸDSとする。本実施形態においては、画像形成装置１は、Ｓ、Ｍ、Ｌの３サイズのドットを形成可能なのでＭＡＸDS＝３である。【００２４】
次に、ＣＰＵ２１は、処理対象ドットの階調値（画素値）と、しきい値マトリクスのうち処理対象ドットに対応するドットのしきい値とを比較する（ステップＳ５１０）。処理対象ドットの階調値がしきい値よりも大きい場合（ステップＳ５１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、処理対象ドットについて、ドットサイズＤＳのドットを形成する旨のデータを生成する。すなわち、ＣＰＵ２１は、ドットサイズＤＳに対応するドット描画データのうち、処理対象ドットのデータ値を「１」（ドットを打つ）に変更する。一方、処理対象ドットの階調値がしきい値以下である場合（ステップＳ５１０：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、所定の数式（ＤＳ＝ＤＳ＋１）に従ってＤＳの値を更新する（ステップＳ５２０）。続いて、ドットサイズＤＳが画像形成装置１が形成可能なドットサイズを超えていないか判断する（ステップＳ５３０）。すなわち、ＤＳ＞ＭＡＸDSの条件が満たされるか判断する。ドットサイズＤＳがＭＡＸDSを超えている場合（ステップＳ５３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、処理対象ドットに対してはドットを形成しない（オフドット）旨のデータを生成する。
すなわち、処理対象ドットの値を「０」のまま更新せず処理を次のステップに進める。ドットサイズＤＳがＭＡＸDS以下である場合（ステップＳ５３０：ＮＯ）、ＣＰＵ２１はステップＳ５１０以下の処理を再び実行する。【００２５】
次に、ＣＰＵ２１は、多値画像データの全ドットについて処理が完了したか判断する（ステップＳ５６０）。処理が完了していない場合（ステップＳ５６０：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、全ドットについて処理が完了するまでステップＳ５００〜Ｓ５６０の処理を繰り返し実行する。全ドットについて処理が完了した場合、ＣＰＵ２１はドットのオン／オフ判定処理を終了し、図５のステップＳ４２０に処理を進める。【００２６】
再び図５を参照して画像形成装置１の動作を説明する。ＣＰＵ２１は、形成されるドットのデューティ比を算出する（ステップＳ４２０）。デューティ比とは、ドットサイズ毎に形成されるドット数の割合を示す。本実施形態において、画像形成装置１が形成可能なドットサイズはＳ、Ｍ、Ｌの３種類である。そこで、ドットサイズＤＳにおけるデューティ比ＤＵＴＹDSを、（ドットサイズＤＳのドットの形成数）／（ドットサイズＤＳ＋１のドットの形成数）で定義する。すなわち、ＤＳ＝１の場合、ＤＵＴＹDS＝（Ｌサイズドットの形成数）／（Ｍサイズドットの形成数）である。ＣＰＵ２１は、ＤＳ＝１〜ＭＡＸDS−１の各ドットサイズについてデューティ比を算出する。ＣＰＵ２１は、算出したデューティ比ＤＵＴＹDSをＲＡＭ２３に記憶する。【００２７】
次にＣＰＵ２１は、デューティ比があらかじめ決められた基準内に収まっているか判断する（ステップＳ４３０）。詳細には次のとおりである。ＲＯＭ２２は、各ドットサイズＤＳについてデューティ比の基準値（最小値ＤＵＴＹDSMINおよび最大値ＤＵＴＹDSMAX）を記憶している。ＣＰＵ２１は、各ドットサイズＤＳについてデューティ比ＤＵＴＹDSと最小値ＤＵＴＹDSMINおよび最大値ＤＵＴＹDSMAXとを比較し、デューティ比ＤＵＴＹDSが基準内に収まっているか判断する。すべてのドットサイズＤＳについてデューティ比ＤＵＴＹDSが基準内に収まっている場合（ステップＳ４３０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、２値化処理を終了し、処理を次のステップ（図３のステップＳ１４０）に進める。デューティ比ＤＵＴＹDSが基準内に収まっていない場合（ステップＳ４３０：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、以下で説明するしきい値マトリクス更新処理を行う（ステップＳ４４０）。【００２８】
図８は、ステップＳ４４０におけるしきい値マトリクス更新処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ２１はまず、ドットサイズＤＳごとに、デューティ比ＤＵＴＹDSをＲＡＭ２３から読み出す（ステップＳ６００）。続いて、ＣＰＵ２１は、変数ＤＳの値を「１」に初期化する（ステップＳ６１０）。続いてＣＰＵ２１は、ステップＳ４３０と同様に、デューティ比ＤＵＴＹDSが基準内に収まっているか判断する（ステップＳ６２０）。基準内に収まっている場合（ステップＳ６２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、所定の式（ＤＳ＝ＤＳ＋１）に従って変数ＤＳの値を更新する（ステップＳ６３０）。ＣＰＵ２１は、すべてのドットサイズＤＳについて処理が終了したか、すなわち、ＤＳ＞ＭＡＸDSの条件が満たされるか判断する（ステップＳ６４０）。全ドットサイズＤＳについて処理が完了していない場合（ステップＳ６４０：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ６２０以降の処理を繰り返し実行する。全ドットサイズＤＳについて処理が完了した場合（ステップＳ６４０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、処理を次のステップＳ６８０に進める。【００２９】
ステップＳ６２０において、デューティ比ＤＵＴＹDSが基準内に収まっていないと判断された場合（Ｓ６２０：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、デューティ比ＤＵＴＹDSが基準値よりも大きいか判断する（ステップＳ６５０）。基準値としては、例えば最小値ＤＵＴＹDSMINおよび最大値ＤＵＴＹDSMAXの平均値ＤＵＴＹDSAVEを用いることができる。すなわち、ＣＰＵ２１は、ＤＵＴＹDS＞ＤＵＴＹDSAVEの条件が満たされるか判断する。デューティ比ＤＵＴＹDSが基準値よりも大きい場合、ドットサイズＤＳのしきい値マトリクスの値を大きくするよう更新する（ステップＳ６６０）。一方デューティ比ＤＵＴＹDSが基準値よりも小さい場合、ドットサイズＤＳのしきい値マトリクスの値を小さくするよう更新する（ステップＳ６７０）。しきい値マトリクスの更新は、例えば値を大きくする場合には、しきい値マトリクスの値に一律同じ値を加算してもよいし、一律に一定の定数（＞１）を乗算してもよい。同様にしきい値マトリクスの値を小さくする場合には、しきい値マトリクスの値から一律同じ値を減算してもよいし、一律に一定の定数（＜１）を乗算してもよい。なお、ステップＳ６５０における判断基準の値はＤＵＴＹDSAVEに限られず、例えば最小値ＤＵＴＹDSMINおよび最大値ＤＵＴＹDSMAXのうちどちらか一方を用いてもよいし、最小値ＤＵＴＹDSMINおよび最大値ＤＵＴＹDSMAXとは独立した基準値をあらかじめＲＡＭ２３に記憶していてもよい。【００３０】
なお、このようにデューティ比に基づいてしきい値マトリックスの更新（最適化）を行う理由は次の通りである。本来は、ドットサイズの小さいドットの数を多く形成する（ドットサイズの小さいドットのデューティ比を高くする）方が人間の目にはきれいに見えることが知られている。しかし、ドットサイズが小さいドットを多く形成することは、１方向の走査のみで印刷を行うラインヘッドプリンタの場合、バンディングを目立ちやすくする結果となってしまう。このバンディングを目立ちにくくし、かつ滑らかな画像を形成するためには、まず大きいサイズのドットを網点の中心に集中的に形成することでバンディングを見えにくくし、そこで生じた粒状性の悪化を補うために網点の中心から徐々にドットサイズを小さく、かつドットの形成密度を少なくすることが効果的であることが多くの実験の結果分かった。したがって、ドットサイズの大きいドットのデューティ比が高くなる条件でしきい値マトリックスの更新を行うことが望ましい。【００３１】
ＣＰＵ２１は、ステップＳ６６０、Ｓ６７０の処理の後は、処理をステップＳ６３０、Ｓ６４０に進める。全ドットサイズＤＳについて処理が完了すると（ステップＳ６４０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、しきい値マトリクスの値を画像形成装置１の階調幅（８ｂｉｔ多値の場合は０〜２５５）に適合するように設定してクリッピングする。例えば、ＣＰＵ２１は、負の値となってしまったドットについてはしきい値を０にし、２５５を超えてしまったドットについてはしきい値を２５５に設定する。ステップＳ６８０が終了したら、ＣＰＵ２１は、図４のステップＳ４１０以降の処理を再び実行する。【００３２】
再び図３に戻って説明する。ＣＰＵ２１は、２値化処理の完了したデータ（２値画像データ）を画像形成部２５に出力する（ステップＳ１４０）。画像形成部２５は２値画像データに従ってノズルの制御を行い、用紙上に画像を形成する。なお、２値画像データをノズル制御データとして用いるのではなく、２値画像データからノズル制御データを生成し、これを出力することとしてもよい。以上の処理をＣＭＹＫ各色について行うことにより、用紙上にカラー画像が形成される。【００３３】
＜第２実施形態＞
続いて本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態においては、入力画像の全データに対しドットのオン／オフ判定およびデューティ比の算出を行い、デューティ比が基準内にあるか判断された。しかし、第１実施形態によれば、しきい値マトリクスが更新されるたびに入力画像データのすべてのドットに対し再度オン／オフ判定が行われるため、処理の負荷が重くなるという問題がある。本実施形態は、処理の負荷を軽減しつつしきい値マトリクスを更新する画像処理に係るものである。【００３４】
図９は、本発明の第２実施形態に係る２値化処理の詳細を示すフローチャートである。
第２実施形態においては、ステップＳ１３０（図３）の２値化処理のフローとして図５に示されるフローに代わり図９に示されるフローが採用されている点以外は、装置構成、動作とも第１実施形態で説明したものと同一であるのでその説明を省略する。【００３５】
２値化処理は以下のように行われる。ＣＰＵ２１はまず、入力画像から縮小画像を生成する（ステップＳ７００）。すなわち、ＣＰＵ２１は入力画像があらかじめ決められた解像度となるように解像度変換を行う。変換後の解像度は、例えば、画像形成する際の解像度の１／４、１／１６等の所定の割合に縮小したものでもよいし、あらかじめ決められた大きさのドットマトリクスに縮小したものでもよい。【００３６】
次にＣＰＵ２１は、縮小画像に対して図５のステップＳ４００〜Ｓ４４０と同一の処理を行う。これにより、縮小画像に対してデューティ比の範囲が適切なものに調整される。
縮小画像は入力された元画像とは異なるものの、元画像の特徴を反映している。したがって、元画像に対しても適切なデューティ比となるしきい値マトリクスを提供することができる。ステップＳ４００〜Ｓ４４０の処理が完了すると、ＣＰＵ２１は調整されたしきい値マトリクスを用いて入力画像データのオン／オフ判定を行う。ドットのオン／オフ判定は図７に示されるフローと同一である。【００３７】
＜変形例＞
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
上述の実施形態においては、図３のステップＳ１００〜Ｓ１４０の処理を全て画像形成装置１が行う態様について説明したが、ステップＳ１００〜Ｓ１４０の動作主体は同一の装置でなくてもよい。
図１０は、本発明の変形例に係る画像形成システム１００の構成を示す図である。画像形成装置１は、有線又は無線ネットワークを介してＰＣ２に接続されている。デジタルカメラ３は、画像をメモリカードＭＣに記憶する画像取得装置である。ＰＣ２は、メモリカードＭＣからデータを読み取るためのインターフェースを有している。このような構成の画像形成システム１００において、例えば、図３のステップＳ１００〜Ｓ１４０の処理の一部または全部をＰＣ２が実行し、画像処理装置２００として機能してもよい。また、画像形成装置１がメモリカードＭＣからデータを読み取り、ステップＳ１００〜Ｓ１４０の処理を行ってもよい。【００３８】
上述の実施形態においては、解像度変換処理、色空間変換処理、量子化処理、２値化処理の順番に処理を行ったが、処理順序はこれに限定されるものではない。例えば、色空間変換処理、解像度変換処理、量子化処理、２値化処理の順番に処理を行ってもよい。
また、色空間変換処理はＲＧＢからＣＭＹＫへの変換以外の色空間変換処理であってもよい。例えば、黒・シアン・マゼンタ・イエロー・ライトシアン・ライトマゼンタ・ダークイエローの７色インクを用いる画像形成装置においては、ＲＧＢ形式のデータは、７色の色ごとの画像データに変換される。
また、本発明はラインヘッド型インクジェットプリンタだけでなくマルチパス型インクジェットプリンタに適用してもよい。【００３９】
また、上述の実施形態においては、ドットマトリクスはｍ×ｍドットの正方形であったが、ドットマトリクスの形状は正方形に限定されない。ドットマトリクスは、例えば、ｍ×ｎの長方形でもよい。
図１１は、長方形のドットマトリクスを用いた２値化処理を例示する図である。図１１に示される例においては、３×４ドットのマトリクスが用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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