ドットの形成順序に基づくインク吐出量の制御
【課題】ハーフトーン処理における濃度ムラを抑制する技術を提供する。
【解決手段】本発明の印刷装置は、元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成部と、ドットデータに応じて、ドットの形成において物理的な相違が想定された複数の画素グループの各々に形成されるドット群を、共通の印刷領域で相互に組み合わせることによって印刷画像を生成する印刷画像生成部と、を備える。ハーフトーン処理は、共通の印刷領域における複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されるように構成されていることを特徴とする。
【解決手段】本発明の印刷装置は、元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成部と、ドットデータに応じて、ドットの形成において物理的な相違が想定された複数の画素グループの各々に形成されるドット群を、共通の印刷領域で相互に組み合わせることによって印刷画像を生成する印刷画像生成部と、を備える。ハーフトーン処理は、共通の印刷領域における複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されるように構成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、印刷媒体上にドットを形成して画像を印刷する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータで作成した画像や、デジタルカメラで撮影した画像などの出力装置として、印刷媒体上を走査することによってインクドットを形成し、これにより画像を印刷する印刷装置が広く使用されている。かかる印刷装置における画質の劣化要因の１つとして、インクの凝集（インクの寄り集まりによって斑となる減少）やブリード（インクの滲み）が発生している。このような画質劣化要因に対して、従来から、インクの浸透性その他のインクの物理的性質の改善や物理的性質の相違するインクの使い分け、インクデューティーの制限、あるいはハーフトーン処理後におけるドットデータの各記録走査への振り分けによって画質劣化を抑制することが行われてきた（特許文献１〜６）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１４３７９５号
【特許文献２】特開平７−３１４６５６号
【特許文献３】特開２００２−１６６５３８号
【特許文献４】特開平６−３２８６７８号
【特許文献５】特開２００２−３０７６７１号
【特許文献６】特開２００２−１６６５３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来は、ハーフトーン処理の工夫によってインクの凝集やブリードを抑制することは検討されていなかった。
【０００５】
この発明は、従来の技術における上述した課題を解決するためになされたものであり、インクの凝集やブリードに起因する画質劣化を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、印刷媒体上に印刷を行う印刷装置を提供する。この印刷装置は、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、前記決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成部と、
前記ドットデータに応じて、前記ドットの形成に関する物理的な条件の相違が想定された複数の画素グループの各々に形成されるドット群を、共通の印刷領域で相互に組み合わせることによって印刷画像を生成する印刷画像生成部と、
を備え、
前記ハーフトーン処理は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の印刷装置によれば、共通の印刷領域における複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されるように構成されたハーフトーン処理でドットの形成状態が決定されるので、印刷媒体やインクの特性並びにその組合せといった種々の印刷環境に応じて、複数のドット群の各々のドット数の配分を決定してインクの流動を抑制することができる。これにより、インクの凝集や滲みを抑制することができるので、印刷画質を維持しつつインク濃度を高くして色再現範囲を拡大することができる。なお、このようなハーフトーン処理は、誤差拡散法でも実現可能である。たとえば誤差拡散法の閾値や入力階調値の少なくとも一方を調整することによって、上述のドット数の配分に近づくように誤差拡散法を構成すればよい。
【０００８】
上記印刷装置において、
前記ハーフトーン処理は、所定のディザマトリックスに格納された各閾値を用いてドットの形成状態を決定し、
前記ドットの形成状態の決定は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記閾値と前記入力階調値の少なくとも一方を調整することによって前記ドット数の配分に近づくように構成されていても良い。
【０００９】
上記印刷装置において、
前記ハーフトーン処理は、前記ドット形成順序が早いほど前記複数のドット群の各々のドット数の配分が多くなるように構成されていても良い。
【００１０】
こうすれば、先に着弾したインクが後に着弾したインクの吸収を妨げるといった印刷環境で顕著な効果を奏することができる。なお、このような構成は、印刷媒体が光沢紙であり、ドットが色材として顔料を使用するインクで形成される場合に顕著な効果を奏する。
【００１１】
上記印刷装置において、
前記ハーフトーン処理は、予め設定された第１の階調値以上であって、かつ、予め設定された第２の階調値以下の階調値の領域においては、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が近づくように構成されていても良い。
【００１２】
このような階調値では、インクの流動が発生しやすい一方、ドットの粒状性が目立つので、こうすれば、ドットの粒状性の抑制を維持しつつ効果的に滲みを抑制することができる。
【００１３】
上記印刷装置において、
前記所定のディザマトリックスは、前記複数のドット群の各々が予め設定された共通の特性を有するように各閾値が各要素に格納されているようにしても良い。
【００１４】
こうすれば、複数のドット群の各々において、低周波領域で発生するインクの流動に起因する滲みや凝集を抑制して、さらに顕著な効果を生じさせることができる。さらに、本発明では、たとえば先行ヘッドドットパターンＤｐ１と後続ヘッドドットパターンＤｐ２との間ではインク濃度が相違するので、一方のドットパターンが目立つ結果として、一方のドットパターンに起因する低周波領域での粒状性が画質を劣化させることになる。
【００１５】
上記印刷装置において、
前記共通の特性は、フーリエ変換処理を含む計算処理によって算出される粒状性指数で表される値であり、
前記粒状性指数は、視覚の空間周波数特性に基づいて決定されたＶＴＦ関数と、前記フーリエ変換処理によって予め算出された定数との積に基づいて算出されるようにしても良いし、
あるいは、
前記共通の特性は、ローパスフィルタ処理を含む計算処理によって算出されるＲＭＳ粒状度で表される値であるようにしても良い。
【００１６】
なお、本発明は、ディザマトリックス、ディザマトリックス生成装置、ディザマトリックスを用いた印刷装置や印刷方法、印刷物の生成方法といった種々の形態、あるいは、これらの方法または装置の機能をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の種々の形態で実現することができる。
【００１７】
また、印刷装置や印刷方法、印刷物の生成方法におけるディザマトリックスの使用は、ディザマトリックスに設定されている閾値と画像データの階調値とを画素毎に比較することによって、画素毎にドット形成の有無を判断しているが、たとえば閾値と階調値の和を固定値と比較してドット形成の有無を判断するようにしても良い。さらに、閾値を直接使用することなく閾値に基づいて予め生成されたデータと、階調値とに応じてドット形成の有無を判断するようにしても良い。本発明のディザ法は、一般に、各画素の階調値と、ディザマトリックスの対応する画素位置に設定された閾値とに応じてドットの形成の有無を判断するものであれば良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、本発明の作用・効果をより明確に説明するために、本発明の実施の形態を、次のような順序に従って説明する。
Ａ．印刷システムの構成の一例：
Ｂ．本発明の第１実施例におけるハーフトーン処理：
Ｃ．本発明の第２実施例におけるハーフトーン処理：
Ｄ．本発明の第３実施例におけるハーフトーン処理：
Ｅ．変形例：
【００１９】
Ａ．印刷システムの構成の一例：
図１は、印刷システムの構成の一例を示すブロック図である。この印刷システムは、印刷制御装置としてのコンピュータ９０と、印刷部としてのカラープリンタ２０と、を備えている。なお、カラープリンタ２０とコンピュータ９０の組み合わせを、広義の「印刷装置」と呼ぶことができる。
【００２０】
コンピュータ９０では、所定のオペレーティングシステムの下で、アプリケーションプログラム９５が動作している。オペレーティングシステムには、ビデオドライバ９１やプリンタドライバ９６が組み込まれており、アプリケーションプログラム９５からは、これらのドライバを介して、カラープリンタ２０に転送するための印刷データＰＤが出力されることになる。アプリケーションプログラム９５は、処理対象の画像に対して所望の処理を行い、また、ビデオドライバ９１を介してＣＲＴ２１に画像を表示する。
【００２１】
プリンタドライバ９６の内部には、入力画像の解像度を印刷解像度に変換する解像度変換モジュール９７と、ＲＧＢをＣＭＹＫに色変換する色変換モジュール９８と、後述の実施例で生成されるディザマトリックスＭや誤差拡散法を使用して入力階調値をドットの形成で表現可能な出力階調数へ減色するハーフトーンモジュール９９と、ハーフトーンデータを用いてカラープリンタ２０に送信するための印刷データを生成する印刷データ生成モジュール１００と、色変換モジュール９８が色変換の基準とする色変換テーブルＬＵＴと、ハーフトーン処理のために各サイズのドットの記録率を決定するための記録率テーブルＤＴと、が備えられている。プリンタドライバ９６は、印刷データＰＤを生成する機能を実現するためのプログラムに相当する。プリンタドライバ９６の機能を実現するためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で供給される。このような記録媒体としては、たとえばＣＤ−ＲＯＭ１２６やフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等の、コンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。
【００２２】
図２は、カラープリンタ２０の概略構成図である。カラープリンタ２０は、紙送りモータ２２によって印刷媒体Ｐを副走査方向に搬送する副走査駆動部と、印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂを駆動してインクの吐出およびドット形成を制御するヘッド駆動機構と、これらの紙送りモータ２２，キャリッジモータ２４，印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂを備える印刷ヘッドユニット６０および操作パネル３２との信号のやり取りを司る制御回路４０とを備えている。制御回路４０は、コネクタ５６を介してコンピュータ９０に接続されている。なお、カラープリンタ２０では、印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの主走査は行われない。
【００２３】
図３は、図２における矢視ＡＡに相当し、印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの下面におけるノズル配列を示す説明図である。印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの各々の下面には、ブラックインクを吐出するためのブラックインクノズル列Ｋと、シアンインクを吐出するためのシアンインクノズル列Ｃと、マゼンタインクを吐出するためのマゼンタインクノズル列Ｍｚと、イエローインクを吐出するためのイエローインクノズルＹとが形成されている。
【００２４】
各ノズル列の複数のノズルＮｚは、副走査方向に沿って一定のノズルピッチｋ・Ｄでそれぞれ整列している。ここで、ｋは整数であり、Ｄは副走査方向における印刷解像度に相当するピッチ（「ドットピッチ」と呼ぶ）である。本明細書では、「ノズルピッチはｋドットである」とも言う。このときの単位［ドット］は、印刷解像度のドットピッチを意味している。副走査送り量に関しても同様に、［ドット］の単位を用いる。
【００２５】
２個の印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの各々が備える各ノズル列Ｃ、Ｍｚ、Ｙ、Ｋでは、ノズルピッチｋは、２となっている。一方、２個の印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂは、紙送り方向に垂直な方向にノズルピッチｋだけシフトした位置に配置されているので、２個の印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂによって各画素に抜けを生じさせることなく、各色のインクを吐出することができる。
【００２６】
図４は、図２における矢視ＢＢに相当し、印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの横面を示す説明図である。図４では、説明を分かりやすくするためにイエローインクＹを吐出するノズル列のみが示されている。図４では、印刷媒体Ｐが矢印の紙送り方向に送られているので、共通の印刷領域に対して、印刷ヘッド１０Ａで最初にインク滴が吐出され、引き続き、印刷ヘッド１０Ｂでインク的が吐出されることになる。図３から分かるように、印刷ヘッド１０Ａと印刷ヘッド１０Ｂとでは、相互に相違する画素ではあるが、共通の印刷領域において相互に隣接する画素にインク滴を吐出することになる。このように、共通の印刷領域に対して、先にインク滴を吐出する印刷ヘッドは先行ヘッドと呼ばれ、後にインク滴を吐出する印刷ヘッドは後続ヘッドと呼ばれる。なお、印刷ヘッド１０Ａで形成される複数のドットの集合（ドット群）や印刷ヘッド１０Ｂで形成される複数のドットの集合（ドット群）は、特許請求の範囲における「複数のドット群の各々」に相当する。
【００２７】
図５は、インクの凝集やブリードと呼ばれる現象のメカニズムを示す説明図である。インクの凝集やブリードは、大きく分けて３つの段階を経て発生する。第１の段階は、近接する複数の画素にインク滴が吐出される段階である。この段階では、複数のインク滴が玉状となって印刷媒体Ｐ上に存在している。第２の段階は、複数のインク滴が連結する段階である。この段階では、インクが紙送り方向に２本の線となって、この線上を自由に移動できる。第３の段階は、インク溜まりが発生する段階である。インクの表面張力によって、インクが２本の線の中央部に集まって、インク溜まりＲｉが発生している。このようなインクの流れ込みによって、インクの凝集（インクの寄り集まりによって斑となる減少）やブリード（インクの滲み）が発生している。
【００２８】
図６は、先行ヘッドと後続ヘッドとによってインク滴が吐出されるときのインクの流れ込みのメカニズムの様子を示す説明図である。先行ヘッドでインクが吐出され、印刷媒体Ｐ上にインク滴の膜が形成された上に、重ねて後続ヘッドでインク滴が吐出されると、先行ヘッドで形成されたインク滴の膜によって、後続ヘッドで吐出されたインク滴の印刷媒体Ｐへの浸透が阻害されるという現象が本願発明者によって突き止められた。本願発明者は、さらに、このようなメカニズムの解明に基づいて、このような現象を考慮した最適なインク滴吐出方法を考案した。この発明は、先行ヘッドと後続ヘッドのインク吐出量の配分を制御するというものである。すなわち、先行ヘッドによるインク滴の吐出配分を多くし、その多くした分だけ後続ヘッドのインク吐出配分を小さくして、後続ヘッドに吐出されるインク滴の流動を抑制するというものである。このような物理的な現象は、色材として顔料を使用し、印刷媒体として光沢紙を使用した場合に顕著に発生することが確認された。
【００２９】
この発明は、このディザ法や誤差拡散法といった種々のハーフトーン処理法に適用可能である。以下では、ディザ法を例にとって説明する。
【００３０】
図７は、ディザマトリックスＭの一部を概念的に例示した説明図である。図示したマトリックスには、横方向（主走査方向）に２５６要素、縦方向（副走査方向）に６４要素、合計１６３８４個の要素に、階調値１〜２５５の範囲から万遍なく選択された閾値が格納されている。なお、ディザマトリックスＭの大きさは、図７に例示したような大きさに限られるものではなく、縦と横の要素数が同じマトリックスも含めて種々の大きさとすることができる。
【００３１】
図８は、ディザマトリックスを使用したドット形成の有無の考え方を示す説明図である。図示の都合上、一部の要素についてのみ示されている。ドット形成の有無の決定では、図８に示す通り、画像データの階調値と、ディザマトリックス中で対応する位置に記憶されている閾値とが比較される。画像データの階調値の方がディザテーブルに格納された閾値よりも大きい場合にはドットが形成され、画像データの階調値の方が小さい場合にはドットが形成されない。図８中でハッチングを付した画素がドットの形成対象となる画素を意味している。このように、ディザマトリックスを用いれば、画像データの階調値とディザマトリックスに設定されている閾値とを比較するという単純な処理で、画素毎のドットの形成有無を判断することができるので、階調数変換処理を迅速に実施することが可能となる。さらに、画像データの階調値が決まると、各画素にドットが形成されるか否かは、もっぱらディザマトリックスに設定される閾値によって決まることからも明らかなように、組織的ディザ法では、ディザマトリックスに設定する閾値の格納位置によって、ドットの発生状況を積極的に制御することが可能である。
【００３２】
このように、組織的ディザ法は、ディザマトリックスＭに設定する閾値の格納位置によって、ドットの発生状況を積極的に制御することが可能なので、閾値の格納位置の設定を調整することによってドットの分散性その他の画質を制御することができるという特徴を有している。
【００３３】
図９は、ディザマトリクスの調整の簡単な例として、ブルーノイズ特性を有するブルーノイズディザマトリクスの各画素に設定されている閾値の空間周波数特性を概念的に例示した説明図である。ブルーノイズマトリックスの空間周波数特性は、１周期の長さが１周期の長さが２画素付近の高い周波数領域に最も大きな周波数成分を有する特性となっている。このような空間周波数特性は、人間の視覚特性を考慮して設定されたものである。すなわち、ブルーノイズディザマトリクス、高周波領域において感度が低いという人間の視覚特性を考慮して、高周波領域に最も大きな周波数成分が発生するように閾値の格納位置が調整されたディザマトリックスＭである。
【００３４】
図９には、さらに、グリーンノイズマトリックスの空間周波数特性を破線の曲線として例示している。図示されているように、グリーンノイズマトリックスの空間周波数特性は、１周期の長さが２画素から十数画素の中間周波数領域に最も大きな周波数成分を有する特性となっている。グリーンノイズマトリックスの閾値は、このような空間周波数特性を有するように設定されていることから、グリーンノイズ特性を有するディザマトリックスＭを参照しながら各画素のドット形成の有無を判断すると、数ドット単位で隣接してドットが形成されながら、全体としてはドットの固まりが分散した状態で形成されることになる。いわゆるレーザープリンタなどのように、１画素程度の微細なドットを安定して形成することが困難なプリンタでは、こうしたグリーンノイズマトリックスを参照してドット形成の有無を判断することで、孤立したドットの発生を抑制することができる。その結果、安定した画質の画像を迅速に出力することが可能となる。逆に言えば、レーザープリンタなどでドットの形成有無を判断する際に参照されるディザマトリックスには、グリーンノイズ特性を有するように調整された閾値が設定されている。
【００３５】
図１０は、人間が有する視覚の空間周波数に対する感度特性である視覚の空間周波数特性ＶＴＦ（Visual Transfer Function）を概念的に示した説明図である。視覚の空間周波数特性ＶＴＦを利用すれば、人間の視覚感度を視覚の空間周波数特性ＶＴＦという伝達関数としてモデル化することによって、ハーフトーン処理後のドットの人間の視覚に訴える粒状感を定量化することが可能となる。このようにして定量化された値は、粒状性指数と呼ばれる。式Ｆ１は、視覚の空間周波数特性ＶＴＦを表す代表的な実験式を示している。式Ｆ１中の変数Ｌは観察距離を表しており、変数ｕは空間周波数を表している。式Ｆ２は、粒状性指数を定義する式である。式Ｆ２中の係数Ｋは、得られた値を人間の感覚と合わせるための係数である。
【００３６】
このような人間の視覚に訴える粒状感の定量化は、人間の視覚系に対するディザマトリクスのきめ細かな最適化を可能とするものである。具体的には、ディザマトリックスに各入力階調値を入力した際に想定されるドットパターンに対してフーリエ変換を行ってパワースペクトルＦＳを求めるとともに、視覚の空間周波数特性ＶＴＦと乗算した後に全入力階調値で積分（式Ｆ２）することによって得ることができる粒状性指数をディザマトリクスの評価関数として利用することができる。この例では、ディザマトリクスの評価関数が小さくなるように閾値の格納位置を調整すれば最適化が図れることになる。
【００３７】
このような人間の視覚特性を考慮して設定されたブルーノイズディザマトリクスやグリーンノイズマトリックスといったディザマトリックスに共通するのは、いずれも印刷媒体上において人間の視覚感度が最も高い空間周波数の領域である１サイクル毎ミリメートルを中心周波数とした０．５サイクル毎ミリメートルから２サイクル毎ミリメートルまでの所定の低周波の範囲内の成分の平均値が小さくなるように設定されている点である。たとえば所定の低周波の範囲内の成分の平均値が少なくとも人間の視覚感度がほぼゼロとなる１０サイクル毎ミリメートルの周波数を中心周波数とした５サイクル毎ミリメートルから２０サイクル毎ミリメートルまでの範囲の成分の平均値よりも小さくなるような周波数特性を有するようにすれば、人間の視覚感度の高い領域において粒状性を抑制することができるので、人間の視覚感度に着目した効果的な画質の改善を行うことができることが発明者によって確認されている。
【００３８】
Ｂ．本発明の第１実施例におけるハーフトーン処理：
図１１は、本発明の第１実施例における印刷データ生成処理のルーチンを示すフローチャートである。印刷データ生成処理とは、カラープリンタ２０に供給するための印刷データＰＤを生成するためにコンピュータ９０で行われる処理である。
【００３９】
ステップＳ１００では、プリンタドライバ９６（図１）は、アプリケーションプログラム９５から画像データを入力する。この入力処理は、アプリケーションプログラム９５による印刷命令に応じて行われる。ここで、画像データは、ＲＧＢデータであるものとしている。
【００４０】
ステップＳ２００では、解像度変換モジュール９７は、入力されたＲＧＢ画像データの解像度（すなわち、単位長さ当りの画素数）を所定の解像度に変換する。
【００４１】
ステップＳ３００では、色変換モジュール９８は、色変換テーブルＬＵＴ（図１）を参照しつつ、各画素ごとに、ＲＧＢ画像データを、カラープリンタ２０が利用可能なインク色の多階調データに変換する。
【００４２】
ステップＳ４００では、ハーフトーンモジュール９９は、ハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理とは、多階調データの階調数である２５６階調を、カラープリンタ２０が各画素で表現可能な階調数である２階調に減少させる処理（減色処理）である。この２階調は、本実施例では、「ドットの形成なし」と「ドットの形成」とで表現される。
【００４３】
図１２は、本発明の第１実施例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。ステップＳ４１０では、ハーフトーンモジュール９９（図１）は、入力階調値に応じて記録率テーブルＤＴ（図１）からドット記録率ＬＶＬを読み取る。
【００４４】
図１３は、ハーフトーンに使用されるレベルデータの決定に利用される記録率テーブルＤＴ（図１）を示す説明図である。横軸と縦軸は、それぞれ入力階調値とドット記録率とを示している。直線ＬＶＬは、入力階調値とドット記録率との間の関係を示している。たとえば入力階調値が階調値６４である場合には、レベルデータＬｖ１が読み出される。
【００４５】
ステップＳ４１０では、さらに、ディザ法のハーフトーンで使用される閾値ｔｈもディザマトリックスＭ（図１、図７）から読み出される。
【００４６】
ステップＳ４２０では、閾値調整処理が行われる。閾値調整処理とは、先行ヘッドと後続ヘッドのインク吐出量の配分を制御するために閾値を増減する処理である。本実施例では、先行ヘッド（印刷ヘッド１０Ａ）のインク量の吐出が後続ヘッド（印刷ヘッド１０Ｂ）のインク量の吐出よりも多くなるように閾値の増減が行われる。閾値の増減は、各画素へのインク滴の吐出の担当が、先行ヘッドと後続ヘッドのいずれであるかに応じて画素毎に実行される。
【００４７】
図１４は、本発明の第１実施例におけるディザマトリックスＭを示す説明図である。 ディザマトリックスＭの各要素に格納された数値は、先行ヘッドと後続ヘッドのいずれがドットの形成を担当するかを表している。数値「１」が格納された要素は、印刷ヘッド１０Ａ（先行ヘッド）がドット形成を担当する画素に対応し、数値「２」が格納された要素は、印刷ヘッド１０Ｂ（後続ヘッド）がドット形成を担当する画素に対応する。
【００４８】
図１５は、本発明の第１実施例におけるドット数配分テーブルＤｎを示す説明図である。横軸と縦軸は、それぞれ入力階調値とドットオン目標数である。曲線Ｔｄ１は、印刷ヘッド１０Ａ（先行ヘッド）の入力階調値とドットオン目標数の関係を示している。曲線Ｔｄ２は、印刷ヘッド１０Ｂ（後続ヘッド）の入力階調値とドットオン目標数の関係を示している。たとえば入力階調値が６４のときには、先行ヘッドのドットオン目標数は、５４６０個であり、後続ヘッドのドットオン目標数は、２７３０個である。なお、直線Ｒｅｆは、先行ヘッドと後続ヘッドへの配分が同一であると仮定したときの基準値を示している。また、ドット数の配分を表す情報は、各入力階調値毎のデータとしても良いし、近似計算式であっても良い。
【００４９】
閾値調整処理は、これらのドットオン目標数に確率論的に近づくように閾値を増減する処理である。具体的には、たとえば、入力階調値が６４のときには、先行ヘッドで形成対象となるドットのドットオン目標数は５４６０個なので、閾値を小さくして４０９６個の基準値から５４６０個に近づくように調整される。たとえばディザマトリックスＭから読み出された閾値Ｔｈが４０の場合には、この閾値に対して係数０．７５（＝４０９６／５４６０）を乗ずることによって、調整閾値Ｔｈａである３０（＝４０×０．７５）が算出されることになる。
【００５０】
ステップＳ４３０では、ステップＳ４１０で読み出されたレベルデータＬＤとステップＳ４２０で調整された閾値Ｔｈａとの大小が比較される。この比較の結果、レベルデータＬｖ１が閾値Ｔｈａよりも大きいときには、「ドットの形成」が決定される（ステップＳ４４０）。一方、レベルデータＬＤ（Ｌｖ１）が閾値Ｔｈａよりも小さいときには、「ドットの非形成」が決定される（ステップＳ４５０）。
【００５１】
このようにして、全画素についてハーフトーン処理が完了すると、処理がステップＳ５００（図１１）に進められる。ステップＳ５００では、各画素について決定された大中小のドットの形成状態に基づいて印刷データＰＤが生成される。
【００５２】
このように、第１実施例では、先行ヘッドで形成されるドット数と後続ヘッドで形成されるドット数との配分を格納するドット数配分テーブルＤｎに基づいて、ドット形成の有無を決定する基準となる閾値が調整されるので、先行ヘッドと後続ヘッドへのドット数を適切に配分することができる。これにより、先行ヘッドと後続ヘッドへのドット数の配分を直接的に制御して印刷媒体Ｐ上におけるインクの流動を抑制した印刷を実現して画質を向上させることができる。
【００５３】
なお、本実施例では、閾値を調整して先行ヘッドと後続ヘッドへのドット数を適切に配分しているが、入力階調値を調整して先行ヘッドと後続ヘッドへのドット数を適切に配分するように構成しても良い。
【００５４】
Ｃ．本発明の第２実施例におけるハーフトーン処理：
図１６は、本発明の第２実施例におけるハーフトーン処理のルーチンを示すフローチャートである。第２実施例のフローチャートは、レベルデータ選択処理（ステップＳ４０５）が追加されるとともに、閾値調整処理（ステップＳ４２０）が削除されている。第２実施例のハーフトーン処理は、入力階調値を調整して先行ヘッドと後続ヘッドへのドット数を適切に配分するように構成と実質的に等価である。
【００５５】
図１７は、本発明の第２実施例のハーフトーンに使用されるレベルデータの決定に利用される記録率テーブルＤＴ’を示す説明図である。２本の直線ＬＶＬ１、ＬＶＬ２は、それぞれ先行ヘッドと後続ヘッドとで記録される画素のドットの形成の有無の決定に利用されるレベルデータを表している。具体的には、先行ヘッドで記録されるドットのレベルデータの読み出しは、直線ＬＶＬ１に基づいて入力階調値に応じて読み出され、後続ヘッドで記録されるドットのレベルデータの読み出しは、直線ＬＶＬ２に基づいて入力階調値に応じて読み出される。
【００５６】
このように、第２実施例では、記録率テーブルＤＴ’からの読み出しを選択的に行うことによって、実質的に入力階調値にバイアスを与えることができるので、ハーフトーン処理の処理負担を過大とすることなく、本願発明を適用することができる。
【００５７】
Ｄ．本発明の第３実施例におけるハーフトーン処理：
本発明の第３実施例は、本願発明者の以下の解析に基づいて考案されたものである。上述の各実施例は、先行ヘッドドットパターンＤｐ１と後続ヘッドドットパターンＤｐ２のいずれであるか応じてインクの吐出量に差を付けているので、両者のインク濃度を相違させることにつながる。このようなインク濃度の相違は、一方のドットパターンを目立たせる結果として、一方のドットパターンに起因する低周波領域での粒状性が画質を劣化させることになる。
【００５８】
さらに、本願発明者は、先行ヘッドドットパターンＤｐ１や後続ヘッドドットパターンＤｐ２での低周波成分の発生は、インクの流動に起因する滲みや凝集を人間の視覚感度の高い低周波領域で顕著に顕在化させる役割を果たすことも突き止めた。これらの観点から、本願発明者は、各ドットパターンに着目したディザマトリックスの利用に相当した。このようなディザマトリックスは、本願発明者による以下の解析に基づいてそうさくされたものである。
【００５９】
図１８は、従来のディザマトリックスを用いて形成されたドットパターンを示す説明図である。図１８において、３つのドットパターンＤｐａ、Ｄｐ１、Ｄｐ２は、それぞれ印刷画像のドットパターンＤｐａと、印刷ヘッド１０Ａ（先行ヘッド）で形成されるドットパターンＤｐ１と、と印刷ヘッド１０Ｂ（後続ヘッド）で形成されるドットパターンＤｐ２と、を示している。印刷画像のドットパターンＤｐａは、第１の画素グループのドットパターンＤｐ１（以下、先行ヘッドドットパターンＤｐ１と呼ぶ。）と、第２の画素グループのドットパターンＤｐ２（以下、後続ヘッドドットパターンＤｐ２と呼ぶ。）と、が共通の印刷領域で組み合わせられることによって形成される。なお、図１８〜図２０では、説明を分かりやすくするために同一の配分としているが、前述のように階調値に応じて両者Ｄｐ１、Ｄｐ２のドット密度が相互に相違することになる。
【００６０】
図１８から分かるように、印刷画像のドットパターンＤｐａが比較的に均一なドットの分散性を示しているのに対して、先行ヘッドドットパターンＤｐ１や後続ヘッドドットパターンＤｐ２は、ドットの疎密が生じている。このようなドットの疎密は、低周波成分を発生させて顕著な画質劣化として人間の目に認識されるものである。このような画質劣化は、従来のディザマトリックスが印刷画像のドットパターンＤｐａの画質を向上させるように構成されていることに起因して生じるものであるが、先行ヘッドドットパターンＤｐ１と後続ヘッドドットパターンＤｐ２とが、予め想定されるようにドット形成位置の誤差を生じさせることなく、さらには、インクの流動も生じさせることなく、組み合わせられるものであれば本来は顕在化しないものでもある（図１９）。
【００６１】
しかし、前述のように、先行ヘッドドットパターンＤｐ１や後続ヘッドドットパターンＤｐ２での低周波成分の発生は、インクの流動に起因する滲みや凝集を人間の視覚感度の高い低周波領域で顕著に顕在化させる役割を果たすことになる。さらに、先行ヘッドドットパターンＤｐ１と後続ヘッドドットパターンＤｐ２のインク濃度が前述のように相違すると、一方のドットパターンが目立つ結果として、一方のドットパターンに起因する低周波領域での粒状性が画質を劣化させることになる。
【００６２】
本願発明者は、このような観点から、インクの流動に起因する滲みや凝集が人間の視覚感度の高い低周波領域での顕在化を抑制するために、各画素グループ毎の粒状性指数Ｇｇ１、Ｇｇ２を抑制することに想到したのである。
【００６３】
図２０は、第２実施例のディザマトリックスの生成方法で生成されたディザマトリックスを用いた各ドットパターンを示す説明図である。第２実施例のディザマトリックスの生成方法で生成されたディザマトリックスによれば、先行ヘッドドットパターンＤｐ１や後続ヘッドドットパターンＤｐ２での低周波成分の発生が抑制されているので、インクの流動に起因する滲みや凝集が発生しても低周領域で顕著に顕在化することを回避することができる。さらに、印刷ヘッド１０Ａと印刷ヘッド１０Ｂのドット形成位置の相対的なズレが生じても、それぞれの疎と疎あるいは密と密の一致によって画質が過度に劣化することを抑制するという効果をも奏する。
【００６４】
このように、第３実施例は、先行ヘッドと後続ヘッドの各々で形成されるドットパターンに起因する低周波の疎密とインクの流動に起因する滲みや凝集の有機的な関係による画質劣化を抑制して画質をさらに向上させることができるという利点がある。
【００６５】
図２１は、本発明の第３実施例におけるディザマトリックスの生成方法の処理ルーチンを示すフローチャートである。この例では、説明を分かりやすくするために８行８列の小さなディザマトリックスを生成するものとしている。ディザマトリックスの最適性をあらわす評価としては、粒状性指数（式Ｆ２、図１０）が使用されるものとしている。
【００６６】
ステップＳ１００では、グループ化処理が行われる。グループ化処理とは、印刷ヘッド１０Ａ（先行ヘッド）でドットが形成される画素のグループ（第１の画素グループ）と、印刷ヘッド１０Ｂ（後続ヘッド）でドットが形成される画素のグループ（第２の画素グループ）と、の各々に対応する要素にディザマトリックスＭを分割する処理である。
【００６７】
図２２は、本発明の第３実施例における分割マトリックスＭ１、Ｍ２を示す説明図である。分割マトリックスＭ１は、印刷ヘッド１０Ａ（先行ヘッド）がドット形成を担当する要素を抜き出したマトリックスである。分割マトリックスＭ２は、印刷ヘッド１０Ｂ（後続ヘッド）がドット形成を担当する要素を抜き出したマトリックスである。
【００６８】
ステップＳ２００では、着目閾値決定処理が行われる。着目閾値決定処理とは、格納要素の決定対象となる閾値を決定する処理である。本実施例では、比較的に小さな値の閾値、すなわちドットの形成されやすい値の閾値から順に選択することによって閾値が決定される。このように、ドットが形成されやすい閾値から順に選択すれば、ドットの粒状性が目立つハイライト領域におけるドット配置をコントロールする閾値から順に格納される要素を固定していくことになるので、ドットの粒状性が目立つハイライト領域に対して大きな設計自由度を与えることができるからである。
【００６９】
ステップＳ３００では、格納要素決定処理が行われる。格納要素決定処理とは、着目閾値を格納する要素を決定するための処理である。このような着目閾値決定処理（ステップＳ２００）と格納要素決定処理（ステップＳ３００）とを交互に繰り返すことによってディザマトリックスが生成される。なお、対象となる閾値は、全ての閾値であっても良いし、あるいは一部の閾値であっても良い。
【００７０】
図２３は、本発明の第３実施例における格納要素決定処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。ステップＳ３１０では、決定済み閾値の対応ドットがオンとされる。決定済み閾値とは、格納要素が決定された閾値を意味する。本実施例では、前述のようにドットの形成されやすい値の閾値から順に選択されるので、着目閾値にドットが形成される際には、決定済み閾値が格納された要素に対応する画素には必ずドットが形成されることになる。逆に、着目閾値にドットが形成される最も小さな入力階調値においては、決定済み閾値が格納された要素以外の要素に対応する画素にはドットは形成されないことになる。
【００７１】
図２４は、マトリックスに１〜８番目にドットが形成されやすい閾値（０〜７）が格納されたマトリックスの各要素に対応する８個の画素の各々にドットが形成された様子を黒丸印で示す説明図である。このようにして構成されるドットパターンＤpaは、９番目のドットをどの画素に形成すべきかを決定するために使用される。なお、＊印については後述する。
【００７２】
ステップＳ３２０では、格納候補要素選択処理が行われる。格納候補要素選択処理とは、格納される閾値が決定済みの要素（図２４の例では、１〜８番目にドットが形成されやすい閾値（０〜７）が格納された要素）を除く各要素を、着目閾値の格納候補として順に選択する処理である。図２４の例では、１行１列の＊印が格納された要素が着目閾値の最初の格納候補として選択されている。
【００７３】
ステップＳ３３０では、格納候補要素の対応ドットがオンとされる。この処理は、ステップＳ３１０において、決定済み閾値の対応ドットとしてオンとされたドット群に追加される形で行われる。
【００７４】
図２５は、格納候補要素の対応ドットと決定済み閾値の対応ドットとがオンされたドット形成状態を数値化したマトリックス、すなわちドット密度を定量的に表したドット密度マトリックスＤｄａを示す説明図である。数字０は、ドットが形成されていないことを意味し、数字１は、ドットが形成されていること（前述のようにドットが格納候補要素に形成されていると仮定されている場合を含む）を意味する。
【００７５】
図２６は、第１の画素グループと第２の画素グループとにおいて、候補要素の対応ドットと決定済み閾値の対応ドットとがオンされたドット形成状態を数値化したドット密度マトリックスＤｄ１、Ｄｄ２を示す説明図である。図２６から分かるように、第１の画素グループには、５個のドットが形成されており、第２の画素グループには、４個のドットが形成されている。
【００７６】
ステップＳ３４０では、評価値決定処理が行われる。評価値決定処理は、本実施例では、図２７に示された評価値算出式に基づいて評価値を算出する処理である。評価値算出式は、全画素を評定とした粒状性指数Ｇａを算出する第１項と、各画素グループを評定とした粒状性指数Ｇｇ１、Ｇｇ２ａを算出する第２項と、の和として構成されている。
【００７７】
第１項は、全画素を評定とした粒状性指数Ｇａを算出する。粒状性指数Ｇａは、本実施例では、画質の粒状感を表す指数として、図１０に示された式Ｆ１と式Ｆ２とを利用して算出される。これにより、人間の視覚感度に基づいて粒状感の少ない画質を実現することができる。
【００７８】
第１項は、各画素グループを評定とした粒状性指数Ｇｇ１、Ｇｇ２ａを算出する。粒状性指数Ｇｇ１、Ｇｇ２ａは、本実施例では、各画素グループの画質の粒状感を表す指数として、図１０に示された式Ｆ１と式Ｆ２とを利用して算出される。これにより、先行ヘッドと後続ヘッドの各々で形成されるドットパターンについても、人間の視覚感度に基づいて粒状感の少ない画質を実現することができる。
【００７９】
なお、重み付け係数Ｗａ、Ｗｇは、それぞれ第１項と第２項とに対する重み付けを表す値である。具体的には、全画素の粒状性を重視する場合には、重み付け係数Ｗａの値を大きくすれば良く、各画素グループの粒状感を重視する場合には、重み付け係数Ｗｇの値を大きくすれば良い。
【００８０】
ステップＳ３５０では、今回算出された評価値が、前回に算出された評価値（図示しないバッファに格納）と比較される。比較の結果、今回算出された評価値が小さい（好ましい）ときには、このバッファに算出された評価値と格納候補要素と関連づけられて格納（更新）されるとともに、今回の格納候補要素が格納要素と仮に決定される（ステップＳ３６０）。
【００８１】
このような処理は、全ての候補要素について行われ、最後に図示しないバッファに格納された格納候補要素に決定されることになる（ステップＳ３７０）。さらに、このような処理が全ての閾値、あるいは予め設定された範囲の全ての閾値について行われ、ディザマトリックスの生成が完了する（ステップＳ４００、図１１）。
【００８２】
このように、第３実施例では、先行ヘッドで形成されるドット数と後続ヘッドで形成されるドットパターンの特性をも考慮して、先行ヘッドと後続ヘッドとによるドット形成を適切に制御して、印刷媒体Ｐ上におけるインクの流動や粒状性を抑制した印刷を実現して画質を向上させることができる。
【００８３】
Ｅ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、本発明は、以下のような変形例についてのディザマトリックスの最適化が可能である。
【００８４】
Ｅ−１．上述の実施例では、２個の印刷ヘッドを使用した印刷装置への適用例が開示されているが、たとえば第１変形例（図２８）に示されるような４個の印刷ヘッドを使用した印刷へも適用することができる。第１変形例では、ノズルピッチｋが４の４個の印刷ヘッドを千鳥に配置して、各印刷画素にインク滴が吐出できるように構成されている。このような構成では、たとえば、図２９に示されるように４個の画素グループＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４に分割するとともに、図３０に示されるドット数配分テーブルＤｎ’に基づいてドット数の配分を設定することによって実現することができる。さらに、この変形例や上述の実施例（図１５）では、各階調値におけるドット数自体を表す情報に基づいて、各階調値におけるドット数が配分されているが、各階調値におけるドット発生比率（たとえば各々の最大値１００％）を表す情報に基づいてドット数を配分するようにしても良い。
【００８５】
さらに、上述の実施例や変形例での各階調値におけるドット数の配分では、階調値の上昇に応じて、常に双方のドット数が増加しているが、たとえば１つの画素グループのドット数を減少させるとともに、他の画素グループの少なくとも１つの画素グループで、その減少を補償するように構成することも可能である。このような自由度は、特開２００２−３０７６７１号や特開２００２−１６６５３６号に開示されるようなハーフトーン処理後におけるドットデータの各記録走査への振り分けでは得ることが極めて困難である。
【００８６】
Ｅ−２．上述の実施例では、紙送りのみで印刷が行われるラインプリンタに対して、本発明は、適用されているが、印刷ヘッドの主走査と印刷媒体の副走査と行いつつドットを形成する印刷にも本発明は適用可能である。
【００８７】
図３１は、印刷ヘッドの主走査と印刷媒体の副走査と行いつつドットを形成するカラープリンタ２０ａの概略構成図である。カラープリンタ２０ａは、前述の副走査駆動部（図２）に加えて、キャリッジモータ２４によってキャリッジ３０を紙送りローラ２６の軸方向（主走査方向）に往復動させる主走査駆動部と、キャリッジ３０に搭載された印刷ヘッドユニット６０（「印刷ヘッド集合体」とも呼ぶ）を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御するヘッド駆動機構を備えている。
【００８８】
図３２は、カラープリンタ２０ａによるドット形成の様子を示す説明図である。図３２から分かるように、ラスター番号が奇数の画素位置にドットが形成された後に、ラスター番号が偶数の画素位置にドットが形成されることによって印刷画像が形成される。このように、共通の印刷領域において、常に先行する奇数番目の主走査と後続の偶数番目の主走査とで印刷画像が形成される点に着目すれば、奇数番目の主走査が図４に示される先行ヘッドに相当するとともに、偶数番目の主走査が図４に示される後続ヘッドに相当することになる。このような対応関係を利用すれば、第１実施例と同様に、各主走査のドットの配分を考慮したディザマトリックスの生成を実現することができる。
【００８９】
図３３は、カラープリンタ２０ａによるドット形成の様子の他の例を示す説明図である。この例では、ラスタ毎にドットの形成順序が相違する点で図３２の変形例と相違する。たとえばラスタ番号１５〜２０の印刷領域では、第１画素グループ、第２画素グループ、第３画素グループ、第４画素グループの順にドット群が形成されるが、ラスタ番号２１〜２４の印刷領域では、第２画素グループ、第３画素グループ、第４画素グループ、第１画素グループの順にドット群が形成される。このように印刷領域に応じて、ドットの形成順序が変遷する場合もあるが、このような場合にも変遷に応じて閾値や入力階調値、ドット記録率テーブルの選択を切り替えることによって適用することができる。
【００９０】
Ｅ−３．上述の実施例では、ディザ法でハーフトーン処理が行われているが、このようなハーフトーン処理は、誤差拡散法でも実現可能である。たとえば誤差拡散法の閾値や入力階調値の少なくとも一方を調整することによって、所定のドット数の配分に近づくように誤差拡散法を構成すればよい。
【００９１】
Ｅ−４．上述の実施例では、先行ヘッドのインクの吐出量を後続ヘッドのインクの吐出量よりも多くするように設定されているが、たとえば印刷環境（印刷媒体の種類やインクの特性）によっては、逆とする方がインクの流動を抑制できる場合も想定される。本発明のハーフトーン処理は、一般に、共通の印刷領域における複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、複数のドット群の各々のドット数の配分が決定された所定のディザマトリックスを用いてドットの形成状態を決定するように構成されていればよい。
【００９２】
なお、先行ヘッドのインクの吐出量を後続ヘッドのインクの吐出量よりも多くするように設定することが最適な印刷環境として、色材として顔料を使用し、印刷媒体として光沢紙を使用した場合に顕著に発生することが確認されているが、これに限られず種々の印刷環境を上述の観点から実験で確認することによって本発明を適用することができる。
【００９３】
Ｅ−５．上述の実施例や変形例では、粒状性指数やＲＭＳ粒状度に基づいてディザマトリックスの最適性を評価しているが、たとえば簡略化した方法として、ドットの形成が疎となっている画素に対応する要素に着目閾値が格納されるように格納要素を決定するようにしても良い。さらに、たとえばドットパターンに対してフーリエ変換を行うとともにＶＴＦ関数を用いてディザマトリックスの最適性を評価するように構成しても良い。具体的には、ゼロックスのＤｏｏｌｅｙらが用いた評価尺度（Ｇｒａｉｎｅｓｓ ｓｃａｌｅ：ＧＳ値）をドットパターンに適用して、ＧＳ値によってディザマトリックスの最適性を評価するように構成しても良い。ここで、ＧＳ値とは、ドットパターンに対して２次元フーリエ変換を含む所定の処理を行って数値化するとともに、視覚の空間周波数特性ＶＴＦを乗じるフィルタ処理を行った後に積分することによって得ることができる粒状性評価値である（参考文献：ファインイメージングとハードコピー、コロナ社、日本写真学会、日本画像学会 合同出版委員会編 P534）。ただし、前者は、フーリエ変換などの複雑な計算が不必要となるという利点を有する。
【００９４】
Ｅ−６．上述の実施例では、１個の閾値の格納要素毎に評価処理が行われているが、たとえば複数個の閾値の格納要素を同時に決定するような場合にも本発明は、適用することができる。具体的には、たとえば上述の実施例において６番目までの閾値の格納要素が決定されていて、７番目と８番目の閾値の格納要素を決定するような場合にも７番目の閾値の格納要素にドットが追加された場合の評価値と、７番目と８番目の閾値の格納要素にそれぞれドットが追加された場合の評価値とに基づいて格納要素を決定するようにしても良いし、あるいは７番目の閾値の格納要素のみを決定するようにしても良い。
【００９５】
Ｅ−７．上述の実施例では、比較的に小さな値の閾値、すなわちドットの形成されやすい値の閾値から順に選択することによって着目閾値を決定し、このようにして決定された着目閾値が各要素に格納されたと仮定したときのドットの形成状態を想定して、それぞれ算出された所定の目標状態との相関を表すマトリックス評価値に基づいて、前記複数の格納候補要素の中から前記着目閾値の格納要素を決定してディザマトリックスを作成している。しかし、このような方法に限られず、比較的に大きな値から順に選択するようにしても良い。ただし、実施例の方法は、前述のようにドットの粒状性が目立つハイライト領域に対して大きな設計自由度を与えることができるという利点がある。
【００９６】
さらに、閾値を順に決定する方法に限られず、初期状態としてのディザマトリックスを準備するとともに、各要素に格納された複数の閾値の一部を、他の要素に格納された閾値と入れ替えつつ各閾値が格納される要素を決定してディザマトリックスを生成するように構成しても良い。この場合には、評価関数は、所定の要素群素の各々に形成されるドット密度の差を評価関数（罰関数）に含めることによって設定することができる。なお、評価の基準となるドット密度マトリックスは、着目閾値にドットが形成される最も小さな入力階調値に基づいて生成しても良いし、それ以上の入力階調値に基づいて生成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】印刷システムの構成の一例を示すブロック図。
【図２】カラープリンタ２０の概略構成図。
【図３】印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの下面におけるノズル配列を示す説明図。
【図４】印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの横面を示す説明図。
【図５】インクの凝集やブリードと呼ばれる現象のメカニズムを示す説明図。
【図６】先行ヘッドと後続ヘッドとによってインク滴が吐出されるときのインクの流れ込みのメカニズムの様子を示す説明図。
【図７】ディザマトリックスＭの一部を概念的に例示した説明図。
【図８】ディザマトリックスを使用したドット形成の有無の考え方を示す説明図。
【図９】ブルーノイズ特性を有するブルーノイズディザマトリクスの各画素に設定されている閾値の空間周波数特性を概念的に例示した説明図。
【図１０】人間が有する視覚の空間周波数に対する感度特性である視覚の空間周波数特性ＶＴＦ（Visual Transfer Function）を概念的に示した説明図。
【図１１】本発明の第１実施例における印刷データ生成処理のルーチンを示すフローチャート。
【図１２】本発明の第１実施例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。
【図１３】ハーフトーンに使用されるレベルデータの決定に利用される記録率テーブルＤＴを示す説明図。
【図１４】本発明の第１実施例におけるディザマトリックスＭを示す説明図。
【図１５】本発明の第１実施例におけるドット数配分テーブルＤｎを示す説明図。
【図１６】本発明の第２実施例におけるハーフトーン処理のルーチンを示すフローチャート。
【図１７】第２実施例のハーフトーンに使用されるレベルデータの決定に利用される記録率テーブルＤＴ’を示す説明図。
【図１８】従来のディザマトリックスを用いて形成されたドットパターンを示す説明図。
【図１９】ドット形成位置の誤差やインクの流動が生じない場合のドットパターンを示す説明図。
【図２０】本発明の第２実施例のディザマトリックスの生成方法で生成されたディザマトリックスを用いた各ドットパターンを示す説明図。
【図２１】本発明の第３実施例におけるディザマトリックスの生成方法の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図２２】本発明の第３実施例における分割マトリックスＭ１、Ｍ２を示す説明図。
【図２３】本発明の第３実施例における格納要素決定処理の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図２４】マトリックスに１〜８番目にドットが形成されやすい閾値（０〜７）が格納されたマトリックスの各要素に対応する８個の画素の各々にドットが形成された様子を黒丸印で示す説明図。
【図２５】ドット密度マトリックスＤｄａを示す説明図。
【図２６】第１の画素グループと第２の画素グループとにおいて候補要素の対応ドットと決定済み閾値の対応ドットとがオンされたドット形成状態を数値化したドット密度マトリックスＤｄ１、Ｄｄ２を示す説明図。
【図２７】本発明の第３実施例のディザマトリックス評価値算出式を示す説明図。
【図２８】第１変形例における４個の印刷ヘッドを使用したラインプリンタへの適用の様子を示す説明図。
【図２９】第１変形例における４個の分割マトリックスＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４を示す説明図。
【図３０】第１変形例におけるドット数配分テーブルＤｎ’を示す説明図。
【図３１】第２変形例における印刷ヘッドの主走査と印刷媒体の副走査と行いつつドットを形成するカラープリンタ２０ａの概略構成図。
【図３２】カラープリンタ２０ａによるドット形成の様子を示す説明図。
【図３３】カラープリンタ２０ａによるドット形成の様子の他の例を示す説明図。
【符号の説明】
【００９８】
１０…印刷ヘッド
１０Ａ…印刷ヘッド
１０Ｂ…印刷ヘッド
２０、２０ａ…カラープリンタ
２２…モータ
２４…キャリッジモータ
２６…ローラ
３０…キャリッジ
３２…操作パネル
４０…制御回路
５６…コネクタ
６０…印刷ヘッドユニット
９０…コンピュータ
９１…ビデオドライバ
９５…アプリケーションプログラム
９６…プリンタドライバ
９７…解像度変換モジュール
９８…色変換モジュール
９９…ハーフトーンモジュール
１００…印刷データ生成モジュール
【技術分野】
【０００１】
この発明は、印刷媒体上にドットを形成して画像を印刷する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータで作成した画像や、デジタルカメラで撮影した画像などの出力装置として、印刷媒体上を走査することによってインクドットを形成し、これにより画像を印刷する印刷装置が広く使用されている。かかる印刷装置における画質の劣化要因の１つとして、インクの凝集（インクの寄り集まりによって斑となる減少）やブリード（インクの滲み）が発生している。このような画質劣化要因に対して、従来から、インクの浸透性その他のインクの物理的性質の改善や物理的性質の相違するインクの使い分け、インクデューティーの制限、あるいはハーフトーン処理後におけるドットデータの各記録走査への振り分けによって画質劣化を抑制することが行われてきた（特許文献１〜６）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１４３７９５号
【特許文献２】特開平７−３１４６５６号
【特許文献３】特開２００２−１６６５３８号
【特許文献４】特開平６−３２８６７８号
【特許文献５】特開２００２−３０７６７１号
【特許文献６】特開２００２−１６６５３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来は、ハーフトーン処理の工夫によってインクの凝集やブリードを抑制することは検討されていなかった。
【０００５】
この発明は、従来の技術における上述した課題を解決するためになされたものであり、インクの凝集やブリードに起因する画質劣化を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、印刷媒体上に印刷を行う印刷装置を提供する。この印刷装置は、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、前記決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成部と、
前記ドットデータに応じて、前記ドットの形成に関する物理的な条件の相違が想定された複数の画素グループの各々に形成されるドット群を、共通の印刷領域で相互に組み合わせることによって印刷画像を生成する印刷画像生成部と、
を備え、
前記ハーフトーン処理は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の印刷装置によれば、共通の印刷領域における複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されるように構成されたハーフトーン処理でドットの形成状態が決定されるので、印刷媒体やインクの特性並びにその組合せといった種々の印刷環境に応じて、複数のドット群の各々のドット数の配分を決定してインクの流動を抑制することができる。これにより、インクの凝集や滲みを抑制することができるので、印刷画質を維持しつつインク濃度を高くして色再現範囲を拡大することができる。なお、このようなハーフトーン処理は、誤差拡散法でも実現可能である。たとえば誤差拡散法の閾値や入力階調値の少なくとも一方を調整することによって、上述のドット数の配分に近づくように誤差拡散法を構成すればよい。
【０００８】
上記印刷装置において、
前記ハーフトーン処理は、所定のディザマトリックスに格納された各閾値を用いてドットの形成状態を決定し、
前記ドットの形成状態の決定は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記閾値と前記入力階調値の少なくとも一方を調整することによって前記ドット数の配分に近づくように構成されていても良い。
【０００９】
上記印刷装置において、
前記ハーフトーン処理は、前記ドット形成順序が早いほど前記複数のドット群の各々のドット数の配分が多くなるように構成されていても良い。
【００１０】
こうすれば、先に着弾したインクが後に着弾したインクの吸収を妨げるといった印刷環境で顕著な効果を奏することができる。なお、このような構成は、印刷媒体が光沢紙であり、ドットが色材として顔料を使用するインクで形成される場合に顕著な効果を奏する。
【００１１】
上記印刷装置において、
前記ハーフトーン処理は、予め設定された第１の階調値以上であって、かつ、予め設定された第２の階調値以下の階調値の領域においては、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が近づくように構成されていても良い。
【００１２】
このような階調値では、インクの流動が発生しやすい一方、ドットの粒状性が目立つので、こうすれば、ドットの粒状性の抑制を維持しつつ効果的に滲みを抑制することができる。
【００１３】
上記印刷装置において、
前記所定のディザマトリックスは、前記複数のドット群の各々が予め設定された共通の特性を有するように各閾値が各要素に格納されているようにしても良い。
【００１４】
こうすれば、複数のドット群の各々において、低周波領域で発生するインクの流動に起因する滲みや凝集を抑制して、さらに顕著な効果を生じさせることができる。さらに、本発明では、たとえば先行ヘッドドットパターンＤｐ１と後続ヘッドドットパターンＤｐ２との間ではインク濃度が相違するので、一方のドットパターンが目立つ結果として、一方のドットパターンに起因する低周波領域での粒状性が画質を劣化させることになる。
【００１５】
上記印刷装置において、
前記共通の特性は、フーリエ変換処理を含む計算処理によって算出される粒状性指数で表される値であり、
前記粒状性指数は、視覚の空間周波数特性に基づいて決定されたＶＴＦ関数と、前記フーリエ変換処理によって予め算出された定数との積に基づいて算出されるようにしても良いし、
あるいは、
前記共通の特性は、ローパスフィルタ処理を含む計算処理によって算出されるＲＭＳ粒状度で表される値であるようにしても良い。
【００１６】
なお、本発明は、ディザマトリックス、ディザマトリックス生成装置、ディザマトリックスを用いた印刷装置や印刷方法、印刷物の生成方法といった種々の形態、あるいは、これらの方法または装置の機能をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の種々の形態で実現することができる。
【００１７】
また、印刷装置や印刷方法、印刷物の生成方法におけるディザマトリックスの使用は、ディザマトリックスに設定されている閾値と画像データの階調値とを画素毎に比較することによって、画素毎にドット形成の有無を判断しているが、たとえば閾値と階調値の和を固定値と比較してドット形成の有無を判断するようにしても良い。さらに、閾値を直接使用することなく閾値に基づいて予め生成されたデータと、階調値とに応じてドット形成の有無を判断するようにしても良い。本発明のディザ法は、一般に、各画素の階調値と、ディザマトリックスの対応する画素位置に設定された閾値とに応じてドットの形成の有無を判断するものであれば良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下では、本発明の作用・効果をより明確に説明するために、本発明の実施の形態を、次のような順序に従って説明する。
Ａ．印刷システムの構成の一例：
Ｂ．本発明の第１実施例におけるハーフトーン処理：
Ｃ．本発明の第２実施例におけるハーフトーン処理：
Ｄ．本発明の第３実施例におけるハーフトーン処理：
Ｅ．変形例：
【００１９】
Ａ．印刷システムの構成の一例：
図１は、印刷システムの構成の一例を示すブロック図である。この印刷システムは、印刷制御装置としてのコンピュータ９０と、印刷部としてのカラープリンタ２０と、を備えている。なお、カラープリンタ２０とコンピュータ９０の組み合わせを、広義の「印刷装置」と呼ぶことができる。
【００２０】
コンピュータ９０では、所定のオペレーティングシステムの下で、アプリケーションプログラム９５が動作している。オペレーティングシステムには、ビデオドライバ９１やプリンタドライバ９６が組み込まれており、アプリケーションプログラム９５からは、これらのドライバを介して、カラープリンタ２０に転送するための印刷データＰＤが出力されることになる。アプリケーションプログラム９５は、処理対象の画像に対して所望の処理を行い、また、ビデオドライバ９１を介してＣＲＴ２１に画像を表示する。
【００２１】
プリンタドライバ９６の内部には、入力画像の解像度を印刷解像度に変換する解像度変換モジュール９７と、ＲＧＢをＣＭＹＫに色変換する色変換モジュール９８と、後述の実施例で生成されるディザマトリックスＭや誤差拡散法を使用して入力階調値をドットの形成で表現可能な出力階調数へ減色するハーフトーンモジュール９９と、ハーフトーンデータを用いてカラープリンタ２０に送信するための印刷データを生成する印刷データ生成モジュール１００と、色変換モジュール９８が色変換の基準とする色変換テーブルＬＵＴと、ハーフトーン処理のために各サイズのドットの記録率を決定するための記録率テーブルＤＴと、が備えられている。プリンタドライバ９６は、印刷データＰＤを生成する機能を実現するためのプログラムに相当する。プリンタドライバ９６の機能を実現するためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で供給される。このような記録媒体としては、たとえばＣＤ−ＲＯＭ１２６やフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等の、コンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。
【００２２】
図２は、カラープリンタ２０の概略構成図である。カラープリンタ２０は、紙送りモータ２２によって印刷媒体Ｐを副走査方向に搬送する副走査駆動部と、印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂを駆動してインクの吐出およびドット形成を制御するヘッド駆動機構と、これらの紙送りモータ２２，キャリッジモータ２４，印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂを備える印刷ヘッドユニット６０および操作パネル３２との信号のやり取りを司る制御回路４０とを備えている。制御回路４０は、コネクタ５６を介してコンピュータ９０に接続されている。なお、カラープリンタ２０では、印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの主走査は行われない。
【００２３】
図３は、図２における矢視ＡＡに相当し、印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの下面におけるノズル配列を示す説明図である。印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの各々の下面には、ブラックインクを吐出するためのブラックインクノズル列Ｋと、シアンインクを吐出するためのシアンインクノズル列Ｃと、マゼンタインクを吐出するためのマゼンタインクノズル列Ｍｚと、イエローインクを吐出するためのイエローインクノズルＹとが形成されている。
【００２４】
各ノズル列の複数のノズルＮｚは、副走査方向に沿って一定のノズルピッチｋ・Ｄでそれぞれ整列している。ここで、ｋは整数であり、Ｄは副走査方向における印刷解像度に相当するピッチ（「ドットピッチ」と呼ぶ）である。本明細書では、「ノズルピッチはｋドットである」とも言う。このときの単位［ドット］は、印刷解像度のドットピッチを意味している。副走査送り量に関しても同様に、［ドット］の単位を用いる。
【００２５】
２個の印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの各々が備える各ノズル列Ｃ、Ｍｚ、Ｙ、Ｋでは、ノズルピッチｋは、２となっている。一方、２個の印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂは、紙送り方向に垂直な方向にノズルピッチｋだけシフトした位置に配置されているので、２個の印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂによって各画素に抜けを生じさせることなく、各色のインクを吐出することができる。
【００２６】
図４は、図２における矢視ＢＢに相当し、印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの横面を示す説明図である。図４では、説明を分かりやすくするためにイエローインクＹを吐出するノズル列のみが示されている。図４では、印刷媒体Ｐが矢印の紙送り方向に送られているので、共通の印刷領域に対して、印刷ヘッド１０Ａで最初にインク滴が吐出され、引き続き、印刷ヘッド１０Ｂでインク的が吐出されることになる。図３から分かるように、印刷ヘッド１０Ａと印刷ヘッド１０Ｂとでは、相互に相違する画素ではあるが、共通の印刷領域において相互に隣接する画素にインク滴を吐出することになる。このように、共通の印刷領域に対して、先にインク滴を吐出する印刷ヘッドは先行ヘッドと呼ばれ、後にインク滴を吐出する印刷ヘッドは後続ヘッドと呼ばれる。なお、印刷ヘッド１０Ａで形成される複数のドットの集合（ドット群）や印刷ヘッド１０Ｂで形成される複数のドットの集合（ドット群）は、特許請求の範囲における「複数のドット群の各々」に相当する。
【００２７】
図５は、インクの凝集やブリードと呼ばれる現象のメカニズムを示す説明図である。インクの凝集やブリードは、大きく分けて３つの段階を経て発生する。第１の段階は、近接する複数の画素にインク滴が吐出される段階である。この段階では、複数のインク滴が玉状となって印刷媒体Ｐ上に存在している。第２の段階は、複数のインク滴が連結する段階である。この段階では、インクが紙送り方向に２本の線となって、この線上を自由に移動できる。第３の段階は、インク溜まりが発生する段階である。インクの表面張力によって、インクが２本の線の中央部に集まって、インク溜まりＲｉが発生している。このようなインクの流れ込みによって、インクの凝集（インクの寄り集まりによって斑となる減少）やブリード（インクの滲み）が発生している。
【００２８】
図６は、先行ヘッドと後続ヘッドとによってインク滴が吐出されるときのインクの流れ込みのメカニズムの様子を示す説明図である。先行ヘッドでインクが吐出され、印刷媒体Ｐ上にインク滴の膜が形成された上に、重ねて後続ヘッドでインク滴が吐出されると、先行ヘッドで形成されたインク滴の膜によって、後続ヘッドで吐出されたインク滴の印刷媒体Ｐへの浸透が阻害されるという現象が本願発明者によって突き止められた。本願発明者は、さらに、このようなメカニズムの解明に基づいて、このような現象を考慮した最適なインク滴吐出方法を考案した。この発明は、先行ヘッドと後続ヘッドのインク吐出量の配分を制御するというものである。すなわち、先行ヘッドによるインク滴の吐出配分を多くし、その多くした分だけ後続ヘッドのインク吐出配分を小さくして、後続ヘッドに吐出されるインク滴の流動を抑制するというものである。このような物理的な現象は、色材として顔料を使用し、印刷媒体として光沢紙を使用した場合に顕著に発生することが確認された。
【００２９】
この発明は、このディザ法や誤差拡散法といった種々のハーフトーン処理法に適用可能である。以下では、ディザ法を例にとって説明する。
【００３０】
図７は、ディザマトリックスＭの一部を概念的に例示した説明図である。図示したマトリックスには、横方向（主走査方向）に２５６要素、縦方向（副走査方向）に６４要素、合計１６３８４個の要素に、階調値１〜２５５の範囲から万遍なく選択された閾値が格納されている。なお、ディザマトリックスＭの大きさは、図７に例示したような大きさに限られるものではなく、縦と横の要素数が同じマトリックスも含めて種々の大きさとすることができる。
【００３１】
図８は、ディザマトリックスを使用したドット形成の有無の考え方を示す説明図である。図示の都合上、一部の要素についてのみ示されている。ドット形成の有無の決定では、図８に示す通り、画像データの階調値と、ディザマトリックス中で対応する位置に記憶されている閾値とが比較される。画像データの階調値の方がディザテーブルに格納された閾値よりも大きい場合にはドットが形成され、画像データの階調値の方が小さい場合にはドットが形成されない。図８中でハッチングを付した画素がドットの形成対象となる画素を意味している。このように、ディザマトリックスを用いれば、画像データの階調値とディザマトリックスに設定されている閾値とを比較するという単純な処理で、画素毎のドットの形成有無を判断することができるので、階調数変換処理を迅速に実施することが可能となる。さらに、画像データの階調値が決まると、各画素にドットが形成されるか否かは、もっぱらディザマトリックスに設定される閾値によって決まることからも明らかなように、組織的ディザ法では、ディザマトリックスに設定する閾値の格納位置によって、ドットの発生状況を積極的に制御することが可能である。
【００３２】
このように、組織的ディザ法は、ディザマトリックスＭに設定する閾値の格納位置によって、ドットの発生状況を積極的に制御することが可能なので、閾値の格納位置の設定を調整することによってドットの分散性その他の画質を制御することができるという特徴を有している。
【００３３】
図９は、ディザマトリクスの調整の簡単な例として、ブルーノイズ特性を有するブルーノイズディザマトリクスの各画素に設定されている閾値の空間周波数特性を概念的に例示した説明図である。ブルーノイズマトリックスの空間周波数特性は、１周期の長さが１周期の長さが２画素付近の高い周波数領域に最も大きな周波数成分を有する特性となっている。このような空間周波数特性は、人間の視覚特性を考慮して設定されたものである。すなわち、ブルーノイズディザマトリクス、高周波領域において感度が低いという人間の視覚特性を考慮して、高周波領域に最も大きな周波数成分が発生するように閾値の格納位置が調整されたディザマトリックスＭである。
【００３４】
図９には、さらに、グリーンノイズマトリックスの空間周波数特性を破線の曲線として例示している。図示されているように、グリーンノイズマトリックスの空間周波数特性は、１周期の長さが２画素から十数画素の中間周波数領域に最も大きな周波数成分を有する特性となっている。グリーンノイズマトリックスの閾値は、このような空間周波数特性を有するように設定されていることから、グリーンノイズ特性を有するディザマトリックスＭを参照しながら各画素のドット形成の有無を判断すると、数ドット単位で隣接してドットが形成されながら、全体としてはドットの固まりが分散した状態で形成されることになる。いわゆるレーザープリンタなどのように、１画素程度の微細なドットを安定して形成することが困難なプリンタでは、こうしたグリーンノイズマトリックスを参照してドット形成の有無を判断することで、孤立したドットの発生を抑制することができる。その結果、安定した画質の画像を迅速に出力することが可能となる。逆に言えば、レーザープリンタなどでドットの形成有無を判断する際に参照されるディザマトリックスには、グリーンノイズ特性を有するように調整された閾値が設定されている。
【００３５】
図１０は、人間が有する視覚の空間周波数に対する感度特性である視覚の空間周波数特性ＶＴＦ（Visual Transfer Function）を概念的に示した説明図である。視覚の空間周波数特性ＶＴＦを利用すれば、人間の視覚感度を視覚の空間周波数特性ＶＴＦという伝達関数としてモデル化することによって、ハーフトーン処理後のドットの人間の視覚に訴える粒状感を定量化することが可能となる。このようにして定量化された値は、粒状性指数と呼ばれる。式Ｆ１は、視覚の空間周波数特性ＶＴＦを表す代表的な実験式を示している。式Ｆ１中の変数Ｌは観察距離を表しており、変数ｕは空間周波数を表している。式Ｆ２は、粒状性指数を定義する式である。式Ｆ２中の係数Ｋは、得られた値を人間の感覚と合わせるための係数である。
【００３６】
このような人間の視覚に訴える粒状感の定量化は、人間の視覚系に対するディザマトリクスのきめ細かな最適化を可能とするものである。具体的には、ディザマトリックスに各入力階調値を入力した際に想定されるドットパターンに対してフーリエ変換を行ってパワースペクトルＦＳを求めるとともに、視覚の空間周波数特性ＶＴＦと乗算した後に全入力階調値で積分（式Ｆ２）することによって得ることができる粒状性指数をディザマトリクスの評価関数として利用することができる。この例では、ディザマトリクスの評価関数が小さくなるように閾値の格納位置を調整すれば最適化が図れることになる。
【００３７】
このような人間の視覚特性を考慮して設定されたブルーノイズディザマトリクスやグリーンノイズマトリックスといったディザマトリックスに共通するのは、いずれも印刷媒体上において人間の視覚感度が最も高い空間周波数の領域である１サイクル毎ミリメートルを中心周波数とした０．５サイクル毎ミリメートルから２サイクル毎ミリメートルまでの所定の低周波の範囲内の成分の平均値が小さくなるように設定されている点である。たとえば所定の低周波の範囲内の成分の平均値が少なくとも人間の視覚感度がほぼゼロとなる１０サイクル毎ミリメートルの周波数を中心周波数とした５サイクル毎ミリメートルから２０サイクル毎ミリメートルまでの範囲の成分の平均値よりも小さくなるような周波数特性を有するようにすれば、人間の視覚感度の高い領域において粒状性を抑制することができるので、人間の視覚感度に着目した効果的な画質の改善を行うことができることが発明者によって確認されている。
【００３８】
Ｂ．本発明の第１実施例におけるハーフトーン処理：
図１１は、本発明の第１実施例における印刷データ生成処理のルーチンを示すフローチャートである。印刷データ生成処理とは、カラープリンタ２０に供給するための印刷データＰＤを生成するためにコンピュータ９０で行われる処理である。
【００３９】
ステップＳ１００では、プリンタドライバ９６（図１）は、アプリケーションプログラム９５から画像データを入力する。この入力処理は、アプリケーションプログラム９５による印刷命令に応じて行われる。ここで、画像データは、ＲＧＢデータであるものとしている。
【００４０】
ステップＳ２００では、解像度変換モジュール９７は、入力されたＲＧＢ画像データの解像度（すなわち、単位長さ当りの画素数）を所定の解像度に変換する。
【００４１】
ステップＳ３００では、色変換モジュール９８は、色変換テーブルＬＵＴ（図１）を参照しつつ、各画素ごとに、ＲＧＢ画像データを、カラープリンタ２０が利用可能なインク色の多階調データに変換する。
【００４２】
ステップＳ４００では、ハーフトーンモジュール９９は、ハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理とは、多階調データの階調数である２５６階調を、カラープリンタ２０が各画素で表現可能な階調数である２階調に減少させる処理（減色処理）である。この２階調は、本実施例では、「ドットの形成なし」と「ドットの形成」とで表現される。
【００４３】
図１２は、本発明の第１実施例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。ステップＳ４１０では、ハーフトーンモジュール９９（図１）は、入力階調値に応じて記録率テーブルＤＴ（図１）からドット記録率ＬＶＬを読み取る。
【００４４】
図１３は、ハーフトーンに使用されるレベルデータの決定に利用される記録率テーブルＤＴ（図１）を示す説明図である。横軸と縦軸は、それぞれ入力階調値とドット記録率とを示している。直線ＬＶＬは、入力階調値とドット記録率との間の関係を示している。たとえば入力階調値が階調値６４である場合には、レベルデータＬｖ１が読み出される。
【００４５】
ステップＳ４１０では、さらに、ディザ法のハーフトーンで使用される閾値ｔｈもディザマトリックスＭ（図１、図７）から読み出される。
【００４６】
ステップＳ４２０では、閾値調整処理が行われる。閾値調整処理とは、先行ヘッドと後続ヘッドのインク吐出量の配分を制御するために閾値を増減する処理である。本実施例では、先行ヘッド（印刷ヘッド１０Ａ）のインク量の吐出が後続ヘッド（印刷ヘッド１０Ｂ）のインク量の吐出よりも多くなるように閾値の増減が行われる。閾値の増減は、各画素へのインク滴の吐出の担当が、先行ヘッドと後続ヘッドのいずれであるかに応じて画素毎に実行される。
【００４７】
図１４は、本発明の第１実施例におけるディザマトリックスＭを示す説明図である。 ディザマトリックスＭの各要素に格納された数値は、先行ヘッドと後続ヘッドのいずれがドットの形成を担当するかを表している。数値「１」が格納された要素は、印刷ヘッド１０Ａ（先行ヘッド）がドット形成を担当する画素に対応し、数値「２」が格納された要素は、印刷ヘッド１０Ｂ（後続ヘッド）がドット形成を担当する画素に対応する。
【００４８】
図１５は、本発明の第１実施例におけるドット数配分テーブルＤｎを示す説明図である。横軸と縦軸は、それぞれ入力階調値とドットオン目標数である。曲線Ｔｄ１は、印刷ヘッド１０Ａ（先行ヘッド）の入力階調値とドットオン目標数の関係を示している。曲線Ｔｄ２は、印刷ヘッド１０Ｂ（後続ヘッド）の入力階調値とドットオン目標数の関係を示している。たとえば入力階調値が６４のときには、先行ヘッドのドットオン目標数は、５４６０個であり、後続ヘッドのドットオン目標数は、２７３０個である。なお、直線Ｒｅｆは、先行ヘッドと後続ヘッドへの配分が同一であると仮定したときの基準値を示している。また、ドット数の配分を表す情報は、各入力階調値毎のデータとしても良いし、近似計算式であっても良い。
【００４９】
閾値調整処理は、これらのドットオン目標数に確率論的に近づくように閾値を増減する処理である。具体的には、たとえば、入力階調値が６４のときには、先行ヘッドで形成対象となるドットのドットオン目標数は５４６０個なので、閾値を小さくして４０９６個の基準値から５４６０個に近づくように調整される。たとえばディザマトリックスＭから読み出された閾値Ｔｈが４０の場合には、この閾値に対して係数０．７５（＝４０９６／５４６０）を乗ずることによって、調整閾値Ｔｈａである３０（＝４０×０．７５）が算出されることになる。
【００５０】
ステップＳ４３０では、ステップＳ４１０で読み出されたレベルデータＬＤとステップＳ４２０で調整された閾値Ｔｈａとの大小が比較される。この比較の結果、レベルデータＬｖ１が閾値Ｔｈａよりも大きいときには、「ドットの形成」が決定される（ステップＳ４４０）。一方、レベルデータＬＤ（Ｌｖ１）が閾値Ｔｈａよりも小さいときには、「ドットの非形成」が決定される（ステップＳ４５０）。
【００５１】
このようにして、全画素についてハーフトーン処理が完了すると、処理がステップＳ５００（図１１）に進められる。ステップＳ５００では、各画素について決定された大中小のドットの形成状態に基づいて印刷データＰＤが生成される。
【００５２】
このように、第１実施例では、先行ヘッドで形成されるドット数と後続ヘッドで形成されるドット数との配分を格納するドット数配分テーブルＤｎに基づいて、ドット形成の有無を決定する基準となる閾値が調整されるので、先行ヘッドと後続ヘッドへのドット数を適切に配分することができる。これにより、先行ヘッドと後続ヘッドへのドット数の配分を直接的に制御して印刷媒体Ｐ上におけるインクの流動を抑制した印刷を実現して画質を向上させることができる。
【００５３】
なお、本実施例では、閾値を調整して先行ヘッドと後続ヘッドへのドット数を適切に配分しているが、入力階調値を調整して先行ヘッドと後続ヘッドへのドット数を適切に配分するように構成しても良い。
【００５４】
Ｃ．本発明の第２実施例におけるハーフトーン処理：
図１６は、本発明の第２実施例におけるハーフトーン処理のルーチンを示すフローチャートである。第２実施例のフローチャートは、レベルデータ選択処理（ステップＳ４０５）が追加されるとともに、閾値調整処理（ステップＳ４２０）が削除されている。第２実施例のハーフトーン処理は、入力階調値を調整して先行ヘッドと後続ヘッドへのドット数を適切に配分するように構成と実質的に等価である。
【００５５】
図１７は、本発明の第２実施例のハーフトーンに使用されるレベルデータの決定に利用される記録率テーブルＤＴ’を示す説明図である。２本の直線ＬＶＬ１、ＬＶＬ２は、それぞれ先行ヘッドと後続ヘッドとで記録される画素のドットの形成の有無の決定に利用されるレベルデータを表している。具体的には、先行ヘッドで記録されるドットのレベルデータの読み出しは、直線ＬＶＬ１に基づいて入力階調値に応じて読み出され、後続ヘッドで記録されるドットのレベルデータの読み出しは、直線ＬＶＬ２に基づいて入力階調値に応じて読み出される。
【００５６】
このように、第２実施例では、記録率テーブルＤＴ’からの読み出しを選択的に行うことによって、実質的に入力階調値にバイアスを与えることができるので、ハーフトーン処理の処理負担を過大とすることなく、本願発明を適用することができる。
【００５７】
Ｄ．本発明の第３実施例におけるハーフトーン処理：
本発明の第３実施例は、本願発明者の以下の解析に基づいて考案されたものである。上述の各実施例は、先行ヘッドドットパターンＤｐ１と後続ヘッドドットパターンＤｐ２のいずれであるか応じてインクの吐出量に差を付けているので、両者のインク濃度を相違させることにつながる。このようなインク濃度の相違は、一方のドットパターンを目立たせる結果として、一方のドットパターンに起因する低周波領域での粒状性が画質を劣化させることになる。
【００５８】
さらに、本願発明者は、先行ヘッドドットパターンＤｐ１や後続ヘッドドットパターンＤｐ２での低周波成分の発生は、インクの流動に起因する滲みや凝集を人間の視覚感度の高い低周波領域で顕著に顕在化させる役割を果たすことも突き止めた。これらの観点から、本願発明者は、各ドットパターンに着目したディザマトリックスの利用に相当した。このようなディザマトリックスは、本願発明者による以下の解析に基づいてそうさくされたものである。
【００５９】
図１８は、従来のディザマトリックスを用いて形成されたドットパターンを示す説明図である。図１８において、３つのドットパターンＤｐａ、Ｄｐ１、Ｄｐ２は、それぞれ印刷画像のドットパターンＤｐａと、印刷ヘッド１０Ａ（先行ヘッド）で形成されるドットパターンＤｐ１と、と印刷ヘッド１０Ｂ（後続ヘッド）で形成されるドットパターンＤｐ２と、を示している。印刷画像のドットパターンＤｐａは、第１の画素グループのドットパターンＤｐ１（以下、先行ヘッドドットパターンＤｐ１と呼ぶ。）と、第２の画素グループのドットパターンＤｐ２（以下、後続ヘッドドットパターンＤｐ２と呼ぶ。）と、が共通の印刷領域で組み合わせられることによって形成される。なお、図１８〜図２０では、説明を分かりやすくするために同一の配分としているが、前述のように階調値に応じて両者Ｄｐ１、Ｄｐ２のドット密度が相互に相違することになる。
【００６０】
図１８から分かるように、印刷画像のドットパターンＤｐａが比較的に均一なドットの分散性を示しているのに対して、先行ヘッドドットパターンＤｐ１や後続ヘッドドットパターンＤｐ２は、ドットの疎密が生じている。このようなドットの疎密は、低周波成分を発生させて顕著な画質劣化として人間の目に認識されるものである。このような画質劣化は、従来のディザマトリックスが印刷画像のドットパターンＤｐａの画質を向上させるように構成されていることに起因して生じるものであるが、先行ヘッドドットパターンＤｐ１と後続ヘッドドットパターンＤｐ２とが、予め想定されるようにドット形成位置の誤差を生じさせることなく、さらには、インクの流動も生じさせることなく、組み合わせられるものであれば本来は顕在化しないものでもある（図１９）。
【００６１】
しかし、前述のように、先行ヘッドドットパターンＤｐ１や後続ヘッドドットパターンＤｐ２での低周波成分の発生は、インクの流動に起因する滲みや凝集を人間の視覚感度の高い低周波領域で顕著に顕在化させる役割を果たすことになる。さらに、先行ヘッドドットパターンＤｐ１と後続ヘッドドットパターンＤｐ２のインク濃度が前述のように相違すると、一方のドットパターンが目立つ結果として、一方のドットパターンに起因する低周波領域での粒状性が画質を劣化させることになる。
【００６２】
本願発明者は、このような観点から、インクの流動に起因する滲みや凝集が人間の視覚感度の高い低周波領域での顕在化を抑制するために、各画素グループ毎の粒状性指数Ｇｇ１、Ｇｇ２を抑制することに想到したのである。
【００６３】
図２０は、第２実施例のディザマトリックスの生成方法で生成されたディザマトリックスを用いた各ドットパターンを示す説明図である。第２実施例のディザマトリックスの生成方法で生成されたディザマトリックスによれば、先行ヘッドドットパターンＤｐ１や後続ヘッドドットパターンＤｐ２での低周波成分の発生が抑制されているので、インクの流動に起因する滲みや凝集が発生しても低周領域で顕著に顕在化することを回避することができる。さらに、印刷ヘッド１０Ａと印刷ヘッド１０Ｂのドット形成位置の相対的なズレが生じても、それぞれの疎と疎あるいは密と密の一致によって画質が過度に劣化することを抑制するという効果をも奏する。
【００６４】
このように、第３実施例は、先行ヘッドと後続ヘッドの各々で形成されるドットパターンに起因する低周波の疎密とインクの流動に起因する滲みや凝集の有機的な関係による画質劣化を抑制して画質をさらに向上させることができるという利点がある。
【００６５】
図２１は、本発明の第３実施例におけるディザマトリックスの生成方法の処理ルーチンを示すフローチャートである。この例では、説明を分かりやすくするために８行８列の小さなディザマトリックスを生成するものとしている。ディザマトリックスの最適性をあらわす評価としては、粒状性指数（式Ｆ２、図１０）が使用されるものとしている。
【００６６】
ステップＳ１００では、グループ化処理が行われる。グループ化処理とは、印刷ヘッド１０Ａ（先行ヘッド）でドットが形成される画素のグループ（第１の画素グループ）と、印刷ヘッド１０Ｂ（後続ヘッド）でドットが形成される画素のグループ（第２の画素グループ）と、の各々に対応する要素にディザマトリックスＭを分割する処理である。
【００６７】
図２２は、本発明の第３実施例における分割マトリックスＭ１、Ｍ２を示す説明図である。分割マトリックスＭ１は、印刷ヘッド１０Ａ（先行ヘッド）がドット形成を担当する要素を抜き出したマトリックスである。分割マトリックスＭ２は、印刷ヘッド１０Ｂ（後続ヘッド）がドット形成を担当する要素を抜き出したマトリックスである。
【００６８】
ステップＳ２００では、着目閾値決定処理が行われる。着目閾値決定処理とは、格納要素の決定対象となる閾値を決定する処理である。本実施例では、比較的に小さな値の閾値、すなわちドットの形成されやすい値の閾値から順に選択することによって閾値が決定される。このように、ドットが形成されやすい閾値から順に選択すれば、ドットの粒状性が目立つハイライト領域におけるドット配置をコントロールする閾値から順に格納される要素を固定していくことになるので、ドットの粒状性が目立つハイライト領域に対して大きな設計自由度を与えることができるからである。
【００６９】
ステップＳ３００では、格納要素決定処理が行われる。格納要素決定処理とは、着目閾値を格納する要素を決定するための処理である。このような着目閾値決定処理（ステップＳ２００）と格納要素決定処理（ステップＳ３００）とを交互に繰り返すことによってディザマトリックスが生成される。なお、対象となる閾値は、全ての閾値であっても良いし、あるいは一部の閾値であっても良い。
【００７０】
図２３は、本発明の第３実施例における格納要素決定処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。ステップＳ３１０では、決定済み閾値の対応ドットがオンとされる。決定済み閾値とは、格納要素が決定された閾値を意味する。本実施例では、前述のようにドットの形成されやすい値の閾値から順に選択されるので、着目閾値にドットが形成される際には、決定済み閾値が格納された要素に対応する画素には必ずドットが形成されることになる。逆に、着目閾値にドットが形成される最も小さな入力階調値においては、決定済み閾値が格納された要素以外の要素に対応する画素にはドットは形成されないことになる。
【００７１】
図２４は、マトリックスに１〜８番目にドットが形成されやすい閾値（０〜７）が格納されたマトリックスの各要素に対応する８個の画素の各々にドットが形成された様子を黒丸印で示す説明図である。このようにして構成されるドットパターンＤpaは、９番目のドットをどの画素に形成すべきかを決定するために使用される。なお、＊印については後述する。
【００７２】
ステップＳ３２０では、格納候補要素選択処理が行われる。格納候補要素選択処理とは、格納される閾値が決定済みの要素（図２４の例では、１〜８番目にドットが形成されやすい閾値（０〜７）が格納された要素）を除く各要素を、着目閾値の格納候補として順に選択する処理である。図２４の例では、１行１列の＊印が格納された要素が着目閾値の最初の格納候補として選択されている。
【００７３】
ステップＳ３３０では、格納候補要素の対応ドットがオンとされる。この処理は、ステップＳ３１０において、決定済み閾値の対応ドットとしてオンとされたドット群に追加される形で行われる。
【００７４】
図２５は、格納候補要素の対応ドットと決定済み閾値の対応ドットとがオンされたドット形成状態を数値化したマトリックス、すなわちドット密度を定量的に表したドット密度マトリックスＤｄａを示す説明図である。数字０は、ドットが形成されていないことを意味し、数字１は、ドットが形成されていること（前述のようにドットが格納候補要素に形成されていると仮定されている場合を含む）を意味する。
【００７５】
図２６は、第１の画素グループと第２の画素グループとにおいて、候補要素の対応ドットと決定済み閾値の対応ドットとがオンされたドット形成状態を数値化したドット密度マトリックスＤｄ１、Ｄｄ２を示す説明図である。図２６から分かるように、第１の画素グループには、５個のドットが形成されており、第２の画素グループには、４個のドットが形成されている。
【００７６】
ステップＳ３４０では、評価値決定処理が行われる。評価値決定処理は、本実施例では、図２７に示された評価値算出式に基づいて評価値を算出する処理である。評価値算出式は、全画素を評定とした粒状性指数Ｇａを算出する第１項と、各画素グループを評定とした粒状性指数Ｇｇ１、Ｇｇ２ａを算出する第２項と、の和として構成されている。
【００７７】
第１項は、全画素を評定とした粒状性指数Ｇａを算出する。粒状性指数Ｇａは、本実施例では、画質の粒状感を表す指数として、図１０に示された式Ｆ１と式Ｆ２とを利用して算出される。これにより、人間の視覚感度に基づいて粒状感の少ない画質を実現することができる。
【００７８】
第１項は、各画素グループを評定とした粒状性指数Ｇｇ１、Ｇｇ２ａを算出する。粒状性指数Ｇｇ１、Ｇｇ２ａは、本実施例では、各画素グループの画質の粒状感を表す指数として、図１０に示された式Ｆ１と式Ｆ２とを利用して算出される。これにより、先行ヘッドと後続ヘッドの各々で形成されるドットパターンについても、人間の視覚感度に基づいて粒状感の少ない画質を実現することができる。
【００７９】
なお、重み付け係数Ｗａ、Ｗｇは、それぞれ第１項と第２項とに対する重み付けを表す値である。具体的には、全画素の粒状性を重視する場合には、重み付け係数Ｗａの値を大きくすれば良く、各画素グループの粒状感を重視する場合には、重み付け係数Ｗｇの値を大きくすれば良い。
【００８０】
ステップＳ３５０では、今回算出された評価値が、前回に算出された評価値（図示しないバッファに格納）と比較される。比較の結果、今回算出された評価値が小さい（好ましい）ときには、このバッファに算出された評価値と格納候補要素と関連づけられて格納（更新）されるとともに、今回の格納候補要素が格納要素と仮に決定される（ステップＳ３６０）。
【００８１】
このような処理は、全ての候補要素について行われ、最後に図示しないバッファに格納された格納候補要素に決定されることになる（ステップＳ３７０）。さらに、このような処理が全ての閾値、あるいは予め設定された範囲の全ての閾値について行われ、ディザマトリックスの生成が完了する（ステップＳ４００、図１１）。
【００８２】
このように、第３実施例では、先行ヘッドで形成されるドット数と後続ヘッドで形成されるドットパターンの特性をも考慮して、先行ヘッドと後続ヘッドとによるドット形成を適切に制御して、印刷媒体Ｐ上におけるインクの流動や粒状性を抑制した印刷を実現して画質を向上させることができる。
【００８３】
Ｅ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、本発明は、以下のような変形例についてのディザマトリックスの最適化が可能である。
【００８４】
Ｅ−１．上述の実施例では、２個の印刷ヘッドを使用した印刷装置への適用例が開示されているが、たとえば第１変形例（図２８）に示されるような４個の印刷ヘッドを使用した印刷へも適用することができる。第１変形例では、ノズルピッチｋが４の４個の印刷ヘッドを千鳥に配置して、各印刷画素にインク滴が吐出できるように構成されている。このような構成では、たとえば、図２９に示されるように４個の画素グループＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４に分割するとともに、図３０に示されるドット数配分テーブルＤｎ’に基づいてドット数の配分を設定することによって実現することができる。さらに、この変形例や上述の実施例（図１５）では、各階調値におけるドット数自体を表す情報に基づいて、各階調値におけるドット数が配分されているが、各階調値におけるドット発生比率（たとえば各々の最大値１００％）を表す情報に基づいてドット数を配分するようにしても良い。
【００８５】
さらに、上述の実施例や変形例での各階調値におけるドット数の配分では、階調値の上昇に応じて、常に双方のドット数が増加しているが、たとえば１つの画素グループのドット数を減少させるとともに、他の画素グループの少なくとも１つの画素グループで、その減少を補償するように構成することも可能である。このような自由度は、特開２００２−３０７６７１号や特開２００２−１６６５３６号に開示されるようなハーフトーン処理後におけるドットデータの各記録走査への振り分けでは得ることが極めて困難である。
【００８６】
Ｅ−２．上述の実施例では、紙送りのみで印刷が行われるラインプリンタに対して、本発明は、適用されているが、印刷ヘッドの主走査と印刷媒体の副走査と行いつつドットを形成する印刷にも本発明は適用可能である。
【００８７】
図３１は、印刷ヘッドの主走査と印刷媒体の副走査と行いつつドットを形成するカラープリンタ２０ａの概略構成図である。カラープリンタ２０ａは、前述の副走査駆動部（図２）に加えて、キャリッジモータ２４によってキャリッジ３０を紙送りローラ２６の軸方向（主走査方向）に往復動させる主走査駆動部と、キャリッジ３０に搭載された印刷ヘッドユニット６０（「印刷ヘッド集合体」とも呼ぶ）を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御するヘッド駆動機構を備えている。
【００８８】
図３２は、カラープリンタ２０ａによるドット形成の様子を示す説明図である。図３２から分かるように、ラスター番号が奇数の画素位置にドットが形成された後に、ラスター番号が偶数の画素位置にドットが形成されることによって印刷画像が形成される。このように、共通の印刷領域において、常に先行する奇数番目の主走査と後続の偶数番目の主走査とで印刷画像が形成される点に着目すれば、奇数番目の主走査が図４に示される先行ヘッドに相当するとともに、偶数番目の主走査が図４に示される後続ヘッドに相当することになる。このような対応関係を利用すれば、第１実施例と同様に、各主走査のドットの配分を考慮したディザマトリックスの生成を実現することができる。
【００８９】
図３３は、カラープリンタ２０ａによるドット形成の様子の他の例を示す説明図である。この例では、ラスタ毎にドットの形成順序が相違する点で図３２の変形例と相違する。たとえばラスタ番号１５〜２０の印刷領域では、第１画素グループ、第２画素グループ、第３画素グループ、第４画素グループの順にドット群が形成されるが、ラスタ番号２１〜２４の印刷領域では、第２画素グループ、第３画素グループ、第４画素グループ、第１画素グループの順にドット群が形成される。このように印刷領域に応じて、ドットの形成順序が変遷する場合もあるが、このような場合にも変遷に応じて閾値や入力階調値、ドット記録率テーブルの選択を切り替えることによって適用することができる。
【００９０】
Ｅ−３．上述の実施例では、ディザ法でハーフトーン処理が行われているが、このようなハーフトーン処理は、誤差拡散法でも実現可能である。たとえば誤差拡散法の閾値や入力階調値の少なくとも一方を調整することによって、所定のドット数の配分に近づくように誤差拡散法を構成すればよい。
【００９１】
Ｅ−４．上述の実施例では、先行ヘッドのインクの吐出量を後続ヘッドのインクの吐出量よりも多くするように設定されているが、たとえば印刷環境（印刷媒体の種類やインクの特性）によっては、逆とする方がインクの流動を抑制できる場合も想定される。本発明のハーフトーン処理は、一般に、共通の印刷領域における複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、複数のドット群の各々のドット数の配分が決定された所定のディザマトリックスを用いてドットの形成状態を決定するように構成されていればよい。
【００９２】
なお、先行ヘッドのインクの吐出量を後続ヘッドのインクの吐出量よりも多くするように設定することが最適な印刷環境として、色材として顔料を使用し、印刷媒体として光沢紙を使用した場合に顕著に発生することが確認されているが、これに限られず種々の印刷環境を上述の観点から実験で確認することによって本発明を適用することができる。
【００９３】
Ｅ−５．上述の実施例や変形例では、粒状性指数やＲＭＳ粒状度に基づいてディザマトリックスの最適性を評価しているが、たとえば簡略化した方法として、ドットの形成が疎となっている画素に対応する要素に着目閾値が格納されるように格納要素を決定するようにしても良い。さらに、たとえばドットパターンに対してフーリエ変換を行うとともにＶＴＦ関数を用いてディザマトリックスの最適性を評価するように構成しても良い。具体的には、ゼロックスのＤｏｏｌｅｙらが用いた評価尺度（Ｇｒａｉｎｅｓｓ ｓｃａｌｅ：ＧＳ値）をドットパターンに適用して、ＧＳ値によってディザマトリックスの最適性を評価するように構成しても良い。ここで、ＧＳ値とは、ドットパターンに対して２次元フーリエ変換を含む所定の処理を行って数値化するとともに、視覚の空間周波数特性ＶＴＦを乗じるフィルタ処理を行った後に積分することによって得ることができる粒状性評価値である（参考文献：ファインイメージングとハードコピー、コロナ社、日本写真学会、日本画像学会 合同出版委員会編 P534）。ただし、前者は、フーリエ変換などの複雑な計算が不必要となるという利点を有する。
【００９４】
Ｅ−６．上述の実施例では、１個の閾値の格納要素毎に評価処理が行われているが、たとえば複数個の閾値の格納要素を同時に決定するような場合にも本発明は、適用することができる。具体的には、たとえば上述の実施例において６番目までの閾値の格納要素が決定されていて、７番目と８番目の閾値の格納要素を決定するような場合にも７番目の閾値の格納要素にドットが追加された場合の評価値と、７番目と８番目の閾値の格納要素にそれぞれドットが追加された場合の評価値とに基づいて格納要素を決定するようにしても良いし、あるいは７番目の閾値の格納要素のみを決定するようにしても良い。
【００９５】
Ｅ−７．上述の実施例では、比較的に小さな値の閾値、すなわちドットの形成されやすい値の閾値から順に選択することによって着目閾値を決定し、このようにして決定された着目閾値が各要素に格納されたと仮定したときのドットの形成状態を想定して、それぞれ算出された所定の目標状態との相関を表すマトリックス評価値に基づいて、前記複数の格納候補要素の中から前記着目閾値の格納要素を決定してディザマトリックスを作成している。しかし、このような方法に限られず、比較的に大きな値から順に選択するようにしても良い。ただし、実施例の方法は、前述のようにドットの粒状性が目立つハイライト領域に対して大きな設計自由度を与えることができるという利点がある。
【００９６】
さらに、閾値を順に決定する方法に限られず、初期状態としてのディザマトリックスを準備するとともに、各要素に格納された複数の閾値の一部を、他の要素に格納された閾値と入れ替えつつ各閾値が格納される要素を決定してディザマトリックスを生成するように構成しても良い。この場合には、評価関数は、所定の要素群素の各々に形成されるドット密度の差を評価関数（罰関数）に含めることによって設定することができる。なお、評価の基準となるドット密度マトリックスは、着目閾値にドットが形成される最も小さな入力階調値に基づいて生成しても良いし、それ以上の入力階調値に基づいて生成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】印刷システムの構成の一例を示すブロック図。
【図２】カラープリンタ２０の概略構成図。
【図３】印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの下面におけるノズル配列を示す説明図。
【図４】印刷ヘッド１０Ａ、１０Ｂの横面を示す説明図。
【図５】インクの凝集やブリードと呼ばれる現象のメカニズムを示す説明図。
【図６】先行ヘッドと後続ヘッドとによってインク滴が吐出されるときのインクの流れ込みのメカニズムの様子を示す説明図。
【図７】ディザマトリックスＭの一部を概念的に例示した説明図。
【図８】ディザマトリックスを使用したドット形成の有無の考え方を示す説明図。
【図９】ブルーノイズ特性を有するブルーノイズディザマトリクスの各画素に設定されている閾値の空間周波数特性を概念的に例示した説明図。
【図１０】人間が有する視覚の空間周波数に対する感度特性である視覚の空間周波数特性ＶＴＦ（Visual Transfer Function）を概念的に示した説明図。
【図１１】本発明の第１実施例における印刷データ生成処理のルーチンを示すフローチャート。
【図１２】本発明の第１実施例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。
【図１３】ハーフトーンに使用されるレベルデータの決定に利用される記録率テーブルＤＴを示す説明図。
【図１４】本発明の第１実施例におけるディザマトリックスＭを示す説明図。
【図１５】本発明の第１実施例におけるドット数配分テーブルＤｎを示す説明図。
【図１６】本発明の第２実施例におけるハーフトーン処理のルーチンを示すフローチャート。
【図１７】第２実施例のハーフトーンに使用されるレベルデータの決定に利用される記録率テーブルＤＴ’を示す説明図。
【図１８】従来のディザマトリックスを用いて形成されたドットパターンを示す説明図。
【図１９】ドット形成位置の誤差やインクの流動が生じない場合のドットパターンを示す説明図。
【図２０】本発明の第２実施例のディザマトリックスの生成方法で生成されたディザマトリックスを用いた各ドットパターンを示す説明図。
【図２１】本発明の第３実施例におけるディザマトリックスの生成方法の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図２２】本発明の第３実施例における分割マトリックスＭ１、Ｍ２を示す説明図。
【図２３】本発明の第３実施例における格納要素決定処理の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図２４】マトリックスに１〜８番目にドットが形成されやすい閾値（０〜７）が格納されたマトリックスの各要素に対応する８個の画素の各々にドットが形成された様子を黒丸印で示す説明図。
【図２５】ドット密度マトリックスＤｄａを示す説明図。
【図２６】第１の画素グループと第２の画素グループとにおいて候補要素の対応ドットと決定済み閾値の対応ドットとがオンされたドット形成状態を数値化したドット密度マトリックスＤｄ１、Ｄｄ２を示す説明図。
【図２７】本発明の第３実施例のディザマトリックス評価値算出式を示す説明図。
【図２８】第１変形例における４個の印刷ヘッドを使用したラインプリンタへの適用の様子を示す説明図。
【図２９】第１変形例における４個の分割マトリックスＭ２１、Ｍ２２、Ｍ２３、Ｍ２４を示す説明図。
【図３０】第１変形例におけるドット数配分テーブルＤｎ’を示す説明図。
【図３１】第２変形例における印刷ヘッドの主走査と印刷媒体の副走査と行いつつドットを形成するカラープリンタ２０ａの概略構成図。
【図３２】カラープリンタ２０ａによるドット形成の様子を示す説明図。
【図３３】カラープリンタ２０ａによるドット形成の様子の他の例を示す説明図。
【符号の説明】
【００９８】
１０…印刷ヘッド
１０Ａ…印刷ヘッド
１０Ｂ…印刷ヘッド
２０、２０ａ…カラープリンタ
２２…モータ
２４…キャリッジモータ
２６…ローラ
３０…キャリッジ
３２…操作パネル
４０…制御回路
５６…コネクタ
６０…印刷ヘッドユニット
９０…コンピュータ
９１…ビデオドライバ
９５…アプリケーションプログラム
９６…プリンタドライバ
９７…解像度変換モジュール
９８…色変換モジュール
９９…ハーフトーンモジュール
１００…印刷データ生成モジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷媒体上に印刷を行う印刷装置であって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、前記決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成部と、
前記ドットデータに応じて、前記ドットの形成に関する物理的な条件の相違が想定された複数の画素グループの各々に形成されるドット群を、共通の印刷領域で相互に組み合わせることによって印刷画像を生成する印刷画像生成部と、
を備え、
前記ハーフトーン処理は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されるように構成されている印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記ハーフトーン処理は、所定のディザマトリックスに格納された各閾値を用いてドットの形成状態を決定し、
前記ドットの形成状態の決定は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記閾値と前記入力階調値の少なくとも一方を調整することによって前記ドット数の配分に近づくように構成されている印刷装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の印刷装置であって、
前記ハーフトーン処理は、前記ドット形成順序が早いほど前記複数のドット群の各々のドット数の配分が多くなるように構成されている印刷装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記ハーフトーン処理は、予め設定された第１の階調値以上であって、かつ、予め設定された第２の階調値以下の階調値の領域においては、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が近づくように構成されている印刷装置。
【請求項５】
請求項２記載の印刷装置であって、
前記ハーフトーン処理は、前記複数のドット群の各々が予め設定された共通の特性を有するように各閾値が各要素に格納されたディザマトリックスを用いてドットの形成状態を決定する印刷装置。
【請求項６】
請求項５記載の印刷装置であって、
前記共通の特性は、フーリエ変換処理を含む計算処理によって算出される粒状性指数で表される値であり、
前記粒状性指数は、視覚の空間周波数特性に基づいて決定されたＶＴＦ関数と、前記フーリエ変換処理によって予め算出された定数との積に基づいて算出される、印刷装置。
【請求項７】
請求項５記載の印刷装置であって、
前記共通の特性は、ローパスフィルタ処理を含む計算処理によって算出されるＲＭＳ粒状度で表される値である、印刷装置。
【請求項８】
印刷媒体上に印刷を行う印刷方法であって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、前記決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成工程と、
前記ドットデータに応じて、前記ドットの形成に関する物理的な条件の相違が想定された複数の画素グループの各々に形成されるドット群を、共通の印刷領域で相互に組み合わせることによって印刷画像を生成する印刷画像生成工程と、
を備え、
前記ハーフトーン処理は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されている印刷方法。
【請求項９】
印刷媒体上に印刷画像を形成する印刷物の生成方法であって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、前記決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成工程と、
前記ドットデータに応じて、前記ドットの形成に関する物理的な条件の相違が想定された複数の画素グループの各々に形成されるドット群を、共通の印刷領域で相互に組み合わせることによって印刷画像を生成する印刷画像生成工程と、
を備え、
前記ハーフトーン処理は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されている印刷物の生成方法。
【請求項１０】
印刷画素にドットを形成して印刷画像を生成する印刷部に供給するための印刷データをコンピュータに生成させるためのコンピュータプログラムであって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、前記決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成機能を前記コンピュータに実現させるプログラムを備え、
前記印刷画像は、前記ドットの形成に関する物理的な条件の相違が想定された複数の画素グループの各々に属する印刷画素に形成されたドットが、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成され、
前記複数の画素グループは、前記ドットの形成において物理的な共通性を有する少なくとも１つの画素グループ群を含み、
前記ハーフトーン処理は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記複数のドット群の各々のドット数を配分する機能を含むコンピュータプログラム。
【請求項１】
印刷媒体上に印刷を行う印刷装置であって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、前記決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成部と、
前記ドットデータに応じて、前記ドットの形成に関する物理的な条件の相違が想定された複数の画素グループの各々に形成されるドット群を、共通の印刷領域で相互に組み合わせることによって印刷画像を生成する印刷画像生成部と、
を備え、
前記ハーフトーン処理は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されるように構成されている印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置であって、
前記ハーフトーン処理は、所定のディザマトリックスに格納された各閾値を用いてドットの形成状態を決定し、
前記ドットの形成状態の決定は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記閾値と前記入力階調値の少なくとも一方を調整することによって前記ドット数の配分に近づくように構成されている印刷装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の印刷装置であって、
前記ハーフトーン処理は、前記ドット形成順序が早いほど前記複数のドット群の各々のドット数の配分が多くなるように構成されている印刷装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記ハーフトーン処理は、予め設定された第１の階調値以上であって、かつ、予め設定された第２の階調値以下の階調値の領域においては、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が近づくように構成されている印刷装置。
【請求項５】
請求項２記載の印刷装置であって、
前記ハーフトーン処理は、前記複数のドット群の各々が予め設定された共通の特性を有するように各閾値が各要素に格納されたディザマトリックスを用いてドットの形成状態を決定する印刷装置。
【請求項６】
請求項５記載の印刷装置であって、
前記共通の特性は、フーリエ変換処理を含む計算処理によって算出される粒状性指数で表される値であり、
前記粒状性指数は、視覚の空間周波数特性に基づいて決定されたＶＴＦ関数と、前記フーリエ変換処理によって予め算出された定数との積に基づいて算出される、印刷装置。
【請求項７】
請求項５記載の印刷装置であって、
前記共通の特性は、ローパスフィルタ処理を含む計算処理によって算出されるＲＭＳ粒状度で表される値である、印刷装置。
【請求項８】
印刷媒体上に印刷を行う印刷方法であって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、前記決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成工程と、
前記ドットデータに応じて、前記ドットの形成に関する物理的な条件の相違が想定された複数の画素グループの各々に形成されるドット群を、共通の印刷領域で相互に組み合わせることによって印刷画像を生成する印刷画像生成工程と、
を備え、
前記ハーフトーン処理は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されている印刷方法。
【請求項９】
印刷媒体上に印刷画像を形成する印刷物の生成方法であって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、前記決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成工程と、
前記ドットデータに応じて、前記ドットの形成に関する物理的な条件の相違が想定された複数の画素グループの各々に形成されるドット群を、共通の印刷領域で相互に組み合わせることによって印刷画像を生成する印刷画像生成工程と、
を備え、
前記ハーフトーン処理は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記複数のドット群の各々のドット数の配分が決定されている印刷物の生成方法。
【請求項１０】
印刷画素にドットを形成して印刷画像を生成する印刷部に供給するための印刷データをコンピュータに生成させるためのコンピュータプログラムであって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するとともに、前記決定されたドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成機能を前記コンピュータに実現させるプログラムを備え、
前記印刷画像は、前記ドットの形成に関する物理的な条件の相違が想定された複数の画素グループの各々に属する印刷画素に形成されたドットが、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成され、
前記複数の画素グループは、前記ドットの形成において物理的な共通性を有する少なくとも１つの画素グループ群を含み、
前記ハーフトーン処理は、前記共通の印刷領域における前記複数のドット群の各々のドット形成順序に応じて、前記複数のドット群の各々のドット数を配分する機能を含むコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２００８−１２６６１６（Ｐ２００８−１２６６１６Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１６９８９（Ｐ２００６−３１６９８９）
【出願日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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