JP5953243B2 - 画像形成装置、方法及びプログラム - Google Patents

Description

この発明は、複数のドットサイズを有する各ドットからなる画像を形成する画像形成装置、方法及びプログラムに関する。

近時、インクジェット技術の飛躍的進歩に伴い、インクジェット方式の画像形成装置による高速・高画質を両立したカラー大判印刷が可能になりつつある。この装置は、特にサイン・ディスプレイ用途において幅広い分野で用いられ、例えば、店頭ＰＯＰ（Point Of Purchase）や壁面ポスター、屋外広告・看板等の印刷にも適用可能である。

このインクジェット方式では、記録媒体上に複数種のインク（例えばＣＭＹＫインク）の液滴を吐出して多数のドットを形成することで、印刷物を得ることができる。例えば、サイズが異なるドットを用いて画像を形成する場合、演算処理量の低減及び高画質化を両立し得るハーフトーン技術が種々提案されている。

特許文献１では、閾値マトリクスを用いた２値化処理の結果、オン状態である画素に関して、その対応位置での閾値の大きさに応じてドットサイズを決定する方法が提案されている。より詳細には、大、中、小ドットの個数がそれぞれ指定された場合、閾値（順序値）が小さい順に、大きい方のドットサイズを順次割り付ける手法が記載されている。

特許第４３７５０５０号公報（請求項１、［０１５２］〜［０１５５］、図２６等）

ところで、特許文献１記載の手法によれば、閾値の配列に応じてドットサイズを割り付けるので、閾値マトリクスの特性に大きく依存したドット画像が得られる傾向がある。すなわち、この処理に供される閾値マトリクスの種類によってドットの分布特性が概ね決定されるので、ハーフトーン処理の最適化設計に対する柔軟性が低いという問題があった。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、複数のドットサイズを用いた場合における、ハーフトーン処理の最適化設計に対する柔軟性が高く、各ドットサイズの組み合わせに適した画像を形成可能な画像形成装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、複数のドットサイズを有する各ドットからなる画像を形成する装置であって、複数種類の閾値マトリクス、及び各種類の前記閾値マトリクスにて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類する少なくとも１種類の区分情報の組み合わせの中から、２つ以上の組み合わせを選択する組み合わせ選択部と、連続調画像信号に対して前記閾値マトリクスを用いた２値化処理を施した後、オン状態である各画素に対して、該画素の位置に対応する閾値についての、前記複数の区分の属否に応じたコード値をそれぞれ付与するコード付与部と、前記組み合わせ選択部にて選択された前記２つ以上の組み合わせをそれぞれ適用することで、前記コード付与部により付与された２つ以上の前記コード値に基づいて、各前記画素における前記ドットサイズを決定するドットサイズ決定部とを備えることを特徴とする。

このように、複数種類の閾値マトリクス、及び各種類の前記閾値マトリクスにて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類する少なくとも１種類の区分情報の組み合わせの中から、２つ以上の組み合わせを選択する組み合わせ選択部と、選択された前記２つ以上の組み合わせをそれぞれ適用することで、付与された２つ以上のコード値に基づいて、各画素におけるドットサイズを決定するドットサイズ決定部とを設けたので、２つ以上の異なるディザリング特性を折衷させたドットの分布特性を実現可能であり、複数のドットサイズを用いた場合におけるハーフトーン処理の最適化設計に対する柔軟性が高くなる。これにより、各ドットサイズの組み合わせに適した画像を形成できる。

また、２つ以上の前記コード値を結合規則に従って結合した結合コード及び前記ドットサイズの対応関係を示すサイズ対応情報を格納するデータ格納部を更に備え、前記ドットサイズ決定部は、前記コード付与部により付与された２つ以上の前記コード値を前記結合規則に従って結合し、前記データ格納部により格納された前記サイズ対応情報を参照することで前記ドットサイズを決定することが好ましい。

また、前記組み合わせ選択部は、前記連続調画像信号が表す階調レベルに応じて２つ以上の前記組み合わせを選択することが好ましい。

また、前記組み合わせ選択部は、共通するマトリクスサイズを有する２種類以上の前記閾値マトリクスを組み合わせて選択することが好ましい。

また、前記組み合わせ選択部は、閾値の一部の範囲にて配置が一致する２種類以上の前記閾値マトリクスを組み合わせて選択することが好ましい。

また、複数のドットサイズを有する各ドットを記録媒体上に形成する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対して前記記録媒体を相対移動させた状態下、前記ドットサイズ決定部により決定された前記ドットサイズに応じた制御信号に基づいて、前記各ドットを順次形成させるように前記記録ヘッドを制御するヘッド駆動回路とを更に備えることが好ましい。

本発明に係る画像形成方法は、複数のドットサイズを有する各ドットからなる画像を形成する画像形成装置を用いた方法であって、複数種類の閾値マトリクス、及び各種類の前記閾値マトリクスにて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類する少なくとも１種類の区分情報の組み合わせの中から、２つ以上の組み合わせを選択する選択ステップと、連続調画像信号に対して前記閾値マトリクスを用いた２値化処理を施した後、オン状態である各画素に対して、該画素の位置に対応する閾値についての、前記複数の区分の属否に応じたコード値をそれぞれ付与する付与ステップと、選択された前記２つ以上の組み合わせをそれぞれ適用することで、付与された２つ以上の前記コード値に基づいて、各前記画素における前記ドットサイズを決定する決定ステップとを実行させることを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、複数のドットサイズを有する各ドットからなる画像を形成する画像形成装置に、複数種類の閾値マトリクス、及び各種類の前記閾値マトリクスにて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類する少なくとも１種類の区分情報の組み合わせの中から、２つ以上の組み合わせを選択する選択ステップと、連続調画像信号に対して前記閾値マトリクスを用いた２値化処理を施した後、オン状態である各画素に対して、該画素の位置に対応する閾値についての、前記複数の区分の属否に応じたコード値をそれぞれ付与する付与ステップと、選択された前記２つ以上の組み合わせをそれぞれ適用することで、付与された２つ以上の前記コード値に基づいて、各前記画素における前記ドットサイズを決定する決定ステップとを実行させることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置、方法及びプログラムによれば、複数種類の閾値マトリクス、及び各種類の前記閾値マトリクスにて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類する少なくとも１種類の区分情報の組み合わせの中から、２つ以上の組み合わせを選択し、前記２つ以上の組み合わせをそれぞれ適用することで、付与された２つ以上のコード値に基づいて、各画素におけるドットサイズを決定するようにしたので、２つ以上の異なるディザリング特性を折衷させたドットの分布特性を実現可能であり、複数のドットサイズを用いた場合におけるハーフトーン処理の最適化設計に対する柔軟性が高くなる。これにより、各ドットサイズの組み合わせに適した画像を形成できる。

この実施形態に係る画像形成方法を実現するための主要な構成を示す概略ブロック図である。 図１に示すハーフトーン処理部の機能ブロック図である。 図２に示すハーフトーン処理の動作説明に供されるフローチャートである。 図４Ａは、閾値マトリクスの各閾値を示す模式図である。図４Ｂは、組織的ディザ法によるハーフトーン処理の第１説明図である。 組織的ディザ法によるハーフトーン処理の第２説明図である。 図６Ａ〜図６Ｃは、部分領域内に存在する各画素の分類結果を示す模式図である。 結合コードの生成方法に関する概略説明図である。 異なる種類の閾値マトリクスを用いて生成された、階調レベル毎のドットパターンを可視化した模式図である。 図９Ａは、ドット凝集型の閾値マトリクスを用いて生成されたドット画像の模式図である。図９Ｂは、２種類の閾値マトリクスを用いて生成されたドット画像の模式図である。 画像形成装置の構成を表す断面側面図である。 図１０に示す画像形成装置のシステム構成を表す電気的なブロック図である。

以下、本発明に係る画像形成方法について、それを実施する画像形成装置及びプログラムとの関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。本明細書において、画像を形成することを「印刷」又は「印字」という場合がある。

［画像処理部１０の構成及び動作］
図１は、この実施形態に係る画像形成方法を実現するための主要な構成を示す概略ブロック図である。

本発明の中核をなす画像処理部１０は、複数のドットからなるカラー画像又はモノクロ画像を用紙１２（記録媒体）上に形成するための制御信号を生成すると共に、当該制御信号をヘッドドライバ１４（ヘッド駆動回路）側に供給する。この制御信号は、少なくとも１つ（本図例では４つ）の記録ヘッド１６に液滴１８を吐出させる信号に相当する。

ここで、各記録ヘッド１６は、複数のサイズ（以下、ドットサイズともいう）を有する各ドットを用紙１２上に形成可能である。ドットサイズを制御する手法として、液滴１８の吐出量を制御する手法と、液滴１８の吐出速度を制御する手法が挙げられる。例えば、液滴１８の吐出速度を一定にしつつその吐出量を増加することで、ドットサイズの大径化が実現できる。以下、この実施形態では、各記録ヘッド１６は、３種類のドットサイズ、「大サイズ」「中サイズ」及び「小サイズ」の各ドットを形成可能であることを前提として説明する。

画像処理部１０は、解像度変換部２０、分版処理部２２、及びハーフトーン処理部２４を基本的に備える。以下、画像処理部１０の動作の概略について説明する。ここで、画像処理部１０に入力される画像信号（以下、入力画像信号）は、複数のカラーチャンネルからなる連続調データである。例えば、８ビット（１画素当り２５６階調）ＲＧＢのＴＩＦＦ形式データであってもよい。

＜１．解像度変換部２０の動作説明＞
解像度変換部２０は、画像サイズを拡大又は縮小する画像拡縮処理を用いて、入力画像信号の解像度を、画像形成装置１００（図１０及び図１１）に応じた解像度に変換する。ここで得られる第１中間画像信号は、入力画像信号とデータ定義は同一であるが、データサイズが異なっている。この画像拡縮処理には、補間演算を含む公知のアルゴリズムを種々適用してもよい。

＜２．分版処理部２２の動作説明＞
分版処理部２２は、解像度変換部２０から取得した第１中間画像信号を、画像形成装置１００で取り扱うデバイス色信号に変換する。具体的には、分版処理部２２は、記憶された複数の分版テーブルのうち１つを読み出し参照することで、ＲＧＢ色信号からＣＭＹＫ色信号に変換する。濃色及び淡色を分版する濃淡テーブルが分版テーブルに含まれる場合、分版処理部２２は更に、特定のカラーチャンネル（例えば、シアン・マゼンタ）のデバイス色信号を、その同系色のカラーチャンネル毎の信号に分解（分版）する。

ここで得られる第２中間画像信号は、連続調のデバイス色信号（連続調画像信号；図２参照）に相当する。例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒（Ｋ）の４つのカラーチャンネル毎のデバイス色信号にそれぞれ分版される。

＜３．ハーフトーン処理部２４の動作説明＞
ハーフトーン処理部２４は、分版処理部２２から取得した第２中間画像信号を、ドットの状態を示すドット画像信号に変換する。このドット画像信号は、吐出動作の有無（オン・オフ）又は液滴１８の吐出量を時系列的に制御する色毎の多値データである。例えば、多値レベル「０」はオフ状態を表し、多値レベル「１」はオン状態（小サイズ）を表し、多値レベル「２」はオン状態（中サイズ）を表し、多値レベル「３」はオン状態（大サイズ）を表す。

その後、画像処理部１０は、所望の画像処理をすべて完了し制御信号を生成した後、ヘッドドライバ１４側に供給する。そして、各記録ヘッド１６は、ヘッドドライバ１４を介した吐出制御に従って液滴１８を吐出する。この吐出動作に合わせて用紙１２を矢印Ｙ方向に順次搬送することで、用紙１２上に所望の画像が形成される。

［ハーフトーン処理部２４の構成］
図２は、図１に示すハーフトーン処理部２４の機能ブロック図である。このハーフトーン処理部２４は、部分領域抽出部３０、組み合わせ選択部３２、データ格納部３４、コード付与部３６、ドットサイズ決定部３８、及び画像統合部４０から構成される。

部分領域抽出部３０は、連続調画像信号が表す画像領域６２（図４Ｂ）の一部である部分領域６６（同図）を順次抽出する。そして、部分領域抽出部３０は、部分領域６６を表す部分画像４２を、組み合わせ選択部３２及びコード付与部３６にそれぞれ供給する。

データ格納部３４には、複数種類の閾値マトリクス４４、１種類又は複数種類の区分情報４６、及び複数のサイズ対応情報４８がそれぞれ格納されている。以下、閾値マトリクス４４及び区分情報４６を、符号化データ群５０と総称する場合がある。

ドットサイズ決定部３８は、付与された２つ以上のコード値を結合することで結合コードを生成するコード結合部５２と、コード結合部５２により生成された結合コードをドットサイズに変換するコード変換部５４とを備える。

［ハーフトーン処理部２４の動作］
続いて、図１及び図２のハーフトーン処理部２４の動作について、図３のフローチャートを主に参照しながら詳細に説明する。

図４Ａは、閾値マトリクス４４の各閾値を示す模式図である。閾値マトリクス４４は、行方向、列方向にそれぞれ５個の計２５個の行列要素６０から構成される。各行列要素６０での閾値は、「１から２５まで」の範囲内にある整数のいずれかであり、互いに重複しない値を取っている。すなわち、連続調画像信号に対して、閾値マトリクス４４を用いた組織的ディザ法を施すことで、２６個の階調レベルを表現可能である。

図４Ｂは、組織的ディザ法によるハーフトーン処理の第１説明図である。矩形状の画像領域６２内には、複数の画素６４が二次元的に配置されている。この実施形態では、画像領域６２を有する連続調画像信号に対して、閾値マトリクス４４を順次作用することでハーフトーン処理を実行する。

図３のステップＳ１において、部分領域抽出部３０は、連続調画像信号が表す画像領域６２（図４Ｂ参照）の一部である部分領域６６（同図）を抽出する。この部分領域６６のサイズは、各閾値マトリクス４４のサイズに等しい。

ステップＳ２において、組み合わせ選択部３２は、符号化データ群５０の中から少なくとも２つの組み合わせを選択する。選択された組み合わせの中には、少なくとも２種類の閾値マトリクス４４が含まれる。ここでは、３つの組み合わせを選択したとする。以下、「Ｍ１」の閾値マトリクス４４及び「Ｐ１」の区分情報４６を「第１の組み合わせ」という。また、「Ｍ２」の閾値マトリクス４４及び「Ｐ２」の区分情報４６を「第２の組み合わせ」という。また、「Ｍ３」の閾値マトリクス４４及び「Ｐ３」の区分情報４６を「第３の組み合わせ」という。

なお、組み合わせ選択部３２は、部分画像４２（連続調画像信号）が表す階調レベルに応じて２つ以上の組み合わせを選択してもよい。この階調レベルは、部分領域６６内に存在する１つの画素６４の画素値、及び／又は複数の画素６４の画素値の統計量から特定される。ここで、ランダム性を高めるため、階調レベルに対して擬似的ノイズを付加してもよい。

また、組み合わせ選択部３２は、ドットの分布特性が異なる２種類以上の閾値マトリクス４４を組み合わせて選択してもよい。ここで、ドットの「分布特性」とは、配置されるドットの二次元分布、より詳細には、密度、位相、空間周波数特性等の各種特性が含まれる。また、組み合わせ選択部３２は、閾値の一部の範囲（例えば、網パーセントが５０〜１００％相当）にて、配置が一致する２種類以上の閾値マトリクス４４を組み合わせて選択してもよい。

ステップＳ３において、コード付与部３６は、ステップＳ１で抽出された部分領域６６の中から、未だ指定されていない１つの画素６４を指定する。初期状態において、２５個のうちいずれか１つの画素６４を指定する。

ステップＳ４において、コード付与部３６は、ステップＳ３で指定された画素６４に対して、ステップＳ２で選択された各組み合わせによるコード値をそれぞれ付与する。以下、この付与方法について図５〜図６Ｃを参照しながら詳細に説明する。

［１］先ず、コード付与部３６は、部分画像４２に対して、閾値マトリクス４４を用いた２値化処理を施す。第１の組み合わせの際には、コード付与部３６は、データ格納部３４から「Ｍ１」の閾値マトリクス４４を取得する。

図５は、組織的ディザ法によるハーフトーン処理の第２説明図である。一例として、ベイヤー型の閾値マトリクス４４（マスクパターン）を用いた２値化の概念を示す。連続調画像信号における各アドレスと、閾値マトリクス４４の各行列要素６０とを対応付ける。そして、着目する画素６４での画素値と、着目する行列要素６０での閾値との大小関係をそれぞれ比較し、画素値の方が小さい場合には「０（オフ状態）」を割り当て、それ以外の場合には「１（オン状態）」を割り当てる。このようにして、画像信号の階調数は、多値から２値に変換される。

［２］次いで、コード付与部３６は、オン状態である画素６４の位置に対応する閾値についての、複数の区分の属否を判別する。判別に先立ち、コード付与部３６は、第１の組み合わせの際には、コード付与部３６は、データ格納部３４から「Ｐ１」の区分情報４６を取得する。

ここで、区分情報４６は、閾値マトリクス４４にて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類するための情報である。区分情報４６の一例として、各区分の境界値（上限値又は下限値）のセットで定義される。具体的には、境界値のセットが「９」、「２１」で与えられた場合、閾値の全範囲は３つの区分に分類される。以下、部分領域６６内に存在する各画素６４の分類結果について、図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら説明する。

図６Ａに示すように、ハッチングを付した９個の画素６４は、１つの区分（以下、「ａ」区分という）に分類される。図４Ａ及び図６Ａの関係から理解されるように、各行列要素６０の閾値はいずれも、「１から９まで」の範囲内にある。

図６Ｂに示すように、ハッチングを付した１２個の画素６４は、１つの区分（以下、「ｂ」区分という）に分類される。図４Ａ及び図６Ｂの関係から理解されるように、各行列要素６０の閾値はいずれも、「１０から２１まで」の範囲内にある。

図６Ｃに示すように、ハッチングを付した４個の画素６４は、１つの区分（以下、「ｃ」区分という）に分類される。図４Ａ及び図６Ｃの関係から理解されるように、各行列要素６０の閾値はいずれも、「２２から２５まで」の範囲内にある。

［３］最後に、コード付与部３６は、指定された画素６４に対して、上記した３つの区分の属否を一意に特定可能なコード値を付与する。例えば、区分の属否を３ビットのコード値、「ａ」区分に属する場合は「００１」、「ｂ」区分に属する場合は「０１０」、「ｃ」区分に属する場合は「１００」と表現する。なお、オフ状態の画素６４におけるコード値を「０００」と表現する。

その後、コード付与部３６は、第１の組み合わせと同様に、第２及び第３の組み合わせをそれぞれ適用することで、上記のように定義されたコード値をそれぞれ付与する（ステップＳ４）。なお、組み合わせ選択部３２は、マトリクスサイズが同一の又は異なる閾値マトリクス４４を組み合わせて選択している。特に、共通するマトリクスサイズを有する２種類以上の閾値マトリクス４４を組み合わせて選択することで、組み合わせの総数によらず、部分領域６６の抽出処理が１回で済むので演算上好ましい。

図３のステップＳ５において、コード結合部５２（ドットサイズ決定部３８）は、ステップＳ４で付与された少なくとも２つのコード値を結合することで、結合コードを生成する。

図７は、結合コードの生成方法に関する概略説明図である。本図に示すように、第１の組み合わせにおける「ａ」、「ｂ」及び「ｃ」区分は、ビット番号「０」、「１」、及び「２」にそれぞれ対応する。また、第２の組み合わせにおける「ａ」、「ｂ」及び「ｃ」区分は、ビット番号「３」、「４」、及び「５」にそれぞれ対応する。また、第３の組み合わせにおける「ａ」及び「ｂ」区分は、ビット番号「６」、及び「７」にそれぞれ対応する。

このように、所定の結合規則に従って３つのコード値を結合することで、８ビットの結合コードが生成される。本図例のように、コード値の一部を省略することで結合コードのビット数を調整してもよい。このように、結合コードのビット数を８ビット等の特定単位数の整数倍に設定することで、データ管理や演算処理の観点から便宜である。

ステップＳ６において、ハーフトーン処理部２４は、部分領域６６内に存在するすべての画素６４にて結合コードを生成したか否かについて判定する。まだ生成していないと判定された場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ３に戻って、以下、ステップＳ３〜Ｓ５を順次繰り返す。これにより、ドットサイズ決定部（コード結合部５２）は、部分領域６６内に存在するすべての画素６４に対して結合コードを生成する。

一方、ハーフトーン処理部２４は、部分領域６６内に存在するすべての画素６４にて結合コードを生成したと判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、次のステップ（Ｓ７）に進む。

ステップＳ７において、コード変換部５４（ドットサイズ決定部３８）は、ステップＳ５でそれぞれ生成された結合コードに基づいて各画素６４におけるドットサイズを決定する。この決定の際、コード変換部５４は、データ格納部３４に格納された複数のサイズ対応情報４８のうちの１つを選択的に読み出す。この１つのサイズ対応情報４８は、符号化データ群５０からの選択結果、又は、部分画像４２が表す階調レベルに応じて選択される。

ここで、サイズ対応情報４８は、２つ以上のコード値を所定の結合規則（図７参照）に従って結合した結合コード及びドットサイズの対応関係を示す各種情報である。すなわち、コード変換部５４は、サイズ対応情報４８を参照することで、結合コードからドットサイズに逐次変換し、各画素６４におけるドットサイズを決定する。

ステップＳ８において、ハーフトーン処理部２４は、画像領域６２からすべての部分領域６６を抽出したか否かについて判定する。まだ抽出していないと判定された場合（ステップＳ８：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って、以下、ステップＳ１〜Ｓ７を順次繰り返す。これにより、ドットサイズ決定部３８（コード変換部５４）は、部分領域６６内に存在するすべての画素６４に対してドットサイズを決定する。

ステップＳ９において、画像統合部４０は、ステップＳ７にて逐次得られた画像を統合することで、ドット画像信号を生成する。具体的には、図４Ｂに示す画像領域６２及び部分領域６６の間の位置関係を保つように、ドットの状態に対応付けられた多値データ（例えば、階調レベルが０〜３）をそれぞれ配置する。

以上のように、ハーフトーン処理部２４は、連続調画像信号からドット画像信号に変換する。

［処理結果の一例］
続いて、上記した画像形成方法による処理結果について具体的に説明する。

図８は、異なる種類の閾値マトリクス４４を用いて生成された、階調レベル毎のドットパターンを可視化した模式図である。各ドットパターンの階調レベル（網％）は、左側から順に４％、８％、１６％、３２％、５０％である。

本図の上段は、ドット凝集型（典型的なＡＭ網）である閾値マトリクス４４を用いた処理結果に相当する。本図の下段は、局所的にドット分散型である閾値マトリクス４４を用いた処理結果に相当する。なお、これらの閾値マトリクス４４は、網％が５０〜１００％の範囲において閾値の配置が一致するので、生成されるドットパターンも一致する。

図９Ａは、ドット凝集型の閾値マトリクス４４を用いて生成されたドット画像７０の模式図である。ここでは、ドットサイズは２種類（大サイズ、小サイズ）であり、濃色の部位は「大サイズ」、淡色の部位は「小サイズ」、無印字（白色）の部位は「オフ状態」をそれぞれ表す。このように、ドット凝集型の閾値マトリクス４４を用いて、閾値の配列に応じてドットサイズを割り付けるので、「大サイズ」及び「小サイズ」のドットがいずれも凝集的に配置されたドット画像７０が得られる。

図９Ｂは、２種類の閾値マトリクス４４を用いて生成されたドット画像７２の模式図である。図９Ａと同様に、濃色の部位は「大サイズ」、淡色の部位は「小サイズ」、無印字（白色）の部位は「オフ状態」をそれぞれ表す。

本図から理解されるように、マクロとして「大サイズ」及び「小サイズ」のドットがいずれも凝集的に配置されると共に、ミクロとして「大サイズ」のドットが分散的に配置されたドット画像７２が得られる。このように、２つ以上の異なるディザリング特性を折衷させたドットの分布特性を実現できる。

［この画像処理方法による効果］
以上のように、ハーフトーン処理部２４は、複数種類の閾値マトリクス４４、及び各種類の閾値マトリクス４４にて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類する少なくとも１種類の区分情報４６の組み合わせの中から、２つ以上の組み合わせを選択する組み合わせ選択部３２と、連続調画像信号に対して閾値マトリクス４４を用いた２値化処理を施した後、オン状態である各画素６４に対して、該画素６４の位置に対応する閾値についての、複数の区分の属否に応じたコード値をそれぞれ付与するコード付与部３６と、選択された２つ以上の組み合わせをそれぞれ適用することで、付与された２つ以上のコード値に基づいて、各画素６４におけるドットサイズを決定するドットサイズ決定部３８とを備える。

このように、複数種類の閾値マトリクス４４、及び各種類の閾値マトリクス４４にて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類する少なくとも１種類の区分情報４６の組み合わせの中から、２つ以上の組み合わせを選択する組み合わせ選択部３２と、選択された２つ以上の組み合わせをそれぞれ適用することで、付与された２つ以上のコード値に基づいて、各画素６４におけるドットサイズを決定するドットサイズ決定部３８とを設けたので、２つ以上の異なるディザリング特性を折衷させたドットの分布特性を実現可能であり、複数のドットサイズを用いた場合におけるハーフトーン処理の最適化設計に対する柔軟性が高くなる。これにより、各ドットサイズの組み合わせに適した画像を形成できる。

［変形例］
（１）上記した実施形態では、ドットサイズは３種類であるが、これに限定されることなく、２種類又は４種類以上であってもよい。

（２）上記した実施形態では、ＣＭＹＫ等の色版について特に触れていないが、この差異を考慮してもよい。例えば、閾値マトリクス４４及び区分情報４６の種類及び組み合わせを、色版によらず同一に選択してもよいし、色版毎に異ならせて選択してもよい。

（３）上記した実施形態では、ドットサイズ決定部３８は、付与された２つ以上のコード値を所定の結合規則に従って結合し、格納されたサイズ対応情報４８を参照することでドットサイズを決定しているが、各コード値を結合することなく用いてもよい。例えば、各コード値においてドットサイズが互いに競合する結果が得られた場合、ドットサイズ決定部３８は、所定の論理規則（例えば、ウィナー・テイク・オール方式、ドットサイズの大きい方を優先する方式）に従ってドットサイズを決定してもよい。

［画像形成装置１００の構成］
続いて、上記した実施形態に係る画像形成方法を実現可能な画像形成装置１００について説明する。図１０は、画像形成装置１００の構成を表す断面側面図である。

画像形成装置１００には、用紙１２（本図例では、枚葉紙）の搬送方向上流側に、用紙１２を給紙搬送する給紙搬送部１１４が設けられている。この給紙搬送部１１４の下流側には、用紙１２の搬送方向に沿って、用紙１２の記録面（以下、画像形成面という。）に処理液を塗布する処理液塗布部１１６と、前記画像形成面にインクの液滴１８（図１）を付着することで画像を形成する画像形成部１１８と、用紙１２上に形成された処理液層のインクを乾燥させるインク乾燥部１２０と、処理液層の画像を用紙１２に定着させる画像定着部１２２と、画像が定着した用紙１２を排出する排出部１２４とが設けられている。

給紙搬送部１１４は、用紙１２を積載可能に設けられた積載部１２６と、該積載部１２６に積載された用紙１２を一枚ずつ給紙する給紙部１２８と、該給紙部１２８により給紙された用紙１２を処理液塗布部１１６に搬送する搬送部１３０とを備える。

処理液塗布部１１６は、回転可能に設けられた処理液塗布ドラム１３２と、用紙１２の画像形成面に処理液を塗布する処理液塗布装置１３４と、前記処理液を乾燥する処理液乾燥装置１３６とを備える。これにより、用紙１２の画像形成面上に薄膜の処理液層が塗布される。

処理液塗布部１１６と画像形成部１１８との間には、回転可能に設けられた第１中間搬送ドラム１３８が配置されている。第１中間搬送ドラム１３８の表面に用紙１２を保持した状態で該第１中間搬送ドラム１３８を回転させることにより、処理液塗布部１１６側から供給された用紙１２は、画像形成部１１８側へ搬送される。

画像形成部１１８は、回転可能に設けられた画像形成ドラム１４０（搬送部）と、該画像形成ドラム１４０により搬送される用紙１２に液滴を吐出するヘッドユニット１４２とを備えている。ヘッドユニット１４２は、少なくとも基本色であるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の記録ヘッド１６を備えている。各記録ヘッド１６は、画像形成ドラム１４０の周方向に沿って配列されたラインヘッドである。これにより、用紙１２の画像形成面上に塗布された処理液層上に、各色の画像を順次形成させる。なお、この処理液には、インクの溶媒中に分散した色材（顔料）及びラテックス粒子を凝集させる効果を持たせているので、用紙１２上での色材流れ等を防止可能である。

画像形成部１１８とインク乾燥部１２０との間には、回転可能に設けられた第２中間搬送ドラム１４６が配置されている。第２中間搬送ドラム１４６の表面に用紙１２を保持した状態で該第２中間搬送ドラム１４６を回転させることにより、画像形成部１１８側から供給された用紙１２は、インク乾燥部１２０側へ搬送される。

インク乾燥部１２０は、回転可能に設けられたインク乾燥ドラム１４８と、用紙１２の処理液層を乾燥する複数の熱風ノズル１５０と、複数の赤外線ヒータ（ヒータ１５２）とを備える。これにより、用紙１２の処理液層に滞留するインクの溶媒を乾燥させる。

インク乾燥部１２０と画像定着部１２２との間には、回転可能に設けられた第３中間搬送ドラム１５４が配置されている。第３中間搬送ドラム１５４の表面に用紙１２を保持した状態で該第３中間搬送ドラム１５４を回転させることにより、インク乾燥部１２０側から供給された用紙１２は、画像定着部１２２側へ搬送される。

画像定着部１２２には、回転可能に設けられた画像定着ドラム１５６と、画像定着ドラム１５６の表面に近接して配置された加熱ローラ１５８と、該画像定着ドラム１５６の表面に圧接した状態で配置された定着ローラ１６０とを備える。これにより、処理液層で凝集するラテックス粒子が加熱・加圧されて溶融し、用紙１２上に画像として固定・定着される。

上記した各工程を経て、画像形成面の画像が定着した用紙１２は、画像定着ドラム１５６の回転により、画像定着部１２２の下流側に設けられた排出部１２４側へ搬送される。

［画像形成装置１００の制御系の説明］
図１１は、図１０に示す画像形成装置１００のシステム構成を表す電気的なブロック図である。画像形成装置１００は、ヘッドドライバ１４（図１参照）、ヘッドユニット１４２、ヒータ１５２（いずれも図１０参照）の他、通信インターフェース１６２と、システムコントローラ１６４と、画像メモリ１６６と、ＲＯＭ１６８と、モータドライバ１７０と、モータ１７２と、ヒータドライバ１７４と、プリント制御部１７６（図１の画像処理部１０を含む）と、画像バッファメモリ１８０と、ＲＯＭ１８２とを備える。

通信インターフェース１６２は、ユーザが画像形成装置１００に対して画像形成の指示等を行うため等に用いられるホスト装置１９０とのインターフェース部である。通信インターフェース１６２にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワーク等のシリアルインターフェース、又はセントロニクス等のパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するための図示しないバッファメモリを搭載してもよい。

ホスト装置１９０から送出された画像信号は、通信インターフェース１６２を介して画像形成装置１００に取り込まれ、一旦画像メモリ１６６に記憶される。画像メモリ１６６は、通信インターフェース１６２を介して入力された画像信号を記憶する記憶手段であり、システムコントローラ１６４を通じて情報の読み書きが行われる。画像メモリ１６６は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスク等の磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１６４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従って画像形成装置１００の全体を制御する制御装置として機能すると共に、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ１６４は、通信インターフェース１６２、画像メモリ１６６、モータドライバ１７０、ヒータドライバ１７４等の各部を制御する。また、システムコントローラ１６４は、ホスト装置１９０との間の通信制御、画像メモリ１６６及びＲＯＭ１６８の読み書き制御等を行う。更に、システムコントローラ１６４は、用紙搬送系のモータ１７２、ヒータ１５２を制御する制御信号を生成する。なお、プリント制御部１７６に対しては、制御信号の他に、画像メモリ１６６に記憶された画像信号を送信する。

ＲＯＭ１６８には、システムコントローラ１６４のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されている。画像メモリ１６６は、画像信号の一時記憶領域として利用されると共に、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ１７０は、システムコントローラ１６４からの指示に従って用紙搬送系のモータ１７２を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７４は、システムコントローラ１６４からの指示に従ってヒータ１５２を駆動するドライバである。

一方、プリント制御部１７６は、ＣＰＵ及びその周辺回路等から構成され、システムコントローラ１６４の制御に従い、画像メモリ１６６内の画像信号から吐出制御用の信号を生成するための各種加工、補正等の処理を行う。画像処理部１０は、入力画像信号に対して、ハーフトーン処理を含む画像処理を施すことで、ドットの形成位置（インクの吐出タイミング）を示すドット画像信号を色版毎に生成する。

プリント制御部１７６は、画像処理部１０で生成されたドット画像信号に基づいてインクの吐出データ（ヘッドユニット１４２のノズルに対応するアクチュエータの制御信号）を生成するインク吐出データ生成機能と、ヘッドユニット１４２の各ノズルに対応したアクチュエータを駆動するための駆動信号波形を生成する駆動波形生成機能とを有している。

プリント制御部１７６にて生成された信号（駆動波形）は、ヘッドドライバ１４に供給され、ヘッドユニット１４２のインク吐出動作が制御される。つまり、ヘッドドライバ１４は、ヘッドユニット１４２に対して用紙１２を相対移動させた状態下、各ドットを順次形成させるようにヘッドユニット１４２を制御する。

プリント制御部１７６には画像バッファメモリ１８０が備えられており、プリント制御部１７６における画像信号の処理時に画像信号やパラメータ等のデータが画像バッファメモリ１８０に一時的に格納される。

プリント制御部１７６には、プリント制御部１７６のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されているＲＯＭ１８２が接続されている。ＲＯＭ１８２は、書き換え不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書き換え可能な記憶手段を用いることが好ましい。

なお、図１１例では、画像処理部１０はプリント制御部１７６に含まれている。例えば、画像処理部１０は、プリント制御部１７６或いはシステムコントローラ１６４とは別個に構成されてもよい。

なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

例えば、記録ヘッド１６による液滴の吐出機構として種々の方式を採ってもよい。一例として、ピエゾ素子（圧電素子）等で構成されるアクチュエータの変形によってインクの液滴を吐出する方式を適用してもよい。また、ヒータ等の発熱体を介してインクを加熱することで気泡を発生させ、その圧力で液滴を吐出するサーマルジェット方式を適用してもよい。また、記録ヘッド１６は、ラインヘッドに限定されることなく、用紙１２の幅方向に往復走査しながら画像を形成させるマルチパス方式であってもよい。

また、上述の実施形態ではインクジェット方式の画像形成装置を例示したが、これに限定されず、記録媒体上にドットを形成する方式（例えば、電子写真方式）であれば、本発明を適用できる。

また、上述の実施形態では、ワイドフォーマット印刷装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。ワイドフォーマット以外の画像形成装置への適用も可能である。また、本発明は、グラフィックアート（印刷）用途に限らず、電子回路基板の配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、微細構造物形成装置等、画像パターンを形成し得る画像形成装置に種々適用できる。

１０…画像処理部 １２…用紙
１４…ヘッドドライバ １６…記録ヘッド
１８…液滴 ２４…ハーフトーン処理部
３２…組み合わせ選択部 ３４…データ格納部
３６…コード付与部 ３８…ドットサイズ決定部
４４…閾値マトリクス ４６…区分情報
４８…サイズ対応情報 ６０…行列要素
６２…画像領域 ６４…画素
６６…部分領域 １００…画像形成装置

Claims (8)

1. 複数のドットサイズを有する各ドットからなる画像を形成する画像形成装置であって、
   複数種類の閾値マトリクス、及び各種類の前記閾値マトリクスにて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類する少なくとも１種類の区分情報の組み合わせの中から、２つ以上の組み合わせを選択する組み合わせ選択部と、
   連続調画像信号に対して前記閾値マトリクスを用いた２値化処理を施した後、オン状態である各画素に対して、該画素の位置に対応する閾値についての、前記複数の区分の属否に応じたコード値をそれぞれ付与するコード付与部と、
   前記組み合わせ選択部にて選択された前記２つ以上の組み合わせをそれぞれ適用することで、前記コード付与部により付与された２つ以上の前記コード値に基づいて、各前記画素における前記ドットサイズを決定するドットサイズ決定部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   ２つ以上の前記コード値を結合規則に従って結合した結合コード及び前記ドットサイズの対応関係を示すサイズ対応情報を格納するデータ格納部を更に備え、
   前記ドットサイズ決定部は、前記コード付与部により付与された２つ以上の前記コード値を前記結合規則に従って結合し、前記データ格納部により格納された前記サイズ対応情報を参照することで前記ドットサイズを決定する
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記組み合わせ選択部は、前記連続調画像信号が表す階調レベルに応じて２つ以上の前記組み合わせを選択することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記組み合わせ選択部は、共通するマトリクスサイズを有する２種類以上の前記閾値マトリクスを組み合わせて選択することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置において、
   前記組み合わせ選択部は、閾値の一部の範囲にて配置が一致する２種類以上の前記閾値マトリクスを組み合わせて選択することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   複数のドットサイズを有する各ドットを記録媒体上に形成する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに対して前記記録媒体を相対移動させた状態下、前記ドットサイズ決定部により決定された前記ドットサイズに応じた制御信号に基づいて、前記各ドットを順次形成させるように前記記録ヘッドを制御するヘッド駆動回路と
   を更に備えることを特徴とする画像形成装置。
7. 複数のドットサイズを有する各ドットからなる画像を形成する画像形成装置を用いた方法であって、
   複数種類の閾値マトリクス、及び各種類の前記閾値マトリクスにて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類する少なくとも１種類の区分情報の組み合わせの中から、２つ以上の組み合わせを選択する選択ステップと、
   連続調画像信号に対して前記閾値マトリクスを用いた２値化処理を施した後、オン状態である各画素に対して、該画素の位置に対応する閾値についての、前記複数の区分の属否に応じたコード値をそれぞれ付与する付与ステップと、
   選択された前記２つ以上の組み合わせをそれぞれ適用することで、付与された２つ以上の前記コード値に基づいて、各前記画素における前記ドットサイズを決定する決定ステップと
   を実行させることを特徴とする画像形成方法。
8. 複数のドットサイズを有する各ドットからなる画像を形成する画像形成装置に、
   複数種類の閾値マトリクス、及び各種類の前記閾値マトリクスにて網羅される閾値の全範囲を複数の区分に分類する少なくとも１種類の区分情報の組み合わせの中から、２つ以上の組み合わせを選択する選択ステップと、
   連続調画像信号に対して前記閾値マトリクスを用いた２値化処理を施した後、オン状態である各画素に対して、該画素の位置に対応する閾値についての、前記複数の区分の属否に応じたコード値をそれぞれ付与する付与ステップと、
   選択された前記２つ以上の組み合わせをそれぞれ適用することで、付与された２つ以上の前記コード値に基づいて、各前記画素における前記ドットサイズを決定する決定ステップと
   を実行させることを特徴とするプログラム。

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