JP4552882B2 - 画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置にかかり、特に、ドットの粗密で画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、パソコン等から画像を形成する画像形成装置として、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色のインクを用いたプリンタや、前記３色のインクにブラック（Ｋ）のインクを加えたＣＭＹＫの４色のインクを用いたプリンタがある。このようなプリンタは、ハーフトーン処理によって得られたそれぞれの色相のドットのオンオフで画像を形成している。

ハーフトーン処理の方法の一例として、ディザ法が挙げられる。ディザ法とは、原画像の画素値と閾値マトリクスの１画素を１対１に対応させ、閾値マトリクスの閾値と比べて原画像の画素値が大きければ出力信号をＯＮ（ドットを形成する）とし、逆に閾値マトリクスの方が大きければ出力信号をＯＦＦ（ドットを形成しない）にする方法である。

この閾値マトリクスを構成する画素数がｍ×ｎ画素あり、それらの画素に割り当てられている閾値の種類がｔ種類ある場合、一般的な閾値マトリクスであれば、それぞれの閾値の値は（ｍ×ｎ）／ｔだけ存在する場合が多い。例えば、６４×６４画素の閾値マトリクスの画素に割り当てられている閾値の種類が２５６種類（閾値マトリクスが８ｂｉｔの分解能を持つ場合）あったとすると、各値が１６個ずつ存在する。

ディザ法では、ドットをより均等に分散させるために、閾値マトリクスとしてブルーノイズディザマトリクスが用いられている。ブルーノイズディザマトリクスは、例えば、特許文献１に記載の方法により作成されるようになっている。等方解像度のブルーノイズディザマトリクスを作成し、量子化処理を行うと、図９（ａ）に示すようにドットの分散を均等にして粒状性を向上させることが可能である。
ＵＳＰ５，１１１，３１０号公報

しかしながら、表示画像の解像度が非等方の場合、等方解像度のディザマトリクスの１画素と１対１に対応させることができず、図９（ｂ）に示すようにドットの分散が不均等になってしまうという問題がある。そこで、表示画像が非等方解像度の場合、表示画像の解像度に合わせた非等方解像度のディザマトリクスを作成し、保持しておくことが必要となる。

ここで、近年のインクジェットプリンタやサーマルプリンタなどは、複数の解像度モード、（例えば、１４４０×７２０ｄｐｉの解像度モードと７２０×７２０ｄｐｉの解像度モード等）を備えており、等方と非等方の表示解像度に対応するようになっている。この場合、それぞれの解像度に対応したディザマトリクスを保持しておけばよいが、ブルーノイズディザマトリクスは保持するためにメモリ容量を多く必要とするので、多数保持することができないという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ディザマトリクスを共通化して量子化処理が可能な画像形成装置、画像形成方法及び画像形成プログラムの提供を目的とするものである。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
ドットの粗密で媒体に縦横比が異なる複数の出力解像度で画像を形成することが可能な画像形成装置において、
前記媒体に画像を形成する際の出力解像度の縦横比を取得する出力解像度比取得手段と、
形成すべき画像における連続調の入力画像値を算出する入力手段と、
前記入力画像値と予め保持しているディザマトリクスの閾値とを比較し、前記入力画像値よりも少ない階調数の量子化値を得るディザ処理手段と、
前記量子化値に基づいてドットパターンを割り当ててドットデータを作成するパターン割り当て手段と、を備え、
前記ディザマトリクスは前記縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散されたものであり、
前記入力画像値の解像度は、前記入力手段において、当該解像度の縦横比が前記一つの出力解像度の縦横比と一致し、且つ前記複数の出力解像度のうち、画像形成する際の出力解像度の範囲内で最大となるように画像データを処理したものであり、
前記パターン割り当て手段は、前記入力画像値の１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンと、前記入力画像値の１画素に対し、前記入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンとを保持すると共に、
前記入力画像値の解像度の縦横比と一致する出力解像度で出力する場合、前記１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンを割り当て、
前記入力画像値の解像度の縦横比と異なる出力解像度で出力する場合、前記１画素に対し、入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンを割り当てることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散されたディザマトリクスを予め保持し、そのディザマトリクスの閾値と形成すべき画像の画素値に基づいた入力画像値とを比較して量子化値を得る。また、入力画像値の解像度と出力解像度とに応じてドットパターンのサイズが決定される。このドットパターンを順次切り換えて量子化値に割り当てることによりドットデータが作成され、ドットデータに基づいて媒体に画像が形成される。
また、入力画像値の解像度は、出力解像度の範囲内で最大となるように拡大処理され、その入力画像値を用いて量子化値を得るようになっている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記ディザマトリクスは、ブルーノイズディザマスクであることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、予め保持している一つのブルーノイズディザマトリクスを共通化し、ディザ処理を行って画像形成が行われる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して前記ドットパターンを複数保持し順次割り当てることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、１つの量子化値に対してドットパターンを複数保持しており、ドットパターンは順次切り替えて割り当てることによりドットデータが形成される。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、
前記ドットパターンのサイズが大きくなるほど、１つの量子化値に対応するドットパターンの数が多くなることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、ドットパターンのサイズが大きくなるほど、１つの量子化値に対するドットパターンの数が多く、パターン割り当て工程において多数のドットパターンを順次割り当てることによりドットデータが形成される。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、
前記ドットパターンは、ランダムに変更して割り当てさせることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して、複数のドットパターンがランダムに割り当てられてドットデータが作成される。

請求項６に記載の発明は、請求項３又は４に記載の画像形成装置において、
前記ドットパターンは、周期的に変更して割り当てさせることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して、複数のドットパターンが周期的に割り与えられてドットデータが作成される。

請求項７に記載の発明は、
ドットの粗密で媒体に縦横比が異なる複数の出力解像度で画像を形成することが可能な画像形成方法において、
前記媒体に画像を形成する際の出力解像度の縦横比を取得する出力解像度比取得工程と、
形成すべき画像における連続調の入力画像値を算出する入力工程と、
前記入力画像値と予め保持しているディザマトリクスの閾値とを比較し、前記入力画像値よりも少ない階調数の量子化値を得るディザ処理工程と、
前記量子化値に基づいてドットパターンを割り当ててドットデータを作成するパターン割り当て工程と、を備え、
前記ディザマトリクスは前記縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散されたものであり、
前記入力画像値の解像度は、前記入力工程において、当該解像度の縦横比が前記一つの出力解像度の縦横比と一致し、且つ前記複数の出力解像度のうち、画像形成する際の出力解像度の範囲内で最大となるように画像データを処理したものであり、
前記パターン割り当て工程においては、前記入力画像値の１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンと、前記入力画像値の１画素に対し、前記入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンとを保持すると共に、
前記入力画像値の解像度の縦横比と一致する出力解像度で出力する場合、前記１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンを割り当て、
前記入力画像値の解像度の縦横比と異なる出力解像度で出力する場合、前記１画素に対し、入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンを割り当てることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散されたディザマトリクスを予め保持し、そのディザマトリクスの閾値と形成すべき画像の画素値に基づいた入力画像値とを比較して量子化値を得る。また、入力画像値の解像度と出力解像度とに応じてドットパターンのサイズが決定される。このドットパターンを順次切り換えて量子化値に割り当てることによりドットデータが作成され、ドットデータに基づいて媒体に画像が形成される。
また、入力画像値の解像度は、出力解像度の範囲内で最大となるように拡大処理され、その入力画像値を用いて量子化値を得るようになっている。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の画像形成方法において、
前記ディザマトリクスは、ブルーノイズディザマスクであることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、予め保持している一つのブルーノイズディザマトリクスを共通化し、ディザ処理を行って画像形成が行われる。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は８のいずれか一項に記載の画像形成方法において、
前記パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して前記ドットパターンを複数保持し順次割り当てることを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、１つの量子化値に対してドットパターンを複数保持しており、ドットパターンは順次切り替えて割り当てることによりドットデータが形成される。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像形成方法において、
前記ドットパターンのサイズが大きくなるほど、１つの量子化値に対応するドットパターンの数が多くなることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、ドットパターンのサイズが大きくなるほど、１つの量子化値に対するドットパターンの数が多く、パターン割り当て工程において多数のドットパターンを順次割り当てることによりドットデータが形成される。

請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の画像形成方法において、
前記ドットパターンは、ランダムに変更して割り当てさせることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明によれば、パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して、複数のドットパターンがランダムに割り当てられてドットデータが作成される。

請求項１２に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の画像形成方法において、
前記ドットパターンは、周期的に変更して割り当てさせることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明によれば、パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して、複数のドットパターンが周期的に割り与えられてドットデータが作成される。

請求項１３に記載の発明は、
ドットの粗密で媒体に縦横比が異なる複数の出力解像度で画像を形成することが可能な画像形成プログラムにおいて、
前記媒体に画像を形成する際の出力解像度の縦横比を取得する出力解像度比取得機能と、
形成すべき画像における連続調の入力画像値を算出する入力機能と、
前記入力画像値と予め保持しているディザマトリクスの閾値とを比較し、前記入力画像値よりも少ない階調数の量子化値を得るディザ処理機能と、
前記量子化値に基づいてドットパターンを割り当ててドットデータを作成するパターン割り当て機能と、を備え、
前記ディザマトリクスは前記縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散されたものであり、
前記入力画像値の解像度は、前記入力機能において、当該解像度の縦横比が前記一つの出力解像度の縦横比と一致し、且つ前記複数の出力解像度のうち、画像形成する際の出力解像度の範囲内で最大となるように画像データを処理したものであり、
前記パターン割り当て機能は、前記入力画像値の１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンと、前記入力画像値の１画素に対し、前記入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンとを保持すると共に、
前記入力画像値の解像度の縦横比と一致する出力解像度で出力する場合、前記１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンを割り当て、
前記入力画像値の解像度の縦横比と異なる出力解像度で出力する場合、前記１画素に対し、入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンを割り当てることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明によれば、縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散されたディザマトリクスを予め保持し、そのディザマトリクスの閾値と形成すべき画像の画素値に基づいた入力画像値とを比較して量子化値を得る。また、入力画像値の解像度と出力解像度とに応じてドットパターンのサイズが決定される。このドットパターンを順次切り換えて量子化値に割り当てることによりドットデータが作成され、ドットデータに基づいて媒体に画像が形成される。
また、入力画像値の解像度は、出力解像度の範囲内で最大となるように拡大処理され、その入力画像値を用いて量子化値を得るようになっている。

請求項１４に記載の発明は、請求項１５又は１６に記載の画像形成プログラムにおいて、
前記ディザマトリクスは、ブルーノイズディザマスクであることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明によれば、予め保持している一つのブルーノイズディザマトリクスを共通化し、ディザ処理を行って画像形成が行われる。

請求項１５に記載の発明は、請求項１３又は１４に記載の画像形成プログラムにおいて、
前記パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して前記ドットパターンを複数保持し順次割り当てることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明によれば、１つの量子化値に対してドットパターンを複数保持しており、ドットパターンは順次切り替えて割り当てることによりドットデータが形成される。

請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の画像形成プログラムにおいて、
前記ドットパターンのサイズが大きくなるほど、１つの量子化値に対応するドットパターンの数が多くなることを特徴とする。

請求項１６に記載の発明によれば、ドットパターンのサイズが大きくなるほど、１つの量子化値に対するドットパターンの数が多く、パターン割り当て工程において多数のドットパターンを順次割り当てることによりドットデータが形成される。

請求項１７に記載の発明は、請求項１５又は１６に記載の画像形成プログラムにおいて、
前記ドットパターンは、ランダムに変更して割り当てさせることを特徴とする。

請求項１７に記載の発明によれば、パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して、複数のドットパターンがランダムに割り当てられてドットデータが作成される。

請求項１８に記載の発明は、請求項１５又は１６に記載の画像形成プログラムにおいて、
前記ドットパターンは、周期的に変更して割り当てさせることを特徴とする。

請求項１８に記載の発明によれば、パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して、複数のドットパターンが周期的に割り与えられてドットデータが作成される。

請求項１、７及び１３に記載の発明によれば、ディザマトリクスは縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散され、また、入力画像値の解像度と出力解像度とに応じてドットパターンのサイズを切り換えてドットデータを作成するので、一つのディザマトリクスを共通化してドットデータを作成することができる。従って、出力解像度の縦横比の種類に対応させた数だけディザマトリクスを保持する必要がなく、保持するメモリ量の削減が可能である。また、縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散されたディザマトリクス用いてディザ処理を行うことができるので、均等にドットを分散させたドットデータを作成することができ、粒状性を向上させて高精細な画像形成を行うことができる。
また、入力画像値の解像度を拡大処理することにより、１つの形成すべき画像の画素値が複数の入力画像値に対応する。そして、１つの入力画像値と１つのディザマトリクスの閾値とを比較することにより量子化値を得るので、ドットデータの作成を精細良く行うことができる。

請求項２、８及び１４に記載の発明によれば、ブルーノイズディザマトリクスのマスクサイズは大域的であり、周期的パターンを目立たなくすることができる。また、ブルーノイズディザマトリクスは保持するためにメモリ容量を多く必要とするが、予め一つのブルーノイズディザマトリクスを保持しておけばよく、メモリ容量の増加を回避することができる。

請求項３、９及び１５に記載の発明によれば、パターン割り当て工程において１つの量子化値に対して複数のドットパターンが順次割り当てられるので、同じ量子化値が続いても形成されるドットのパターンが固定せず、ドットを均等に分散させることができる。従って、粒状性の向上が可能である。

請求項４、１０及び１６に記載の発明によれば、ドットパターンのサイズが大きいほど、多数のドットパターンを順次割り当ててドットデータを形成するので、高精細な画像形成が可能である。

請求項５、１１及び１７に記載の発明によれば、パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して、複数のドットパターンがランダムに割り当てられてドットデータが作成されるので、ドットのパターンの固定化を防止して粒状性を向上させることができる。

請求項６、１２及び１８に記載の発明によれば、パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して、複数のドットパターンが周期的に割り当てられてドットデータが作成されるので、ドットのパターンの固定化を防止して粒状性を向上させることができる。

以下に、本発明に係る画像形成装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。

［第１の実施形態］
始めに、図１〜図５を参照しながら第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示すブロック図である。
画像形成装置１は、インクジェットプリンタなどの周知の出力装置（画像記録手段２）に搭載可能な装置である。画像形成装置１は、画像を構成する各画素に所定階調数の画素値が割り当てられた原画像データからなる入力値を、ディザマトリクスを用いて画素ごとに量子化し擬似中間調画像データからなるドットデータに変換し、画像記録手段２に出力する装置である。

画像形成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などから構成されている。そして、画像形成装置１では、原画像データを処理する画像形成プログラムがＲＯＭに格納されており、ＣＰＵが、ＲＡＭをワークエリアとしてＲＯＭに格納された画像形成プログラムを読み出してその画像形成プログラムに従いながら各種処理を実行するようになっている。言い換えれば、画像形成プログラムが画像形成装置１のＣＰＵに後述の各種処理を実行させるようになっている。

前記画像形成装置１のＲＯＭには、後述する出力解像度比取得工程において出力解像度比取得機能を実現させる出力解像度比取得手段３、入力工程において入力機能を実現させる入力手段４、ディザ処理工程においてディザ処理機能を実現させるディザ処理手段５、パターン割り当て工程においてパターン割り当て機能を実現させるパターン割り当て手段６等の各手段が備えられている。

出力解像度比取得手段３は、画像記録手段２により媒体上に画像を形成させる際の出力解像度の縦横比を取得するものである。本実施形態における画像記録手段２は、ドットの粗密で画像を形成するものであり、７２０×７２０ｄｐｉの出力解像度（第１記録モード）と１４４０×７２０ｄｐｉの出力解像度（第２記録モード）を切換可能としている。出力解像度は、（横の解像度）×（縦の解像度）で表すこととする。出力解像度比取得手段３は、出力解像度の縦横比を（縦の解像度）／（横の解像度）として算出するようになっており、第１記録モードの場合は縦横比＝１、第２モードの場合は縦横比＝１／２を取得するようになっている。

入力手段４は、形成すべき画像の原画像データに基づいて、各画素における連続調の入力画像値を算出するものである。本実施形態においては、原画像は３６０×３６０ｄｐｉの等方解像度のものを用いるようになっている。等方解像度とは、解像度の縦横比が１となるものであり、縦横比が１とならないものを非等方解像度とする。また、入力手段４は、算出した画素値を記録率に変換したものを入力画像値として取得するようになっている。ここで、画素値とは画素の濃淡に基づいた８ｂｉｔの階調値であり、０〜２５５の値で構成されている。また、記録率とは階調値をガンマ変換等することにより得られる値であり画像記録手段２が濃淡を表現するために記録するドットの割合を表す値である。

入力画像値の解像度は、その縦横比が所定の縦横比と一致し、かつ、出力解像度の範囲内で最大となるように拡大処理されている。所定の縦横比とは、画像記録手段２の備える出力解像度の縦横比のことであり、本実施形態のように複数の出力解像度を切り換え可能としている場合はいずれか１つの出力解像度を基準として求められるものである。基準となる出力解像度に特に制限はないが、本実施形態においては第１記録モードの７２０×７２０ｄｐｉを基準とし、所定の縦横比とは第１記録モードの縦横比（＝１）を示すものとする。
従って、入力画像値の解像度が、その縦横比が１でありかつ各記録モードの出力解像度の範囲内で最大となるように、原画像データは拡大処理されるようになっている。例えば、第１記録モードの場合、出力解像度が７２０×７２０ｄｐｉであるので入力画像値の解像度が７２０×７２０ｄｐｉとなるように拡大され、第２記録モードの場合、出力解像度が１４４０×７２０ｄｐｉであるが縦横比が１であるので入力画像値の解像度が７２０×７２０ｄｐｉとなるようにに拡大される。

ディザ処理手段５は、入力画像値とディザマトリクスの画素値とを比較し、入力画像値よりも少ない階調数の量子化値を算出するものである。ここで、画像形成装置１は、所定の縦横比に対して最適にドット分散されたディザマトリクスを予め１つ保持するようになっている。本実施形態においては、所定の縦横比は１であるので、ディザマトリクスは大域的な等方解像度となるように１２８×１２８画素で作成されている。ディザマトリクスはドットを均等に分散させるものが好ましく、ブルーノイズディザマトリクスはブルーノイズ特性を備え好ましい。ブルーノイズ特性とは、ホワイトノイズ特性と比べて低周波数領域にパワースペクトルが少なく、視覚的な感度の低い高周波数領域にパワースペクトルが集中しているノイズ特性である。このような特性を備えるブルーノイズディザマトリクスを用いて量子化処理を行うと、ドットの分散がより均等になり粒状性が向上する。量子化処理は、入力画像値とディザマトリクスの１画素とを１対１に対応させ、ディザマトリクスの画素値より入力画像値の方が大きい場合に出力信号をＯＮとするようになっている（図５参照）。

パターン割り当て手段６は、入力画像値の解像度と画像記録手段２の出力解像度とに応じてサイズを決定されたドットパターンを保持するようになっている。例えば、第１記録モードの場合、入力画像値の解像度が７２０×７２０ｄｐｉであり出力解像度が７２０×７２０ｄｐｉであるので、ドットパターンのサイズは入録画像値の１画素に１つのドットパターンが対応するサイズとなるように決定されている。第２記録モードの場合、入力画像値の解像度が７２０×７２０ｄｐｉであり出力解像度が１４４０×７２０ｄｐｉであるので、ドットパターンのサイズは入力画像値の１画素に対して２つのドットパターンが横方向に並ぶサイズとなるように決定されている。従って、パターン割り当て手段６は、２種類のサイズでドットパターンを保持しており、記録モードに応じて使用するドットパターンのサイズを切り換えるようになっている。また、パターン割り当て手段６は、算出された量子化値に記録モードに応じたサイズのドットパターンを割り当ててドットデータを作成するようになっている。

次に、本実施形態における第１の記録モードの画像形成方法について説明する。本発明にかかる画像形成方法はカラー及びモノクロの画像形成に適用可能であるが、以下モノクロの画像形成方法について説明する。

図１に示すように、まず、入力手段４に形成すべき画像の各画素における画素値を表す原画像データが入力される。入力手段４は原画像データを記録率に変換し、図２に示すように入力画像値の解像度が７２０×７２０ｄｐｉとなるように拡大処理を行う（ステップＳ１）。ここで、拡大処理は、従来より用いられている方法、例えば、ニアレストネイバー法やバイリニア法等により行われる。

その後、入力画像値に基づいてハーフトーン処理を行う（ステップＳ２）。ハーフトーン処理は、図３に示す手順で行われる。

ハーフトーン処理は、原画像のＸ座標及びＹ座標がゼロの画素から注目して画素ごとに順次行われる。まず、Ｘ＝０及びＹ＝０に位置する画素に注目する（ステップＳ３）。続いて、注目した座標のＹ座標が最大値より小さいことを確認し（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、続いてＸ座標が最大値より小さいことを確認する（ステップＳ５；Ｙｅｓ）。このようにして一つの画素に注目し、その画素について量子化処理を行う（ステップＳ６）。

図４に示すように、量子化処理は、まず、入力手段４が注目画素の入力画像値をｉｎｐｕｔＤとしてディザ処理手段５に入力する（ステップＳ６１）。続いて、ディザ処理手段５により、図５に示すように、入力画像値とディザマトリクスにおける注目画素の画素値とに基づいてディザ処理が行われる（ステップＳ６２）。ここで、入力画像値の解像度は拡大処理により７２０×７２０ｄｐｉとなっているので、入力画像値の１つとディザマトリクスの１つの画素値とが対応し、比較が容易に行われる。

ディザ処理手段５は、注目画素の座標値を１２８で割った余りをディザマトリクスの座標値として該座標の画素値（以下、「ｄｉｔｈｅｒａｒｒａｙ（Ｘ％１２８、Ｙ％１２８）」）と入力画像値とを比較し、入力画像値の方が大きい場合（ステップＳ６２；Ｙｅｓ）、量子化値を０とする（ステップＳ６３）。また、入力画像値の方が小さい場合（ステップＳ６２；Ｎｏ）、量子化値を１とする（ステップＳ６４）。このようにして注目画素の量子化処理を行い、ディザ処理が終了する。

ディザ処理により注目画素についての量子化値を得ると、その量子化値に基づいてドットパターンの割り当て工程が行われる（ステップＳ７）。この際、パターン割り当て手段６は、第１記録モード用にサイズが決定されたドットパターンを使用し、１つの量子化値に１つのドットを対応させる。従って、量子化値が１の場合はそのセルのドットをオンに、量子化値が０の場合はそのセルのドットをオフとする。つまり、注目画素の量子化値が１の場合、ドットの出力信号をオンにするドットデータを作成し、注目画素の量子化値が０の場合、ドットの出力信号をオフにするドットデータを作成する。

このようにして１つの注目画素についてドットデータが作成されると、Ｘ座標が１つ増加した次の座標の画素を注目画素とし（ステップＳ８）、同様の処理を行う。各画素のドットデータが作成されＸ座標が最大値を超えると（ステップＳ５；Ｎｏ）、Ｘ座標を０とするとともにＹ座標を１つ増加させ（ステップＳ９）、同様の処理を行う。このようにＹ座標を１つずつ増加して画素列のドットデータを作成し、Ｙ座標が最大値を超えると（ステップＳ４；Ｎｏ）、ハーフトーン処理は終了する。

ハーフトーン処理により作成されたドットデータは画像記録手段２に出力され、画像記録手段２はドットデータに基づいて媒体にドットを記録し、ドットの粗密で画像が形成される。

続いて、本実施形態における第２記録モードの画像記録方法について説明する。
まず、第１記録モードと同様に、入力手段４は、入力された原画像データに基づいて拡大処理を行い、入力画像値を取得する。入力画像値は上述したように、原画像データを従来より公知の拡大処理方法によって縦横それぞれ２倍に拡大し、７２０×７２０ｄｐｉの解像度とする。

続いて、ディザ処理手段５により入力画像値に基づいて量子化処理が行われる。この際、第１記録モードと同様に、入力画像値は７２０×７２０ｄｐｉの解像度に拡大されており、等方解像度のディザマトリクスを用いて行われるため、入力画像値の１つとディザマトリクスの１つの画素値とが対応する。

第１記録モードと同様にディザ処理が行われて注目画素についての量子化値を得ると、その量子化値に基づいてドットパターンの割り当て工程が行われる。パターン割り当て手段６は、第２記録モード用にサイズが決定されたドットパターンを使用し、１つの量子化値に対して横方向に並ぶ２つのドットを対応させる。そして、量子化値が１の場合はそのセルの全てのドットをオンに、量子化値が０の場合はそのセルの全てのドットをオフとしてドットデータを作成する。

このようにして１つの注目画素についてドットデータが作成されると、Ｘ座標又はＹ座標を順次増加させ、入力画像値の全ての画素についてドットデータを作成してハーフトーン処理が終了する。ハーフトーン処理により作成されたドットデータは画像記録手段２に出力され、画像記録手段２はドットデータに基づいて媒体に画像を形成する。

以上のように、本実施形態によれば、所定の縦横比に対してディザマトリクスは最適にドット分散され、また、記録モードに応じて使用するドットパターンを切り換えてドットデータを作成するので、一つのディザマトリクスを共通化してドットデータを作成することができる。従って、記録モードの数に応じてディザマトリクスを保持する必要がなく、保持するメモリ量の削減が可能である。また、最適にドット分散されたディザマトリクスを用いてディザ処理を行うことができるので、均等にドットを分散させたドットデータを作成することができ、粒状性を向上させて高精細な画像形成を行うことができる。

また、入力画像値の解像度の縦横比は、所定の縦横比と一致するように拡大処理することにより、ディザマトリクスの解像度の縦横比と一致させることができるので、各入力画像値をディザマトリクスの各画素に対応させて量子化処理を行う事が可能である。また、入力画像値の解像度は、出力解像度の範囲内で最大となるように拡大処理することにより、ドットパターン割り当て工程において１つの量子化値に対応するドット数を少なくすることができるので、高精細な画像形成を行うことができる。

さらに、ブルーノイズディザマトリクスのマスクサイズは大域的であり、周期的パターンを目立たなくすることができる。また、ブルーノイズディザマトリクスは保持するためにメモリ容量を多く必要とするが、予め一つのブルーノイズディザマトリクスを保持しておけばよく、メモリ容量の増加を回避することができる。

なお、本実施形態においては、量子化処理は２値ディザ法により行われるようになっているが、第２記録モードのように１つの量子化値に対応するドットの数が２以上である場合は、後述する多値ディザ法により行うこととしても良い。
以下、本実施形態の第２記録モードにおける３値のディザ法の量子化処理について説明する。

３値のディザ法を用いた画像形成方法においては、まず、前述したように入力画像値の解像度の縦横比が所定の縦横比（＝１）と一致し、かつ、出力解像度（１４４０×７２０ｄｐｉ）の範囲内で最大となるように拡大処理が行われる。そして、図８に示すように、入力手段４が注目画素の入力画像値をディザ処理手段５に入力する（ステップＳ６１ａ）。

続いて、ディザ処理手段５により、入力画像値とディザマトリクスにおける注目画素の画素値とに基づいてディザ処理が行われる。３値のディザ法の場合、ディザ処理手段５は、入力画像値とディザマトリクスの画素値とを比較し、３階調の量子化値を算出するようになっている。つまり、予め保持している１つのディザマトリクスを用いて、図６に示すような多値ディザ法により３つの量子化値に割り振るようになっている。

本実施形態においては、ディザマトリクスの画素値を２で割った値（ディザマトリクスＢ）と、該値に１２８を足した値（ディザマトリクスＡ）と、を閾値としている。従って、ディザ処理手段５は、ｄｉｔｈｅｒａｒｒａｙ（Ｘ％１２８、Ｙ％１２８）を２で割って１２８を足したものと入力画像値とを比較し、入力画像値の方が大きい場合（ステップＳ６２ａ；Ｙｅｓ）、量子化値を２とする（ステップＳ６３ａ）。また、入力画像値の方が小さい場合（ステップＳ６２ａ；Ｎｏ）、入力画像値とｄｉｔｈｅｒａｒｒａｙ（Ｘ％１２８、Ｙ％１２８）を２で割ったものとを比較する（ステップＳ６４ａ）。入力画像値の方が大きい場合（ステップＳ６４ａ；Ｙｅｓ）、量子化値を１とする（ステップＳ６５ａ）。また、入力画像値の方が小さい場合（ステップＳ６４ａ；Ｎｏ）、量子化値を０とする（ステップＳ６６ａ）。このようにして注目画素の量子化処理を行い、ディザ処理が終了する。

ディザ処理により注目画素についての量子化値を得ると、２値ディザ法と同様に、その量子化値に基づいてドットパターンの割り当て工程が行われる。パターン割り当て手段６は、第２記録モードの場合１つの量子化値に対して横方向に２つのドットが並ぶサイズのドットパターンを使用してドットデータを作成するようになっている。図７に示すように、パターン割り当て手段６は、３値のディザ法においては、量子化値が２の場合２つのドットをオンにし、量子化値が１の場合いずれか１つのドットをオンにし、量子化値が０の場合２つのドットをオフにしてドットデータを作成する。

ここで、量子化値が１の場合、複数のドットパターンを保持しており、左のドットのみをオンにするドットパターンＡと、右のドットのみをオンにするドットパターンＢとが挙げられる。パターン割り当て手段６は、量子化値が１の場合、ドットパターンＡとドットパターンＢとを順次切り換えて割り当てるようになっている。ドットパターンの切り替えは、ランダム又は周期的のいずれかで行われ、１つのドットパターンが連続して割り当てられて周期パターンが目立つことを防止する。

このようにして作成されたドットデータは画像記録手段２に出力され、媒体に画像が形成される。

以上のように、本実施形態における画像形成装置１によれば、２値ディザ法による量子化処理と同様の効果に加え、多階調の量子化値を算出することもできるので、高精細な画像形成が可能である。また、パターン割り当て工程において量子化値＝１の際、複数のドットパターンが順次割り当てられるので、同じ量子化値が続いても形成されるドットのパターンが固定せず、均等に分散させることができる。従って、さらなる粒状性の向上が可能である。

また、ドットパターンのサイズが大きくなり入力画像値の１画素に対応させるドットの数が多くなるほど、１つの量子化値に対応するドットパターンを多数保持することとすればよく、高精細な画像形成が可能である。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る画像形成方法を示すフローチャートである。 本発明におけるハーフトーン処理を示すフローチャートである。 本発明の２値ディザ法における量子化工程を示すフローチャートである。 本発明における２値ディザ法の説明図である。 ３値のディザ法の説明図である。 ３値のディザ法において保持されているドットパターンと対応する量子化値を示す表である。 本発明の３値のディザ法における量子化工程を示すフローチャートである。 図９(ａ)は等方解像度のディザマトリクスを用いて均等に分散されたドットを示す図であり、図９（ｂ）は等方解像度のディザマトリクスを用いて不均等に分散されたドットを示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 画像記録手段
３ 出力解像度比取得手段
４ 入力手段
５ ディザ処理手段
６ パターン割り当て手段

Claims (18)

1. ドットの粗密で媒体に縦横比が異なる複数の出力解像度で画像を形成することが可能な画像形成装置において、
   前記媒体に画像を形成する際の出力解像度の縦横比を取得する出力解像度比取得手段と、
   形成すべき画像における連続調の入力画像値を算出する入力手段と、
   前記入力画像値と予め保持しているディザマトリクスの閾値とを比較し、前記入力画像値よりも少ない階調数の量子化値を得るディザ処理手段と、
   前記量子化値に基づいてドットパターンを割り当ててドットデータを作成するパターン割り当て手段と、を備え、
   前記ディザマトリクスは前記縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散されたものであり、
   前記入力画像値の解像度は、前記入力手段において、当該解像度の縦横比が前記一つの出力解像度の縦横比と一致し、且つ前記複数の出力解像度のうち、画像形成する際の出力解像度の範囲内で最大となるように画像データを処理したものであり、
   前記パターン割り当て手段は、前記入力画像値の１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンと、前記入力画像値の１画素に対し、前記入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンとを保持すると共に、
   前記入力画像値の解像度の縦横比と一致する出力解像度で出力する場合、前記１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンを割り当て、
   前記入力画像値の解像度の縦横比と異なる出力解像度で出力する場合、前記１画素に対し、入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンを割り当てることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ディザマトリクスは、ブルーノイズディザマスクであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記パターン割り当て手段において、１つの量子化値に対して前記ドットパターンを複数保持し順次割り当てることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記ドットパターンのサイズが大きくなるほど、１つの量子化値に対応するドットパターンの数が多くなることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記ドットパターンは、ランダムに変更して割り当てさせることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記ドットパターンは、周期的に変更して割り当てさせることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
7. ドットの粗密で媒体に縦横比が異なる複数の出力解像度で画像を形成することが可能な画像形成方法において、
   前記媒体に画像を形成する際の出力解像度の縦横比を取得する出力解像度比取得工程と、
   形成すべき画像における連続調の入力画像値を算出する入力工程と、
   前記入力画像値と予め保持しているディザマトリクスの閾値とを比較し、前記入力画像値よりも少ない階調数の量子化値を得るディザ処理工程と、
   前記量子化値に基づいてドットパターンを割り当ててドットデータを作成するパターン割り当て工程と、を備え、
   前記ディザマトリクスは前記縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散されたものであり、
   前記入力画像値の解像度は、前記入力工程において、当該解像度の縦横比が前記一つの出力解像度の縦横比と一致し、且つ前記複数の出力解像度のうち、画像形成する際の出力解像度の範囲内で最大となるように画像データを処理したものであり、
   前記パターン割り当て工程においては、前記入力画像値の１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンと、前記入力画像値の１画素に対し、前記入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンとを保持すると共に、
   前記入力画像値の解像度の縦横比と一致する出力解像度で出力する場合、前記１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンを割り当て、
   前記入力画像値の解像度の縦横比と異なる出力解像度で出力する場合、前記１画素に対し、入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンを割り当てることを特徴とする画像形成方法。
8. 前記ディザマトリクスは、ブルーノイズディザマスクであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
9. 前記パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して前記ドットパターンを複数保持し順次割り当てることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成方法。
10. 前記ドットパターンのサイズが大きくなるほど、１つの量子化値に対応するドットパターンの数が多くなることを特徴とする請求項９に記載の画像形成方法。
11. 前記ドットパターンは、ランダムに変更して割り当てさせることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成方法。
12. 前記ドットパターンは、周期的に変更して割り当てさせることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成方法。
13. ドットの粗密で媒体に縦横比が異なる複数の出力解像度で画像を形成することが可能な画像形成プログラムにおいて、
    前記媒体に画像を形成する際の出力解像度の縦横比を取得する出力解像度比取得機能と、
    形成すべき画像における連続調の入力画像値を算出する入力機能と、
    前記入力画像値と予め保持しているディザマトリクスの閾値とを比較し、前記入力画像値よりも少ない階調数の量子化値を得るディザ処理機能と、
    前記量子化値に基づいてドットパターンを割り当ててドットデータを作成するパターン割り当て機能と、を備え、
    前記ディザマトリクスは前記縦横比が異なる複数の出力解像度のうちの一つの出力解像度に対応してドット分散されたものであり、
    前記入力画像値の解像度は、前記入力機能において、当該解像度の縦横比が前記一つの出力解像度の縦横比と一致し、且つ前記複数の出力解像度のうち、画像形成する際の出力解像度の範囲内で最大となるように画像データを処理したものであり、
    前記パターン割り当て機能は、前記入力画像値の１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンと、前記入力画像値の１画素に対し、前記入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンとを保持すると共に、
    前記入力画像値の解像度の縦横比と一致する出力解像度で出力する場合、前記１画素に対しドット一つ分のサイズのドットパターンを割り当て、
    前記入力画像値の解像度の縦横比と異なる出力解像度で出力する場合、前記１画素に対し、入力画像値の解像度と前記入力画像値の縦横比とは異なる縦横比の出力解像度とに応じて決定されたドット数分のサイズのドットパターンを割り当てることを特徴とする画像形成プログラム。
14. 前記ディザマトリクスは、ブルーノイズディザマスクであることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成プログラム。
15. 前記パターン割り当て工程において、１つの量子化値に対して前記ドットパターンを複数保持し順次割り当てることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像形成プログラム。
16. 前記ドットパターンのサイズが大きくなるほど、１つの量子化値に対応するドットパターンの数が多くなることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成プログラム。
17. 前記ドットパターンは、ランダムに変更して割り当てさせることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像形成プログラム。
18. 前記ドットパターンは、周期的に変更して割り当てさせることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像形成プログラム。