图像处理方法、图像处理装置、图像形成装置、图像形成系统以及存储介质

摘要

本发明提供一种图像处理方法，该方法包括转换步骤，使用多等级误差扩散处理将图像的多等级数据转换为点图案。转换步骤包括以下步骤：基于对由喷嘴支持的每一个墨滴大小提供的异常喷嘴信息，确定与不能将墨滴正确喷射到记录介质上或不能喷射特定墨滴大小的墨滴的异常喷嘴相对应的像素；防止将墨滴喷射到与异常喷嘴相对应的确定的像素上；将在多等级误差扩散处理中计算出的所述确定的像素的量化误差分散到相邻像素；及如果作为分散量化误差的结果要在相邻像素中形成超大墨滴，所述超大墨滴的墨滴大小大于能够填充像素的全尺寸的墨滴的墨滴大小，则去除一个或多个超大墨滴或减小一个或多个超大墨滴的墨滴大小。

说明书

技术领域

本发明的某方面涉及图像处理方法、图像处理装置、图像形成装置、图像形成系统以及存储介质。

背景技术

例如喷墨记录装置等液体喷射图像形成装置使用用于喷射墨滴的一个或多个记录头来形成图像。液体喷射图像形成装置例如用于打印机、传真机、复印机、绘图仪或具有它们的功能的多功能复印机。该种液体喷射图像形成装置将墨滴从其记录头喷射到纸上，从而在纸上形成(记录或打印)图像。大致存在两种类型的液体喷射图像形成装置：串式图像形成装置，其包括在主扫描方向移动的同时喷射墨滴来形成图像的记录头；线式图像形成装置，其包括当喷射墨滴时不进行移动来形成图像的线式记录头。

在本申请中，液体喷射图像形成装置指通过将墨滴喷射在由纸、线、织物、纺织品、皮革、金属、塑料、玻璃、木头、陶瓷等制成的记录介质上来形成图像的装置。此外，“图像形成”不仅表示在记录介质上形成例如字符或绘图等有意义的图像的处理，而且表示在记录介质上形成例如图案等无意义图像的处理(或仅将墨滴喷射在记录介质上的处理)。“墨水”不仅指通常意义上的墨水(彩色液体)，而且指例如记录液体或定色(fixing)液体等可用于图像形成的任意液体。另外，“纸”不仅指由纸制成的记录介质(记录纸)，而且指例如OHP页或可以粘附墨滴的织物等任意记录介质。

该种液体喷射图像形成装置(下文简称为“喷墨记录装置”)被持续升级以改善使用多种彩色墨水形成的彩色图像的质量、增加液体喷射头的驱动频率并增加每个记录头上的喷嘴的数量来改善记录速度。

同时，用作液体喷射头的喷墨头有时出现被称为“喷墨故障”的问题，其中喷墨头的喷嘴变得不能喷射墨滴(该种喷嘴被称为“故障喷嘴”)。例如，因为在制造过程中进入到喷嘴中的灰尘、由于长期使用喷嘴退化或用于使墨水喷出的设备退化，所以发生喷墨故障。特定地，在喷墨记录装置的使用寿命中，由于用于使墨水喷出的设备退化而造成的喷墨故障可能随时发生。

而且，存在喷嘴没有完全地功能失常，但是从喷嘴喷射的墨滴的方向极大地偏离所希望的方向(下文称为“喷墨歪斜”)或从喷嘴喷射的墨滴的大小(墨水数量)极大地不同于所希望的大小(下文称为“墨滴大小改变”)的情况。退化到极大地降低图像的质量的该种程度的喷嘴不能用于图像记录，并因此与“故障喷嘴”实质上相同。

图31(a)示出正确记录的图案，图31(b)示出完全墨水喷射故障的示例，图31(c)示出喷墨歪斜的示例，图31(d)示出墨滴大小改变的示例。在本申请中，将由于各种原因而无法正确记录图像的喷嘴共同称为“异常喷嘴”。

由于通过改善制造环境可以减少异常喷嘴的情况，因此异常喷嘴已经被当作次要问题。然而，在如上所述已经增加了每一个记录头上的喷嘴的数量以改善记录速度的当前喷墨记录装置中，异常喷嘴的问题不能忽略。例如，制造不包括异常喷嘴或设计来防止异常喷嘴出现的高质量记录头需要较高的生产成本，这导致记录头的较高的价格。

异常喷嘴可能造成例如图像中的白色条纹等缺陷。

专利文献1和2揭示了一种使用多扫描记录的校正方法来填充由异常喷嘴造成的白色条纹。在多扫描记录中，通过以记录头多次扫描记录介质的相应区域来记录图像。因此，可以通过使用正常喷嘴在多次扫描通过期间填充白色条纹。

[专利文献1]日本专利申请公开No.5-309874

[专利文献2]日本专利申请公开No.2001-63008

然而，为了改善喷墨记录装置的记录速度，优选使用通过仅扫描记录介质一次来形成图像的“一次通行记录”。因此，通过一次通行记录，不可能如在多扫描记录中使用正常喷嘴填充或覆盖(使得不醒目、模糊或遮住)由墨水喷射故障造成的图像中的空白。

而且，即使通过多扫描记录，也存在由于异常喷嘴的位置和/或数量而很难填充由异常喷嘴造成的空白的情况。例如，在通过的数量相对较小的多扫描记录模式中，可作为异常喷嘴的替代品的喷嘴有限，并且替代喷嘴的工作量增加。另外，在某些情况下，由于记录头的特性或驱动波形设计，替代喷嘴可能不可用。

专利文献3到7提出了不同的校正方法，在该方法中，通过增加空白附近的像素的密度来覆盖在图像数据的加亮(低密度区域)中由异常喷嘴造成的空白，并且使用具有不同颜色但是具有相似亮度的点来覆盖具有饱和密度的图像数据的黑暗区域中的空白。

[专利文献3]日本专利申请公开No.2002-19101

[专利文献4]日本专利申请公开No.2003-136702

[专利文献5]日本专利申请公开No.2003-136763

[专利文献6]日本专利申请公开No.2003-136764

[专利文献7]日本专利申请公开No.2003-205604

然而，即使专利文献3到7揭示的校正方法也不能应用于所有情况。例如，在相应于异常喷嘴的未填充像素附近不总可利用密度增加的图像数据。而且，仅增加在未填充像素的邻近处的像素的密度可能增加颗粒性(granularity)。

同时，存在使用能够改变墨滴大小的多点技术的喷墨记录装置。在该种喷墨记录装置中，可能出现不能喷射某个大小的墨滴而能够正常喷射其它大小的墨滴。专利文献3到7中揭示的方法基于像素的二进制表示法，因此该方法不能应用于墨滴大小可改变的多点技术。当然可以将不能喷射一个或多个大小的墨滴的喷嘴视为异常喷嘴。然而，在该情况下，即使对于要以异常喷嘴能够正确喷射的大小的墨滴形成的像素也应用校正。这反过来可能降低图像的质量。

专利文献8和9还提出另一校正方法，该方法使用支持多点技术的多等级误差扩散处理。在所提出的方法中，改变相应于异常喷嘴的像素周围的像素的墨滴大小以覆盖由异常喷嘴造成的缺陷或补偿具有由异常喷嘴喷射的不正确大小的墨滴。

[专利文献8]日本专利申请公开No.2006-115431

[专利文献9]日本专利申请公开No.2006-173929

所揭示的使用多等级误差扩散处理的方法可以形成覆盖由异常喷嘴造成的白色条纹的点，同时通过适当控制墨滴的大小和布置来实现与周围正常像素的自然平衡。

同时，在喷墨记录中，根据所使用的墨水和记录介质的物理性质，被记录物的质量发生很大地改变。虽然以上方法可以使用多等级误差扩散处理来达到在记录介质上墨滴的自然布置，即，使墨滴的二维布置最优化，但是在该方法中没有考虑例如对进入到记录介质的墨水的渗透的影响等增加墨滴大小的影响。

通常，确定最大墨滴大小，从而使用具有最大墨滴大小(即，可以填充像素(对每一个像素分配的区域)或形成如图25(a)中所示的“填充图案”的墨滴大小)的墨滴可以完全覆盖记录介质的表面区域。可以将最大墨滴大小设置为大于填充像素必需的墨滴大小的值。然而，由于墨水渗透到记录介质的程度根据墨水和记录介质的吸收特性而改变，使用具有该种大墨滴大小(或大量的墨水)的墨滴可能在某些情况下造成渗色(bleeding)并降低图像的边缘部分(或颜色边界处)的质量，并还可能影响显色。

由过量的墨水造成的该种问题是由被执行以覆盖白色条纹的校正处理造成的副作用(次要问题)。因此，使用多等级误差扩散处理的以上相关技术的方法可能造成该种副作用。

发明内容

本发明的各方面提供图像处理方法、图像处理装置、图像形成装置、图像形成系统以及存储介质，它们解决或减少由相关技术的限制和缺点造成的一个或多个问题。

本发明的一个方面提供一种处理图像数据的方法，该方法用于使用包括用于喷射墨滴的多个喷嘴的记录头在记录介质上形成图像的图像形成装置。该方法包括：转换步骤，使用支持n个渐变等级(n≥2)的多等级误差扩散处理将图像的多等级数据转换为点图案。转换步骤包括以下步骤：基于对由喷嘴支持的每一个墨滴大小提供的异常喷嘴信息，确定与不能将墨滴正确喷射到记录介质上或不能喷射特定墨滴大小的墨滴的异常喷嘴相对应的像素；防止将墨滴喷射到与异常喷嘴相对应的确定的像素上；将在多等级误差扩散处理中计算出的所述确定的像素的量化误差分散到相邻像素；及如果作为分散量化误差的结果要在相邻像素中形成超大墨滴，所述超大墨滴的墨滴大小大于能够填充像素的全尺寸的墨滴的墨滴大小，则去除一个或多个超大墨滴或减小一个或多个超大墨滴的墨滴大小。

附图说明

图1是说明根据本发明实施例作为图像形成装置的示例提供的喷墨记录装置的机械部件的示意图；

图2是图1中所示的机械部件的平面图；

图3是喷墨记录装置的记录头单元的立体图；

图4是说明喷墨记录装置的示例性传送带的示意图；

图5是用于描述由喷墨记录装置执行的示例性图像形成处理的图；

图6是说明包括用于CMYK墨水和多种斑点(spot)颜色墨水的记录头单元的第一示例的图；

图7是说明记录头单元的第二示例的图；

图8是说明记录头单元的第三示例的图；

图9是说明记录头单元的第四示例的图；

图10是说明喷墨记录装置的示例性控制单元的框图；

图11是说明根据本发明实施例的图像处理装置的打印机驱动器的示例性配置的功能框图；

图12是说明由图11所示的打印机驱动器进行的示例性图像处理的框图；

图13是说明示例性误差扩散处理的图；

图14是更具体地说明图13(a)中的误差扩散处理的图；

图15A和15B是用于描述在一次通行记录中点和喷嘴之间的关系的图；

图16A和16B是用于描述在两次通行记录中点和喷嘴之间的关系的图；

图17是说明由异常喷嘴造成的空白点和以替代喷嘴填充空白点的方法的图；

图18是说明根据本发明实施例的使用误差扩散处理的校正方法的流程图；

图19是示出其中不校正由异常喷嘴造成的缺陷的示例性图像(a)和校正由异常喷嘴造成的缺陷的示例性图像(b)；

图20是说明产生异常喷嘴管理表的处理的图；

图21A和21B示出是异常喷嘴检测图案的示例；

图22A和22B示出是异常喷嘴检测图案的另一示例；

图23A到23C是说明二值化处理和多等级转换处理的图；

图24是说明由多于8比特表示的点大小的示例性定义的图；

图25是说明使用具有由多于8比特表示的点大小的点覆盖白色条纹的示例性方法的图；

图26是说明重叠的具有不同颜色的染料墨的渗透处理的图；

图27是说明重叠的具有不同颜色的颜料墨的渗透处理的图；

图28是说明校正由异常喷嘴在图像的二级色部分中造成的缺陷中的问题的图；

图29是说明根据本发明实施例的颜色调节处理的图；

图30是说明由超大点造成的图像的边缘部分质量恶化的图；及

图31是示出正常记录的图像和异常记录的图像的示例图。

具体实施方式

下面，参考附图描述本发明的优选实施例。下面，参考图1到4描述根据本发明实施例的用作图像形成装置的示例的喷墨记录装置。图1是喷墨记录装置的机械部件的示意图；图2是机械部件的平面图；图3是喷墨记录装置的记录头单元的立体图；图4是喷墨记录装置的传送带的示意图。

喷墨记录装置包括具有图像形成单元2的主单元1以及在主单元1下面设置的并能够容纳多个记录介质3(下文称为纸3)的进纸托盘4。将纸3从进纸托盘4进给到传送机构5。图像形成单元2在通过传送机构5传送的纸3上形成图像。在图像形成之后，将纸3弹出到被连接到主单元1侧面的接纸托盘6上。

喷墨记录装置还包括可分离地连接到主单元1的双工单元7。当要在纸3的两个表面上形成图像时，在纸3的一个表面(前表面)上形成图像之后，通过传送机构5沿反方向将纸3传送到双工单元7。双工单元7使纸3倒转，从而纸3的另一表面(后表面)面向上方，并将纸3再次进给到传送机构5。在后表面上形成图像之后，将纸3弹出到接纸托盘6上。

图像形成单元2包括可滑动地连接到导向杆11和12的托架13。主扫描电机(未示出)沿着与纸3的传送方向垂直的方向(主扫描方向)移动托架13。托架13包括记录头14，记录头14是各个具有用于喷射液滴的喷嘴孔14n的阵列(见图3)的液体喷射头。将墨盒15可分离地连接到记录头14以对记录头14提供墨水。可选择地，子容器可以连接到记录头14而不是墨盒15。在该情况下，将墨水从主容器提供给子容器。

在本实施例中，假设记录头14y、14m、14c及14k分别被设置用于黄色(Y)、红紫色(M)、蓝绿色(C)和黑色(Bk)墨水，并被配置来喷射相应颜色的墨滴。可选择地，可以使用具有用于喷射各个颜色的墨滴的喷嘴阵列的一个或多个记录头。颜色的数量和顺序不限于上面提到的那些。

各个记录头14例如包括用于产生能量以喷射墨滴的能量产生单元(压力产生器)。能量产生单元的示例包括例如压电元件等压电驱动器、应用由例如热元件等热电转换元件造成的膜沸腾导致的液体相变的热驱动器、应用由温度改变造成的金属相变的形状记忆合金驱动器或应用静电的静电驱动器。

通过进纸辊(半月进纸辊)21和分离垫(未示出)将进纸托盘4中的纸页3一张接一张地分离，并将纸页3进给到主单元1的传送机构5中。

传送机构5包括：用于沿着导轨表面23a在向上的方向上引导从进给托盘4进给的纸3并沿着导轨表面23b引导从双工单元7进给的纸3的传送导轨23；用于传送纸3的传送辊24；用于对着传送辊24按压纸3的按压辊25；用于将纸3引导到传送辊24的引导部件26；用于将在双工打印过程中返回的纸3引导到双工单元7的引导部件27；及用于压制从传送辊24进给的纸3的按压辊28。

传送机构5还包括：在驱动辊31和被驱动辊32之间伸展并配置用于在记录头14下面的平坦表面上传送纸3的传送带33；用于对传送带33充电的充电辊34；面向充电辊34的引导辊35；用于在面向图像形成单元2的位置上引导传送带33的引导部件(压印盘)(未示出)；及由用于移除粘附在传送带33上的记录液(墨水)的由例如多孔体构成的清洁辊(清洁单元)(未示出)。

传送带33是环形带，并在驱动辊31和被驱动辊(张力辊)32之间伸展传送带33。传送带33沿图1中所示的箭头的方向(纸传送方向)旋转。

传送带33可以由单层、图4中所示的双层(第一层(前层)33a和第二层(后层)33b)或三或更多层构成。例如，传送带33可以包括吸引纸3的前层(吸纸表面)和后层(介质电阻层(medium resistance layer)或接地层(earth layer))。前层可以由例如四氟乙烯共聚物(ethylene-tetrafluoroethylene ETFE)纯净材料等纯树脂材料制成，其不是电阻可调节的并具有大约40μm的厚度。后层可以由通过使用碳调节与用于前层的材料相同的材料的电阻而准备的材料制成。

充电辊34与传送带33的前层接触并配置来根据传送带33的旋转而旋转。以预定模式从高压电路(高压电源或偏压源)(未示出)对充电辊34施加高电压。

喷墨记录装置进一步包括在传送机构5的下游设置的排纸辊38。在纸3上形成图像之后，排纸辊38将该纸3排出到接纸托盘6。

在上述配置的喷墨记录装置中，沿由箭头表示的方向旋转传送带33，并通过接触被施加高电压(AC偏压)的充电辊34对传送带33进行充电。以预定时间间隔转换对充电辊34施加的电压的极性，因此，以交替极性在预定充电间距对传送带33进行充电。

当在充电后的传送带33上放置纸3时，将纸3内部极化，并且具有与传送带33上的电荷的极性相反的极性的电荷被吸引到接触传送带33的纸3的一个表面。作为结果，传送带33上的电荷和纸3上的电荷互相静电吸引，并且纸3被吸引到传送带33。从而，纸3被强有力地吸引到传送带33，作为结果，校正了纸3的扭曲和不平，并且将纸3实质上变平。

旋转传送带33以移动纸3，并在沿一个或两个方向移动托架13的同时根据图像信号驱动记录头14。将液滴(或墨滴)14i从记录头14喷射到临时停止的纸3上以形成点Di，从而记录图像的一行。然后，将纸3移动预定的距离以记录下一行。当接收到记录结束信号或表示纸3的尾部边缘的信号时，终止记录处理。图5(b)是图5(a)中的点Di的放大图像。

通过排纸辊38将具有已记录的图像的纸3排出到接纸托盘6。

在本实施例中，假设喷墨记录装置的记录头单元包括四种颜色的记录头。然而，记录头的数量和顺序不限于以上所描述的。例如，喷墨记录装置的记录头单元可以包括图6和7中所示的六种颜色的记录头或图8和9中所示的七种颜色的记录头。

图6示出示例性记录头单元，除了用于黄色(Y)、红紫色(M)、蓝绿色(C)和黑色(Bk)的记录头14y、14m、14c和14k，该示例性记录头单元还包括用于红色(R)和蓝色(B)的记录头14r和14b(用于各个颜色的一个或多个记录头上的分离的喷嘴阵列或分离的记录头)。

图7示出示例性记录头单元，除了用于黄色(Y)、红紫色(M)、蓝绿色(C)和黑色(Bk)的记录头14y、14m、14c和14k之外，该示例性记录头单元还包括用于具有降低的密度的浅红色(LM)和浅青色(LM)的记录头141c和141m。

图8示出示例性记录头单元，除了图7中所示的六种颜色的记录头之外，该示例性记录头单元还包括用于红色(R)的记录头14r。图9示出示例性记录头单元，除了图7中所示的六种颜色的记录头之外，该示例性记录头单元还包括用于具有高色饱和度的暗黄色(DY)的记录头14dy。

下面，参考图10中所示的框图描述喷墨记录装置的控制单元100。

控制单元100包括：用于控制整个喷墨记录装置的CPU 101；用于保存要由CPU 101执行的程序和其它固定数据的ROM 102；用于临时保存图像数据的RAM 103；即使当电源关闭时也保留数据的非易失性存储器(NVRAM)104；及执行例如信号处理和对图像数据的分类操作并且处理用于控制喷墨记录装置的输入/输出信号的ASIC 105。

控制单元100还包括：用于将数据和信号发送到主机90和从主机90接收数据和信号的I/F 106，主机90例如是实现根据本发明实施例的图像处理装置的个人计算机；用于控制记录头14的驱动波形产生单元107和记录头驱动器108；用于驱动主扫描电机110的主扫描电机驱动单元111；用于驱动次扫描电机112的次扫描电机驱动单元113；用于对充电辊34提供AC偏压的AC偏压提供单元114；及用于从用于检测环境温度和/或环境湿度的环境传感器118和其它传感器(未示出)接收检测信号的I/O 116。将用于输入和显示信息的操作面板117连接到控制单元100。

例如，控制单元100的I/F 106经由线缆或网络从主机90接收包括图像数据的打印数据。主机90可以是例如个人计算机等图像(数据)处理装置、例如图像扫描仪等图像读取装置或例如数字照相机等成像装置。主机90包括用于产生打印数据并将所产生的打印数据输出到控制单元100的打印机驱动器91。

CPU 101读取并分析在I/F 106的接收缓冲器中的打印数据，使ASIC 105执行包括对打印数据的分类操作的操作，并将打印数据(图像数据)传送到驱动波形产生单元107。在本实施例中，在将打印数据发送到喷墨记录装置之前，将打印数据转换为用于由主机90的打印机驱动器91打印的位图数据。可选择地，可以在喷墨记录装置中使用例如在ROM 102中提供的字体数据将打印数据转换为位图数据。

驱动波形产生单元107包括用于将驱动脉冲图案数据(pattern data)从数字转换为模拟的D/A转换器。驱动波形产生单元107将由一个或多个驱动脉冲(驱动信号)构成的驱动波形输出到记录头驱动器108。

根据串联输入的一行图像数据(点图案数据)，记录头驱动器108将构成从驱动波形产生单元107提供的驱动波形的驱动脉冲选择性地应用到记录头14的压力产生器，从而驱动记录头14。记录头驱动器108例如包括用于保存时钟信号和串联数据(图像数据)的移位寄存器、用于根据锁存信号将移位寄存器中的寄存器值进行锁存的锁存电路、用于改变来自锁存电路的输出值的电平的电平转换电路(电平移位器(level shifter))以及由电平移位器进行打开和关闭的模拟开关阵列(开关单元)。记录头驱动器108通过打开和关闭模拟开关阵列来选择性地将来自驱动波形产生单元107的驱动波形中的驱动脉冲应用到记录头14的压力产生器，从而驱动记录头14。在本实施例中，将构成驱动波形的一个或多个驱动脉冲应用到每一个记录头14以再生四种渐变等级：大型墨滴、中型墨滴、小型墨滴及无墨滴。

下面，参考图11描述根据本发明实施例的用作主机90并包括程序(打印机驱动器91)的示例性图像处理装置(数据处理装置)。主机90将图像数据(打印数据)发送到喷墨记录装置，从而使喷墨记录装置形成图像。

主机90的打印机驱动器91包括：将例如从应用程序提供的用于图像数据130的监视器显示的颜色空间转换为用于喷墨记录装置的颜色空间(从RGB颜色系统转换为CMY颜色系统)的颜色管理模块(CMM)131；用于对CMY值执行黑色产生/底色去除处理的黑色产生/底色去除(BG/UCR)单元132；根据喷墨记录装置的特性和用户喜好校正输入/输出数据的γ校正单元133；用于执行总量控制的总量控制单元134；执行抖动或误差扩散处理以将图像数据转换为要由喷墨记录装置形成的点图案数据的半色调处理单元135；以及将点图案数据划分为每部分对应于一个扫描的多个部分并将每部分的点图案数据中的点分配给记录头的喷嘴的光栅单元136。光栅单元136输出要被发送到喷墨记录装置的图像数据137。例如，由主机90(图像处理装置)的控制单元(未示出)执行打印机驱动器91。换句话说，主机90的控制单元被配置来执行本实施例中的校正处理。

打印机驱动器91还可以包括用于检测输入图像的边缘部分的边缘检测单元138，例如在半色调处理中考虑边缘检测单元138的检测结果(可以在CMM131之前或之后设置边缘检测单元138)。

可以在图像形成装置中提供打印机驱动器91的部分或所有功能。例如，根据本发明实施例的图像形成装置可以包括如后所述的半色调处理单元135的功能。而且，可以通过将包括打印机驱动器91的图像处理装置和图像形成装置相组合来形成图像形成系统(打印系统)。

下面，参考图12所示的框图描述由主机90的打印机驱动器91执行的直到半色调处理的示例性图像处理。

当从在例如个人计算机等数据处理装置上运行的应用程序输出打印命令时，在对象类型确定处理201中打印机驱动器91确定输入数据200中的对象类型。通过相应的处理路径处理包括字符图像数据202、线图像数据203、图形图像数据204及位图图像数据205的各个对象。

对于字符图像数据202、线图像数据203及图形图像数据204，首先执行颜色调节处理206。然后，对字符图像数据202进一步执行颜色匹配处理207、BG/UCR处理209、总量控制处理211、γ校正处理213及字符抖动处理(半色调处理)215。对于线图像数据203及图形图像数据204，进一步执行颜色匹配处理208、BG/UCR处理210、总量控制处理212、γ校正处理214及字符抖动处理(半色调处理)216。

对于位图图像数据205，首先执行颜色和压缩方法确定处理221。当位图图像数据205具有多于两种颜色时，进一步执行颜色调节处理222、颜色匹配处理223、BG/UCR处理224、总量控制处理225、γ校正处理226及误差扩散处理(半色调处理)227。当位图图像数据205具有一种或两种颜色时，进一步执行图像淡化处理231、颜色调节处理232、颜色匹配处理233a或无索引处理(不执行颜色匹配的处理)233b、BG/UCR处理224、总量控制处理225、γ校正处理226及误差扩散处理(半色调处理)227。

而且，可以替代前进到颜色调节处理206而通过分支到ROP处理214的不同的处理路径来处理线图像数据203及图形图像数据204。在该情况下，在ROP处理214之后，对线图像数据203及图形图像数据204执行颜色调节处理232和随后的处理。在图12所示的示例中，对字符图像数据202、线图像数据203及图形图像数据204执行抖动(半色调处理)。可选择地，可以如在位图图像数据205的情况中那样的对那些对象执行误差扩散处理。

在以上处理之后，将所有对象再次组合成单组图像数据。

将根据本发明实施例的校正由异常喷嘴造成的缺陷的校正方法应用到半色调处理。更详细地，根据本发明实施例的校正方法可以通过使用用于半色调处理的多等级误差扩散处理来覆盖由异常喷嘴造成的未填充的像素。

作为半色调处理方法，普遍使用“抖动”和“误差扩散”。在“抖动”中，通过将像素值与阈值矩阵中的值比较来量化像素数据。在“误差扩散”中，在下一个像素的量化处理中考虑已经处理过的像素的量化误差。抖动提供较高的处理速度，误差扩散提供较好的图像质量。从而，这两种方法具有不同的优点，因此，根据例如记录模式来选择两种方法中的合适的一种。

然而，随着计算机处理速度的提高，应用误差扩散的半色调处理必需的时间已经变得与应用抖动的半色调处理必需的时间相当。因此，大多数当前的喷墨记录装置对半色调处理应用误差扩散。

图13示出两种示例性误差扩散处理。图13(a)示出其中在对于下一个像素的计算中使用(参考)处理后的像素的量化误差值的误差扩散处理。图13(b)示出其中以预定因数乘以量化误差值并将量化误差值预先分散到未处理的像素的误差扩散处理。图14更具体地示出图13(a)中的误差扩散处理。

图15A和15B是用于描述在一次通行(one-pass)记录中点和喷嘴之间的关系的图。图16A和16B是用于描述在两次通行记录中点和喷嘴之间的关系的图。在图15A到16B中，假设使用具有8个喷嘴的记录头。然而，下面的描述也可以用于具有几百个喷嘴的记录头。

其中以相应于图15A中所示的记录头上的喷嘴之间的间距的分辨率以一次记录通行来记录图像的一次通行记录最适于在不减少信息量的情况下以高速记录图像。然而，通过一次通行记录，以如图15B所示的相同组合的喷嘴记录相应于记录头宽度的点列。在该情况下，喷嘴的喷墨故障造成图17(a)中所示的水平的白色条纹。

同时，在多次通行记录中，以多次记录通行来记录图像，并且用于形成各个点的喷嘴是逐列改变的(例如，参见日本专利申请公开No.5-309874和日本专利申请公开No.2001-063008)。

图16A和16B示出两次通行记录作为多次通行记录的示例。如图16A所示，在两次通行记录中，通过在每次通行中使用记录头中的喷嘴的一半的两次通行来形成相应于记录头宽度的一列点。因此，如图16B所示，一对喷嘴可交替地用于各次通行中的相应的点位置。例如，喷嘴1和喷嘴5交替地用于各次通行中的第一点位置。

在该情况下，如果喷嘴3是异常喷嘴(本示例中的故障喷嘴)，则相应于喷嘴3的点位置留下如图17(b)所示的空白。这里，可以如图17(c)所示通过使用形成相应水平行的一对喷嘴(3和7)中的另一个(喷嘴7)作为喷嘴3的替代品来填充空白点位置。虽然使用两次通行记录作为上述示例，但是该校正方法还可以被应用于使用任意数量的记录通行的多次通行记录。

多次通行记录的一个缺点是当通行的次数增加时记录头速度减小。由于在当前的图像形成装置中记录速度不仅对于高速记录模式而且对于高质量记录模式都是重要的因素，因此希望尽可能地减少多次通行记录中的通行的次数。

另一方面，减少通行的次数减少了可用做替代喷嘴的喷嘴数量，并因此增加了替代喷嘴的工作量。所增加的工作量反过来可能减少替代喷嘴的使用寿命并使它们成为异常喷嘴。

另外，存在由于设计限制而必须将记录处理分为多次通行的情况。例如，对于应用由热造成的薄膜状沸腾的热喷墨记录装置，优先于连续驱动喷嘴的一次通行记录而优选使用间歇地驱动喷嘴的多次通行记录以防止热积累。

此外，在任意类型的喷墨记录装置中，存在用于稳定喷射墨滴的驱动波形不适于记录头的喷射周期的情况。在该情况下，实践上不可能以一个喷嘴形成连续的点，并因此很难以图17(c)中所示的两次通行记录校正缺陷。

通过根据图像数据智能的管理替代喷嘴的组合和使用频率，可以将在由多次通行记录进行的校正处理中的替代喷嘴的记录速度和工作量调节到某种程度。然而，该方法需要分离的机构来根据图像数据计算和/或保存替代喷嘴的使用频率。而且，当通行的次数(即，替代喷嘴的数量)减小时，记录速度和工作量的可调节范围变得更窄。

同时，应用覆盖了纸的宽度的记录头的线类型图像形成装置提供更高的记录速度。然而，在线类型图像形成装置中，由于使纸在固定记录头下面通行，因此基本上不可能执行多次通行记录(作为例外，通过其中将纸在鼓周围卷绕的线类型图像形成装置，可以通过使纸在记录头下面走过多次来实现类似于多次通行记录的记录方法)。

本发明的一个方面可以解决或减少相关技术中的以上问题，并通过简单的方法校正由异常喷嘴造成的图像缺陷。根据本发明的实施例，相应于异常喷嘴的位置上的点被关闭(被留下空白)，并在误差扩散处理中将其量化误差扩散到相邻像素以覆盖空白点，并根据纸的吸收特性和/或不同颜色的重叠墨滴的顺序执行点的去除(淡化)或调整大小。

下面，参考图18描述根据本发明实施例的校正由异常喷嘴造成的图像缺陷的示例性方法。该示例性方法基于图13(a)示出的误差扩散处理。然而，该示例性方法还可以被应用于由图13(b)示出的其中将量化误差分散到未经处理的像素的误差扩散处理。

在图18示出的误差扩散处理中，逐像素地处理所输入的图像数据。根据权重矩阵对处理后的相邻像素的误差值进行加权，并将加权后的误差值增加到当前像素的输入等级以获取校正后的像素值Dxy。然后，通过参考异常喷嘴管理表确定当前像素的位置(当前像素位置)是否是要由异常喷嘴记录的像素位置(异常像素位置)。异常喷嘴管理表指出异常喷嘴和像素位置之间的关系，并基于记录次序表格和异常喷嘴数据获取异常喷嘴管理表格。

如果当前像素位置不是异常像素位置，则以正常方式继续误差扩散处理。同时，如果当前像素位置是异常像素位置，则即使当校正后的像素值Dxy大于或等于阈值时，用于当前像素位置的点也被关闭(被留下空白)，并且全部校正后的像素值Dxy被用作误差值。

然后，在相邻像素的计算中使用由异常喷嘴造成的空白点(被关闭的点)的误差值以调节相邻像素的点。作为结果，由相邻像素的点覆盖空白点。图19示出在通过或不通过上述校正处理的情况下输出的图像。图19(a)示出在不执行上述校正处理的情况下通过两次通行记录形成的图像。图19(b)示出在执行上述校正处理之后通过两次通行记录形成的图像。这些图像表明通过校正处理覆盖了空白点。

下面更具体地描述异常喷嘴管理表。异常喷嘴管理表可以是如图20所示的简单的表格。表示喷嘴和像素位置之间的关系的记录次序表通常用在由打印机驱动器进行的图像处理中。可以基于记录顺序表和异常喷嘴信息(异常喷嘴数据)来产生异常喷嘴管理表。

可以通过检查如图21A和21B所示的异常喷嘴检测图案来获取异常喷嘴信息，并可以基于异常喷嘴信息容易地产生异常喷嘴管理表。

图21A中的异常喷嘴检测图案是用于通过在视觉上检查由各个喷嘴形成的水平行来确定异常喷嘴存在的检查图案的示例。例如，如果喷嘴3异常，则如图21B所示，相应于喷嘴3的异常检测图案中的点被留下空白。

图22A示出用于使用扫描单元或光传感器自动检测异常喷嘴的另一示例性异常喷嘴检测图案。例如，如果喷嘴7异常，则相应于喷嘴7的异常喷嘴检测图案中的(由例如光传感器测量的)矩形中的密度变得小于如图22B所示的正常等级。

从而，在本实施例中，将用于校正或覆盖由异常喷嘴造成的图像缺陷的校正处理合并到用于将多等级数据转换为点图案的半色调处理中。与使用多次通行记录的校正方法不同，本实施例可以在不很大地降低记录速度的情况下执行校正处理。而且，由于将校正处理合并到将多等级数据转换为点图案的处理中，因此本实施例可以防止过量墨水的使用，使用过量墨水可能扰乱点的自然布置。

从而，本发明的以上实施例可以在不增加记录头的成本并不降低记录速度的情况下，校正或覆盖例如图像中的白色条纹等由异常喷嘴造成的缺陷，从而通过人眼不容易识别这些缺陷。

此外，使用异常喷嘴管理表作为用于在误差扩散处理中产生点的标准可以将校正处理应用到相应于异常喷嘴的确切像素。根据以上实施例，用于相应于异常喷嘴的像素位置的点被关闭(被留下空白)，并在相邻像素的计算中使用该点的量化误差以覆盖空白点。换句话说，通过将不规则性扩散到相邻像素来覆盖由校正处理造成的点图案中的不规则性。

随后，描述在喷墨记录装置中上述校正处理和半色调处理之间的关系。

通常，图像数据是由例如8比特(256个等级)代表各个像素的多等级数据。同时，在用于输出该种图像数据的喷墨记录装置中，通常由1到3比特代表各个像素。

图23A到23C是说明由二值化处理(二进制量化)和多等级转换处理(多等级量化)产生的点图案的图。图23A示出由二值化处理产生的点图案，图23B示出由使用密度调制的多等级转换处理产生的点图案，图23C示出由使用点大小调制的多等级转换处理产生的点图案。

在使用密度调制的多等级转换处理中，使用对具有不同密度等级的墨水提供的记录单元。可以以与用于不同颜色的记录单元相同的方式来对待用于不同密度等级的该种记录单元。而且，可以在没有任何问题的情况下在误差扩散处理中处理由具有不同密度等级的墨水代表的渐变等级。因此，可以在没有任何实质改变的情况下将以上实施例中的校正处理应用到使用密度调制的多等级转换处理。

在使用应用点大小调制的多等级转换处理的图像形成装置中，存在喷嘴变得不能(稳定地)形成某个大小的点但仍能够正确地形成其它大小的点的情况。

如果将该种喷嘴当作根本不能喷射墨滴的完全故障的喷嘴，则甚至对于可以被正确形成的点图案也应用校正处理(过校正)。(此描述不适用于对各个点大小提供记录头的情况。在该情况下，如在使用密度调制的多等级转换处理那样，将记录头当作用于不同颜色的记录单元。)

由于以上原因，在使用应用点大小调制的多等级转换处理的图像形成装置中，对各个点大小提供多个异常喷嘴管理表，并根据在多等级转换处理中使用的阈值等级来转换这些异常喷嘴管理表。该方法可以仅对不能正确形成的特定大小的点应用本实施例中的校正处理。

从而，当在能够改变点大小的喷墨记录装置中应用支持n个渐变等级(n≥2)的多等级误差扩散处理时，优选执行用于各个点大小的校正处理。通过该方法，当喷嘴变得不能(稳定地)喷射特定点大小的点时，仅对特定点大小的点应用校正处理。这反过来可以防止“过校正”，并从而防止总体图像数值的降低。

同时，当应用多等级误差扩散处理时，可以如图24所示定义大于最大输入等级的点大小。通常，由8比特(最大等级是255)代表输入图像数据。假设0表示白色，255表示纯色，则图24(a)所示的点大小DS3是能够填充一个像素的精确大小(下文将具有DS3点大小的点或能够填充像素的点称为“全尺寸(full-size)的点”)。

如果喷墨记录装置能够形成大于点大小DS3的点，则该种点相应于大于255的输入等级。在误差扩散处理中，通过增加相邻像素的加权误差值来校正当前像素的输入等级。因此，校正后的输入等级有时可以超过255。当在校正处理中关闭相应于异常喷嘴的像素中的点时，这些像素的误差值变得更大，这增加了产生具有大尺寸(例如DS4和DS5(DS3＜DS4＜DS5))的点的可能性。

图25是说明在可得到具有大于相应于255的输入等级的大小的点大小的点(即，大于全尺寸的点的点)(下文成为“超大点”)的情况下覆盖(或校正)白色条纹的示例性方法的图。“超大点”也可被称为“超大墨滴”，全尺寸的点也可被称为“全尺寸的墨滴”。

图25(a)示出正确形成的点图案，图25(b)示出当位于中央的喷嘴N2不能喷射墨滴时形成的点图案。如图25(b)所示，该点图案的中央区域被留下空白，人眼识别该空白为白色条纹。如果相应于255的输入等级的点大小是所支持的最大点大小，则不可能覆盖如图25(b)所示的填充图案中的白色条纹。

同时，如果可获得具有大于相应于255的输入等级的大小的点大小的点(超大点)Db，则可以如图25(c)所示通过超大点Db覆盖白色条纹。在该示例中，替代增加从与故障喷嘴相邻的喷嘴喷射的所有点(墨滴)的大小，而通过误差扩散处理仅增加所选择的点的大小，从而保持点图案的完整性。该方法可以防止缺口及过校正(例如，甚至增加孤立点的大小)，并可以合适地校正由故障喷嘴造成的图像缺陷。

而且，上述方法具有提高的空间。在喷墨记录中，喷射到记录介质上的墨滴被吸收到记录介质中(或记录介质的接收层)，从而形成图像(由于使用热熔喷墨打印通常不发生本申请中描述的问题，因此本文忽略关于其中蜡质墨凝固在记录介质上的热熔喷墨打印的描述)。

在喷墨记录中，墨水渗透到记录介质中的程度根据墨水和记录介质的吸收特性而改变，并且其极大地影响记录质量。例如，如果以图30(b)所示超大点Db代替图30(a)所示的某些全尺寸的点(具有足以填充一个像素的大小)，则超大点可能造成图像的边缘部分(或颜色边缘)中的渗色并且降低图像质量。

同时，已知当不同颜色的两个或多个墨滴在记录介质上重叠时，首先粘附到记录介质的墨滴的颜色的强度变得大于其它颜色的强度。参考图26和27具体描述该现象。

图26是说明染料墨的渗透处理的图。如图26所示，首先喷射在记录介质上的第一染料墨在记录介质上广泛扩散，随后喷射在记录介质上的第二染料墨不能如第一染料墨那样广泛地扩散。作为结果，第一染料墨的颜色变得比第二染料墨的颜色更显著。

图27是说明颜料墨的渗透处理的图。如图27所示，首先喷射在记录介质上的第一颜料墨的涂色材料(颜料)保持在记录介质的表面附近的位置上，第二次喷射在记录介质上的第二颜料墨的涂色材料深度沉入到该记录介质中。作为结果，第一颜料墨的颜色变得比第二颜料墨的颜色更显著。

在以超大点(＞输入等级255)覆盖由故障喷嘴造成的缺陷的上述方法中，每一个超大点的墨水量甚至大于全尺寸的点的墨水量。如果超大点用于两种或更多种颜色的混合颜色，则首先喷射的超大点的颜色变得显著，并且该混合颜色不能被再生。

参考图28更具体地描述该问题。图28示出其中由首先喷射的点造成色移的示例。在图28中，假设通过蓝绿色和黄色墨水(首先喷射蓝绿色墨水)形成是二级色(secondary color)的绿色。

如果用于喷射蓝绿色墨水的喷嘴发生故障，则关闭对于与故障喷嘴相对应的像素喷射蓝绿色墨水，并将该像素的量化误差分散到相邻像素。因此，在黄色点之前在相邻像素中形成超大蓝绿色点(＞输入等级255)。在该情况下，超大点的颜色变得显著，黄色点的颜色变得不明显。而且，超大蓝绿色点伸到相邻像素中并影响相邻像素的颜色。

从而，执行校正处理以覆盖图28(b)所示的黄色条纹可以造成图28(c)所示的蓝绿色条纹的形成。

在本发明实施例中，在为了校正或覆盖由异常喷嘴造成的缺陷如上所述执行多等级误差扩散处理之后，如图18的流程图所示确定是否产生大于全尺寸的点(输入等级255)的超大点。

如果产生超大点，则确定在其中要形成超大点的像素的颜色是否是二级色或更高级的颜色(即，是否通过具有不同颜色的多个点形成该颜色)。如果该颜色是二级色或更高级的颜色，则确定要在用于形成颜色的多个点中最后形成超大点。然后，基于确定的结果，确定是否必需将超大点去除或调整大小。

如果该颜色是二级色或更高级的颜色，但是超大点不是最后要形成的点，即，如果必需将超大点去除或调整大小，则或者去除该超大点，或者根据构成二级色或更高级的颜色的颜色的比例(输出等级)来减小超大点的大小。

例如，如果如图29(a)所示作为校正处理的结果在相邻像素中产生超大的蓝绿色点Db，则如图29(b)所示去除一个或多个超大的蓝绿色点Db(或要被喷射在相应的像素位置上的超大点)(由虚线表示所去除的点)，或如图29(c)所示减小一个或多个超大的蓝绿色点Db的点大小(或要被喷射在相应的像素位置上的超大点的大小)(由Ds表示具有减小后的大小的点)。

与使用多等级误差扩散处理的半色调处理一起执行上述处理可以覆盖或校正由异常喷嘴造成的图像缺陷，同时防止二级或更高级颜色的更改。

如上所述，本发明实施例提供一种图像处理方法，该方法包括使用支持渐变等级(n≥2)的多等级误差扩散处理将图像的多等级数据转换为点图案的转换步骤。该转换步骤包括以下步骤：基于对由喷嘴支持的每一个墨滴大小提供的异常喷嘴信息，确定与不能将墨滴正确喷射到记录介质上或不能喷射特定墨滴大小的墨滴的异常喷嘴相对应的像素；防止将墨滴喷射到与异常喷嘴相对应的确定的像素上；将在多等级误差扩散处理中计算出的所述确定的像素的量化误差分散到相邻像素；及如果作为分散量化误差的结果要在相邻像素中形成超大墨滴，所述超大墨滴的墨滴大小大于能够填充像素的全尺寸的墨滴的墨滴大小，则去除一个或多个超大墨滴或减小一个或多个超大墨滴的墨滴大小。

通过该方法，将用于校正或覆盖由不能够正确记录图像(或正确喷射墨滴)的异常喷嘴造成的图像缺陷的校正处理合并到用于将多等级数据转换为点图案的半色调处理中。从而，与使用多次通行记录的校正方法不同，该方法不会显著地降低记录速度。而且，对半色调处理使用多等级误差扩散处理可以将由校正处理造成的点图案中的不规则性扩散到相邻像素，从而可以校正或覆盖由异常喷嘴造成的例如图像中的白色条纹等缺陷，从而人眼不能容易地识别这些缺陷。此外，当使用具有大于能够填充像素的全尺寸的墨滴的墨滴大小的超大墨滴时，根据预定标准去除一个或多个墨滴或减小一个或多个墨滴的大小以防止图像上的副作用(次要问题)。

超大墨滴的去除率和尺寸减小比率不固定，并基于根据墨水和记录介质(例如纸)的成分及用于各个点大小的墨水量改变的首先喷射的超大点的影响程度来确定。例如，可以根据记录介质类型、颜色、分辨率和/或记录模式从预设的去除率和尺寸减小比率中选择合适的值。

在上述实施例中，描述了解决或减少在形成二级或更高级的颜色时由超大点造成的问题。然而，即使当形成单一颜色时超大点还可能造成例如未干墨水的渗色和转印等问题。可以基于记录介质的吸收特性通过去除一个或多个超大点或减小一个或多个超大点的大小(总量控制)来解决或减少该种问题。这反过来可以提高用于校正或覆盖由异常喷嘴造成的图像缺陷的校正处理的效果。

而且，可以根据要应用校正处理的局部图像和目标(的类型)改变去除率或尺寸减小比率。例如，虽然填充图案中的彩色条纹非常显著，但是边缘部分中的彩色条纹相对不显著。因此，优选使填充图案中的超大墨滴的去除率或尺寸减小比率大于边缘部分中的超大墨滴的去除率或尺寸减小比率。

而且，由于渗色极大地影响线图像和字符的质量，因此优选使线图像或字符中的超大墨滴的去除率或尺寸减小比率高于其它类型的对象中的超大墨滴的去除率或尺寸减小比率。

在上述实施例中，假设在半色调处理过程中通过例如打印机驱动器等程序来执行校正处理。可选择地，可以通过具有与打印机驱动器的功能相同功能的ASIC来执行上述实施例中的校正处理。例如，对于在具有能够在不使用主计算机的情况下打印图像的直接打印功能的打印机中和在包括喷墨记录头的传真机或复印机中的校正处理优先使用ASIC。执行上述实施例中的校正处理的程序(例如打印机驱动器)可以被保存在存储介质(例如，CD-ROM、DVD-ROM或存储器卡)中，或经由例如存储介质或网络分配或安装该程序。

本发明的一个方面可以防止或减少由用于校正或覆盖由异常喷嘴造成的图像缺陷的校正处理造成的次要问题(副作用)的出现，从而可以提高图像质量。

本发明不限于具体揭示的实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行改变和变形。

本申请基于2008年7月9日递交的日本优先权申请No.2008-179616，并将其全部内容并入本文作为参考。