画像処理装置及び方法、並びに画像形成装置
【課題】着弾干渉による粒状の悪化と、着弾位置ずれによるスジの発生を抑制することができるハーフトーン画像を生成する。
【解決手段】記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向を第１方向、第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、記録ヘッドは、ノズル列が第１方向に複数列配置された２次元ノズル配列を備え、多値化手段は、第１方向にブルーノイズ特性を持ち、第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つドットパターンによって階調表現を行う。パターンの周波数成分を第２方向に積算したとき、第１方向では極大がナイキスト周波数付近にあり、パターンの周波数成分を第１方向にナイキスト周波数の１／２よりも高周波側で積算したとき、第２方向では波数０の成分が抑制され、極大がナイキスト周波数よりも低周波の中周波領域にある。
【解決手段】記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向を第１方向、第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、記録ヘッドは、ノズル列が第１方向に複数列配置された２次元ノズル配列を備え、多値化手段は、第１方向にブルーノイズ特性を持ち、第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つドットパターンによって階調表現を行う。パターンの周波数成分を第２方向に積算したとき、第１方向では極大がナイキスト周波数付近にあり、パターンの周波数成分を第１方向にナイキスト周波数の１／２よりも高周波側で積算したとき、第２方向では波数０の成分が抑制され、極大がナイキスト周波数よりも低周波の中周波領域にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理装置及び方法、並びに画像形成装置に係り、特に、インクジェット記録装置など、ドットの配置によって階調表現を行う画像形成装置に好適なデジタルハーフトーニング処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、複数のインク吐出口（ノズル）が配列された記録ヘッドと印刷媒体とを相対移動させ、ノズルからインク滴を吐出することにより、印刷媒体上に所望の画像を形成する。高精細な画像出力を実現するために、記録ヘッドには、多数のノズルを２次元的に配列させたノズルレイアウトにより記録解像度を向上させた２次元ノズル配列ヘッド（以下、「２次元ヘッド」と略記する場合がある。）が用いられる。
【０００３】
また、プリント生産性を高めるために、印刷媒体の送り方向（以下「ｙ方向」とする。）と垂直な媒体幅方向（以下「ｘ方向」とする。）について描画領域の全範囲をカバーするノズル配列を備えた長尺のラインヘッド（ページワイドヘッド、或いはフルライン型ヘッドと呼ばれる）を用い、かかる長尺ヘッドを印刷媒体の送り方向（ｙ方向）に対して略垂直方向に延在させる構成を採用し、ヘッドに対して印刷媒体を１回だけ相対移動させることにより、印刷媒体上に所定解像度の画像を形成するシングルパス描画方式の構成も知られている。
【０００４】
このような２次元ヘッドを用いたシングルパス描画方式のインクジェット記録装置において、高速印字を行うと、隣接ドット間の着弾時間差が短いため、印刷媒体に吸収されていない着弾液滴同士が印刷媒体上で合一し、粒状が悪化するという課題がある。このような粒状性の課題は、特にシャドウ領域で顕著である。
【０００５】
また、通常、インクジェット印刷においては、印刷媒体上の描画領域に対して複数回の描画走査によって所定解像度の画像を完成させる多重スキャン方式（マルチパス印字方式）で描画することにより、ノズル間の特性のばらつきを低減し、画質を確保することが一般的である。
【０００６】
高生産性を実現するためにヘッドの長尺化は有効な手段であるが、コスト面からヘッドの数をできるだけ減らすことが望まれる。例えば、印刷媒体上の同じ画素位置に対してドットの記録が可能なノズルを複数個用意するような構成（ノズルの冗長性）やヘッドの多重化度を減らすことが必要である。ただし、このような冗長ノズルやヘッドの多重化度の削減は、個々のノズルの吐出特性が描画結果に反映されやすく、ノズルのばらつきによるスジムラが発生するという課題がある。
【０００７】
つまり、低コスト高生産性を実現するために、画質面からは、粒状性とスジムラ低減を両立することが重要である。一般に、スジを良化させるためには、ドットサイズを大きくして、ドット間の隙間を埋めることが有益とされている。ただし、ドットサイズの増大は粒状を悪化させるという課題があり、上記問題（粒状性とスジムラ低減の両立）を解決できない。さらに、ドットサイズを大きくすることは、インク量を増大させるという課題がある。インク量の増大は、特に、高速印字において、乾燥能力の強化の必要性を意味しており、乾燥装置の能力強化など、高コストにつながる。
【０００８】
特許文献１では、スジの課題を解決するために、ドットサイズの制御では無く、描画パターンの工夫でスジムラを抑制する技術が開示されている。すなわち、帯状のパターンと分散されたパターンの比率を変化させるハーフトーン手法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４４７５０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の提案のように、帯状のパターンを使うと、印刷媒体上でドットとドットがつながりやすいため、スジに関しては確かに良化する。しかしながら、帯状パターンと分散パターンの２種類のパターンを単純に混合すると、粒状が悪化するという問題がある。
【００１１】
また、特許文献１は、高速印字によって発生する隣接着弾液滴の合一現象に起因する粒状の悪化については考慮されていない。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スジムラの低減と粒状を両立させることができるハーフトーン処理が可能な画像処理装置及び方法、並びに画像形成装置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】
【００１３】
本発明は前記目的を達成するために、液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記ノズルからの打滴により前記記録媒体上に画像を形成するための２値又は多値の画像データを生成する画像処理装置であって、多階調（Ｍ値）の元画像データに対して量子化処理を行い、前記元画像データよりも低階調のＮ値の画像データに変換する多値化手段を有し（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ＞Ｎ≧２を満たす整数）、前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対移動方向を第１方向、前記記録媒体上の前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、前記記録ヘッドは、前記第１方向に前記ノズル列が複数列配置された２次元のノズル配列を備え、前記多値化手段は、前記第１方向にブルーノイズ特性を持ち、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つ前記ドットパターンによって階調表現を実現することを特徴とする画像処理装置を提供する。
【００１４】
本発明の他の態様については、本明細書及び図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、着弾干渉による粒状の悪化を抑制できるとともに、着弾位置ずれによるスジムラの視認性を抑えることができるドット配置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】２次元ヘッドと印刷媒体との相対移動によって印刷媒体上の各画素にドットが記録される場合の打滴順の説明図
【図２】本実施形態によるドットパターンの例を示す図
【図３】図２の周波数特性を示す図
【図４】着弾干渉による粒状の悪化とその改善方法を示した模式図
【図５】本例で用いるマスクパターンの例を示す図
【図６】マルチドットによるドット配置の例を示した説明図
【図７】ディザマトリクスの生成手順を示したフローチャート
【図８】ディザマトリクスの他の生成手順を示したフローチャート
【図９】階調パターン生成処理のフローチャート
【図１０】画素入れ替え処理のフローチャート
【図１１】マスクパターンの周波数特性の特徴の説明図
【図１２】評価フィルタ生成処理のフローチャート
【図１３】実空間フィルタの一例を示す図
【図１４】各画素処理（量子化処理）のフローチャート
【図１５】誤差拡散法による誤差拡散マトリクスの例を示す説明図
【図１６】量子化処理の具体例を示すフローチャート
【図１７】実施例に係るディザマトリクスの一部を示す図
【図１８】本実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示すブロック図
【図１９】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図
【図２０】インクジェットヘッドの構成例を示す平面透視図
【図２１】ヘッドの他の構造例を示す平面透視図
【図２２】図２０中のＡ−Ａ線に沿う断面図
【図２３】インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
＜インクジェット印刷機の構成＞
図１は、２次元ヘッドと印刷媒体との相対移動によって印刷媒体上にドットが記録される場合の着弾順（打滴順）の説明図である。図１の下から上に向かって印刷媒体（用紙）が搬送される。用紙の送り方向を「ｙ方向」とし、送り方向に垂直な用紙幅方向（送り垂直方向）を「ｘ方向」とする。ｙ方向は「第１方向」に相当し、ｘ方向は「第２方向」に相当する。
【００１９】
図中符号１０はインク吐出口（ノズル）を表している。ここでは、説明を簡単にするために、ノズル配列の一例として、千鳥配列を例に説明する。図１に示した印刷ヘッド１４は、ｘ方向に一定の間隔でノズル１０が並ぶノズル列（吐出口列）２１、２２がｙ方向に位置を変えて複数列（ここでは２列）並んだ２次元ノズル配列を有する。ｘ方向に沿った直線上にノズル１０が並んだ各ノズル列２１、２２における同一ノズル列内のノズル間ピッチは等しく（２画素周期を例示）、ｙ方向に隣接するノズル列間の送り方向列間隔も一定（６画素間隔を例示）である。
【００２０】
ｙ方向に隣接するノズル列同士はｘ方向に１画素シフトした位置関係で配置されている。なお、画素ピッチは、記録解像度から規定される（例えば、1200dpiのとき、１画素は約21.2μmに相当する）。図示の２列のノズル配列において、用紙搬送方向の上流側（図の下）を第１列目、下流側を第２列目とノズル列の番号を定めるとき、印字媒体上のｘ方向に並んで連続する画素のライン（ｘ方向走査ライン）は、第１列目のノズル列で記録された１画素おきの画素の間を第２列目のノズル列で記録するように、時間差を持ってドットの記録が行われる。
【００２１】
図中で数字１〜２０が付された各セルは、印刷媒体上の画素を表し、セル中の数字は打滴の順番（ドットの着弾順）を表す。図示のように、２次元ヘッドによる印字の場合、印刷媒体上のｘ方向に隣接するドットは、２次元ヘッドのノズル配列上でｙ方向に数画素ピッチ離れたノズルから、異なるタイミングで吐出されることが通常である。
【００２２】
図１の場合、印刷媒体におけるｘ方向に沿った画素列の第１行目（最上行）に注目すると、左から「１，６，１，６，１，６・・・」の着弾順となっており、ｘ方向に関して、ノズル配列の第１列目のノズル列によって記録される画素（「１」）と第２列目のノズル列によって記録される画素（「６」）の隣接画素の着弾時間差は「５」となっている。また、印刷媒体上のｙ方向に沿った画素列の最左の列に注目すると、上から「１，２，３，４，５，６，・・・・」の着弾順となっており、ｙ方向に関して隣接画素の着弾時間差は「１」となっている。
【００２３】
このように、２次元ヘッド１４と印刷媒体との相対移動によって描画を行う構成では、送り方向（ｙ方向）の隣接画素と、送り垂直方向（ｘ方向）の隣接画素とで自画素との着弾時間差が異なる。つまり、送り方向の隣接画素の着弾時間差の方が短く、送り垂直方向の隣接画素の着弾時間差の方が長い。
【００２４】
このような構成は、粒状性に関連するドットの合一性と、スジムラに関連する吐出位置精度について、以下の意味合いを持つ。
【００２５】
（ドットの合一現象について）
着弾液滴の合一現象は、以下の理由により発生する。
【００２６】
［１］先に着弾したインク液滴が印刷媒体（用紙）内に吸収される前に、次の（後続の）インク滴が着弾し、印刷媒体上でこれら２つのインク滴が合一（合体）することによる。
【００２７】
［２］クリアインク（前処理液としてのインク）と、色材（顔料）含有インクを凝集反応させて顔料を用紙上に固定する系においては、凝集反応時間が２つのドットの着弾時間差よりも長いときに合一現象が発生する。
【００２８】
［１］、［２］のどちらのケースであっても、隣接するドットの着弾時間差は長い方が、合一現象の観点からは有利であり、粒状の観点からも有利である。
【００２９】
ｘ方向に隣接画素の着弾時間差が長い図１の構成の場合、仮に、ｙ方向にドットを連ならせると、着弾時間差が短く、合一現象を引き起こすため粒状にとって不利である。したがって、粒状の観点から、縦方向（ｙ）方向にドットを連ならせるよりもむしろ、横方向（ｘ方向）もしくは、斜め方向にドットを連ならせることが望ましい。
【００３０】
（吐出位置精度について）
スジムラは吐出位置精度（着弾位置精度）の悪化により、ドットが不均一に配置されることで発生する。吐出位置精度の悪化の主な要因は、吐出方向ばらつきである。吐出方向ばらつきは、多くの場合、ノズル内でのばらつきよりも、ノズル間のばらつきの方が顕著である。ノズルが送り垂直方向（ｘ方向）に多数並んでいる本構成の場合、ノズル間のばらつきに起因して、送り垂直方向に、送り方向に向けたスジが発生する。その一方で、これと垂直な方向のスジムラは、以下の理由により発生しにくい。
【００３１】
［理由１］ノズル内のばらつきが比較的小さく、そのような方向に発生する着弾位置誤差が生じ難い。
【００３２】
［理由２］仮に、その方向に着弾位置誤差が発生したとしても、ノズル間でばらつきがあるので、スジ状にはならない。
【００３３】
また、描画パターン（ドットパターン）とスジ、粒状に関しては、一般に以下の関係がある。
【００３４】
粒状に関して、ドット配置が高周波分布（空白とドットが空間的に短い周期）に配置されていることが望ましい。低周波（ドットと空白を長い周期）に分布させると粒状を悪化させやすい。
【００３５】
スジムラに関して、隣り合うドットとドットにオーバーラップを持たせて配置させることが好ましい。これはドットを低周波に分布させることを意味する。高周波に配置させると、ドットとドットのオーバーラップが失われやすいので、スジが悪化しやすい。
【００３６】
上述のような装置構成、並びに、パターンとスジムラ、粒状の関係性を考慮すると、以下のようなドットパターン特性を持たせるように構成することで、スジムラ、粒状の両方を満足させる相乗効果をもたらすことができる。
【００３７】
＜基本ドットパターン特性（特に中間調について）＞
本実施形態では、ドット合一現象を回避するために、送り方向にはドットを高周波に配置する（すなわち、ｙ方向になるべくドットを連ならせない）。なお、送り方向に関しては、ノズル内のばらつきが小さく、吐出位置精度が高いので、非常に高周波にドットを配置しても、スジムラは発生しない。さらに、合一現象が抑制されるだけでなく、パターンとしても高周波なので粒状も良化する。
【００３８】
送り垂直方向（ｘ方向）には、なるべくドットを連ならせて（低周波に）配置する。ｘ方向はｙ方向に比べて着弾時間差が長く、合一現象が発生し難いので、粒状が悪化しない。また、このように配置することで、パターンの特性（隣接ドット同士がオーバーラップして配置される構成）により、スジの悪化を抑制することができる。
【００３９】
このような特性を持つドットパターンの一例を図２に示した。図３にはドットパターンの周波数特性を示した。図３はドットパターンを２次元フーリエ変換し、パワー（絶対値の自乗）を濃淡で表したものである。濃い部分ほど成分量が大きいことを示している。
【００４０】
図示のように、本実施形態によって実現するパターンは、中間調で送り方向（ｙ方向）に高周波（ナイキスト周波数にピークがあり）、かつ、送り垂直方向（ｘ方向）には低周波なパターンである。すなわち、このパターンは、送り方向にブルーノイズ特性を持ち、送り垂直方向にグリーンノイズ特性を持つ。
【００４１】
そして、かかる周波数特性を持つ中間調を基本として、ハイライト域、並びにシャドウ域では、ドットが十分に分散されたパターンが生成される。
【００４２】
（シャドウ領域の粒状対策について）
ドットの合一現象により粒状が悪化する問題は既に説明したが、この現象は特に、ドットの配置が密となるシャドウ領域で顕著である。この現象を図４で説明する。
【００４３】
図４（ａ）は、従来のハーフトーン処理に基づく網点パターンの模式図、図４（ｂ）は本発明の実施例によるパターンの模式図である。
【００４４】
従来は、ドットの合一現象を回避するために、なるべくドットを分散させて配置させるのが通常であった。例えば、孤立したドットを千鳥配列により２次元的に分布させた網点パターンは、このような配置の代表的な例である。かかる千鳥配置の中央空白画素（図４（ａ）参照）に、ドットを追加的に配置すると、その周辺４画素のドットは中央のドットに引き寄せられ、中央ドットの周りの白地部分（図中、破線円で示した部分）を増やしてしまう。
【００４５】
図４（ａ）では、小滴のドット４０による千鳥配置の中央空白画素に、中滴のドット（中ドット）４２を配置した例が示されている。図示のように、分散配置された小滴ドット４０の空白画素に中滴ドット４２が配置されると、当該中滴ドット４２は、これに隣接する周辺４画素の小滴ドット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄを引っ張り、中央に寄せてしまう。その結果、液滴が合一してかたまり（ダマ）になり、ドット４２の周りに白地部分が増え、粒状を悪化させる。
【００４６】
これに対し、本発明の実施例による図４（ｂ）のドット配置によれば、横（ｘ）方向に連なる小滴ドット４０のドット列４４、４５が縦（ｙ）方向に離れて（高周波に）配置されている分布の中央空白画素に、中滴ドット４２が追加された構成となっている。
【００４７】
この場合、中滴ドット４２に隣接するドット４０Ｅ〜Ｊは中央のドット４２に引き寄せられるが、その移動による白地部分の増大は、図４（ａ）に比べて少ないため、粒状の悪化が抑制される。
【００４８】
図４（ｂ）に示すようなパターンは、図２〜３で説明したとおり、送り方向にドットを高周波に配置し、送り垂直方向に低周波に配置したドット配置の空白部分にドットを足していくことで実現できる。
【００４９】
本実施形態におけるハーフトーン処理は、図２〜３、図４（ｂ）で説明したような各階調におけるパターンをそれぞれの階調域において実現し、かつこれらをなめらかに接続する必要がある。このため、以下のような多値化処理の構成が採用される。
【００５０】
＜多値化処理により形成されるパターン＞
（１）マスクパターンについて
本例で用いるマスクパターンを図５（ａ）に示す。これは、図２で説明したパターンと同様のものとなっている。図５（ａ）に示したように、このマスクパターンは、送り方向に関して高周波（略１画素おき）に領域が分割されており、送り垂直方向は、送り方向と比較して低周波側に重みがおいてあり、かつ低周波成分が抑制されている（図３の周波数特性参照）。
【００５１】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のマスクパターンの白部（空白部）にドットを分散させて配置した例である。図５（ｂ）中の灰色の画素が追加されるドットの位置を示している。
【００５２】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）によるドットの分散配置の結果として得られるシャドウ域のパターンの例である。
【００５３】
（２）階調表現について
このように、中間調及びシャドウの少なくとも一部の階調でマスクパターン（図５（ａ））によって分割された領域のドットを分散させながらドット数を変化させて階調表現を行う。例えば、シャドウにおいては、マスクパターンで分割された片側領域（マスクパターンの黒部の領域）をドットで埋め、残りの領域（白部の領域）のドット数を変化させて階調表現を行う。なお、このときドットは分散配置にする。
【００５４】
図５（ａ）に示したマスクパターンの黒部は「第１領域」に相当し、残りの白部は「第２領域」に相当する。
【００５５】
（３）マルチドットによるドット配置の例について
ドットサイズ（吐出液滴量）の異なる複数種類のドットを選択的に記録できる記録ヘッドが用いられる場合には、ドットパターンの形成に際して、以下のような形態とすることが好ましい。ここでは、説明を簡単にするために、大小２種類のドットを打ち分けられる場合を例に説明する。
【００５６】
<例１>：図５（ａ）で示したマスクパターンの横連なり部を小滴ドットにするとともに、残りの部分（白部）に大滴ドットを分散的に配置する（図５（ｂ）の灰色で示した部分に大滴ドットを配置する）。小滴のドット径Ｄ１は、送り方向印刷解像度の周期Ｌｙの略２倍、もしくは、２倍以下であることが望ましい。送り方向の着弾干渉による粒状の悪化を抑制するためである（図６の左側参照）。
【００５７】
<例２>：図５（ａ）で示したマスクパターンの横連なり部の中で、小滴ドットと大滴ドットを互い違いに配置する（図６の右側参照）。この場合、小滴のドット径Ｄ１と大滴のドット径Ｄ２は、両者の平均が、送り方向周期Ｌｙの２倍以上であることが望ましい。
【００５８】
なお、横方向に小滴ドットと大滴ドットが交互に（互い違いに）配置されるともに、縦方向についても、小滴ドットと大滴ドットが互い違いに配置されている（同じサイズのドットが連続して並ばないように配置されている。）。
【００５９】
上記のように分散されて配置される複数のドットのサイズの平均は、送り方向印刷解像度の周期Ｌｙの略２倍もしくは、２倍以上とすることが好ましい。
【００６０】
このような構成によれば、図６の右側に示したように、横連なり部のパターン間の隙間（白地）がきれいに埋まり、粒状が良くなる。また、横（ｘ）方向に大きなドットと小さなドットが互いにオーバーラップを持って分布するため、スジにも強い。
【００６１】
（４）本実施形態によって実現されるドット配置による効果
上述したドット配置によれば、隣接ドットの平均的な着弾時間差を比較的長く取れるため、ドット合一現象による粒状悪化を抑制できる。また、この構成によると、送り方向に着弾位置精度（吐出精度）が高く、送り垂直方向に着弾位置精度（吐出精度）が低い画像形成装置について、良好な画像を得ることができる。すなわち、送り方向についてドットは高周波に分布して配置されているが、着弾位置精度が高いのでムラにならず、粒状を良化させることができる。また、送り垂直方向に関して着弾位置精度が多少悪くても、この方向にドットが連なっているため、着弾位置誤差によるスジの視認性を抑制することができる。
【００６２】
＜具体的なハーフトーン処理の実施方法の例＞
（第１の方法：ディザマトリックスによる方法）
上述したドット配置を生成するディザマトリクスの生成方法を以下に示す。
【００６３】
図７はディザマトリクスの生成手順の一例を示すフローチャートである。最初に、送り方向に高周波、送り垂直方向に相対的に低周波な周波数特性を持つパターンの２値フィルタを中間調（階調Ｌ）にて作成する（ステップＳ１１）。この２値フィルタは、図２及び図３、図５（ａ）で説明した周波数特性を持つ。
【００６４】
そして、この２値フィルタ（パターン）を使い、画像領域を２分割する（図７のステップＳ１２）。分割された領域のそれぞれを領域Ａ（「第１領域」に相当）、領域Ａ’（「第２領域」に相当）とよぶ。
【００６５】
中間調階調値（階調Ｌ）未満の階調域（階調０〜Ｌ−１の範囲）では、領域Ａのみにドットを置くという制約条件のもとで各階調のドット配置（つまり、ディザマトリクスの領域Ａに対応する各セルの数値）を決定する（ステップＳ１３）。
【００６６】
一方、中間調階調値（階調Ｌ）より上の階調域（階調Ｌ＋１〜max）では、領域Ａにドットがあると仮定し、領域Ａ’のみにドットを追加するという制約条件のもとで各階調のドット配置を決定する（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１３、Ｓ１４において、ドットはそれぞれの制約条件を守りながら、なるべく高周波に分散配置させるような条件でディザマトリックスを生成することが望ましい。
【００６７】
そして、ステップＳ１３及びＳ１４で得られた各階調のパターンを統合（マージ）することにより（ステップＳ１５）、全階調域の各階調に対応したドット配置を定めるディザマトリクスが得られる。
【００６８】
このようにして得られたディザマトリクスは、中間調付近においては送り方向に高周波で、送り垂直方向には比較的低周波な特性を持ち、ハイライト域及びシャドウ域では、ドットが分散されている。また、このディザマトリクスに、各階調ごとに適切な閾値を適用してパターンを抽出し、ドットを割り当てることで、前述の<例１>、<例２>で説明したパターンを実現することができる。
【００６９】
なお、ステップＳ１３、１４の処理は、適宜順番を入れ替えることも可能であるし、並列に処理することも可能である。図８に、並列処理を行うフローチャートを示す。
【００７０】
（他のディザマトリクス生成フロー）
図８は、他の例によるディザマトリクスの生成処理のフローチャートである。
【００７１】
最初に、初期階調＝Ｌ０のパターンを生成する（ステップＳ２１）。この処理は、図７のステップＳ１１と同様の処理である。
【００７２】
次に、初期階調Ｌ０より上の階調域（Ｌ０＜Ｌｐ＜level max）における各階調Ｌｐごとのパターンを生成する処理（図８のステップＳ２２Ａ〜Ｓ２５Ａ）と、初期階調Ｌ０より下の階調域（level min＜Ｌｍ＜Ｌ０）における各階調Ｌｍごとのパターンを生成する処理（ステップＳ２２Ｂ〜Ｓ２５Ｂ）とが並列に行われる。こうして得られた各階調のパターンを結合することにより（ステップＳ２６）、目的のディザマトリクスが得られる。
【００７３】
（各階調のパターン生成方法について）
図７のステップＳ１１、Ｓ１３〜Ｓ１４、図８のステップＳ２１、Ｓ２３Ａ、Ｓ２３Ｂで示した各階調パターンの生成処理は、ドットを置ける位置を制限する条件である制約条件をもとに、乱数で発生させた初期パターン（初期パターン生成処理）を、前記制約条件とパターンの評価値にしたがい、ドットを順次入れ替える処理を通じて、評価値に関してパターンを最適化することで生成される。
【００７４】
図９は各階調のパターンを生成する処理のフローチャートである。図９のフローチャートの構成要素について以下に説明する。
【００７５】
ステップＳ６１の階調制約条件設定処理は、後述の画素入れ替え処理（ステップＳ６６）において、ドットの入れ替えが許される領域（すなわち、評価値を指標とする最適化によりドットの配置を変更できる領域）を指定する処理である。例えば、以下に例示する２つの制約条件を設定する。
【００７６】
（制約条件１）：ディザマトリクス一般に必要な条件である、高階調パターンは低階調パターンを内包するという条件。
【００７７】
（制約条件２）：画質向上などを目的として、パターンに特定の特性を持たせるために、ドットを置く位置を制限する条件。詳細は後述の＜制約条件について＞の記載で説明する。
【００７８】
ステップＳ６２の評価フィルタ設定処理は、画素入れ替え処理（ステップＳ６６）、評価値算出処理（ステップＳ６７）等で使用する評価フィルタを指定する処理である。評価フィルタとは、周波数成分ごとの重みを示す周波数フィルタであり、ドットパターンに周波数空間で乗算(実空間で畳み込み)する際に使用される。この評価フィルタの特性が、パターンの特性に反映される。
【００７９】
この評価フィルタは以下の処理で使用される。
【００８０】
（１）画素入れ替え処理（ステップＳ６６）において、入れ替えるドットの位置を指定するために使用される。
【００８１】
（２）評価値算出処理（ステップＳ６７）、評価値比較（ステップＳ６８）、保存パターン／評価値更新処理（ステップＳ６９）においてパターンの評価値を決定するために使用される。なお、評価フィルタは、階調ごとに異なるフィルタを設定することが可能である。詳細は後述する。
【００８２】
図９におけるステップＳ６３の初期パターン生成処理は、パターン（ドットの配置）を最適化するにあたり初期のパターンを設定する。パターンは以下の処理手順に従い設定される。
【００８３】
（手順１）階調に必要なドット／空白数を求める。例えば、８bit の階調Ｌなら、必要なドット数は（Ｌ／２８）×マトリクスサイズである。
【００８４】
（手順２）マトリクスサイズと同じサイズの乱数を発生させる。
【００８５】
（手順３）以下の規則に従ってドットを配置する。
【００８６】
［規則１］初期階調（Ｌ０）以下の階調の場合：制約条件でドットの入れ替えが許されている領域について、乱数の値が高い箇所から順に、ドットを（手順１）で指定した数配置し、残りを全て空白と設定する。
【００８７】
［規則２］初期階調（Ｌ０）より上の階調の場合：制約条件でドットの入れ替えが許されている領域について、乱数の値が高い箇所から順に、空白を（手順１）で指定した数配置し、残りを全てドットと設定する。
【００８８】
ステップＳ６４では、カウンターの値（ｎ）を「０」にリセットする。
【００８９】
ステップＳ６６の画素入れ替え処理では、図１０に例示するフローに従い、ドットパターンを更新する。図１０では３つのフローチャートを例示した。いずれのフローチャートにおいても、まずドットパターンに評価フィルタを乗算（畳み込み）し、評価用の濃度分布を算出する。次に入れ替え制約条件を満たす領域にあり、かつ濃度が高いドットを、濃度が低い空白と入れ替える、という基本的な流れは共通している。
【００９０】
図１０（ａ）は、上記の処理を１ステップで行うフローである。図１０（ｂ）、（ｃ）は、２ステップで行う処理の例である。画素入れ替え処理（ステップＳ６６）は最適化の過程で繰り返し行われるが、例えば、常に図１０（ａ）に示す「画素入れ替え処理１」のみ行う構成にしても良いし、図１０（ｂ）に示す「画素入れ替え処理２」、図１０（ｃ）に示す「画素入れ替え処理３」を含めて各画素入れ替え処理１〜３をランダムに選択しても良い。図１０（ａ）の画素入れ替え処理1は、評価フィルタの畳み込み数が他の処理２〜３より少なく、演算が高速であるため、最適化の初期に多用する構成にしても良い。また階調ごとに処理１〜３の選択方法を変化させても良い。
【００９１】
図９におけるステップＳ６７の評価値算出処理、ステップＳ６８の評価値比較処理、ステップＳ６９〜Ｓ７３の保存パターン/評価値更新処理は、次の通りである。
【００９２】
評価値算出処理（ステップＳ６７）は、ステップＳ６６の画素入れ替え処理で変更されたドットパターンに評価フィルタを乗算（畳み込み）し、評価用の濃度分布を算出する。そして、この濃度分布の標準偏差を算出し、これを評価値とする。ステップＳ６６〜Ｓ７２で画素入れ替え処理（ステップＳ６６）、並びに評価値算出処理（ステップＳ６７）を繰り返し行い、評価値比較（ステップＳ６８）にて評価値が向上した場合は、当該するパターン並びに評価値を保存する（ステップＳ６９）。次回以降は、保存した評価値と算出した評価値を比較して（ステップＳ６８）、良化したか否か判断する。
【００９３】
以上の画素入れ替え処理、並びに評価値算出処理をパターン更新がされなくなるまで、繰り返し行うことで（ステップＳ６６〜７２）、当該階調のパターンを評価値に関して最適化する。最適化して得られた階調パターンを保存して（ステップＳ７３）、処理を終了する。
【００９４】
（評価フィルタ、制約条件並びに該当するパターンについて）
図３で説明した周波数特性を持つパターンを作成するために必要な評価フィルタの設定方法等について以下に説明する。
【００９５】
階調レベルによってパターン特性は異なるため、対応する評価フィルタも変える必要がある。以下、階調ごとのパターンと対応するフィルタを説明する。
【００９６】
＜初期階調について＞
初期階調は、図３で説明したように、本実施例におけるマスクパターンの特性を実現するパターンを生成する。すなわち、マスクパターンの実空間の模式図が図２、マスクパターンの周波数特性は図３に示される。
【００９７】
図２における横方向（送り垂直方向）に高さ１ピクセル（画素；単位［px］で示す）の横線が、縦方向（送り方向）に１pｘの隙間を空けて（２pxおきに）多数配置され、かつ千鳥状のパターンが排除されたパターンである。なお、各横線の線分の長さは、特に限定されず、２px以上、適宜の長さが設定される。
【００９８】
周波数特性としては、送り方向に最も高周波（ナイキスト周波数）かつ送り垂直方向には中周波成分の領域に極大が存在し、それ以外の周波数成分、特に低周波成分（濃度平均を示す、ｋx＝０，kｙ＝０成分はここでは無視する。図３の中央）が抑制されたパターンである。
【００９９】
図１１に示したように、この周波数特性は次のような観点で特徴付けられる。
【０１００】
（１）周波数成分をｘ方向に積算したとき、その積算結果を示すグラフはｙ方向のナイキスト周波数付近に極大がある（図１１の右側に記載したグラフ参照）。
【０１０１】
（２）周波数成分をｙ方向について前記ナイキスト周波数の１／２よりも高周波側の周波数域で積算したとき（図１１の破線から上の領域で積算したとき）、その積算結果を示すグラフはｘ方向の波数０の成分は抑制されている。そして、ｘ方向では極大がナイキスト周波数よりも低周波側(中周波領域)にある（図１１の上側に記載したグラフ参照）。なお、ここで「抑制されている」とは、値が０に近いということを意味している。
【０１０２】
（３）ｙ方向にブルーノイズ特性を持ち、ｘ方向にグリーンノイズ特性を持つ。ブルーノイズ特性は、高周波側ほど成分量（強度）が高くなる。グリーンノイズ特性は、特定の周波数（中周波数成分）にピークを持つ。
【０１０３】
（Ｌ0階調に用いる評価フィルタについて）
このようなパターンを生成するための評価フィルタは、図１２のフローチャートに従い生成される。すなわち、まず、実空間上でフィルタを設計する（ステップＳ８１）。基本的には中央(＝畳み込みの際に、(0,0)となる成分)から距離の関数として減少するような関数とする。
【０１０４】
しかし、本例においては、送り方向に高周波（送り方向ナイキスト周波数に極大）かつ、送り垂直方向に低周波としたいため、図１３に例示したように、中央の画素行（「１０」を中心とする横方向の画素行）は、上下の画素行よりも値を小さめに設定し、さらに、その２つ上又は２つ下の行（中央の画素行から上下に１行空けてグレーで示した行）も小さめに設定する。
【０１０５】
このような特性を持つ実空間フィルタに、さらに低周波強調処理（図１２のステップＳ８２）を行うことで評価フィルタを生成する。このようにして得られた評価フィルタを用い、中間調階調にてパターン最適化を行うことにより、目的の周波数特性を持つマスクパターンを生成することができる。
【０１０６】
本例のマスクパターンは、送り方向にナイキスト周波数で配置する必要があるため、初期階調Ｌ０としては、本例の場合、５０％前後の階調を選択する。５０％丁度にすると、送り方向の位相が広い領域で一致しやすくなる。このようになるとバンディングが発生しやすくなるため、５０％から若干ずらすのが望ましい。なお、図１１に示したパターンは、（136/256）×100［％］＝53.125％で生成したが、この値に限定されない。
【０１０７】
＜その他の階調について＞
初期階調以外の他の階調は、ディザの特性上、初期階調の特性が反映される。すなわち、制約条件として、初期階調のパターンを内包するパターンが適用される。したがって、ある程度任意の評価フィルタを使っても所望の特性は実現できる。
【０１０８】
ただし、シャドウ域並びにハイライト域では、なるべく、ドットを分散させた方が画質上好ましい。したがって、実空間フィルタとして等方的かつ中央から距離の関数として減少するような実空間フィルタを用い、これに低周波フィルタをかけたものを評価フィルタとすることが好ましい。
【０１０９】
＜制約条件について＞
上述の評価フィルタを設定すると、制約条件としては、初期階調については、制約条件無し、その他の階調ではディザマトリクス一般に要求される、階調の関係性からくる制約条件のみでディザを作成することによって所望の特性を実現できる。
【０１１０】
また、別の実施例として、初期階調の制約条件として、１on１offの横万線を設定することで、同様な特性を持つパターンを実現することができる。
【０１１１】
なお、マスクパターンは、初期階調Ｌ０のパターンを使っても良いし、その周辺階調のパターンを使ってもよい。どちらでも所望の特性を得ることができる。
【０１１２】
＜具体的なハーフトーン処理の実施方法の例＞
（第２の方法：ディザマトリクスと誤差拡散法を併用する方法）
次に、ディザマトリクスと誤差拡散法を併用して量子化を行うハーフトーン処理の例を説明する。
【０１１３】
図７で説明したように、送り方向に高周波、送り垂直方向に低周波よりの周波数特性を持つ２値マスクパターンにより、領域を２分割する。２分割した領域をそれぞれ領域Ａ、領域Ａ’とする。なお、この領域は、階調ごとに変えても良い。例えば、図７で生成したディザマトリクスは、中間調の階調域にて、前記周波数特性を持つため、階調ごとにディザマトリクスと比較する閾値を変化させて、領域Ａを調整してもよい。
【０１１４】
図１４は、各画素の量子化処理のフローチャートである。図１４のステップＳ９１に示した「領域Ａ調整処理」は、階調ごとにディザマトリクスと比較する閾値を変化させて、領域Ａを調整する処理工程である。
【０１１５】
ステップＳ９２では、注目画素（処理対象の画素）の階調値が階調Ｌ未満であるか否かの判定を行う。この判定基準となる階調Ｌは、図７で２値フィルタのパターンを作成したときの中間調階調値である。
【０１１６】
注目画素の階調値が階調Ｌ未満であるとき、すなわち、ハイライトから中間調の領域では、ステップＳ９２でＹＥＳ判定となり、ステップＳ９３に進む。
【０１１７】
ステップＳ９３では、領域Ａ内において、多値化処理を行い、領域Ａ’については空白ドット（滴無しに相当）を打つものとする。領域Ａ内において行われる多値化処理は、周辺画素から拡散された量子化誤差（周辺誤差）と、当該注目画素の階調値（元の階調値）との和を計算し、この和の信号値と、誤差拡散の閾値（量子化判定用の閾値）とを比較した結果に基づいて行う。
【０１１８】
一方、ステップＳ９２の判定において、注目画素の階調値が階調Ｌ以上であるとき、すなわち、中間調からシャドウ領域では、ステップＳ９２でＮＯ判定となり、ステップＳ９４に進む。
【０１１９】
ステップＳ９４では、領域Ａについて、「滴有り」としてドットを配置し、領域Ａ’内にて、上記同様に、誤差拡散閾値との比較により多値化を行う。
【０１２０】
例えば、図６の＜例１＞を実現する場合は、階調Ｌ未満の領域Ａの多値化は、小滴又は空白ドットを選択する処理にする（図１４のステップＳ９３）。また、階調Ｌ以上では、領域Ａに小滴を配置し、領域Ａ’において大滴か空白ドットを多値化の結果として選択する（ステップＳ９４）。
【０１２１】
また、図６の＜例２＞を実現する場合は、Ｋ（ただし、Ｋは０＜Ｋ＜Ｌを満たす整数）以下の階調域において、領域Ａを狭く調整したうえで、領域Ａにおいて小滴又は空白ドットで２値化を行う。そして、Ｋ以上Ｌ未満の階調域においては、領域Ａ内で小滴又は大滴で多値化する。このとき、領域Ａの大きさを広くするように調整してもよいし、Ｋ以下のときと同じ領域に固定してもよい。領域Ａの広さ、並びに、階調値により、大滴と小滴の発生比率を制御することができる。
【０１２２】
ステップＳ９３又はＳ９４によって多値化を行った後、当該注目画素の「周辺画素量子化誤差＋階調値」と、選択したドット（滴無しも含む）に対応する階調値の差分（量子化誤差）を計算し、この量子化誤差を周辺の未処理画素に拡散する（ステップＳ９５）。
【０１２３】
図１５は誤差拡散マトリクスの例を示している。図中の「ｘ」が量子化対象画素の位置を表し、矢印は量子化処理の処理順を表す。注目画素（量子化対象画素ｘ）に隣接する４つの未処理画素（右横、右斜め下、真下、左斜め下）に対して、それぞれ量子化誤差が配分される。誤差の配分比率を規定する誤差拡散マトリクスの成分Ａ〜Ｄのうち、横方向に拡散させる誤差成分（図中の「Ａ」）を、均等拡散させる場合の値（例えば、４等分として、それぞれ１／４の配分比率となる）よりも大きい配分とすることが望ましい。つまり、図１５の場合、「Ａ」の成分を０．２５よりも大きい値とすることが望ましい。このように、量子化誤差を横方向（ｘ方向）に多めに分配することで、横方向にドットが分散され、全体として分散性が向上し、粒状が良化する。
【０１２４】
＜量子化処理のフローチャートの具体例＞
ここでは、ディザマトリクスと誤差拡散法を併用する量子化処理の例について説明する。図１６は、本実施形態の各画素の量子化処理を示すフローチャートである。図１６において、dither[x][y]は二次元ディザマトリクスの成分を表す。th_dth[i][level]はディザマトリクスと比較する閾値を示す（i=0,1,2）。th_edf[level]は誤差拡散閾値を示す。dot[j][level]は階調値（level）ごとに｛滴無し、小滴、中滴、大滴｝のうちいずれかのドットサイズに対応付けられる（ｊ＝0,1,2,3）。
【０１２５】
各画素量子化処理がスタートすると、最初に、対象画素の元の階調値と、誤差拡散により当該対象画素に拡散された周辺誤差の和をとることで、周辺誤差を含んだ階調値を算出する（ステップＳ１０１）。
【０１２６】
次に、ディザマトリクスの値（dither[x][y]）と閾値th_dth[i][level]とを比較することにより、画像の領域を分割する。この閾値th_dth[i][level]は、対象画素の階調値（level）ごとに設定されるものであり、予め所定のメモリに記憶されている。ここでは、第１の閾値th_dth[0][level]、第２の閾値th_dth[1][level]、及び第３の閾値th_dth[2][level]を用いて、４領域に分割される。
【０１２７】
まず、ディザマトリクスの値と第１の閾値th_dth[0][level]との比較を行う（ステップＳ１０２）。比較の結果、ディザマトリクスの値の方が小さい場合は、dot[0][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０３）。
【０１２８】
ステップＳ１０２において、ディザマトリクスの値が第１の閾値以上の場合は、続いてディザマトリクスの値と第２の閾値th_dth[1][level]との比較を行う（ステップＳ１０４）。比較の結果、ディザマトリクスの値の方が小さい場合は、dot[1][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０５）。
【０１２９】
ステップＳ１０４において、ディザマトリクスの値が第２の閾値以上の場合は、さらにディザマトリクスの値と第３の閾値th_dth[2][level]との比較を行う（ステップＳ１０６）。ディザマトリクスの値が第３の閾値th_dth[2][level]以下の場合は、ステップＳ１０７に進み、周辺誤差を含んだ階調値と誤差拡散閾値th_edf[level]との比較を行う（ステップＳ１０７）。この誤差拡散閾値th_edf[level]についても、対象画素の階調値ごとに設定されるものであり、予め所定のメモリに記憶されている。ステップＳ１０７における比較の結果、周辺誤差を含んだ階調値の方が誤差拡散閾値よりも小さい場合は、dot[2][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０８）。
【０１３０】
一方、ステップＳ１０７において、周辺誤差を含んだ階調値が誤差拡散閾値以上である場合は、dot[3][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０９）。このように、ディザ閾値が第３の閾値以下（かつ第２の閾値以上）の領域では、誤差拡散法による２値化の処理が行われる。
【０１３１】
また、ステップＳ１０６において、ディザマトリクスの値の方が第３の閾値よりも大きい場合は、dot[4][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１１０）。
【０１３２】
なお、各dot[j][level]のドットサイズは階調値ごとに適宜決めることができる。例えば、ある階調値に対して、dot[0][level]は小滴、dot[1][level]は中滴、dot[2][level]は滴無し、dot[3][level]は大滴、及びdot[4][level]は大滴、のように決めることができる。基本的に、dot[3][level]＞dot[2][level]を満たしていればよく、量子化誤差が大きいと大きいドットを打ち、小さいと小さいドットを打つように各値を定める。
【０１３３】
具体例として、図６の＜例１＞を実現する場合は次の通りである。
【０１３４】
（１） 階調Ｌ未満の領域Ａの多値化は、小滴又は空白ドットを選択する処理にする（図１４のステップＳ９３）。すなわち、図１６のフローチャートにおいて、th_dth[0][level]=th_dth[1][level]=0に設定する（使わない）。このとき、ステップＳ１０３、Ｓ１０５は使わないのでdot[0][level]、dot[1][level]は何を設定しても良い。
【０１３５】
th_dth[2][level]は領域Ａを実現するような閾値を設定する。この領域では小滴又は空白ドットを選択する処理をすることになっているため、dot[3][level]=小滴、dot[2][level]=滴なし、を設定する。
【０１３６】
Ａ以外の領域である領域Ａ’は滴を打たないので、dot[4][level]=滴なしと設定する。
【０１３７】
（２）また、階調Ｌ以上では、領域Ａに小滴を配置し、領域Ａ’において大滴か空白ドットを多値化の結果として選択する（図１４のステップＳ９４）。すなわち、 領域Ａを設定するために、図１６のフローチャートにおいて、th_dth[0]=0(使わない) に設定する。また、th_dth[1]=領域Ａの閾値とし、dot[1][level]=小滴と設定する。領域Ａ’で大滴か空白ドットを多値化するために、th_dth[2][level]=dither_max値 (i.e. Ａ’の領域)とし、dot[3]=大滴、dot[2]=空白と設定する。
【０１３８】
次に、図６の＜例２＞を実現する場合の具体例を説明する。
【０１３９】
図６の＜例２＞を実現する場合、Ｋ（ただし、Ｋは０＜Ｋ＜Ｌを満たす整数）以下の階調域において、領域Ａを狭く調整したうえで、領域Ａにおいて小滴又は空白ドットで２値化を行う。このときの条件は、上記の＜例１＞の階調Ｌ未満の場合（上記（１））と同様である。ただし領域Ａが狭いので、th_dth[2]の値が異なっている。
【０１４０】
また、Ｋ以上Ｌ未満の階調域においては、領域Ａ内で小滴又は大滴で多値化する。このとき、領域Ａの大きさを広くするように調整してもよいし、Ｋ以下のときと同じ領域に固定してもよい。そして、th_dth[0]=th_dth[1]=0と設定し、th_dth[2]で領域Ａを設定する。この領域は、小滴/大滴で多値化するので、dot[3][level]=大滴 、dot[2][level]=小滴と設定する。領域Ａ’では滴は打たないので、dot[4]=滴なしとする。
【０１４１】
こうして、分割された領域に応じた量子化が行われる。以上のように対象画素のドットサイズを選択後、量子化誤差を算出する（ステップＳ１１１）。量子化誤差は、周辺誤差を含んだ階調値を量子化したことによって発生する誤差であり、周辺画素を含んだ階調値と量子化閾値との差である。量子化閾値は、各dot[0][level]、dot[1][level]、dot[2][level]、dot[3][level]、dot[4][level]にそれぞれ対応付けられた階調値である。
【０１４２】
この算出した量子化誤差を所定の誤差拡散マトリクスに従って周辺の画素へ拡散する（ステップＳ１１２）。続いて量子化の対象画素を隣接画素へ移行し、同様の処理を行うことで、全ての画素の量子化を行う。
【０１４３】
上記の量子化処理によれば、ステップＳ１０３、Ｓ１０５、Ｓ１１０に該当する各領域のdot[0][level]、dot[1][level]、dot[4][level]の記録率は、ディザマトリクスに従って決定され、残りの領域は、誤差拡散法で２値化することによって決定される（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）。このように量子化を行うことで、４値の記録率を階調ごとに一意に決定することができる。
【０１４４】
本例では、領域分割のための各閾値th_dth[i][level]は、対象画素の元の階調値における閾値を用いたが、周辺誤差を含んだ階調値における閾値を用いてもよい。
【０１４５】
＜ディザマトリクスの具体例＞
参考のために、図１７に本実施例により作成したディザマトリクスの具体例を示した。実際に作成したディザマトリクスは、１９２×１９２のマトリクスサイズ有するが、図示の都合上、ここでは、その一部（全体における左上部分）の「３２×３２」の範囲のみを示した。
【０１４６】
＜本実施形態による画像形成装置の構成について＞
図１８は、本実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。画像形成装置５０は、記録ヘッド６０と、記録ヘッド６０による記録動作を制御するヘッド制御装置７０とから構成される。
【０１４７】
記録ヘッド６０は、各ノズルに対応して設けられた吐出エネルギー発生素子としての複数の圧電素子６２と、各圧電素子６２の駆動／非駆動を切り換えるスイッチＩＣ６４と、を備える。
【０１４８】
ヘッド制御装置７０は、記録すべき画像の元画像データ（多階調画像データ）を受け入れる入力インターフェース部として機能する元画像データ入力部７２と、入力された元画像データに対して量子化処理を行うハーフトーン処理部７４（「多値化手段」に相当）を備える。また、ヘッド制御装置７０は、駆動波形生成部７６とヘッドドライバ７８を備える。
【０１４９】
元画像データは、インク色別に変換された画像データであってもよいし、インク色別に変換する前のＲＧＢの画像データであってもよい。必要に応じて、元画像データに対して、色変換処理や画素数変換処理、γ変換処理が行われる。
【０１５０】
ハーフトーン処理部７４、元画像データ（濃度データ）から２値又は多値のドットデータに変換する信号処理手段である。ハーフトーン処理の手段としては、既に説明したディザマトリクスを用いる態様、ディザと誤差拡散法とを組み合わせた態様などを適用できる。ハーフトーン処理は、一般に、Ｍ値（Ｍ≧３）の階調画像データをＮ値（Ｎ＜Ｍ）の階調画像データに変換する。最も単純な例では、２値（ドットのオン／オフ）のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類（例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの３種類）に対応した多値の量子化を行うことも可能である。
【０１５１】
すなわち、本例のハーフトーン処理部７４は、入力された階調を異なるｎ−１個（ただし、ｎはｎ＞２の整数）の滴サイズに対応するｎ値（ｎ−１個の滴サイズ＋滴無し）に量子化する。各ｎ個の異なるサイズのドットが、印刷可能な各画素において、どの程度の割合で打たれるかを示す記録率は、階調ごとに一意に決定される。
【０１５２】
こうして得られた２値又は多値の画像データ（トットデータ）は、各ノズルの駆動（オン）／非駆動（オフ）、さらに、多値の場合には液滴量（ドットサイズ）を制御するインク吐出制御データ（打滴制御データ）として利用される。ハーフトーン処理部７４にて生成されたドットデータ（打滴制御データ）は、ヘッドドライバ７８に与えられ、記録ヘッド６０のインク吐出動作が制御される。
【０１５３】
駆動波形生成部７６は、記録ヘッド６０の各ノズルに対応した圧電素子６２を駆動するための駆動電圧信号波形を生成する手段である。駆動電圧信号の波形データは予めＲＯＭ等の記憶手段に格納されており、必要に応じて使用する波形データが出力される。駆動波形生成部７６で生成された信号（駆動波形）は、ヘッドドライバ７８に供給される。なお、駆動波形生成部７６から出力される信号は、デジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。
【０１５４】
本例に示すインクジェット画像形成装置５０は、記録ヘッド６０の各圧電素子６２に対して、スイッチＩＣ６４を介して共通の駆動電力波形信号を供給し、各ノズルの吐出タイミングに応じて、該当する圧電素子６２の個別電極に接続されたスイッチ素子のオン／オフを切り換えることで、各圧電素子６２に対応するノズルからインクを吐出させる駆動方式が採用されている。
【０１５５】
図１８における元画像データ入力部７２とハーフトーン処理部７４の組み合わせが「画像処理装置」に相当する。
【０１５６】
＜本実施形態の利点＞
本実施形態で説明した画像処理技術は、以下のような装置構成に適用することができる。
【０１５７】
［１］記録ヘッドと印刷媒体（記録媒体）を相対的に移動させて、１度のスキャンで印字（記録）を行う画像形成装置。
【０１５８】
［２］記録ヘッドに対して印刷媒体を相対移動させる方向を「送り方向」（ｙ方向）とするとき、送り方向の隣接画素の着弾時間差が、送り垂直方向（ｘ方向）の隣接画素との着弾時間差と比較して短い画像形成装置。
【０１５９】
［３］送り方向の印刷精度（着弾位置精度）が送り垂直方向に比較して高い画像形成装置。
【０１６０】
［４］送り方向にノズルの冗長性が無い２次元ノズル配列となっている記録ヘッドを用いた画像形成装置。すなわち、送り垂直方向（ｘ方向）の各画素の記録を担うノズルとして１画素につき１ノズルのみが割り当てられており、ｘ方向の同一画素位置の記録を行うノズルは複数個存在しない２次元ノズル配列を有する記録ヘッドを用いた画像形成装置。
【０１６１】
＜画像形成装置の具体的な構成例＞
図１９は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例を示す全体構成図である。本例のインクジェット記録装置１００は、主として、給紙部１１２、処理液付与部（プレコート部）１１４、描画部１１６、乾燥部１１８、定着部１２０、及び排紙部１２２から構成されている。インクジェット記録装置１００は、描画部１１６のドラム（描画ドラム１７０）に保持された記録媒体１２４（以下、便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。）にインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成するシングルパス方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体１２４上に処理液（ここでは凝集処理液）を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体１２４上に画像形成を行う２液反応（凝集）方式が適用されたドロップオンデマンドタイプの画像形成装置である。
【０１６２】
（給紙部）
給紙部１１２には、枚葉紙である記録媒体１２４が積層されており、給紙部１１２の給紙トレイ１５０から記録媒体１２４が一枚ずつ処理液付与部１１４に給紙される。本例では、記録媒体１２４として、枚葉紙（カット紙）を用いるが、連続用紙（ロール紙）から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。
【０１６３】
（処理液付与部）
処理液付与部１１４は、記録媒体１２４の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部１１６で付与されるインク中の色材（本例では顔料）を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
【０１６４】
処理液付与部１１４は、給紙胴１５２、処理液ドラム（「プレコート胴」とも言う）１５４、及び処理液塗布装置１５６を備えている。処理液ドラム１５４は、記録媒体１２４を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム１５４は、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１５５を備え、この保持手段１５５の爪と処理液ドラム１５４の周面の間に記録媒体１２４を挟み込むことによって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム１５４は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体１２４を処理液ドラム１５４の周面に密着保持することができる。
【０１６５】
処理液塗布装置１５６は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラ（計量ローラ）と、該アニックスローラと処理液ドラム１５４上の記録媒体１２４に圧接されて計量後の処理液を記録媒体１２４に転移するゴムローラとで構成される。本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、インクジェット方式などの各種方式を適用することも可能である。
【０１６６】
処理液付与部１１４で処理液が付与された記録媒体１２４は、処理液ドラム１５４から中間搬送部１２６を介して描画部１１６の描画ドラム１７０へ受け渡される。
【０１６７】
（描画部）
描画部１１６は、描画ドラム（「描画胴」或いは「ジェッティング胴」とも言う）１７０、用紙抑えローラ１７４、及びインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙを備えている。各色のインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙ及びその制御装置として、図１８で説明した記録ヘッド６０とヘッド制御装置７０の構成が採用されている。
【０１６８】
描画ドラム１７０は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７１を備える。描画ドラム１７０の周面には、図示しない吸着穴が所定のパターンで多数形成されており、この吸着穴からエアが吸引されることにより、記録媒体１２４が描画ドラム１７０の周面に吸着保持される。なお、負圧吸引によって記録媒体１２４を吸引吸着する構成に限らず、例えば、静電吸着により、記録媒体１２４を吸着保持する構成とすることもできる。
【０１６９】
インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙはそれぞれ、記録媒体１２４における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッドであり、そのインク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列（２次元配列ノズル）が形成されている。各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙは、記録媒体１２４の搬送方向（描画ドラム１７０の回転方向）と直交する方向に延在するように設置される。
【０１７０】
各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙには、対応する色インクのカセット（インクカートリッジ）が取り付けられる。インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙから、描画ドラム１７０の外周面に保持された記録媒体１２４の記録面に向かってインク滴が吐出される。
【０１７１】
これにより、予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。インクと処理液の反応の一例として、本実施形態では、処理液に酸を含有させＰＨダウンにより顔料分散を破壊し凝集するメカニズムを用い、色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。こうして、記録媒体１２４上での色材流れなどが防止され、記録媒体１２４の記録面に画像が形成される。
【０１７２】
各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙの打滴タイミングは、描画ドラム１７０に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図１９中不図示、図２３の符号２９４）に同期させる。このエンコーダの検出信号に基づいて吐出トリガー信号（画素トリガー）が発せされる。これにより、高精度に着弾位置を決定することができる。また、予め描画ドラム１７０のフレなどによる速度変動を学習し、エンコーダで得られた打滴タイミングを補正して、描画ドラム１７０のフレ、回転軸の精度、描画ドラム１７０の外周面の速度に依存せずに打滴ムラを低減させることができる。さらに、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのノズル面の清掃、増粘インク排出などのメンテナンス動作は、ヘッドユニットを描画ドラム１７０から退避させて実施するとよい。
【０１７３】
本例では、ＣＭＹＫの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定は無い。
【０１７４】
描画部１１６で画像が形成された記録媒体１２４は、描画ドラム１７０から中間搬送部１２８を介して乾燥部１１８の乾燥ドラム１７６へ受け渡される。
【０１７５】
（乾燥部）
乾燥部１１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、乾燥ドラム（「乾燥胴」とも言う）１７６、及び溶媒乾燥装置１７８を備えている。乾燥ドラム１７６は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７７を備え、この保持手段１７７によって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。
【０１７６】
溶媒乾燥装置１７８は、乾燥ドラム１７６の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ１８０と、各ハロゲンヒータ１８０の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル１８２とで構成される。各温風噴出しノズル１８２から記録媒体１２４に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ１８０の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。乾燥部１１８で乾燥処理が行われた記録媒体１２４は、乾燥ドラム１７６から中間搬送部１３０を介して定着部１２０の定着ドラム１８４へ受け渡される。
【０１７７】
（定着部）
定着部１２０は、定着ドラム（「定着胴」とも言う）１８４、ハロゲンヒータ１８６、定着ローラ１８８、及びインラインセンサ１９０で構成される。定着ドラム１８４は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１８５を備え、この保持手段１８５によって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。
【０１７８】
定着ドラム１８４の回転により、記録媒体１２４は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ１８６による予備加熱と、定着ローラ１８８による定着処理と、インラインセンサ１９０による検査が行われる。
【０１７９】
定着ローラ１８８は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体１２４を加熱加圧するように構成される。記録媒体１２４は、定着ローラ１８８と定着ドラム１８４との間に挟まれ、所定のニップ圧（例えば、０．１５ＭＰａ）でニップされ、定着処理が行われる。
【０１８０】
また、定着ローラ１８８は、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成され、所定の温度（例えば６０〜８０℃）に制御される。この加熱ローラで記録媒体１２４を加熱することによって、インクに含まれるラテックスのＴｇ温度（ガラス転移点温度）以上の熱エネルギーが付与され、ラテックス粒子が溶融される。これにより、記録媒体１２４の凹凸に押し込み定着が行われるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。
【０１８１】
インラインセンサ１９０は、記録媒体１２４に記録された画像（テストパターンなども含む）について、吐出不良チェックパターンや画像の濃度、画像の欠陥などを計測するための読取手段であり、ＣＣＤラインセンサなどが適用される。
【０１８２】
上記の如く構成された定着部１２０によれば、乾燥部１１８で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が定着ローラ１８８によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体１２４に固定定着させることができる。
【０１８３】
なお、高沸点溶媒及びポリマー微粒子（熱可塑性樹脂粒子）を含んだインクに代えて、紫外線（ＵＶ）露光にて重合硬化可能なモノマー成分を含有していてもよい。この場合、インクジェット記録装置１００は、ヒートローラによる熱圧定着部（定着ローラ１８８）の代わりに、記録媒体１２４上のインクにＵＶ光を露光するＵＶ露光部を備える。このように、ＵＶ硬化性樹脂などの活性光線硬化性樹脂を含んだインクを用いる場合には、加熱定着の定着ローラ１８８に代えて、ＵＶランプや紫外線ＬＤ（レーザダイオード）アレイなど、活性光線を照射する手段が設けられる。
【０１８４】
（排紙部）
定着部１２０に続いて排紙部１２２が設けられている。排紙部１２２は、排出トレイ１９２を備えており、この排出トレイ１９２と定着部１２０の定着ドラム１８４との間に、これらに対接するように渡し胴１９４、搬送ベルト１９６、張架ローラ１９８が設けられている。記録媒体１２４は、渡し胴１９４により搬送ベルト１９６に送られ、排出トレイ１９２に排出される。搬送ベルト１９６による用紙搬送機構の詳細は図示しないが、印刷後の記録媒体１２４は無端状の搬送ベルト１９６間に渡されたバー（不図示）のグリッパーによって用紙先端部が保持され、搬送ベルト１９６の回転によって排出トレイ１９２の上方に運ばれてくる。
【０１８５】
また、図１９には示されていないが、本例のインクジェット記録装置１００には、上記構成の他、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙにインクを供給するインク貯蔵／装填部、処理液付与部１１４に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのクリーニング（ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等）を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体１２４の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。
【０１８６】
＜インクジェットヘッドの構成例＞
次に、インクジェットヘッドの構造について説明する。各色に対応するインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号２５０によってヘッドを示すものとする。
【０１８７】
図２０(ａ) はヘッド２５０の構造例を示す平面透視図であり、図２０(ｂ) はその一部の拡大図である。図２１はヘッド２５０を構成する複数のヘッドモジュールの配置例を示す図である。また、図２２は記録素子単位（吐出素子単位）となる１チャンネル分の液滴吐出素子（１つのノズル２５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図２０中のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【０１８８】
図２２に示したように、本例のヘッド２５０は、インク吐出口であるノズル２５１と、各ノズル２５１に対応する圧力室２５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）２５３をマトリクス状に２次元配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影（正射影）される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【０１８９】
記録媒体１２４の送り方向（矢印Ｓ方向；「第１方向」に相当）と略直交する方向（矢印Ｍ方向；「第２方向」に相当）に記録媒体１２４の描画領域の全幅Ｗmに対応する長さ以上のノズル配列を構成するために、例えば、図２１（ａ）に示すように、複数のノズル２５１が２次元に配列された短尺のヘッドモジュール２５０’を千鳥状に配置して、長尺のライン型ヘッドを構成する。或いはまた、図２１（ｂ）に示すように、ヘッドモジュール２５０”を一列に並べて繋ぎ合わせる態様も可能である。図２１に示した各ヘッドモジュール２５０’又は２５０”が図１８で説明した記録ヘッド６０に該当する。
【０１９０】
なお、シングルパス印字用のフルライン型プリントヘッドは、記録媒体１２４の全面を描画範囲とする場合に限らず、記録媒体１２４の面上の一部が描画領域となっている場合（例えば、用紙の周囲に非描画領域（余白部）を設ける場合など）には、所定の描画領域内の描画に必要なノズル列が形成されていればよい。
【０１９１】
各ノズル２５１に対応して設けられている圧力室２５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図２１(ａ)、(ｂ) 参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル２５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）２５４が設けられている。なお、圧力室２５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
【０１９２】
図２２に示すように、ヘッド２５０（ヘッドモジュール２５０’、２５０”）は、ノズル２５１が形成されたノズルプレート２５１Ａと圧力室２５２や共通流路２５５等の流路が形成された流路板２５２Ｐ等を積層接合した構造から成る。ノズルプレート２５１Ａは、ヘッド２５０のノズル面（インク吐出面）２５０Ａを構成し、各圧力室２５２にそれぞれ連通する複数のノズル２５１が２次元的に形成されている。
【０１９３】
流路板２５２Ｐは、圧力室２５２の側壁部を構成するとともに、共通流路２５５から圧力室２５２にインクを導く個別供給路の絞り部（最狭窄部）としての供給口２５４を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図２２は簡略的に図示しているが、流路板２５２Ｐは一枚又は複数の基板を積層した構造である。
【０１９４】
ノズルプレート２５１Ａ及び流路板２５２Ｐは、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。
【０１９５】
共通流路２５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路２５５を介して各圧力室２５２に供給される。
【０１９６】
圧力室２５２の一部の面（図２２おいて天面）を構成する振動板２５６には、個別電極２５７を備えたピエゾアクチュエータ（圧電素子）２５８が接合されている。本例の振動板２５６は、ピエゾアクチュエータ２５８の下部電極に相当する共通電極２５９として機能するニッケル（Ｎｉ）導電層付きのシリコン（Ｓｉ）から成り、各圧力室２５２に対応して配置されるピエゾアクチュエータ２５８の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。また、ステンレス鋼（ＳＵＳ）など、金属（導電性材料）によって共通電極を兼ねる振動板を構成してもよい。
【０１９７】
個別電極２５７に駆動電圧を印加することによってピエゾアクチュエータ２５８が変形して圧力室２５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル２５１からインクが吐出される。インク吐出後、ピエゾアクチュエータ２５８が元の状態に戻る際、共通流路２５５から供給口２５４を通って新しいインクが圧力室２５２に再充填される。
【０１９８】
かかる構造を有するインク室ユニット２５３を図２０（ｂ）に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をＬｓとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル２５１が一定のピッチＰ＝Ｌｓ／tanθで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。
【０１９９】
また、本発明の実施に際してヘッド２５０におけるノズル２５１の配列形態は図示の例に限定されず、様々なノズル配置構造を適用できる。
【０２００】
なお、インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力（吐出エネルギー）を発生させる手段は、ピエゾアクチュエータ（圧電素子）に限らず、静電アクチュエータ、サーマル方式（ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させる方式）におけるヒータ（加熱素子）や他の方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子（吐出エネルギー発生素子）を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
【０２０１】
＜制御系の説明＞
図２３は、インクジェット記録装置１００のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１００は、通信インターフェース２７０、システムコントローラ２７２、プリント制御部２７４、画像バッファメモリ２７６、ヘッドドライバ２７８、モータドライバ２８０、ヒータドライバ２８２、処理液付与制御部２８４、乾燥制御部２８６、定着制御部２８８、メモリ２９０、ＲＯＭ２９２、エンコーダ２９４等を備えている。
【０２０２】
通信インターフェース２７０は、ホストコンピュータ３５０から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース２７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなど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バッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ３５０から送出された画像データは通信インターフェース２７０を介してインクジェット記録装置１００に取り込まれ、一旦メモリ２９０に記憶される。
【０２０３】
メモリ２９０は、通信インターフェース２７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ２７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ２９０は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【０２０４】
システムコントローラ２７２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インクジェット記録装置１００の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ２７２は、通信インターフェース２７０、プリント制御部２７４、モータドライバ２８０、ヒータドライバ２８２、処理液付与制御部２８４等の各部を制御し、ホストコンピュータ３５０との間の通信制御、メモリ２９０の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ２９６やヒータ２９８を制御する制御信号を生成する。
【０２０５】
ＲＯＭ２９２にはシステムコントローラ２７２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などが格納されている。ＲＯＭ２９２は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。メモリ２９０は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、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。
【０２０６】
モータドライバ２８０は、システムコントローラ２７２からの指示に従ってモータ２９６を駆動するドライバである。図２３では、装置内の各部に配置される様々なモータを代表して符号２９６で図示している。例えば、図２３に示すモータ２９６には、図１９の給紙胴１５２、処理液ドラム１５４、描画ドラム１７０、乾燥ドラム１７６、定着ドラム１８４、渡し胴１９４などの回転を駆動するモータ、描画ドラム１７０の吸引孔から負圧吸引するためのポンプの駆動モータ、インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのヘッドユニットを、描画ドラム１７０外のメンテナンスエリアに移動させる退避機構のモータ、などが含まれている。
【０２０７】
ヒータドライバ２８２は、システムコントローラ２７２からの指示に従って、ヒータ２９８を駆動するドライバである。図２３では、装置内の各部に配置される様々なヒータを代表して符号２９８で図示している。例えば、図２３に示すヒータ２９８には、給紙部１１２において記録媒体１２４を予め適温に加熱しておくための不図示のプレヒータ、などが含まれている。
【０２０８】
プリント制御部２７４は、システムコントローラ２７２の制御に従い、メモリ２９０内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッドドライバ２７８に供給する制御部である。
【０２０９】
図１８で説明したように、ドットデータは、多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、ｓＲＧＢなどで表現された画像データ（例えば、ＲＧＢ各色について８ビットの画像データ）をインクジェット記録装置１００で使用するインクの各色の色データ（本例では、ＫＣＭＹの色データ）に変換する処理である。
【０２１０】
プリント制御部２７４において所要の信号処理が施され、得られたドットデータに基づいて、ヘッドドライバ２７８を介してヘッド２５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。ここで言うドットデータは、「ノズル制御データ」に相当している。
【０２１１】
プリント制御部２７４には画像バッファメモリ（不図示）が備えられており、プリント制御部２７４における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリに一時的に格納される。また、プリント制御部２７４とシステムコントローラ２７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【０２１２】
エンコーダ２９４は、描画ドラム１７０の回転速度を検出するものであり、例えば光電方式のロータリエンコーダが用いられる。システムコントローラ２７２は、エンコーダ２９４からの信号に基づいて描画ドラム１７０の回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて各色のインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのノズル２５１の吐出タイミング信号を生成し、プリント制御部２７４へ供給する。
【０２１３】
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース２７０を介して外部から入力され、メモリ２９０に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データがメモリ２９０に記憶される。インクジェット記録装置１００では、インク（色材) による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、メモリ２９０に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ２７２を介してプリント制御部２７４に送られ、該プリント制御部２７４においてハーフトーニング処理によってインク色ごとのドットデータに変換される。即ち、プリント制御部２７４は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部２７４で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ（不図示）に蓄えられる。
【０２１４】
ヘッドドライバ２７８は、プリント制御部２７４から与えられる印字データ（即ち、画像バッファメモリ２７６に記憶されたドットデータ）に基づき、ヘッド２５０の各ノズルに対応するアクチュエータを駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ２７８にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【０２１５】
ヘッドドライバ２７８から出力された駆動信号がヘッド２５０に加えられることによって、該当するノズルからインクが吐出される。記録媒体１２４を所定の速度で搬送しながらヘッド２５０からのインク吐出を制御することにより、記録媒体１２４上に画像が形成される。
【０２１６】
処理液付与制御部２８４は、システムコントローラ２７２からの指示に従い、処理液塗布装置１５６（図１９参照）の動作を制御する。乾燥制御部２８６は、システムコントローラ２７２からの指示に従い、溶媒乾燥装置１７８（図１９参照）の動作を制御する。
【０２１７】
定着制御部２８８は、システムコントローラ２７２からの指示に従い、定着部１２０のハロゲンヒータ１８６や定着ローラ１８８（図１９参照）から成る定着加圧部２９９の動作を制御する。
【０２１８】
インラインセンサ１９０は、図１９で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録媒体１２４に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をシステムコントローラ２７２及びプリント制御部２７４に提供する。
【０２１９】
プリント制御部２７４は、インラインセンサ１９０から得られる情報に基づいてヘッド２５０に対する各種補正（不吐出補正や濃度補正など）を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。
【０２２０】
図２３のシステムコントローラ２７２、プリント制御部２７４（画像バッファメモリ内蔵）、ヘッドドライバ２７８の部分が図１８で説明したヘッド制御装置７０に相当する。なお、図２３で説明したシステムコントローラ２７２が担う処理機能の全て又は一部をホストコンピュータ３５０側に搭載する態様も可能である。
【０２２１】
＜変形例＞
上記実施形態では、記録媒体１２４に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式（直接記録方式）のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像（一次画像）を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型の画像形成装置についても本発明を適用することができる。
【０２２２】
また、上記実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置（１回の副走査によって画像を完成させるシングルパス方式の画像形成装置）を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、シリアル型（シャトルスキャン型）ヘッドなど、短尺の記録ヘッドを移動させながら、複数回のヘッド走査により画像記録を行うインクジェット記録装置についても本発明を適用できる。
【０２２３】
＜ヘッドと用紙を相対移動させる手段について＞
上述の実施形態では、停止したヘッドに対して記録媒体を搬送する構成を例示したが、本発明の実施に際しては、停止した記録媒体（被描画媒体）に対してヘッドを移動させる構成も可能である。なお、シングルパス方式のフルライン型の記録ヘッドは、通常、記録媒体の送り方向（搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。
【０２２４】
＜記録媒体について＞
「記録媒体」は、記録素子によってドットが記録される媒体の総称であり、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、被記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。
【０２２５】
＜本発明の応用例について＞
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、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、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画するインクジェットシステムに広く適用できる。
【０２２６】
＜付記＞
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書は以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
【０２２７】
（発明１）：液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記ノズルからの打滴により前記記録媒体上に画像を形成するための２値又は多値の画像データを生成する画像処理装置であって、多階調（Ｍ値）の元画像データに対して量子化処理を行い、前記元画像データよりも低階調のＮ値の画像データに変換する多値化手段を有し（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ＞Ｎ≧２を満たす整数）、前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対移動方向を第１方向、前記記録媒体上の前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、前記記録ヘッドは、前記第１方向に前記ノズル列が複数列配置された２次元のノズル配列を備え、前記多値化手段は、前記第１方向にブルーノイズ特性を持ち、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つ前記ドットパターンによって階調表現を実現することを特徴とする画像処理装置。
【０２２８】
第１方向についてドットを高周波に（連なりを少なく）配置する一方、第２方向については、ある程度ドットを連ならせて（低周波に）配置する。かかる態様によれば、第１方向の合一現象が抑制される。また、パターンとしても高周波であるため、粒状も良化する。
【０２２９】
第２方向については、隣接ドット間の着弾時間差が比較的長いため、合一現象が発生しにくく、粒状が悪化しない。また、第２方向にドットを連ならせるパターンの特性から、隣接ドット同士が互いに一部重なり合い、スジムラが発生しにくい。
【０２３０】
中間調における特定階調域について、上記のような周波数特性を持つドットパターンが生成されることが好ましい。
【０２３１】
（発明２）：発明１に記載の画像処理装置において、前記ドットパターンの周波数成分を前記第２方向に積算したとき、前記第1方向では極大がナイキスト周波数付近にあり、前記ドットパターンの周波数成分を前記第１方向について前記ナイキスト周波数の１／２よりも高周波側の周波数域で積算したとき、前記第２方向では波数０の成分が抑制され、極大がナイキスト周波数よりも低周波の中周波領域にあることを特徴とする。
【０２３２】
パターンを２次元フーリエ変換して周波数空間の座標系で成分を調べたときに、上記のような特性を示すものが好ましい。ナイキスト周波数は、記録解像度（印刷解像度）によって規定される。
【０２３３】
（発明３）：発明１又は２に記載の画像処理装置において、前記ドットパターンは、前記第２方向に複数個のドットが連続して連なる第２方向線分パターンが前記第１方向に関して記録解像度の２倍の周期で配置された構成からなることを特徴とする。
【０２３４】
かかる態様によれば、第１方向について概ね１画素おきに第２方向線分パターンが配置される。
【０２３５】
（発明４）：発明３に記載の画像処理装置において、前記第１方向に隣り合って並ぶ前記第２方向線分パターンの間に、これら第２方向線分パターン同士をつなぐドットが配置されることを特徴とする。
【０２３６】
第１方向について高周波に配置される第２方向線分パターンの間にドットを分散配置することによって、シャドウ側の階調域の階調表現を行う態様が好ましい。
【０２３７】
（発明５）：発明４に記載の画像処理装置において、前記記録ヘッドは前記ノズルから吐出する液滴の量を異ならせることによってドットサイズの異なる複数種類のドットを記録することができ、前記多値化手段は、前記記録ヘッドによって記録可能なドットの大きさの種類数に応じたＮ値の画像データを生成し、前記第２方向線分パターンは、前記複数種類のドットのうち、相対的に小さなドットによって形成され、前記第１方向に隣り合って並ぶ前記第２方向線分パターン同士をつなぐ前記ドットとして、前記複数種類のドットのうち、相対的に大きなドットが形成されることを特徴とする。
【０２３８】
２種類以上のドットサイズ（滴量）を打ち分けることができる場合、第２方向に連ならせる第２方向線分パターンは小ドット（小滴）とし、第２方向線分パターンの間に分散配置するドットは、より大きなドットとすることが好ましい。
【０２３９】
（発明６）：発明３から５のいずれか１項に記載の画像処理装置において、前記第２方向線分パターンを記録するドットのドット径は、前記第１方向の記録解像度周期の２倍以下であることを特徴とする。
【０２４０】
かかる態様によれば、第１方向のドットが干渉しないため、粒状の悪化が抑制される。
【０２４１】
（発明７）：発明３又は４に記載の画像処理装置において、前記記録ヘッドは前記ノズルから吐出する液滴の量を異ならせることによってドットサイズの異なる複数種類のドットを記録することができ、前記多値化手段は、前記記録ヘッドによって記録可能なドットの大きさの種類数に応じたＮ値の画像データを生成し、前記第２方向線分パターンは、前記複数種類のドットのうち、相対的に小さなドットと大きなドットが前記第２方向に沿って交互に並んで配置されことを特徴とする。
【０２４２】
かかる態様によれば、第２方向に沿って小さなドットと大きなドットが互いに部分的にオーバーラップを持って分布するため、スジが発生しにくい。
【０２４３】
（発明８）：発明７に記載の画像処理装置において、前記第２方向線分パターンを構成する前記相対的に小さなドットと大きなドットの平均ドット径が、前記第１方向の記録解像度の周期の２倍以上であることを特徴とする。
【０２４４】
かかる態様によれば、第２方向線分パターン間の白地が概ねきれいに埋まり、粒状がよくなる。
【０２４５】
（発明９）：発明１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置において、前記第１方向にブルーノイズ特性、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つマスクパターンによって画像領域を複数の領域に分割する領域分割手段を備え、前記領域分割手段により分割された少なくとも一部の領域内に配置するドットの密度を変化させることで前記階調表現が行われることを特徴とする。
【０２４６】
例えば、上述の周波数特性（第１方向に高周波、第２方向に低周波よりの周波数特性）を持つ２値マスクパターンを用いて、領域を２分割する。
【０２４７】
（発明１０）：発明９に記載の画像処理装置において、前記分割された領域のうち、前記マスクパターンと重なる領域を第１領域、前記第１領域の外側の領域を第２領域とするとき、前記多値化手段は、相対的に低い階調域では、前記第１領域内に限ってドットを配置するという制約のもと前記第１領域内でドットの密度を変化させ、相対的に高い階調域においては、前記第１領域の全てにドットを配置するとともに、前記第２領域のドットの密度を変化させることで前記階調表現が行われ、かつ前記第２の領域に配置されるドットは前記第２方向に分散して配置されることを特徴とする。
【０２４８】
第１方向に高周波にドットが配置されるため、着弾干渉による中間調並びにシャドウ部の粒状の悪化を抑制できるとともに、着弾位置ずれによるスジムラを抑制できる。また、第２方向に連なった帯状のパターンと、その間をつなぐようにドットが分散したパターンが混合されているため、粒状が良い。
【０２４９】
（発明１１）：発明１０に記載の画像処理装置において、前記第２領域に配置されるドットは、第１領域に配置されるドットとは異なるサイズのドットであることを特徴とする。
【０２５０】
第１領域に配置するドットに比べて第２領域に配置するドットのドットサイズを大きいものとすることが好ましい。
【０２５１】
（発明１２）：発明１０又は１１に記載の画像処理装置において、前記第１領域を埋めるドットのドット径は、前記第１方向の記録解像度の２倍以下であることを特徴とする。
【０２５２】
かかる態様によれば、第１方向の隣接ドット同士が干渉しにくい。
【０２５３】
（発明１３）：発明９に記載の画像処理装置において、前記分割された領域のうち、前記マスクパターンと重なる領域を第１領域、前記第１領域の外側の領域を第２領域とするとき、前記多値化手段は、相対的に低い階調域では、前記第１領域内に限ってドットを配置するという制約のもと前記第１領域内でドットの密度を変化させ、相対的に高い階調域においては、前記第１領域内で、異なるサイズのドットの使用比率を変化させることで前記階調表現が行われ、前記異なるサイズのドットは前記第２方向に連なる際にサイズが高周波に変化するように配置されることを特徴とする。
【０２５４】
かかる態様によれば、着弾干渉による粒状の悪化防止とスジムラの抑制の両方を両立できるドットパターンの生成が可能である。
【０２５５】
（発明１４）：発明１３に記載の画像処理装置において、前記第２方向に連なって配置される前記異なるサイズの複数のドットのサイズの平均は、前記第１方向の記録解像度の周期の２倍以上であることを特徴とする。
【０２５６】
かかる態様によれば、ドット同士がオーバーラップを持って分布し、スジが発生しにくい。
【０２５７】
（発明１５）：発明９から１４のいずれか１項に記載の画像処理装置において、前記領域分割手段は、前記第１方向にブルーノイズ特性、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つディザマトリクスを用いて実現されていることを特徴とする。
【０２５８】
中間調の階調域にて、上記の周波数特性を持つディザマトリクスを用い、閾値と比較することによって、領域を分けることができる。
【０２５９】
（発明１６）：発明９から１５のいずれか１項に記載の画像処理装置において、前記元画像データの画素の量子化によって発生する量子化誤差を周辺の未量子化画素に拡散し、当該拡散された前記量子化誤差と、各画素の階調値と、前記領域分割手段によって分割される領域に応じた処理の制約条件とに基づいて、各画素の量子化が行われることを特徴とする。
【０２６０】
領域分けを行うマスクパターン（例えば、ディザマトリクス）と誤差拡散法とを併用して目的のパターンを実現することができる。
【０２６１】
（発明１７）：発明１６に記載の画像処理装置において、前記量子化誤差の拡散は、前記周辺画素に対して均等に誤差を分配するときと比較して、前記第２方向により多くの誤差が拡散されることを特徴とする。
【０２６２】
かかる態様によれば、第２方向にドットが分散され、全体として分散性が向上し、粒状が良化する。
【０２６３】
（発明１８）：液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記ノズルからの打滴により前記記録媒体上に画像を形成するための２値又は多値の画像データを生成する画像処理方法であって、多階調（Ｍ値）の元画像データに対して量子化処理を行い、前記元画像データよりも低階調のＮ値の画像データに変換する多値化工程を有し（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ＞Ｎ≧２を満たす整数）、前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対移動方向を第１方向、前記記録媒体上の前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、前記記録ヘッドは、前記第１方向に前記ノズル列が複数列配置された２次元のノズル配列を備え、前記多値化工程は、前記第１方向にブルーノイズ特性を持ち、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つ前記ドットパターンによって階調表現を実現することを特徴とする画像処理方法。
【０２６４】
発明２から１７に記載の特徴を発明１８に組み合わせる態様も可能である。
【０２６５】
（発明１９）：液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させる相対移動手段と、発明１から１７のいずれか１項に記載の画像処理装置と、前記画像処理装置で生成された前記Ｎ値の画像データに基づいて前記記録ヘッドの前記ノズルからの液滴の吐出動作を制御する記録制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【符号の説明】
【０２６６】
１０…ノズル、２１，２２…ノズル列、５０…画像形成装置、６０…記録ヘッド、６２…圧電素子、７０…ヘッド制御装置、７４…ハーフトーン処理部、７８…ヘッドドライバ、１００…インクジェット記録装置、１２４…記録媒体、１７０…描画ドラム、１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙ…インクジェットヘッド（記録ヘッド）、２５０’,２５０”…ヘッドモジュール、２５１…ノズル、２７２…システムコントローラ、２８０…プリント制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理装置及び方法、並びに画像形成装置に係り、特に、インクジェット記録装置など、ドットの配置によって階調表現を行う画像形成装置に好適なデジタルハーフトーニング処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、複数のインク吐出口（ノズル）が配列された記録ヘッドと印刷媒体とを相対移動させ、ノズルからインク滴を吐出することにより、印刷媒体上に所望の画像を形成する。高精細な画像出力を実現するために、記録ヘッドには、多数のノズルを２次元的に配列させたノズルレイアウトにより記録解像度を向上させた２次元ノズル配列ヘッド（以下、「２次元ヘッド」と略記する場合がある。）が用いられる。
【０００３】
また、プリント生産性を高めるために、印刷媒体の送り方向（以下「ｙ方向」とする。）と垂直な媒体幅方向（以下「ｘ方向」とする。）について描画領域の全範囲をカバーするノズル配列を備えた長尺のラインヘッド（ページワイドヘッド、或いはフルライン型ヘッドと呼ばれる）を用い、かかる長尺ヘッドを印刷媒体の送り方向（ｙ方向）に対して略垂直方向に延在させる構成を採用し、ヘッドに対して印刷媒体を１回だけ相対移動させることにより、印刷媒体上に所定解像度の画像を形成するシングルパス描画方式の構成も知られている。
【０００４】
このような２次元ヘッドを用いたシングルパス描画方式のインクジェット記録装置において、高速印字を行うと、隣接ドット間の着弾時間差が短いため、印刷媒体に吸収されていない着弾液滴同士が印刷媒体上で合一し、粒状が悪化するという課題がある。このような粒状性の課題は、特にシャドウ領域で顕著である。
【０００５】
また、通常、インクジェット印刷においては、印刷媒体上の描画領域に対して複数回の描画走査によって所定解像度の画像を完成させる多重スキャン方式（マルチパス印字方式）で描画することにより、ノズル間の特性のばらつきを低減し、画質を確保することが一般的である。
【０００６】
高生産性を実現するためにヘッドの長尺化は有効な手段であるが、コスト面からヘッドの数をできるだけ減らすことが望まれる。例えば、印刷媒体上の同じ画素位置に対してドットの記録が可能なノズルを複数個用意するような構成（ノズルの冗長性）やヘッドの多重化度を減らすことが必要である。ただし、このような冗長ノズルやヘッドの多重化度の削減は、個々のノズルの吐出特性が描画結果に反映されやすく、ノズルのばらつきによるスジムラが発生するという課題がある。
【０００７】
つまり、低コスト高生産性を実現するために、画質面からは、粒状性とスジムラ低減を両立することが重要である。一般に、スジを良化させるためには、ドットサイズを大きくして、ドット間の隙間を埋めることが有益とされている。ただし、ドットサイズの増大は粒状を悪化させるという課題があり、上記問題（粒状性とスジムラ低減の両立）を解決できない。さらに、ドットサイズを大きくすることは、インク量を増大させるという課題がある。インク量の増大は、特に、高速印字において、乾燥能力の強化の必要性を意味しており、乾燥装置の能力強化など、高コストにつながる。
【０００８】
特許文献１では、スジの課題を解決するために、ドットサイズの制御では無く、描画パターンの工夫でスジムラを抑制する技術が開示されている。すなわち、帯状のパターンと分散されたパターンの比率を変化させるハーフトーン手法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４４７５０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の提案のように、帯状のパターンを使うと、印刷媒体上でドットとドットがつながりやすいため、スジに関しては確かに良化する。しかしながら、帯状パターンと分散パターンの２種類のパターンを単純に混合すると、粒状が悪化するという問題がある。
【００１１】
また、特許文献１は、高速印字によって発生する隣接着弾液滴の合一現象に起因する粒状の悪化については考慮されていない。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スジムラの低減と粒状を両立させることができるハーフトーン処理が可能な画像処理装置及び方法、並びに画像形成装置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】
【００１３】
本発明は前記目的を達成するために、液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記ノズルからの打滴により前記記録媒体上に画像を形成するための２値又は多値の画像データを生成する画像処理装置であって、多階調（Ｍ値）の元画像データに対して量子化処理を行い、前記元画像データよりも低階調のＮ値の画像データに変換する多値化手段を有し（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ＞Ｎ≧２を満たす整数）、前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対移動方向を第１方向、前記記録媒体上の前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、前記記録ヘッドは、前記第１方向に前記ノズル列が複数列配置された２次元のノズル配列を備え、前記多値化手段は、前記第１方向にブルーノイズ特性を持ち、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つ前記ドットパターンによって階調表現を実現することを特徴とする画像処理装置を提供する。
【００１４】
本発明の他の態様については、本明細書及び図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、着弾干渉による粒状の悪化を抑制できるとともに、着弾位置ずれによるスジムラの視認性を抑えることができるドット配置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】２次元ヘッドと印刷媒体との相対移動によって印刷媒体上の各画素にドットが記録される場合の打滴順の説明図
【図２】本実施形態によるドットパターンの例を示す図
【図３】図２の周波数特性を示す図
【図４】着弾干渉による粒状の悪化とその改善方法を示した模式図
【図５】本例で用いるマスクパターンの例を示す図
【図６】マルチドットによるドット配置の例を示した説明図
【図７】ディザマトリクスの生成手順を示したフローチャート
【図８】ディザマトリクスの他の生成手順を示したフローチャート
【図９】階調パターン生成処理のフローチャート
【図１０】画素入れ替え処理のフローチャート
【図１１】マスクパターンの周波数特性の特徴の説明図
【図１２】評価フィルタ生成処理のフローチャート
【図１３】実空間フィルタの一例を示す図
【図１４】各画素処理（量子化処理）のフローチャート
【図１５】誤差拡散法による誤差拡散マトリクスの例を示す説明図
【図１６】量子化処理の具体例を示すフローチャート
【図１７】実施例に係るディザマトリクスの一部を示す図
【図１８】本実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示すブロック図
【図１９】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図
【図２０】インクジェットヘッドの構成例を示す平面透視図
【図２１】ヘッドの他の構造例を示す平面透視図
【図２２】図２０中のＡ−Ａ線に沿う断面図
【図２３】インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
＜インクジェット印刷機の構成＞
図１は、２次元ヘッドと印刷媒体との相対移動によって印刷媒体上にドットが記録される場合の着弾順（打滴順）の説明図である。図１の下から上に向かって印刷媒体（用紙）が搬送される。用紙の送り方向を「ｙ方向」とし、送り方向に垂直な用紙幅方向（送り垂直方向）を「ｘ方向」とする。ｙ方向は「第１方向」に相当し、ｘ方向は「第２方向」に相当する。
【００１９】
図中符号１０はインク吐出口（ノズル）を表している。ここでは、説明を簡単にするために、ノズル配列の一例として、千鳥配列を例に説明する。図１に示した印刷ヘッド１４は、ｘ方向に一定の間隔でノズル１０が並ぶノズル列（吐出口列）２１、２２がｙ方向に位置を変えて複数列（ここでは２列）並んだ２次元ノズル配列を有する。ｘ方向に沿った直線上にノズル１０が並んだ各ノズル列２１、２２における同一ノズル列内のノズル間ピッチは等しく（２画素周期を例示）、ｙ方向に隣接するノズル列間の送り方向列間隔も一定（６画素間隔を例示）である。
【００２０】
ｙ方向に隣接するノズル列同士はｘ方向に１画素シフトした位置関係で配置されている。なお、画素ピッチは、記録解像度から規定される（例えば、1200dpiのとき、１画素は約21.2μmに相当する）。図示の２列のノズル配列において、用紙搬送方向の上流側（図の下）を第１列目、下流側を第２列目とノズル列の番号を定めるとき、印字媒体上のｘ方向に並んで連続する画素のライン（ｘ方向走査ライン）は、第１列目のノズル列で記録された１画素おきの画素の間を第２列目のノズル列で記録するように、時間差を持ってドットの記録が行われる。
【００２１】
図中で数字１〜２０が付された各セルは、印刷媒体上の画素を表し、セル中の数字は打滴の順番（ドットの着弾順）を表す。図示のように、２次元ヘッドによる印字の場合、印刷媒体上のｘ方向に隣接するドットは、２次元ヘッドのノズル配列上でｙ方向に数画素ピッチ離れたノズルから、異なるタイミングで吐出されることが通常である。
【００２２】
図１の場合、印刷媒体におけるｘ方向に沿った画素列の第１行目（最上行）に注目すると、左から「１，６，１，６，１，６・・・」の着弾順となっており、ｘ方向に関して、ノズル配列の第１列目のノズル列によって記録される画素（「１」）と第２列目のノズル列によって記録される画素（「６」）の隣接画素の着弾時間差は「５」となっている。また、印刷媒体上のｙ方向に沿った画素列の最左の列に注目すると、上から「１，２，３，４，５，６，・・・・」の着弾順となっており、ｙ方向に関して隣接画素の着弾時間差は「１」となっている。
【００２３】
このように、２次元ヘッド１４と印刷媒体との相対移動によって描画を行う構成では、送り方向（ｙ方向）の隣接画素と、送り垂直方向（ｘ方向）の隣接画素とで自画素との着弾時間差が異なる。つまり、送り方向の隣接画素の着弾時間差の方が短く、送り垂直方向の隣接画素の着弾時間差の方が長い。
【００２４】
このような構成は、粒状性に関連するドットの合一性と、スジムラに関連する吐出位置精度について、以下の意味合いを持つ。
【００２５】
（ドットの合一現象について）
着弾液滴の合一現象は、以下の理由により発生する。
【００２６】
［１］先に着弾したインク液滴が印刷媒体（用紙）内に吸収される前に、次の（後続の）インク滴が着弾し、印刷媒体上でこれら２つのインク滴が合一（合体）することによる。
【００２７】
［２］クリアインク（前処理液としてのインク）と、色材（顔料）含有インクを凝集反応させて顔料を用紙上に固定する系においては、凝集反応時間が２つのドットの着弾時間差よりも長いときに合一現象が発生する。
【００２８】
［１］、［２］のどちらのケースであっても、隣接するドットの着弾時間差は長い方が、合一現象の観点からは有利であり、粒状の観点からも有利である。
【００２９】
ｘ方向に隣接画素の着弾時間差が長い図１の構成の場合、仮に、ｙ方向にドットを連ならせると、着弾時間差が短く、合一現象を引き起こすため粒状にとって不利である。したがって、粒状の観点から、縦方向（ｙ）方向にドットを連ならせるよりもむしろ、横方向（ｘ方向）もしくは、斜め方向にドットを連ならせることが望ましい。
【００３０】
（吐出位置精度について）
スジムラは吐出位置精度（着弾位置精度）の悪化により、ドットが不均一に配置されることで発生する。吐出位置精度の悪化の主な要因は、吐出方向ばらつきである。吐出方向ばらつきは、多くの場合、ノズル内でのばらつきよりも、ノズル間のばらつきの方が顕著である。ノズルが送り垂直方向（ｘ方向）に多数並んでいる本構成の場合、ノズル間のばらつきに起因して、送り垂直方向に、送り方向に向けたスジが発生する。その一方で、これと垂直な方向のスジムラは、以下の理由により発生しにくい。
【００３１】
［理由１］ノズル内のばらつきが比較的小さく、そのような方向に発生する着弾位置誤差が生じ難い。
【００３２】
［理由２］仮に、その方向に着弾位置誤差が発生したとしても、ノズル間でばらつきがあるので、スジ状にはならない。
【００３３】
また、描画パターン（ドットパターン）とスジ、粒状に関しては、一般に以下の関係がある。
【００３４】
粒状に関して、ドット配置が高周波分布（空白とドットが空間的に短い周期）に配置されていることが望ましい。低周波（ドットと空白を長い周期）に分布させると粒状を悪化させやすい。
【００３５】
スジムラに関して、隣り合うドットとドットにオーバーラップを持たせて配置させることが好ましい。これはドットを低周波に分布させることを意味する。高周波に配置させると、ドットとドットのオーバーラップが失われやすいので、スジが悪化しやすい。
【００３６】
上述のような装置構成、並びに、パターンとスジムラ、粒状の関係性を考慮すると、以下のようなドットパターン特性を持たせるように構成することで、スジムラ、粒状の両方を満足させる相乗効果をもたらすことができる。
【００３７】
＜基本ドットパターン特性（特に中間調について）＞
本実施形態では、ドット合一現象を回避するために、送り方向にはドットを高周波に配置する（すなわち、ｙ方向になるべくドットを連ならせない）。なお、送り方向に関しては、ノズル内のばらつきが小さく、吐出位置精度が高いので、非常に高周波にドットを配置しても、スジムラは発生しない。さらに、合一現象が抑制されるだけでなく、パターンとしても高周波なので粒状も良化する。
【００３８】
送り垂直方向（ｘ方向）には、なるべくドットを連ならせて（低周波に）配置する。ｘ方向はｙ方向に比べて着弾時間差が長く、合一現象が発生し難いので、粒状が悪化しない。また、このように配置することで、パターンの特性（隣接ドット同士がオーバーラップして配置される構成）により、スジの悪化を抑制することができる。
【００３９】
このような特性を持つドットパターンの一例を図２に示した。図３にはドットパターンの周波数特性を示した。図３はドットパターンを２次元フーリエ変換し、パワー（絶対値の自乗）を濃淡で表したものである。濃い部分ほど成分量が大きいことを示している。
【００４０】
図示のように、本実施形態によって実現するパターンは、中間調で送り方向（ｙ方向）に高周波（ナイキスト周波数にピークがあり）、かつ、送り垂直方向（ｘ方向）には低周波なパターンである。すなわち、このパターンは、送り方向にブルーノイズ特性を持ち、送り垂直方向にグリーンノイズ特性を持つ。
【００４１】
そして、かかる周波数特性を持つ中間調を基本として、ハイライト域、並びにシャドウ域では、ドットが十分に分散されたパターンが生成される。
【００４２】
（シャドウ領域の粒状対策について）
ドットの合一現象により粒状が悪化する問題は既に説明したが、この現象は特に、ドットの配置が密となるシャドウ領域で顕著である。この現象を図４で説明する。
【００４３】
図４（ａ）は、従来のハーフトーン処理に基づく網点パターンの模式図、図４（ｂ）は本発明の実施例によるパターンの模式図である。
【００４４】
従来は、ドットの合一現象を回避するために、なるべくドットを分散させて配置させるのが通常であった。例えば、孤立したドットを千鳥配列により２次元的に分布させた網点パターンは、このような配置の代表的な例である。かかる千鳥配置の中央空白画素（図４（ａ）参照）に、ドットを追加的に配置すると、その周辺４画素のドットは中央のドットに引き寄せられ、中央ドットの周りの白地部分（図中、破線円で示した部分）を増やしてしまう。
【００４５】
図４（ａ）では、小滴のドット４０による千鳥配置の中央空白画素に、中滴のドット（中ドット）４２を配置した例が示されている。図示のように、分散配置された小滴ドット４０の空白画素に中滴ドット４２が配置されると、当該中滴ドット４２は、これに隣接する周辺４画素の小滴ドット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄを引っ張り、中央に寄せてしまう。その結果、液滴が合一してかたまり（ダマ）になり、ドット４２の周りに白地部分が増え、粒状を悪化させる。
【００４６】
これに対し、本発明の実施例による図４（ｂ）のドット配置によれば、横（ｘ）方向に連なる小滴ドット４０のドット列４４、４５が縦（ｙ）方向に離れて（高周波に）配置されている分布の中央空白画素に、中滴ドット４２が追加された構成となっている。
【００４７】
この場合、中滴ドット４２に隣接するドット４０Ｅ〜Ｊは中央のドット４２に引き寄せられるが、その移動による白地部分の増大は、図４（ａ）に比べて少ないため、粒状の悪化が抑制される。
【００４８】
図４（ｂ）に示すようなパターンは、図２〜３で説明したとおり、送り方向にドットを高周波に配置し、送り垂直方向に低周波に配置したドット配置の空白部分にドットを足していくことで実現できる。
【００４９】
本実施形態におけるハーフトーン処理は、図２〜３、図４（ｂ）で説明したような各階調におけるパターンをそれぞれの階調域において実現し、かつこれらをなめらかに接続する必要がある。このため、以下のような多値化処理の構成が採用される。
【００５０】
＜多値化処理により形成されるパターン＞
（１）マスクパターンについて
本例で用いるマスクパターンを図５（ａ）に示す。これは、図２で説明したパターンと同様のものとなっている。図５（ａ）に示したように、このマスクパターンは、送り方向に関して高周波（略１画素おき）に領域が分割されており、送り垂直方向は、送り方向と比較して低周波側に重みがおいてあり、かつ低周波成分が抑制されている（図３の周波数特性参照）。
【００５１】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のマスクパターンの白部（空白部）にドットを分散させて配置した例である。図５（ｂ）中の灰色の画素が追加されるドットの位置を示している。
【００５２】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）によるドットの分散配置の結果として得られるシャドウ域のパターンの例である。
【００５３】
（２）階調表現について
このように、中間調及びシャドウの少なくとも一部の階調でマスクパターン（図５（ａ））によって分割された領域のドットを分散させながらドット数を変化させて階調表現を行う。例えば、シャドウにおいては、マスクパターンで分割された片側領域（マスクパターンの黒部の領域）をドットで埋め、残りの領域（白部の領域）のドット数を変化させて階調表現を行う。なお、このときドットは分散配置にする。
【００５４】
図５（ａ）に示したマスクパターンの黒部は「第１領域」に相当し、残りの白部は「第２領域」に相当する。
【００５５】
（３）マルチドットによるドット配置の例について
ドットサイズ（吐出液滴量）の異なる複数種類のドットを選択的に記録できる記録ヘッドが用いられる場合には、ドットパターンの形成に際して、以下のような形態とすることが好ましい。ここでは、説明を簡単にするために、大小２種類のドットを打ち分けられる場合を例に説明する。
【００５６】
<例１>：図５（ａ）で示したマスクパターンの横連なり部を小滴ドットにするとともに、残りの部分（白部）に大滴ドットを分散的に配置する（図５（ｂ）の灰色で示した部分に大滴ドットを配置する）。小滴のドット径Ｄ１は、送り方向印刷解像度の周期Ｌｙの略２倍、もしくは、２倍以下であることが望ましい。送り方向の着弾干渉による粒状の悪化を抑制するためである（図６の左側参照）。
【００５７】
<例２>：図５（ａ）で示したマスクパターンの横連なり部の中で、小滴ドットと大滴ドットを互い違いに配置する（図６の右側参照）。この場合、小滴のドット径Ｄ１と大滴のドット径Ｄ２は、両者の平均が、送り方向周期Ｌｙの２倍以上であることが望ましい。
【００５８】
なお、横方向に小滴ドットと大滴ドットが交互に（互い違いに）配置されるともに、縦方向についても、小滴ドットと大滴ドットが互い違いに配置されている（同じサイズのドットが連続して並ばないように配置されている。）。
【００５９】
上記のように分散されて配置される複数のドットのサイズの平均は、送り方向印刷解像度の周期Ｌｙの略２倍もしくは、２倍以上とすることが好ましい。
【００６０】
このような構成によれば、図６の右側に示したように、横連なり部のパターン間の隙間（白地）がきれいに埋まり、粒状が良くなる。また、横（ｘ）方向に大きなドットと小さなドットが互いにオーバーラップを持って分布するため、スジにも強い。
【００６１】
（４）本実施形態によって実現されるドット配置による効果
上述したドット配置によれば、隣接ドットの平均的な着弾時間差を比較的長く取れるため、ドット合一現象による粒状悪化を抑制できる。また、この構成によると、送り方向に着弾位置精度（吐出精度）が高く、送り垂直方向に着弾位置精度（吐出精度）が低い画像形成装置について、良好な画像を得ることができる。すなわち、送り方向についてドットは高周波に分布して配置されているが、着弾位置精度が高いのでムラにならず、粒状を良化させることができる。また、送り垂直方向に関して着弾位置精度が多少悪くても、この方向にドットが連なっているため、着弾位置誤差によるスジの視認性を抑制することができる。
【００６２】
＜具体的なハーフトーン処理の実施方法の例＞
（第１の方法：ディザマトリックスによる方法）
上述したドット配置を生成するディザマトリクスの生成方法を以下に示す。
【００６３】
図７はディザマトリクスの生成手順の一例を示すフローチャートである。最初に、送り方向に高周波、送り垂直方向に相対的に低周波な周波数特性を持つパターンの２値フィルタを中間調（階調Ｌ）にて作成する（ステップＳ１１）。この２値フィルタは、図２及び図３、図５（ａ）で説明した周波数特性を持つ。
【００６４】
そして、この２値フィルタ（パターン）を使い、画像領域を２分割する（図７のステップＳ１２）。分割された領域のそれぞれを領域Ａ（「第１領域」に相当）、領域Ａ’（「第２領域」に相当）とよぶ。
【００６５】
中間調階調値（階調Ｌ）未満の階調域（階調０〜Ｌ−１の範囲）では、領域Ａのみにドットを置くという制約条件のもとで各階調のドット配置（つまり、ディザマトリクスの領域Ａに対応する各セルの数値）を決定する（ステップＳ１３）。
【００６６】
一方、中間調階調値（階調Ｌ）より上の階調域（階調Ｌ＋１〜max）では、領域Ａにドットがあると仮定し、領域Ａ’のみにドットを追加するという制約条件のもとで各階調のドット配置を決定する（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１３、Ｓ１４において、ドットはそれぞれの制約条件を守りながら、なるべく高周波に分散配置させるような条件でディザマトリックスを生成することが望ましい。
【００６７】
そして、ステップＳ１３及びＳ１４で得られた各階調のパターンを統合（マージ）することにより（ステップＳ１５）、全階調域の各階調に対応したドット配置を定めるディザマトリクスが得られる。
【００６８】
このようにして得られたディザマトリクスは、中間調付近においては送り方向に高周波で、送り垂直方向には比較的低周波な特性を持ち、ハイライト域及びシャドウ域では、ドットが分散されている。また、このディザマトリクスに、各階調ごとに適切な閾値を適用してパターンを抽出し、ドットを割り当てることで、前述の<例１>、<例２>で説明したパターンを実現することができる。
【００６９】
なお、ステップＳ１３、１４の処理は、適宜順番を入れ替えることも可能であるし、並列に処理することも可能である。図８に、並列処理を行うフローチャートを示す。
【００７０】
（他のディザマトリクス生成フロー）
図８は、他の例によるディザマトリクスの生成処理のフローチャートである。
【００７１】
最初に、初期階調＝Ｌ０のパターンを生成する（ステップＳ２１）。この処理は、図７のステップＳ１１と同様の処理である。
【００７２】
次に、初期階調Ｌ０より上の階調域（Ｌ０＜Ｌｐ＜level max）における各階調Ｌｐごとのパターンを生成する処理（図８のステップＳ２２Ａ〜Ｓ２５Ａ）と、初期階調Ｌ０より下の階調域（level min＜Ｌｍ＜Ｌ０）における各階調Ｌｍごとのパターンを生成する処理（ステップＳ２２Ｂ〜Ｓ２５Ｂ）とが並列に行われる。こうして得られた各階調のパターンを結合することにより（ステップＳ２６）、目的のディザマトリクスが得られる。
【００７３】
（各階調のパターン生成方法について）
図７のステップＳ１１、Ｓ１３〜Ｓ１４、図８のステップＳ２１、Ｓ２３Ａ、Ｓ２３Ｂで示した各階調パターンの生成処理は、ドットを置ける位置を制限する条件である制約条件をもとに、乱数で発生させた初期パターン（初期パターン生成処理）を、前記制約条件とパターンの評価値にしたがい、ドットを順次入れ替える処理を通じて、評価値に関してパターンを最適化することで生成される。
【００７４】
図９は各階調のパターンを生成する処理のフローチャートである。図９のフローチャートの構成要素について以下に説明する。
【００７５】
ステップＳ６１の階調制約条件設定処理は、後述の画素入れ替え処理（ステップＳ６６）において、ドットの入れ替えが許される領域（すなわち、評価値を指標とする最適化によりドットの配置を変更できる領域）を指定する処理である。例えば、以下に例示する２つの制約条件を設定する。
【００７６】
（制約条件１）：ディザマトリクス一般に必要な条件である、高階調パターンは低階調パターンを内包するという条件。
【００７７】
（制約条件２）：画質向上などを目的として、パターンに特定の特性を持たせるために、ドットを置く位置を制限する条件。詳細は後述の＜制約条件について＞の記載で説明する。
【００７８】
ステップＳ６２の評価フィルタ設定処理は、画素入れ替え処理（ステップＳ６６）、評価値算出処理（ステップＳ６７）等で使用する評価フィルタを指定する処理である。評価フィルタとは、周波数成分ごとの重みを示す周波数フィルタであり、ドットパターンに周波数空間で乗算(実空間で畳み込み)する際に使用される。この評価フィルタの特性が、パターンの特性に反映される。
【００７９】
この評価フィルタは以下の処理で使用される。
【００８０】
（１）画素入れ替え処理（ステップＳ６６）において、入れ替えるドットの位置を指定するために使用される。
【００８１】
（２）評価値算出処理（ステップＳ６７）、評価値比較（ステップＳ６８）、保存パターン／評価値更新処理（ステップＳ６９）においてパターンの評価値を決定するために使用される。なお、評価フィルタは、階調ごとに異なるフィルタを設定することが可能である。詳細は後述する。
【００８２】
図９におけるステップＳ６３の初期パターン生成処理は、パターン（ドットの配置）を最適化するにあたり初期のパターンを設定する。パターンは以下の処理手順に従い設定される。
【００８３】
（手順１）階調に必要なドット／空白数を求める。例えば、８bit の階調Ｌなら、必要なドット数は（Ｌ／２８）×マトリクスサイズである。
【００８４】
（手順２）マトリクスサイズと同じサイズの乱数を発生させる。
【００８５】
（手順３）以下の規則に従ってドットを配置する。
【００８６】
［規則１］初期階調（Ｌ０）以下の階調の場合：制約条件でドットの入れ替えが許されている領域について、乱数の値が高い箇所から順に、ドットを（手順１）で指定した数配置し、残りを全て空白と設定する。
【００８７】
［規則２］初期階調（Ｌ０）より上の階調の場合：制約条件でドットの入れ替えが許されている領域について、乱数の値が高い箇所から順に、空白を（手順１）で指定した数配置し、残りを全てドットと設定する。
【００８８】
ステップＳ６４では、カウンターの値（ｎ）を「０」にリセットする。
【００８９】
ステップＳ６６の画素入れ替え処理では、図１０に例示するフローに従い、ドットパターンを更新する。図１０では３つのフローチャートを例示した。いずれのフローチャートにおいても、まずドットパターンに評価フィルタを乗算（畳み込み）し、評価用の濃度分布を算出する。次に入れ替え制約条件を満たす領域にあり、かつ濃度が高いドットを、濃度が低い空白と入れ替える、という基本的な流れは共通している。
【００９０】
図１０（ａ）は、上記の処理を１ステップで行うフローである。図１０（ｂ）、（ｃ）は、２ステップで行う処理の例である。画素入れ替え処理（ステップＳ６６）は最適化の過程で繰り返し行われるが、例えば、常に図１０（ａ）に示す「画素入れ替え処理１」のみ行う構成にしても良いし、図１０（ｂ）に示す「画素入れ替え処理２」、図１０（ｃ）に示す「画素入れ替え処理３」を含めて各画素入れ替え処理１〜３をランダムに選択しても良い。図１０（ａ）の画素入れ替え処理1は、評価フィルタの畳み込み数が他の処理２〜３より少なく、演算が高速であるため、最適化の初期に多用する構成にしても良い。また階調ごとに処理１〜３の選択方法を変化させても良い。
【００９１】
図９におけるステップＳ６７の評価値算出処理、ステップＳ６８の評価値比較処理、ステップＳ６９〜Ｓ７３の保存パターン/評価値更新処理は、次の通りである。
【００９２】
評価値算出処理（ステップＳ６７）は、ステップＳ６６の画素入れ替え処理で変更されたドットパターンに評価フィルタを乗算（畳み込み）し、評価用の濃度分布を算出する。そして、この濃度分布の標準偏差を算出し、これを評価値とする。ステップＳ６６〜Ｓ７２で画素入れ替え処理（ステップＳ６６）、並びに評価値算出処理（ステップＳ６７）を繰り返し行い、評価値比較（ステップＳ６８）にて評価値が向上した場合は、当該するパターン並びに評価値を保存する（ステップＳ６９）。次回以降は、保存した評価値と算出した評価値を比較して（ステップＳ６８）、良化したか否か判断する。
【００９３】
以上の画素入れ替え処理、並びに評価値算出処理をパターン更新がされなくなるまで、繰り返し行うことで（ステップＳ６６〜７２）、当該階調のパターンを評価値に関して最適化する。最適化して得られた階調パターンを保存して（ステップＳ７３）、処理を終了する。
【００９４】
（評価フィルタ、制約条件並びに該当するパターンについて）
図３で説明した周波数特性を持つパターンを作成するために必要な評価フィルタの設定方法等について以下に説明する。
【００９５】
階調レベルによってパターン特性は異なるため、対応する評価フィルタも変える必要がある。以下、階調ごとのパターンと対応するフィルタを説明する。
【００９６】
＜初期階調について＞
初期階調は、図３で説明したように、本実施例におけるマスクパターンの特性を実現するパターンを生成する。すなわち、マスクパターンの実空間の模式図が図２、マスクパターンの周波数特性は図３に示される。
【００９７】
図２における横方向（送り垂直方向）に高さ１ピクセル（画素；単位［px］で示す）の横線が、縦方向（送り方向）に１pｘの隙間を空けて（２pxおきに）多数配置され、かつ千鳥状のパターンが排除されたパターンである。なお、各横線の線分の長さは、特に限定されず、２px以上、適宜の長さが設定される。
【００９８】
周波数特性としては、送り方向に最も高周波（ナイキスト周波数）かつ送り垂直方向には中周波成分の領域に極大が存在し、それ以外の周波数成分、特に低周波成分（濃度平均を示す、ｋx＝０，kｙ＝０成分はここでは無視する。図３の中央）が抑制されたパターンである。
【００９９】
図１１に示したように、この周波数特性は次のような観点で特徴付けられる。
【０１００】
（１）周波数成分をｘ方向に積算したとき、その積算結果を示すグラフはｙ方向のナイキスト周波数付近に極大がある（図１１の右側に記載したグラフ参照）。
【０１０１】
（２）周波数成分をｙ方向について前記ナイキスト周波数の１／２よりも高周波側の周波数域で積算したとき（図１１の破線から上の領域で積算したとき）、その積算結果を示すグラフはｘ方向の波数０の成分は抑制されている。そして、ｘ方向では極大がナイキスト周波数よりも低周波側(中周波領域)にある（図１１の上側に記載したグラフ参照）。なお、ここで「抑制されている」とは、値が０に近いということを意味している。
【０１０２】
（３）ｙ方向にブルーノイズ特性を持ち、ｘ方向にグリーンノイズ特性を持つ。ブルーノイズ特性は、高周波側ほど成分量（強度）が高くなる。グリーンノイズ特性は、特定の周波数（中周波数成分）にピークを持つ。
【０１０３】
（Ｌ0階調に用いる評価フィルタについて）
このようなパターンを生成するための評価フィルタは、図１２のフローチャートに従い生成される。すなわち、まず、実空間上でフィルタを設計する（ステップＳ８１）。基本的には中央(＝畳み込みの際に、(0,0)となる成分)から距離の関数として減少するような関数とする。
【０１０４】
しかし、本例においては、送り方向に高周波（送り方向ナイキスト周波数に極大）かつ、送り垂直方向に低周波としたいため、図１３に例示したように、中央の画素行（「１０」を中心とする横方向の画素行）は、上下の画素行よりも値を小さめに設定し、さらに、その２つ上又は２つ下の行（中央の画素行から上下に１行空けてグレーで示した行）も小さめに設定する。
【０１０５】
このような特性を持つ実空間フィルタに、さらに低周波強調処理（図１２のステップＳ８２）を行うことで評価フィルタを生成する。このようにして得られた評価フィルタを用い、中間調階調にてパターン最適化を行うことにより、目的の周波数特性を持つマスクパターンを生成することができる。
【０１０６】
本例のマスクパターンは、送り方向にナイキスト周波数で配置する必要があるため、初期階調Ｌ０としては、本例の場合、５０％前後の階調を選択する。５０％丁度にすると、送り方向の位相が広い領域で一致しやすくなる。このようになるとバンディングが発生しやすくなるため、５０％から若干ずらすのが望ましい。なお、図１１に示したパターンは、（136/256）×100［％］＝53.125％で生成したが、この値に限定されない。
【０１０７】
＜その他の階調について＞
初期階調以外の他の階調は、ディザの特性上、初期階調の特性が反映される。すなわち、制約条件として、初期階調のパターンを内包するパターンが適用される。したがって、ある程度任意の評価フィルタを使っても所望の特性は実現できる。
【０１０８】
ただし、シャドウ域並びにハイライト域では、なるべく、ドットを分散させた方が画質上好ましい。したがって、実空間フィルタとして等方的かつ中央から距離の関数として減少するような実空間フィルタを用い、これに低周波フィルタをかけたものを評価フィルタとすることが好ましい。
【０１０９】
＜制約条件について＞
上述の評価フィルタを設定すると、制約条件としては、初期階調については、制約条件無し、その他の階調ではディザマトリクス一般に要求される、階調の関係性からくる制約条件のみでディザを作成することによって所望の特性を実現できる。
【０１１０】
また、別の実施例として、初期階調の制約条件として、１on１offの横万線を設定することで、同様な特性を持つパターンを実現することができる。
【０１１１】
なお、マスクパターンは、初期階調Ｌ０のパターンを使っても良いし、その周辺階調のパターンを使ってもよい。どちらでも所望の特性を得ることができる。
【０１１２】
＜具体的なハーフトーン処理の実施方法の例＞
（第２の方法：ディザマトリクスと誤差拡散法を併用する方法）
次に、ディザマトリクスと誤差拡散法を併用して量子化を行うハーフトーン処理の例を説明する。
【０１１３】
図７で説明したように、送り方向に高周波、送り垂直方向に低周波よりの周波数特性を持つ２値マスクパターンにより、領域を２分割する。２分割した領域をそれぞれ領域Ａ、領域Ａ’とする。なお、この領域は、階調ごとに変えても良い。例えば、図７で生成したディザマトリクスは、中間調の階調域にて、前記周波数特性を持つため、階調ごとにディザマトリクスと比較する閾値を変化させて、領域Ａを調整してもよい。
【０１１４】
図１４は、各画素の量子化処理のフローチャートである。図１４のステップＳ９１に示した「領域Ａ調整処理」は、階調ごとにディザマトリクスと比較する閾値を変化させて、領域Ａを調整する処理工程である。
【０１１５】
ステップＳ９２では、注目画素（処理対象の画素）の階調値が階調Ｌ未満であるか否かの判定を行う。この判定基準となる階調Ｌは、図７で２値フィルタのパターンを作成したときの中間調階調値である。
【０１１６】
注目画素の階調値が階調Ｌ未満であるとき、すなわち、ハイライトから中間調の領域では、ステップＳ９２でＹＥＳ判定となり、ステップＳ９３に進む。
【０１１７】
ステップＳ９３では、領域Ａ内において、多値化処理を行い、領域Ａ’については空白ドット（滴無しに相当）を打つものとする。領域Ａ内において行われる多値化処理は、周辺画素から拡散された量子化誤差（周辺誤差）と、当該注目画素の階調値（元の階調値）との和を計算し、この和の信号値と、誤差拡散の閾値（量子化判定用の閾値）とを比較した結果に基づいて行う。
【０１１８】
一方、ステップＳ９２の判定において、注目画素の階調値が階調Ｌ以上であるとき、すなわち、中間調からシャドウ領域では、ステップＳ９２でＮＯ判定となり、ステップＳ９４に進む。
【０１１９】
ステップＳ９４では、領域Ａについて、「滴有り」としてドットを配置し、領域Ａ’内にて、上記同様に、誤差拡散閾値との比較により多値化を行う。
【０１２０】
例えば、図６の＜例１＞を実現する場合は、階調Ｌ未満の領域Ａの多値化は、小滴又は空白ドットを選択する処理にする（図１４のステップＳ９３）。また、階調Ｌ以上では、領域Ａに小滴を配置し、領域Ａ’において大滴か空白ドットを多値化の結果として選択する（ステップＳ９４）。
【０１２１】
また、図６の＜例２＞を実現する場合は、Ｋ（ただし、Ｋは０＜Ｋ＜Ｌを満たす整数）以下の階調域において、領域Ａを狭く調整したうえで、領域Ａにおいて小滴又は空白ドットで２値化を行う。そして、Ｋ以上Ｌ未満の階調域においては、領域Ａ内で小滴又は大滴で多値化する。このとき、領域Ａの大きさを広くするように調整してもよいし、Ｋ以下のときと同じ領域に固定してもよい。領域Ａの広さ、並びに、階調値により、大滴と小滴の発生比率を制御することができる。
【０１２２】
ステップＳ９３又はＳ９４によって多値化を行った後、当該注目画素の「周辺画素量子化誤差＋階調値」と、選択したドット（滴無しも含む）に対応する階調値の差分（量子化誤差）を計算し、この量子化誤差を周辺の未処理画素に拡散する（ステップＳ９５）。
【０１２３】
図１５は誤差拡散マトリクスの例を示している。図中の「ｘ」が量子化対象画素の位置を表し、矢印は量子化処理の処理順を表す。注目画素（量子化対象画素ｘ）に隣接する４つの未処理画素（右横、右斜め下、真下、左斜め下）に対して、それぞれ量子化誤差が配分される。誤差の配分比率を規定する誤差拡散マトリクスの成分Ａ〜Ｄのうち、横方向に拡散させる誤差成分（図中の「Ａ」）を、均等拡散させる場合の値（例えば、４等分として、それぞれ１／４の配分比率となる）よりも大きい配分とすることが望ましい。つまり、図１５の場合、「Ａ」の成分を０．２５よりも大きい値とすることが望ましい。このように、量子化誤差を横方向（ｘ方向）に多めに分配することで、横方向にドットが分散され、全体として分散性が向上し、粒状が良化する。
【０１２４】
＜量子化処理のフローチャートの具体例＞
ここでは、ディザマトリクスと誤差拡散法を併用する量子化処理の例について説明する。図１６は、本実施形態の各画素の量子化処理を示すフローチャートである。図１６において、dither[x][y]は二次元ディザマトリクスの成分を表す。th_dth[i][level]はディザマトリクスと比較する閾値を示す（i=0,1,2）。th_edf[level]は誤差拡散閾値を示す。dot[j][level]は階調値（level）ごとに｛滴無し、小滴、中滴、大滴｝のうちいずれかのドットサイズに対応付けられる（ｊ＝0,1,2,3）。
【０１２５】
各画素量子化処理がスタートすると、最初に、対象画素の元の階調値と、誤差拡散により当該対象画素に拡散された周辺誤差の和をとることで、周辺誤差を含んだ階調値を算出する（ステップＳ１０１）。
【０１２６】
次に、ディザマトリクスの値（dither[x][y]）と閾値th_dth[i][level]とを比較することにより、画像の領域を分割する。この閾値th_dth[i][level]は、対象画素の階調値（level）ごとに設定されるものであり、予め所定のメモリに記憶されている。ここでは、第１の閾値th_dth[0][level]、第２の閾値th_dth[1][level]、及び第３の閾値th_dth[2][level]を用いて、４領域に分割される。
【０１２７】
まず、ディザマトリクスの値と第１の閾値th_dth[0][level]との比較を行う（ステップＳ１０２）。比較の結果、ディザマトリクスの値の方が小さい場合は、dot[0][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０３）。
【０１２８】
ステップＳ１０２において、ディザマトリクスの値が第１の閾値以上の場合は、続いてディザマトリクスの値と第２の閾値th_dth[1][level]との比較を行う（ステップＳ１０４）。比較の結果、ディザマトリクスの値の方が小さい場合は、dot[1][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０５）。
【０１２９】
ステップＳ１０４において、ディザマトリクスの値が第２の閾値以上の場合は、さらにディザマトリクスの値と第３の閾値th_dth[2][level]との比較を行う（ステップＳ１０６）。ディザマトリクスの値が第３の閾値th_dth[2][level]以下の場合は、ステップＳ１０７に進み、周辺誤差を含んだ階調値と誤差拡散閾値th_edf[level]との比較を行う（ステップＳ１０７）。この誤差拡散閾値th_edf[level]についても、対象画素の階調値ごとに設定されるものであり、予め所定のメモリに記憶されている。ステップＳ１０７における比較の結果、周辺誤差を含んだ階調値の方が誤差拡散閾値よりも小さい場合は、dot[2][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０８）。
【０１３０】
一方、ステップＳ１０７において、周辺誤差を含んだ階調値が誤差拡散閾値以上である場合は、dot[3][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０９）。このように、ディザ閾値が第３の閾値以下（かつ第２の閾値以上）の領域では、誤差拡散法による２値化の処理が行われる。
【０１３１】
また、ステップＳ１０６において、ディザマトリクスの値の方が第３の閾値よりも大きい場合は、dot[4][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１１０）。
【０１３２】
なお、各dot[j][level]のドットサイズは階調値ごとに適宜決めることができる。例えば、ある階調値に対して、dot[0][level]は小滴、dot[1][level]は中滴、dot[2][level]は滴無し、dot[3][level]は大滴、及びdot[4][level]は大滴、のように決めることができる。基本的に、dot[3][level]＞dot[2][level]を満たしていればよく、量子化誤差が大きいと大きいドットを打ち、小さいと小さいドットを打つように各値を定める。
【０１３３】
具体例として、図６の＜例１＞を実現する場合は次の通りである。
【０１３４】
（１） 階調Ｌ未満の領域Ａの多値化は、小滴又は空白ドットを選択する処理にする（図１４のステップＳ９３）。すなわち、図１６のフローチャートにおいて、th_dth[0][level]=th_dth[1][level]=0に設定する（使わない）。このとき、ステップＳ１０３、Ｓ１０５は使わないのでdot[0][level]、dot[1][level]は何を設定しても良い。
【０１３５】
th_dth[2][level]は領域Ａを実現するような閾値を設定する。この領域では小滴又は空白ドットを選択する処理をすることになっているため、dot[3][level]=小滴、dot[2][level]=滴なし、を設定する。
【０１３６】
Ａ以外の領域である領域Ａ’は滴を打たないので、dot[4][level]=滴なしと設定する。
【０１３７】
（２）また、階調Ｌ以上では、領域Ａに小滴を配置し、領域Ａ’において大滴か空白ドットを多値化の結果として選択する（図１４のステップＳ９４）。すなわち、 領域Ａを設定するために、図１６のフローチャートにおいて、th_dth[0]=0(使わない) に設定する。また、th_dth[1]=領域Ａの閾値とし、dot[1][level]=小滴と設定する。領域Ａ’で大滴か空白ドットを多値化するために、th_dth[2][level]=dither_max値 (i.e. Ａ’の領域)とし、dot[3]=大滴、dot[2]=空白と設定する。
【０１３８】
次に、図６の＜例２＞を実現する場合の具体例を説明する。
【０１３９】
図６の＜例２＞を実現する場合、Ｋ（ただし、Ｋは０＜Ｋ＜Ｌを満たす整数）以下の階調域において、領域Ａを狭く調整したうえで、領域Ａにおいて小滴又は空白ドットで２値化を行う。このときの条件は、上記の＜例１＞の階調Ｌ未満の場合（上記（１））と同様である。ただし領域Ａが狭いので、th_dth[2]の値が異なっている。
【０１４０】
また、Ｋ以上Ｌ未満の階調域においては、領域Ａ内で小滴又は大滴で多値化する。このとき、領域Ａの大きさを広くするように調整してもよいし、Ｋ以下のときと同じ領域に固定してもよい。そして、th_dth[0]=th_dth[1]=0と設定し、th_dth[2]で領域Ａを設定する。この領域は、小滴/大滴で多値化するので、dot[3][level]=大滴 、dot[2][level]=小滴と設定する。領域Ａ’では滴は打たないので、dot[4]=滴なしとする。
【０１４１】
こうして、分割された領域に応じた量子化が行われる。以上のように対象画素のドットサイズを選択後、量子化誤差を算出する（ステップＳ１１１）。量子化誤差は、周辺誤差を含んだ階調値を量子化したことによって発生する誤差であり、周辺画素を含んだ階調値と量子化閾値との差である。量子化閾値は、各dot[0][level]、dot[1][level]、dot[2][level]、dot[3][level]、dot[4][level]にそれぞれ対応付けられた階調値である。
【０１４２】
この算出した量子化誤差を所定の誤差拡散マトリクスに従って周辺の画素へ拡散する（ステップＳ１１２）。続いて量子化の対象画素を隣接画素へ移行し、同様の処理を行うことで、全ての画素の量子化を行う。
【０１４３】
上記の量子化処理によれば、ステップＳ１０３、Ｓ１０５、Ｓ１１０に該当する各領域のdot[0][level]、dot[1][level]、dot[4][level]の記録率は、ディザマトリクスに従って決定され、残りの領域は、誤差拡散法で２値化することによって決定される（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）。このように量子化を行うことで、４値の記録率を階調ごとに一意に決定することができる。
【０１４４】
本例では、領域分割のための各閾値th_dth[i][level]は、対象画素の元の階調値における閾値を用いたが、周辺誤差を含んだ階調値における閾値を用いてもよい。
【０１４５】
＜ディザマトリクスの具体例＞
参考のために、図１７に本実施例により作成したディザマトリクスの具体例を示した。実際に作成したディザマトリクスは、１９２×１９２のマトリクスサイズ有するが、図示の都合上、ここでは、その一部（全体における左上部分）の「３２×３２」の範囲のみを示した。
【０１４６】
＜本実施形態による画像形成装置の構成について＞
図１８は、本実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。画像形成装置５０は、記録ヘッド６０と、記録ヘッド６０による記録動作を制御するヘッド制御装置７０とから構成される。
【０１４７】
記録ヘッド６０は、各ノズルに対応して設けられた吐出エネルギー発生素子としての複数の圧電素子６２と、各圧電素子６２の駆動／非駆動を切り換えるスイッチＩＣ６４と、を備える。
【０１４８】
ヘッド制御装置７０は、記録すべき画像の元画像データ（多階調画像データ）を受け入れる入力インターフェース部として機能する元画像データ入力部７２と、入力された元画像データに対して量子化処理を行うハーフトーン処理部７４（「多値化手段」に相当）を備える。また、ヘッド制御装置７０は、駆動波形生成部７６とヘッドドライバ７８を備える。
【０１４９】
元画像データは、インク色別に変換された画像データであってもよいし、インク色別に変換する前のＲＧＢの画像データであってもよい。必要に応じて、元画像データに対して、色変換処理や画素数変換処理、γ変換処理が行われる。
【０１５０】
ハーフトーン処理部７４、元画像データ（濃度データ）から２値又は多値のドットデータに変換する信号処理手段である。ハーフトーン処理の手段としては、既に説明したディザマトリクスを用いる態様、ディザと誤差拡散法とを組み合わせた態様などを適用できる。ハーフトーン処理は、一般に、Ｍ値（Ｍ≧３）の階調画像データをＮ値（Ｎ＜Ｍ）の階調画像データに変換する。最も単純な例では、２値（ドットのオン／オフ）のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類（例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの３種類）に対応した多値の量子化を行うことも可能である。
【０１５１】
すなわち、本例のハーフトーン処理部７４は、入力された階調を異なるｎ−１個（ただし、ｎはｎ＞２の整数）の滴サイズに対応するｎ値（ｎ−１個の滴サイズ＋滴無し）に量子化する。各ｎ個の異なるサイズのドットが、印刷可能な各画素において、どの程度の割合で打たれるかを示す記録率は、階調ごとに一意に決定される。
【０１５２】
こうして得られた２値又は多値の画像データ（トットデータ）は、各ノズルの駆動（オン）／非駆動（オフ）、さらに、多値の場合には液滴量（ドットサイズ）を制御するインク吐出制御データ（打滴制御データ）として利用される。ハーフトーン処理部７４にて生成されたドットデータ（打滴制御データ）は、ヘッドドライバ７８に与えられ、記録ヘッド６０のインク吐出動作が制御される。
【０１５３】
駆動波形生成部７６は、記録ヘッド６０の各ノズルに対応した圧電素子６２を駆動するための駆動電圧信号波形を生成する手段である。駆動電圧信号の波形データは予めＲＯＭ等の記憶手段に格納されており、必要に応じて使用する波形データが出力される。駆動波形生成部７６で生成された信号（駆動波形）は、ヘッドドライバ７８に供給される。なお、駆動波形生成部７６から出力される信号は、デジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。
【０１５４】
本例に示すインクジェット画像形成装置５０は、記録ヘッド６０の各圧電素子６２に対して、スイッチＩＣ６４を介して共通の駆動電力波形信号を供給し、各ノズルの吐出タイミングに応じて、該当する圧電素子６２の個別電極に接続されたスイッチ素子のオン／オフを切り換えることで、各圧電素子６２に対応するノズルからインクを吐出させる駆動方式が採用されている。
【０１５５】
図１８における元画像データ入力部７２とハーフトーン処理部７４の組み合わせが「画像処理装置」に相当する。
【０１５６】
＜本実施形態の利点＞
本実施形態で説明した画像処理技術は、以下のような装置構成に適用することができる。
【０１５７】
［１］記録ヘッドと印刷媒体（記録媒体）を相対的に移動させて、１度のスキャンで印字（記録）を行う画像形成装置。
【０１５８】
［２］記録ヘッドに対して印刷媒体を相対移動させる方向を「送り方向」（ｙ方向）とするとき、送り方向の隣接画素の着弾時間差が、送り垂直方向（ｘ方向）の隣接画素との着弾時間差と比較して短い画像形成装置。
【０１５９】
［３］送り方向の印刷精度（着弾位置精度）が送り垂直方向に比較して高い画像形成装置。
【０１６０】
［４］送り方向にノズルの冗長性が無い２次元ノズル配列となっている記録ヘッドを用いた画像形成装置。すなわち、送り垂直方向（ｘ方向）の各画素の記録を担うノズルとして１画素につき１ノズルのみが割り当てられており、ｘ方向の同一画素位置の記録を行うノズルは複数個存在しない２次元ノズル配列を有する記録ヘッドを用いた画像形成装置。
【０１６１】
＜画像形成装置の具体的な構成例＞
図１９は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例を示す全体構成図である。本例のインクジェット記録装置１００は、主として、給紙部１１２、処理液付与部（プレコート部）１１４、描画部１１６、乾燥部１１８、定着部１２０、及び排紙部１２２から構成されている。インクジェット記録装置１００は、描画部１１６のドラム（描画ドラム１７０）に保持された記録媒体１２４（以下、便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。）にインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成するシングルパス方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体１２４上に処理液（ここでは凝集処理液）を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体１２４上に画像形成を行う２液反応（凝集）方式が適用されたドロップオンデマンドタイプの画像形成装置である。
【０１６２】
（給紙部）
給紙部１１２には、枚葉紙である記録媒体１２４が積層されており、給紙部１１２の給紙トレイ１５０から記録媒体１２４が一枚ずつ処理液付与部１１４に給紙される。本例では、記録媒体１２４として、枚葉紙（カット紙）を用いるが、連続用紙（ロール紙）から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。
【０１６３】
（処理液付与部）
処理液付与部１１４は、記録媒体１２４の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部１１６で付与されるインク中の色材（本例では顔料）を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
【０１６４】
処理液付与部１１４は、給紙胴１５２、処理液ドラム（「プレコート胴」とも言う）１５４、及び処理液塗布装置１５６を備えている。処理液ドラム１５４は、記録媒体１２４を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム１５４は、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１５５を備え、この保持手段１５５の爪と処理液ドラム１５４の周面の間に記録媒体１２４を挟み込むことによって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム１５４は、その外周面に吸引孔を設けるとともに、吸引孔から吸引を行う吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体１２４を処理液ドラム１５４の周面に密着保持することができる。
【０１６５】
処理液塗布装置１５６は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラ（計量ローラ）と、該アニックスローラと処理液ドラム１５４上の記録媒体１２４に圧接されて計量後の処理液を記録媒体１２４に転移するゴムローラとで構成される。本実施形態では、ローラによる塗布方式を適用した構成を例示したが、これに限定されず、例えば、スプレー方式、インクジェット方式などの各種方式を適用することも可能である。
【０１６６】
処理液付与部１１４で処理液が付与された記録媒体１２４は、処理液ドラム１５４から中間搬送部１２６を介して描画部１１６の描画ドラム１７０へ受け渡される。
【０１６７】
（描画部）
描画部１１６は、描画ドラム（「描画胴」或いは「ジェッティング胴」とも言う）１７０、用紙抑えローラ１７４、及びインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙを備えている。各色のインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙ及びその制御装置として、図１８で説明した記録ヘッド６０とヘッド制御装置７０の構成が採用されている。
【０１６８】
描画ドラム１７０は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７１を備える。描画ドラム１７０の周面には、図示しない吸着穴が所定のパターンで多数形成されており、この吸着穴からエアが吸引されることにより、記録媒体１２４が描画ドラム１７０の周面に吸着保持される。なお、負圧吸引によって記録媒体１２４を吸引吸着する構成に限らず、例えば、静電吸着により、記録媒体１２４を吸着保持する構成とすることもできる。
【０１６９】
インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙはそれぞれ、記録媒体１２４における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッドであり、そのインク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列（２次元配列ノズル）が形成されている。各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙは、記録媒体１２４の搬送方向（描画ドラム１７０の回転方向）と直交する方向に延在するように設置される。
【０１７０】
各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙには、対応する色インクのカセット（インクカートリッジ）が取り付けられる。インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙから、描画ドラム１７０の外周面に保持された記録媒体１２４の記録面に向かってインク滴が吐出される。
【０１７１】
これにより、予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材（顔料）が凝集され、色材凝集体が形成される。インクと処理液の反応の一例として、本実施形態では、処理液に酸を含有させＰＨダウンにより顔料分散を破壊し凝集するメカニズムを用い、色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。こうして、記録媒体１２４上での色材流れなどが防止され、記録媒体１２４の記録面に画像が形成される。
【０１７２】
各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙの打滴タイミングは、描画ドラム１７０に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図１９中不図示、図２３の符号２９４）に同期させる。このエンコーダの検出信号に基づいて吐出トリガー信号（画素トリガー）が発せされる。これにより、高精度に着弾位置を決定することができる。また、予め描画ドラム１７０のフレなどによる速度変動を学習し、エンコーダで得られた打滴タイミングを補正して、描画ドラム１７０のフレ、回転軸の精度、描画ドラム１７０の外周面の速度に依存せずに打滴ムラを低減させることができる。さらに、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのノズル面の清掃、増粘インク排出などのメンテナンス動作は、ヘッドユニットを描画ドラム１７０から退避させて実施するとよい。
【０１７３】
本例では、ＣＭＹＫの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定は無い。
【０１７４】
描画部１１６で画像が形成された記録媒体１２４は、描画ドラム１７０から中間搬送部１２８を介して乾燥部１１８の乾燥ドラム１７６へ受け渡される。
【０１７５】
（乾燥部）
乾燥部１１８は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、乾燥ドラム（「乾燥胴」とも言う）１７６、及び溶媒乾燥装置１７８を備えている。乾燥ドラム１７６は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１７７を備え、この保持手段１７７によって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。
【０１７６】
溶媒乾燥装置１７８は、乾燥ドラム１７６の外周面に対向する位置に配置され、複数のハロゲンヒータ１８０と、各ハロゲンヒータ１８０の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル１８２とで構成される。各温風噴出しノズル１８２から記録媒体１２４に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各ハロゲンヒータ１８０の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。乾燥部１１８で乾燥処理が行われた記録媒体１２４は、乾燥ドラム１７６から中間搬送部１３０を介して定着部１２０の定着ドラム１８４へ受け渡される。
【０１７７】
（定着部）
定着部１２０は、定着ドラム（「定着胴」とも言う）１８４、ハロゲンヒータ１８６、定着ローラ１８８、及びインラインセンサ１９０で構成される。定着ドラム１８４は、処理液ドラム１５４と同様に、その外周面に爪形状の保持手段（グリッパー）１８５を備え、この保持手段１８５によって記録媒体１２４の先端を保持できるようになっている。
【０１７８】
定着ドラム１８４の回転により、記録媒体１２４は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ１８６による予備加熱と、定着ローラ１８８による定着処理と、インラインセンサ１９０による検査が行われる。
【０１７９】
定着ローラ１８８は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性ポリマー微粒子を溶着し、インクを被膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体１２４を加熱加圧するように構成される。記録媒体１２４は、定着ローラ１８８と定着ドラム１８４との間に挟まれ、所定のニップ圧（例えば、０．１５ＭＰａ）でニップされ、定着処理が行われる。
【０１８０】
また、定着ローラ１８８は、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成され、所定の温度（例えば６０〜８０℃）に制御される。この加熱ローラで記録媒体１２４を加熱することによって、インクに含まれるラテックスのＴｇ温度（ガラス転移点温度）以上の熱エネルギーが付与され、ラテックス粒子が溶融される。これにより、記録媒体１２４の凹凸に押し込み定着が行われるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。
【０１８１】
インラインセンサ１９０は、記録媒体１２４に記録された画像（テストパターンなども含む）について、吐出不良チェックパターンや画像の濃度、画像の欠陥などを計測するための読取手段であり、ＣＣＤラインセンサなどが適用される。
【０１８２】
上記の如く構成された定着部１２０によれば、乾燥部１１８で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が定着ローラ１８８によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体１２４に固定定着させることができる。
【０１８３】
なお、高沸点溶媒及びポリマー微粒子（熱可塑性樹脂粒子）を含んだインクに代えて、紫外線（ＵＶ）露光にて重合硬化可能なモノマー成分を含有していてもよい。この場合、インクジェット記録装置１００は、ヒートローラによる熱圧定着部（定着ローラ１８８）の代わりに、記録媒体１２４上のインクにＵＶ光を露光するＵＶ露光部を備える。このように、ＵＶ硬化性樹脂などの活性光線硬化性樹脂を含んだインクを用いる場合には、加熱定着の定着ローラ１８８に代えて、ＵＶランプや紫外線ＬＤ（レーザダイオード）アレイなど、活性光線を照射する手段が設けられる。
【０１８４】
（排紙部）
定着部１２０に続いて排紙部１２２が設けられている。排紙部１２２は、排出トレイ１９２を備えており、この排出トレイ１９２と定着部１２０の定着ドラム１８４との間に、これらに対接するように渡し胴１９４、搬送ベルト１９６、張架ローラ１９８が設けられている。記録媒体１２４は、渡し胴１９４により搬送ベルト１９６に送られ、排出トレイ１９２に排出される。搬送ベルト１９６による用紙搬送機構の詳細は図示しないが、印刷後の記録媒体１２４は無端状の搬送ベルト１９６間に渡されたバー（不図示）のグリッパーによって用紙先端部が保持され、搬送ベルト１９６の回転によって排出トレイ１９２の上方に運ばれてくる。
【０１８５】
また、図１９には示されていないが、本例のインクジェット記録装置１００には、上記構成の他、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙにインクを供給するインク貯蔵／装填部、処理液付与部１１４に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのクリーニング（ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等）を行うヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体１２４の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。
【０１８６】
＜インクジェットヘッドの構成例＞
次に、インクジェットヘッドの構造について説明する。各色に対応するインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号２５０によってヘッドを示すものとする。
【０１８７】
図２０(ａ) はヘッド２５０の構造例を示す平面透視図であり、図２０(ｂ) はその一部の拡大図である。図２１はヘッド２５０を構成する複数のヘッドモジュールの配置例を示す図である。また、図２２は記録素子単位（吐出素子単位）となる１チャンネル分の液滴吐出素子（１つのノズル２５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図２０中のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【０１８８】
図２２に示したように、本例のヘッド２５０は、インク吐出口であるノズル２５１と、各ノズル２５１に対応する圧力室２５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）２５３をマトリクス状に２次元配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影（正射影）される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【０１８９】
記録媒体１２４の送り方向（矢印Ｓ方向；「第１方向」に相当）と略直交する方向（矢印Ｍ方向；「第２方向」に相当）に記録媒体１２４の描画領域の全幅Ｗmに対応する長さ以上のノズル配列を構成するために、例えば、図２１（ａ）に示すように、複数のノズル２５１が２次元に配列された短尺のヘッドモジュール２５０’を千鳥状に配置して、長尺のライン型ヘッドを構成する。或いはまた、図２１（ｂ）に示すように、ヘッドモジュール２５０”を一列に並べて繋ぎ合わせる態様も可能である。図２１に示した各ヘッドモジュール２５０’又は２５０”が図１８で説明した記録ヘッド６０に該当する。
【０１９０】
なお、シングルパス印字用のフルライン型プリントヘッドは、記録媒体１２４の全面を描画範囲とする場合に限らず、記録媒体１２４の面上の一部が描画領域となっている場合（例えば、用紙の周囲に非描画領域（余白部）を設ける場合など）には、所定の描画領域内の描画に必要なノズル列が形成されていればよい。
【０１９１】
各ノズル２５１に対応して設けられている圧力室２５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図２１(ａ)、(ｂ) 参照）、対角線上の両隅部の一方にノズル２５１への流出口が設けられ、他方に供給インクの流入口（供給口）２５４が設けられている。なお、圧力室２５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
【０１９２】
図２２に示すように、ヘッド２５０（ヘッドモジュール２５０’、２５０”）は、ノズル２５１が形成されたノズルプレート２５１Ａと圧力室２５２や共通流路２５５等の流路が形成された流路板２５２Ｐ等を積層接合した構造から成る。ノズルプレート２５１Ａは、ヘッド２５０のノズル面（インク吐出面）２５０Ａを構成し、各圧力室２５２にそれぞれ連通する複数のノズル２５１が２次元的に形成されている。
【０１９３】
流路板２５２Ｐは、圧力室２５２の側壁部を構成するとともに、共通流路２５５から圧力室２５２にインクを導く個別供給路の絞り部（最狭窄部）としての供給口２５４を形成する流路形成部材である。なお、説明の便宜上、図２２は簡略的に図示しているが、流路板２５２Ｐは一枚又は複数の基板を積層した構造である。
【０１９４】
ノズルプレート２５１Ａ及び流路板２５２Ｐは、シリコンを材料として半導体製造プロセスによって所要の形状に加工することが可能である。
【０１９５】
共通流路２５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路２５５を介して各圧力室２５２に供給される。
【０１９６】
圧力室２５２の一部の面（図２２おいて天面）を構成する振動板２５６には、個別電極２５７を備えたピエゾアクチュエータ（圧電素子）２５８が接合されている。本例の振動板２５６は、ピエゾアクチュエータ２５８の下部電極に相当する共通電極２５９として機能するニッケル（Ｎｉ）導電層付きのシリコン（Ｓｉ）から成り、各圧力室２５２に対応して配置されるピエゾアクチュエータ２５８の共通電極を兼ねる。なお、樹脂などの非導電性材料によって振動板を形成する態様も可能であり、この場合は、振動板部材の表面に金属などの導電材料による共通電極層が形成される。また、ステンレス鋼（ＳＵＳ）など、金属（導電性材料）によって共通電極を兼ねる振動板を構成してもよい。
【０１９７】
個別電極２５７に駆動電圧を印加することによってピエゾアクチュエータ２５８が変形して圧力室２５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル２５１からインクが吐出される。インク吐出後、ピエゾアクチュエータ２５８が元の状態に戻る際、共通流路２５５から供給口２５４を通って新しいインクが圧力室２５２に再充填される。
【０１９８】
かかる構造を有するインク室ユニット２５３を図２０（ｂ）に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。かかるマトリクス配列において、副走査方向の隣接ノズル間隔をＬｓとするとき、主走査方向については実質的に各ノズル２５１が一定のピッチＰ＝Ｌｓ／tanθで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。
【０１９９】
また、本発明の実施に際してヘッド２５０におけるノズル２５１の配列形態は図示の例に限定されず、様々なノズル配置構造を適用できる。
【０２００】
なお、インクジェットヘッドにおける各ノズルから液滴を吐出させるための吐出用の圧力（吐出エネルギー）を発生させる手段は、ピエゾアクチュエータ（圧電素子）に限らず、静電アクチュエータ、サーマル方式（ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用してインクを吐出させる方式）におけるヒータ（加熱素子）や他の方式による各種アクチュエータなど様々な圧力発生素子（吐出エネルギー発生素子）を適用し得る。ヘッドの吐出方式に応じて、相応のエネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
【０２０１】
＜制御系の説明＞
図２３は、インクジェット記録装置１００のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１００は、通信インターフェース２７０、システムコントローラ２７２、プリント制御部２７４、画像バッファメモリ２７６、ヘッドドライバ２７８、モータドライバ２８０、ヒータドライバ２８２、処理液付与制御部２８４、乾燥制御部２８６、定着制御部２８８、メモリ２９０、ＲＯＭ２９２、エンコーダ２９４等を備えている。
【０２０２】
通信インターフェース２７０は、ホストコンピュータ３５０から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース２７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなど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バッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ３５０から送出された画像データは通信インターフェース２７０を介してインクジェット記録装置１００に取り込まれ、一旦メモリ２９０に記憶される。
【０２０３】
メモリ２９０は、通信インターフェース２７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ２７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ２９０は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【０２０４】
システムコントローラ２７２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インクジェット記録装置１００の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ２７２は、通信インターフェース２７０、プリント制御部２７４、モータドライバ２８０、ヒータドライバ２８２、処理液付与制御部２８４等の各部を制御し、ホストコンピュータ３５０との間の通信制御、メモリ２９０の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ２９６やヒータ２９８を制御する制御信号を生成する。
【０２０５】
ＲＯＭ２９２にはシステムコントローラ２７２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などが格納されている。ＲＯＭ２９２は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。メモリ２９０は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、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。
【０２０６】
モータドライバ２８０は、システムコントローラ２７２からの指示に従ってモータ２９６を駆動するドライバである。図２３では、装置内の各部に配置される様々なモータを代表して符号２９６で図示している。例えば、図２３に示すモータ２９６には、図１９の給紙胴１５２、処理液ドラム１５４、描画ドラム１７０、乾燥ドラム１７６、定着ドラム１８４、渡し胴１９４などの回転を駆動するモータ、描画ドラム１７０の吸引孔から負圧吸引するためのポンプの駆動モータ、インクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのヘッドユニットを、描画ドラム１７０外のメンテナンスエリアに移動させる退避機構のモータ、などが含まれている。
【０２０７】
ヒータドライバ２８２は、システムコントローラ２７２からの指示に従って、ヒータ２９８を駆動するドライバである。図２３では、装置内の各部に配置される様々なヒータを代表して符号２９８で図示している。例えば、図２３に示すヒータ２９８には、給紙部１１２において記録媒体１２４を予め適温に加熱しておくための不図示のプレヒータ、などが含まれている。
【０２０８】
プリント制御部２７４は、システムコントローラ２７２の制御に従い、メモリ２９０内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッドドライバ２７８に供給する制御部である。
【０２０９】
図１８で説明したように、ドットデータは、多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、ｓＲＧＢなどで表現された画像データ（例えば、ＲＧＢ各色について８ビットの画像データ）をインクジェット記録装置１００で使用するインクの各色の色データ（本例では、ＫＣＭＹの色データ）に変換する処理である。
【０２１０】
プリント制御部２７４において所要の信号処理が施され、得られたドットデータに基づいて、ヘッドドライバ２７８を介してヘッド２５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。ここで言うドットデータは、「ノズル制御データ」に相当している。
【０２１１】
プリント制御部２７４には画像バッファメモリ（不図示）が備えられており、プリント制御部２７４における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリに一時的に格納される。また、プリント制御部２７４とシステムコントローラ２７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【０２１２】
エンコーダ２９４は、描画ドラム１７０の回転速度を検出するものであり、例えば光電方式のロータリエンコーダが用いられる。システムコントローラ２７２は、エンコーダ２９４からの信号に基づいて描画ドラム１７０の回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて各色のインクジェットヘッド１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙのノズル２５１の吐出タイミング信号を生成し、プリント制御部２７４へ供給する。
【０２１３】
画像入力から印字出力までの処理の流れを概説すると、印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース２７０を介して外部から入力され、メモリ２９０に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データがメモリ２９０に記憶される。インクジェット記録装置１００では、インク（色材) による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。そのため、メモリ２９０に蓄えられた元画像（ＲＧＢ）のデータは、システムコントローラ２７２を介してプリント制御部２７４に送られ、該プリント制御部２７４においてハーフトーニング処理によってインク色ごとのドットデータに変換される。即ち、プリント制御部２７４は、入力されたＲＧＢ画像データをＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４色のドットデータに変換する処理を行う。こうして、プリント制御部２７４で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ（不図示）に蓄えられる。
【０２１４】
ヘッドドライバ２７８は、プリント制御部２７４から与えられる印字データ（即ち、画像バッファメモリ２７６に記憶されたドットデータ）に基づき、ヘッド２５０の各ノズルに対応するアクチュエータを駆動するための駆動信号を出力する。ヘッドドライバ２７８にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【０２１５】
ヘッドドライバ２７８から出力された駆動信号がヘッド２５０に加えられることによって、該当するノズルからインクが吐出される。記録媒体１２４を所定の速度で搬送しながらヘッド２５０からのインク吐出を制御することにより、記録媒体１２４上に画像が形成される。
【０２１６】
処理液付与制御部２８４は、システムコントローラ２７２からの指示に従い、処理液塗布装置１５６（図１９参照）の動作を制御する。乾燥制御部２８６は、システムコントローラ２７２からの指示に従い、溶媒乾燥装置１７８（図１９参照）の動作を制御する。
【０２１７】
定着制御部２８８は、システムコントローラ２７２からの指示に従い、定着部１２０のハロゲンヒータ１８６や定着ローラ１８８（図１９参照）から成る定着加圧部２９９の動作を制御する。
【０２１８】
インラインセンサ１９０は、図１９で説明したように、イメージセンサを含むブロックであり、記録媒体１２４に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつき、光学濃度など）を検出し、その検出結果をシステムコントローラ２７２及びプリント制御部２７４に提供する。
【０２１９】
プリント制御部２７４は、インラインセンサ１９０から得られる情報に基づいてヘッド２５０に対する各種補正（不吐出補正や濃度補正など）を行うとともに、必要に応じて予備吐出や吸引、ワイピング等のクリーニング動作（ノズル回復動作）を実施する制御を行う。
【０２２０】
図２３のシステムコントローラ２７２、プリント制御部２７４（画像バッファメモリ内蔵）、ヘッドドライバ２７８の部分が図１８で説明したヘッド制御装置７０に相当する。なお、図２３で説明したシステムコントローラ２７２が担う処理機能の全て又は一部をホストコンピュータ３５０側に搭載する態様も可能である。
【０２２１】
＜変形例＞
上記実施形態では、記録媒体１２４に直接インク滴を打滴して画像を形成する方式（直接記録方式）のインクジェット記録装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、一旦、中間転写体上に画像（一次画像）を形成し、その画像を転写部において記録紙に対して転写することで最終的な画像形成を行う中間転写型の画像形成装置についても本発明を適用することができる。
【０２２２】
また、上記実施形態では、記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を有するページワイドのフルライン型ヘッドを用いたインクジェット記録装置（１回の副走査によって画像を完成させるシングルパス方式の画像形成装置）を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、シリアル型（シャトルスキャン型）ヘッドなど、短尺の記録ヘッドを移動させながら、複数回のヘッド走査により画像記録を行うインクジェット記録装置についても本発明を適用できる。
【０２２３】
＜ヘッドと用紙を相対移動させる手段について＞
上述の実施形態では、停止したヘッドに対して記録媒体を搬送する構成を例示したが、本発明の実施に際しては、停止した記録媒体（被描画媒体）に対してヘッドを移動させる構成も可能である。なお、シングルパス方式のフルライン型の記録ヘッドは、通常、記録媒体の送り方向（搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってヘッドを配置する態様もあり得る。
【０２２４】
＜記録媒体について＞
「記録媒体」は、記録素子によってドットが記録される媒体の総称であり、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、被記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。
【０２２５】
＜本発明の応用例について＞
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、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、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画するインクジェットシステムに広く適用できる。
【０２２６】
＜付記＞
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書は以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
【０２２７】
（発明１）：液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記ノズルからの打滴により前記記録媒体上に画像を形成するための２値又は多値の画像データを生成する画像処理装置であって、多階調（Ｍ値）の元画像データに対して量子化処理を行い、前記元画像データよりも低階調のＮ値の画像データに変換する多値化手段を有し（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ＞Ｎ≧２を満たす整数）、前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対移動方向を第１方向、前記記録媒体上の前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、前記記録ヘッドは、前記第１方向に前記ノズル列が複数列配置された２次元のノズル配列を備え、前記多値化手段は、前記第１方向にブルーノイズ特性を持ち、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つ前記ドットパターンによって階調表現を実現することを特徴とする画像処理装置。
【０２２８】
第１方向についてドットを高周波に（連なりを少なく）配置する一方、第２方向については、ある程度ドットを連ならせて（低周波に）配置する。かかる態様によれば、第１方向の合一現象が抑制される。また、パターンとしても高周波であるため、粒状も良化する。
【０２２９】
第２方向については、隣接ドット間の着弾時間差が比較的長いため、合一現象が発生しにくく、粒状が悪化しない。また、第２方向にドットを連ならせるパターンの特性から、隣接ドット同士が互いに一部重なり合い、スジムラが発生しにくい。
【０２３０】
中間調における特定階調域について、上記のような周波数特性を持つドットパターンが生成されることが好ましい。
【０２３１】
（発明２）：発明１に記載の画像処理装置において、前記ドットパターンの周波数成分を前記第２方向に積算したとき、前記第1方向では極大がナイキスト周波数付近にあり、前記ドットパターンの周波数成分を前記第１方向について前記ナイキスト周波数の１／２よりも高周波側の周波数域で積算したとき、前記第２方向では波数０の成分が抑制され、極大がナイキスト周波数よりも低周波の中周波領域にあることを特徴とする。
【０２３２】
パターンを２次元フーリエ変換して周波数空間の座標系で成分を調べたときに、上記のような特性を示すものが好ましい。ナイキスト周波数は、記録解像度（印刷解像度）によって規定される。
【０２３３】
（発明３）：発明１又は２に記載の画像処理装置において、前記ドットパターンは、前記第２方向に複数個のドットが連続して連なる第２方向線分パターンが前記第１方向に関して記録解像度の２倍の周期で配置された構成からなることを特徴とする。
【０２３４】
かかる態様によれば、第１方向について概ね１画素おきに第２方向線分パターンが配置される。
【０２３５】
（発明４）：発明３に記載の画像処理装置において、前記第１方向に隣り合って並ぶ前記第２方向線分パターンの間に、これら第２方向線分パターン同士をつなぐドットが配置されることを特徴とする。
【０２３６】
第１方向について高周波に配置される第２方向線分パターンの間にドットを分散配置することによって、シャドウ側の階調域の階調表現を行う態様が好ましい。
【０２３７】
（発明５）：発明４に記載の画像処理装置において、前記記録ヘッドは前記ノズルから吐出する液滴の量を異ならせることによってドットサイズの異なる複数種類のドットを記録することができ、前記多値化手段は、前記記録ヘッドによって記録可能なドットの大きさの種類数に応じたＮ値の画像データを生成し、前記第２方向線分パターンは、前記複数種類のドットのうち、相対的に小さなドットによって形成され、前記第１方向に隣り合って並ぶ前記第２方向線分パターン同士をつなぐ前記ドットとして、前記複数種類のドットのうち、相対的に大きなドットが形成されることを特徴とする。
【０２３８】
２種類以上のドットサイズ（滴量）を打ち分けることができる場合、第２方向に連ならせる第２方向線分パターンは小ドット（小滴）とし、第２方向線分パターンの間に分散配置するドットは、より大きなドットとすることが好ましい。
【０２３９】
（発明６）：発明３から５のいずれか１項に記載の画像処理装置において、前記第２方向線分パターンを記録するドットのドット径は、前記第１方向の記録解像度周期の２倍以下であることを特徴とする。
【０２４０】
かかる態様によれば、第１方向のドットが干渉しないため、粒状の悪化が抑制される。
【０２４１】
（発明７）：発明３又は４に記載の画像処理装置において、前記記録ヘッドは前記ノズルから吐出する液滴の量を異ならせることによってドットサイズの異なる複数種類のドットを記録することができ、前記多値化手段は、前記記録ヘッドによって記録可能なドットの大きさの種類数に応じたＮ値の画像データを生成し、前記第２方向線分パターンは、前記複数種類のドットのうち、相対的に小さなドットと大きなドットが前記第２方向に沿って交互に並んで配置されことを特徴とする。
【０２４２】
かかる態様によれば、第２方向に沿って小さなドットと大きなドットが互いに部分的にオーバーラップを持って分布するため、スジが発生しにくい。
【０２４３】
（発明８）：発明７に記載の画像処理装置において、前記第２方向線分パターンを構成する前記相対的に小さなドットと大きなドットの平均ドット径が、前記第１方向の記録解像度の周期の２倍以上であることを特徴とする。
【０２４４】
かかる態様によれば、第２方向線分パターン間の白地が概ねきれいに埋まり、粒状がよくなる。
【０２４５】
（発明９）：発明１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置において、前記第１方向にブルーノイズ特性、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つマスクパターンによって画像領域を複数の領域に分割する領域分割手段を備え、前記領域分割手段により分割された少なくとも一部の領域内に配置するドットの密度を変化させることで前記階調表現が行われることを特徴とする。
【０２４６】
例えば、上述の周波数特性（第１方向に高周波、第２方向に低周波よりの周波数特性）を持つ２値マスクパターンを用いて、領域を２分割する。
【０２４７】
（発明１０）：発明９に記載の画像処理装置において、前記分割された領域のうち、前記マスクパターンと重なる領域を第１領域、前記第１領域の外側の領域を第２領域とするとき、前記多値化手段は、相対的に低い階調域では、前記第１領域内に限ってドットを配置するという制約のもと前記第１領域内でドットの密度を変化させ、相対的に高い階調域においては、前記第１領域の全てにドットを配置するとともに、前記第２領域のドットの密度を変化させることで前記階調表現が行われ、かつ前記第２の領域に配置されるドットは前記第２方向に分散して配置されることを特徴とする。
【０２４８】
第１方向に高周波にドットが配置されるため、着弾干渉による中間調並びにシャドウ部の粒状の悪化を抑制できるとともに、着弾位置ずれによるスジムラを抑制できる。また、第２方向に連なった帯状のパターンと、その間をつなぐようにドットが分散したパターンが混合されているため、粒状が良い。
【０２４９】
（発明１１）：発明１０に記載の画像処理装置において、前記第２領域に配置されるドットは、第１領域に配置されるドットとは異なるサイズのドットであることを特徴とする。
【０２５０】
第１領域に配置するドットに比べて第２領域に配置するドットのドットサイズを大きいものとすることが好ましい。
【０２５１】
（発明１２）：発明１０又は１１に記載の画像処理装置において、前記第１領域を埋めるドットのドット径は、前記第１方向の記録解像度の２倍以下であることを特徴とする。
【０２５２】
かかる態様によれば、第１方向の隣接ドット同士が干渉しにくい。
【０２５３】
（発明１３）：発明９に記載の画像処理装置において、前記分割された領域のうち、前記マスクパターンと重なる領域を第１領域、前記第１領域の外側の領域を第２領域とするとき、前記多値化手段は、相対的に低い階調域では、前記第１領域内に限ってドットを配置するという制約のもと前記第１領域内でドットの密度を変化させ、相対的に高い階調域においては、前記第１領域内で、異なるサイズのドットの使用比率を変化させることで前記階調表現が行われ、前記異なるサイズのドットは前記第２方向に連なる際にサイズが高周波に変化するように配置されることを特徴とする。
【０２５４】
かかる態様によれば、着弾干渉による粒状の悪化防止とスジムラの抑制の両方を両立できるドットパターンの生成が可能である。
【０２５５】
（発明１４）：発明１３に記載の画像処理装置において、前記第２方向に連なって配置される前記異なるサイズの複数のドットのサイズの平均は、前記第１方向の記録解像度の周期の２倍以上であることを特徴とする。
【０２５６】
かかる態様によれば、ドット同士がオーバーラップを持って分布し、スジが発生しにくい。
【０２５７】
（発明１５）：発明９から１４のいずれか１項に記載の画像処理装置において、前記領域分割手段は、前記第１方向にブルーノイズ特性、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つディザマトリクスを用いて実現されていることを特徴とする。
【０２５８】
中間調の階調域にて、上記の周波数特性を持つディザマトリクスを用い、閾値と比較することによって、領域を分けることができる。
【０２５９】
（発明１６）：発明９から１５のいずれか１項に記載の画像処理装置において、前記元画像データの画素の量子化によって発生する量子化誤差を周辺の未量子化画素に拡散し、当該拡散された前記量子化誤差と、各画素の階調値と、前記領域分割手段によって分割される領域に応じた処理の制約条件とに基づいて、各画素の量子化が行われることを特徴とする。
【０２６０】
領域分けを行うマスクパターン（例えば、ディザマトリクス）と誤差拡散法とを併用して目的のパターンを実現することができる。
【０２６１】
（発明１７）：発明１６に記載の画像処理装置において、前記量子化誤差の拡散は、前記周辺画素に対して均等に誤差を分配するときと比較して、前記第２方向により多くの誤差が拡散されることを特徴とする。
【０２６２】
かかる態様によれば、第２方向にドットが分散され、全体として分散性が向上し、粒状が良化する。
【０２６３】
（発明１８）：液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記ノズルからの打滴により前記記録媒体上に画像を形成するための２値又は多値の画像データを生成する画像処理方法であって、多階調（Ｍ値）の元画像データに対して量子化処理を行い、前記元画像データよりも低階調のＮ値の画像データに変換する多値化工程を有し（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ＞Ｎ≧２を満たす整数）、前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対移動方向を第１方向、前記記録媒体上の前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、前記記録ヘッドは、前記第１方向に前記ノズル列が複数列配置された２次元のノズル配列を備え、前記多値化工程は、前記第１方向にブルーノイズ特性を持ち、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つ前記ドットパターンによって階調表現を実現することを特徴とする画像処理方法。
【０２６４】
発明２から１７に記載の特徴を発明１８に組み合わせる態様も可能である。
【０２６５】
（発明１９）：液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させる相対移動手段と、発明１から１７のいずれか１項に記載の画像処理装置と、前記画像処理装置で生成された前記Ｎ値の画像データに基づいて前記記録ヘッドの前記ノズルからの液滴の吐出動作を制御する記録制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【符号の説明】
【０２６６】
１０…ノズル、２１，２２…ノズル列、５０…画像形成装置、６０…記録ヘッド、６２…圧電素子、７０…ヘッド制御装置、７４…ハーフトーン処理部、７８…ヘッドドライバ、１００…インクジェット記録装置、１２４…記録媒体、１７０…描画ドラム、１７２Ｍ，１７２Ｋ，１７２Ｃ，１７２Ｙ…インクジェットヘッド（記録ヘッド）、２５０’,２５０”…ヘッドモジュール、２５１…ノズル、２７２…システムコントローラ、２８０…プリント制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記ノズルからの打滴により前記記録媒体上に画像を形成するための２値又は多値の画像データを生成する画像処理装置であって、
多階調（Ｍ値）の元画像データに対して量子化処理を行い、前記元画像データよりも低階調のＮ値の画像データに変換する多値化手段を有し（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ＞Ｎ≧２を満たす整数）、
前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対移動方向を第１方向、前記記録媒体上の前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、前記記録ヘッドは、前記第１方向に前記ノズル列が複数列配置された２次元のノズル配列を備え、
前記多値化手段は、前記第１方向にブルーノイズ特性を持ち、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つ前記ドットパターンによって階調表現を実現することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ドットパターンの周波数成分を前記第２方向に積算したとき、前記第1方向では極大がナイキスト周波数付近にあり、前記ドットパターンの周波数成分を前記第１方向について前記ナイキスト周波数の１／２よりも高周波側の周波数域で積算したとき、前記第２方向では波数０の成分が抑制され、極大がナイキスト周波数よりも低周波の中周波領域にあることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ドットパターンは、前記第２方向に複数個のドットが連続して連なる第２方向線分パターンが前記第１方向に関して記録解像度の２倍の周期で配置された構成からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１方向に隣り合って並ぶ前記第２方向線分パターンの間に、これら第２方向線分パターン同士をつなぐドットが配置されることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドは前記ノズルから吐出する液滴の量を異ならせることによってドットサイズの異なる複数種類のドットを記録することができ、
前記多値化手段は、前記記録ヘッドによって記録可能なドットの大きさの種類数に応じたＮ値の画像データを生成し、
前記第２方向線分パターンは、前記複数種類のドットのうち、相対的に小さなドットによって形成され、
前記第１方向に隣り合って並ぶ前記第２方向線分パターン同士をつなぐ前記ドットとして、前記複数種類のドットのうち、相対的に大きなドットが形成されることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第２方向線分パターンを記録するドットのドット径は、前記第１方向の記録解像度周期の２倍以下であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記記録ヘッドは前記ノズルから吐出する液滴の量を異ならせることによってドットサイズの異なる複数種類のドットを記録することができ、
前記多値化手段は、前記記録ヘッドによって記録可能なドットの大きさの種類数に応じたＮ値の画像データを生成し、
前記第２方向線分パターンは、前記複数種類のドットのうち、相対的に小さなドットと大きなドットが前記第２方向に沿って交互に並んで配置されることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第２方向線分パターンを構成する前記相対的に小さなドットと大きなドットの平均ドット径が、前記第１方向の記録解像度の周期の２倍以上であることを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第１方向にブルーノイズ特性、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つマスクパターンによって画像領域を複数の領域に分割する領域分割手段を備え、
前記領域分割手段により分割された少なくとも一部の領域内に配置するドットの密度を変化させることで前記階調表現が行われることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記分割された領域のうち、前記マスクパターンと重なる領域を第１領域、前記第１領域の外側の領域を第２領域とするとき、
前記多値化手段は、相対的に低い階調域では、前記第１領域内に限ってドットを配置するという制約のもと前記第１領域内でドットの密度を変化させ、
相対的に高い階調域においては、前記第１領域の全てにドットを配置するとともに、前記第２領域のドットの密度を変化させることで前記階調表現が行われ、かつ前記第２の領域に配置されるドットは前記第２方向に分散して配置されることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記第２領域に配置されるドットは、第１領域に配置されるドットとは異なるサイズのドットであることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記第１領域を埋めるドットのドット径は、前記第１方向の記録解像度の２倍以下であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記分割された領域のうち、前記マスクパターンと重なる領域を第１領域、前記第１領域の外側の領域を第２領域とするとき、
前記多値化手段は、相対的に低い階調域では、前記第１領域内に限ってドットを配置するという制約のもと前記第１領域内でドットの密度を変化させ、
相対的に高い階調域においては、前記第１領域内で、異なるサイズのドットの使用比率を変化させることで前記階調表現が行われ、前記異なるサイズのドットは前記第２方向に連なる際にサイズが高周波に変化するように配置されることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記第２方向に連なって配置される前記異なるサイズの複数のドットのサイズの平均は、前記第１方向の記録解像度の周期の２倍以上であることを特徴とする請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記領域分割手段は、前記第１方向にブルーノイズ特性、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つディザマトリクスを用いて実現されていることを特徴とする請求項９から１４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記元画像データの画素の量子化によって発生する量子化誤差を周辺の未量子化画素に拡散し、当該拡散された前記量子化誤差と、各画素の階調値と、前記領域分割手段によって分割される領域に応じた処理の制約条件とに基づいて、各画素の量子化が行われることを特徴とする請求項９から１５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記量子化誤差の拡散は、前記周辺画素に対して均等に誤差を分配するときと比較して、前記第２方向により多くの誤差が拡散されることを特徴とする請求項１６に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記ノズルからの打滴により前記記録媒体上に画像を形成するための２値又は多値の画像データを生成する画像処理方法であって、
多階調（Ｍ値）の元画像データに対して量子化処理を行い、前記元画像データよりも低階調のＮ値の画像データに変換する多値化工程を有し（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ＞Ｎ≧２を満たす整数）、
前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対移動方向を第１方向、前記記録媒体上の前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、前記記録ヘッドは、前記第１方向に前記ノズル列が複数列配置された２次元のノズル配列を備え、
前記多値化工程は、前記第１方向にブルーノイズ特性を持ち、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つ前記ドットパターンによって階調表現を実現することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１９】
液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させる相対移動手段と、
請求項１から１７のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置で生成された前記Ｎ値の画像データに基づいて前記記録ヘッドの前記ノズルからの液滴の吐出動作を制御する記録制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記ノズルからの打滴により前記記録媒体上に画像を形成するための２値又は多値の画像データを生成する画像処理装置であって、
多階調（Ｍ値）の元画像データに対して量子化処理を行い、前記元画像データよりも低階調のＮ値の画像データに変換する多値化手段を有し（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ＞Ｎ≧２を満たす整数）、
前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対移動方向を第１方向、前記記録媒体上の前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、前記記録ヘッドは、前記第１方向に前記ノズル列が複数列配置された２次元のノズル配列を備え、
前記多値化手段は、前記第１方向にブルーノイズ特性を持ち、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つ前記ドットパターンによって階調表現を実現することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ドットパターンの周波数成分を前記第２方向に積算したとき、前記第1方向では極大がナイキスト周波数付近にあり、前記ドットパターンの周波数成分を前記第１方向について前記ナイキスト周波数の１／２よりも高周波側の周波数域で積算したとき、前記第２方向では波数０の成分が抑制され、極大がナイキスト周波数よりも低周波の中周波領域にあることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記ドットパターンは、前記第２方向に複数個のドットが連続して連なる第２方向線分パターンが前記第１方向に関して記録解像度の２倍の周期で配置された構成からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１方向に隣り合って並ぶ前記第２方向線分パターンの間に、これら第２方向線分パターン同士をつなぐドットが配置されることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記記録ヘッドは前記ノズルから吐出する液滴の量を異ならせることによってドットサイズの異なる複数種類のドットを記録することができ、
前記多値化手段は、前記記録ヘッドによって記録可能なドットの大きさの種類数に応じたＮ値の画像データを生成し、
前記第２方向線分パターンは、前記複数種類のドットのうち、相対的に小さなドットによって形成され、
前記第１方向に隣り合って並ぶ前記第２方向線分パターン同士をつなぐ前記ドットとして、前記複数種類のドットのうち、相対的に大きなドットが形成されることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第２方向線分パターンを記録するドットのドット径は、前記第１方向の記録解像度周期の２倍以下であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記記録ヘッドは前記ノズルから吐出する液滴の量を異ならせることによってドットサイズの異なる複数種類のドットを記録することができ、
前記多値化手段は、前記記録ヘッドによって記録可能なドットの大きさの種類数に応じたＮ値の画像データを生成し、
前記第２方向線分パターンは、前記複数種類のドットのうち、相対的に小さなドットと大きなドットが前記第２方向に沿って交互に並んで配置されることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第２方向線分パターンを構成する前記相対的に小さなドットと大きなドットの平均ドット径が、前記第１方向の記録解像度の周期の２倍以上であることを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第１方向にブルーノイズ特性、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つマスクパターンによって画像領域を複数の領域に分割する領域分割手段を備え、
前記領域分割手段により分割された少なくとも一部の領域内に配置するドットの密度を変化させることで前記階調表現が行われることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記分割された領域のうち、前記マスクパターンと重なる領域を第１領域、前記第１領域の外側の領域を第２領域とするとき、
前記多値化手段は、相対的に低い階調域では、前記第１領域内に限ってドットを配置するという制約のもと前記第１領域内でドットの密度を変化させ、
相対的に高い階調域においては、前記第１領域の全てにドットを配置するとともに、前記第２領域のドットの密度を変化させることで前記階調表現が行われ、かつ前記第２の領域に配置されるドットは前記第２方向に分散して配置されることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記第２領域に配置されるドットは、第１領域に配置されるドットとは異なるサイズのドットであることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記第１領域を埋めるドットのドット径は、前記第１方向の記録解像度の２倍以下であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記分割された領域のうち、前記マスクパターンと重なる領域を第１領域、前記第１領域の外側の領域を第２領域とするとき、
前記多値化手段は、相対的に低い階調域では、前記第１領域内に限ってドットを配置するという制約のもと前記第１領域内でドットの密度を変化させ、
相対的に高い階調域においては、前記第１領域内で、異なるサイズのドットの使用比率を変化させることで前記階調表現が行われ、前記異なるサイズのドットは前記第２方向に連なる際にサイズが高周波に変化するように配置されることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記第２方向に連なって配置される前記異なるサイズの複数のドットのサイズの平均は、前記第１方向の記録解像度の周期の２倍以上であることを特徴とする請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記領域分割手段は、前記第１方向にブルーノイズ特性、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つディザマトリクスを用いて実現されていることを特徴とする請求項９から１４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記元画像データの画素の量子化によって発生する量子化誤差を周辺の未量子化画素に拡散し、当該拡散された前記量子化誤差と、各画素の階調値と、前記領域分割手段によって分割される領域に応じた処理の制約条件とに基づいて、各画素の量子化が行われることを特徴とする請求項９から１５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記量子化誤差の拡散は、前記周辺画素に対して均等に誤差を分配するときと比較して、前記第２方向により多くの誤差が拡散されることを特徴とする請求項１６に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させて前記ノズルからの打滴により前記記録媒体上に画像を形成するための２値又は多値の画像データを生成する画像処理方法であって、
多階調（Ｍ値）の元画像データに対して量子化処理を行い、前記元画像データよりも低階調のＮ値の画像データに変換する多値化工程を有し（ただし、Ｍ、Ｎは、Ｍ＞Ｎ≧２を満たす整数）、
前記記録ヘッドに対する前記記録媒体の相対移動方向を第１方向、前記記録媒体上の前記第１方向に垂直な方向を第２方向とするとき、前記記録ヘッドは、前記第１方向に前記ノズル列が複数列配置された２次元のノズル配列を備え、
前記多値化工程は、前記第１方向にブルーノイズ特性を持ち、前記第２方向にグリーンノイズ特性を持つドットパターンを表すＮ値の画像データを生成し、当該周波数特性を持つ前記ドットパターンによって階調表現を実現することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１９】
液滴を吐出する吐出口としての複数のノズルが配列されたノズル列を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させる相対移動手段と、
請求項１から１７のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置で生成された前記Ｎ値の画像データに基づいて前記記録ヘッドの前記ノズルからの液滴の吐出動作を制御する記録制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【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３】
【図５】
【図１１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【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３】
【図５】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１８６７１４（Ｐ２０１２−１８６７１４Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４９２５２（Ｐ２０１１−４９２５２）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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