画像形成装置、画像形成方法及び閾値マトリクス作成装置
【課題】シングルパス方式において筋むらの発生が抑制された画像を形成可能な画像形成装置、画像形成方法及び閾値マトリクス作成装置を提供する。
【解決手段】複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的変動に伴う、用紙１２上における配列方向での濃度変動を打ち消すように、ラインヘッド４４を制御する。
【解決手段】複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的変動に伴う、用紙１２上における配列方向での濃度変動を打ち消すように、ラインヘッド４４を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のドットを記録媒体上に形成することで画像を生成する画像形成装置及び画像形成方法、並びに画像形成装置に応じたハーフトーン処理に供される閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、インクジェット技術の飛躍的進歩に伴い、インクジェット方式の画像形成装置による高速・高画質を両立したカラー大判印刷が可能になりつつある。この装置は、特にサイン・ディスプレイ用途において幅広い分野で用いられ、例えば、店頭ＰＯＰ（Point Of Purchase）や壁面ポスター、屋外広告・看板等の印刷にも適用可能である。インクジェット方式では、印刷媒体上に複数種のインク（例えばＣＭＹＫインク）の液滴を吐出して多数のドットを形成することで、印刷物を得ることができる。
【０００３】
そして、前記インクジェット方式のうち、配列方向（以下、主方向という場合がある。）に沿って配列された複数のノズルを備える記録ヘッド（以下、ラインヘッドという。）を使用するシングルパス方式が特に注目されている。なぜならば、記録媒体を１回だけ搬送方向に搬送させることで記録媒体上の画像を完成可能であり、サイン・ディスプレイ用途で要求される各種仕様（高速化・低電力化・高画質化）をすべて両立し得るからである。一方、シングルパス方式では、何らかの変動要因により、各ノズルからのインク滴の着弾位置が目標位置から主方向にずれる結果、記録媒体の搬送方向に延在する濃い又は薄い筋むら（以下、単に筋むらという場合がある。）が発生し易いという課題があった。
【０００４】
この課題に対して、シングルパス方式であっても、前記筋むらの発生を抑制可能なラインヘッド等の改良技術が種々提案されている。
【０００５】
特許文献１には、斜めの列方向に沿って複数のノズルが規則的な配列間隔でマトリクス状に多数配置された構造を有するラインヘッドが開示されている。これにより、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて画像を完成することで、主方向での繰り返し周期を短縮可能であり、筋むらの発生を抑制できる。
【０００６】
このほか、各ノズルからインク滴を吐出制御するための制御信号を補正することで、筋むらの発生を抑制する方法も種々提案されている。
【０００７】
特許文献２には、複数のノズルの特性データを平均化処理してインク滴の吐出制御信号を補正する装置が開示されている。
【０００８】
特許文献３には、各ノズルの飛行曲がり量から主方向に隣接するドットの隙間を算出し、該隙間の大小に応じてハーフトーン処理に供される閾値マトリクス（ディザマトリクス）を補正する装置及び方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−４４９６７号公報
【特許文献２】特開２００６−２２４４０３号公報
【特許文献３】特開２００６−１５９８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、各ノズルからのインク滴の着弾位置がずれる変動要因には、各ノズルの成形加工精度による恒久的な要因もあれば、ノズル付近での塵埃の付着等による一時的な要因もある。
【００１１】
そして、本発明者の研究結果によれば、画像形成装置の構成部位の駆動によって、ラインヘッドが主方向に対して振動し、着弾位置が経時的にずれることを見出した。そして、着弾位置の誤差によりドットの配置の粗密が生じ、その結果、副方向に沿った波線状の筋むらが生じる場合がある。
【００１２】
ところが、特許文献３に開示された装置及び方法では、１回の画像形成動作において、ドットの隙間が変動しない前提の下で閾値マトリクスを補正するので、前記波線状の筋むらの発生を抑制できないという問題があった。
【００１３】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、シングルパス方式において筋むらの発生が抑制された画像を形成可能な画像形成装置、画像形成方法及び閾値マトリクス作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】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置は、配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を備え、該複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成部と、前記ドット形成部及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を所定の搬送方向に搬送することで前記ドット形成部と前記記録媒体とを相対移動させる搬送部と、前記搬送部による前記相対移動の下、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の画像列を生成するように、前記ドット形成部を制御信号に基づいて制御するドット形成制御部と、前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を前記ドット形成制御部に供される前記制御信号に変換する信号変換部とを有することを特徴とする。
【００１５】
このように、複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、記録媒体上における配列方向での濃度変動を打ち消すように信号変換する信号変換部を設けたので、ドットの形成位置の経時的誤差に起因する筋むらの発生が抑制された画像を形成できる。
【００１６】
また、前記信号変換部は、前記画像信号を前記経時的誤差の程度に応じた複数の画素グループに分類するグループ分類部と、前記グループ分類部により分類された少なくとも１つの画素グループに属するドットの前記画像列に対する濃度寄与度が、残余の各画素グループに属するドットの前記画像列に対する濃度寄与度よりも高くなるようにドットを分配するドット数分配部と、を備えることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記グループ分類部は、前記画像信号を前記複数のタイミングに対応する複数の画素グループに分類することが好ましい。
【００１８】
また、前記濃度寄与度は、単一のサイズのドットの分配比であり、前記ドット数分配部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比よりも高くなるようにドットを分配することが好ましい。
【００１９】
また、前記濃度寄与度は、単一のサイズのドットの分配比であり、前記ドット数分配部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比よりも低くなるようにドットを分配することが好ましい。
【００２０】
また、前記複数のドット形成素子は、複数のサイズのドットを形成可能であり、前記濃度寄与度は、前記サイズ毎のドットの分配比であり、前記信号変換部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比と異なるようにドットを割り付けるドットサイズ割付部をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
また、前記グループ分類部は、前記経時的誤差の時間特性を時分割することで前記画像信号を前記複数の画素グループに分類することが好ましい。
【００２２】
また、前記グループ分類部は、前記配列方向における前記濃度変動の位置特性を空間分割することで前記画像信号を前記複数の画素グループに分類することが好ましい。
【００２３】
さらに、前記信号変換部は、閾値マトリクスを用いた組織的ディザ法により、前記画像信号を前記制御信号に変換するハーフトーン処理部をさらに備えることが好ましい。
【００２４】
さらに、前記ハーフトーン処理部は、前記経時的誤差の発生周期に応じて前記閾値マトリクスのサイズを変更することが好ましい。
【００２５】
さらに、前記閾値マトリクスの前記搬送方向でのサイズは、前記経時的誤差の発生周期に相当する画像列数の整数倍であることが好ましい。
【００２６】
また、前記信号変換部は、前記画像信号を前記経時的誤差の程度に応じた複数の画素グループに分類し、前記複数の画素グループのうちの少なくとも１つの画素グループの前記画像信号を補正する信号補正部と、ハーフトーン処理を用いて、前記信号補正部により補正された前記画像信号を前記制御信号に変換するハーフトーン処理部と、を備えることが好ましい。
【００２７】
さらに、前記経時的誤差は、複数の前記画像列で構成される全体画像を生成する際に発生する短周期の誤差であることが好ましい。
【００２８】
さらに、前記短周期の誤差は、前記全体画像を生成する際、前記搬送部又は前記ドット形成部の振動に起因する誤差であることが好ましい。
【００２９】
本発明に係る画像形成方法は、配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成ステップと、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の画像列を生成する生成ステップとを含む方法であって、画像信号を入力する入力ステップと、前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を制御信号に変換する信号変換ステップと、変換された前記制御信号に基づいて前記複数のドット形成素子を制御する制御ステップとを備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る閾値マトリクス作成装置は、画像形成装置に応じたハーフトーン処理のための閾値マトリクスを作成する装置であって、前記画像形成装置は、配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を備え、該複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成部と、前記ドット形成部及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を所定の搬送方向に搬送することで前記ドット形成部と前記記録媒体とを相対移動させる搬送部と、前記搬送部による前記相対移動の下、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の各画像列を生成するように、前記ドット形成部を制御信号に基づいて制御するドット形成制御部とを備えている場合、前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を前記ドット形成制御部に供される前記制御信号に変換する閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る画像形成装置、画像形成方法及び閾値マトリクス作成装置によれば、複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、記録媒体上における配列方向での濃度変動を打ち消すように信号変換するようにしたので、ドットの形成位置の経時的誤差に起因する筋むらの発生が抑制された画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の構成を表す断面側面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置のシステム構成を表すブロック図である。
【図３】図１に示すラインヘッドの構成例を表す平面透視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った概略断面図である。
【図５】ラインヘッドが備える複数のノズルの配置例と、用紙上への吐出順番との対応関係を表す概略説明図である。
【図６】図２に示す画像処理部における画像処理の流れを表す概略説明図である。
【図７】組織的ディザ法によるハーフトーン処理の概略説明図である。
【図８】図２に示す閾値マトリクス作成部の機能ブロック図である。
【図９】図８に示す閾値マトリクス作成部の動作説明に供されるフローチャートである。
【図１０】図１０Ａは、形成されるドットの位置ずれ量を表す概略説明図である。図１０Ｂは、図５に示す第１ノズル１０２ａから吐出形成されるドットの位置ずれ量の変動特性を表すグラフである。図１０Ｃは、図５に示す第２ノズル１０２ｂから吐出形成されるドットの位置ずれ量の変動特性を表すグラフである。
【図１１】図１１Ａは、図５に示すラインヘッドの構成例における、各画像位置に対応するインクの吐出順番を表す概略説明図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示すインクの吐出順番に対応する位相を表す概略説明図である。
【図１２】閾値マトリクスの各セルを分類した結果を表す概略説明図である。
【図１３】各位相グループへのドット分配比の決定例を表すグラフである。
【図１４】図９のステップＳ６における詳細フローチャートである。
【図１５】図１４のステップＳ６７における詳細フローチャートである。
【図１６】第１変形例に係る画像処理部における画像処理の流れを表す概略説明図である。
【図１７】図１６に示すドットサイズ割付部における複数のドットサイズの割付例を表すグラフである。
【図１８】第２変形例に係る画像処理部における画像処理の流れを表す概略説明図である。
【図１９】図１８に示す信号補正部における位相グループ毎の補正例を表すグラフである。
【図２０】第３変形例に係る画像形成装置のシステムの構成を表すブロック図である。
【図２１】図５に示す第１ノズル及び第３ノズルを含む複数のノズルから吐出形成された画像列での濃度変動の位置特性を表すグラフである。
【図２２】図２２Ａは、図５に示すラインヘッドの構成例における、各画像位置に対応するインクの吐出順番を表す概略説明図である。図２２Ｂ及び図２２Ｃは、図２２Ａに示すインク吐出順番に対応する位相を表す概略説明図である。
【図２３】図２３Ａ〜図２３Ｃは、第４変形例に係る位相グループの分類に従って作成されたドットパターンの概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本実施の形態に係る画像形成方法についてそれを実施する画像形成装置及び閾値マトリクス作成装置との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
図１に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１０には、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙１２」という）の搬送方向上流側に、用紙１２を給紙搬送する給紙搬送部１４が設けられている。この給紙搬送部１４の下流側には、用紙１２の搬送方向に沿って、用紙１２の記録面（以下、画像形成面という。）に処理液を塗布する処理液塗布部１６と、前記画像形成面にインクを付着することで画像を形成する画像形成部１８と、用紙１２上に形成された処理液層のインクを乾燥させるインク乾燥部２０と、処理液層の画像を用紙１２に定着させる画像定着部２２と、画像が定着した用紙１２を排出する排出部２４とが設けられている。
【００３５】
給紙搬送部１４は、用紙１２を積載可能に設けられた積載部２６と、該積載部２６に積載された用紙１２を一枚ずつ給紙する給紙部２８と、該給紙部２８により給紙された用紙１２を処理液塗布部１６に搬送する搬送部３０とを備える。
【００３６】
処理液塗布部１６は、回転可能に設けられた処理液塗布ドラム３２と、用紙１２の画像形成面に処理液を塗布する処理液塗布装置３４と、前記処理液を乾燥する処理液乾燥装置３６とを備える。これにより、用紙１２の画像形成面上に薄膜の処理液層が塗布される。
【００３７】
処理液塗布部１６と画像形成部１８との間には、回転可能に設けられた第１中間搬送ドラム３８が配置されている。第１中間搬送ドラム３８の表面に用紙１２を保持した状態で該第１中間搬送ドラム３８を回転させることにより、処理液塗布部１６側から供給された用紙１２は、画像形成部１８側へ搬送される。
【００３８】
画像形成部１８は、回転可能に設けられた画像形成ドラム４０（搬送部）と、該画像形成ドラム４０により搬送される用紙１２にインク滴（液滴）を吐出するヘッドユニット４２とを備えている。ヘッドユニット４２は、少なくとも基本色であるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のラインヘッド４４（ドット形成部）を備えている。そして、各ラインヘッド４４は、画像形成ドラム４０の周方向に沿って配列されている。これにより、用紙１２の画像形成面上に塗布された処理液層上に、各色の画像を順次形成させる。なお、この処理液には、インクの溶媒中に分散した色材（顔料）及びラテックス粒子を凝集させる効果を持たせているので、用紙１２上での色材流れ等を防止可能である。
【００３９】
画像形成部１８とインク乾燥部２０との間には、回転可能に設けられた第２中間搬送ドラム４６が配置されている。第２中間搬送ドラム４６の表面に用紙１２を保持した状態で該第２中間搬送ドラム４６を回転させることにより、画像形成部１８側から供給された用紙１２は、インク乾燥部２０側へ搬送される。
【００４０】
インク乾燥部２０は、回転可能に設けられたインク乾燥ドラム４８と、用紙１２の処理液層を乾燥する複数の熱風ノズル５０と、複数の赤外線ヒータ（ヒータ５２）とを備える。これにより、用紙１２の処理液層に滞留するインクの溶媒を乾燥させる。
【００４１】
インク乾燥部２０と画像定着部２２との間には、回転可能に設けられた第３中間搬送ドラム５４が配置されている。第３中間搬送ドラム５４の表面に用紙１２を保持した状態で該第３中間搬送ドラム５４を回転させることにより、インク乾燥部２０側から供給された用紙１２は、画像定着部２２側へ搬送される。
【００４２】
画像定着部２２には、回転可能に設けられた画像定着ドラム５６と、画像定着ドラム５６の表面に近接して配置された加熱ローラ５８と、該画像定着ドラム５６の表面に圧接した状態で配置された定着ローラ６０とを備える。これにより、処理液層で凝集するラテックス粒子が加熱・加圧されて溶融し、用紙１２上に画像として固定・定着される。
【００４３】
上記した各工程を経て、画像形成面の画像が定着した用紙１２は、画像定着ドラム５６の回転により、画像定着部２２の下流側に設けられた排出部２４側へ搬送される。
【００４４】
図２は、図１に示す画像形成装置１０のシステム構成を表すブロック図である。画像形成装置１０は、ヘッドユニット４２及びヒータ５２（図１参照）の他、通信インタフェース６２と、システムコントローラ６４と、画像メモリ６６と、ＲＯＭ６８と、モータドライバ７０と、モータ７２と、ヒータドライバ７４と、プリント制御部７６と、画像バッファメモリ７８と、画像処理部８０（信号変換部）と、閾値マトリクス作成部８２と、ＲＯＭ８４と、ヘッドドライバ８６（ドット形成制御部）とを備える。
【００４５】
通信インタフェース６２は、ユーザが画像形成装置１０に対して画像形成の指示等を行うため等に用いられるホスト装置９０とのインタフェース部である。通信インタフェース６２にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワーク等のシリアルインタフェースやセントロニクス等のパラレルインタフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するための図示しないバッファメモリを搭載してもよい。
【００４６】
ホスト装置９０から送出された画像信号は、通信インタフェース６２を介して画像形成装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ６６に記憶される。画像メモリ６６は、通信インタフェース６２を介して入力された画像信号を記憶する記憶手段であり、システムコントローラ６４を通じて情報の読み書きが行われる。画像メモリ６６は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスク等の磁気媒体を用いてもよい。
【００４７】
システムコントローラ６４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従って画像形成装置１０の全体を制御する制御装置として機能すると共に、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ６４は、通信インタフェース６２、画像メモリ６６、モータドライバ７０、ヒータドライバ７４等の各部を制御する。また、システムコントローラ６４は、ホスト装置９０との間の通信制御、画像メモリ６６及びＲＯＭ６８の読み書き制御等を行う。さらに、システムコントローラ６４は、用紙搬送系のモータ７２、ヒータ５２を制御する制御信号を生成する。なお、プリント制御部７６に対しては、制御信号の他に、画像メモリ６６に記憶された画像信号を送信する。
【００４８】
ＲＯＭ６８には、システムコントローラ６４のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されている。画像メモリ６６は、画像信号の一時記憶領域として利用されると共に、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【００４９】
モータドライバ７０は、システムコントローラ６４からの指示に従って用紙搬送系のモータ７２を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７４は、システムコントローラ６４からの指示に従ってヒータ５２を駆動するドライバである。
【００５０】
一方、プリント制御部７６は、ＣＰＵ及びその周辺回路等から構成され、システムコントローラ６４の制御に従い、画像処理部８０と協働して画像メモリ６６内の画像信号から吐出制御用の信号を生成するための各種加工、補正等の処理を行うと共に、生成したインク吐出データ（制御信号）をヘッドドライバ８６に供給してヘッドユニット４２の吐出駆動を制御する。
【００５１】
プリント制御部７６には、プリント制御部７６のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されているＲＯＭ８４が接続されている。ＲＯＭ８４は、書き換え不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書き換え可能な記憶手段を用いることが好ましい。
【００５２】
画像処理部８０は、入力された画像信号（以下、入力画像信号という。）からインク色別のドット配置データを生成する。すなわち、入力画像信号に対してハーフトーン処理を行うことで、ドットの形成位置（インクの吐出タイミング）を決定する。このハーフトーン処理には、組織的ディザ法、誤差拡散法、濃度パターン法、ランダムドット法等を適用することができる。本実施の形態では、組織的ディザ法を用いたハーフトーン処理を中心に説明する。
【００５３】
閾値マトリクス作成部８２は、画像処理部８０によるハーフトーン処理に供される閾値マトリクスＭｔを作成する。作成される閾値マトリクスＭｔは、後述するように、複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、用紙１２上における配列方向での濃度変動を打ち消すドット分散特性を有する。閾値マトリクス作成部８２は、画像形成の指示があった都度に閾値マトリクスＭｔを作成してもよいし、作成した閾値マトリクスＭｔを読出可能なメモリに予め記憶させておいてもよい。
【００５４】
なお、図２では、画像処理部８０及び閾値マトリクス作成部８２は、システムコントローラ６４やプリント制御部７６とは別個のものとして図示している。例えば、画像処理部８０及び／又は閾値マトリクス作成部８２は、システムコントローラ６４或いはプリント制御部７６に含まれて、その一部を構成するようにしてもよい。
【００５５】
また、プリント制御部７６は、画像処理部８０で生成されたドット配置データに基づいてインクの吐出データ（ラインヘッド４４のノズルに対応するアクチュエータの制御信号）を生成するインク吐出データ生成機能と、駆動波形生成機能とを有している。
【００５６】
インク吐出データ生成機能にて生成されたインク吐出データはヘッドドライバ８６に与えられ、ヘッドユニット４２のインク吐出動作が制御される。
【００５７】
駆動波形生成機能は、ラインヘッド４４の各ノズルに対応したアクチュエータを駆動するための駆動信号波形を生成する機能である。当該駆動波形生成機能にて生成された信号（駆動波形）は、ヘッドドライバ８６に供給される。
【００５８】
プリント制御部７６には画像バッファメモリ７８が備えられており、プリント制御部７６における画像信号の処理時に画像信号やパラメータ等のデータが画像バッファメモリ７８に一時的に格納される。
【００５９】
図３は、図１に示すラインヘッド４４の構造例を表す平面透視図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った概略断面図である。
【００６０】
図３に示すように、ラインヘッド４４は、千鳥でマトリクス状に配列された複数のインク室ユニット１００（ドット形成素子）を備える。各インク室ユニット１００は、ノズル１０２と、圧力室１０４と、供給口１０６とをそれぞれ備える。平面形状が概略正方形である圧力室１０４には、その対角線上の両隅部の一方にノズル１０２側への流出口が設けられ、他方に共通流路１０８からの流入口（供給口１０６）が設けられている。
【００６１】
図４に示すように、各圧力室１０４は、供給口１０６を介して共通流路１０８とそれぞれ連通する。そして、共通流路１０８は、インクの供給源である図示しないインクタンクと連通する。これにより、前記インクタンクから供給されるインクは、共通流路１０８を介して各圧力室１０４に分配・供給される。
【００６２】
圧力室１０４の一面（図４例では、天面に相当する。）は加圧板１１０で構成されており、該加圧板１１０は共通電極を兼ねている。加圧板１１０の上部には、圧力を付与して該加圧板１１０を変形させるアクチュエータとしての圧電素子１１２が接合されている。そして、圧電素子１１２の上面には、個別電極１１４が形成されている。
【００６３】
２つの電極、すなわち、共通電極としての加圧板１１０と個別電極１１４との間に駆動電圧を印加すると、前記２つの電極に挟設された圧電素子１１２は、変形させられる。この物理的変形により、圧力室１０４の容積が変化することで、インクがノズル１０２から外部に押し出され、インク滴として吐出される。そして、インク滴が吐出された後は、圧電素子１１２の変位が元に戻る際に、共通流路１０８から供給口１０６を通って圧力室１０４にインクが再び充填される。
【００６４】
図３に戻って、ノズル１０２の配置の特徴について説明する。本図において、ラインヘッド４４の長手方向及び短手方向をそれぞれ矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向と定義する。このとき、用紙１２の搬送方向（図１参照）は、矢印Ｘ方向に直交するとともに、矢印Ｙ方向に平行する。
【００６５】
第Ｌ１列における各ノズル１０２は、矢印Ｘ方向に沿って所定間隔（４単位長に相当する。）おきに等間隔に配置されている。第Ｌ２〜第Ｌ４列における各ノズルについても、第Ｌ１列と同様に配置されている。以下、矢印Ｘ方向を、ノズル１０２（インク室ユニット１００）の「配列方向」という場合がある。
【００６６】
第Ｌ２列の各ノズル１０２は、第Ｌ１列の各ノズル１０２の位置を基準として、矢印Ｘの左方向に１単位長だけシフトした位置に配置されている。第Ｌ３列の各ノズル１０２は、第Ｌ２列の各ノズル１０２の位置を基準として、矢印Ｘの左方向に１単位長だけシフトした位置に配置されている。第Ｌ４列の各ノズル１０２は、第Ｌ３列の各ノズル１０２の位置を基準として、矢印Ｘの左方向に１単位長だけシフトした位置に配置されている。これにより、ラインヘッド４４の長手方向に沿って並ぶように投影される実質的なノズル１０２の間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【００６７】
なお、ラインヘッド４４によるインク滴の吐出機構として、種々の方式を採り得る。図３及び図４に示したように、ピエゾ素子（圧電素子）等で構成されるアクチュエータの変形によってインク滴を吐出する方式を適用してもよい。また、ヒータ等の発熱体を介してインクを加熱することで気泡を発生させ、その圧力でインク滴を吐出するサーマルジェット方式を適用してもよい。また、ラインヘッド４４に限定されることなく、用紙１２の幅手方向に往復走査しながら画像を形成させるマルチパス方式であってもよい。
【００６８】
図５は、ラインヘッド４４が備える複数のノズル１０２の配置例と、用紙１２上への吐出順番との対応関係を表す概略説明図である。説明の便宜のため、２０個のノズル１０２（第１ノズル１０２ａ、第２ノズル１０２ｂ、第３ノズル１０２ｃを含む。）を用いた場合を例に説明する。
【００６９】
本図に示す矩形格子内の各セルは、形成される画像のうち１画素分の領域を表す。余白のセルは、各吐出時点（ｔ）において、インク滴が未だ吐出（着弾）していない画像位置を表す。また、セル内に表記された算用数字は、その画像位置にインク滴が吐出（着弾）した時点（吐出時点ｔ＝１〜７）に対応する。
【００７０】
例えば、吐出時点ｔ＝１〜４の間に吐出されたインク滴により、複数のドットが順次形成され、第１番目の画像列が生成される。また、吐出時点ｔ＝４〜７の間に吐出されたインク滴により、複数のドットが順次形成され、第４番目の画像列が生成される。換言すれば、複数（本図では４つ）のタイミングでドットを順次形成させることで、各画像列が生成（完成）される。
【００７１】
なお、各ノズル１０２の配置は、図５例に限定されず、画像列を生成可能であれば、配置の形態（個数及び位置）は問わない。
【００７２】
図６は、図２に示す画像処理部８０における画像処理の流れを表す概略説明図である。画像処理部８０は、解像度変換部１２０と、ＣＭＹＫ色変換部１２２と、ハーフトーン処理部１２４とを基本的に備える。
【００７３】
画像処理部８０に入力される画像信号（入力画像信号）は、複数のカラーチャンネルからなる多階調データである。例えば、８ビット（１画素当り２５６階調）ＲＧＢのＴＩＦＦ形式データであってもよい。
【００７４】
解像度変換部１２０は、画像サイズを拡大又は縮小する画像拡縮処理を用いて、入力画像信号の解像度を、画像形成装置１０に応じた解像度に変換する。ここで得られる第１中間画像信号は、入力画像信号とデータ定義は同一であるが、データサイズが異なっている。この画像拡縮処理には、補間演算を含む公知のアルゴリズムを種々適用してもよい。
【００７５】
ＣＭＹＫ色変換部１２２は、公知のカラーマッチング手法を用いて、解像度変換部１２０から取得した第１中間画像信号を、画像形成装置１０で取り扱うデバイス色信号（ＣＭＹＫ色信号）に変換する。ここで得られる第２中間画像信号は、多階調のＣＭＹＫ色信号に相当する。
【００７６】
ハーフトーン処理部１２４は、ＣＭＹＫ色変換部１２２から取得した第２中間画像信号を、インクを適切に吐出制御するための制御信号（ヘッドユニット４２の制御に供される信号）に変換する。ここで得られる制御信号は、各ラインヘッド４４に対してインク吐出動作の有無（オン・オフ）を時系列的に制御するＣＭＹＫ毎の２値データ（あるいは多値データ）である。本実施の形態では、閾値マトリクスＭｔを用いた組織的ディザ法の適用例について説明する。
【００７７】
図７は、組織的ディザ法によるハーフトーン処理の概略説明図である。一例として、ベイヤー型の閾値マトリクスＭｔを用いた２値化の概念を示す。先ず、多値ＣＭＹＫ色信号の各アドレスと、閾値マトリクスＭｔの各行列要素とを対応付ける。そして、着目する画素での画素値と、着目する行列要素での閾値との大小関係をそれぞれ比較し、画素値の方が大きい場合には「１（オン）」を割り当て、それ以外の場合には「０（オフ）」を割り当てる。このようにして、画像信号の階調数を多値から２値に変換することができる。
【００７８】
以下、閾値マトリクス作成部８２による閾値マトリクスＭｔの作成方法について、図８〜図１５を参照しながら詳細に説明する。
【００７９】
図８は、図２に示す閾値マトリクス作成部８２の機能ブロック図である。
【００８０】
閾値マトリクス作成部８２は、未だ設定していない階調レベル（後述する指定レベルｌｖ）を順次指定する階調レベル指定部１３０と、該階調レベル指定部１３０により指定された階調レベルでのドットパターンＤＰＴにおける制約条件を設定する制約条件設定部１３２と、指定された前記階調レベルに応じたドットパターンＤＰＴｆｉｘを決定するドットパターン決定部１３４と、該ドットパターン決定部１３４により決定されたドットパターンＤＰＴｆｉｘを格納するドットパターン格納部１３６と、該ドットパターン格納部１３６により格納されたドットパターンＤＰＴｆｉｘに基づいて閾値マトリクスＭｔを作成する閾値変換部１３８（閾値決定部）と、前記ドットパターン決定部１３４での演算過程で生じる各種中間データを適宜格納する中間データ格納部１４０と、後述する濃度変動情報を格納する濃度変動情報格納部１４２と、閾値マトリクスＭｔを作成する各種条件を決定するマトリクス条件決定部１４４とを備えている。
【００８１】
ドットパターン決定部１３４は、グループ分類部１４６と、ドット数分配部１４８と、初期パターン作成部１５０と、ドット位置移動部１５２と、評価値マップ算出部１５４と、全体評価値算出部１５６と、更新可否判別部１５８とを備える。ここで、初期パターン作成部１５０、ドット位置移動部１５２、評価値マップ算出部１５４、全体評価値算出部１５６及び更新可否判別部１５８は、所定の評価条件に基づいてドットの配置を最適化するドットパターン作成部１６０として機能する。
【００８２】
マトリクス条件決定部１４４は、閾値マトリクスＭｔのサイズを決定するマトリクスサイズ決定部１６２と、階調レベルに応じたドット記録率を決定するドット記録率決定部１６４とを備えている。
【００８３】
以下、閾値マトリクス作成部８２の動作の概略について、図９及び図１４のフローチャート、並びに図８の機能ブロック図を参照しながら説明する。閾値マトリクスＭｔは、色版（例えばＣＭＹＫ）によらず同一であってもよいし、色版毎に異ならせてもよい。
【００８４】
ここで、図５に示すラインヘッド４４の構成例において画像を形成することを前提として、閾値マトリクスＭｔを作成する。なお、マトリクスの行方向は、用紙１２の搬送方向に相当する。マトリクスの列方向は、ノズル１０２（インク室ユニット１００）の配列方向に相当する。
【００８５】
本実施の形態では、各行列要素の閾値を算出するために、ドットのオン・オフ状態（図７参照）を模式化した仮想的な矩形格子を用意する。その後、矩形格子上に配置するドット数を階調レベルに応じて決定し、ドットの配置とその評価を順次繰り返すことで、ドットの配置順を最適化する。そして、最適化された前記ドットの配置順に基づいて、閾値マトリクスＭｔの各行列要素での閾値を決定する。
【００８６】
以下、説明の便宜のため、前記矩形格子の各領域のことを「セル」という。また、用紙１２上に形成されるドットとそれぞれ対応する、各セル上に配置された仮想的なドット（オン状態）についても、単に「ドット」という場合がある。
【００８７】
図９において、先ず、マトリクスサイズ決定部１６２は、閾値マトリクスＭｔのサイズを決定する（ステップＳ１）。本ステップの実行に先立ち、濃度変動情報格納部１４２に、ドットの形成位置の経時的誤差に伴う濃度変動に関する情報（以下、濃度変動情報という。）を予め格納しておく。なお、本明細書における「濃度」に関する用語は、用紙１２に形成された画像の光学濃度を意味する。
【００８８】
画像形成装置１０の印刷動作の際、複数の画像列で構成される全体画像を生成するために、構成部位の繰り返し駆動によって装置全体が振動する場合がある。その振動がヘッドユニット４２（又は画像形成ドラム４０）に伝達することで、インク滴の着弾位置が経時的にずれてしまう。すなわち、上記濃度変動は、用紙１２の搬送方向（矢印Ｙ方向）に沿った波線状の筋むらとして出現する。
【００８９】
なお、この振動は、ヘッドユニット４２又は画像形成ドラム４０自身が駆動することで生じる場合であっても、他の構成部位の駆動に伴ってヘッドユニット４２又は画像形成ドラム４０に伝達される場合であってもよい。また、経時的変動の要因は振動に限ることなく、全体画像を生成する際に発生する短周期の誤差であってもよい。
【００９０】
図１０Ａは、形成されるドットの位置ずれ量を表す概略説明図である。着弾位置の目標位置Ｏ（すなわち、ドットが形成される中心位置）に対し、実際の着弾位置をＯ’とする。このとき、着弾位置Ｏ’と目標位置Ｏとの矢印Ｘ方向差分を、位置ずれ量δＸと定義する。すなわち、位置ずれ量δＸが正値の場合は目標位置Ｏに対して右方（矢印Ｘの正方向）に着弾したことを意味し、位置ずれ量δＸが負値の場合は目標位置Ｏに対して左方（矢印Ｘの負方向）に着弾したことを意味する。
【００９１】
図１０Ｂは、図５に示す第１ノズル１０２ａから吐出形成されるドットの位置ずれ量δＸの変動特性を表すグラフである。グラフの横軸は矢印Ｙ方向（搬送方向）の位置であり、縦軸は位置ずれ量δＸである。
【００９２】
各プロットは、図５に示す最も左側の画像列上の各位置に対応する。本図から諒解されるように、このプロットは、δＸ＝０を基準として、６つの画素（セル）を１周期とする周期性を有している。なお、プロットＰ１〜Ｐ３は、それぞれ同じ位相である。
【００９３】
図１０Ｃは、図５に示す第２ノズル１０２ｂから吐出形成されるドットの位置ずれ量δＸの変動特性を表すグラフである。グラフの横軸は矢印Ｙ方向（搬送方向）の位置であり、縦軸は位置ずれ量δＸである。
【００９４】
各プロットは、図５に示す左側から２番目の画像列上の各位置に対応する。このプロットは、図１０Ｂと同様に、δＸ＝０を基準として、６つの画素（セル）を１周期とする周期性を有している。ここで、プロットＰ４はプロットＰ２（図１０Ｂ参照）と同じ位相であり、プロットＰ５はプロットＰ３（図１０Ｂ参照）と同じ位相である。すなわち、図１０Ｃのプロットは、図１０Ｂと比較して、１回分の吐出タイミング（Δｔ＝１）だけ全体的にシフト（進行）している。
【００９５】
濃度変動情報格納部１４２から濃度変動情報として発生周期（画素数）を取得した場合、マトリクスサイズ決定部１６２は、前記発生周期に相当する画像列数の整数倍の値を、閾値マトリクスＭｔの行方向（矢印Ｙ方向）でのサイズとして決定する。図１０Ｂ例では、６、１２、１８等が該当する。
【００９６】
なお、濃度変動情報として、発生周期のみならず、位置ずれ量δＸの実測データ、前記発生周期を試算するための各種情報を用いてもよい。矢印Ｙ方向に対する用紙１２の搬送速度をＶ［ｍｍ／ｓ］、サンプル間隔（出力解像度）をＳｐ［ｍｍ／画素］とする。画像形成装置１０の振動周波数がＦ［Ｈｚ］である場合、閾値マトリクスＭｔの行方向でのサイズをＶ／（Ｓｐ・Ｆ）に最も近い整数に決定すればよい。
【００９７】
以上のように、マトリクスサイズ決定部１６２は、閾値マトリクスＭｔのサイズを６×８（行数が６行、列数が８列）に決定したとする。
【００９８】
次いで、グループ分類部１４６は、閾値マトリクスＭｔに対応する各セルを複数の位相グループに分類する（ステップＳ２）。
【００９９】
図１１Ａは、図５に示すラインヘッド４４の構成例における、各画像位置に対応するインクの吐出順番を表す概略説明図である。各セルの行番号を特定するため、矩形格子の左方に添字「Ａ〜Ｆ」を付記している。また、各セルの列番号を特定するため、矩形格子の上方に添字「ａ〜ｈ」を付記している。以下、この種の矩形格子を説明する各図面（図１１Ｂ及び図１２Ａ）には、同様の表記を行うものとする。また、説明の便宜上、例えば矩形格子の左上隅にあるセルを（Ａ，ａ）と表記してその位置を特定する場合がある。
【０１００】
本図において、各セルに表記された算用数字は、画像全体でのインクの吐出順番を表す。例えば、最小値である「１」が表記されたセルに対応する画像位置には、最も早いタイミングで吐出される。また、最大値である「９」が表記されたセルに対応する画像位置には、最も遅いタイミングで吐出される。
【０１０１】
図１１Ｂは、図１１Ａに示すインクの吐出順番に対応する位相を表す概略説明図である。本図において、各セルに表記された算用数字は、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示した位置ずれ量δＸの変動特性の位相を表す。例えば、Ａ行目のセル（８個）に関し、「１」から「４」までの４種類の位相の集合に分類される。また、ａ列目のセル（６個）に関し、「１」から「６」までの全種類の位相の集合に分類される。以下、位置ずれ量δＸの時間特性を時分割し、各位相に応じてグループ化したセルの集合を「位相グループ」と定義する。ここで、ハーフトーン処理の際に、画像信号の各画素は、閾値マトリクスＭｔの各セルにそれぞれ対応付けられる。換言すれば、各セルを位相グループに分類することは、各画素を画素グループに分類することと等価である。
【０１０２】
図１２に示すように、図１１Ｂにおいて「１」と表記された８つのセルを「第１位相グループ」に分類する。「２」と表記された８つのセルを「第２位相グループ」に分類する。「３」と表記された８つのセルを「第３位相グループ」に分類する。以下、同様にして、第１〜第６位相グループ（位相数Ｎ＝６）に分類する。
【０１０３】
なお、プロットＰ１〜Ｐ３（図１０Ｂ参照）並びにプロットＰ４及びＰ５（図１０Ｃ参照）は、第１位相グループに属するセル（位置）にそれぞれ対応する。すなわち、プロットＰ１〜Ｐ３は、入力画像信号に対して組織的ディザ法を用いてハーフトーン処理を実行する場合、閾値マトリクスＭｔの第Ａ行・第ａ列（Ａ，ａ）のセルに対応する位置である。同様に、プロットＰ４及びＰ５は、閾値マトリクスＭｔの第Ｆ行・第ｂ列（Ｆ，ｂ）のセルに対応する位置である。
【０１０４】
このようにして、グループ分類部１４６は、入力画像信号を、ドットの位置ずれ量δＸ（経時的誤差）の程度に応じた複数の位相グループに分類する（ステップＳ２）。
【０１０５】
次いで、図９に戻って、ドット記録率決定部１６４は、階調レベル毎・位相グループ毎に応じたドット記録率を決定する（ステップＳ３）。ここで、ドット記録率とは、ＣＭＹＫ各色における、ドットを形成可能である最大ドット数に対するドットの記録比率（０〜１００％）を意味する。
【０１０６】
ドット記録率決定部１６４は、階調レベルに応じたドット記録率を予め決定するとともに、各階調レベルに対して第１〜第６位相グループに分配するドット数を決定する。このとき、ドット記録率決定部１６４は、用紙１２上における矢印Ｘ方向での濃度変動を打ち消すようにドットを分配する。
【０１０７】
用紙１２上に形成された画像（印刷物）において、ドットの分布が疎である画像領域では印刷濃度が低くなり、ドットの分布が密である画像領域では印刷濃度が高くなる。図１０Ｂ及び図１０Ｃの例では、位置ずれ量δＸの変動特性の傾きが正であって絶対値が大きいほど、その位置での印刷濃度が低くなる。一方、δＸの変動特性の傾きが負であって絶対値が大きいほど、その位置での印刷濃度が高くなる。
【０１０８】
図１３は、各位相グループへのドット分配比の決定例を表すグラフである。ここで、各位相グループへの「ドット分配比」（分配比）とは、ドット記録率に応じたドット総数に対する各位相グループに属するドットの分配数の比率をいう。すなわち、第１〜第６位相グループへのドット分配比の総和は常に１００％である。各位相グループに均等にドットを分配する場合、各位相グループへのドット分配比はいずれも約１６．７％となる。
【０１０９】
本図のように、ドットのサイズが単一である場合、第１位相グループへのドット分配比を、残余の各位相グループへのドット分配比よりも高くするとよい。すなわち、第１位相グループに属するドットの数を相対的に多くし、各画像列に対する濃度寄与度を高くすることで、予想される印刷濃度の低下を打ち消すことができる。
【０１１０】
同様にして、ドットのサイズが単一である場合、第４位相グループへのドット分配比を、残余の各位相グループへのドット分配比よりも低くするとよい。すなわち、第４位相グループに属するドットの数を相対的に少なくし、各画像列に対する濃度寄与度を低くすることで、予想される印刷濃度の上昇を打ち消すことができる。
【０１１１】
なお、ドット分配比を相対的に高く（及び／又は低く）する位相グループの数は１つに限られず、複数の位相グループに対してドット分配比を相対的に高く（及び／又は低く）してもよいことはいうまでもない。
【０１１２】
次いで、図９に戻って、階調レベル指定部１３０は、未だ設定していない階調レベルを１つ指定する（ステップＳ４）。以下、この指定された階調レベルを「指定レベルｌｖ」という場合がある。本実施の形態では、閾値マトリクスＭｔのセル（行列要素）の総数は４８個であるから、４８階調（ｌｖ＝０〜４７）に相当する。この指定は、階調レベルの順番（昇順又は降順）に従ってもよいし、ランダムに順次指定してもよい。
【０１１３】
次いで、制約条件設定部１３２は、指定レベルｌｖでのドットパターンＤＰＴ（後述するＤＰＴｆｉｘ、ＤＰＴｔｍｐも含まれる。）における制約条件を設定する（ステップＳ５）。ここで、制約条件とは、閾値マトリクスＭｔの各セルにおける閾値を矛盾なく決定するため、各階調レベルでのドットの配置を制約する条件である。具体的には、指定レベルｌｖよりも低い階調レベルで既に決定したドットの配置及び順番を、該指定レベルｌｖでも継承する必要がある。また、指定レベルｌｖよりも高い階調レベルで既に決定したドットの配置の中から、ドットの位置を選択する必要がある。このような制約条件を全て満たすように、既に確定した各階調レベルのドットパターンＤＰＴｆｉｘを読み出し、参照してもよい。
【０１１４】
次いで、ドットパターン決定部１３４は、指定レベルｌｖに応じたドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］を決定する（ステップＳ６）。具体的な決定方法に関しては後述する。なお、ドットパターン格納部１３６は、ドットパターン決定部１３４で決定されたドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］を取得し、一時的に格納する。
【０１１５】
次いで、階調レベル指定部１３０は、すべての階調レベルでドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］が確定したか否かを判別する（ステップＳ７）。確定していないと判別された場合、ステップＳ４に戻って、以下、確定するまでステップＳ４〜Ｓ６を繰り返す。
【０１１６】
一方、確定したと判別された場合、閾値変換部１３８は、ドットパターン格納部１３６から取得したドットパターンＤＰＴｆｉｘを用いて、閾値マトリクスＭｔを作成する（ステップＳ８）。具体的には、指定レベルｌｖにおいて、ドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ＋１］と、ドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］との差分を算出し、新たにドットが発生した１つのセルに対し、閾値（＝ｌｖ）を割り当てる。
【０１１７】
このようにして、閾値マトリクス作成部８２は、閾値マトリクスＭｔを作成する。
【０１１８】
続いて、図９のステップＳ６における、指定レベルｌｖに応じたドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］を決定する具体的方法について、図１４のフローチャート及び図８の機能ブロック図を参照しながら詳細に説明する。
【０１１９】
本実施の形態では、ドットの配置を種々変化させたドットパターンＤＰＴの作成と、評価値（後述する全体評価値ＥＶＡ及び評価値マップＥＶ＿ＭＡＰ）による評価とを順次繰り返す方法を用いる。この場合、ドットパターンＤＰＴを決定する最適化問題として、構成的アルゴリズムや逐次改善アルゴリズム等の種々の探索アルゴリズムを用いることができる。
【０１２０】
ここでは、ボイドアンドクラスター法（Void-and-Cluster Method；以下、ＶＣ法という。）によるドットパターンＤＰＴの最適化方法について説明する。
【０１２１】
先ず、ドット数分配部１４８は、指定レベルｌｖに応じて、セルに配置する予定であるドットの個数を位相グループ毎に決定する（ステップＳ６１）。ここでは、ドット数分配部１４８は、ドット記録率決定部１６４から取得したドット記録率及びドット分配比（図１３参照）に従って、指定レベルｌｖでの第１〜第６位相グループに配置するドット数を決定する。
【０１２２】
次いで、初期パターン作成部１５０は、初期データとしてのドットパターンＤＰＴｉｎｉを作成する（ステップＳ６２）。初期パターン作成部１５０は、ステップＳ１で決定したサイズを有する矩形格子内のセル上に、ステップＳ６１で決定した個数のドットを配置することで、ドットパターンＤＰＴｉｎｉを得る。
【０１２３】
ドットの配置は、例えば、擬似乱数の発生アルゴリズムを用いて乱数値を発生させ、該乱数値に基づいてランダムに決定してもよい。擬似乱数の発生アルゴリズムとして、メルセンヌ・ツイスタ（Mersenne Twister）、ＳＦＭＴ（SIMD-oriented Fast Mersenne Twister）やＸｏｒｓｈｉｆｔ法等の種々のアルゴリズムを用いてもよい。
【０１２４】
次いで、評価値マップ算出部１５４は、ステップＳ６２で作成したドットパターンＤＰＴｉｎｉから、一時データとしての評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐを算出する（ステップＳ６３）。評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐは、所定の評価関数に基づいてセル毎に算出された各評価値で構成されている。この評価値が大きいほど、良好な各種性能が得られるように設計されている。前記評価関数には、粒状度、鮮鋭度等の画質項目やインク使用量等を含む種々の評価項目を定量化した関数を適用してもよい。特に、人間の視覚応答特性｛例えば、ドゥーリー・ショー（Dooley-Shaw）関数｝に応じた粒状度を定量化した評価値を用いることで、視認性を考慮したドットパターンＤＰＴを決定できる。
【０１２５】
次いで、全体評価値算出部１５６は、ステップＳ６３で作成した評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐから、一時データとしての全体評価値ＥＶＡｔｍｐを算出する（ステップＳ６４）。評価値マップＥＶ＿ＭＡＰ（ＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐ）は、各セルでの個別の評価値であるのに対し、全体評価値ＥＶＡ（ＥＶＡｔｍｐ）は、ドットの全体配列に対する評価値である。全体評価値ＥＶＡの算出方法は、種々の方法を取り得る。例えば、評価値マップＥＶ＿ＭＡＰのセル毎の総和であってもよい。
【０１２６】
次いで、ドットパターンＤＰＴｔｍｐ等の一時データを格納する（ステップＳ６５）。このとき、中間データ格納部１４０は、初期化されたドットパターンＤＰＴに対し、ステップＳ６２で求めたドットパターンＤＰＴｉｎｉを上書き更新する。また、中間データ格納部１４０は、初期化された全体評価値ＥＶＡに対し、ステップＳ６４で求めた全体評価値ＥＶＡｔｍｐを上書き更新する。さらに、中間データ格納部１４０は、現在記憶している評価値マップＥＶ＿ＭＡＰに対し、ステップＳ６３で求めた評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐを上書き更新する。
【０１２７】
次いで、更新可否判別部１５８は、整数である変数Ｋに０を代入し、Ｋを初期化する（ステップＳ６６）。ここで、Ｋは、ドットパターンＤＰＴの更新要否の判別回数を表すカウンタである。
【０１２８】
次いで、ドット位置移動部１５２は、制約条件を満たすようにドットの位置を移動することで、ドットパターンＤＰＴｔｍｐを取得する（ステップＳ６７）。この取得方法について、図１５のフローチャートを参照しながらさらに詳細に説明する。
【０１２９】
先ず、ドット位置移動部１５２は、評価値マップＥＶ＿ＭＡＰが最大となるセルが属する位相グループを１つ選択する（ステップＳ６７１）。以下、選択された位相グループのことを「候補グループ」という。また、別の方法として、評価値マップＥＶ＿ＭＡＰが最小となるセルが属する位相グループを１つ選択してもよい。
【０１３０】
次いで、ドット位置移動部１５２は、候補グループ内でのすべての交換組合せを有効にする（ステップＳ６７２）。交換組合せとは、２個のセル間におけるドットのオン・オフ状態を交換する組合せである。図１２例では、１つの位相グループに属する８個のセルのうちから２個の組合せを選択することから、２８通りの組合せを有効にする。
【０１３１】
次いで、ドット位置移動部１５２は、候補グループの中から、評価値マップＥＶＡ＿ＭＡＰの差分値が最大となる一対のセル（セル対）を決定する（ステップＳ６７３）。すなわち、評価値マップＥＶＡ＿ＭＡＰの値が最大であるセルと、最小であるセルとを１個ずつ抽出する。
【０１３２】
次いで、ドット位置移動部１５２は、ステップＳ６７３で選択したセル対を交換することで、現時点でのドットパターンＤＰＴが変化するか否かを判別する（ステップＳ６７４）。具体的には、選択されたセル対のうちドット（オン状態）が０個又は２個である場合、ドットパターンＤＰＴは変化しない。また、選択されたセル対のうちドット（オン状態）が１個である場合、ドットパターンＤＰＴは変化する。
【０１３３】
変化しないと判別された場合、ステップＳ６７３で選択されたセル対による交換組合せを除外し（ステップＳ６７６）、評価値マップＥＶＡ＿ＭＡＰの差分値が次に最大となる他のセル対を順次選択する（ステップＳ６７３）。
【０１３４】
一方、変化すると判別された場合、ドット位置移動部１５２は、指定レベルｌｖでの制約条件を満たすか否かをさらに判別する（ステップＳ６７５）。制約条件を満たさないと判別された場合、ステップＳ６７３で決定されたセル対による交換組合せを除外し（ステップＳ６７６）、評価値マップＥＶＡ＿ＭＡＰの差分値が次に最大となる他のセル対を順次選択する（ステップＳ６７３）。
【０１３５】
制約条件を満たすと判別された場合、ドット位置移動部１５２は、ドットパターンＤＰＴに対してセル対のオン・オフ状態を交換し、新たなドットパターンＤＰＴｔｍｐを取得する（ステップＳ６７７）。
【０１３６】
このようにして、ドット位置移動部１５２は、制約条件を満たすようにドットの位置を移動することで、ドットパターンＤＰＴｔｍｐを取得する（ステップＳ６７）。
【０１３７】
次いで、図１４に戻って、評価値マップ算出部１５４は、ドットパターンＤＰＴｔｍｐから評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐを算出する（ステップＳ６８）。そして、全体評価値算出部１５６は、評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐから全体評価値ＥＶＡｔｍｐを算出する（ステップＳ６８）。これらの算出方法は、ステップＳ６３及びＳ６４での算出方法と同一である。
【０１３８】
次いで、更新可否判別部１５８は、ドットパターンＤＰＴｔｍｐの全体評価値ＥＶＡｔｍｐと、現時点での最大値である全体評価値ＥＶＡとの大小関係を比較する（ステップＳ６９）。ＥＶＡｔｍｐ＞ＥＶＡを満たさない（すなわち、ＥＶＡｔｍｐ≦ＥＶＡである）場合は、ステップＳ７０を行うことなく、次のステップＳ７１に進む。
【０１３９】
一方、ＥＶＡｔｍｐ＞ＥＶＡを満たす場合、ステップＳ６７で求めたドットパターンＤＰＴｔｍｐを、現時点での最適なドットパターンであると判別する。このとき、中間データ格納部１４０は、現在記憶しているドットパターンＤＰＴに対し、ステップＳ６７で求めたドットパターンＤＰＴｔｍｐを上書き更新する（ステップＳ７０）。また、中間データ格納部１４０は、現在記憶している全体評価値ＥＶＡに対し、ステップＳ６８で求めた全体評価値ＥＶＡｔｍｐを上書き更新する（ステップＳ７０）。さらに、中間データ格納部１４０は、現在記憶している評価値マップＥＶ＿ＭＡＰに対し、ステップＳ６８で求めた評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐを上書き更新する（ステップＳ７０）。その後、次のステップＳ７１に進む。
【０１４０】
次いで、更新可否判別部１５８は、現時点でのＫの値を１だけ加算する（ステップＳ７１）。
【０１４１】
次いで、更新可否判別部１５８は、現時点でのＫの値と予め定められたＫｍａｘの値との大小関係を比較する（ステップＳ７２）。Ｋの値の方が小さい場合は、更新可否判別部１５８は、現時点での全体評価値ＥＶＡと、予め定められた許容値ＥＶＡ＿ＯＫとの大小関係をさらに比較する（ステップＳ７３）。ＥＶＡ＞ＥＶＡ＿ＯＫを満たさない（すなわち、ＥＶＡ≦ＥＶＡ＿ＯＫである）場合、ステップＳ６７まで戻り、以下ステップＳ６７〜Ｓ７１を順次繰り返す。なお、この最適化演算における収束性を十分確保するため、例えば、Ｋｍａｘ＝１００００と定めることができる。
【０１４２】
第１の終了条件（Ｋ＞Ｋｍａｘ）又は第２の終了条件（ＥＶＡ＞ＥＶＡ＿ＯＫ）の少なくとも一方を満たす場合、更新可否判別部１５８は、現時点でのドットパターンＤＰＴを、暫定的に確定したドットパターンＤＰＴとして決定する（ステップＳ７４）。
【０１４３】
このようにして、ドットパターン決定部１３４は、最後に更新されたドットパターンＤＰＴを、ドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］として確定する（図９のステップＳ６参照）。
【０１４４】
以上のように、複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、用紙１２上における配列方向（矢印Ｘ方向）での濃度変動を打ち消すように信号変換するので、ドットの形成位置の経時的誤差に起因する筋むらの発生が抑制された画像を形成できる。
【０１４５】
本実施の形態は、以下の第１〜３変形例のように構成してもよい。なお、本実施の形態に係る画像形成装置１０（図１〜図１５参照）と同じ構成要素については、同じ参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１４６】
＜第１変形例＞
第１変形例に係る画像処理部８０Ａは、ラインヘッド４４が複数のサイズのドット（いわゆるマルチサイズドット）を形成可能である場合において好適な構成である。
【０１４７】
図１６は、第１変形例に係る画像処理部８０Ａにおける画像処理の流れを表す概略説明図である。
【０１４８】
画像処理部８０Ａは、上述した解像度変換部１２０、ＣＭＹＫ色変換部１２２及びハーフトーン処理部１２４の他、ドットサイズ割付部２００をさらに備える点で、本実施の形態（図６の画像処理部８０）と異なる。ドットサイズ割付部２００は、階調レベルに応じて、複数のサイズでのドットの記録率を予め決定しておく。第１変形例では、「大サイズ」、「中サイズ」及び「小サイズ」の３種類のドットを形成可能であるとする。なお、形成可能なドットのサイズは３種類に限定されず、２種類であっても４種類以上であってもよい。
【０１４９】
以下、画像処理部８０Ａの動作について説明する。画像処理部８０Ａは、入力画像信号に対し、解像度変換、ＣＭＹＫ色変換及びハーフトーン処理を順次施すことで、２値データであるハーフトーン信号を取得する。その後、ドットサイズ割付部２００は、前記ハーフトーン信号に対し、「大サイズ」、「中サイズ」及び「小サイズ」を適切に割り付けることで制御信号を生成する。図１７は、ドットサイズ割付部２００における複数のドットサイズの割付例を表すグラフである。
【０１５０】
そして、ドット記録率決定部１６４は、図１７に示すドット記録率に応じて、少なくとも１つの位相グループでのサイズ毎のドット分配比が、残余の各位相グループでのサイズ毎のドット分配比と異なるように分配する。
【０１５１】
本図のように、確定したドットパターンＤＰＴｆｉｘに対し、第１位相グループに属するセルには、大きいサイズのドットを多く割り付けるとよい。すなわち、第１位相グループに属するドットのうち大きいサイズのドットの割付比率を相対的に多くし、各画像列に対する濃度寄与度を高くすることで、予想される印刷濃度の低下を打ち消すことができる。
【０１５２】
同様にして、確定したドットパターンＤＰＴｆｉｘに対し、第４位相グループに属するセルには、小さいサイズのドットを多く割り付けるとよい。すなわち、第４位相グループに属するドットのうち小サイズの割付比率を相対的に多くし、各画像列に対する濃度寄与度を低くすることで、予想される印刷濃度の上昇を打ち消すことができる。
【０１５３】
このように構成しても、本実施の形態（図１３参照）と同様の作用効果を得ることができる。なお、ドット分配比を相対的に高く（及び／又は低く）する位相グループの数は１つに限られず、複数の位相グループに対してドット分配比を相対的に高く（及び／又は低く）してもよいことはいうまでもない。
【０１５４】
なお、第１変形例のように、ドットのサイズの割り付け処理とハーフトーン処理とを独立に順次行ってもよいし、ハーフトーン処理（閾値マトリクスＭｔを用いた組織的ディザ法による演算処理）と同時に行ってもよい。
【０１５５】
＜第２変形例＞
第２変形例に係る画像処理部８０Ｂは、組織的ディザ法以外のハーフトーン処理（例えば、誤差拡散法、濃度パターン法、ランダムドット法）に対しても本発明が適用できる点において好適な構成である。
【０１５６】
図１８は、第２変形例に係る画像処理部８０Ｂにおける画像処理の流れを表す概略説明図である。画像処理部８０Ｂは、上述した解像度変換部１２０、ＣＭＹＫ色変換部１２２の他、信号補正部２０２及びハーフトーン処理部２０４をさらに備える点で、本実施の形態（図６の画像処理部８０）と異なる。信号補正部２０２は、入力画像信号を複数の画素グループに分類し、該複数の画素グループのうちの少なくとも１つの画素グループの画像信号を補正する。なお、この画素グループの分類は、上記した位相グループの分類と同様であるので、以下は「位相グループ」として説明する。
【０１５７】
以下、画像処理部８０Ｂの動作について説明する。画像処理部８０Ｂは、入力画像信号に対し、解像度変換及びＣＭＹＫ色変換を順次施すことで、多値データであるＣＭＹＫ色信号を取得する。その後、信号補正部２０２は、所定の画素に対して階調変換処理を施すことで前記ＣＭＹＫ色信号を補正する。
【０１５８】
図１９は、図１８に示す信号補正部２０２における位相グループ毎の補正例を表すグラフである。このように、信号補正部２０２は、少なくとも１つの位相グループに属する画素の階調レベル（色信号値）が、残余の各位相グループに属する画素の階調レベル（色信号値）と異なるように補正してもよい。
【０１５９】
本図のように、第１位相グループに属する画素に対して、補正前よりも階調レベルを高くするとよい。すなわち、第１位相グループに属する画素の階調レベルを相対的に高くし、各画像列に対する濃度寄与度を高くすることで、予想される印刷濃度の低下を打ち消すことができる。
【０１６０】
同様にして、第４位相グループに属する画素に対して、補正前よりも階調レベルを低くするとよい。すなわち、第４位相グループに属する画素の階調レベルを相対的に低くし、各画像列に対する濃度寄与度を低くすることで、予想される印刷濃度の上昇を打ち消すことができる。
【０１６１】
その後、ハーフトーン処理部２０４は、補正されたＣＭＹＫ色信号に対して、各種のハーフトーン処理を施すことで、制御信号を得る。このように構成しても、本実施の形態（図１３参照）と同様の作用効果を得ることができる。
【０１６２】
＜第３変形例＞
第３変形例に係る画像形成システム２１０は、閾値マトリクスＭｔの作成処理を他の装置に実行させる点で、本実施の形態（図１の画像形成装置１０）と異なる。
【０１６３】
図２０は、第３変形例に係る画像形成システム２１０の構成を表すブロック図である。画像形成システム２１０は、画像を形成する画像形成装置２１２と、該画像形成装置２１２に応じたハーフトーン処理のための閾値マトリクスＭｔを作成する閾値マトリクス作成装置２１４とから構成される。
【０１６４】
画像形成装置２１２と独立した装置である閾値マトリクス作成装置２１４は、閾値マトリクス作成部２１６を備えている。閾値マトリクス作成部２１６は、本実施の形態に係る閾値マトリクス作成部８２（図２、図６及び図８参照）と同等の機能を有している。
【０１６５】
画像形成装置２１２は、基本的には、本実施の形態に係る画像形成装置１０（図２参照）と同様の構成であるが、閾値マトリクス作成部８２を備えておらず、且つ、ＲＯＭ８４に代替してＥＥＰＲＯＭ２１８を備える。
【０１６６】
例えば、閾値マトリクス作成装置２１４（閾値マトリクス作成部２１６）は、画像形成装置２１２における上述した濃度変動情報に基づいて、閾値マトリクスＭｔを予め作成する。その後、閾値マトリクス作成装置２１４により作成された閾値データ２２０をＥＥＰＲＯＭ２１８に記録しておく。
【０１６７】
このＥＥＰＲＯＭ２１８を画像形成装置２１２にデータ読取可能に組み込むことで、別異の演算部（図２の閾値マトリクス作成部８２）が不要となる。
【０１６８】
＜第４変形例＞
第４変形例に係るグループ分類部１４６Ｄ（図８参照）は、位相グループの定義方法が異なる点で、本実施の形態とは異なる。本実施の形態では、位置ずれ量δＸ（図１０Ａ〜図１０Ｃ参照）の時間特性を時分割してグループ化した。この分類方法を用いた閾値マトリクスＭｔは、ドットの形成位置の経時的誤差に追随して、濃度変動を積極的に打ち消す性質を有する。すなわち、前記経時的誤差の再現性が高い（周期性が強い）場合において特に効果的である。
【０１６９】
一方、第４変形例では、配列方向（矢印Ｘ方向）における濃度変動の位置特性を空間分割してグループ化する。この分類方法を用いた閾値マトリクスＭｔは、所定のブロック範囲内における濃度変動を相対的に打ち消す性質を有する。すなわち、前記経時的誤差の再現性がそれほど高くない場合であっても、二次元位置での濃度変動の再現性が高い場合において頑健性を発揮するので、特に効果的である。
【０１７０】
図２１は、図５に示す第１ノズル１０２ａ及び第３ノズル１０２ｃを含む複数のノズルから吐出形成された画像列での濃度変動の位置特性を表すグラフである。グラフの横軸は矢印Ｘ方向（配列方向）の位置であり、縦軸は光学濃度である。
【０１７１】
本図から諒解されるように、各プロットは、平均光学濃度Ｄｏを基準として、４つの画素（セル）を１周期とする周期性を有している。プロットＰ１１、Ｐ１２は同じタイミングで形成されたドットの位置に相当する。すなわち、この周期は、第１ノズル１０２ａと第３ノズル１０２ｃとの間隔に対応している。
【０１７２】
図２２Ａは、図５に示すラインヘッド４４の構成例における、各画像位置に対応するインクの吐出順番を表す概略説明図である。本図は、図１１Ａと基本的には同様であり、行番号を（Ａ〜Ｊ）、列番号を（ａ〜ｐ）に拡張して表記したものである。この場合、第１〜第１３のタイミングでインクの液滴を吐出することで、画像が生成される。
【０１７３】
図２２Ｂは、図２２Ａに示すインク吐出順番に対応する位相を表す概略説明図である。本図において、各セルに表記された算用数字は、図２１に示した光学濃度の位置特性の位相を表す。
【０１７４】
例えば、Ａ列目のセル（１６個）に関し、「１」から「４」までの４種類の位相の集合に分類される。なお、本特徴の理解を容易にするため、「１」の位相に対応する各セルについては、数字「１」を付する代わりに、ハッチングを付している。例えば、４列分のセル（総数４０個）に対し、「１」の位相に分類される。このように、矩形格子内の各セル｛（Ａ、ａ）〜（Ｊ、ｐ）｝を、第１〜第４位相グループに分類してもよく、経時的誤差に起因する矢印Ｘ方向（配列方向）での濃度変動をキャンセルする効果を奏する。
【０１７５】
また、位相グループの分類形態は、万線（規則的に密に並んだ平行線）状に限られず、図２２Ｃに示すように複数の線分に分割してもよい。このように、周期単位を短くすることで、配列方向での周期性を緩和可能であり、画像のノイズ・粒状感を抑制できる。なお、線分の長さや分割数は種々変更してもよい。
【０１７６】
図２３Ａ〜図２３Ｃは、第４変形例に係る位相グループの分類に従って作成されたドットパターンＤＰＴ１〜ＤＰＴ３の概略説明図である。ここでは、図２２Ｂで示す第１〜第４位相グループに分類した上で、ドットパターンＤＰＴ１〜ＤＰＴ３をそれぞれ作成した。
【０１７７】
ドットパターンＤＰＴ１（図２３Ａ参照）に関し、第１〜第４位相グループでのドット分配比（濃度寄与度）をすべて２５％とした。ドットパターンＤＰＴ２（図２３Ｂ参照）に関し、第１〜第４位相グループでのドット分配比をそれぞれ４０％、３０％、２０％、１０％とした。ドットパターンＤＰＴ３（図２３Ｃ参照）に関し、第１〜第４位相グループでのドット分配比をそれぞれ５０％、３０％、１０％、１０％とした。
【０１７８】
このように、配列方向（矢印Ｘ方向）における濃度変動の位置特性を空間分割してグループ化しても、本実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【０１７９】
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【０１８０】
例えば、本実施の形態では主にＣＭＹＫ（４つの色版）を中心に説明したが、これに限定されることなく、任意の色版の種類及び版数に設計変更できる。例えば、ＣＭＹＫの標準インクと、ＬＣ、ＬＭ等の淡色やＷ（白色）等のオプションインクとを組み合わせてもよい。
【０１８１】
また、本実施の形態では、画像形成ドラム４０の回転により用紙１２のみを搬送させているが、ヘッドユニット４２及び用紙１２のうち少なくとも一方を搬送させればよい。両者を相対移動させる構成であれば、本発明を適用できるからである。
【０１８２】
さらに、閾値マトリクスＭｔの行方向若しくは列方向のサイズ、又は閾値のレベル数は、本実施の形態に限定されず、適宜変更してもよいことは言うまでもない。
【０１８３】
１０、２１２…画像形成装置 ４０…画像形成ドラム
４２…ヘッドユニット ４４…ラインヘッド
８０（Ａ、Ｂ）…画像処理部 ８２、２１６…閾値マトリクス作成部
８６…ヘッドドライバ １００…インク室ユニット
１０２…ノズル １０４…圧力室
１０６…供給口 １２４、２０４…ハーフトーン処理部
１３４…ドットパターン決定部 １３８…閾値変換部
１４２…濃度変動情報格納部 １４４…マトリクス条件設定部
１４６（Ｄ）…グループ分類部 １４８…ドット数分配部
１５０…初期パターン作成部 １５２…ドット位置移動部
１５４…評価値マップ算出部 １５６…全体評価値算出部
１５８…更新可否判別部 １６０…ドットパターン作成部
１６２…マトリクスサイズ決定部 １６４…ドット記録率決定部
２００…ドットサイズ割付部 ２０２…信号補正部
２１０…画像形成システム ２１４…閾値マトリクス作成装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のドットを記録媒体上に形成することで画像を生成する画像形成装置及び画像形成方法、並びに画像形成装置に応じたハーフトーン処理に供される閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、インクジェット技術の飛躍的進歩に伴い、インクジェット方式の画像形成装置による高速・高画質を両立したカラー大判印刷が可能になりつつある。この装置は、特にサイン・ディスプレイ用途において幅広い分野で用いられ、例えば、店頭ＰＯＰ（Point Of Purchase）や壁面ポスター、屋外広告・看板等の印刷にも適用可能である。インクジェット方式では、印刷媒体上に複数種のインク（例えばＣＭＹＫインク）の液滴を吐出して多数のドットを形成することで、印刷物を得ることができる。
【０００３】
そして、前記インクジェット方式のうち、配列方向（以下、主方向という場合がある。）に沿って配列された複数のノズルを備える記録ヘッド（以下、ラインヘッドという。）を使用するシングルパス方式が特に注目されている。なぜならば、記録媒体を１回だけ搬送方向に搬送させることで記録媒体上の画像を完成可能であり、サイン・ディスプレイ用途で要求される各種仕様（高速化・低電力化・高画質化）をすべて両立し得るからである。一方、シングルパス方式では、何らかの変動要因により、各ノズルからのインク滴の着弾位置が目標位置から主方向にずれる結果、記録媒体の搬送方向に延在する濃い又は薄い筋むら（以下、単に筋むらという場合がある。）が発生し易いという課題があった。
【０００４】
この課題に対して、シングルパス方式であっても、前記筋むらの発生を抑制可能なラインヘッド等の改良技術が種々提案されている。
【０００５】
特許文献１には、斜めの列方向に沿って複数のノズルが規則的な配列間隔でマトリクス状に多数配置された構造を有するラインヘッドが開示されている。これにより、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて画像を完成することで、主方向での繰り返し周期を短縮可能であり、筋むらの発生を抑制できる。
【０００６】
このほか、各ノズルからインク滴を吐出制御するための制御信号を補正することで、筋むらの発生を抑制する方法も種々提案されている。
【０００７】
特許文献２には、複数のノズルの特性データを平均化処理してインク滴の吐出制御信号を補正する装置が開示されている。
【０００８】
特許文献３には、各ノズルの飛行曲がり量から主方向に隣接するドットの隙間を算出し、該隙間の大小に応じてハーフトーン処理に供される閾値マトリクス（ディザマトリクス）を補正する装置及び方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−４４９６７号公報
【特許文献２】特開２００６−２２４４０３号公報
【特許文献３】特開２００６−１５９８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、各ノズルからのインク滴の着弾位置がずれる変動要因には、各ノズルの成形加工精度による恒久的な要因もあれば、ノズル付近での塵埃の付着等による一時的な要因もある。
【００１１】
そして、本発明者の研究結果によれば、画像形成装置の構成部位の駆動によって、ラインヘッドが主方向に対して振動し、着弾位置が経時的にずれることを見出した。そして、着弾位置の誤差によりドットの配置の粗密が生じ、その結果、副方向に沿った波線状の筋むらが生じる場合がある。
【００１２】
ところが、特許文献３に開示された装置及び方法では、１回の画像形成動作において、ドットの隙間が変動しない前提の下で閾値マトリクスを補正するので、前記波線状の筋むらの発生を抑制できないという問題があった。
【００１３】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、シングルパス方式において筋むらの発生が抑制された画像を形成可能な画像形成装置、画像形成方法及び閾値マトリクス作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】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置は、配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を備え、該複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成部と、前記ドット形成部及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を所定の搬送方向に搬送することで前記ドット形成部と前記記録媒体とを相対移動させる搬送部と、前記搬送部による前記相対移動の下、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の画像列を生成するように、前記ドット形成部を制御信号に基づいて制御するドット形成制御部と、前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を前記ドット形成制御部に供される前記制御信号に変換する信号変換部とを有することを特徴とする。
【００１５】
このように、複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、記録媒体上における配列方向での濃度変動を打ち消すように信号変換する信号変換部を設けたので、ドットの形成位置の経時的誤差に起因する筋むらの発生が抑制された画像を形成できる。
【００１６】
また、前記信号変換部は、前記画像信号を前記経時的誤差の程度に応じた複数の画素グループに分類するグループ分類部と、前記グループ分類部により分類された少なくとも１つの画素グループに属するドットの前記画像列に対する濃度寄与度が、残余の各画素グループに属するドットの前記画像列に対する濃度寄与度よりも高くなるようにドットを分配するドット数分配部と、を備えることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記グループ分類部は、前記画像信号を前記複数のタイミングに対応する複数の画素グループに分類することが好ましい。
【００１８】
また、前記濃度寄与度は、単一のサイズのドットの分配比であり、前記ドット数分配部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比よりも高くなるようにドットを分配することが好ましい。
【００１９】
また、前記濃度寄与度は、単一のサイズのドットの分配比であり、前記ドット数分配部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比よりも低くなるようにドットを分配することが好ましい。
【００２０】
また、前記複数のドット形成素子は、複数のサイズのドットを形成可能であり、前記濃度寄与度は、前記サイズ毎のドットの分配比であり、前記信号変換部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比と異なるようにドットを割り付けるドットサイズ割付部をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
また、前記グループ分類部は、前記経時的誤差の時間特性を時分割することで前記画像信号を前記複数の画素グループに分類することが好ましい。
【００２２】
また、前記グループ分類部は、前記配列方向における前記濃度変動の位置特性を空間分割することで前記画像信号を前記複数の画素グループに分類することが好ましい。
【００２３】
さらに、前記信号変換部は、閾値マトリクスを用いた組織的ディザ法により、前記画像信号を前記制御信号に変換するハーフトーン処理部をさらに備えることが好ましい。
【００２４】
さらに、前記ハーフトーン処理部は、前記経時的誤差の発生周期に応じて前記閾値マトリクスのサイズを変更することが好ましい。
【００２５】
さらに、前記閾値マトリクスの前記搬送方向でのサイズは、前記経時的誤差の発生周期に相当する画像列数の整数倍であることが好ましい。
【００２６】
また、前記信号変換部は、前記画像信号を前記経時的誤差の程度に応じた複数の画素グループに分類し、前記複数の画素グループのうちの少なくとも１つの画素グループの前記画像信号を補正する信号補正部と、ハーフトーン処理を用いて、前記信号補正部により補正された前記画像信号を前記制御信号に変換するハーフトーン処理部と、を備えることが好ましい。
【００２７】
さらに、前記経時的誤差は、複数の前記画像列で構成される全体画像を生成する際に発生する短周期の誤差であることが好ましい。
【００２８】
さらに、前記短周期の誤差は、前記全体画像を生成する際、前記搬送部又は前記ドット形成部の振動に起因する誤差であることが好ましい。
【００２９】
本発明に係る画像形成方法は、配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成ステップと、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の画像列を生成する生成ステップとを含む方法であって、画像信号を入力する入力ステップと、前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を制御信号に変換する信号変換ステップと、変換された前記制御信号に基づいて前記複数のドット形成素子を制御する制御ステップとを備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る閾値マトリクス作成装置は、画像形成装置に応じたハーフトーン処理のための閾値マトリクスを作成する装置であって、前記画像形成装置は、配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を備え、該複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成部と、前記ドット形成部及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を所定の搬送方向に搬送することで前記ドット形成部と前記記録媒体とを相対移動させる搬送部と、前記搬送部による前記相対移動の下、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の各画像列を生成するように、前記ドット形成部を制御信号に基づいて制御するドット形成制御部とを備えている場合、前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を前記ドット形成制御部に供される前記制御信号に変換する閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る画像形成装置、画像形成方法及び閾値マトリクス作成装置によれば、複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、記録媒体上における配列方向での濃度変動を打ち消すように信号変換するようにしたので、ドットの形成位置の経時的誤差に起因する筋むらの発生が抑制された画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の構成を表す断面側面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置のシステム構成を表すブロック図である。
【図３】図１に示すラインヘッドの構成例を表す平面透視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った概略断面図である。
【図５】ラインヘッドが備える複数のノズルの配置例と、用紙上への吐出順番との対応関係を表す概略説明図である。
【図６】図２に示す画像処理部における画像処理の流れを表す概略説明図である。
【図７】組織的ディザ法によるハーフトーン処理の概略説明図である。
【図８】図２に示す閾値マトリクス作成部の機能ブロック図である。
【図９】図８に示す閾値マトリクス作成部の動作説明に供されるフローチャートである。
【図１０】図１０Ａは、形成されるドットの位置ずれ量を表す概略説明図である。図１０Ｂは、図５に示す第１ノズル１０２ａから吐出形成されるドットの位置ずれ量の変動特性を表すグラフである。図１０Ｃは、図５に示す第２ノズル１０２ｂから吐出形成されるドットの位置ずれ量の変動特性を表すグラフである。
【図１１】図１１Ａは、図５に示すラインヘッドの構成例における、各画像位置に対応するインクの吐出順番を表す概略説明図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示すインクの吐出順番に対応する位相を表す概略説明図である。
【図１２】閾値マトリクスの各セルを分類した結果を表す概略説明図である。
【図１３】各位相グループへのドット分配比の決定例を表すグラフである。
【図１４】図９のステップＳ６における詳細フローチャートである。
【図１５】図１４のステップＳ６７における詳細フローチャートである。
【図１６】第１変形例に係る画像処理部における画像処理の流れを表す概略説明図である。
【図１７】図１６に示すドットサイズ割付部における複数のドットサイズの割付例を表すグラフである。
【図１８】第２変形例に係る画像処理部における画像処理の流れを表す概略説明図である。
【図１９】図１８に示す信号補正部における位相グループ毎の補正例を表すグラフである。
【図２０】第３変形例に係る画像形成装置のシステムの構成を表すブロック図である。
【図２１】図５に示す第１ノズル及び第３ノズルを含む複数のノズルから吐出形成された画像列での濃度変動の位置特性を表すグラフである。
【図２２】図２２Ａは、図５に示すラインヘッドの構成例における、各画像位置に対応するインクの吐出順番を表す概略説明図である。図２２Ｂ及び図２２Ｃは、図２２Ａに示すインク吐出順番に対応する位相を表す概略説明図である。
【図２３】図２３Ａ〜図２３Ｃは、第４変形例に係る位相グループの分類に従って作成されたドットパターンの概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本実施の形態に係る画像形成方法についてそれを実施する画像形成装置及び閾値マトリクス作成装置との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
図１に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置１０には、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙１２」という）の搬送方向上流側に、用紙１２を給紙搬送する給紙搬送部１４が設けられている。この給紙搬送部１４の下流側には、用紙１２の搬送方向に沿って、用紙１２の記録面（以下、画像形成面という。）に処理液を塗布する処理液塗布部１６と、前記画像形成面にインクを付着することで画像を形成する画像形成部１８と、用紙１２上に形成された処理液層のインクを乾燥させるインク乾燥部２０と、処理液層の画像を用紙１２に定着させる画像定着部２２と、画像が定着した用紙１２を排出する排出部２４とが設けられている。
【００３５】
給紙搬送部１４は、用紙１２を積載可能に設けられた積載部２６と、該積載部２６に積載された用紙１２を一枚ずつ給紙する給紙部２８と、該給紙部２８により給紙された用紙１２を処理液塗布部１６に搬送する搬送部３０とを備える。
【００３６】
処理液塗布部１６は、回転可能に設けられた処理液塗布ドラム３２と、用紙１２の画像形成面に処理液を塗布する処理液塗布装置３４と、前記処理液を乾燥する処理液乾燥装置３６とを備える。これにより、用紙１２の画像形成面上に薄膜の処理液層が塗布される。
【００３７】
処理液塗布部１６と画像形成部１８との間には、回転可能に設けられた第１中間搬送ドラム３８が配置されている。第１中間搬送ドラム３８の表面に用紙１２を保持した状態で該第１中間搬送ドラム３８を回転させることにより、処理液塗布部１６側から供給された用紙１２は、画像形成部１８側へ搬送される。
【００３８】
画像形成部１８は、回転可能に設けられた画像形成ドラム４０（搬送部）と、該画像形成ドラム４０により搬送される用紙１２にインク滴（液滴）を吐出するヘッドユニット４２とを備えている。ヘッドユニット４２は、少なくとも基本色であるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のラインヘッド４４（ドット形成部）を備えている。そして、各ラインヘッド４４は、画像形成ドラム４０の周方向に沿って配列されている。これにより、用紙１２の画像形成面上に塗布された処理液層上に、各色の画像を順次形成させる。なお、この処理液には、インクの溶媒中に分散した色材（顔料）及びラテックス粒子を凝集させる効果を持たせているので、用紙１２上での色材流れ等を防止可能である。
【００３９】
画像形成部１８とインク乾燥部２０との間には、回転可能に設けられた第２中間搬送ドラム４６が配置されている。第２中間搬送ドラム４６の表面に用紙１２を保持した状態で該第２中間搬送ドラム４６を回転させることにより、画像形成部１８側から供給された用紙１２は、インク乾燥部２０側へ搬送される。
【００４０】
インク乾燥部２０は、回転可能に設けられたインク乾燥ドラム４８と、用紙１２の処理液層を乾燥する複数の熱風ノズル５０と、複数の赤外線ヒータ（ヒータ５２）とを備える。これにより、用紙１２の処理液層に滞留するインクの溶媒を乾燥させる。
【００４１】
インク乾燥部２０と画像定着部２２との間には、回転可能に設けられた第３中間搬送ドラム５４が配置されている。第３中間搬送ドラム５４の表面に用紙１２を保持した状態で該第３中間搬送ドラム５４を回転させることにより、インク乾燥部２０側から供給された用紙１２は、画像定着部２２側へ搬送される。
【００４２】
画像定着部２２には、回転可能に設けられた画像定着ドラム５６と、画像定着ドラム５６の表面に近接して配置された加熱ローラ５８と、該画像定着ドラム５６の表面に圧接した状態で配置された定着ローラ６０とを備える。これにより、処理液層で凝集するラテックス粒子が加熱・加圧されて溶融し、用紙１２上に画像として固定・定着される。
【００４３】
上記した各工程を経て、画像形成面の画像が定着した用紙１２は、画像定着ドラム５６の回転により、画像定着部２２の下流側に設けられた排出部２４側へ搬送される。
【００４４】
図２は、図１に示す画像形成装置１０のシステム構成を表すブロック図である。画像形成装置１０は、ヘッドユニット４２及びヒータ５２（図１参照）の他、通信インタフェース６２と、システムコントローラ６４と、画像メモリ６６と、ＲＯＭ６８と、モータドライバ７０と、モータ７２と、ヒータドライバ７４と、プリント制御部７６と、画像バッファメモリ７８と、画像処理部８０（信号変換部）と、閾値マトリクス作成部８２と、ＲＯＭ８４と、ヘッドドライバ８６（ドット形成制御部）とを備える。
【００４５】
通信インタフェース６２は、ユーザが画像形成装置１０に対して画像形成の指示等を行うため等に用いられるホスト装置９０とのインタフェース部である。通信インタフェース６２にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワーク等のシリアルインタフェースやセントロニクス等のパラレルインタフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するための図示しないバッファメモリを搭載してもよい。
【００４６】
ホスト装置９０から送出された画像信号は、通信インタフェース６２を介して画像形成装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ６６に記憶される。画像メモリ６６は、通信インタフェース６２を介して入力された画像信号を記憶する記憶手段であり、システムコントローラ６４を通じて情報の読み書きが行われる。画像メモリ６６は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスク等の磁気媒体を用いてもよい。
【００４７】
システムコントローラ６４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従って画像形成装置１０の全体を制御する制御装置として機能すると共に、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ６４は、通信インタフェース６２、画像メモリ６６、モータドライバ７０、ヒータドライバ７４等の各部を制御する。また、システムコントローラ６４は、ホスト装置９０との間の通信制御、画像メモリ６６及びＲＯＭ６８の読み書き制御等を行う。さらに、システムコントローラ６４は、用紙搬送系のモータ７２、ヒータ５２を制御する制御信号を生成する。なお、プリント制御部７６に対しては、制御信号の他に、画像メモリ６６に記憶された画像信号を送信する。
【００４８】
ＲＯＭ６８には、システムコントローラ６４のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されている。画像メモリ６６は、画像信号の一時記憶領域として利用されると共に、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。
【００４９】
モータドライバ７０は、システムコントローラ６４からの指示に従って用紙搬送系のモータ７２を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７４は、システムコントローラ６４からの指示に従ってヒータ５２を駆動するドライバである。
【００５０】
一方、プリント制御部７６は、ＣＰＵ及びその周辺回路等から構成され、システムコントローラ６４の制御に従い、画像処理部８０と協働して画像メモリ６６内の画像信号から吐出制御用の信号を生成するための各種加工、補正等の処理を行うと共に、生成したインク吐出データ（制御信号）をヘッドドライバ８６に供給してヘッドユニット４２の吐出駆動を制御する。
【００５１】
プリント制御部７６には、プリント制御部７６のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されているＲＯＭ８４が接続されている。ＲＯＭ８４は、書き換え不能な記憶手段であってもよいが、各種のデータを必要に応じて更新する場合は、ＥＥＰＲＯＭのような書き換え可能な記憶手段を用いることが好ましい。
【００５２】
画像処理部８０は、入力された画像信号（以下、入力画像信号という。）からインク色別のドット配置データを生成する。すなわち、入力画像信号に対してハーフトーン処理を行うことで、ドットの形成位置（インクの吐出タイミング）を決定する。このハーフトーン処理には、組織的ディザ法、誤差拡散法、濃度パターン法、ランダムドット法等を適用することができる。本実施の形態では、組織的ディザ法を用いたハーフトーン処理を中心に説明する。
【００５３】
閾値マトリクス作成部８２は、画像処理部８０によるハーフトーン処理に供される閾値マトリクスＭｔを作成する。作成される閾値マトリクスＭｔは、後述するように、複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、用紙１２上における配列方向での濃度変動を打ち消すドット分散特性を有する。閾値マトリクス作成部８２は、画像形成の指示があった都度に閾値マトリクスＭｔを作成してもよいし、作成した閾値マトリクスＭｔを読出可能なメモリに予め記憶させておいてもよい。
【００５４】
なお、図２では、画像処理部８０及び閾値マトリクス作成部８２は、システムコントローラ６４やプリント制御部７６とは別個のものとして図示している。例えば、画像処理部８０及び／又は閾値マトリクス作成部８２は、システムコントローラ６４或いはプリント制御部７６に含まれて、その一部を構成するようにしてもよい。
【００５５】
また、プリント制御部７６は、画像処理部８０で生成されたドット配置データに基づいてインクの吐出データ（ラインヘッド４４のノズルに対応するアクチュエータの制御信号）を生成するインク吐出データ生成機能と、駆動波形生成機能とを有している。
【００５６】
インク吐出データ生成機能にて生成されたインク吐出データはヘッドドライバ８６に与えられ、ヘッドユニット４２のインク吐出動作が制御される。
【００５７】
駆動波形生成機能は、ラインヘッド４４の各ノズルに対応したアクチュエータを駆動するための駆動信号波形を生成する機能である。当該駆動波形生成機能にて生成された信号（駆動波形）は、ヘッドドライバ８６に供給される。
【００５８】
プリント制御部７６には画像バッファメモリ７８が備えられており、プリント制御部７６における画像信号の処理時に画像信号やパラメータ等のデータが画像バッファメモリ７８に一時的に格納される。
【００５９】
図３は、図１に示すラインヘッド４４の構造例を表す平面透視図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った概略断面図である。
【００６０】
図３に示すように、ラインヘッド４４は、千鳥でマトリクス状に配列された複数のインク室ユニット１００（ドット形成素子）を備える。各インク室ユニット１００は、ノズル１０２と、圧力室１０４と、供給口１０６とをそれぞれ備える。平面形状が概略正方形である圧力室１０４には、その対角線上の両隅部の一方にノズル１０２側への流出口が設けられ、他方に共通流路１０８からの流入口（供給口１０６）が設けられている。
【００６１】
図４に示すように、各圧力室１０４は、供給口１０６を介して共通流路１０８とそれぞれ連通する。そして、共通流路１０８は、インクの供給源である図示しないインクタンクと連通する。これにより、前記インクタンクから供給されるインクは、共通流路１０８を介して各圧力室１０４に分配・供給される。
【００６２】
圧力室１０４の一面（図４例では、天面に相当する。）は加圧板１１０で構成されており、該加圧板１１０は共通電極を兼ねている。加圧板１１０の上部には、圧力を付与して該加圧板１１０を変形させるアクチュエータとしての圧電素子１１２が接合されている。そして、圧電素子１１２の上面には、個別電極１１４が形成されている。
【００６３】
２つの電極、すなわち、共通電極としての加圧板１１０と個別電極１１４との間に駆動電圧を印加すると、前記２つの電極に挟設された圧電素子１１２は、変形させられる。この物理的変形により、圧力室１０４の容積が変化することで、インクがノズル１０２から外部に押し出され、インク滴として吐出される。そして、インク滴が吐出された後は、圧電素子１１２の変位が元に戻る際に、共通流路１０８から供給口１０６を通って圧力室１０４にインクが再び充填される。
【００６４】
図３に戻って、ノズル１０２の配置の特徴について説明する。本図において、ラインヘッド４４の長手方向及び短手方向をそれぞれ矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向と定義する。このとき、用紙１２の搬送方向（図１参照）は、矢印Ｘ方向に直交するとともに、矢印Ｙ方向に平行する。
【００６５】
第Ｌ１列における各ノズル１０２は、矢印Ｘ方向に沿って所定間隔（４単位長に相当する。）おきに等間隔に配置されている。第Ｌ２〜第Ｌ４列における各ノズルについても、第Ｌ１列と同様に配置されている。以下、矢印Ｘ方向を、ノズル１０２（インク室ユニット１００）の「配列方向」という場合がある。
【００６６】
第Ｌ２列の各ノズル１０２は、第Ｌ１列の各ノズル１０２の位置を基準として、矢印Ｘの左方向に１単位長だけシフトした位置に配置されている。第Ｌ３列の各ノズル１０２は、第Ｌ２列の各ノズル１０２の位置を基準として、矢印Ｘの左方向に１単位長だけシフトした位置に配置されている。第Ｌ４列の各ノズル１０２は、第Ｌ３列の各ノズル１０２の位置を基準として、矢印Ｘの左方向に１単位長だけシフトした位置に配置されている。これにより、ラインヘッド４４の長手方向に沿って並ぶように投影される実質的なノズル１０２の間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。
【００６７】
なお、ラインヘッド４４によるインク滴の吐出機構として、種々の方式を採り得る。図３及び図４に示したように、ピエゾ素子（圧電素子）等で構成されるアクチュエータの変形によってインク滴を吐出する方式を適用してもよい。また、ヒータ等の発熱体を介してインクを加熱することで気泡を発生させ、その圧力でインク滴を吐出するサーマルジェット方式を適用してもよい。また、ラインヘッド４４に限定されることなく、用紙１２の幅手方向に往復走査しながら画像を形成させるマルチパス方式であってもよい。
【００６８】
図５は、ラインヘッド４４が備える複数のノズル１０２の配置例と、用紙１２上への吐出順番との対応関係を表す概略説明図である。説明の便宜のため、２０個のノズル１０２（第１ノズル１０２ａ、第２ノズル１０２ｂ、第３ノズル１０２ｃを含む。）を用いた場合を例に説明する。
【００６９】
本図に示す矩形格子内の各セルは、形成される画像のうち１画素分の領域を表す。余白のセルは、各吐出時点（ｔ）において、インク滴が未だ吐出（着弾）していない画像位置を表す。また、セル内に表記された算用数字は、その画像位置にインク滴が吐出（着弾）した時点（吐出時点ｔ＝１〜７）に対応する。
【００７０】
例えば、吐出時点ｔ＝１〜４の間に吐出されたインク滴により、複数のドットが順次形成され、第１番目の画像列が生成される。また、吐出時点ｔ＝４〜７の間に吐出されたインク滴により、複数のドットが順次形成され、第４番目の画像列が生成される。換言すれば、複数（本図では４つ）のタイミングでドットを順次形成させることで、各画像列が生成（完成）される。
【００７１】
なお、各ノズル１０２の配置は、図５例に限定されず、画像列を生成可能であれば、配置の形態（個数及び位置）は問わない。
【００７２】
図６は、図２に示す画像処理部８０における画像処理の流れを表す概略説明図である。画像処理部８０は、解像度変換部１２０と、ＣＭＹＫ色変換部１２２と、ハーフトーン処理部１２４とを基本的に備える。
【００７３】
画像処理部８０に入力される画像信号（入力画像信号）は、複数のカラーチャンネルからなる多階調データである。例えば、８ビット（１画素当り２５６階調）ＲＧＢのＴＩＦＦ形式データであってもよい。
【００７４】
解像度変換部１２０は、画像サイズを拡大又は縮小する画像拡縮処理を用いて、入力画像信号の解像度を、画像形成装置１０に応じた解像度に変換する。ここで得られる第１中間画像信号は、入力画像信号とデータ定義は同一であるが、データサイズが異なっている。この画像拡縮処理には、補間演算を含む公知のアルゴリズムを種々適用してもよい。
【００７５】
ＣＭＹＫ色変換部１２２は、公知のカラーマッチング手法を用いて、解像度変換部１２０から取得した第１中間画像信号を、画像形成装置１０で取り扱うデバイス色信号（ＣＭＹＫ色信号）に変換する。ここで得られる第２中間画像信号は、多階調のＣＭＹＫ色信号に相当する。
【００７６】
ハーフトーン処理部１２４は、ＣＭＹＫ色変換部１２２から取得した第２中間画像信号を、インクを適切に吐出制御するための制御信号（ヘッドユニット４２の制御に供される信号）に変換する。ここで得られる制御信号は、各ラインヘッド４４に対してインク吐出動作の有無（オン・オフ）を時系列的に制御するＣＭＹＫ毎の２値データ（あるいは多値データ）である。本実施の形態では、閾値マトリクスＭｔを用いた組織的ディザ法の適用例について説明する。
【００７７】
図７は、組織的ディザ法によるハーフトーン処理の概略説明図である。一例として、ベイヤー型の閾値マトリクスＭｔを用いた２値化の概念を示す。先ず、多値ＣＭＹＫ色信号の各アドレスと、閾値マトリクスＭｔの各行列要素とを対応付ける。そして、着目する画素での画素値と、着目する行列要素での閾値との大小関係をそれぞれ比較し、画素値の方が大きい場合には「１（オン）」を割り当て、それ以外の場合には「０（オフ）」を割り当てる。このようにして、画像信号の階調数を多値から２値に変換することができる。
【００７８】
以下、閾値マトリクス作成部８２による閾値マトリクスＭｔの作成方法について、図８〜図１５を参照しながら詳細に説明する。
【００７９】
図８は、図２に示す閾値マトリクス作成部８２の機能ブロック図である。
【００８０】
閾値マトリクス作成部８２は、未だ設定していない階調レベル（後述する指定レベルｌｖ）を順次指定する階調レベル指定部１３０と、該階調レベル指定部１３０により指定された階調レベルでのドットパターンＤＰＴにおける制約条件を設定する制約条件設定部１３２と、指定された前記階調レベルに応じたドットパターンＤＰＴｆｉｘを決定するドットパターン決定部１３４と、該ドットパターン決定部１３４により決定されたドットパターンＤＰＴｆｉｘを格納するドットパターン格納部１３６と、該ドットパターン格納部１３６により格納されたドットパターンＤＰＴｆｉｘに基づいて閾値マトリクスＭｔを作成する閾値変換部１３８（閾値決定部）と、前記ドットパターン決定部１３４での演算過程で生じる各種中間データを適宜格納する中間データ格納部１４０と、後述する濃度変動情報を格納する濃度変動情報格納部１４２と、閾値マトリクスＭｔを作成する各種条件を決定するマトリクス条件決定部１４４とを備えている。
【００８１】
ドットパターン決定部１３４は、グループ分類部１４６と、ドット数分配部１４８と、初期パターン作成部１５０と、ドット位置移動部１５２と、評価値マップ算出部１５４と、全体評価値算出部１５６と、更新可否判別部１５８とを備える。ここで、初期パターン作成部１５０、ドット位置移動部１５２、評価値マップ算出部１５４、全体評価値算出部１５６及び更新可否判別部１５８は、所定の評価条件に基づいてドットの配置を最適化するドットパターン作成部１６０として機能する。
【００８２】
マトリクス条件決定部１４４は、閾値マトリクスＭｔのサイズを決定するマトリクスサイズ決定部１６２と、階調レベルに応じたドット記録率を決定するドット記録率決定部１６４とを備えている。
【００８３】
以下、閾値マトリクス作成部８２の動作の概略について、図９及び図１４のフローチャート、並びに図８の機能ブロック図を参照しながら説明する。閾値マトリクスＭｔは、色版（例えばＣＭＹＫ）によらず同一であってもよいし、色版毎に異ならせてもよい。
【００８４】
ここで、図５に示すラインヘッド４４の構成例において画像を形成することを前提として、閾値マトリクスＭｔを作成する。なお、マトリクスの行方向は、用紙１２の搬送方向に相当する。マトリクスの列方向は、ノズル１０２（インク室ユニット１００）の配列方向に相当する。
【００８５】
本実施の形態では、各行列要素の閾値を算出するために、ドットのオン・オフ状態（図７参照）を模式化した仮想的な矩形格子を用意する。その後、矩形格子上に配置するドット数を階調レベルに応じて決定し、ドットの配置とその評価を順次繰り返すことで、ドットの配置順を最適化する。そして、最適化された前記ドットの配置順に基づいて、閾値マトリクスＭｔの各行列要素での閾値を決定する。
【００８６】
以下、説明の便宜のため、前記矩形格子の各領域のことを「セル」という。また、用紙１２上に形成されるドットとそれぞれ対応する、各セル上に配置された仮想的なドット（オン状態）についても、単に「ドット」という場合がある。
【００８７】
図９において、先ず、マトリクスサイズ決定部１６２は、閾値マトリクスＭｔのサイズを決定する（ステップＳ１）。本ステップの実行に先立ち、濃度変動情報格納部１４２に、ドットの形成位置の経時的誤差に伴う濃度変動に関する情報（以下、濃度変動情報という。）を予め格納しておく。なお、本明細書における「濃度」に関する用語は、用紙１２に形成された画像の光学濃度を意味する。
【００８８】
画像形成装置１０の印刷動作の際、複数の画像列で構成される全体画像を生成するために、構成部位の繰り返し駆動によって装置全体が振動する場合がある。その振動がヘッドユニット４２（又は画像形成ドラム４０）に伝達することで、インク滴の着弾位置が経時的にずれてしまう。すなわち、上記濃度変動は、用紙１２の搬送方向（矢印Ｙ方向）に沿った波線状の筋むらとして出現する。
【００８９】
なお、この振動は、ヘッドユニット４２又は画像形成ドラム４０自身が駆動することで生じる場合であっても、他の構成部位の駆動に伴ってヘッドユニット４２又は画像形成ドラム４０に伝達される場合であってもよい。また、経時的変動の要因は振動に限ることなく、全体画像を生成する際に発生する短周期の誤差であってもよい。
【００９０】
図１０Ａは、形成されるドットの位置ずれ量を表す概略説明図である。着弾位置の目標位置Ｏ（すなわち、ドットが形成される中心位置）に対し、実際の着弾位置をＯ’とする。このとき、着弾位置Ｏ’と目標位置Ｏとの矢印Ｘ方向差分を、位置ずれ量δＸと定義する。すなわち、位置ずれ量δＸが正値の場合は目標位置Ｏに対して右方（矢印Ｘの正方向）に着弾したことを意味し、位置ずれ量δＸが負値の場合は目標位置Ｏに対して左方（矢印Ｘの負方向）に着弾したことを意味する。
【００９１】
図１０Ｂは、図５に示す第１ノズル１０２ａから吐出形成されるドットの位置ずれ量δＸの変動特性を表すグラフである。グラフの横軸は矢印Ｙ方向（搬送方向）の位置であり、縦軸は位置ずれ量δＸである。
【００９２】
各プロットは、図５に示す最も左側の画像列上の各位置に対応する。本図から諒解されるように、このプロットは、δＸ＝０を基準として、６つの画素（セル）を１周期とする周期性を有している。なお、プロットＰ１〜Ｐ３は、それぞれ同じ位相である。
【００９３】
図１０Ｃは、図５に示す第２ノズル１０２ｂから吐出形成されるドットの位置ずれ量δＸの変動特性を表すグラフである。グラフの横軸は矢印Ｙ方向（搬送方向）の位置であり、縦軸は位置ずれ量δＸである。
【００９４】
各プロットは、図５に示す左側から２番目の画像列上の各位置に対応する。このプロットは、図１０Ｂと同様に、δＸ＝０を基準として、６つの画素（セル）を１周期とする周期性を有している。ここで、プロットＰ４はプロットＰ２（図１０Ｂ参照）と同じ位相であり、プロットＰ５はプロットＰ３（図１０Ｂ参照）と同じ位相である。すなわち、図１０Ｃのプロットは、図１０Ｂと比較して、１回分の吐出タイミング（Δｔ＝１）だけ全体的にシフト（進行）している。
【００９５】
濃度変動情報格納部１４２から濃度変動情報として発生周期（画素数）を取得した場合、マトリクスサイズ決定部１６２は、前記発生周期に相当する画像列数の整数倍の値を、閾値マトリクスＭｔの行方向（矢印Ｙ方向）でのサイズとして決定する。図１０Ｂ例では、６、１２、１８等が該当する。
【００９６】
なお、濃度変動情報として、発生周期のみならず、位置ずれ量δＸの実測データ、前記発生周期を試算するための各種情報を用いてもよい。矢印Ｙ方向に対する用紙１２の搬送速度をＶ［ｍｍ／ｓ］、サンプル間隔（出力解像度）をＳｐ［ｍｍ／画素］とする。画像形成装置１０の振動周波数がＦ［Ｈｚ］である場合、閾値マトリクスＭｔの行方向でのサイズをＶ／（Ｓｐ・Ｆ）に最も近い整数に決定すればよい。
【００９７】
以上のように、マトリクスサイズ決定部１６２は、閾値マトリクスＭｔのサイズを６×８（行数が６行、列数が８列）に決定したとする。
【００９８】
次いで、グループ分類部１４６は、閾値マトリクスＭｔに対応する各セルを複数の位相グループに分類する（ステップＳ２）。
【００９９】
図１１Ａは、図５に示すラインヘッド４４の構成例における、各画像位置に対応するインクの吐出順番を表す概略説明図である。各セルの行番号を特定するため、矩形格子の左方に添字「Ａ〜Ｆ」を付記している。また、各セルの列番号を特定するため、矩形格子の上方に添字「ａ〜ｈ」を付記している。以下、この種の矩形格子を説明する各図面（図１１Ｂ及び図１２Ａ）には、同様の表記を行うものとする。また、説明の便宜上、例えば矩形格子の左上隅にあるセルを（Ａ，ａ）と表記してその位置を特定する場合がある。
【０１００】
本図において、各セルに表記された算用数字は、画像全体でのインクの吐出順番を表す。例えば、最小値である「１」が表記されたセルに対応する画像位置には、最も早いタイミングで吐出される。また、最大値である「９」が表記されたセルに対応する画像位置には、最も遅いタイミングで吐出される。
【０１０１】
図１１Ｂは、図１１Ａに示すインクの吐出順番に対応する位相を表す概略説明図である。本図において、各セルに表記された算用数字は、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示した位置ずれ量δＸの変動特性の位相を表す。例えば、Ａ行目のセル（８個）に関し、「１」から「４」までの４種類の位相の集合に分類される。また、ａ列目のセル（６個）に関し、「１」から「６」までの全種類の位相の集合に分類される。以下、位置ずれ量δＸの時間特性を時分割し、各位相に応じてグループ化したセルの集合を「位相グループ」と定義する。ここで、ハーフトーン処理の際に、画像信号の各画素は、閾値マトリクスＭｔの各セルにそれぞれ対応付けられる。換言すれば、各セルを位相グループに分類することは、各画素を画素グループに分類することと等価である。
【０１０２】
図１２に示すように、図１１Ｂにおいて「１」と表記された８つのセルを「第１位相グループ」に分類する。「２」と表記された８つのセルを「第２位相グループ」に分類する。「３」と表記された８つのセルを「第３位相グループ」に分類する。以下、同様にして、第１〜第６位相グループ（位相数Ｎ＝６）に分類する。
【０１０３】
なお、プロットＰ１〜Ｐ３（図１０Ｂ参照）並びにプロットＰ４及びＰ５（図１０Ｃ参照）は、第１位相グループに属するセル（位置）にそれぞれ対応する。すなわち、プロットＰ１〜Ｐ３は、入力画像信号に対して組織的ディザ法を用いてハーフトーン処理を実行する場合、閾値マトリクスＭｔの第Ａ行・第ａ列（Ａ，ａ）のセルに対応する位置である。同様に、プロットＰ４及びＰ５は、閾値マトリクスＭｔの第Ｆ行・第ｂ列（Ｆ，ｂ）のセルに対応する位置である。
【０１０４】
このようにして、グループ分類部１４６は、入力画像信号を、ドットの位置ずれ量δＸ（経時的誤差）の程度に応じた複数の位相グループに分類する（ステップＳ２）。
【０１０５】
次いで、図９に戻って、ドット記録率決定部１６４は、階調レベル毎・位相グループ毎に応じたドット記録率を決定する（ステップＳ３）。ここで、ドット記録率とは、ＣＭＹＫ各色における、ドットを形成可能である最大ドット数に対するドットの記録比率（０〜１００％）を意味する。
【０１０６】
ドット記録率決定部１６４は、階調レベルに応じたドット記録率を予め決定するとともに、各階調レベルに対して第１〜第６位相グループに分配するドット数を決定する。このとき、ドット記録率決定部１６４は、用紙１２上における矢印Ｘ方向での濃度変動を打ち消すようにドットを分配する。
【０１０７】
用紙１２上に形成された画像（印刷物）において、ドットの分布が疎である画像領域では印刷濃度が低くなり、ドットの分布が密である画像領域では印刷濃度が高くなる。図１０Ｂ及び図１０Ｃの例では、位置ずれ量δＸの変動特性の傾きが正であって絶対値が大きいほど、その位置での印刷濃度が低くなる。一方、δＸの変動特性の傾きが負であって絶対値が大きいほど、その位置での印刷濃度が高くなる。
【０１０８】
図１３は、各位相グループへのドット分配比の決定例を表すグラフである。ここで、各位相グループへの「ドット分配比」（分配比）とは、ドット記録率に応じたドット総数に対する各位相グループに属するドットの分配数の比率をいう。すなわち、第１〜第６位相グループへのドット分配比の総和は常に１００％である。各位相グループに均等にドットを分配する場合、各位相グループへのドット分配比はいずれも約１６．７％となる。
【０１０９】
本図のように、ドットのサイズが単一である場合、第１位相グループへのドット分配比を、残余の各位相グループへのドット分配比よりも高くするとよい。すなわち、第１位相グループに属するドットの数を相対的に多くし、各画像列に対する濃度寄与度を高くすることで、予想される印刷濃度の低下を打ち消すことができる。
【０１１０】
同様にして、ドットのサイズが単一である場合、第４位相グループへのドット分配比を、残余の各位相グループへのドット分配比よりも低くするとよい。すなわち、第４位相グループに属するドットの数を相対的に少なくし、各画像列に対する濃度寄与度を低くすることで、予想される印刷濃度の上昇を打ち消すことができる。
【０１１１】
なお、ドット分配比を相対的に高く（及び／又は低く）する位相グループの数は１つに限られず、複数の位相グループに対してドット分配比を相対的に高く（及び／又は低く）してもよいことはいうまでもない。
【０１１２】
次いで、図９に戻って、階調レベル指定部１３０は、未だ設定していない階調レベルを１つ指定する（ステップＳ４）。以下、この指定された階調レベルを「指定レベルｌｖ」という場合がある。本実施の形態では、閾値マトリクスＭｔのセル（行列要素）の総数は４８個であるから、４８階調（ｌｖ＝０〜４７）に相当する。この指定は、階調レベルの順番（昇順又は降順）に従ってもよいし、ランダムに順次指定してもよい。
【０１１３】
次いで、制約条件設定部１３２は、指定レベルｌｖでのドットパターンＤＰＴ（後述するＤＰＴｆｉｘ、ＤＰＴｔｍｐも含まれる。）における制約条件を設定する（ステップＳ５）。ここで、制約条件とは、閾値マトリクスＭｔの各セルにおける閾値を矛盾なく決定するため、各階調レベルでのドットの配置を制約する条件である。具体的には、指定レベルｌｖよりも低い階調レベルで既に決定したドットの配置及び順番を、該指定レベルｌｖでも継承する必要がある。また、指定レベルｌｖよりも高い階調レベルで既に決定したドットの配置の中から、ドットの位置を選択する必要がある。このような制約条件を全て満たすように、既に確定した各階調レベルのドットパターンＤＰＴｆｉｘを読み出し、参照してもよい。
【０１１４】
次いで、ドットパターン決定部１３４は、指定レベルｌｖに応じたドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］を決定する（ステップＳ６）。具体的な決定方法に関しては後述する。なお、ドットパターン格納部１３６は、ドットパターン決定部１３４で決定されたドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］を取得し、一時的に格納する。
【０１１５】
次いで、階調レベル指定部１３０は、すべての階調レベルでドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］が確定したか否かを判別する（ステップＳ７）。確定していないと判別された場合、ステップＳ４に戻って、以下、確定するまでステップＳ４〜Ｓ６を繰り返す。
【０１１６】
一方、確定したと判別された場合、閾値変換部１３８は、ドットパターン格納部１３６から取得したドットパターンＤＰＴｆｉｘを用いて、閾値マトリクスＭｔを作成する（ステップＳ８）。具体的には、指定レベルｌｖにおいて、ドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ＋１］と、ドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］との差分を算出し、新たにドットが発生した１つのセルに対し、閾値（＝ｌｖ）を割り当てる。
【０１１７】
このようにして、閾値マトリクス作成部８２は、閾値マトリクスＭｔを作成する。
【０１１８】
続いて、図９のステップＳ６における、指定レベルｌｖに応じたドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］を決定する具体的方法について、図１４のフローチャート及び図８の機能ブロック図を参照しながら詳細に説明する。
【０１１９】
本実施の形態では、ドットの配置を種々変化させたドットパターンＤＰＴの作成と、評価値（後述する全体評価値ＥＶＡ及び評価値マップＥＶ＿ＭＡＰ）による評価とを順次繰り返す方法を用いる。この場合、ドットパターンＤＰＴを決定する最適化問題として、構成的アルゴリズムや逐次改善アルゴリズム等の種々の探索アルゴリズムを用いることができる。
【０１２０】
ここでは、ボイドアンドクラスター法（Void-and-Cluster Method；以下、ＶＣ法という。）によるドットパターンＤＰＴの最適化方法について説明する。
【０１２１】
先ず、ドット数分配部１４８は、指定レベルｌｖに応じて、セルに配置する予定であるドットの個数を位相グループ毎に決定する（ステップＳ６１）。ここでは、ドット数分配部１４８は、ドット記録率決定部１６４から取得したドット記録率及びドット分配比（図１３参照）に従って、指定レベルｌｖでの第１〜第６位相グループに配置するドット数を決定する。
【０１２２】
次いで、初期パターン作成部１５０は、初期データとしてのドットパターンＤＰＴｉｎｉを作成する（ステップＳ６２）。初期パターン作成部１５０は、ステップＳ１で決定したサイズを有する矩形格子内のセル上に、ステップＳ６１で決定した個数のドットを配置することで、ドットパターンＤＰＴｉｎｉを得る。
【０１２３】
ドットの配置は、例えば、擬似乱数の発生アルゴリズムを用いて乱数値を発生させ、該乱数値に基づいてランダムに決定してもよい。擬似乱数の発生アルゴリズムとして、メルセンヌ・ツイスタ（Mersenne Twister）、ＳＦＭＴ（SIMD-oriented Fast Mersenne Twister）やＸｏｒｓｈｉｆｔ法等の種々のアルゴリズムを用いてもよい。
【０１２４】
次いで、評価値マップ算出部１５４は、ステップＳ６２で作成したドットパターンＤＰＴｉｎｉから、一時データとしての評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐを算出する（ステップＳ６３）。評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐは、所定の評価関数に基づいてセル毎に算出された各評価値で構成されている。この評価値が大きいほど、良好な各種性能が得られるように設計されている。前記評価関数には、粒状度、鮮鋭度等の画質項目やインク使用量等を含む種々の評価項目を定量化した関数を適用してもよい。特に、人間の視覚応答特性｛例えば、ドゥーリー・ショー（Dooley-Shaw）関数｝に応じた粒状度を定量化した評価値を用いることで、視認性を考慮したドットパターンＤＰＴを決定できる。
【０１２５】
次いで、全体評価値算出部１５６は、ステップＳ６３で作成した評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐから、一時データとしての全体評価値ＥＶＡｔｍｐを算出する（ステップＳ６４）。評価値マップＥＶ＿ＭＡＰ（ＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐ）は、各セルでの個別の評価値であるのに対し、全体評価値ＥＶＡ（ＥＶＡｔｍｐ）は、ドットの全体配列に対する評価値である。全体評価値ＥＶＡの算出方法は、種々の方法を取り得る。例えば、評価値マップＥＶ＿ＭＡＰのセル毎の総和であってもよい。
【０１２６】
次いで、ドットパターンＤＰＴｔｍｐ等の一時データを格納する（ステップＳ６５）。このとき、中間データ格納部１４０は、初期化されたドットパターンＤＰＴに対し、ステップＳ６２で求めたドットパターンＤＰＴｉｎｉを上書き更新する。また、中間データ格納部１４０は、初期化された全体評価値ＥＶＡに対し、ステップＳ６４で求めた全体評価値ＥＶＡｔｍｐを上書き更新する。さらに、中間データ格納部１４０は、現在記憶している評価値マップＥＶ＿ＭＡＰに対し、ステップＳ６３で求めた評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐを上書き更新する。
【０１２７】
次いで、更新可否判別部１５８は、整数である変数Ｋに０を代入し、Ｋを初期化する（ステップＳ６６）。ここで、Ｋは、ドットパターンＤＰＴの更新要否の判別回数を表すカウンタである。
【０１２８】
次いで、ドット位置移動部１５２は、制約条件を満たすようにドットの位置を移動することで、ドットパターンＤＰＴｔｍｐを取得する（ステップＳ６７）。この取得方法について、図１５のフローチャートを参照しながらさらに詳細に説明する。
【０１２９】
先ず、ドット位置移動部１５２は、評価値マップＥＶ＿ＭＡＰが最大となるセルが属する位相グループを１つ選択する（ステップＳ６７１）。以下、選択された位相グループのことを「候補グループ」という。また、別の方法として、評価値マップＥＶ＿ＭＡＰが最小となるセルが属する位相グループを１つ選択してもよい。
【０１３０】
次いで、ドット位置移動部１５２は、候補グループ内でのすべての交換組合せを有効にする（ステップＳ６７２）。交換組合せとは、２個のセル間におけるドットのオン・オフ状態を交換する組合せである。図１２例では、１つの位相グループに属する８個のセルのうちから２個の組合せを選択することから、２８通りの組合せを有効にする。
【０１３１】
次いで、ドット位置移動部１５２は、候補グループの中から、評価値マップＥＶＡ＿ＭＡＰの差分値が最大となる一対のセル（セル対）を決定する（ステップＳ６７３）。すなわち、評価値マップＥＶＡ＿ＭＡＰの値が最大であるセルと、最小であるセルとを１個ずつ抽出する。
【０１３２】
次いで、ドット位置移動部１５２は、ステップＳ６７３で選択したセル対を交換することで、現時点でのドットパターンＤＰＴが変化するか否かを判別する（ステップＳ６７４）。具体的には、選択されたセル対のうちドット（オン状態）が０個又は２個である場合、ドットパターンＤＰＴは変化しない。また、選択されたセル対のうちドット（オン状態）が１個である場合、ドットパターンＤＰＴは変化する。
【０１３３】
変化しないと判別された場合、ステップＳ６７３で選択されたセル対による交換組合せを除外し（ステップＳ６７６）、評価値マップＥＶＡ＿ＭＡＰの差分値が次に最大となる他のセル対を順次選択する（ステップＳ６７３）。
【０１３４】
一方、変化すると判別された場合、ドット位置移動部１５２は、指定レベルｌｖでの制約条件を満たすか否かをさらに判別する（ステップＳ６７５）。制約条件を満たさないと判別された場合、ステップＳ６７３で決定されたセル対による交換組合せを除外し（ステップＳ６７６）、評価値マップＥＶＡ＿ＭＡＰの差分値が次に最大となる他のセル対を順次選択する（ステップＳ６７３）。
【０１３５】
制約条件を満たすと判別された場合、ドット位置移動部１５２は、ドットパターンＤＰＴに対してセル対のオン・オフ状態を交換し、新たなドットパターンＤＰＴｔｍｐを取得する（ステップＳ６７７）。
【０１３６】
このようにして、ドット位置移動部１５２は、制約条件を満たすようにドットの位置を移動することで、ドットパターンＤＰＴｔｍｐを取得する（ステップＳ６７）。
【０１３７】
次いで、図１４に戻って、評価値マップ算出部１５４は、ドットパターンＤＰＴｔｍｐから評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐを算出する（ステップＳ６８）。そして、全体評価値算出部１５６は、評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐから全体評価値ＥＶＡｔｍｐを算出する（ステップＳ６８）。これらの算出方法は、ステップＳ６３及びＳ６４での算出方法と同一である。
【０１３８】
次いで、更新可否判別部１５８は、ドットパターンＤＰＴｔｍｐの全体評価値ＥＶＡｔｍｐと、現時点での最大値である全体評価値ＥＶＡとの大小関係を比較する（ステップＳ６９）。ＥＶＡｔｍｐ＞ＥＶＡを満たさない（すなわち、ＥＶＡｔｍｐ≦ＥＶＡである）場合は、ステップＳ７０を行うことなく、次のステップＳ７１に進む。
【０１３９】
一方、ＥＶＡｔｍｐ＞ＥＶＡを満たす場合、ステップＳ６７で求めたドットパターンＤＰＴｔｍｐを、現時点での最適なドットパターンであると判別する。このとき、中間データ格納部１４０は、現在記憶しているドットパターンＤＰＴに対し、ステップＳ６７で求めたドットパターンＤＰＴｔｍｐを上書き更新する（ステップＳ７０）。また、中間データ格納部１４０は、現在記憶している全体評価値ＥＶＡに対し、ステップＳ６８で求めた全体評価値ＥＶＡｔｍｐを上書き更新する（ステップＳ７０）。さらに、中間データ格納部１４０は、現在記憶している評価値マップＥＶ＿ＭＡＰに対し、ステップＳ６８で求めた評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐを上書き更新する（ステップＳ７０）。その後、次のステップＳ７１に進む。
【０１４０】
次いで、更新可否判別部１５８は、現時点でのＫの値を１だけ加算する（ステップＳ７１）。
【０１４１】
次いで、更新可否判別部１５８は、現時点でのＫの値と予め定められたＫｍａｘの値との大小関係を比較する（ステップＳ７２）。Ｋの値の方が小さい場合は、更新可否判別部１５８は、現時点での全体評価値ＥＶＡと、予め定められた許容値ＥＶＡ＿ＯＫとの大小関係をさらに比較する（ステップＳ７３）。ＥＶＡ＞ＥＶＡ＿ＯＫを満たさない（すなわち、ＥＶＡ≦ＥＶＡ＿ＯＫである）場合、ステップＳ６７まで戻り、以下ステップＳ６７〜Ｓ７１を順次繰り返す。なお、この最適化演算における収束性を十分確保するため、例えば、Ｋｍａｘ＝１００００と定めることができる。
【０１４２】
第１の終了条件（Ｋ＞Ｋｍａｘ）又は第２の終了条件（ＥＶＡ＞ＥＶＡ＿ＯＫ）の少なくとも一方を満たす場合、更新可否判別部１５８は、現時点でのドットパターンＤＰＴを、暫定的に確定したドットパターンＤＰＴとして決定する（ステップＳ７４）。
【０１４３】
このようにして、ドットパターン決定部１３４は、最後に更新されたドットパターンＤＰＴを、ドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］として確定する（図９のステップＳ６参照）。
【０１４４】
以上のように、複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、用紙１２上における配列方向（矢印Ｘ方向）での濃度変動を打ち消すように信号変換するので、ドットの形成位置の経時的誤差に起因する筋むらの発生が抑制された画像を形成できる。
【０１４５】
本実施の形態は、以下の第１〜３変形例のように構成してもよい。なお、本実施の形態に係る画像形成装置１０（図１〜図１５参照）と同じ構成要素については、同じ参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１４６】
＜第１変形例＞
第１変形例に係る画像処理部８０Ａは、ラインヘッド４４が複数のサイズのドット（いわゆるマルチサイズドット）を形成可能である場合において好適な構成である。
【０１４７】
図１６は、第１変形例に係る画像処理部８０Ａにおける画像処理の流れを表す概略説明図である。
【０１４８】
画像処理部８０Ａは、上述した解像度変換部１２０、ＣＭＹＫ色変換部１２２及びハーフトーン処理部１２４の他、ドットサイズ割付部２００をさらに備える点で、本実施の形態（図６の画像処理部８０）と異なる。ドットサイズ割付部２００は、階調レベルに応じて、複数のサイズでのドットの記録率を予め決定しておく。第１変形例では、「大サイズ」、「中サイズ」及び「小サイズ」の３種類のドットを形成可能であるとする。なお、形成可能なドットのサイズは３種類に限定されず、２種類であっても４種類以上であってもよい。
【０１４９】
以下、画像処理部８０Ａの動作について説明する。画像処理部８０Ａは、入力画像信号に対し、解像度変換、ＣＭＹＫ色変換及びハーフトーン処理を順次施すことで、２値データであるハーフトーン信号を取得する。その後、ドットサイズ割付部２００は、前記ハーフトーン信号に対し、「大サイズ」、「中サイズ」及び「小サイズ」を適切に割り付けることで制御信号を生成する。図１７は、ドットサイズ割付部２００における複数のドットサイズの割付例を表すグラフである。
【０１５０】
そして、ドット記録率決定部１６４は、図１７に示すドット記録率に応じて、少なくとも１つの位相グループでのサイズ毎のドット分配比が、残余の各位相グループでのサイズ毎のドット分配比と異なるように分配する。
【０１５１】
本図のように、確定したドットパターンＤＰＴｆｉｘに対し、第１位相グループに属するセルには、大きいサイズのドットを多く割り付けるとよい。すなわち、第１位相グループに属するドットのうち大きいサイズのドットの割付比率を相対的に多くし、各画像列に対する濃度寄与度を高くすることで、予想される印刷濃度の低下を打ち消すことができる。
【０１５２】
同様にして、確定したドットパターンＤＰＴｆｉｘに対し、第４位相グループに属するセルには、小さいサイズのドットを多く割り付けるとよい。すなわち、第４位相グループに属するドットのうち小サイズの割付比率を相対的に多くし、各画像列に対する濃度寄与度を低くすることで、予想される印刷濃度の上昇を打ち消すことができる。
【０１５３】
このように構成しても、本実施の形態（図１３参照）と同様の作用効果を得ることができる。なお、ドット分配比を相対的に高く（及び／又は低く）する位相グループの数は１つに限られず、複数の位相グループに対してドット分配比を相対的に高く（及び／又は低く）してもよいことはいうまでもない。
【０１５４】
なお、第１変形例のように、ドットのサイズの割り付け処理とハーフトーン処理とを独立に順次行ってもよいし、ハーフトーン処理（閾値マトリクスＭｔを用いた組織的ディザ法による演算処理）と同時に行ってもよい。
【０１５５】
＜第２変形例＞
第２変形例に係る画像処理部８０Ｂは、組織的ディザ法以外のハーフトーン処理（例えば、誤差拡散法、濃度パターン法、ランダムドット法）に対しても本発明が適用できる点において好適な構成である。
【０１５６】
図１８は、第２変形例に係る画像処理部８０Ｂにおける画像処理の流れを表す概略説明図である。画像処理部８０Ｂは、上述した解像度変換部１２０、ＣＭＹＫ色変換部１２２の他、信号補正部２０２及びハーフトーン処理部２０４をさらに備える点で、本実施の形態（図６の画像処理部８０）と異なる。信号補正部２０２は、入力画像信号を複数の画素グループに分類し、該複数の画素グループのうちの少なくとも１つの画素グループの画像信号を補正する。なお、この画素グループの分類は、上記した位相グループの分類と同様であるので、以下は「位相グループ」として説明する。
【０１５７】
以下、画像処理部８０Ｂの動作について説明する。画像処理部８０Ｂは、入力画像信号に対し、解像度変換及びＣＭＹＫ色変換を順次施すことで、多値データであるＣＭＹＫ色信号を取得する。その後、信号補正部２０２は、所定の画素に対して階調変換処理を施すことで前記ＣＭＹＫ色信号を補正する。
【０１５８】
図１９は、図１８に示す信号補正部２０２における位相グループ毎の補正例を表すグラフである。このように、信号補正部２０２は、少なくとも１つの位相グループに属する画素の階調レベル（色信号値）が、残余の各位相グループに属する画素の階調レベル（色信号値）と異なるように補正してもよい。
【０１５９】
本図のように、第１位相グループに属する画素に対して、補正前よりも階調レベルを高くするとよい。すなわち、第１位相グループに属する画素の階調レベルを相対的に高くし、各画像列に対する濃度寄与度を高くすることで、予想される印刷濃度の低下を打ち消すことができる。
【０１６０】
同様にして、第４位相グループに属する画素に対して、補正前よりも階調レベルを低くするとよい。すなわち、第４位相グループに属する画素の階調レベルを相対的に低くし、各画像列に対する濃度寄与度を低くすることで、予想される印刷濃度の上昇を打ち消すことができる。
【０１６１】
その後、ハーフトーン処理部２０４は、補正されたＣＭＹＫ色信号に対して、各種のハーフトーン処理を施すことで、制御信号を得る。このように構成しても、本実施の形態（図１３参照）と同様の作用効果を得ることができる。
【０１６２】
＜第３変形例＞
第３変形例に係る画像形成システム２１０は、閾値マトリクスＭｔの作成処理を他の装置に実行させる点で、本実施の形態（図１の画像形成装置１０）と異なる。
【０１６３】
図２０は、第３変形例に係る画像形成システム２１０の構成を表すブロック図である。画像形成システム２１０は、画像を形成する画像形成装置２１２と、該画像形成装置２１２に応じたハーフトーン処理のための閾値マトリクスＭｔを作成する閾値マトリクス作成装置２１４とから構成される。
【０１６４】
画像形成装置２１２と独立した装置である閾値マトリクス作成装置２１４は、閾値マトリクス作成部２１６を備えている。閾値マトリクス作成部２１６は、本実施の形態に係る閾値マトリクス作成部８２（図２、図６及び図８参照）と同等の機能を有している。
【０１６５】
画像形成装置２１２は、基本的には、本実施の形態に係る画像形成装置１０（図２参照）と同様の構成であるが、閾値マトリクス作成部８２を備えておらず、且つ、ＲＯＭ８４に代替してＥＥＰＲＯＭ２１８を備える。
【０１６６】
例えば、閾値マトリクス作成装置２１４（閾値マトリクス作成部２１６）は、画像形成装置２１２における上述した濃度変動情報に基づいて、閾値マトリクスＭｔを予め作成する。その後、閾値マトリクス作成装置２１４により作成された閾値データ２２０をＥＥＰＲＯＭ２１８に記録しておく。
【０１６７】
このＥＥＰＲＯＭ２１８を画像形成装置２１２にデータ読取可能に組み込むことで、別異の演算部（図２の閾値マトリクス作成部８２）が不要となる。
【０１６８】
＜第４変形例＞
第４変形例に係るグループ分類部１４６Ｄ（図８参照）は、位相グループの定義方法が異なる点で、本実施の形態とは異なる。本実施の形態では、位置ずれ量δＸ（図１０Ａ〜図１０Ｃ参照）の時間特性を時分割してグループ化した。この分類方法を用いた閾値マトリクスＭｔは、ドットの形成位置の経時的誤差に追随して、濃度変動を積極的に打ち消す性質を有する。すなわち、前記経時的誤差の再現性が高い（周期性が強い）場合において特に効果的である。
【０１６９】
一方、第４変形例では、配列方向（矢印Ｘ方向）における濃度変動の位置特性を空間分割してグループ化する。この分類方法を用いた閾値マトリクスＭｔは、所定のブロック範囲内における濃度変動を相対的に打ち消す性質を有する。すなわち、前記経時的誤差の再現性がそれほど高くない場合であっても、二次元位置での濃度変動の再現性が高い場合において頑健性を発揮するので、特に効果的である。
【０１７０】
図２１は、図５に示す第１ノズル１０２ａ及び第３ノズル１０２ｃを含む複数のノズルから吐出形成された画像列での濃度変動の位置特性を表すグラフである。グラフの横軸は矢印Ｘ方向（配列方向）の位置であり、縦軸は光学濃度である。
【０１７１】
本図から諒解されるように、各プロットは、平均光学濃度Ｄｏを基準として、４つの画素（セル）を１周期とする周期性を有している。プロットＰ１１、Ｐ１２は同じタイミングで形成されたドットの位置に相当する。すなわち、この周期は、第１ノズル１０２ａと第３ノズル１０２ｃとの間隔に対応している。
【０１７２】
図２２Ａは、図５に示すラインヘッド４４の構成例における、各画像位置に対応するインクの吐出順番を表す概略説明図である。本図は、図１１Ａと基本的には同様であり、行番号を（Ａ〜Ｊ）、列番号を（ａ〜ｐ）に拡張して表記したものである。この場合、第１〜第１３のタイミングでインクの液滴を吐出することで、画像が生成される。
【０１７３】
図２２Ｂは、図２２Ａに示すインク吐出順番に対応する位相を表す概略説明図である。本図において、各セルに表記された算用数字は、図２１に示した光学濃度の位置特性の位相を表す。
【０１７４】
例えば、Ａ列目のセル（１６個）に関し、「１」から「４」までの４種類の位相の集合に分類される。なお、本特徴の理解を容易にするため、「１」の位相に対応する各セルについては、数字「１」を付する代わりに、ハッチングを付している。例えば、４列分のセル（総数４０個）に対し、「１」の位相に分類される。このように、矩形格子内の各セル｛（Ａ、ａ）〜（Ｊ、ｐ）｝を、第１〜第４位相グループに分類してもよく、経時的誤差に起因する矢印Ｘ方向（配列方向）での濃度変動をキャンセルする効果を奏する。
【０１７５】
また、位相グループの分類形態は、万線（規則的に密に並んだ平行線）状に限られず、図２２Ｃに示すように複数の線分に分割してもよい。このように、周期単位を短くすることで、配列方向での周期性を緩和可能であり、画像のノイズ・粒状感を抑制できる。なお、線分の長さや分割数は種々変更してもよい。
【０１７６】
図２３Ａ〜図２３Ｃは、第４変形例に係る位相グループの分類に従って作成されたドットパターンＤＰＴ１〜ＤＰＴ３の概略説明図である。ここでは、図２２Ｂで示す第１〜第４位相グループに分類した上で、ドットパターンＤＰＴ１〜ＤＰＴ３をそれぞれ作成した。
【０１７７】
ドットパターンＤＰＴ１（図２３Ａ参照）に関し、第１〜第４位相グループでのドット分配比（濃度寄与度）をすべて２５％とした。ドットパターンＤＰＴ２（図２３Ｂ参照）に関し、第１〜第４位相グループでのドット分配比をそれぞれ４０％、３０％、２０％、１０％とした。ドットパターンＤＰＴ３（図２３Ｃ参照）に関し、第１〜第４位相グループでのドット分配比をそれぞれ５０％、３０％、１０％、１０％とした。
【０１７８】
このように、配列方向（矢印Ｘ方向）における濃度変動の位置特性を空間分割してグループ化しても、本実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【０１７９】
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【０１８０】
例えば、本実施の形態では主にＣＭＹＫ（４つの色版）を中心に説明したが、これに限定されることなく、任意の色版の種類及び版数に設計変更できる。例えば、ＣＭＹＫの標準インクと、ＬＣ、ＬＭ等の淡色やＷ（白色）等のオプションインクとを組み合わせてもよい。
【０１８１】
また、本実施の形態では、画像形成ドラム４０の回転により用紙１２のみを搬送させているが、ヘッドユニット４２及び用紙１２のうち少なくとも一方を搬送させればよい。両者を相対移動させる構成であれば、本発明を適用できるからである。
【０１８２】
さらに、閾値マトリクスＭｔの行方向若しくは列方向のサイズ、又は閾値のレベル数は、本実施の形態に限定されず、適宜変更してもよいことは言うまでもない。
【０１８３】
１０、２１２…画像形成装置 ４０…画像形成ドラム
４２…ヘッドユニット ４４…ラインヘッド
８０（Ａ、Ｂ）…画像処理部 ８２、２１６…閾値マトリクス作成部
８６…ヘッドドライバ １００…インク室ユニット
１０２…ノズル １０４…圧力室
１０６…供給口 １２４、２０４…ハーフトーン処理部
１３４…ドットパターン決定部 １３８…閾値変換部
１４２…濃度変動情報格納部 １４４…マトリクス条件設定部
１４６（Ｄ）…グループ分類部 １４８…ドット数分配部
１５０…初期パターン作成部 １５２…ドット位置移動部
１５４…評価値マップ算出部 １５６…全体評価値算出部
１５８…更新可否判別部 １６０…ドットパターン作成部
１６２…マトリクスサイズ決定部 １６４…ドット記録率決定部
２００…ドットサイズ割付部 ２０２…信号補正部
２１０…画像形成システム ２１４…閾値マトリクス作成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を備え、該複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成部と、
前記ドット形成部及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を所定の搬送方向に搬送することで前記ドット形成部と前記記録媒体とを相対移動させる搬送部と、
前記搬送部による前記相対移動の下、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の画像列を生成するように、前記ドット形成部を制御信号に基づいて制御するドット形成制御部と、
前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を前記ドット形成制御部に供される前記制御信号に変換する信号変換部と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記信号変換部は、
前記画像信号を前記経時的誤差の程度に応じた複数の画素グループに分類するグループ分類部と、
前記グループ分類部により分類された少なくとも１つの画素グループに属するドットの前記画像列に対する濃度寄与度が、残余の各画素グループに属するドットの前記画像列に対する濃度寄与度よりも高くなるようにドットを分配するドット数分配部と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、
前記グループ分類部は、前記画像信号を前記複数のタイミングに対応する複数の画素グループに分類することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の画像形成装置において、
前記濃度寄与度は、単一のサイズのドットの分配比であり、
前記ドット数分配部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比よりも高くなるようにドットを分配することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の画像形成装置において、
前記濃度寄与度は、単一のサイズのドットの分配比であり、
前記ドット数分配部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比よりも低くなるようにドットを分配することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２又は３記載の画像形成装置において、
前記複数のドット形成素子は、複数のサイズのドットを形成可能であり、
前記濃度寄与度は、前記サイズ毎のドットの分配比であり、
前記信号変換部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比と異なるようにドットを割り付けるドットサイズ割付部をさらに備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記グループ分類部は、前記経時的誤差の時間特性を時分割することで前記画像信号を前記複数の画素グループに分類することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記グループ分類部は、前記配列方向における前記濃度変動の位置特性を空間分割することで前記画像信号を前記複数の画素グループに分類することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記信号変換部は、閾値マトリクスを用いた組織的ディザ法により、前記画像信号を前記制御信号に変換するハーフトーン処理部をさらに備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像形成装置において、
前記ハーフトーン処理部は、前記経時的誤差の発生周期に応じて前記閾値マトリクスのサイズを変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像形成装置において、
前記閾値マトリクスの前記搬送方向でのサイズは、前記経時的誤差の発生周期に相当する画像列数の整数倍であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記信号変換部は、
前記画像信号を前記経時的誤差の程度に応じた複数の画素グループに分類し、前記複数の画素グループのうちの少なくとも１つの画素グループの前記画像信号を補正する信号補正部と、
ハーフトーン処理を用いて、前記信号補正部により補正された前記画像信号を前記制御信号に変換するハーフトーン処理部と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記経時的誤差は、複数の前記画像列で構成される全体画像を生成する際に発生する短周期の誤差であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像形成装置において、
前記短周期の誤差は、前記全体画像を生成する際、前記搬送部又は前記ドット形成部の振動に起因する誤差であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成ステップと、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の画像列を生成する生成ステップとを含む画像形成方法であって、
画像信号を入力する入力ステップと、
前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を制御信号に変換する信号変換ステップと、
変換された前記制御信号に基づいて前記複数のドット形成素子を制御する制御ステップと
を備えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１６】
画像形成装置に応じたハーフトーン処理のための閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成装置であって、
前記画像形成装置は、配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を備え、該複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成部と、前記ドット形成部及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を所定の搬送方向に搬送することで前記ドット形成部と前記記録媒体とを相対移動させる搬送部と、前記搬送部による前記相対移動の下、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の各画像列を生成するように、前記ドット形成部を制御信号に基づいて制御するドット形成制御部とを備えている場合、
前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を前記ドット形成制御部に供される前記制御信号に変換する閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成部を有する
ことを特徴とする閾値マトリクス作成装置。
【請求項１】
配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を備え、該複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成部と、
前記ドット形成部及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を所定の搬送方向に搬送することで前記ドット形成部と前記記録媒体とを相対移動させる搬送部と、
前記搬送部による前記相対移動の下、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の画像列を生成するように、前記ドット形成部を制御信号に基づいて制御するドット形成制御部と、
前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を前記ドット形成制御部に供される前記制御信号に変換する信号変換部と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記信号変換部は、
前記画像信号を前記経時的誤差の程度に応じた複数の画素グループに分類するグループ分類部と、
前記グループ分類部により分類された少なくとも１つの画素グループに属するドットの前記画像列に対する濃度寄与度が、残余の各画素グループに属するドットの前記画像列に対する濃度寄与度よりも高くなるようにドットを分配するドット数分配部と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、
前記グループ分類部は、前記画像信号を前記複数のタイミングに対応する複数の画素グループに分類することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の画像形成装置において、
前記濃度寄与度は、単一のサイズのドットの分配比であり、
前記ドット数分配部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比よりも高くなるようにドットを分配することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の画像形成装置において、
前記濃度寄与度は、単一のサイズのドットの分配比であり、
前記ドット数分配部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比よりも低くなるようにドットを分配することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２又は３記載の画像形成装置において、
前記複数のドット形成素子は、複数のサイズのドットを形成可能であり、
前記濃度寄与度は、前記サイズ毎のドットの分配比であり、
前記信号変換部は、前記少なくとも１つの画素グループへの前記分配比が、前記残余の各画素グループへの前記分配比と異なるようにドットを割り付けるドットサイズ割付部をさらに備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記グループ分類部は、前記経時的誤差の時間特性を時分割することで前記画像信号を前記複数の画素グループに分類することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記グループ分類部は、前記配列方向における前記濃度変動の位置特性を空間分割することで前記画像信号を前記複数の画素グループに分類することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記信号変換部は、閾値マトリクスを用いた組織的ディザ法により、前記画像信号を前記制御信号に変換するハーフトーン処理部をさらに備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像形成装置において、
前記ハーフトーン処理部は、前記経時的誤差の発生周期に応じて前記閾値マトリクスのサイズを変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像形成装置において、
前記閾値マトリクスの前記搬送方向でのサイズは、前記経時的誤差の発生周期に相当する画像列数の整数倍であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記信号変換部は、
前記画像信号を前記経時的誤差の程度に応じた複数の画素グループに分類し、前記複数の画素グループのうちの少なくとも１つの画素グループの前記画像信号を補正する信号補正部と、
ハーフトーン処理を用いて、前記信号補正部により補正された前記画像信号を前記制御信号に変換するハーフトーン処理部と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記経時的誤差は、複数の前記画像列で構成される全体画像を生成する際に発生する短周期の誤差であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像形成装置において、
前記短周期の誤差は、前記全体画像を生成する際、前記搬送部又は前記ドット形成部の振動に起因する誤差であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成ステップと、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の画像列を生成する生成ステップとを含む画像形成方法であって、
画像信号を入力する入力ステップと、
前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を制御信号に変換する信号変換ステップと、
変換された前記制御信号に基づいて前記複数のドット形成素子を制御する制御ステップと
を備えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１６】
画像形成装置に応じたハーフトーン処理のための閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成装置であって、
前記画像形成装置は、配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子を備え、該複数のドット形成素子を用いて複数のドットを記録媒体上に形成するドット形成部と、前記ドット形成部及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を所定の搬送方向に搬送することで前記ドット形成部と前記記録媒体とを相対移動させる搬送部と、前記搬送部による前記相対移動の下、複数のタイミングで各ドットを順次形成させて前記配列方向の各画像列を生成するように、前記ドット形成部を制御信号に基づいて制御するドット形成制御部とを備えている場合、
前記複数のタイミングに応じたドットの形成位置の経時的誤差に伴う、前記記録媒体上における前記配列方向での濃度変動を打ち消すように、入力された画像信号を前記ドット形成制御部に供される前記制御信号に変換する閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成部を有する
ことを特徴とする閾値マトリクス作成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２０１０４８（Ｐ２０１２−２０１０４８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９２７２（Ｐ２０１１−６９２７２）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【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１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【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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