JP4614076B2 - 画像形成装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置及び画像処理方法に係り、特に閾値マトリクスを用いたデジタルハーフトーニングを経て所定の記録媒体に形成される画像を最適化する画像形成装置及び画像処理方法に関する。

従来、複数のノズルを配列させたインクジェットヘッドと紙などの記録媒体とを相対的に移動させながら、ノズルから記録媒体に向けてインクを打滴することにより、記録媒体上に画像を形成するようにした画像形成装置が知られている。

このような画像形成装置において、複数のノズルの中で他のノズルよりも打滴量の大きなノズル（又は小さなノズル）が存在すると、記録媒体に形成される画像中にスジのように視認される濃度むらが生じることになる。

ノズルの打滴誤差に起因する濃度むらを低減するため、一般に、ノズルの打滴特性に基づいて画像データを補正する。具体的な補正対象としては、画像データとしての濃度階調情報を面積変調した打滴率情報がある。

しかし、濃度むらを低減するために画像データを補正すると、一般に、記録媒体に形成される画像の粒状性が劣化してしまう。

そこで、従来、画像データの補正について上限値及び下限値を設け、粒状性の劣化を最低限に留めるようにしたものが提案されている（特許文献１を参照）。

また、ノズルの打滴量が理想値よりも高いという打滴誤差を持つ場合には、ライトインクの打滴による低濃度のドットへの置き換えを行うようにしたものも提案されている（特許文献２を参照）。
特開２０００−３０７８６５号公報 特開２００４−１６８０００号公報

しかし、画像データの補正について上限値及び下限値を設けた場合、それは濃度むらの補正に限界を設けることになるので、ノズルの打滴誤差がその補正の限界を超える場合には、濃度むらが十分に補正されないことになる。

また、ライトインクの打滴による低濃度のドットへの置き換えを行う場合には、ライトインクを用いることが前提となるので、ライトインクを用いない画像形成装置には適用することができない。また、このようなライトインクを用いる方法では、ドットの濃度を上昇させる補正はすることができない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、記録媒体に形成される画像の濃度むらを低減することができるとともに粒状性を劣化させないようにし得る画像形成装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、閾値マトリクスを用いたデジタルハーフトーニングを行って所定の記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記記録媒体にインクを打滴する複数のノズルと、前記複数のノズルからのインクの打滴により前記記録媒体に形成された画像の濃度を検出する光学センサを含み、前記光学センサにより検出された前記画像の濃度に基づいて前記各ノズルのインクの打滴量の誤差を算出する測定手段と、前記測定手段により算出された前記各ノズルのインクの打滴量の誤差に対応する補正係数を、前記閾値マトリクスの前記各ノズルに対応する閾値に乗算する第１の閾値マトリクス補正を行う第１の補正手段と、前記第１の閾値マトリクス補正手段により補正された前記閾値マトリクス内の閾値同士を、前記各ノズルに対応する同一閾値列内で置換する第２の閾値マトリクス補正を行う第２の補正手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

この構成によって、ノズルの吐出特性の誤差に基づいて閾値マトリクスが補正されることにより画像の濃度むらが低減されるとともに、その補正が施された閾値マトリクスがその閾値マトリクス内の閾値に基づいてさらに補正されることにより画像の粒状性が低減されることになる。したがって、補正制限を設ける必要はなく、また、オンデマンドの画像形成に先立って予め閾値マトリクスを最適化しておくことによりオンデマンドの画像形成時には濃度むらが十分に補正されしかも粒状性の劣化もない高画質の画像を高速で形成し得る。

この構成によって、吐出特性の誤差を有するノズルに対応するドット列の濃度むらが十分に補正されることになる。

この構成によって、濃度むら補正の精度が維持されたまま粒状性が低減されることになる。

本発明の一態様では、前記第２の補正手段は、前記閾値マトリクス内の閾値同士を置換するごとに前記閾値マトリクス内の閾値に基づいて粒状性指標を算出し、該粒状性指標が目標の範囲内である場合には置換した前記閾値マトリクスを採用し、前記粒状性指標が上限回数まで置換を行っても目標の範囲内にならない場合には置換した前記閾値マトリクスをキャンセルすることを特徴とする。

この構成によって、粒状性指標が所定の範囲内に低減された画像が生成されることになる。

本発明の一態様では、前記第２の補正手段は、濃度むらの発生方向に対応するパワーを除外して前記閾値マトリクスのR.A.P.S.（Radially Averaged Power Spectrum）を用いて前記粒状性指標を算出することを特徴とする。

この構成によって、閾値マトリクスの成分のうち、濃度むら発生方向に対応する濃度むら補正成分が除外されて、濃度むら補正の精度が維持されたまま粒状性が低減されることになる。

具体的には、例えば、一次元的に発生する濃度むらの発生方向に対応する前記閾値マトリクスの閾値列方向を前記閾値マトリクスのｙ軸とし、前記閾値マトリクスの２次元パワースペクトラムが表される２次元座標系において前記閾値マトリクスのｙ軸に対応する一方の周波数座標軸をｆｙ軸として該ｆｙ軸と直交する他方の周波数座標軸をｆｘ軸とし、前記２次元座標系（ｆｘ，ｆｙ）に対応する極座標系を（ｆｒ、θ）としたとき、前記第１の閾値マトリクス補正により前記ｆｘ軸及びその近傍に現れるパワーが粒状性の評価対象から除外されるように、極座標系の全角度（０度≦θ≦３６０度）のうちで前記R.A.P.S.の算出から除外する範囲を規定する角度θ０を定めておき、前記第２の補正手段は、前記角度θ０により示される範囲を除外して前記R.A.P.S.を算出する。

本発明の一態様では、前記第２の補正手段は、前記閾値マトリクスを複数のエリアに分割してなる各分割エリアごとに前記第２の閾値マトリクス補正を行うことを特徴とする。

この構成によって、粒状性低減のための補正を高速に行うことができる。

本発明の一態様では、前記分割エリア同士が部分的にオーバラップし、前記第２の補正手段は、前記各分割エリアに係る粒状性を評価するときには、前記オーバラップ部分を該オーバラップ部分が属する前記複数の分割エリアにそれぞれ含ませて前記各分割エリアに係る粒状性を評価し、前記各分割エリアごとに前記第２の閾値マトリクス補正を行うときには、前記オーバラップ部分の閾値の補正を一の分割エリアについては許可する一方で排他的に他の分割エリアについては禁止して前記各分割エリア内の閾値を補正することを特徴とする。

この構成によって、粒状性低減のための補正の高速性と分割エリア間の閾値の整合性を両立させることができ、局所的な粒状性の劣化や分割エリアサイズのテクスチャの発生を防止することができる。

また、本発明は、閾値マトリクスを用いたデジタルハーフトーニングを経て所定の記録媒体に形成される画像を最適化する画像処理方法において、複数のノズルからのインクの打滴により前記記録媒体に形成された画像の濃度を光学センサにより検出し、前記光学センサにより検出された前記画像の濃度に基づいて前記各ノズルのインクの打滴量の誤差を算出する測定ステップと、算出された前記各ノズルのインクの打滴量の誤差に対応する補正係数を、前記閾値マトリクスの前記各ノズルに対応する閾値に乗算する第１の閾値マトリクス補正ステップと、補正された前記閾値マトリクス内の閾値同士を、前記各ノズルに対応する同一閾値列内で置換する第２の閾値マトリクス補正ステップと、を含むことを特徴とする画像処理方法を提供する。

このような画像を最適化するための画像処理は画像形成装置の出荷前に予め行って各装置ごとに予め閾値マトリクスを最適化しておくことにより、オンデマンドの画像形成時には高画質の画像を形成し得る。また、経時変化により吐出特性が変化することを考慮して、画像形成装置の出荷後に例えば定期的に行って、閾値マトリクスの再構築を行うようにしてもよい。

本発明によれば、記録媒体に形成される画像の濃度むらを十分に低減することができるとともに粒状性を劣化させないようにすることができる。

以下、添付図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

［画像形成装置の全体構成］
図１は、本発明に係る一実施形態の画像形成装置の全体構成例を示す概略ブロック図である。

図１において、本実施形態の画像形成装置１０は、インクジェットヘッド５０、給液部６０、搬送部８０、通信インターフェース１０２、システムコントローラ１１０、メモリ１１２（システム制御用メモリ）、給液制御部１１６、搬送制御部１１８、プリント制御部１５０、プリント制御用メモリ１５２、ヘッドドライバ１５４、閾値マトリクス１６０、打滴特性測定部１６２（吐出特性特定手段）、最適化処理部１６４（閾値補正手段）を含んで構成されている。

複数のインクジェットヘッド５０は、紙等の記録媒体に向けてインクを打滴するものである。本画像形成装置１０は、少なくとも、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ）、Ｋ（黒）の各インクごとのインクジェットヘッド５０を備えている。なお、本画像形成装置１０では、ＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）といったライトインクの打滴は必須ではないが、そのようなライトインク用のインクジェットヘッド５０を設けてもよい。

給液部６０は、各インクジェットヘッド５０に各色のインクを供給するものである。給液部６０は、例えば、画像形成装置１０に着脱自在に装着されたインクカートリッジ等のインク貯蔵部(図示を省略)からインクジェットヘッド５０へ至る管路、及び、ポンプを含んで構成される。

搬送部８０は、記録媒体を所定の搬送路上で搬送するものである。例えば、記録媒体を吸引して載置する搬送ベルト、その搬送ベルトを駆動する搬送ローラ、その搬送ローラを駆動する搬送モータを含んで構成される。搬送部８０は、記録媒体とインクジェットヘッド５０とを、記録媒体の搬送方向（副走査方向）において、相対的に移動させる。

通信インターフェース１０２は、ホストコンピュータ３００との通信により画像データを取得する画像データ取得部である。通信インターフェース１０２は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネットなどの有線の通信インターフェース、又は、無線の通信インターフェースを用いる。ホストコンピュータ３００から送出された画像データは通信インターフェース１０２を介して画像形成装置１０に取り込まれ、一旦、メモリ１１２に記憶される。

なお、画像データの取得態様は、ホストコンピュータ３００との通信により取得する態様に特に限定されない。例えば、メモリカードや光ディスクなどのリムーバブルメディアから画像データを読み込むことにより画像データを取得するようにしてもよい。

システムコントローラ１１０は、中央演算装置（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の全体を制御する主制御部として機能するとともに、画像処理に関連する各種演算を行う演算部として機能する。システムコントローラ１１０は、通信インターフェース１０２、メモリ１１２、給液制御部１１６、搬送制御部１１８、プリント制御部１５０等の本画像形成装置１０の各部を制御する。

メモリ１１２には、システムコントローラ１１０が実行するプログラム及び制御に必要な各種データが格納されている。また、メモリ１１２は、取得された画像データの一時記憶領域として利用されるとともに演算作業領域としても利用される。

給液制御部１１６は、システムコントローラ１１０からの指示に従い、給液部６０によりインクジェットヘッド５０にインクを供給する制御を行う。

搬送制御部１１８は、システムコントローラ１１０からの指示に従い、搬送部８０を駆動するドライバ（駆動回路）である。

プリント制御部１５０は、システムコントローラ１１０からの指示に従い、メモリ１１２内の画像データからドットパターン（２値信号又は多値信号）を生成する処理や後述の最適化処理部１６４を用いて閾値マトリクス１６０の補正処理を行う機能を有する。

プリント制御部１５０にはプリント制御用メモリ１５２が備えられており、プリント制御部１５０における画像処理時に画像データやパラメータなどのデータがプリント制御用メモリ１５２に一時的に格納される。なお、図１においてプリント制御用メモリ１５２はプリント制御部１５０に附随する態様で示されているが、システム制御用のメモリ１１２と兼用することも可能である。また、プリント制御部１５０とシステムコントローラ１１０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。

通信インターフェース１０２を介してホストコンピュータ３００から入力された画像データ（例えばＲＧＢデータ）は、前述のようにメモリ１１２に一旦蓄えられ、メモリ１１２に蓄えられた画像データは、所定の変換処理が施された後、システムコントローラ１１０の制御によりプリント制御部１５０に送られ、プリント制御部１５０において閾値マトリクス１６０を用いたハーフトーニングが行われ、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ）、Ｋ（黒）の各インク色ごとのドットパターンに変換される。ドットパターンが２値信号である場合には、ノズルから打滴するか否かを示す２値（１又は０）のデータからなる。ドットパターンが多値信号である場合には、単に打滴するか否かを表すだけではなく、打滴量（あるいはドットサイズ）をも表し得る。閾値マトリクス１６０を用いて生成されたドットパターンは、ヘッドドライバ１５４に与えられる。

ヘッドドライバ１５４は、与えられたドットパターンに従ってインクジェットヘッド５０の駆動信号を生成する。ヘッドドライバ１５４で生成された駆動信号がインクジェットヘッド５０に与えられることによって、ドットパターンに応じたノズルから所定量のインクが打滴される。

記録媒体の搬送速度に同期してインクジェットヘッド５０からインクを打滴させることにより、記録媒体に所望の画像が形成される。

打滴特性測定部１６２は、インクジェットヘッド５０の打滴特性を実際に測定することにより、インクジェットヘッド５０の打滴特性を特定するものである。打滴特性測定部１６２の例については後に詳述する。

なお、打滴特性の特定は画像形成装置１０で実際に測定することにより取得する場合に限定されない。例えば、画像形成装置１０の外部の装置（例えばスキャナ）により記録媒体から読み込んだ画像データに基づいて打滴特性を特定してもよいし、解析結果としての打滴特性情報そのものをホストコンピュータ３００等から取得してもよい。

最適化処理部１６４は、インクジェットヘッド５０の打滴特性に応じて閾値マトリクス１６０に対して最適化処理を施すものである。この最適化処理については後に詳述する。

本画像形成装置１０は、最適化処理部１６４により予め閾値マトリクス１６０に対してインクジェットヘッド５０の打滴特性に応じた最適化処理を施しておき、オンデマンドの画像形成時には予め最適化された閾値マトリクス１６０により高画質の画像を高速で形成する。

［インクジェットヘッドの構造］
図２は、インクジェットヘッド５０の例の概略構造を示す平面透視図である。

図２において、インクジェットヘッド５０は、最大サイズの記録紙の少なくとも一辺を超える長さにわたって配列された多数のノズル５１（打滴口）を有し、紙などの記録媒体に対して相対的に移動しながら、ノズル５１から記録媒体に向けてインクを打滴する。

インクジェットヘッド５０は、インクを打滴する複数のノズル５１、ノズル５１と連通しておりノズル５１からインクを打滴するときにインクに対して圧力を付与する圧力室５２、及び、図２では図示を省略した後述の共通液室から圧力室５２に対してインクを供給するインク供給口５３をそれぞれ含んで構成される複数の圧力室ユニット５４が、２次元マトリクス状に配列されて構成されている。

図２に示されたインクジェットヘッド５０の一部分を拡大して図３に示す。

図３において、複数のノズル５１は、主走査方向に沿って配列されているとともに、主走査方向に対して所定の角度θをなす方向に沿って配列されてなる。すなわち、複数のノズル５１は、いわゆる２次元マトリクス状で配列されている。

具体的には、例えば、符号５１-11、５１-21、５１-31、…（あるいは符号５１-16、５１-26、５１-36、…）のｍ個のノズルが主走査方向に沿って配列されている。また、例えば、符号５１-11、５１-12、５１-13、５１-14、５１-15、５１-16のｎ個（ここではｎ＝６）のノズルが主走査方向に対して角度θをなす方向に沿って配列されている。

主走査方向に沿ったひとつの線（主走査線）に全てのノズル５１を投影してなる仮想的なノズル配列（投影ノズル配列）は、主走査方向のドットピッチＰ（すなわちノズル５１からインクが打滴されることにより記録媒体上に形成されるドット同士の主走査方向における間隔）と略同一の間隔でノズル５１が配置されてなる。すなわち、投影ノズル配列は、ドットピッチＰと略同一のピッチを有するノズル配列である。

実際上は、ノズル５１の間隔（ノズルピッチ）は、主走査方向においてはドットピッチＰのｎ倍（ここではｎ＝６）であり、主走査方向に対して角度θをなす方向においては、図３に示されるｄ（＝Ｐ×１／ｃｏｓθ）である。

図４は、図２の４−４線に沿った断面図であり、ひとつの圧力室５２及びその周辺を示している。なお、図４には、インクを打滴するノズル５１、ノズル５１に連通している圧力室５２、圧力室５２に供給されるインクが通るインク供給口５３、図１のヘッドドライバ１５４から電気信号（駆動信号）が与えられる個別電極５７、及び、個別電極５７に与えられた駆動信号に応じて変位（歪み）が発生する圧電素子５８がそれぞれひとつずつ記載されているが、実際には、ノズル５１、圧力室５２、インク供給口５３、個別電極５７、及び、圧電素子５８は、２次元マトリクス状にして、複数設けられている。

振動板５６は、圧力室５２を挟んでノズル５１が配置されている側とは反対側に配置され、複数の圧力室５２に共通のものとして１枚のプレートで形成されている。振動板５６は、圧力室５２の振動面を構成しており、圧電素子５８の変位によって振動し、これにより圧力室５２の容積が変化する。

共通液室５５は、振動板５６を挟んで圧力室５２が配置されている側とは反対側に配置されており、振動板５６に形成されているインク供給口５３を介して複数の圧力室５２にインクを供給する。すなわち、圧力室５２に対してノズル５１を下として見たとき、共通液室５５は、複数の圧力室５２の直上において、これらの複数の圧力室５２の全てを覆うように、ひとつの共通の液室として形成されている。このような共通液室５５により、２次元マトリクス状に配列された各圧力室５２に対して、インクがリフィル性良く供給されることになる。

圧電素子５８の一方の電極は、個別電極５７によって構成されており、個別電極５７を介して図１のヘッドドライバ１５４に接続されている。圧電素子５８の他方の電極は、振動板５６（共通電極）によって構成されており、接地されている。

圧電素子５８は、例えばピエゾからなり、ヘッドドライバ１５４から個別電極５７を介して与えられた駆動信号に応じて、歪みが発生する。圧電素子５８が歪むことにより、振動板５６が振動し、圧力室５２の容積が変化して、ノズル５１からインクが打滴される。

［基本的な画像処理］
本実施形態の画像形成装置１０は、図１に示すホストコンピュータ３００との通信により取得した画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する。すなわち、ホストコンピュータ３００からの要求によりオンデマンドで画像形成を行う。

図５は、画像形成装置１０の画像処理機能の概略を示すブロック図である。画像形成装置１０は、ＲＧＢデータをこれに対応するＣＭＹＫデータに変換する色変換部１２、ＣＭＹＫデータに対して所定の閾値マトリクスを用いたデジタルハーフトーニングを行ってドットパターンを生成するデジタルハーフトーニング部１４、及び、ドットパターンに基づいてインクジェットヘッド５０の駆動信号を生成するヘッド駆動信号生成部１６を備えている。

なお、デジタルハーフトーニング部１４が閾値マトリクスとその閾値マトリクスを利用するプロセッサとを含んで構成されている場合には、閾値マトリクスは、画像の濃度むらを低減する機能と粒状性を低減する機能とをそのプロセッサに実行させる情報であってプログラムに準ずるものといえる。また、デジタルハーフトーニング部１４は、閾値マトリクスを記憶してＣＭＹＫデータが入力されるとドットパターンを出力するメモリ自体によって構成することも可能である。

なお、図５に示される画像処理機能の構成要素と図１に示した全体構成の構成要素との関係例を簡単に説明すると、図５の色変換部１２は例えば図１のシステムコントローラ１１０(又はプリント制御部１５０)によって構成され、図５のデジタルハーフトーニング部１４は例えば図１のプリント制御部１５０及び閾値マトリクス１６０によって構成され、図５のヘッド駆動信号生成部１６は例えば図１のヘッドドライバ１５４によって構成される。

図６は、オンデマンドの画像形成時に行われる基本的な画像処理の流れ及び信号の流れを示す概略フローチャートである。

ＲＧＢデータは、画像内容に応じたＲ、Ｇ、Ｂの各色ごとの濃度階調値からなる原画素の配列によって構成されている。

ＣＭＹＫデータは、画像内容に応じたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色ごとの濃度階調値からなる色変換後の画素の配列によって構成されている。以下では、ＣＭＹＫデータは、濃度階調値を面積変調して得られた打滴率（０〜１００％）を表す場合を例に説明する。

ドットパターンは、記録媒体に形成されるべき各ドットごとにその配置やサイズを示す値からなる。以下では、目標とするドットサイズは固定であり、ドットパターンは、打滴オン「１」及び打滴オフ「０」を示す２値信号である場合を例に説明する。

図６において、まず、ＲＧＢデータをＣＭＹＫデータに変換する色変換処理を行う（Ｓ１２）。

このような色変換処理には、濃度変換（リファレンス濃度特性の逆変換）が含まれる。また、色変換処理には、Ｃ、Ｍ、Ｙの３色のインクが重なる暗い部分をＫインクに置き換えるＵＣＲ（Under Color Removal）処理が含まれる。また、本実施形態ではＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のインクを用いる場合を例に説明しているが、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ以外にＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）のライトインクを用いるような場合には、そのようなライトインクへの分配処理が行われる。

また、色変換処理において、面積変調が行われ、各画素ごとの打滴率情報（０〜１００％）が演算される。ここで、打滴率は、１画素当たりのインク量に相当する。

なお、説明の便宜上、打滴率情報の１単位が記録媒体上の１ドットに対応する場合を例に説明する。打滴率は、ＣＭＹＫデータの１画素当たりに実際にノズルから出力されるインク量そのものではなく仮想的なインク量を表しており、本例では、ひとつのノズルから打滴される確率を表しているともいえる。

ところで、画像形成装置１０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、人の目に連続階調として映る画像を形成する必要がある。

そこで、ＣＭＹＫデータとしての打滴率情報に対して、閾値マトリクスを用いてデジタルハーフトーニングを行い、擬似階調の画像データとしてのドットパターンを生成する（Ｓ１４）。

図７に示される閾値マトリクス１６０は、各画素ごとの打滴率（０〜１００％を０〜２５５で規格化してある）が入力されると、ドットパターンとして打滴オン「１」及び打滴オフ「０」の２値からなる２値信号を出力する。

打滴率＜閾値であるドットは「０」（打滴オフ）として２値化される。一方で、打滴率≧閾値であるドットは「１」（打滴オン）として２値化される。

例えば、図７において左上隅の画素の打滴率が「２０」であって当該画素に対する閾値が「４４」であり、２０＜４４なので、当該画素に対応するドットは「０」（打滴オフ）として２値化される。

なお、図７に示される打滴率情報は、左上から右下に向けて濃度が濃くなる（値が大きくなる）情報である。このような打滴率情報がハーフトーニングされる結果、単に左上から右下に向けて濃くなるように人の目に映るだけでなく、濃度むらや粒状性を人に感じさせることなく原画像の濃度階調（濃淡）が忠実に再現されるようなドットパターンが出力される。

図８は、デジタルハーフトーニングの結果得られた２値信号の他の例を示す。図８に示されるように、打滴されるドットが分散していることが好ましい。図８に示される２値信号に離散フーリエ変換を施してパワースペクトラムを算出すると、図９に示すようなグラフが得られる。

図８に示す２値信号はブルーノイズ特性を有している。詳細には、図９に示すように、空間周波数が０〜５cycle/mmの範囲ではパワーが小さく抑えられている。図９に示すようなブルーノイズ特性を有する２値信号に従って記録媒体に形成される画像は、人に粒状性を感じさせることがない。なお、ブルーノイズ特性については後に詳述する。

閾値マトリクスに基づいて得られるドットパターンがブルーノイズ特性を有するとき、当該閾値マトリクスをブルーノイズマスクという。

本画像形成装置１０では、ブルーノイズマスクを用いてデジタルハーフトーニングを行う。また、本画像形成装置１０は、後に詳細に説明するようにブルーノイズマスクに対してノズルの打滴特性に応じて最適化処理を施しておき、オンデマンドの画像形成時には予め最適化されたブルーノイズマスクにより高画質の画像を高速で形成する。

[一般のR.A.P.S.及びブルーノイズ特性]
本実施形態の画像形成装置１０における最適化処理について詳細に説明する前に、その最適化処理に関連する事項（特にR.A.P.S.及びブルーノイズ特性）について概説しておく。

デジタルハーフトーニングの結果得られるドットパターンの評価法としては、Robert, Ulichney が提唱した方法が知られている（「Digital Halftoning」；The MIT Press出版）。すなわち、ドットパターンのパワースペクトラムを２次元の周波数座標系（ｆｘ，ｆｙ）から図１０に示すような極座標系（ｆｒ，θ）に変換し、その極座標系（ｆｒ，θ）において各周波数ｆｒについて全角度（０度≦θ≦３６０度）の平均と分散を指標として求める。このような極座標パワースペクトラムの平均指標は「R.A.P.S.（Radially Averaged Power Spectrum）」と呼ばれ、分散指標は「Anisotropy」と呼ばれる。

図１１には、ある条件で計算されたR.A.P.S.の例が示されている。これに、図１２に示すような公知の視覚特性（ＶＴＦ）を掛け合わせたものを一般に評価に用いる。

また、図１３には、ある条件で計算されたAnisotropyの一例が示されている。Robert Ulichney によるとAnisotropyが−１０デシベル［ｄＢ］以下であればドットの異方性は目立たないとされている。

図１０乃至図１３を用いて説明した指標を用いてドットパターンを評価したとき、「ブルーノイズ特性」を有するドットパターンでは、R.A.P.S.は人の感度が高い低周波領域で小さくそれよりも周波数が高い領域では大きくなる。また、Anisotropyは一般に−１０デシベル［ｄＢ］以下である。なお、図１１に示したグラフも概ねブルーノイズ特性を示しているが、典型的なグラフの例は図１４のようなものである。

［最適化処理］
本実施形態の画像形成装置１０における最適化処理について詳細に説明する。

ドットパターンの最適化を行うことにより、そのドットパターンに基づいて記録媒体上に形成される画像が最適化されるが、本画像形成装置１０では、オンデマンドの画像形成時に直接的にドットパターンに対して最適化処理を施さなくても、予め閾値マトリクス１６０に対して最適化処理を施しておき当該閾値マトリクス１６０を介して間接的にドットパターンを最適化することにより、オンデマンドの画像形成の際には、良好な画像を高速で形成し得る。このような最適化を、「画像の最適化」、「ドットパターンの最適化」、又は、「閾値マトリクスの最適化」という。

図１５は、最適化処理部１６４及びその関連要素を示すブロック図である。

図１５において、打滴特性測定部１６２は、各ノズル５１ごとの打滴特性を測定する。

最適化処理部１６４は、ノズル５１の打滴特性の誤差に起因して記録媒体上の画像に発生するスジ状の濃度むらを低減させるように、各ノズル５１ごとの打滴特性に基づいて閾値マトリクス１６０を補正する濃度むら低減処理部１６４１(第１の閾値補正手段）と、濃度むら低減のための補正が施された閾値マトリクス１６０に対して、記録媒体上の画像の粒状性を低減させるように、閾値マトリクス１６０（濃度むら低減処理後の閾値マトリクスである）内の閾値に基づいて、その閾値マトリクス１６０をさらに補正する粒状性低減処理部１６４２（第２の閾値補正手段）を有する。

ここで、ノズル５１の打滴特性の誤差の一例として、ノズル５１から打滴されるインク滴の体積の誤差である打滴量誤差について、図１６を用いて説明する。

図１６に示すインクジェットヘッド５０は、主走査方向に沿って８つのノズル（５１―１〜５１−８）が並べて配置されてなる。

なお、説明の便宜上、１行×８列のインクジェットヘッド５０を用いて説明するが、実際には、図２に示した２次元マトリクス状のインクジェットヘッド５０を用いてもよいことは言うまでもない。

図１６に示す例では、８つのノズル（５１―１〜８）のうちで右から３番目のノズル（５１−３）は、打滴量の誤差を持っており、理想的な他のノズル（５１―１、２、４〜８）よりも打滴量が大きい。すなわち、インク滴の体積が大きい。

理想的なノズルの打滴量をＶ０、打滴量誤差ｖを有したノズルの打滴量をＶとしたとき、ｖ＝（Ｖ／Ｖ０）−１である。

打滴量誤差ｖに起因して、記録媒体２０に形成される画像２０２（例としてベタ画像を図示している）には、媒体搬送方向である副走査方向に沿ってスジ状の濃度むら８１６が発生している。

このような濃度むらを発生させないようにするためには、画像形成装置１０が打滴量誤差ｖを補正する機能を持つことが好ましい。

次に、打滴特性測定部１６２による打滴特性測定の一例として、打滴量の測定について、図１７を用いて説明する。

打滴特性測定部１６２は、記録媒体上に形成されたテストパターン画像２０４について光学濃度を検出する光学センサ１６２２を含んで構成されている。打滴特性測定部１６２は、図１７に示すように、光学センサ１６２２を主走査方向においてノズルピッチずつ移動させながら、記録媒体２０に形成されているテストパターン画像２０４について光学濃度を検出させる。そして、光学センサ１６２２によって検出された光学濃度と予めプリント制御用メモリ１５２に記憶された濃度プロファイルとに基づいて、各ノズル５１ごとの打滴量Ｖ及び打滴量誤差ｖ（以下「打滴誤差」ということもある）を算出する。

図１７に示す例では、８つのノズル（５１−１〜８）のうちで右から３番目のノズル（５１−３）は、理想的な他のノズル（５１−１、５１−２、５１−４〜８）よりも打滴量が大きい。右から３番目のノズル（５１−３）に対応する部分の光学濃度が光学センサ１６２２によって検出されると、検出された光学濃度と予めプリント制御用メモリ１５２に記憶された濃度プロファイルとに基づいて、当該ノズル（５１−３）の打滴量Ｖ及び打滴量誤差ｖが算出される。

なお、説明の便宜上、ひとつのノズル（５１−３）のみが打滴量誤差を有していて他は理想的な打滴量である場合について図示しているが、複数のノズル５１が打滴量誤差を有している場合があることは言うまでもない。

次に、濃度むら低減処理部１６４１による濃度むら低減のための閾値補正（濃度むら低減処理）について、図１８を用いて説明する。

図１８は、濃度むら低減処理について説明するために各ノズル５１と閾値マトリクス１６０との関係を示す模式図である。前述の打滴特性測定部１６２により測定された右から３番目のノズル（５１−３）の打滴量誤差ｖに基づいて、閾値マトリクス１６０内において当該ノズル（５１−３）に対応する閾値列（図１８の閾値マトリクス１６０を構成する全ての閾値例Ｃ１〜Ｃ８のうちで右から３番目の閾値列Ｃ３）に属する全ての閾値に補正係数ｋ＝ｖ＋１を乗じる。

例えば、理想的なノズルの打滴量と比較して１．１倍の打滴量（打滴量誤差ｖ＝０．１）となるノズルの場合、そのノズルに対応する閾値列内の閾値に補正係数ｋ（＝１．１）を乗ずる。これにより、オンデマンドの画像形成の際に打滴率に１／（ｖ＋１）を乗じる場合と同様の作用が得られ、ノズルの打滴量誤差に起因する濃度むらの発生が抑えられる。

なお、打滴誤差ｖとして、インク滴の体積の誤差である打滴量誤差を例に説明したが、インク滴の着弾位置の誤差など他の打滴誤差についても、打滴量誤差の測定及び補正と同様な概念により、測定及び補正を行うことが可能である。すなわち、打滴特性測定部１６２の測定結果に基づいて閾値マトリクス１６０内の閾値を補正する。

ところで、もしもノズル５１の打滴誤差が全くない理想的な画像形成装置であるならば、図９に示されるようなブルーノイズ特性を有するドットパターンが得られる基準の閾値マトリクス（ブルーノイズマスク）が、補正されることなく、そのままオンデマンドの画像形成時に用いられることになる。

一方で、ノズル５１の打滴誤差が存在する一般の画像形成装置１０では、閾値マトリクス１６０に対して濃度むら低減処理が施される結果、当該閾値マトリクス１６０に基づいて得られるドットパターンは、理想的な特性（図９に示すブルーノイズ特性）と比較して一般に劣化した特性（図１９に示す）を有することになる。

図１９のグラフでは、濃度むら低減処理によって、人が粒状性を顕著に感じる周波数帯域（主として０〜５cycle/mm）でパワーが上昇してしまったことが示されている。これは、記録媒体に形成される画像の粒状性が悪くなる（大きくなる）ことを意味する。

そこで、濃度むら低減処理部１６４１によって濃度むら低減のための補正が施された閾値マトリクス１６０に対して、当該濃度むら低減の精度を維持しつつ、粒状性低減処理部１６４２によって粒状性低減のための補正を施す。

粒状性低減処理部１６４２による粒状性低減のための閾値補正（粒状性低減処理）について、図２０及び図２１を用いて説明する。

図２０には、８行×８列の閾値マトリクス１６０が示されている。８列の閾値列（Ｃ１〜Ｃ８）は、８つのノズル（５１−１〜８）にそれぞれ対応している。なお、説明の便宜上、８行×８列の閾値マトリクス１６０を用いて説明するが、実際にはそれより大きな閾値マトリクス（例えば２５６×２５６）が用いられる。

ひとつのノズル５１に注目したとき、その注目ノズル５１に対応する同一の閾値列内でのみ閾値同士の置換を許可する。

例えば、図２０において右から３番目のノズル５１−３に注目したとき、この注目ノズル５１−３に対応する閾値列（すなわち図２０において右から３番目の閾値列Ｃ３）内でのみ、閾値の置換を行う。

これにより、濃度むら低減処理部１６４２によって与えられた濃度むら低減の精度を維持したまま、粒状性を低減し得る。

閾値を置換する前後の閾値マトリクス１６０に係る粒状性指標Ｇは、下記の数１及び数２により算出される。

ここで、Ｍは、閾値マトリクスを表し、Ｍ（ｘ，ｙ）はその各閾値を示す。ｉは、虚数単位である。（ｆｘ、ｆｙ）は、閾値マトリクスＭについてのパワースペクトルを表す２次元の周波数座標系である。Ｐは、閾値マトリクスＭのパワースペクトルを表し、Ｐ（ｆｘ，ｆｙ）は２次元の周波数座標系（ｆｘ、ｆｙ）における各パワーを示す。

ここで、（ｆｒ、ｆθ）は、２次元の周波数座標系（ｆｘ，ｆｙ）に対応する極座標系である。Θは、閾値マトリクスＭについてのパワースペクトルＰを積分する際のｆθの範囲を示す。ＶＴＦは、周波数についての人の視覚特性である。

数１及び数２に示されるように、粒状性指標Ｇは、基本的には、閾値マトリクスＭについてのパワーススペクトルＰを極座標系（ｆｒ、ｆθ）において所定の積分範囲内で積分して得られる。このような粒状性指標Ｇは、言い換えると、閾値マトリクスＭのR.A.P.S.を用いて特定される指標である。

なお、従来、ドットパターンについてR.A.P.S.を算出する際には積分範囲を全角度（０度≦ｆθ≦３６０度）としていたが、本実施形態の画像形成装置１０において粒状性指標Ｇとして閾値マトリクスＭのR.A.P.S.を算出する場合には、積分範囲Θは、図２１にも示されるように、θ０＜ｆθ＜１８０−θ０［度］、及び、１８０＋θ０＜ｆθ＜３６０−θ０［度］である。

ここで、θ０は、R.A.P.S.算出の際に極座標上でのパワーの積分範囲を限定する角度であって、閾値マトリクス１６０の濃度むら補正の精度を維持しつつ閾値マトリクス１６０に粒状性低減機能を持たせるためにパワーの除外範囲を規定する角度である。

詳細には、１次元的に発生する濃度むらの発生方向であるｙ軸（記録媒体の搬送方向である）に一方の周波数座標軸ｆｙが対応するとき、一般に、このｆｙと直交する他方の周波数座標軸ｆｘ上及びその近傍に濃度むら低減処理に起因する強いパワー（濃度むら補正成分）が現れるので、そのような濃度むら補正成分を、θ０によって積分対象から除外する。

なぜなら、前述の濃度むら補正成分は、閾値マトリクス１６０が濃度むら補正機能を持っているために現われるのであって、これを閾値マトリクス１６０上で低減させる必要はなく、一方で、θ０によって除外した領域以外に現われる不均一成分こそが画像形成時に粒状性として視認される成分だからである。

図２１に示す例では、斜線で示す範囲のパワーが積分されずに除外されて、閾値マトリクスのR.A.P.S.が算出される。

また、算出された閾値マトリクスのR.A.P.S.は、人の視認特性ＶＴＦで重み付けされる。このように人の視認特性ＶＴＦで重み付けされたR.A.P.S.によって粒状性指標Ｇが特定される。

図２２は、閾値マトリクスの最適化処理の流れの概略を示すフローチャートである。この最適化処理は、図Ｂに示される最適化処理部の一部を構成するマイクロコンピュータにより、所定のプログラムに従って実行される。

図２２において、まず、各ノズルごとの打滴特性を測定する（Ｓ２）。

具体的には、インクジェットヘッド５０と記録媒体とを副走査方向に相対的に移動させながら、記録媒体上にテストパターン画像を形成する。そして、図１７に示すように、記録媒体２０の画像形成面に対向して光学センサ１６２２を主走査方向においてノズルピッチずつ移動させながら、記録媒体２０上に形成されたテストパターン画像２０４の光学濃度を検出する。このようにして検出された光学濃度と予めプリント制御用メモリ１５２に記憶された濃度プロファイルとに基づいて、各ノズル５１ごとの打滴量Ｖ及び打滴誤差ｖを算出する。

次に、測定された各ノズル５１ごとの打滴誤差ｖ（又は打滴量Ｖ）に基づいて、ブルーノイズマスクとして設計された基準の閾値マトリクスに対して、濃度むら低減のための補正を行う（Ｓ４）。

具体的には、図１８に示すように、閾値マトリクス１６０を構成する複数の閾値列のうちで、打滴誤差ｖ（≠０）を有するノズル５１に対応する閾値列に注目し、注目した各閾値列内の全ての閾値に対して、ノズルの打滴誤差ｖに応じた補正係数（ｖ＋１）を乗じる。

次に、濃度むら低減処理が施された閾値マトリクスに対して、濃度むら補正の精度を維持しつつ、粒状性を低減する補正を行う（Ｓ６）。

図２３は、図２２のステップＳ６の粒状性低減処理の詳細な流れを示すフローチャートである。

図２３において、まず、濃度むら補正後の閾値マトリクス１６０を取得する（Ｓ６０２）。

次に、濃度むら補正後の閾値マトリクス１６０について、前述の数１及び数２により表される粒状性指標Ｇを算出する（Ｓ６０４）。

次に、算出した粒状性指標Ｇとプリント制御用メモリ１５２に予め記憶しておいた粒状性指標の目標値Ｇ０とを比較し（Ｓ６０６）、算出した粒状性指標Ｇが目標値Ｇ０よりも小さい場合には、閾値マトリクス１６０に基づいて将来形成されるドットパターンの粒状性は十分に低く（すなわち記録媒体上に将来形成される画像の粒状性は十分に低く）、閾値マトリクスの補正は必要ないと判断して、閾値マトリクス１６０のさらなる補正は行わないで、粒状性低減処理を終了する（Ｓ６０８）。

一方で、算出した粒状性指標Ｇが目標値Ｇ０以上である場合には、以下に説明するように、閾値マトリクス１６０に対して粒状性低減のための補正を行う。

任意のノズル（注目ノズル）をひとつ選択する（Ｓ６１２）。

次に、閾値マトリクス内の閾値列のうちで、注目ノズルに対応する閾値列に注目し、この注目した閾値値列内で任意の２画素の閾値を選択し（Ｓ６１４）、選択した２画素の閾値同士を置換する（Ｓ６１６）。

例えば、図２０に示すように、右から３番目のノズル（５１−３）に注目したとき、この注目ノズル（５１−３）に対応する閾値列（すなわち図２０において右から３番目の閾値列Ｃ３）の中から、２画素分である２つの閾値を選択して置換する。

次に、閾値置換後の閾値マトリクスについて、前述の数１及び数２に表されるようにして、粒状性指標Ｇ´を算出する（Ｓ６１８）。

なお、置換の判定回数ｍは粒状性低減処理の開始時に予め「０」にリセットされており、閾値を置換して粒状性指標Ｇ´を算出するごとに置換の判定回数ｍに１を加えるようになっている。

置換の判定回数ｍが予め決められた上限回数Ｍに達したか否かを判定し（Ｓ６２２）、上限回数Ｍに達したときには、粒状性低減処理を強制的に終了する（Ｓ６４０）。これは、目標値Ｇ０の設定によっては粒状性指標が収束しない可能性もあるためである。

また、閾値置換後の粒状性指標Ｇ´と濃度むら補正直後の粒状性指標Ｇとを比較し（Ｓ６２４）、Ｇ´＜Ｇであれば更に閾値置換後の粒状性指標Ｇ´と目標値Ｇ０とを比較する（Ｓ６２６）。

Ｇ´＜ＧかつＧ´＜Ｇ０であれば、閾値の置換により補正された閾値マトリクスに基づいて将来形成されるドットパターンの粒状性は十分に低く（すなわち記録媒体上に将来形成される画像の粒状性は十分に低く）、閾値マトリクスは最適化されたものとして、粒状性低減処理を終了する（Ｓ６４０）。

Ｇ´＜Ｇでなければ、閾値を置換した閾値マトリクスをキャンセルし（Ｓ６３２）、一方でＧ´＜ＧであってもＧ´＜Ｇ０でなければ閾値置換後の閾値マトリクスを採用する（Ｓ６３４）。そして、再び、ノズル選択（Ｓ６１２）、閾値選択（Ｓ６１４）、閾値置換（Ｓ６１６）、及び、粒状性指標算出（Ｓ６１８）を、置換の判定回数ｍが上限回数Ｍ未満である限り繰り返し、Ｇ´＜ＧかつＧ´＜Ｇ０となったとき、閾値マトリクスは最適化されたものとして、粒状性低減処理を終了する（Ｓ６４０）。

［分割処理］
前述の最適化処理において粒状性指標Ｇとして閾値マトリクスのR.A.P.S（極座標パワースペクトラムの平均指標）を算出する際、一般に、２次元高速フーリエ変換（２ｄＦＦＴ）の演算を行う。閾値マトリクスのサイズが縦「Ｎｈ」画素×横「Ｎｗ」画素であるとすると、２次元高速フーリエ変換の演算時間は、Ｎｈ×Ｎｗ×ｌｏｇ（Ｎｈ）×ｌｏｇ（Ｎｗ）に比例する。

したがって、閾値マトリクスのサイズが大きい場合には、閾値マトリクス全体について一度に演算すると、一般に、その演算時間は膨大なものとなる。

そこで、閾値マトリクスを複数のエリアに分割し、各分割エリアごとに粒状性低減のための補正を施すことにより、閾値マトリクス全体についての最適化処理の高速化を図る。

このような最適化処理は、図１５に示す最適化処理部１６４の粒状性低減処理部１６４２で行われる。

ところで、ノズルの打滴特性は一般にノズルごとに異なるため、最適化処理により分割エリアごとに異なる閾値マトリクスが得られることになる。

例えば、図２５に示したような単純なエリア分割では、特に分割エリア１６１の境界部分８２５において、分割エリア１６１間での閾値同士の整合性が保証されず、場合によっては、局所的に粒状性が悪化したり、分割エリア１６１のサイズのテクスチャが視認されてしまうことになる。

そこで、図２６に示すように、分割エリア１６１同士が部分的にオーバラップするように閾値マトリクスをエリア分割する。すなわち、各分割エリア１６１は、隣接する分割エリア１６１同士でオーバラップ部分１６２、１６３を共有する。

オーバラップ部分１６２、１６３の設定及び各分割エリア１６１ごとの最適化処理は、ノズル列方向（主走査方向）を重視することが、好ましい。

例えば、記録媒体の搬送方向（副走査方向）にはオーバラップ部分１６３を設けず、分割された同一の閾値マトリクス（すなわち分割エリア１６１）を周期的に配置して、主走査方向にのみオーバラップ部分１６２を設ける。

なぜなら、記録媒体の搬送方向にはノズル５１の打滴誤差のようなローカリティが存在しないので、そのような記録媒体の搬送方向については、一般に、濃度むら補正による画質の劣化の問題や、分割エリア１６１間の整合性の問題を無視し得るからである。

分割エリア間の整合性を保証し得る最適化処理について、図２７を用いて説明する。

図２７は、閾値マトリクス１６０の全体のうちで、第１の分割エリア１６１１とその第１の分割エリア１６１１に部分的にオーバラップしている第２の分割エリア１６１２の２つのみを示している。

まず、第１の分割エリア１６１１について、図２３のフローチャートを用いて説明した粒状性低減のための閾値の補正を行い、次に、第２の分割エリア１６１２について、同様な処理を行う。

ここで、分割エリア同士のオーバラップ部分１６２は閾値の置換を禁止する置換禁止領域とする。

具体的には、第１の分割エリア１６１１の閾値置換時には、オーバラップ部分での閾値の置換を許可してオーバラップ部分１６２についても閾値の置換を行う一方で、他の分割エリア（ここでは第２の分割エリア１６１２）の閾値補正処理時には、オーバラップ部分１６２での閾値の置換を禁止してオーバラップ部分１６２での閾値の置換は行わない。

一方で、第１の分割エリア１６１１及び第２の分割エリア１６１２の粒状性評価時には、それぞれオーバラップ部分１６２を含んで粒状性評価指標Ｇを算出して粒状性を評価する。

このような処理により、分割エリア１６１間の整合性を持たせながら粒状性を低減させることができる。

なお、オーバラップする画素数N_o、置換禁止の画素数N_pとして、予め最適な数値を設定しておくようにしてもよい。

以上説明した処理によって図２４に示すようにブルーノイズ特性が回復する。

なお、打滴特性（吐出特性）として打滴量を測定する場合を例に説明したが、本発明は、打滴量の誤差に起因する濃度むらを低減する場合に限らず、他の打滴特性による濃度むらを低減させる場合を含むことは言うまでもない。例えば、インク滴の着弾位置の誤差に起因する濃度むらを低減させる。

また、打滴特性の特定は、画像形成装置が有する測定機能を用いて特定する場合を例に説明したが、本発明は、画像形成装置が有する測定機能を用いないで、他の装置の測定結果に基づいて打滴特性を特定する場合を含む。例えば、別途スキャナにより各装置ごとの画像を読み込んだ結果に基づいて打滴特性を特定してもよい。また、例えば、各装置ごとの打滴特性を示すデータをホストコンピュータ等から通信により取得することにより打滴特性を特定してもよい。

また、閾値マトリクスを用いたハーフトーニングによりドットパターンとして２値信号を生成する場合を例に説明したが、２値信号に限らず多値信号（例えば打滴するか否かを表すだけでなく打滴量を表す）を生成する場合にも本発明を適用できることは言うまでもない。

また、画像形成装置にＲＧＢデータが入力されＣＭＹＫデータに変換する場合を例に説明したが、本発明はこのような組み合わせに限定されず、ＲＧＢデータ以外の画像データが入力され、ＣＭＹＫデータ以外の画像データに変換する場合にも適用できることは言うまでもない。ＣＭＹＫデータが画像形成装置に入力され、画像形成装置で色変換を行なわない場合でも、本発明を適用可能である。

また、粒状性指標は、本明細書で説明したR.A.P.S.を用いる場合に限らず他の粒状性指標を用いてもよい。

粒状性指標としてR.A.P.S.を用いる場合、濃度むらの発生方向に対応する成分の除去を前述のようにパワースペクトラムの極座標系における角度に基づいて容易に行うことができるが、他の粒状性指標を用いる場合にはその粒状性指標の算出方法に則した処理を行う点に留意する。

また、粒状性のみでなく異方性についても同様に粒状性の低減処理と併せて低減処理を行い得る。すなわち、閾値マトリクスに対して当該閾値マトリクス内の閾値に基づいて異方性低減のための補正を行う。このとき、本明細書で説明したAnisotropy（分散指標）を異方性の指標として用いてもよいことは言うまでもない。

その他、本発明は、実施形態において説明した例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る一実施形態の画像形成装置の全体構成例を示すブロック図である。 インクジェットヘッドの例の概略構造の例を示す平面透視図である。 図２のインクジェットヘッドの一部を拡大して示す拡大図である。 図２の４−４線に沿った断面図である。 一実施形態の画像形成装置における画像処理機能の概略を示すブロック図である。 基本的な画像処理の流れを示す概略フローチャートである。 閾値マトリクスの説明に用いる説明図である。 ドットパターンの例（２値信号）の説明に用いる説明図である。 ブルーノイズ特性の説明に用いる説明図である。 極座標パワースペクトラムの平均指標（R.A.P.S.）を示す極座標系を示す図である。 ある条件で計算されたR.A.P.S.の例を示すグラフである。 人の目の視覚特性（ＶＴＦ）の例を示すグラフである。 ある条件で計算された極座標パワースペクトラムの分散指標（anisotropy）の例を示すグラフである。 ブルーノイズ特性の典型的な例を示すグラフである。 最適化処理部の構成を示す要部ブロック図である。 ノズルの打滴量誤差の説明に用いる、ノズルと記録媒体に形成された画像との関係を示す説明図である。 ノズルの打滴特性の測定の説明に用いる、ノズルと光学センサとの関係を示す説明図である。 濃度むら低減処理の説明に用いる、ノズルと閾値マトリクスとの関係を示す説明図である。 濃度むら低減処理に起因する粒状性劣化の説明に用いる、濃度むら低減処理直後の閾値マトリクスを用いて得たドットパターンの特性を示すグラフである。 粒状性低減処理の説明に用いる、ノズルと閾値マトリクスとの関係を示す説明図である。 粒状性指標を算出する際の閾値マトリクスのパワースペクトルの積分範囲の説明に用いる説明図である。 最適化処理の全体の流れを示す概略フローチャートである。 粒状性低減処理の流れを示すフローチャートである。 粒状性低減処理により回復したブルーノイズ特性を示すグラフである。 閾値マトリクスを分割する際に分割エリア同士をオーバラップさせない場合の説明に用いる説明図である。 閾値マトリクスを分割する際に分割エリア同士を部分的にオーバラップさせる場合の説明に用いる説明図である。 オーバラップを考慮した粒状性低減処理の説明に用いる説明図である。

符号の説明

１０…画像形成装置、５０…インクジェットヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５５…共通液室、５６…振動板（共通電極）、５７…個別電極、５８…圧電素子、６０…給液部、８０…搬送部、１０２…通信インターフェース（画像取得部）、１１２…メモリ（システム制御用メモリ）、１１０…システムコントローラ（主制御部）、１１６…給液制御部、１１８…搬送制御部、１５０…プリント制御部、１５２…プリント制御用メモリ、１５４…ヘッドドライバ、１６０…閾値マトリクス、１６２…打滴特性測定部（吐出特性特定手段）、１６４…最適化処理部（閾値補正手段）、１６４１…濃度むら低減処理部（第１の閾値補正手段）、１６４２…粒状性低威厳処理部（第２の閾値補正手段）

Claims (7)

1. 閾値マトリクスを用いたデジタルハーフトーニングを行って所定の記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
   前記記録媒体にインクを打滴する複数のノズルと、
   前記複数のノズルからのインクの打滴により前記記録媒体に形成された画像の濃度を検出する光学センサを含み、前記光学センサにより検出された前記画像の濃度に基づいて前記各ノズルのインクの打滴量の誤差を算出する測定手段と、
   前記測定手段により算出された前記各ノズルのインクの打滴量の誤差に対応する補正係数を、前記閾値マトリクスの前記各ノズルに対応する閾値に乗算する第１の閾値マトリクス補正を行う第１の補正手段と、
   前記第１の閾値マトリクス補正手段により補正された前記閾値マトリクス内の閾値同士を、前記各ノズルに対応する同一閾値列内で置換する第２の閾値マトリクス補正を行う第２の補正手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の補正手段は、前記閾値マトリクス内の閾値同士を置換するごとに前記閾値マトリクス内の閾値に基づいて粒状性指標を算出し、該粒状性指標が目標の範囲内である場合には置換した前記閾値マトリクスを採用し、前記粒状性指標が上限回数まで置換を行っても目標の範囲内にならない場合には置換した前記閾値マトリクスをキャンセルすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の補正手段は、濃度むらの発生方向に対応するパワーを除外して前記閾値マトリクスのR.A.P.S.（Radially Averaged Power Spectrum）を用いて前記粒状性指標を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 一次元的に発生する濃度むらの発生方向に対応する前記閾値マトリクスの閾値列方向を前記閾値マトリクスのｙ軸とし、前記閾値マトリクスの２次元パワースペクトラムが表される２次元座標系において前記閾値マトリクスのｙ軸に対応する一方の周波数座標軸をｆｙ軸として該ｆｙ軸と直交する他方の周波数座標軸をｆｘ軸とし、前記２次元座標系（ｆｘ，ｆｙ）に対応する極座標系を（ｆｒ、θ）としたとき、前記第１の閾値マトリクス補正により前記ｆｘ軸及びその近傍に現れるパワーが粒状性の評価対象から除外されるように、極座標系の全角度（０度≦θ≦３６０度）のうちで前記R.A.P.S.の算出から除外する範囲を規定する角度θ０を定めておき、前記第２の補正手段は、前記角度θ０により示される範囲を除外して前記R.A.P.S.を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第２の補正手段は、前記閾値マトリクスを複数のエリアに分割してなる各分割エリアごとに前記第２の閾値マトリクス補正を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記分割エリア同士が部分的にオーバラップし、
   前記第２の補正手段は、前記各分割エリアに係る粒状性を評価するときには、前記オーバラップ部分を該オーバラップ部分が属する前記複数の分割エリアにそれぞれ含ませて前記各分割エリアに係る粒状性を評価し、前記各分割エリアごとに前記第２の閾値マトリクス補正を行うときには、前記オーバラップ部分の閾値の補正を一の分割エリアについては許可する一方で排他的に他の分割エリアについては禁止して前記各分割エリア内の閾値を補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 閾値マトリクスを用いたデジタルハーフトーニングを経て所定の記録媒体に形成される画像を最適化する画像処理方法において、
   複数のノズルからのインクの打滴により前記記録媒体に形成された画像の濃度を光学センサにより検出し、前記光学センサにより検出された前記画像の濃度に基づいて前記各ノズルのインクの打滴量の誤差を算出する測定ステップと、
   算出された前記各ノズルのインクの打滴量の誤差に対応する補正係数を、前記閾値マトリクスの前記各ノズルに対応する閾値に乗算する第１の閾値マトリクス補正ステップと、
   補正された前記閾値マトリクス内の閾値同士を、前記各ノズルに対応する同一閾値列内で置換する第２の閾値マトリクス補正ステップと、
   を含むことを特徴とする画像処理方法。

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