WO2012098762A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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WO2012098762A1
WO2012098762A1 PCT/JP2011/076476 JP2011076476W WO2012098762A1 WO 2012098762 A1 WO2012098762 A1 WO 2012098762A1 JP 2011076476 W JP2011076476 W JP 2011076476W WO 2012098762 A1 WO2012098762 A1 WO 2012098762A1
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WO
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dot
unit
dots
image forming
threshold value
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Application number
PCT/JP2011/076476
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English (en)
French (fr)
Inventor
涌井隆史
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2132—Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding

Definitions

  • the present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for forming an image by forming a plurality of dots on a recording medium, and to create a threshold matrix for creating a threshold matrix used for halftone processing according to the image forming apparatus Relates to the device.
  • CMYK ink CMYK ink
  • a single-pass method using a recording head (hereinafter, referred to as a line head) having a plurality of nozzles arranged along an arrangement direction (hereinafter may be referred to as a main direction) is particularly preferable. Attention has been paid. This is because the image on the recording medium can be completed by moving the recording medium or the line head in a predetermined direction only once. Various specifications required for sign / display applications (high speed, low power, high image quality) This is because all of the above can be achieved. On the other hand, in the single-pass method, due to some variation factor, the landing position of the ink droplets from each nozzle deviates from the target position in the main direction. There has been a problem that unevenness (hereinafter sometimes simply referred to as streak unevenness) is likely to occur.
  • unevenness hereinafter sometimes simply referred to as streak unevenness
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-44967 discloses a line head having a structure in which a plurality of nozzles are arranged in a matrix at regular intervals along an oblique row direction. As a result, the dots are sequentially formed at a plurality of timings to complete the image, whereby the repetition period in the main direction can be shortened, and the occurrence of uneven stripes can be suppressed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-103803 discloses a method and apparatus for ejecting ink droplets in a direction inclined by a predetermined angle (particularly toward the main direction) with respect to the normal direction of the recording medium. Accordingly, it is possible to form a substantially elliptical dot having the main direction as a major axis, and the degree of dot overlap in the main direction can be improved. As a result, it is possible to suppress the occurrence of light stripe unevenness that is particularly easy for an observer to visually recognize.
  • a gap between adjacent dots in the main direction is calculated from the flight curve amount of each nozzle, and a threshold matrix (dither matrix) used for halftone processing according to the size of the gap is disclosed.
  • An apparatus and method for correcting is disclosed.
  • the fluctuation factors that shift the landing positions of the ink droplets from each nozzle include a permanent factor due to the molding processing accuracy of each nozzle and a temporary factor due to dust adhering near the nozzle.
  • a head cleaning process such as suction may be performed to reduce the amount of bending of the ink droplet.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an image forming apparatus, an image forming method, and a threshold matrix creating apparatus that have high robustness against streaks extending in the moving direction of a recording medium or a line head. For the purpose.
  • An image forming apparatus includes a plurality of dot forming elements arranged along an arrangement direction, and dots that form a plurality of dots on a recording medium by discharging droplets from the plurality of dot forming elements.
  • a dot formation control unit for controlling the dot formation unit based on a control signal so as to generate each image row in the arrangement direction by sequentially forming dots at a plurality of timings, and along the arrangement direction.
  • the input image signal is so formed that dots are formed at an early timing from the center side of the dot cluster.
  • dots are formed at an early timing from the center side of the dot cluster. Using the effect, it is possible to appropriately control the connected shape of the dots after landing.
  • another droplet (second droplet) lands on the vicinity of the remaining portion in a state where the remaining portion of the droplet (first droplet) that has landed earlier is not absorbed in the recording medium. Landing interference occurs.
  • the first and second droplets remain inside the recording medium without flowing on the surface of the recording medium. To be absorbed. That is, the dots are formed without causing any positional deviation from the landing position. Further, by connecting the first and second liquid droplets, the gap between the dots is covered by the connection portion, and the degree of dot overlap can be improved.
  • the robustness against the stripe unevenness extending in the moving direction of the recording medium or the line head is increased.
  • the signal conversion unit converts the input image signal into the control signal so that dots are sequentially formed from the center side to the outside of the dot cluster.
  • the signal conversion unit converts the input image signal into the control signal so that dots are sequentially formed in an adjacent order.
  • the signal conversion unit converts the control signal into the control signal by a systematic dither method using a threshold matrix having a dot dispersion characteristic for forming dots at an early timing from the center side of the dot cluster.
  • a threshold value matrix creating unit that creates the threshold value matrix based on arrangement information of the plurality of dot forming elements.
  • the threshold matrix creation unit includes a group classification unit that classifies each matrix element of the threshold matrix into a plurality of groups for each timing, and a group at an earlier timing among the plurality of groups classified by the group classification unit It is preferable that a threshold value determination unit that assigns a low threshold value to at least one matrix element belonging to.
  • the threshold value determination unit assigns a threshold value higher than the low threshold value to a matrix element adjacent in the arrangement direction of the at least one matrix element to which the low threshold value is assigned.
  • the threshold value matrix creation unit further includes a dot pattern creation unit that creates a plurality of dot patterns according to a plurality of gradation levels of the input image signal, and the threshold value determination unit includes the dot pattern creation unit It is preferable that a threshold value in each matrix element of the threshold value matrix is determined based on the plurality of dot patterns created by the unit.
  • the dot pattern creation unit creates the dot pattern based on an evaluation value obtained by quantifying granularity according to human visual response characteristics.
  • the threshold value matrix has a size that is an integral multiple of the number of timings required to generate each image sequence.
  • the dot forming unit can form dots having a plurality of sizes
  • the signal converting unit can detect a dot of a large size among the dots formed by the dot forming unit. It is preferable to convert so that it is distributed to the side.
  • the dot forming unit can form dots having a plurality of sizes
  • the signal conversion unit includes a halftone processing unit that obtains a halftone signal by performing a halftone process on the input image signal, and a dot of a large size among the dots formed by the dot formation unit.
  • a dot size allocating unit that generates the control signal by allocating the plurality of sizes to the halftone signal acquired by the halftone processing unit so as to be distributed on the center side of the dot cluster. preferable.
  • An image forming method includes a dot forming step for forming a plurality of dots on a recording medium by discharging droplets from a plurality of dot forming elements arranged along the arrangement direction, and a plurality of timings.
  • a generation step of sequentially forming each dot to generate each image row in the arrangement direction, wherein an input step for inputting an image signal and a plurality of the dots are formed along the arrangement direction.
  • a signal conversion step of converting the input image signal into a control signal so as to form a dot at an early timing from the center side of the dot cluster, and based on the converted control signal
  • a control step for controlling a plurality of dot forming elements includes a dot forming step for forming a plurality of dots on a recording medium by discharging droplets from a plurality of dot forming elements arranged along the arrangement direction, and a plurality of timings.
  • a threshold value matrix creating device is a device that creates a threshold value matrix for halftone processing according to an image forming apparatus, and the image forming apparatus forms a plurality of dots arranged along an arrangement direction. And a dot forming portion that forms a plurality of dots on a recording medium by discharging droplets from the plurality of dot forming elements, and at least one of the dot forming portion and the recording medium is in a predetermined transport direction. Each of the image rows in the arrangement direction by sequentially forming the dots at a plurality of timings under the relative movement by the conveyance unit.
  • a dot formation control unit that controls the dot formation unit based on a control signal so that each dot is duplicated along the arrangement direction.
  • a threshold matrix creating unit that creates a threshold matrix for converting an input image signal into the control signal so as to form a dot at an early timing from the center side of the dot cluster. It is characterized by.
  • the timing is early from the center side of the dot cluster.
  • the signal conversion is performed so as to form dots, and therefore, the connected shape of the dots after landing can be appropriately controlled using the physical effect due to landing interference.
  • another droplet (second droplet) lands on the vicinity of the remaining portion in a state where the remaining portion of the droplet (first droplet) that has landed earlier is not absorbed in the recording medium. Landing interference occurs.
  • the first and second droplets remain inside the recording medium without flowing on the surface of the recording medium. To be absorbed. That is, the dots are formed without causing any positional deviation from the landing position. Further, by connecting the first and second liquid droplets, the gap between the dots is covered by the connection portion, and the degree of dot overlap can be improved.
  • the robustness against the stripe unevenness extending in the moving direction of the recording medium or the line head is increased.
  • FIG. 1 is a cross-sectional side view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a system configuration of the image forming apparatus illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a plan perspective view illustrating a configuration example of the line head illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. It is a schematic explanatory drawing showing the correspondence of the 1st example of arrangement of a plurality of nozzles with which a line head is provided, and the discharge order on paper. It is a schematic explanatory drawing showing the image processing flow in the image processing part shown in FIG. It is a schematic explanatory drawing of the halftone process by a systematic dither method.
  • FIG. 1 is a cross-sectional side view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a system configuration of the image forming apparatus illustrated in FIG.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of a threshold matrix creation unit shown in FIG. 2. It is a flowchart with which operation
  • FIG. 10A is a schematic explanatory diagram illustrating the ejection order of ink corresponding to each image position in the arrangement example illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 10B is a schematic explanatory diagram illustrating a result of classifying each cell of the threshold matrix. It is a detailed flowchart in step S4 of FIG.
  • FIG. 12A is a schematic explanatory diagram illustrating the ejection order of ink in the arrangement direction. 12B to 12E are diagrams for explaining the calculation process for determining the dot arrangement on the dot pattern when the gradation level is 9.
  • FIG. 10A is a schematic explanatory diagram illustrating the ejection order of ink corresponding to each image position in the arrangement example illustrated in FIG. 5.
  • FIG. 10B is a schematic explanatory diagram illustrating a result of class
  • FIG. 15A is a schematic explanatory diagram illustrating the ink ejection order in the arrangement direction.
  • FIGS. 15B to 15E are diagrams illustrating a calculation process for determining the arrangement of dots on the dot pattern when the gradation level is 15.
  • FIG. It is explanatory drawing showing the example of determination of a threshold value matrix.
  • FIGS. 17A to 17C are schematic explanatory diagrams showing the formation process of each dot in time series when the discharge timings of the first droplet and the second droplet are separated.
  • FIGS. 18E are schematic explanatory diagrams showing the formation process of each dot in time series when the image forming method according to the present embodiment is used. It is a schematic explanatory drawing showing the correspondence of the example of arrangement
  • FIG. 21A is a schematic explanatory diagram showing the ejection order of ink corresponding to each image position in the nozzle arrangement example shown in FIG. 19.
  • FIG. 21B is a schematic explanatory diagram showing a result of assigning a dot size to each cell of the threshold matrix. It is a block diagram showing the structure of the image forming system which concerns on a 3rd modification.
  • the image forming apparatus 10 feeds and conveys a sheet 12 upstream of a sheet as a recording medium (hereinafter referred to as “sheet 12”) in the conveying direction.
  • a paper feeding / conveying unit 14 is provided downstream of the paper feeding / conveying unit 14, a processing liquid application unit 16 that applies a processing liquid to a recording surface (hereinafter referred to as an image forming surface) of the paper 12 along the conveyance direction of the paper 12, and the image.
  • An image forming unit 18 that forms an image by attaching ink to the forming surface, an ink drying unit 20 that dries the ink of the processing liquid layer formed on the paper 12, and the image of the processing liquid layer is fixed to the paper 12.
  • An image fixing unit 22 to be discharged and a discharge unit 24 to discharge the paper 12 on which the image is fixed are provided.
  • the paper feeding / conveying section 14 includes a stacking section 26 provided so that the sheets 12 can be stacked, a sheet feeding section 28 that feeds the sheets 12 stacked on the stacking section 26 one by one, and the sheet feeding section 28.
  • a transport unit 30 that transports the fed paper 12 to the treatment liquid coating unit 16.
  • the treatment liquid application unit 16 includes a treatment liquid application drum 32 that is rotatably provided, a treatment liquid application device 34 that applies the treatment liquid to the image forming surface of the paper 12, and a treatment liquid drying device 36 that dries the treatment liquid. With. As a result, a thin processing liquid layer is applied on the image forming surface of the paper 12.
  • a first intermediate conveyance drum 38 provided rotatably is disposed. By rotating the first intermediate transport drum 38 with the paper 12 held on the surface of the first intermediate transport drum 38, the paper 12 supplied from the treatment liquid application unit 16 side is transported to the image forming unit 18 side. Is done.
  • the image forming unit 18 includes a rotatable image forming drum 40 (conveying unit), and a head unit 42 that ejects ink droplets (droplets) onto the paper 12 conveyed by the image forming drum 40. Yes.
  • the head unit 42 includes line heads 44 (dot forming portions) of at least basic colors Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black).
  • the line heads 44 are arranged along the circumferential direction of the image forming drum 40. As a result, images of the respective colors are sequentially formed on the treatment liquid layer applied on the image forming surface of the paper 12. Since the treatment liquid has an effect of aggregating the color material (pigment) and latex particles dispersed in the ink solvent, it is possible to prevent the color material from flowing on the paper 12.
  • a second intermediate conveyance drum 46 that is rotatably provided is disposed between the image forming unit 18 and the ink drying unit 20.
  • the paper 12 supplied from the image forming unit 18 side is transported to the ink drying unit 20 side.
  • the ink drying unit 20 includes a rotatable ink drying drum 48, a plurality of hot air nozzles 50 for drying the treatment liquid layer of the paper 12, and a plurality of infrared heaters (heaters 52). Thereby, the solvent of the ink staying in the treatment liquid layer of the paper 12 is dried.
  • a third intermediate conveyance drum 54 that is rotatably provided is disposed. By rotating the third intermediate transport drum 54 while the paper 12 is held on the surface of the third intermediate transport drum 54, the paper 12 supplied from the ink drying unit 20 side is transported to the image fixing unit 22 side.
  • an image fixing drum 56 that is rotatably provided, a heating roller 58 that is disposed in the vicinity of the surface of the image fixing drum 56, and a surface that is in pressure contact with the surface of the image fixing drum 56.
  • the fixing roller 60 is provided.
  • the paper 12 on which the image on the image forming surface has been fixed is conveyed to the discharge unit 24 provided on the downstream side of the image fixing unit 22 by the rotation of the image fixing drum 56.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the system configuration of the image forming apparatus 10 shown in FIG.
  • the image forming apparatus 10 includes a communication interface 62, a system controller 64, an image memory 66, a ROM 68, a motor driver 70, a motor 72, and a heater driver 74.
  • a print controller 76 an image buffer memory 78, an image processor 80 (signal converter), a threshold matrix generator 82, a ROM 84, and a head driver 86 (dot formation controller).
  • the communication interface 62 is an interface unit with the host device 90 that is used when a user gives an image forming instruction or the like to the image forming apparatus 10.
  • a serial interface such as USB (Universal Serial Bus), IEEE 1394, Ethernet (registered trademark), a wireless network, or a parallel interface such as Centronics can be applied to the communication interface 62.
  • a buffer memory (not shown) for speeding up communication may be mounted.
  • the image signal sent from the host device 90 is taken into the image forming apparatus 10 via the communication interface 62 and temporarily stored in the image memory 66.
  • the image memory 66 is a storage unit that stores an image signal input via the communication interface 62, and information is read and written through the system controller 64.
  • the image memory 66 is not limited to a memory composed of semiconductor elements, and a magnetic medium such as a hard disk may be used.
  • the system controller 64 includes a central processing unit (CPU) and its peripheral circuits, and functions as a control device that controls the entire image forming apparatus 10 according to a predetermined program and also functions as an arithmetic device that performs various calculations. . That is, the system controller 64 controls each unit such as the communication interface 62, the image memory 66, the motor driver 70, the heater driver 74, and the like. Further, the system controller 64 performs communication control with the host device 90, read / write control of the image memory 66 and ROM 68, and the like. Further, the system controller 64 generates a control signal for controlling the motor 72 and the heater 52 of the paper transport system. In addition to the control signal, the image signal stored in the image memory 66 is transmitted to the print control unit 76.
  • CPU central processing unit
  • the ROM 68 stores programs executed by the CPU of the system controller 64 and various data necessary for control.
  • the image memory 66 is used as a temporary storage area for image signals, and is also used as a program development area and a calculation work area for the CPU.
  • the motor driver 70 is a driver (drive circuit) that drives the paper transport motor 72 in accordance with an instruction from the system controller 64.
  • the heater driver 74 is a driver that drives the heater 52 in accordance with an instruction from the system controller 64.
  • the print control unit 76 includes a CPU and its peripheral circuits, and generates a discharge control signal from the image signal in the image memory 66 in cooperation with the image processing unit 80 under the control of the system controller 64.
  • the generated ink discharge data (control signal) is supplied to the head driver 86 to control the discharge drive of the head unit 42.
  • ROM 84 Connected to the print control unit 76 is a ROM 84 that stores programs executed by the CPU of the print control unit 76 and various data necessary for control.
  • the ROM 84 may be a non-rewritable storage means, but when various data are updated as necessary, it is preferable to use a rewritable storage means such as an EEPROM.
  • the image processing unit 80 generates dot arrangement data for each ink color from the input image signal (hereinafter referred to as an input image signal). That is, the dot formation position (ink ejection timing) is determined by performing halftone processing on the input image signal. For this halftone process, a systematic dither method, an error diffusion method, a density pattern method, a random dot method, or the like can be applied. In the present embodiment, the description will focus on halftone processing using a systematic dither method.
  • the threshold matrix creating unit 82 creates a threshold matrix Mt to be used for halftone processing by the image processing unit 80. As will be described later, the created threshold value matrix Mt has a dot dispersion characteristic that forms dots at an early timing from the center side of the dot cluster.
  • the threshold value matrix creating unit 82 may create the threshold value matrix Mt each time an image formation instruction is given, or may store the created threshold value matrix Mt in a readable memory in advance.
  • the image processing unit 80 and the threshold value matrix creating unit 82 are illustrated as being separate from the system controller 64 and the print control unit 76.
  • the image processing unit 80 and / or the threshold value matrix creating unit 82 may be included in the system controller 64 or the print control unit 76 and constitute a part thereof.
  • the print control unit 76 generates an ink discharge data (an actuator control signal corresponding to the nozzle of the line head 44) based on the dot arrangement data generated by the image processing unit 80, and an ink discharge data generation function. And a drive waveform generation function.
  • the ink discharge data generated by the ink discharge data generation function is given to the head driver 86, and the ink discharge operation of the head unit 42 is controlled.
  • the drive waveform generation function is a function that generates a drive signal waveform for driving an actuator corresponding to each nozzle of the line head 44.
  • the signal (drive waveform) generated by the drive waveform generation function is supplied to the head driver 86.
  • the print control unit 76 includes an image buffer memory 78, and data such as image signals and parameters are temporarily stored in the image buffer memory 78 when the print control unit 76 processes the image signals.
  • FIG. 3 is a perspective plan view showing a structural example of the line head 44 shown in FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the line head 44 includes a plurality of ink chamber units 100 (dot forming elements) arranged in a staggered matrix.
  • Each ink chamber unit 100 includes a nozzle 102, a pressure chamber 104, and a supply port 106.
  • the pressure chamber 104 whose planar shape is approximately square, an outlet to the nozzle 102 side is provided at one of the diagonal corners, and an inlet (supply port 106) from the common channel 108 is provided at the other. Is provided.
  • each pressure chamber 104 communicates with a common flow path 108 via a supply port 106.
  • the common channel 108 communicates with an ink tank (not shown) that is an ink supply source. As a result, the ink supplied from the ink tank is distributed and supplied to each pressure chamber 104 via the common channel 108.
  • One surface of the pressure chamber 104 (corresponding to the top surface in the example of FIG. 4) is composed of a pressure plate 110, which also serves as a common electrode.
  • a piezoelectric element 112 as an actuator for applying pressure and deforming the pressure plate 110 is joined to the upper portion of the pressure plate 110.
  • An individual electrode 114 is formed on the upper surface of the piezoelectric element 112.
  • the piezoelectric element 112 sandwiched between the two electrodes is deformed. Due to this physical deformation, the volume of the pressure chamber 104 changes, so that ink is pushed out of the nozzle 102 and ejected as ink droplets. Then, after the ink droplet is ejected, when the displacement of the piezoelectric element 112 returns to the original state, the ink is again filled into the pressure chamber 104 from the common channel 108 through the supply port 106.
  • the longitudinal direction and the short direction of the line head 44 are defined as an arrow X direction and an arrow Y direction, respectively.
  • the conveyance direction (see FIG. 1) of the paper 12 is orthogonal to the arrow X direction and parallel to the arrow Y direction.
  • the nozzles 102 in the L1th row are arranged at regular intervals along the arrow X direction at predetermined intervals (corresponding to 4 unit lengths).
  • the nozzles in the L2th to L4th rows are also arranged in the same manner as the L1th row.
  • the arrow X direction may be referred to as the “arrangement direction” of the nozzles 102 (ink chamber units 100).
  • the nozzles 102 in the L2 row are arranged at positions shifted by one unit length in the left direction of the arrow X with reference to the positions of the nozzles 102 in the L1 row.
  • the nozzles 102 in the L3 row are arranged at positions shifted by one unit length in the left direction of the arrow X with reference to the positions of the nozzles 102 in the L2 row.
  • Each nozzle 102 in the L4th row is arranged at a position shifted by one unit length in the left direction of the arrow X with reference to the position of each nozzle 102 in the L3th row.
  • an ink droplet ejection mechanism by the line head 44 can be adopted as an ink droplet ejection mechanism by the line head 44. As shown in FIGS. 3 and 4, a method of ejecting ink droplets by deformation of an actuator composed of a piezo element (piezoelectric element) or the like may be applied. Further, a thermal jet method in which bubbles are generated by heating ink through a heating element such as a heater, and ink droplets are ejected by the pressure may be applied. Further, the present invention is not limited to the line head 44 and may be a multi-pass method in which an image is formed while reciprocating scanning in the width direction of the paper 12.
  • FIG. 5 is a schematic explanatory diagram showing the correspondence between the first arrangement example of the plurality of nozzles 102 provided in the line head 44 and the order of ejection onto the paper 12.
  • a case where 20 nozzles 102 are used will be described as an example.
  • Each cell in the rectangular grid shown in this figure represents an area for one pixel in the formed image.
  • a blank cell represents an image position where an ink droplet has not yet been ejected (landed) at each ejection time (t).
  • each image sequence is generated (completed) by sequentially forming dots at a plurality of timings (four in this figure).
  • FIG. 6 is a schematic explanatory diagram showing an image processing flow in the image processing unit 80 shown in FIG.
  • the image processing unit 80 basically includes a resolution conversion unit 120, a CMYK color conversion unit 122, and a halftone processing unit 124.
  • the image signal (input image signal) input to the image processing unit 80 is multi-gradation data composed of a plurality of color channels. For example, 8-bit (256 gradations per pixel) RGB TIFF format data may be used.
  • the resolution conversion unit 120 converts the resolution of the input image signal to a resolution corresponding to the image forming apparatus 10 by using an image enlargement / reduction process that enlarges or reduces the image size.
  • the first intermediate image signal obtained here has the same data definition as the input image signal, but the data size is different.
  • Various known algorithms including interpolation calculation may be applied to the image enlargement / reduction processing.
  • the CMYK color conversion unit 122 converts the first intermediate image signal acquired from the resolution conversion unit 120 into a device color signal (CMYK color signal) handled by the image forming apparatus 10 using a known color matching method.
  • the second intermediate image signal obtained here corresponds to a multi-tone CMYK color signal.
  • the halftone processing unit 124 converts the second intermediate image signal acquired from the CMYK color conversion unit 122 into a control signal (a signal used for controlling the head unit 42) for appropriately controlling ink ejection.
  • the control signal obtained here is binary data (or multi-value data) for each CMYK that controls the presence / absence (on / off) of the ink ejection operation for each line head 44 in time series.
  • an application example of the systematic dither method using the threshold matrix Mt will be described.
  • FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of halftone processing by the systematic dither method.
  • the concept of binarization using a Bayer-type threshold matrix Mt is shown.
  • each address of the multilevel CMYK color signal is associated with each matrix element of the threshold value matrix Mt.
  • the magnitude relationship between the pixel value of the pixel of interest and the threshold value of the matrix element of interest is compared, and if the pixel value is larger, “1 (on)” is assigned, otherwise Assigns “0 (off)”. In this way, the number of gradations of the image signal can be converted from multi-value to binary.
  • FIG. 8 is a functional block diagram of the threshold matrix creating unit 82 shown in FIG.
  • the threshold value matrix creating unit 82 sequentially specifies gradation levels that have not yet been set (specified levels lv described later), and gradation levels specified by the gradation level specifying unit 130.
  • a constraint condition setting unit 132 that sets a constraint condition in the dot pattern DPT, a dot pattern determination unit 134 that determines a dot pattern DPTfix according to the specified gradation level, and a dot determined by the dot pattern determination unit 134
  • a dot pattern storage unit 136 that stores a pattern DPTfix, a threshold value conversion unit 138 (threshold determination unit) that creates a threshold matrix Mt based on the dot pattern DPTfix stored by the dot pattern storage unit 136, and the dot pattern determination unit
  • an intermediate data storage unit 140 for storing.
  • the dot pattern determination unit 134 includes a time group classification unit 142 (group classification unit), a dot condition setting unit 144 (and further, a dot number distribution unit 146 and an arrangement group determination unit 148), an initial pattern generation unit 150, , A dot position moving unit 152, an evaluation value map calculating unit 154, an overall evaluation value calculating unit 156, an update availability determination unit 158, and a dot confirmation determination unit 160.
  • the initial pattern creation unit 150, the dot position movement unit 152, the evaluation value map calculation unit 154, the overall evaluation value calculation unit 156, and the update availability determination unit 158 optimize dot arrangement based on predetermined evaluation conditions. It functions as a dot pattern creation unit 162.
  • a threshold matrix Mt having a size of 3 ⁇ 12 (3 rows and 12 columns) is created on the assumption that the dot forming method in the configuration example shown in FIG. 5 is applied.
  • the row direction of the matrix corresponds to the conveyance direction of the paper 12.
  • the column direction of the matrix corresponds to the arrangement direction of the nozzles 102 (ink chamber units 100).
  • a virtual rectangular lattice is prepared that schematically illustrates the on / off state of dots (see FIG. 7). Thereafter, the number of dots to be arranged on the rectangular lattice is determined according to the gradation level, and the dot arrangement order is optimized by sequentially repeating the dot arrangement and its evaluation. Then, based on the optimized dot arrangement order, the threshold value in each matrix element of the threshold value matrix Mt is determined.
  • each area of the rectangular lattice is referred to as a “cell”.
  • virtual dots (on states) arranged on the respective cells corresponding to the dots formed on the paper 12 may be simply referred to as “dots”.
  • the time group classification unit 142 classifies each cell corresponding to the threshold value matrix Mt into a plurality of time groups (step S1).
  • FIG. 10A is a schematic explanatory diagram showing the ejection order of ink corresponding to the image position of each cell in the rectangular grid in the configuration example of the line head 44 shown in FIG.
  • subscripts “A to C” are added to the left of the rectangular lattice.
  • subscripts “a to l” are appended above the rectangular lattice.
  • FIG. 10B, FIG. 12A, etc. the same notation is used for each drawing (for example, FIG. 10B, FIG. 12A, etc.) explaining this type of rectangular lattice.
  • a cell in the upper left corner of a rectangular grid may be written as (A, a) to specify its position.
  • the arithmetic numbers written in each cell represent the ink ejection order in the entire image. For example, ejection is performed at the earliest timing to an image position corresponding to a cell in which “1” that is the minimum value is written. In addition, ejection is performed at the latest timing to the image position corresponding to the cell in which “6” which is the maximum value is written.
  • the arithmetic numbers written in each cell represent the ink ejection order in the arrangement direction.
  • all the cells (12 cells) in the C row are classified into a set of four ejection timings from “3” that is the earliest timing to “6” that is the latest timing (see the above figure).
  • “1” is written in the cell “3”, which is the earliest timing.
  • a set of cells grouped according to ejection timing for each image row along the arrangement direction is defined as a “time group”.
  • all cells labeled “1” that is, cells in the a-th column, e-th column, and i-th column
  • all the cells labeled “2” that is, the cells in the b-th column, the f-th column, and the j-th column
  • All the cells labeled “3” that is, the cells in the c-th column, the g-th column, and the k-th column
  • All the cells labeled “4” that is, cells in the d-th column, the h-th column, and the l-th column
  • the gradation level designation unit 130 designates one gradation level that has not yet been set (step S2).
  • the designated gradation level may be referred to as “designated level lv”.
  • this designation may be in accordance with the order of gradation levels (ascending order or descending order), or may be sequentially designated at random.
  • the constraint condition setting unit 132 sets a constraint condition in the dot pattern DPT (including DPTfix and DPTtmp described later) at the designated level lv (step S3).
  • the constraint condition is a condition that restricts the arrangement of dots at each gradation level in order to determine the threshold value in each matrix element of the threshold value matrix Mt without contradiction. Specifically, it is necessary to inherit the dot arrangement and order already determined at the gradation level lower than the designated level lv even at the designated level lv. In addition, it is necessary to select a dot position from among dot arrangements already determined at a gradation level higher than the designated level lv.
  • the dot pattern DPTfix of each gradation level that has already been determined may be read and referred to so as to satisfy all such constraints.
  • the dot pattern determination unit 134 determines a dot pattern DPTfix [lv] corresponding to the designated level lv (step S4). A specific determination method will be described later.
  • the dot pattern storage unit 136 acquires the dot pattern DPTfix [lv] determined by the dot pattern determination unit 134 and temporarily stores it.
  • the gradation level designating unit 130 determines whether or not the dot pattern DPTfix [lv] is confirmed at all gradation levels (step S5). If it is determined that it has not been confirmed, the process returns to step S2, and thereafter steps S2 to S4 are repeated until it is confirmed.
  • the threshold matrix creating unit 82 creates the threshold matrix Mt.
  • each cell is classified into a plurality of groups, and the entire arrangement is optimized while appropriately adding dots to the cells of the group having a high priority.
  • the dot condition setting unit 144 determines the number of dots distributed to each group according to the designated level lv (step S11).
  • each group is the above-described time group (first to fourth time groups shown in FIG. 12A) or a later-described arrangement group (first to fifth arrangement groups).
  • the dot condition setting unit 144 (arrangement group determination unit 148) determines the 0th arrangement group, and extracts a target cell that is a candidate for newly arranging dots (step S13).
  • n 1
  • dots are not yet arranged (determined). Accordingly, there is no target cell to be extracted (see FIG. 12B), and the arithmetic processing by steps S14 and S15 is not executed.
  • FIGS. 12B to 12E cells that are not colored in the rectangular lattice correspond to cells in which no dots are arranged.
  • the arrangement group determination unit 148 determines a first arrangement group and extracts target cells that are candidates for newly arranging dots (step S16).
  • n 1
  • all cells belonging to the first time group are extracted (see FIG. 12C).
  • hatched cells in the rectangular lattice correspond to the current target cell.
  • the dot pattern creation unit 162 partially optimizes the dot pattern DPT within the first arrangement group (step S17). For example, it is possible to use a method in which creation of dot patterns DPT having different arrangements and evaluation using evaluation values (an overall evaluation value EVA and an evaluation value map EV_MAP described later) are sequentially repeated. In this case, various search algorithms such as a structural algorithm and a sequential improvement algorithm can be used as an optimization problem for determining the dot pattern DPT.
  • a dot pattern DPT optimization method based on a void-and-cluster method (hereinafter referred to as a VC method) will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
  • the initial pattern creation unit 150 creates a dot pattern DPTini as initial data (step S31).
  • the initial pattern creation unit 150 determines the number of dots that are to be arranged at the present time according to the number of dots for each time group distributed in step S11 of FIG. Then, the initial pattern creation unit 150 arranges the determined number of dots on the target cell belonging to the arrangement group extracted at the present time.
  • the selection of the target cell may be performed by, for example, generating a random value using a pseudo-random number generation algorithm and randomly determining based on the random value.
  • a pseudo-random number generation algorithm various algorithms such as Mersenne Twister, SFMT (SIMD-oriented Fast Mersenne Twister), and Xorshift method may be used. Further, an insufficient number of dots may be newly arranged with respect to the already determined dot pattern DPTfix.
  • the evaluation value map calculation unit 154 calculates an evaluation value map EV_MAPini as initial data from the dot pattern DPTini created in step S31 (step S32).
  • the evaluation value map EV_MAPini includes each evaluation value calculated for each cell based on a predetermined evaluation function. The larger the evaluation value is, the better the performance is designed.
  • As the evaluation function a function obtained by quantifying various evaluation items including image quality items such as granularity and sharpness, ink usage, and the like may be applied.
  • the dot pattern DPT in consideration of visibility can be determined by using an evaluation value obtained by quantifying the granularity according to the human visual response characteristic ⁇ eg, the Dooley-Shaw function).
  • the type of evaluation function may be changed according to the gradation level (that is, the dot placement rate).
  • the gradation level that is, the dot placement rate.
  • the evaluation function may be appropriately changed according to the output characteristics of the image forming apparatus 10.
  • the “output characteristics” may include not only the type of recording medium and ink but also various physical quantities relating to image formation (for example, the ink absorption amount and absorption speed of the paper 12).
  • the overall evaluation value calculation unit 156 calculates an overall evaluation value EVA as initial data from the evaluation value map EV_MAPini created in Step S32 (Step S33).
  • the evaluation value map EV_MAPini is an individual evaluation value in each cell, whereas the overall evaluation value EVA is an evaluation value for the entire arrangement of dots.
  • Various methods can be used for calculating the overall evaluation value EVA. For example, the sum for each cell of the evaluation value map EV_MAPini may be used.
  • the initial state such as the dot pattern DPTini is stored (step S34).
  • the intermediate data storage unit 140 overwrites and updates the dot pattern DPTini obtained in step S31 with respect to the initialized dot pattern DPT.
  • the intermediate data storage unit 140 overwrites and updates the evaluation value EVAini obtained in step S33 with respect to the initialized overall evaluation value EVA.
  • the intermediate data storage unit 140 overwrites and updates the evaluation value map EV_MAPini obtained in step S32 with respect to the currently stored evaluation value map EV_MAP.
  • the update possibility determination unit 158 substitutes 0 for a variable K that is an integer, and initializes K (step S35).
  • K is a counter representing the number of times of determination as to whether or not the dot pattern DPT needs to be updated.
  • the dot position moving unit 152 acquires the dot pattern DPTtmp by moving the dot position so as to satisfy the constraint conditions (step S36). This acquisition method will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG.
  • the dot position moving unit 152 validates all replacement combinations in the currently selected arrangement group (step S51).
  • the exchange combination is a combination for exchanging the on / off state of dots between two cells. In the example of FIG. 12C, since two combinations are selected from nine matrix elements belonging to the first arrangement group, 36 combinations are validated.
  • the dot position moving unit 152 determines a pair of cells (cell pair) that maximizes the difference value of the evaluation value map EV_MAP (step S52). That is, the cell with the maximum value of the evaluation value map EV_MAP and the cell with the minimum value are extracted one by one.
  • the dot position moving unit 152 determines whether or not the current dot pattern DPT changes by exchanging the cell pair selected in step S52 (step S53). Specifically, when the number of dots (ON state) in the selected cell pair is 0 or 2, the dot pattern DPT does not change. Further, when there is one dot (ON state) in the selected cell pair, the dot pattern DPT changes.
  • step S52 If it is determined that there is no change, the exchange combination by the cell pair selected in step S52 is excluded (step S54), and another cell pair having the next largest differential value of the evaluation value map EV_MAP is sequentially selected (step S54). S52).
  • the dot position moving unit 152 further determines whether or not the constraint condition at the designated level lv is satisfied (step S55). When it is determined that the constraint condition is not satisfied, the exchange combination by the cell pair determined in step S52 is excluded (step S54), and another cell pair having the next largest difference value of the evaluation value map EV_MAP is sequentially selected. (Step S52).
  • the dot position moving unit 152 exchanges the on / off state of the cell pair with respect to the dot pattern DPT, and acquires a new dot pattern DPTtmp (step S56).
  • the dot position moving unit 152 acquires the dot pattern DPTtmp by moving the dot position so as to satisfy the constraint conditions (step S36).
  • the evaluation value map calculation unit 154 calculates the evaluation value map EV_MAPtmp from the dot pattern DPTtmp (step S37). Then, the overall evaluation value calculation unit 156 calculates the overall evaluation value EVAtmp from the evaluation value map EV_MAPtmp (step S37). These calculation methods are the same as the calculation methods in steps S12 and S13.
  • the update availability determination unit 158 compares the magnitude relationship between the overall evaluation value EVAtmp of the dot pattern DPTtmp and the overall evaluation value EVA that is the current maximum value (step S38). If EVAtmp> EVA is not satisfied (that is, EVAtmp ⁇ EVA), the process proceeds to the next step S40 without performing step S39.
  • step S36 determines that the dot pattern DPTtmp obtained in step S36 is the optimum dot pattern at the present time.
  • the intermediate data storage unit 140 overwrites and updates the dot pattern DPTtmp obtained in step S36 with respect to the currently stored dot pattern DPT (step S39). Further, the intermediate data storage unit 140 overwrites and updates the evaluation value EVAtmp obtained in step S37 with respect to the currently stored overall evaluation value EVA (step S39). Further, the intermediate data storage unit 140 overwrites and updates the evaluation value map EV_MAPtmp obtained in step S37 with respect to the currently stored evaluation value map EV_MAP (step S39). Thereafter, the process proceeds to next Step S40.
  • the update availability determination unit 158 adds 1 to the current value of K (step S40).
  • the update availability determination unit 158 tentatively determines the dot pattern DPT at the present time. It determines as DPT (step S43).
  • the dot pattern creation unit 162 partially optimizes the dot pattern DPT within the first arrangement group (see step S17 in FIG. 11). As a result, as shown in FIG. 12C, it is assumed that it is decided to arrange dots in four cells surrounded by a thick frame in the first arrangement group.
  • the dot confirmation determination unit 160 determines whether or not the positions of all the dots have been confirmed (step S18). If it is determined that it has not been determined, the dot determination determination unit 160 adds 1 to n (step S19), and then determines whether or not n> N is satisfied (step S20). That is, it is determined whether or not dot arrangement has been completed for all time groups.
  • the process returns to step S13, and the arrangement group determining unit 148 determines a second arrangement group, and selects a target cell that is a candidate for newly arranging dots.
  • the second arrangement group is composed of cells that are adjacent to the already arranged dots in the arrangement direction. That is, as illustrated in FIG. 12D, the second arrangement group includes four cells in which dots are determined to be arranged and eight target cells adjacent in the arrangement direction. In FIG. 12D and FIG. 12E, the cells colored black in the rectangular area correspond to the cells in which it is already determined to arrange the dots.
  • the dot pattern creation unit 162 partially optimizes the dot pattern DPT within the second arrangement group (step S14; second time).
  • the specific method of the optimization calculation is as already described in the partial optimization (step S17) in the second arrangement group.
  • step S15 the dot determination determining unit 160 determines whether or not the positions of all dots have been determined. At this time, since all the positions of the nine dots have been determined (YES), the process proceeds to step S21.
  • step S43 the dot pattern DPT (see FIG. 12E) last updated in step S43 is determined as the dot pattern DPTfix [lv] (step S21).
  • the dot pattern storage unit 136 acquires the dot pattern DPTfix [lv] determined by the dot pattern determination unit 134 and temporarily stores it.
  • step S4 the dot pattern DPTfix [lv] corresponding to the designated level lv is determined (step S4).
  • three pixel clusters in which a plurality of pixels are arranged in the arrangement direction (left-right direction) are formed.
  • the center pixel is arranged on the cell ⁇ cell (B, e) belonging to the first time group ⁇ formed at the earliest timing.
  • step S11 it is assumed that the dot number distribution unit 146 distributes four, four, four, and three dots to the first, second, third, and fourth time groups, respectively.
  • step S15 the dot arrangement has not yet been determined, and the process proceeds to step S16 (see FIG. 11).
  • the arrangement group determination unit 148 determines a third arrangement group, and extracts a target cell that is a candidate for newly arranging dots (step S16; second time).
  • the third arrangement group includes cells belonging to a difference set between the second time group and the second arrangement group (limited to cells belonging to the second time group). That is, as illustrated in FIG. 15B, the third arrangement group includes five target cells (cells with hatching) obtained by excluding the second arrangement group (four) from the second time group.
  • the second step S17 it is assumed that it is determined that dots are arranged in two cells surrounded by a thick frame among the five target cells. At this time, among the 15 dots to be arranged, the positions of 11 dots are fixed, and the positions of the remaining four dots are not yet determined.
  • the arrangement group determination unit 148 determines a fourth arrangement group, and extracts a target cell that is a candidate for newly arranging dots (step S13; third time).
  • the fourth arrangement group includes cells that are adjacent to the already arranged dots in the arrangement direction. That is, as illustrated in FIG. 15C, the fourth arrangement group includes nine cells (cells colored in black) in which dots are determined to be arranged and eight target cells adjacent in the arrangement direction. Note that the first time group cell ⁇ one of (C, a) ⁇ and the second time group cell ⁇ (A, b), (A, e), three (A, j) ⁇ Since the number of dots determined in S11 has already been arranged, it is excluded from the target cell.
  • step S14 it is determined that dots are arranged in two cells surrounded by a thick frame among the eight target cells. At this time, of the 15 dots to be arranged, the positions of 13 dots are determined, and the positions of the remaining two dots are not yet determined.
  • the arrangement group determination unit 148 determines a fifth arrangement group, and extracts a target cell that is a candidate for newly arranging dots (step S16; third time).
  • the fifth arrangement group includes cells belonging to a difference set between the third time group and the fourth arrangement group (limited to cells belonging to the third time group). That is, as shown in FIG. 15D, the fifth arrangement group includes two target cells (cells with hatching) obtained by excluding the already arranged cells and the fourth arrangement group (four) from the third time group. Consists of.
  • step S17 it is determined that dots are to be arranged in two cells surrounded by a thick frame among the two target cells. Then, since the positions of all 15 dots are determined (step S18; third time), the dot pattern DPT updated last is determined as DPTfix [15] (step S21).
  • FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of determining the threshold matrix Mt. This figure shows an example of the result of assigning threshold values to some matrix elements so as to match the arrangement of the dot patterns DPTfix [9] and DPTfix [15] shown in FIGS. 12E and 15E, respectively. .
  • a blank cell means that the threshold has not yet been determined.
  • threshold column 172 (the number in the region surrounded by the rounded rectangle) corresponding to the pixel cluster 170 (see FIG. 12), for the matrix element ⁇ (B, e) cell ⁇ belonging to the first time group ⁇ , A low threshold “2” is assigned. Then, threshold values “5” and “8” higher than the threshold value “2” for the matrix elements ⁇ cells of (B, d) and (B, f) ⁇ adjacent in the arrangement direction (left-right direction) of the matrix elements. Are assigned to each.
  • the first ink droplet that lands is called a first droplet 180a
  • the second ink droplet that lands is called a second droplet 180b
  • the third ink droplet that lands is called a third droplet 180c.
  • the first droplet 180a (second droplet 180b, third droplet 180c) includes a pigment 182a (182b, 182c) for coloring the paper 12, and the pigment 182a (182b, 182c).
  • the composition is composed of the solvent 184a (184b, 182c) to be dispersed.
  • the processing liquid is applied to the surface of the paper 12 by the processing liquid application unit 16, and a processing liquid layer 186 is formed.
  • FIGS. 17A to 17C are schematic explanatory diagrams showing the formation process of each dot in time series when the discharge timings of the first droplet 180a and the second droplet 180b are separated.
  • first droplet 180a and the second droplet 180b are ejected at positions adjacent to the arrow X direction (arrangement direction).
  • the first droplet 180a is landed on the image forming surface 188 of the paper 12 (see FIG. 17A). After the landing, the first droplet 180a is absorbed on the paper 12 side.
  • the solvent 184 a is gradually diffused into the processing liquid layer 186 and the inside of the paper 12.
  • the pigment 182a is agglomerated together with latex particles (not shown) by a chemical reaction with the treatment liquid, and is captured in the treatment liquid layer 186.
  • the second droplet 180b has landed on the image forming surface 188 of the paper 12 (see FIG. 17B).
  • the first droplet 180a does not remain on the image forming surface 188, and is completely absorbed on the paper 12 side. That is, the second droplet 180b is absorbed on the paper 12 side without causing landing interference with the first droplet 180a.
  • the absorption process of the second droplet 180b is the same as that of the first droplet 180a.
  • the first dot 190a formed by the pigment 182a and the second dot 190b formed by the pigment 182b are formed on the treatment liquid layer 186, respectively (FIG. 17C). reference).
  • a plurality of dots connected in the direction of the arrow X is referred to as a dot cluster 192.
  • the separation distance between the first dot 190a and the second dot 190b does not exist or is minute.
  • a gap 194 is generated between the first dot 190a and the second dot 190b. Thereby, it can be visually recognized as a stripe unevenness extending in the arrow Y direction (conveyance direction).
  • FIGS. 18A to 18E are schematic explanatory views showing the formation process of each dot in time series when the image forming method according to the present embodiment is used.
  • the case where each dot according to the pixel cluster 170 (refer FIG. 12E) is formed is demonstrated. That is, it is assumed that the first droplet 180a, the second droplet 180b, and the third droplet 180c are ejected at positions adjacent to the arrow X direction (arrangement direction).
  • the first droplets 180a ejected at the first timing (first time group) land on the image forming surface 188 of the paper 12 (see FIG. 18A). As described above, after the landing, the first droplet 180a is absorbed on the paper 12 side.
  • the second droplet 180b discharged at the second timing (second time group) lands on the image forming surface 188 of the paper 12 (see FIG. 18B).
  • a part of the first droplet 180 a has already been absorbed on the paper 12 side, but the remaining portion of the first droplet 180 a still exists on the image forming surface 188.
  • so-called landing interference occurs in which the remaining portion of the first droplet 180a and the second droplet 180b are connected.
  • the droplets are transferred between the two by the action of the surface tension.
  • a frictional force is generated by contact with the image forming surface 188, a drag force that prevents transfer to the second droplet 180b side is generated in the remaining portion of the first droplet 180a. Accordingly, a part of the second droplet 180b is attracted and transferred in the direction of the broken arrow (see FIG. 18C).
  • the droplet connected on the image forming surface 188 is referred to as a connected droplet 198.
  • the third droplet 180c discharged at the third timing lands on the image forming surface 188 of the paper 12.
  • some of the first droplet 180 a and the second droplet 180 b have already been absorbed on the paper 12 side, but the connected droplet 198 is still present on the image forming surface 188.
  • so-called landing interference in which the third droplet 180c and the connection droplet 198 are connected again occurs.
  • the droplets are transferred between the two by the action of the surface tension.
  • a frictional force is generated by contact with the image forming surface 188, a drag force that prevents transfer to the third droplet 180c side is generated in the connected droplet 198. Accordingly, a part of the third droplet 180c is attracted and transferred in the direction of the broken arrow (see FIG. 18D).
  • the first dot 190a having the pigment 182a as the main component, the second dot 190b having the pigment 182b as the main component, and the pigment 182c as the main component are formed on the treatment liquid layer 186 (see FIG. 18E). Since the gap between adjacent dots is covered by the connecting portion, it is possible to form the dot cluster 200 in which no gap occurs.
  • the connection of the dots after landing is made using the physical effect due to landing interference.
  • the shape can be appropriately controlled. Thereby, even if the landing position accuracy is not sufficient, the robustness (robustness) against the stripe unevenness extending in the moving direction of the paper 12 or the line head 44 is increased.
  • 18A to 18E correspond to the case where the second dot 190b is formed on the right side after the formation of the first dot 190a and the case where the third dot 190c is formed on the left side after the formation of the first dot 190a. .
  • the line head 44A according to the first modification differs from the present embodiment (line head 44 in FIG. 5) in the arrangement of the plurality of nozzles 102. It goes without saying that the present invention can be applied even if the arrangement of the nozzles 102 is different.
  • FIG. 19 is a schematic explanatory diagram illustrating a correspondence relationship between an arrangement example of the plurality of nozzles 102 provided in the line head 44 ⁇ / b> A according to the first modification and the ejection order on the paper 12.
  • the arrangement of the L2 and L3 columns (see FIG. 4) is reversed with respect to the arrangement example of FIG.
  • each image sequence is generated (completed) by sequentially forming dots at four timings.
  • the image processing unit 80A according to the second modified example is a preferable configuration when the line head 44 can form dots of a plurality of sizes (so-called multi-size dots).
  • FIG. 20 is a schematic explanatory diagram showing an image processing flow in the image processing unit 80A according to the second modification.
  • the image processing unit 80A includes the dot size allocation unit 210 in addition to the resolution conversion unit 120, the CMYK color conversion unit 122, and the halftone processing unit 124 described above. ) Is different.
  • the dot size assigning unit 210 predetermines dot recording rates for a plurality of sizes according to the gradation level.
  • two types of dots of “standard size” and “large size” can be formed.
  • the gradation level is 11 (the number of dots is 11)
  • the standard size is 8 (about 72%), It is assumed that there are three large sizes (about 27%).
  • the size of dots that can be formed is not limited to two types, and may be three or more types.
  • FIG. 21A is a schematic explanatory diagram showing the ejection order of ink corresponding to each image position in the arrangement example shown in FIG.
  • the dot pattern DPTfix [11] as shown in FIG. 21B (upper figure) is obtained as a result of performing the arrangement optimization of 11 dots (see FIGS. 9 to 15E).
  • the image processing unit 80A sequentially performs resolution conversion, CMYK color conversion, and halftone processing on the input image signal to obtain a halftone signal that is binary data.
  • the input image signal corresponding to the gradation level 11 is converted into the dot arrangement shown in FIG. 21B (upper figure).
  • the dot size assigning unit 210 After that, the dot size assigning unit 210 generates a control signal by appropriately assigning “standard size” and “large size” to the halftone signal. At this time, the dot size assignment unit 210 assigns the large size dots so that they are distributed on the center side of the pixel cluster 170 (that is, the dot cluster 200). As a result, as shown in FIGS. 18A to 18E, the longer the size of the first dot 190a (the larger the amount of the first droplet 180a), the longer the time remaining on the image forming surface 188. There is a high possibility that landing interference with other droplets (second droplet 180b and third droplet 180c) will occur. Therefore, the effects according to the present invention are further easily obtained.
  • dot size allocation processing and halftone processing may be performed independently and sequentially, or halftone processing (calculation processing by a systematic dither method using a threshold matrix Mt) and You may do it at the same time.
  • the image forming system 220 according to the third modified example is different from the present embodiment (the image forming apparatus 10 in FIG. 1) in that another apparatus executes the process of creating the threshold matrix Mt.
  • FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of an image forming system 220 according to the third modification.
  • the image forming system 220 includes an image forming apparatus 222 that forms an image, and a threshold matrix creating apparatus 224 that creates a threshold matrix Mt for halftone processing corresponding to the image forming apparatus 222.
  • the threshold value matrix creating device 224 which is a device independent of the image forming device 222, includes a threshold value matrix creating unit 226.
  • the threshold matrix creating unit 226 has a function equivalent to that of the threshold matrix creating unit 82 (see FIGS. 2 and 8) according to the present embodiment.
  • the image forming apparatus 222 basically has the same configuration as that of the image forming apparatus 10 according to the present embodiment (see FIG. 2), but does not include the threshold matrix creating unit 82 and is replaced with the ROM 84.
  • An EEPROM 228 is provided.
  • the threshold value matrix creating device 224 creates the threshold value matrix Mt in advance based on the information of the head unit 42 in the image forming device 222 (particularly, the arrangement information of each nozzle included in the line head 44). To do. Thereafter, the threshold data 230 created by the threshold matrix creation device 224 is recorded in the EEPROM 228.
  • CMYK four color plates
  • the design can be changed to any color plate type and plate number without being limited thereto.
  • a standard ink of CMYK may be combined with an optional ink such as light colors such as LC and LM and W (white).
  • the paper 12 is conveyed by the rotation of the image forming drum 40, but at least one of the head unit 42 and the paper 12 may be conveyed. This is because the present invention can be applied as long as both are relatively moved.
  • the horizontal and vertical size or the number of gradations of the threshold value matrix Mt is not limited to this embodiment, and may be changed as appropriate.

Abstract

　本発明は、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関する。複数のドット形成素子（１００）の配列方向に沿って各ドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）が複数連なって形成されるドットクラスタ（２００）において、ドットクラスタ（２００）の中央側から早いタイミングでドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を形成するように、ドット形成部（４４、４４Ａ）を制御する。

Description

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
　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形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。
　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。
　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、記録媒体又はラインヘッドを１回だけ所定方向に移動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、所定方向（例えば、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。
　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。
　特開２００７－４４９６７号公報には、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。
　特開２００５－１０３８０３号公報には、記録媒体の法線方向に対して所定の角度（特に主方向側に）傾いた方向にインク滴を吐出する方法及び装置が開示されている。これにより、主方向を長軸とする略楕円形状のドットを形成可能であり、主方向におけるドットの重なり程度を向上できる。その結果、観察者が特に視認し易い淡い筋むらの発生を抑制できる。
　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。
　特開２００６－１５９８１０号公報には、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。
　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。後者は、ノズル状態を回復させるべく、吸引等によるヘッドクリーニング処理を施すことで、インク滴の飛行曲がり量を低減できる場合がある。
　しかし、特開２００６－１５９８１０号公報に開示された装置及び方法では、個々のラインヘッド毎に作成された閾値マトリクスをメモリに予め記録しておき、ハーフトーン処理を実行する都度に前記閾値マトリクスを用いる必要がある。このため、演算処理やデータ管理が煩雑となる。また、上記した一時的な変動要因により、飛行曲がりの方向が突発的に反転する場合、期待された補正の効果が得られないどころか、筋むらの発生が却って増長される懸念もある。すなわち、この装置及び方法では、筋むらに対する頑健性（ロバストネス）が低いと言える。
　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、記録媒体又はラインヘッドの移動方向に延在する筋むらに対する頑健性が高い画像形成装置、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。
　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から液滴を吐出することで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、前記配列方向に沿って前記各ドットが複数連なって形成されるドットクラスタにおいて、該ドットクラスタの中央側から早いタイミングでドットを形成するように、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。
　このように、ドット形成素子の配列方向に沿って各ドットが複数連なって形成されるドットクラスタにおいて、該ドットクラスタの中央側から早いタイミングでドットを形成するようにしたので、着弾干渉による物理的効果を利用し、着弾後のドットの連結形状を適切に制御可能である。
　すなわち、早く着弾した液滴（第１液滴）の残余部が記録媒体の内部に吸収されていない状態下、別の液滴（第２液滴）が前記残余部の近傍に着弾することで着弾干渉が生じる。このとき、未吸収の第１液滴には、記録媒体との接触による摩擦力が発生するので、第１及び第２液滴は、記録媒体の表面上を流動することなくそのまま記録媒体の内部に吸収される。すなわち、着弾位置からの位置ずれを生じることなくドットがそれぞれ形成される。また、第１及び第２液滴が連結することで、各ドット間の隙間が連結部位によりカバーされ、ドットの重なり程度を向上できる。
　このように、着弾後のドットの連結形状を適切に制御することで、記録媒体又はラインヘッドの移動方向に延在する筋むらに対する頑健性が高くなる。
　また、前記信号変換部は、前記ドットクラスタの中央側から外側へとドットを順次形成するように、前記入力された画像信号を前記制御信号に変換することが好ましい。
　さらに、前記信号変換部は、隣接する順番でドットを順次形成するように、前記入力された画像信号を前記制御信号に変換することが好ましい。
　さらに、前記信号変換部は、前記ドットクラスタの中央側から早いタイミングでドットを形成させるドット分散特性を有する閾値マトリクスを用いて、組織的ディザ法により前記制御信号に変換することが好ましい。
　さらに、前記複数のドット形成素子の配置情報に基づいて前記閾値マトリクスを作成する閾値マトリクス作成部をさらに有することが好ましい。
　さらに、前記閾値マトリクス作成部は、前記閾値マトリクスの各行列要素をタイミング毎の複数の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前記複数のグループのうち、早いタイミングのグループに属する少なくとも１つの行列要素に対して低い閾値を割り当てる閾値決定部と、を備えることが好ましい。
　さらに、前記閾値決定部は、前記低い閾値が割り当てられた前記少なくとも１つの行列要素の前記配列方向に隣接する行列要素に対して、前記低い閾値よりも高い閾値を割り当てることが好ましい。
　さらに、前記閾値マトリクス作成部は、前記入力された画像信号の複数の階調レベルに応じた複数のドットパターンを作成するドットパターン作成部をさらに有し、前記閾値決定部は、前記ドットパターン作成部により作成された前記複数のドットパターンに基づいて前記閾値マトリクスの各行列要素での閾値を決定することが好ましい。
　さらに、前記ドットパターン作成部は、人間の視覚応答特性に応じた粒状度を定量化した評価値に基づいて前記ドットパターンを作成することが好ましい。
　さらに、前記閾値マトリクスは、前記各画像列の生成に要するタイミング数の整数倍のサイズを有することが好ましい。
　さらに、前記ドット形成部は、複数のサイズを有するドットを形成可能であり、前記信号変換部は、前記ドット形成部により形成される各ドットのうち、大きいサイズのドットが、前記ドットクラスタの中央側に分布するように変換することが好ましい。
　また、前記ドット形成部は、複数のサイズを有するドットを形成可能であり、
　前記信号変換部は、前記入力された画像信号にハーフトーン処理を施してハーフトーン信号を取得するハーフトーン処理部と、前記ドット形成部により形成される各ドットのうち、大きいサイズのドットが前記ドットクラスタの中央側に分布するように、前記ハーフトーン処理部により取得された前記ハーフトーン信号に対し前記複数のサイズを割り付けることで前記制御信号を生成するドットサイズ割付部と、を備えることが好ましい。
　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から液滴を吐出することで、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各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、前記配列方向に沿って前記各ドットが複数連なって形成されるドットクラスタにおいて、該ドットクラスタの中央側から早いタイミングでドットを形成するように、入力された前記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。
　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から液滴を吐出することで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、前記配列方向に沿って前記各ドットが複数連なって形成されるドットクラスタにおいて、該ドットクラスタの中央側から早いタイミングでドットを形成するように、入力された画像信号を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。
　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、ドット形成素子の配列方向に沿ってドットが複数連なって形成されるドットクラスタにおいて、該ドットクラスタの中央側から早いタイミングでドットを形成するように信号変換するようにしたので、着弾干渉による物理的効果を利用し、着弾後のドットの連結形状を適切に制御可能である。
　すなわち、早く着弾した液滴（第１液滴）の残余部が記録媒体の内部に吸収されていない状態下、別の液滴（第２液滴）が前記残余部の近傍に着弾することで着弾干渉が生じる。このとき、未吸収の第１液滴には、記録媒体との接触による摩擦力が発生するので、第１及び第２液滴は、記録媒体の表面上を流動することなくそのまま記録媒体の内部に吸収される。すなわち、着弾位置からの位置ずれを生じることなくドットがそれぞれ形成される。また、第１及び第２液滴が連結することで、各ドット間の隙間が連結部位によりカバーされ、ドットの重なり程度を向上できる。
　このように、着弾後のドットの連結形状を適切に制御することで、記録媒体又はラインヘッドの移動方向に延在する筋むらに対する頑健性が高くなる。
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３のＩＶ－ＩＶ線に沿った概略断面図である。 ラインヘッドが備える複数のノズルの第１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２に示す画像処理部における画像処理流れを表す概略説明図である。 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１０Ａは、図５に示す配置例における、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１０Ｂは、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９のステップＳ４における詳細フローチャートである。 図１２Ａは、配列方向でのインクの吐出順番を表す概略説明図である。図１２Ｂ～図１２Ｅは、階調レベルが９である場合における、ドットパターン上でのドットの配置を決定する演算過程を説明する図である。 図１１のステップＳ１４及びＳ１７における詳細フローチャートである。 図１３のステップＳ３６における詳細フローチャートである。 図１５Ａは、配列方向でのインクの吐出順番を表す概略説明図である。図１５Ｂ～図１５Ｅは、階調レベルが１５である場合における、ドットパターン上でのドットの配置を決定する演算過程を説明する図である。 閾値マトリクスの決定例を表す説明図である。 図１７Ａ～図１７Ｃは、第１液滴と第２液滴との吐出タイミングが離れている場合における各ドットの形成過程を時系列的に表す概略説明図である。 図１８Ａ～図１８Ｅは、本実施の形態に係る画像形成方法を用いた場合における、各ドットの形成過程を時系列的に表す概略説明図である。 第１変形例に係る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。 第２変形例に係る画像処理部における画像処理流れを表す概略説明図である。 図２１Ａは、図１９に示すノズルの配置例における、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２１Ｂは、閾値マトリクスの各セルに対してドットサイズを割り付けた結果を表す概略説明図である。 第３変形例に係る画像形成システムの構成を表すブロック図である。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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、ドットクラスタの中央側から早いタイミングでドットを形成させる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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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列～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。
　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。
　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。
　図５は、ラインヘッド４４が備える複数のノズル１０２の第１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を用いた場合を例に説明する。
　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。
　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。
　図６は、図２に示す画像処理部８０における画像処理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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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１５Ｅを参照しながら詳細に説明する。
　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。
　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とを備える。
　さらに、ドットパターン決定部１３４は、時間グループ分類部１４２（グループ分類部）と、ドット条件設定部１４４（更には、ドット数分配部１４６及び配置グループ決定部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、ドット確定判別部１６０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１６２として機能する。
　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、図１１及び図１３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。
　本実施の形態では、図５に示す構成例におけるドット形成方法を適用することを前提に、サイズが３×１２（行数が３行、列数が１２列）である閾値マトリクス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。ここで、閾値マトリクスＭｔの列方向のサイズ「１２」は、画像列の生成に要するタイミング数Ｎ＝４（図５参照）の整数倍に相当する。これにより、組織的ディザ法によるハーフトーン処理の際に、閾値マトリクスＭｔと画素の対応位置とが常に同期するので好ましい。
　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。
　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。
　図９において、先ず、時間グループ分類部１４２は、閾値マトリクスＭｔに対応する各セルを複数の時間グループに分類する（ステップＳ１）。
　図１０Ａは、図５に示すラインヘッド４４の構成例における、矩形格子内の各セルの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～Ｃ」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～ｌ」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（例えば、図１０Ｂ、図１２Ａ等）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。
　上図において、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「６」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。
　一方、下図において、各セルに表記された算用数字は、配列方向でのインクの吐出順番を表す。例えば、Ｃ行目の全セル（１２個）に関し、最も早いタイミングである「３」から最も遅いタイミングである「６」までの４つの吐出タイミングの集合に分類される（上図参照）。この場合、相対的に最も早いタイミングである「３」のセルには、「１」を表記している。以下、配列方向に沿った画像列毎の吐出タイミングに応じてグループ化したセルの集合を「時間グループ」と定義する。
　図１０Ｂに示すように、「１」と表記された全セル（すなわち、ａ列目、ｅ列目及びｉ列目のセル）を「第１時間グループ」に分類する。「２」と表記された全セル（すなわち、ｂ列目、ｆ列目及びｊ列目のセル）を「第２時間グループ」に分類する。「３」と表記された全セル（すなわち、ｃ列目、ｇ列目及びｋ列目のセル）を「第３時間グループ」に分類する。「４」と表記された全セル（すなわち、ｄ列目、ｈ列目及びｌ列目のセル）を「第４時間グループ」に分類する。
　次いで、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Ｓ２）。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の行列要素の総数は３６個であるから、３６階調（ｌｖ＝０～３５）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。
　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Ｓ３）。ここで、制約条件とは、閾値マトリクスＭｔの各行列要素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。
　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Ｓ４）。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。
　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Ｓ５）。確定していないと判別された場合、ステップＳ２に戻って、以下、確定するまでステップＳ２～Ｓ４を繰り返す。
　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Ｓ６）。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つの行列要素に対し、閾値（＝ｌｖ）を割り当てる。
　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。
　続いて、図９のステップＳ４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１１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。本方法では、各セルを複数のグループに分類し、優先順位が高いグループのセルに対してドットを適宜追加しながら、配置全体の最適化を行う。以下、指定レベルｌｖの数と等しいドット数をドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］に配置する場合を想定し、ｌｖ＝９でのドットの配置例について説明する。
　先ず、ドット条件設定部１４４（ドット数分配部１４６）は、各グループに分配するドット数を、指定レベルｌｖに応じて決定する（ステップＳ１１）。ここで、各グループとは、上述した時間グループ（図１２Ａに示す第１～第４時間グループ）又は後述する配置グループ（第１～第５配置グループ）である。
　ドット数分配部１４６は、例えば、画像に対する各ノズル１０２の寄与度を均一にするため、ドットを略同数（＝ｌｖ／Ｎ）に分配する。なお、タイミングが早い時間グループに対して優先的にドットを分配してもよい。あるいは、タイミングが最も早い第１時間グループ及びこれに隣接する時間グループ（第２及び第４時間グループ）に対して優先的にドットを分配してもよい。
　ここでは、第１、第２、第３及び第４時間グループに、４個、２個、０個及び３個のドットをそれぞれ分配したとする。
　次いで、ドット条件設定部１４４は、自然数である変数ｎに１を代入し、ｎを初期化する（ステップＳ１２）。なお、ｎ（ｎ＝１～Ｎ）は、図１０Ｂに示した時間グループの種別（第ｎ時間グループ）を表す。
　次いで、ドット条件設定部１４４（配置グループ決定部１４８）は、第０配置グループを決定し、ドットを新たに配置する候補である対象セルを抽出する（ステップＳ１３）。ｎ＝１の場合、未だドットが配置（確定）されていない。したがって、抽出される対象セルは存在せず（図１２Ｂ参照）、ステップＳ１４、Ｓ１５による演算処理は実行されない。なお、図１２Ｂ～図１２Ｅにおいて、矩形格子のうち着色がないセルは、ドットが配置されていないセルに相当する。
　次いで、配置グループ決定部１４８は、第１配置グループを決定し、ドットを新たに配置する候補である対象セルを抽出する（ステップＳ１６）。ｎ＝１の場合、第１時間グループに属する全セルを抽出する（図１２Ｃ参照）。なお、図１２Ｃ～図１２Ｅにおいて、矩形格子のうちハッチングが付されたセルは、現時点での対象セルに相当する。
　次いで、ドットパターン作成部１６２は、ドットパターンＤＰＴに対して、第１配置グループ内で部分的に最適化する（ステップＳ１７）。例えば、配置が異なるドットパターン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とができる。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。
　本実施の形態では、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、図１３のフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
　先ず、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Ｓ３１）。初期パターン作成部１５０は、図１１のステップＳ１１で分配された時間グループ毎のドット数に応じて、現時点で配置する予定であるドットの個数を決定する。そして、初期パターン作成部１５０は、現時点で抽出された配置グループに属する対象セル上に、決定した個数のドットを配置する。なお、図１１において、最初のループ（ｎ＝１）では第１配置グループが抽出されており、ｎ回目のループでは第（２ｎ－１）配置グループが抽出される。
　対象セルの選択は、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。また、既に確定したドットパターンＤＰＴｆｉｘに対して、不足する数だけドットを新たに配置してもよい。
　次いで、評価値マップ算出部１５４は、ステップＳ３１で作成したドットパターンＤＰＴｉｎｉから、初期データとしての評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｉｎｉを算出する（ステップＳ３２）。評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｉｎｉ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。
　また、階調レベル（すなわち、ドットの配置率）に応じて評価関数の種類を変更してもよい。特に、本発明の効果が顕著である範囲（配置率が概ね２０～４０％）において、矢印Ｘ方向（配列方向）にドットクラスタが形成され易くなるような評価関数を選択することが好ましい。
　さらに、画像形成装置１０の出力特性に応じて評価関数を適宜変更してもよい。この「出力特性」には、記録媒体・インクの種類のみならず、画像の形成に関する各種物理量（例えば、用紙１２のインク吸収量、吸収速度等）が含まれてもよい。
　次いで、全体評価値算出部１５６は、ステップＳ３２で作成した評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｉｎｉから、初期データとしての全体評価値ＥＶＡを算出する（ステップＳ３３）。評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｉｎｉ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＿ＭＡＰｉｎｉのセル毎の総和であってもよい。
　次いで、ドットパターンＤＰＴｉｎｉ等の初期状態を格納する（ステップＳ３４）。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Ｓ３１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Ｓ３３で求めた評価値ＥＶＡｉｎｉ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Ｓ３２で求めた評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｉｎｉを上書き更新する。
　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Ｓ３５）。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。
　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Ｓ３６）。この取得方法について、図１４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。
　先ず、ドット位置移動部１５２は、現時点で選択された配置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Ｓ５１）。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１２Ｃ例では、第１配置グループに属する９個の行列要素のうちから２個の組合せを選択することから、３６通りの組合せを有効にする。
　次いで、ドット位置移動部１５２は、評価値マップＥＶ＿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Ｓ５２）。すなわち、評価値マップＥＶ＿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。
　次いで、ドット位置移動部１５２は、ステップＳ５２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Ｓ５３）。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。
　変化しないと判別された場合、ステップＳ５２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Ｓ５４）、評価値マップＥＶ＿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Ｓ５２）。
　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Ｓ５５）。制約条件を満たさないと判別された場合、ステップＳ５２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Ｓ５４）、評価値マップＥＶ＿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Ｓ５２）。
　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Ｓ５６）。
　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Ｓ３６）。
　次いで、図１３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Ｓ３７）。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Ｓ３７）。これらの算出方法は、ステップＳ１２及びＳ１３での算出方法と同一である。
　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Ｓ３８）。ＥＶＡｔｍｐ＞ＥＶＡを満たさない（すなわち、ＥＶＡｔｍｐ≦ＥＶＡである）場合は、ステップＳ３９を行うことなく、次のステップＳ４０に進む。
　一方、ＥＶＡｔｍｐ＞ＥＶＡを満たす場合、ステップＳ３６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Ｓ３６で求めたドットパターンＤＰＴｔｍｐを上書き更新する（ステップＳ３９）。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Ｓ３７で求めた評価値ＥＶＡｔｍｐを上書き更新する（ステップＳ３９）。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Ｓ３７で求めた評価値マップＥＶ＿ＭＡＰｔｍｐを上書き更新する（ステップＳ３９）。その後、次のステップＳ４０に進む。
　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Ｓ４０）。
　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Ｓ４１）。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Ｓ４２）。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Ｓ３６まで戻り、以下ステップＳ３６～Ｓ４０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。
　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Ｓ４３）。
　このようにして、ドットパターン作成部１６２は、第１配置グループ内で、ドットパターンＤＰＴを部分的に最適化する（図１１のステップＳ１７参照）。その結果、図１２Ｃに示すように、第１配置グループのうち、太枠で囲んだ４個のセルにドットを配置することが確定したとする。
　次いで、図１１に戻って、ドット確定判別部１６０は、全ドットの位置が確定したか否かを判別する（ステップＳ１８）。確定していないと判別された場合、ドット確定判別部１６０は、ｎに１を加算した後（ステップＳ１９）、ｎ＞Ｎを満たすか否かを判別する（ステップＳ２０）。すなわち、すべての時間グループに対してドットの配置が完了したか否かを判別する。
　ｎ＞Ｎを満たさない（すなわち、ｎ≦Ｎである）場合、ステップＳ１３に戻って、配置グループ決定部１４８は、第２配置グループを決定し、ドットを新たに配置する候補である対象セルを抽出する（ステップＳ１３；２回目）。ここで、第２配置グループは、既に配置されたドットと配列方向に隣接するセルで構成される。すなわち、図１２Ｄに示すように、第２配置グループは、ドットを配置することが確定した４個のセルと配列方向に隣接する８個の対象セルで構成される。なお、図１２Ｄ及び図１２Ｅにおいて、矩形領域のうち黒で着色されたセルは、ドットを配置することが既に確定したセルに相当する。
　次いで、ドットパターン作成部１６２は、ドットパターンＤＰＴに対して、第２配置グループ内で部分的に最適化する（ステップＳ１４；２回目）。最適化演算の具体的方法については、第２配置グループ内での部分最適化（ステップＳ１７）で既に説明した通りである。最適化演算の結果、図１２Ｄに示すように、８個の対象セルのうち、太枠で囲んだ５個のセルにドットを配置することが確定したとする。
　次いで、ドット確定判別部１６０は、全ドットの位置が確定したか否かを判別する（ステップＳ１５；２回目）。現時点において、９個のドットのすべての位置が確定したので（ＹＥＳ）、ステップＳ２１に進む。
　最後に、ステップＳ４３で最後に更新されたドットパターンＤＰＴ（図１２Ｅ参照）を、ドットパターンＤＰＴｆｉｘ［ｌｖ］として確定する（ステップＳ２１）。その後、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。
　このようにして、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Ｓ４）。
　図１２Ｅに示すように、矩形格子上に配置されたドットのうち、配列方向（左右方向）に複数の画素が連なった画素クラスタが３つ形成されている。例えば、３つの画素で構成された画素クラスタ１７０において、その中央の画素は、最も早いタイミングで形成されるセル｛第１時間グループに属するセル（Ｂ，ｅ）｝上に配置されている。
　続いて、上記したｌｖ＝９でのドットの配置例と同じ条件下で、指定レベルｌｖ＝１５でのドットパターンＤＰＴｆｉｘ［１５］を決定する過程について、図１５Ａ～図１５Ｅを参照しながらさらに説明する。なお、図１５Ｂ～図１５Ｅにおける各セルの表記態様は、図１２Ｂ～図１２Ｅと同様である。
　なお、ステップＳ１１において、ドット数分配部１４６は、第１、第２、第３及び第４時間グループに、４個、４個、４個及び３個のドットをそれぞれ分配したとする。
　上記した説明の通り、ｌｖ＝９の場合と同様のステップを経て、第１及び第２配置グループ内での部分最適化によって９個のドットの配置が確定する（図１２Ｅ参照）。ｌｖ＝１５の場合、２回目のステップＳ１５において、ドットの配置がまだ確定していないと判別され、ステップＳ１６（図１１参照）に進む。
　次いで、配置グループ決定部１４８は、第３配置グループを決定し、ドットを新たに配置する候補である対象セルを抽出する（ステップＳ１６；２回目）。ここで、第３配置グループは、第２時間グループと第２配置グループ（第２時間グループに属するセルに限る。）との差集合に属するセルで構成される。すなわち、図１５Ｂに示すように、第３配置グループは、第２時間グループから、第２配置グループ（４個）を除外した５個の対象セル（ハッチングを付したセル）で構成される。そして、２回目のステップＳ１７での部分最適化の結果、５個の対象セルのうち、太枠で囲んだ２個のセルにドットを配置することが確定したとする。このとき、配置される１５個のドットのうち、１１個のドットの位置が確定し、残りの４個のドットの位置が未だ確定していない状態下にある。
　次いで、配置グループ決定部１４８は、第４配置グループを決定し、ドットを新たに配置する候補である対象セルを抽出する（ステップＳ１３；３回目）。ここで、第４配置グループは、既に配置されたドットと配列方向に隣接するセルで構成される。すなわち、図１５Ｃに示すように、第４配置グループは、ドットを配置することが確定した９個のセル（黒で着色したセル）と配列方向に隣接する８個の対象セルで構成される。なお、第１時間グループのセル｛（Ｃ，ａ）の１個｝及び第２時間グループのセル｛（Ａ，ｂ）、（Ａ，ｅ）、（Ａ，ｊ）の３個｝は、ステップＳ１１で決定したドット数を既に配置しているので、対象セルから除外しておく。
　そして、３回目のステップＳ１４での部分最適化の結果、８個の対象セルのうち、太枠で囲んだ２個のセルにドットを配置することが確定したとする。このとき、配置される１５個のドットのうち、１３個のドットの位置が確定し、残りの２個のドットの位置が未だ確定していない状態下にある。
　次いで、配置グループ決定部１４８は、第５配置グループを決定し、ドットを新たに配置する候補である対象セルを抽出する（ステップＳ１６；３回目）。ここで、第５配置グループは、第３時間グループと第４配置グループ（第３時間グループに属するセルに限る。）との差集合に属するセルで構成される。すなわち、図１５Ｄに示すように、第５配置グループは、第３時間グループから、既に配置されたセル及び第４配置グループ（４個）を除外した２個の対象セル（ハッチングを付したセル）で構成される。
　そして、３回目のステップＳ１７での部分最適化の結果、２個の対象セルのうち、太枠で囲んだ２個のセルにドットを配置することが確定したとする。そうすると、１５個のドットの位置がすべて確定したので（ステップＳ１８；３回目）、最後に更新されたドットパターンＤＰＴを、ＤＰＴｆｉｘ［１５］として確定する（ステップＳ２１）。
　図１６は、閾値マトリクスＭｔの決定例を表す説明図である。本図は、図１２Ｅ及び図１５Ｅに示すドットパターンＤＰＴｆｉｘ［９］、ＤＰＴｆｉｘ［１５］の配置とそれぞれ整合するように、一部の行列要素に対して閾値を割り当てた結果の一例を示している。なお、余白のセルは、閾値が未だ確定していないことを意味する。
　画素クラスタ１７０（図１２参照）に対応する閾値列１７２（角丸矩形で囲んだ領域内の数字）を参照すると、第１時間グループに属する行列要素｛（Ｂ，ｅ）のセル｝に対して、低い閾値「２」が割り当てられる。そして、この行列要素の配列方向（左右方向）に隣接する行列要素｛（Ｂ，ｄ）及び（Ｂ，ｆ）のセル｝に対して閾値「２」よりも高い閾値「５」及び「８」がそれぞれ割り当てられる。
　このようにすれば、ドットクラスタ２００（図１８Ｅ参照）の中央側から早いタイミングでドットを形成させるドット分散特性を、閾値マトリクスＭｔに付与することができる。
　続いて、このように作成された閾値マトリクスＭｔを用いてハーフトーン処理を施すことによる、用紙１２上に形成される画像の改善効果について、図１７Ａ～図１８Ｅを参照しながら説明する。特に、画像形成部１８（図１参照）での画像の形成過程に注目する。
　以下、１番目に着弾するインク滴を第１液滴１８０ａといい、２番目に着弾するインク滴を第２液滴１８０ｂといい、３番目に着弾するインク滴を第３液滴１８０ｃという。説明の簡略化のため、第１液滴１８０ａ（第２液滴１８０ｂ、第３液滴１８０ｃ）は、用紙１２を着色する顔料１８２ａ（１８２ｂ、１８２ｃ）と、該顔料１８２ａ（１８２ｂ、１８２ｃ）を分散する溶媒１８４ａ（１８４ｂ、１８２ｃ）とから組成されるものとする。また、画像形成部１８による画像の形成前において、用紙１２の表面には処理液塗布部１６により処理液が塗布されており、処理液層１８６が形成されている。
　図１７Ａ～図１７Ｃは、第１液滴１８０ａと第２液滴１８０ｂとの吐出タイミングが離れている場合における、各ドットの形成過程を時系列的に表す概略説明図である。ここでは、第１液滴１８０ａと第２液滴１８０ｂとは、矢印Ｘ方向（配列方向）に隣接した位置に吐出されたものとする。
　先ず、第１液滴１８０ａは、用紙１２の画像形成面１８８上に着弾する（図１７Ａ参照）。その着弾後、第１液滴１８０ａは用紙１２側に吸収される。溶媒１８４ａは、処理液層１８６及び用紙１２の内部に徐々に拡散される。一方、顔料１８２ａは、処理液との化学反応により、図示しないラテックス粒子と共に凝集され、処理液層１８６内に捕捉される。
　そして、第１液滴１８０ａが着弾して十分に時間が経過した後、第２液滴１８０ｂは、用紙１２の画像形成面１８８上に着弾する（図１７Ｂ参照）。この時点では、第１液滴１８０ａは、画像形成面１８８上に残存しておらず、用紙１２側にすべて吸収されている。すなわち、第２液滴１８０ｂは、第１液滴１８０ａとの着弾干渉を生じることなく、用紙１２側に吸収される。その後、第２液滴１８０ｂの吸収過程は、第１液滴１８０ａの場合と同様である。
　そして、第２液滴１８０ｂが着弾して十分に時間が経過した後、顔料１８２ａによる第１ドット１９０ａと、顔料１８２ｂによる第２ドット１９０ｂとが処理液層１８６上にそれぞれ形成される（図１７Ｃ参照）。以下、矢印Ｘ方向に対して連結された複数のドットをドットクラスタ１９２という。
　第１液滴１８０ａ及び第２液滴１８０ｂの着弾位置精度が良好である場合、第１ドット１９０ａと第２ドット１９０ｂとの離間距離は存在しないか微小である。しかしながら、ノズル１０２の飛行曲がり等により着弾位置精度が十分でない場合、第１ドット１９０ａと第２ドット１９０ｂとの間に隙間１９４を生じる。これにより、矢印Ｙ方向（搬送方向）に延在する筋むらとして視認され得る。
　一方、図１８Ａ～図１８Ｅは、本実施の形態に係る画像形成方法を用いた場合における、各ドットの形成過程を時系列的に表す概略説明図である。ここでは、画素クラスタ１７０（図１２Ｅ参照）に応じた各ドットを形成する場合について説明する。すなわち、第１液滴１８０ａ、第２液滴１８０ｂ及び第３液滴１８０ｃは、矢印Ｘ方向（配列方向）に隣接した位置に吐出されたものとする。
　先ず、第１のタイミング（第１時間グループ）で吐出された第１液滴１８０ａは、用紙１２の画像形成面１８８上に着弾する（図１８Ａ参照）。上記した説明の通り、その着弾後、第１液滴１８０ａは用紙１２側に吸収される。
　そして、間もなく、第２のタイミング（第２時間グループ）で吐出された第２液滴１８０ｂは、用紙１２の画像形成面１８８上に着弾する（図１８Ｂ参照）。このとき、第１液滴１８０ａの一部は、用紙１２側に既に吸収されているが、第１液滴１８０ａの残余部は、画像形成面１８８上に未だ存在している。このため、第１液滴１８０ａの残余部と、第２液滴１８０ｂとが連結する、いわゆる着弾干渉が発生する。その際、表面張力の作用により、両者の間で液滴の移送が行われる。このとき、画像形成面１８８との接触により摩擦力が発生するので、第１液滴１８０ａの残存部には、第２液滴１８０ｂ側への移送を妨げる抗力が発生する。したがって、第２液滴１８０ｂの一部は、破線矢印方向に引き寄せられ、移送される（図１８Ｃ参照）。以下、画像形成面１８８上で連結された液滴を連結液滴１９８という。
　そして、間もなく、第３のタイミング（第４時間グループ）で吐出された第３液滴１８０ｃは、用紙１２の画像形成面１８８上に着弾する。このとき、第１液滴１８０ａ及び第２液滴１８０ｂの一部は、用紙１２側に既に吸収されているが、連結液滴１９８は、画像形成面１８８上に未だ存在している。このため、第３液滴１８０ｃと連結液滴１９８とが連結する、いわゆる着弾干渉が再び発生する。その際、表面張力の作用により、両者の間で液滴の移送が行われる。このとき、画像形成面１８８との接触により摩擦力が発生するので、連結液滴１９８には、第３液滴１８０ｃ側への移送を妨げる抗力が発生する。したがって、第３液滴１８０ｃの一部は、破線矢印方向に引き寄せられ、移送される（図１８Ｄ参照）。
　そして、第３液滴１８０ｃが着弾して十分に時間が経過した後、顔料１８２ａを主成分とする第１ドット１９０ａと、顔料１８２ｂを主成分とする第２ドット１９０ｂと、顔料１８２ｃを主成分とする第３ドット１９０ｃとが処理液層１８６上にそれぞれ形成される（図１８Ｅ参照）。隣接するドット間の隙間が連結部位によりカバーされるので、隙間が生じないドットクラスタ２００を形成可能である。
　このように、ドットクラスタ２００の中央側から早いタイミングで第１ドット１９０ａ、第２ドット１９０ｂ、第３ドット１９０ｃを形成することで、着弾干渉による物理的効果を利用し、着弾後のドットの連結形状を適切に制御可能である。これにより、着弾位置精度が十分でない場合であっても、用紙１２又はラインヘッド４４の移動方向に延在する筋むらに対する頑健性（ロバストネス）が高くなる。
　また、中央側から外側へとドットを順次形成することで、中央側のドットとその両端のドットとの連結が容易となる。図１８Ａ～図１８Ｅ例では、第１ドット１９０ａの形成後にその右側に第２ドット１９０ｂを形成する場合と、第１ドット１９０ａの形成後にその左側に第３ドット１９０ｃを形成する場合とに相当する。
　さらに、隣接する順番でドットを形成することで、ドットの連結の連鎖が起こり易くなるので、本発明の作用効果が顕著になる。
　続いて、本実施の形態に係る第１～第３変形例について、図１９～図２２を参照しながら説明する。
　第１変形例に係るラインヘッド４４Ａは、複数のノズル１０２の配置が本実施の形態（図５のラインヘッド４４）と異なる。ノズル１０２の配置が異なっていても、本発明を適用できることは言うまでもない。
　図１９は、第１変形例に係るラインヘッド４４Ａが備える複数のノズル１０２の配置例と、用紙１２上での吐出順番との対応関係を表す概略説明図である。本図では、図５の配置例に対して、第Ｌ２列及び第Ｌ３列（図４参照）の配置が逆転している。この場合、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、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。
　第２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。
　図２０は、第２変形例に係る画像処理部８０Ａにおける画像処理流れを表す概略説明図である。
　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２１０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２１０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２変形例では、「標準サイズ」及び「大サイズ」の２種類のドットを形成可能とし、階調レベル１１（ドット数が１１個）の場合、標準サイズが８個（約７２％）、大サイズが３個（約２７％）であるとする。なお、形成可能なドットのサイズは２種類に限定されず、３種類以上であってもよい。
　図２１Ａは、図１９に示す配置例における、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。本実施の形態の場合と同様に、１１個のドットの配置最適化（図９～図１５Ｅ参照）を行った結果、図２１Ｂ（上図）に示すようなドットパターンＤＰＴｆｉｘ［１１］が得られたとする。
　一方、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。この場合、階調レベル１１に応じた入力画像信号は、図２１Ｂ（上図）に示すドット配置に変換される。
　その後、ドットサイズ割付部２１０は、前記ハーフトーン信号に対し、「標準サイズ」及び「大サイズ」を適切に割り付けることで制御信号を生成する。このとき、ドットサイズ割付部２１０は、大サイズのドットが画素クラスタ１７０（すなわち、ドットクラスタ２００）の中央側に分布するように割り当てる。これにより、図１８Ａ～図１８Ｅに示すように、第１ドット１９０ａのサイズを大きくするほど（第１液滴１８０ａの滴量が多いほど）、画像形成面１８８上に残存する時間が長くなるため、他の液滴（第２液滴１８０ｂ及び第３液滴１８０ｃ）との着弾干渉が生じる可能性が高くなる。よって、本発明に係る作用効果が更に得られ易くなる。
　この結果、図２１Ｂ（下図）に示すように、画素クラスタ２１２のうち、中央の画素には「大サイズ」のドット（ダブルハッチングを付した領域）が割り付けられ、その両端の画素には「通常サイズ」のドット（シングルハッチングを付した領域）が割り付けられる。
　なお、第２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。
　第３変形例に係る画像形成システム２２０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。
　図２２は、第３変形例に係る画像形成システム２２０の構成を表すブロック図である。画像形成システム２２０は、画像を形成する画像形成装置２２２と、該画像形成装置２２２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２２４とから構成される。
　画像形成装置２２２と独立した装置である閾値マトリクス作成装置２２４は、閾値マトリクス作成部２２６を備えている。閾値マトリクス作成部２２６は、本実施の形態に係る閾値マトリクス作成部８２（図２及び図８参照）と同等の機能を有している。
　画像形成装置２２２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ＥＥＰＲＯＭ２２８を備える。
　例えば、閾値マトリクス作成装置２２４（閾値マトリクス作成部２２６）は、画像形成装置２２２におけるヘッドユニット４２の情報（特に、ラインヘッド４４が備える各ノズルの配置情報）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２２４により作成された閾値データ２３０をＥＥＰＲＯＭ２２８に記録しておく。
　このＥＥＰＲＯＭ２２８を画像形成装置２２２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。
　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。
　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。
　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。
　さらに、閾値マトリクスＭｔの横縦サイズ又は階調数は、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。

Claims (14)

  1. 　配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子（１００）を備え、該複数のドット形成素子（１００）から液滴（１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ）を吐出することで複数のドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を記録媒体（１２）上に形成するドット形成部（４４、４４Ａ）と、
    　前記ドット形成部（４４、４４Ａ）及び前記記録媒体（１２）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（４４、４４Ａ）と前記記録媒体（１２）とを相対移動させる搬送部（４０）と、
    　前記搬送部（４０）による前記相対移動の下、複数のタイミングで各ドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）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（４４、４４Ａ）を制御信号に基づいて制御するドット形成制御部（８６）と、
    　前記配列方向に沿って前記各ドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）が複数連なって形成されるドットクラスタ（２００）において、該ドットクラスタ（２００）の中央側から早いタイミングでドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を形成するように、入力された画像信号を前記ドット形成制御部（８６）に供される前記制御信号に変換する信号変換部（８０、８０Ａ）と
    　を有することを特徴とする画像形成装置（１０、２２２）。
  2. 　請求項１記載の画像形成装置（１０、２２２）において、
    　前記信号変換部（８０、８０Ａ）は、前記ドットクラスタ（２００）の中央側から外側へとドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を順次形成するように、前記入力された画像信号を前記制御信号に変換することを特徴とする画像形成装置（１０、２２２）。
  3. 　請求項２記載の画像形成装置（１０、２２２）において、
    　前記信号変換部（８０、８０Ａ）は、隣接する順番でドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を順次形成するように、前記入力された画像信号を前記制御信号に変換することを特徴とする画像形成装置（１０、２２２）。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置（１０、２２２）において、
    　前記信号変換部（８０）は、前記ドットクラスタ（２００）の中央側から早いタイミングでドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を形成させるドット分散特性を有する閾値マトリクス（Ｍｔ）を用いて、組織的ディザ法により前記制御信号に変換することを特徴とする画像形成装置（１０、２２２）。
  5. 　請求項４記載の画像形成装置（１０）において、
    　前記複数のドット形成素子（１００）の配置情報に基づいて前記閾値マトリクス（Ｍｔ）を作成する閾値マトリクス作成部（８２）をさらに有することを特徴とする画像形成装置（１０）。
  6. 　請求項５記載の画像形成装置（１０）において、
    　前記閾値マトリクス作成部（８２）は、
    　前記閾値マトリクス（Ｍｔ）の各行列要素をタイミング毎の複数のグループに分類するグループ分類部（１４２）と、
    　前記グループ分類部（１４２）により分類された前記複数のグループのうち、早いタイミングのグループに属する少なくとも１つの行列要素に対して低い閾値を割り当てる閾値決定部（１３８）と、を備える
    　ことを特徴とする画像形成装置（１０）。
  7. 　請求項６記載の画像形成装置（１０）において、
    　前記閾値決定部（１３８）は、前記低い閾値が割り当てられた前記少なくとも１つの行列要素の前記配列方向に隣接する行列要素に対して、前記低い閾値よりも高い閾値を割り当てることを特徴とする画像形成装置（１０）。
  8. 　請求項６又は７に記載の画像形成装置（１０）において、
    　前記閾値マトリクス作成部（８２）は、前記入力された画像信号の複数の階調レベルに応じた複数のドットパターン（ＤＰＴ、ＤＰＴｆｉｘ、ＤＰＴｉｎｉ）を作成するドットパターン作成部（１６２）をさらに有し、
    　前記閾値決定部（１３８）は、前記ドットパターン作成部（１６２）により作成された前記複数のドットパターン（ＤＰＴ、ＤＰＴｆｉｘ、ＤＰＴｉｎｉ）に基づいて前記閾値マトリクス（Ｍｔ）の各行列要素での閾値を決定する
    　ことを特徴とする画像形成装置（１０）。
  9. 　請求項８記載の画像形成装置（１０）において、
    　前記ドットパターン作成部（１６２）は、人間の視覚応答特性に応じた粒状度を定量化した評価値に基づいて前記ドットパターン（ＤＰＴ、ＤＰＴｆｉｘ、ＤＰＴｉｎｉ）を作成することを特徴とする画像形成装置（１０）。
  10. 　請求項４～９のいずれか１項に記載の画像形成装置（１０）において、
    　前記閾値マトリクス（Ｍｔ）は、前記各画像列の生成に要するタイミング数の整数倍のサイズを有することを特徴とする画像形成装置（１０）。
  11. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の画像形成装置（１０、２２２）において、
    　前記ドット形成部（４４、４４Ａ）は、複数のサイズを有するドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を形成可能であり、
    　前記信号変換部（８０）は、前記ドット形成部（４４、４４Ａ）により形成される各ドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）のうち、大きいサイズのドットが、前記ドットクラスタ（２００）の中央側に分布するように変換する
    　ことを特徴とする画像形成装置（１０、２２２）。
  12. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置（１０、２２２）において、
    　前記ドット形成部（４４、４４Ａ）は、複数のサイズを有するドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を形成可能であり、
    　前記信号変換部（８０Ａ）は、
    　前記入力された画像信号にハーフトーン処理を施してハーフトーン信号を取得するハーフトーン処理部（１２４）と、
    　前記ドット形成部（４４、４４Ａ）により形成される各ドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）のうち、大きいサイズのドットが前記ドットクラスタ（２００）の中央側に分布するように、前記ハーフトーン処理部（１２４）により取得された前記ハーフトーン信号に対し前記複数のサイズを割り付けることで前記制御信号を生成するドットサイズ割付部（２１０）と、を備える
    　ことを特徴とする画像形成装置（１０、２２２）。
  13. 　配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子（１００）から液滴（１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ）を吐出することで、複数のドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を記録媒体（１２）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（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を順次形成させて前記配列方向の各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、
    　前記配列方向に沿って前記各ドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）が複数連なって形成されるドットクラスタ（２００）において、該ドットクラスタ（２００）の中央側から早いタイミングでドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を形成するように、入力された前記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（１００）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。
  14. 　画像形成装置（２２２）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（２２４）であって、
    　前記画像形成装置（２２２）は、配列方向に沿って配列された複数のドット形成素子（１００）を備え、該複数のドット形成素子（１００）から液滴（１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ）を吐出することで複数のドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を記録媒体（１２）上に形成するドット形成部（４４、４４Ａ）と、前記ドット形成部（４４、４４Ａ）及び前記記録媒体（１２）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（４４、４４Ａ）と前記記録媒体（１２）とを相対移動させる搬送部（４０）と、前記搬送部（４０）による前記相対移動の下、複数のタイミングで各ドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）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（４４、４４Ａ）を制御信号に基づいて制御するドット形成制御部（８６）とを備えている場合、
    　前記配列方向に沿って前記各ドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）が複数連なって形成されるドットクラスタ（２００）において、該ドットクラスタ（２００）の中央側から早いタイミングでドット（１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ）を形成するように、入力された画像信号を前記制御信号に変換する閾値マトリクス（Ｍｔ）を作成する閾値マトリクス作成部（２２６）を有する
    　ことを特徴とする閾値マトリクス作成装置（２２４）。
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