JP3840144B2 - 閾値マトリクス、画像処理装置、画像形成装置及びプリンタドライバ - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は閾値マトリクス、画像処理装置、画像形成装置及びプリンタドライバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置（画像記録装置）において、デジタル画像出力は、「１」と「０」すなわち「ＯＮ」と「ＯＦＦ」で構成される２値画像が主であったが、作像エンジンの進歩と高画質画像のニーズの高まりにより、１画素で複数の階調を表現する少値（多値）画像が主になっている。
【０００３】
ここで言う「少値」とは、一般的に言われる「多値」、「２値」に対するものであり、情報量としては「多値」≧「少値」＞「2値」の関係となる。通常、画像処理を行う場合、入力画像データとして１画素当たり８bit（２５６値）程度の情報量を持った多値データが使用されるが、実際にそのデータを出力する側の画像形成装置で１画素当たり１〜３bit程度の表現力しか持たない場合、便宜上、2値以上であるが多値と称するには情報量の少ないものに対して「少値」と表現する。
【０００４】
例えば、インク滴を吐出して画像を形成（記録）するインクジェット記録装置において、階調記録を行う方式としては、インクの濃淡を変化させる濃度変調方式と異なるサイズのドットを利用したドットサイズ変調方式、更にはその両方を合わせた方式の３つが主に使用されている
【０００５】
この場合、インクジェット記録装置あっては、インクジェットヘッドの圧力発生手段、例えば、サーマルインクジェット方式の場合は、気泡を発生させるための発熱抵抗体であり、ピエゾ方式の場合は、液室壁を変形させるための電気機械変換素子であるピエゾ素子であり、静電方式の場合には電極に与える駆動波形の駆動電圧の大きさ、パルス幅、パルス数など変化させることで、ドットサイズを変化させるが、インクの広がりなどがあるため、せいぜい、ドットサイズとしては「大滴、中滴、小滴、印字なし」の４値程度が限界である。
【０００６】
ここで、一般的に使用されている２値化処理および少値化処理を適用した場合のドットパターンの一例を図３６に示している。同図（ａ）は２値化処理を行ってドット再現を行う場合の例、同図（ｂ）は少値化処理（濃度変調）を行ってドット再現を行う場合の例、同図（ｃ）は少値化処理（ドットサイズ変調）を行ってドット再現を行う場合の例である。
【０００７】
このようなドットによる階調表現では、基本的に制御可能なドットサイズで情報量が決定する。制御できる段階が多ければ多い程情報量が増え、原画像データに近い高品質な出力画像が得られるが、上述したようにインクジェット記録装置等では、１〜３段階程度の制御しかできないものがほとんどである。濃度変調方式との組み合わせである程度の改善は図れるが、その分、色剤や記録ユニットの占める割合が増えるため、コストや装置のサイズから来る制約により、倍程度にしか改善することができない。
【０００８】
このような１画素当たりの情報量不足を補うために、単位面積当たりのドット数を制御することで階調表現を行う手法として、一般的には中間調処理と呼ばれる「ディザ法」や「誤差拡散法」といった手法が広く使われている。
【０００９】
このうちの「ディザ法」は、図３７を参照して、同図（ａ）に示すように入力された多値画像データに対して、同図（ｂ）に示すような所定の方法で作成された閾値マトリクスであるディザマトリクスとの比較を行い、同図（ｃ）に示すように、その閾値以上（あるいは以下）の値を示す画素のみをドットに置き換える手法である。
【００１０】
同図ではＯＮ／ＯＦＦのみの２値について示しているが、それ以上の組み合わせを持つ少値については、図３８に示すように再現可能階調領域を例えば小ドット、中ドット、大ドットに区分し、図３９（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれのドットサイズに応じた閾値マトリクスを適用し、それぞれを入力画像データと比較することで対応したドットへの置き換えを行うことになる。
【００１１】
一方、誤差拡散処理は、ディザ処理と比べるとかなり複雑な処理となる。図４０は２値誤差拡散の手順について示したものであるが、画素毎に閾値処理を行い、その際の誤差を保持しつつ後の計算に所定の比率で反映させている。これにより、ディザ処理では強制的に切り捨てられてしまう分の情報をも出力画像にフィードバックさせることができ、解像力等の面でディザ画像を上回る品質を得ることができる。
【００１２】
これらのディザ法や誤差拡散法については、より高画質な出力を目指して高解像度化が進められてきている。これは、高解像度にすることで個々のドットのサイズや相互間距離が小さくなり、ディザ法もしくは誤差拡散法によって作成されるドットパターンが見分け辛くなるためである。パターンとして人間の目に認識できなくなれば、それは１画素で多値表現を行っているのと同義となり、最近のインクジェット記録装置では２８８０dpiの解像度のものもある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高解像度化によって画質面では改善されるものの、そのデメリットとして、記録ユニットにかかるコストの増加及び記録速度の低下が生じてくる。高解像度を実現するには、従来よりも小さなドットを形成する技術に加えてドット位置精度の面でもより高度な制御が必要とされ、必然的にコストが高くなり、また、１ドット当たりの被覆面積が小さくなるため、同じ構成の記録ユニットでは、より高解像の方が記録に時間がかかることになる。
【００１４】
ところが、実際には、速度やコストよりも高画質が要求されるケースの他に、あるレベル以上の画像品質が得られるならば速度やコストを最優先する場合もあり、かならずしも高画質のみが要求されるものではない。
【００１５】
しかしながら、これまでは全て高解像度化の延長で考えられており、高解像度のまま「ドット形成速度を上げる」、「記録ユニットの実装密度を上げる」というようなハードウエアによる対処法が採られている。これは、あくまでも高画質記録装置における高速化を図るものであって、低解像度で安価な装置を用いる場合の画質を向上させるというものではない。
【００１６】
高画質記録装置において高速化を図る場合、コストや実装面積の観点から制限がかかるため、記録シーケンスそのものを変更しない限り大幅な速度向上を実現することができず、また、記録シーケンスを変更した場合には、そのままでは高解像度用の画像処理が適用できなくなるため、新たな記録シーケンスに応じた画像処理が必要となるが、従来の装置では単純な画像処理が適用されるだけで、積極的に画像品質を向上させるということは行われていない。
【００１７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、低解像度／高速記録において良好な画像品質が得られる中間調処理用の閾値マトリクス、この閾値マトリクスを用いた画像処理装置、画像形成装置及びプリンタドライバを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る閾値マトリクスは、多値で入力された画像データをより少ない値のドットの配置に置き換えるための閾値マトリクスであって、中間調レベルにおいてドットの配置パターンで等しい基調を維持したドット再現を行う閾値を有し、かつ同じ値の閾値を３つ以上備えている構成としたものである。
【００１９】
また、本発明に係る閾値マトリクスは、多値で入力された画像データをより少ない値のドットの配置に置き換えるための閾値マトリクスであって、中間調レベルにおいてドットの配置パターンで等しい基調を維持したドット再現を行う閾値を有し、第１のドットサイズに割り当てられる閾値と前記第１のドットサイズよりも大きい第２のドットサイズに割り当てられる閾値とが、少なくとも１つ以上同じ値である構成としたものである。
【００２０】
ここで、本発明に係る各閾値マトリクスにおいては、閾値マトリクスはサブマトリクスと、サブマトリクスを組み合わせるための基本マトリクスとを含み、サブマトリクスと基本マトリクスが相似形となる斜め万線基調を有することが好ましい。この場合、少なくともサブマトリクスが３×３以上の斜め万線基調であることが好ましい。また、視覚特性上基調が認識できない高密なドット配置パターンを単独で発生させるマトリクスを含まないことが好ましく、ドットの密度が増して基調が埋没しやすくなる階調レベルでは閾値の少ない数値の方から奇数番目の閾値のみが適用されて端数のドットの組み合わせが形成されることが好ましく、さらに、マトリクスの一辺が必ず８の倍数であることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る画像処理装置は、本発明に係る閾値マトリクスを備えているものである。この場合、入力された画像情報又は指定された出力設定情報に応じて閾値マトリクスを回転させて使用することが好ましく、出力される画像に対して用紙の向きが縦長と横長とで基調の向きが同じになるように閾値マトリクスを回転させることが好ましい。
【００２２】
本発明に係るプリンタドライバは、本発明に係る閾値マトリクスを備えているものである。この場合、入力された画像情報又は指定された出力設定情報に応じて閾値マトリクスを回転させて使用することが好ましく、出力される画像に対して用紙の向きが縦長と横長とで基調の向きが同じになるように閾値マトリクスを回転させることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る閾値マトリクスを備えているものである。この場合、入力された画像情報又は指定された出力設定情報に応じて閾値マトリクスを回転させて使用することが好ましく、出力される画像に対して用紙の向きが縦長と横長とで基調の向きが同じになるように閾値マトリクスを回転させることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は画像形成装置としてのインクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図、図２は同機構部の側面説明図である。
【００２５】
このインクジェット記録装置は、記録装置本体１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部２等を収納し、給紙カセット４或いは手差しトレイ５から給送される用紙３を取り込み、印字機構部２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ６に排紙する。
【００２６】
印字機構部２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１１と従ガイドロッド１２とでキャリッジ１３を主走査方向（図２で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなるヘッド１４をインク滴吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッジ１３の上側にはヘッド１４に各色のインクを供給するための各インクタンク（インクカートリッジ）１５を交換可能に装着している。
【００２７】
インクカートリッジ１５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッド１４へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッド１４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。このインクカートリッジ１５からインクをヘッド１４内に供給する。
【００２８】
ここで、キャリッジ１３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１７で回転駆動される駆動プーリ１８と従動プーリ１９との間にタイミングベルト２０を張装し、このタイミングベルト２０をキャリッジ１３に固定しており、主走査モータ１７の正逆回転によりキャリッジ１３が往復駆動される。
【００２９】
また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド１４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。さらに、ヘッド１４としては、後述するように、インク流路の壁面の少なくとも一部を形成する振動板と、この振動板を圧電素子（圧電素子）で変形させるピエゾ型インクジェットヘッドを用いている。
【００３０】
ただし、これに限るものではなく、例えば、インク流路の壁面の少なくとも一部を形成する振動板とこれに対向する電極とを備え、静電力で振動板を変形変位させてインクを加圧する静電型ヘッド、圧電素子を用いるものであって振動板の座屈変形を用いるもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のものなどを用いることもできる。
【００３１】
一方、給紙カセット４にセットした用紙３をヘッド１４の下方側に搬送するために、給紙カセット４から用紙３を分離給装する給紙ローラ２１及びフリクションパッド２２と、用紙３を案内するガイド部材２３と、給紙された用紙３を反転させて搬送する搬送ローラ２４と、この搬送ローラ２４の周面に押し付けられる搬送コロ２５及び搬送ローラ２４からの用紙３の送り出し角度を規定する先端コロ２６とを設けている。搬送ローラ２４は副走査モータ２７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００３２】
そして、キャリッジ１３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ２４から送り出された用紙３を記録ヘッド１４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材２９を設けている。この印写受け部材２９の用紙搬送方向下流側には、用紙３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ３１、拍車３２を設け、さらに用紙３を排紙トレイ６に送り出す排紙ローラ３３及び拍車３４と、排紙経路を形成するガイド部材３５、３６とを配設している。
【００３３】
記録時には、キャリッジ１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１４を駆動することにより、停止している用紙３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙３を排紙する。
【００３４】
また、キャリッジ１３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド１４の吐出不良を回復するための回復装置３７を配置している。回復装置３７は、キャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１３は印字待機中にはこの回復装置３７側に移動されてキャッピング手段でヘッド１４をキャッピングされ、吐出口部（ノズル孔）を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する（パージする）ことにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００３５】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド１４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００３６】
次に、このインクジェット記録装置の記録ヘッド１４を構成するインクジェットヘッドについて図３乃至図７を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドの分解斜視説明図、図４は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図５は図４の要部拡大説明図、図６は同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図、図７は同ヘッドのノズル板の平面説明図である。
【００３７】
このインクジェットヘッドは、単結晶シリコン基板で形成した流路形成基板（流路形成部材）４１と、この流路形成基板４１の下面に接合した振動板４２と、流路形成基板４１の上面に接合したノズル板４３とを有し、これらによって液滴であるインク滴を吐出するノズル４５が連通するインク流路である加圧室（加圧液室）４６、加圧室４６に流体抵抗部となるインク供給路４７を介してインクを供給する共通液室４８を形成し、これらの流路形成基板４１のインクに接する面となる加圧室４６、インク供給路４７、共通液室４８を各壁面には有機樹脂膜からなる耐液性薄膜５０を成膜している。
【００３８】
そして、振動板４２の外面側（液室と反対面側）に各加圧室４６に対応して積層型圧電素子５２を接合し、この積層型圧電素子５２はベース基板５３に接合して固定し、この圧電素子５２の列の周囲にはスペーサ部材５４をベース基板５３に接合している。
【００３９】
この圧電素子５２は、図５にも示すように、圧電材料５５と内部電極５６とを交互に積層したものである。この圧電常数がｄ３３である圧電素子５２の伸縮により加圧室４６を収縮、膨張させるようになっている。圧電素子５２に駆動信号が印加され充電が行われると、図５の矢示Ａ方向に伸長し、また圧電素子５２に充電された電荷が放電すると矢示Ａ方向と反対方向に収縮するようになっている。ベース基板５３及びスペーサ部材５４には共通液室４８に外部からインクを供給するためのインク供給口４９を形成する貫通穴を形成している。
【００４０】
また、流路形成基板４１の外周部及び振動板４２の下面側外縁部をエポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したヘッドフレーム５７に接着接合し、このヘッドフレーム５７とベース基板５３とは図示しない部分で接着剤などで相互に固定している。さらに、圧電素子５２には駆動信号を与えるために半田接合又はＡＣＦ（異方導電性膜）接合若しくはワイヤボンディングでＦＰＣケーブル５８を接続し、このＦＰＣケーブル５８には各圧電素子５２に選択的に駆動波形を印加するための駆動回路（ドライバＩＣ）５９を実装している。
【００４１】
ここで、流路形成基板４１は、結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、各加圧室５６となる貫通穴、インク供給路５７となる溝部、共通液室４８となる貫通穴をそれぞれ形成している。
【００４２】
振動板４２はニッケルの金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法で製造している。この振動板４２は加圧室４６に対応する部分に変形を容易にするための薄肉部６１及び圧電素子５２と接合するための厚肉部６２を形成するとともに、液室間隔壁に対応する部分にも厚肉部６３を形成し、平坦面側を流路形成基板４１に接着剤接合し、厚肉部をフレーム５７に接着剤接合している。この振動板４２の液室間隔壁に対応する厚肉部６３とベース基板５３との間には支柱部６４を介設している。この支柱部６４は圧電素子５２と同じ構成である。
【００４３】
ノズル板４３は各加圧液室４６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル４５を形成し、流路形成基板４１に接着剤接合している。ここで、複数のノズル４５が複数のドット形成手段を構成しており、図７に示すように、ノズル４５の列（ノズル列）を主走査方向に対して直交させて配置し、ノズル４５、４５間のピッチは２×Ｐｎである。また、1つのヘッドにはノズル列を距離Ｌを隔てて２列、各ノズル列を副走査方向にピッチＰｎだけずらして千鳥状に配置している。したがって、ピッチＰｎの画像を1回の主走査及び副走査で形成することができる。
【００４４】
このノズル板４３としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、金属とポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂との組み合せ、、シリコン、及びそれらの組み合わせからなるものを用いることができる。また、ノズル面（吐出方向の表面：吐出面）には、インクとの撥水性を確保するため、メッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングなどの周知の方法で撥水膜を形成している。
【００４５】
このように構成したインクジェットヘッドにおいては、圧電素子５２に対して選択的に２０〜５０Ｖの駆動パルス電圧を印加することによって、パルス電圧が印加された圧電素子５２が積層方向に変位して振動板４２をノズル４５方向に変形させ、加圧液室４６の容積／体積変化によって加圧液室４６内のインクが加圧され、ノズル４５からインク滴が吐出（噴射）される。
【００４６】
そして、インク滴の吐出に伴って加圧液室４６内の液圧力が低下し、このときのインク流れの慣性によって加圧液室４６内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、圧電素子５２への電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板４２が元の位置に戻って加圧液室４６が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、インク供給口４９から共通液室４８、流体抵抗部であるインク供給路４７を経て加圧液室４６内にインクが充填される。そこで、ノズル４５のインクメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次のインク滴吐出のために圧電素子５２にパルス電圧を印加しインク滴を吐出させる。
【００４７】
次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図８を参照して説明する。
この制御部は、この記録装置全体の制御を司るマイクロコンピュータ（以下、「ＣＰＵ」と称する。）８０と、所要の固定情報を格納したＲＯＭ８１と、ワーキングメモリ等として使用するＲＡＭ８２と、ホスト側から転送される画像データ（ドットデータ或いはドットパターンデータと称する。）を格納する画像メモリ（ラスデータメモリ）８３と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８４と、入力バッファ８５と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８６と、波形生成回路８７と、ヘッド駆動回路８８及びドライバ８９等を備えている。
【００４８】
ここで、ＰＩＯポート８４にはホスト１００のプリンタドライバ１０１側から転送される画像データなどの各種情報及びデータ、各種センサからの検知信号等が入力され、またこのＰＩＯポート８４を介してホスト側や操作パネル側に対して所要の情報が送出される。
【００４９】
また、波形生成回路８７は、記録ヘッド１４の圧電素子５２に対して印加する駆動波形を生成出力する。この波形生成回路８７としては、後述するように、ＣＰＵ８０からの駆動波形データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を用いることで、簡単な構成で所要の駆動波形を生成出力することができる。
【００５０】
ヘッド駆動回路８８は、ＰＩＯポート８６を介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、記録ヘッド１４の選択されたチャンネルの圧電素子５２に対して波形生成回路８７からの駆動波形を印加する。さらに、ドライバ８９は、ＰＩＯポート８６を介して与えられる駆動データに応じて主走査モータ１７及び副走査モータ２７を各々駆動制御することで、キャリッジ１３を主走査方向に移動走査し、搬送ローラ２４を回転させて用紙３を所定量搬送させる。
【００５１】
この制御部のうちのヘッド駆動制御に係わる部分について図９ないし図１１を参照して説明する。なお、図９は同駆動制御に係わる部分のブロック説明図、図１０はヘッド駆動回路の一例を示すブロック図、図１１は同ヘッド駆動制御に係わる部分の作用説明に供する説明図である。
【００５２】
主制御部９１は、ホスト側から送られてくる印字データとしてのフォントデータ（ドットデータ）を処理して、ヘッドの並びに対応した縦横変換を行い、また、インク滴を大滴、小滴、非印字の３値を打ち分けるために必要な２ビットの駆動データＳＤを生成してヘッド駆動回路（ドライバＩＣ）８８に出力する。また、ドライバＩＣ８８に対しては、この他、クロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、駆動波形として画像ドットを形成するサイズのドット（大滴）に対応した駆動波形、小滴に対応した駆動波形を選択するための駆動波形選択信号Ｍ１〜Ｍ３を出力する。さらに、この主制御部９１は内部ＲＯＭ８１に格納した駆動波形データを読み出して駆動波形生成回路８７に与える。
【００５３】
駆動波形生成回路８７は、主制御部９１から与えられる駆動波形データをＤ／Ａ変換してアナログ信号として出力するＤ／Ａコンバータ９２と、Ｄ／Ａコンバータ９２からのアナログ信号を実際の駆動電圧まで増幅する増幅器９３と、増幅出力をヘッドの駆動による電流を十分供給できるように増幅する電流増幅器９４とを含み、例えば、図１１に示すような１駆動周期内に複数の駆動パルスを含む駆動波形Ｐｖを生成してドライバＩＣ８８に与える。
【００５４】
このドライバＩＣ（ヘッド駆動回路）８８は、図１０に示すように、主制御部９１からのクロック信号ＣＫによって駆動データＳＤを取り込むシフトレジスタ９５と、シフトレジスタ９５のレジスト値をラッチ信号ＬＡＴでラッチするラッチ回路９６と、ラッチ回路９６にラッチされた２ビットの駆動データによって駆動波形選択信号Ｍ１〜Ｍ３（ロジック信号）を選択するデータセレクタ９７と、データセレクタ９７の出力（ロジック信号）を駆動電圧レベルに変換するレベルシフタ９８と、このレベルシフタ９８の出力でオン／オフが制御されるトランスミッションゲート９９とからなる。このトランスミッションゲート９９は、駆動波形生成回路８７からの駆動波形Ｐｖが与えられ、記録ヘッド（インクジェットヘッド）１４の各ノズルに対応する圧電素子５２に接続されている。
【００５５】
したがって、このヘッド駆動回路８８は、駆動データＳＤに応じてデータセレクタ９７により、駆動波形選択信号Ｍ１〜Ｍ３の１つが選択され、ロジック信号である選択した駆動波形選択信号Ｍ１〜Ｍ３をレベルシフタ９８により駆動電圧レベルに変換し、トランスミッションゲート９９のゲートに与える。
【００５６】
これにより、トランスミッションゲート９９は選択された駆動波形選択信号Ｍ１〜Ｍ３の長さに応じてスイッチングされるので、トランスミッションゲート９９が開状態になっているチャンネルに対して駆動波形Ｐｖを構成する駆動パルスが印加される。
【００５７】
例えば、図１１（ａ）に示すような複数の駆動パルスを含む駆動波形Ｐｖが与えられているとき、期間Ｔ０〜Ｔ１の間だけ開状態になるトランスミッションゲート９９からは同図（ｂ）に示すように１個の駆動パルスが出力されて圧電素子５２に印加されるので、吐出される滴の大きさは小滴となる。同様に、期間Ｔ０〜Ｔ２の間だけ開状態になるトランスミッションゲート９９からは同図（ｃ）に示すように２個の駆動パルスが出力されて圧電素子５２に印加されるので、吐出される滴の大きさは中滴となる。さらに同様に、期間Ｔ０〜Ｔ３の間開状態になるトランスミッションゲート９９からは同図（ｄ）に示すように５個の駆動パルスが出力されて圧電素子５２に印加されるので、吐出される滴の大きさは大滴となる。
【００５８】
このよう複数の駆動パルスを含む駆動波形を生成して、圧電素子に印加する駆動パルス数を選択することで、１つの駆動波形から小滴用、中滴用、大滴用の各波形を生成しているので、駆動波形を供給する回路、信号線が１つでよく、コスト低減、回路基板、伝送線の小型化が図れる。
【００５９】
次に、このインクジェット記録装置に画像データ等を転送する本発明に係る閾値マトリクスを含む本発明に係るプリンタドライバを搭載する本発明に係る画像処理装置であるホスト側について図１２を参照して説明する。
【００６０】
上述したように、上記の記録装置では、装置内に画像の描画または文字のプリント命令を受けて実際に記録するドットパターンを発生する機能を持たない構成としているので、画像処理装置としてのホスト側の本発明に係る閾値マトリクスを用いたプリンタドライバでドットパターンのデータを作成してインクジェット記録装置側に転送する。
【００６１】
すなわち、プリンタドライバ１０１は、ホストコンピュータで実行されるアプリケーションソフトなどから画像データをＣＭＭ処理部１０２、ＢＧ／ＵＣＲ，γ補正部１０３及びズーミング処理部１０４で処理した後、本発明に係る閾値マトリクス（テーブル）１０５を用いて多値画像データを少値のドットパターンに置換して出力する。
【００６２】
そこで、本発明に係る閾値マトリクスの作成方法について図１３以降をも参照して説明する。
画像処理において、形成される画像の解像度が人間の目の分解能を超える程の高解像度化が実現できれば、どのような処理を用いても理論上画質に影響は無いが、逆に、人間の視覚で判別できる程度の解像度では、処理そのものに起因する不具合が目に付く可能性が生じてくる。
【００６３】
図１３は３００dpi程度の低解像度記録で一般的に使用される中間調処理法について、実際に形成されるドットパターンの一例を示したものであり、同図（ａ）の入力画像データに対して、Ｂａｙｅｒ型ディザ処理を施した場合の出力画像は同図（ｂ）に示すようになり、誤差拡散処理を施した場合の出力画像は同図（ｃ）に示すようになる。
【００６４】
このように、本来１画素で多値表現すべきデータを、より表現力の少ない記録装置で再現するためには、同図のように単位面積当たりのドット個数、すなわちドット面積率にて疑似階調表現を行うことになるなる。
【００６５】
これらの例として挙げた２種類の中間調処理方法は、単に階調レベルと面積率の整合を取っているだけではなく、ドットの配置に偏りが生ないようにほぼ均等に配置され、配置パターンそのものも目に留まりにくい高周波特性を持つように調整されている。これらの処理を６００dpi、１２００dpiといった高解像度記録に適用すると、ドットの配置パターンが殆ど目に付かず、ドットの分布にムラも無い非常に良好な画像品質を得ることができるようになる。
【００６６】
これに対して、１５０dpi、３００dpiといった低解像度記録を行うと、高周波特性を持つように調整された処理であっても、さすがにドットの配置パターンそのものが目に付くようになってくる。本来、原画像データでは１画素で表現しているところを、複数の画素を用いて表現しているため、元々の原画像にはないテクスチャーパターンが出力画像上に形成されることになる。
【００６７】
図１３（ｂ）に示す例もそれであるが、図１４（ａ）に示すような入力画像データを実寸で７２dpiという相当に粗い画像で出力した場合により明確になるように、同図（ｂ）に示すように、Bayer型ディザ処理特有のテクスチャーが生じ変化している部分、またドットが綺麗に整列してテクスチャーの全く無い部分が入り交じり、非常に汚い画像となる。
【００６８】
これに対し、誤差拡散処理では、一見ランダムにも見える配置でドットが形成されている。全ての階調レベルにおいて、このドット配置のランダム性が維持されるため、図１３（ｃ）に示すように、階調レベルによってテクスチャーが切り替わるということもなく、定型のテクスチャーそのものが存在しない。定型のテクスチャーが存在しないことで、記録装置における機械的な変動に対する干渉が発生し難く、またドット配置にある程度の自由度が得られるため、Bayer型ディザ等に比べて高い解像特性が得られる。
【００６９】
ところが、誤差拡散処理では、図１５に示すように、Ｂayer型ディザ等と比較してみると粒状度の点では大きく差が付いてしまうことがある。なお、同図は３００dpiで記録した場合の比較である。このように、数々の利点をもたらすはずのランダム性が、低解像度では、逆に、目についた時に汚いノイズ成分として認識され易く、官能評価ではＢayer型ディザの様に整然と揃ったテクスチャーが発生する方が良好に受け取られる傾向にある。
【００７０】
これらのことから、ドットの配置によって形成されるテクスチャーパターンの善し悪しが画質に大きく作用することが分かる。例にあげた上記２種類の処理方法から、低解像度で良好な画像品質を得るには、整列性の良いドット配置パターンを形成し、それを各階調レベルに渡って変化させない（もしくは、変化を感じさせない）ことが必要である。
【００７１】
そこで、本発明に係る閾値マトリクスは、ドット配置パターンのみですべての中間調レベルにおいて常に同一の基調（整列性を持ったドット配置パターン）を維持したドット再現を行うマトリクス構成としたものであって、これにより、低解像度で１〜３bit程度の少値表現を行う記録装置で記録する場合の画像品質を向上することができる。中でも、上述したドット径変調が可能なインクジェット記録装置に好適な印字データを得ることができるようになる。
【００７２】
ここで、整列性を持ったドット配置パターン（以下、「基調」という。）を考える場合、上述したように記録装置の機械的な変動との相関を常に考慮しなければならない。すなわち、上述したインクジェット記録装置でもそうであるが、図１６に示すように、用紙３の送りに合わせて小型のヘッド１４及びキャリッジ１３等を含む記録ユニットが主走査方向移動しながら記録を行っていく。このとき、副走査方向の紙送り精度や主走査方向のヘッド移動速度にムラが発生すると、ドットの基調と干渉して、縦横のスジとして認識されてしまうおそれがある。
【００７３】
例えば、図１７（ｂ）は同図（ａ）に示すＢａｙｅｒ型ディザの一階調パターンを用いて出力した場合の干渉について示しているが、垂直・水平に基調が揃うと、主走査・副走査の変動Ａ、Ｂと同期しやすくなってしまうことが分かる。特に人間の目は０°や９０°（１８０°や２７０°）方向に対して感度が高いので、垂直・水平に揃いやすい基調は避ける方が良い。しかし、誤差拡散で述べたように、最も干渉を起こしにくいランダム型は、低解像度ではノイズ成分が強調して認識されてしまうために好ましくない。
【００７４】
そこで、ここでは、図１８に示すように斜め基調のドット配置となるようにしている。特に、同図（ａ）に示す特に４５°斜め基調や１３５°斜め基調などの万線基調とすることによって、主走査方向及び副走査方向のいずれの変動に対しても等しい効果が得られる。さらに、人間の視覚は斜め方向に対してはやや感度が鈍くなるため、垂直・水平の基調よりも目立ち難いという特徴もある。ここでは、あくまでも基調を揃えることが主眼であり、本来は不具合である干渉を目立たせることが主眼ではないので、この特性は利点となる。
【００７５】
なお、図１８の万線基調は「万線型ディザ」として電子写真記録で用いられてきている。この電子写真記録では、帯電した光半導体上にレーザーで潜像を形成し、トナーを付着・転写させることで記録を行うので、レーザーのパワー変調によりドットのサイズを何段階にも制御できる反面、トナーの付着・転写不良が発生し易いため、あまり小さいドットによる階調表現は適していないことから、できるだけドットを集中させて徐々に大きなドットを形成していく面積変調方式のディザ（ＡＭディザ）が一般的に採用されている。
【００７６】
万線型ディザは、このＡＭディザの一種であり、指向性はあるものの、ドットを渦巻き状に成長させる「集中型ディザ」よりも記録密度（線数）を高められるという利点がある。
【００７７】
しかしながら、この電子写真用万線ディザをそのままインクジェット記録装置やその他の記録方式に適用しても基調が揃うことにはならない。すなわち、電子写真では、図１９（ａ）に示すように、ドットサイズだけでなくドット形成位置をずらすことも可能であるため、同図（ｂ）に示すようにドットをいくら配置しても、つまり階調レベルが変化しても斜線形状を崩すことなく階調を表現することができる。
【００７８】
これに対して、インクジェット記録装置の場合、図２０（ａ）に示すように、ドット形成位置はあくまでも記録解像度によって決まるピッチに固定されてしまう。そのため、同図（ｂ）に示すように、僅か数ドット増えただけで基調が変わってしまうことになり、目的の基調変化しない（もしくは目立たない）処理法からは外れてしまうことになる。
【００７９】
特に、一般的なディザ処理では、処理機構の単純化（高速化と低コスト化のため）を目指して、同じマスクが正方形状にタイリングされて使用されるため、例え1ドットの増加であっても、タイリングの周期で垂直・水平に揃ったパターンとして認識されることとなる。
【００８０】
例えば、図２１（ａ）に示すような４×４のマスクを用いて同図（ｂ）に示すようにタイリングを行った場合、全体として見ると垂直・水平にドットが揃うことになるため、同図（ｃ）に示すように、基調としては格子状の基調になってしまう。
【００８１】
そこで、本発明では、上記万線基調を維持するために、まずこのタイリングによる基調変化を回避するため、１階調レベル当たり３ドット以上を同時に発生させるようにしている。
【００８２】
そこで、本発明では、上記万線基調を維持するために、まずこのタイリングによる基調変化を回避するため、１階調レベル当たり３ドット以上を同時に発生させるようにしている。この場合、同じ値の閾値を３つ以上備えれば、１階調レベル当たり３ドット以上を同時に発生させることができる。
【００８３】
これに対して、図２４（ａ）に示すように、１階調レベル当たりのドット数を３ドット以上とすることで、同図（ｂ）に示すようにタイリングを行っても、同図（ｃ）に示すように、一方向の斜め基調のみとなる。
【００８４】
この場合、１階調レベル当たり３ドット以上を同時に形成するということは、同じ階調再現能力を得るために３×３＝９倍以上のサイズのマスクサイズとなる。この９倍以上という値は大きいようにも見えるが、誤差拡散処理に必要とされるバッファメモリ等と比較すると微々たるものであり、極端に大きなマスクを基準としない限り、処理速度低下やコストアップに影響することはない、ただし、高速化のためには、マスクの縦横のサイズがコンピュータの処理し易い、すなわち、メモリー上に展開した際に端数の発生しない８の倍数になるよう設定する。
【００８５】
次に、マスクサイズの拡大について説明する。図２５（ａ）に示すような斜め万線基調となる基準マスクを基準として、同図（ｂ）に示すように４ドット同時発生時のマスクを形成し、更に同図（ｃ）に示すように基準となるマスクの1マス1マスを、必要な階調数となる様に更に細かいサブマトリクスへと分割する。この際、分割するサブマトリクスは基準となるマスクと相似形の斜め万線型とすることで、基調を崩すパターンが発生するのを防ぐことができる。
【００８６】
例えば、同図（ｄ）はサブマトリクスを３×３としたもので３６階調を表現可能になる。また、同図（ｅ）はサブマトリクス４×４としたもので６４階調を表現可能になる。なお、同図（ｆ）に示すように２×２のマトリクスも可能であるが、２×２のマトリクスではチェッカーフラグ様の基調が階調表現の過程で発生してしまう。そこで、本発明では、サブマトリクスの最小単位を３×３の斜め万線マスクとしている。
【００８７】
このようなサブマトリクス化によって、斜め万線基調を崩すような別の基調の発生を抑制することが可能となる。
【００８８】
次に、基調変化を無くす（もしくは認識し辛くなる）ために基調の消失の防止について説明する。基調の角度について述べたように、基調を必要以上に強調する必要は無いが、いきなりの消失は基調の変化として認識されてしまうことになるので、基調が消失し易い階調では、敢えて基調を作り出すことが好ましい。
【００８９】
ある程度ドットの密度が高くなってくると、配置そのものは基調が表現できていても、人間の目には基調として見分けられなくなってくる場合がある。これはドットパターンの空間周波数が高くなった場合に発生するが、複数のサイズのドットを使い分ける少値化処理では、特に発生し易くなる。
【００９０】
すなわち、図２６（ａ１）に示すようにドットが少ない場合には、同図（ａ２）に示すように基調を視認できるが、同図（ｂ１）に示すようにドットが多くなってくると、同図（ｂ２）に示すように基調が埋もれて視認できなくなる。基調消失のポイントとしては、ある程度ドットで空間が埋まりきった階調レベルや、全ての座標がドットで埋まりきったベタの場合が相当する。「空間の中のドット」と「ドットの中の空隙」では、後者の明度が低くなる分、人間の視覚では認識し辛く、実際の記録画像ではドットゲインによる潰れの影響も受けることになる。
【００９１】
ベタに関しても、前述したようにドットサイズ毎に階調再現区間が切り替わる少値化方法では、この切り替わる直前、すなわち前の段階のドットで埋め尽くされた時に基調が消失することになる（２値化では切り替え点が存在しないために消失は生じない。）。すなわち、図２７（ａ）、（ｂ）に示すように少ないドット数のときには基調があるが、同図（ｃ）に示すように小ドットですべて埋め尽くされると基調が消失し、ドットサイズを小ドットから中ドットに変更したときに、同図（ｄ）に示すように再度基調が生じることになる。
【００９２】
例えば、図２８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように小ドット用マスク、中ドット用マスク、大ドット用マスクにおいて、小ドット用マスク、中ドット用マスクのそれぞれ閾値「７３」、「１８２」で基調が消失し、中ドット用マスク、大ドット用マスクのドットサイズ切替え後の最初の閾値「８０」、「１８７」とすると、サイズ切替えによって基調消失が発生することになる。
【００９３】
そこで、本発明では、単独で発生する基調の消失については、そのパターンを使用しないように、直後のパターンと閾値を同じくして消失パターンを跳ばすようにする。これにより、消失パターンが単独で発生することを防止できる。つまり、第１のドットサイズに割り当てられる閾値と第１のドットサイズよりも大きい第２のドットサイズに割り当てられる閾値とが、少なくとも１つ以上同じ値であれば、その部分で消失パターンが単独で発生することを防止できる。
【００９４】
また、基調が消失し易い階調レベル域では、奇数番目の閾値のみを配置して、偶数番目の閾値を配すべき位置には次の奇数番目の閾値を配することで、常に偶数番目のドット出力を跳ばすものとする。マスクの１辺が必ず８の倍数となるように設計しているため、奇数番目のみの閾値を配することによって、半端なドットの組を作り出して意図的に基調を強めることができる。
【００９５】
さらに、少値化処理ドットの切替え部においても、基調消失となる閾値レベルを配する位置に切替え後の最初の閾値を割り当て、基調消失点を跳ばすようにする。例えば、図２９（ａ）に示す小ドット用パターンの最大閾値と同図（ｂ）に示す中ドット用パターンの最小閾値とをいずれも同じ「８０」にし、中ドット用パターンの最大閾値と同図（ｃ）に示す大ドット用パターンの最小閾値とをいずれも同じ「１８７」にすることで、ドット切り替え部における基調消失を防止できる。
【００９６】
なお、この処理によって再び階調数が足りなくなる場合もあるが、その場合はもう一段階サブマトリクスを設定することで、不足した階調数を補うことができる。
【００９７】
以上のような閾値マトリクスの作成手順について図３０を参照して説明すると、少値化処理における各サイズのドットが表現すべき階調区間を設定し、設定した階調区間より、階調表現のために必要最小限のマスクサイズを算出し、マスクサイズより、１階調当たりの同時出力ドット数を決定する。
【００９８】
そして、サブマトリクスの最小単位を考慮しつつ、同時出力ドットによる階調数低下を補うためにサブマトリクスを形成する。次いで、基調消失となる階調レベル付近の閾値を修正する。この閾値修正により階調数が不足した場合には、もう一段階サブマトリクスを作成する。
【００９９】
次いで、各サイズのドット用閾値マトリクスの切替点に該当する閾値を修正し、低解像度用少値マトリクスを完成する。
【０１００】
このようにして作成した少値閾値マトリクス（あるいは２値マトリクス）を使用することによって、低解像度しか実現できない記録装置、あるいは高速化のためには低解像度しか選択できないような記録装置であっても、良好な画像品質を得ることができるようになる。
【０１０１】
ここで、上記実施形態では、本発明に係る閾値マトリクスは、ホスト１００のプリンタドライバ１０１に閾値マトリクステーブルとして保持し、ソフトウエア処理を行っている。
【０１０２】
この場合、ホスト１００のプリンタドライバ１０１によって入力画像データに基づいて、あるいは指定された出力設定情報に基づいて、「用紙の向き」や「横書き／縦書き」を判別し、基調の向きが常に一定となるように閾値マトリクスを回転させて適用する処理を行う。すなわち、用紙の向きが縦長となるポートレイトと用紙の向きが横長となるランドスケープとで基調の向きが同じになるように閾値マトリクステーブルを回転させて適用する。
【０１０３】
また、上記実施形態ではホスト側のプリンタドライバで閾値マトリクスをテーブルとして保持する例で説明しているが、図３１に示すように、プリンタドライバ１０１側にはホストコンピュータで実行されるアプリケーションソフトなどから画像データを処理するＣＭＭ処理部１０２及びＢＧ／ＵＣＲ，γ補正部１０３のみを有し、インクジェット記録装置２００側の制御部にズーミング処理部１０４及び本発明に係る閾値マトリクス１０５を格納したＲＯＭなどを備えて、ドット配置への変換はインクジェット記録装置側で行うようにすることもできる。何れの場合も、入力画像データに対して１対１の比較で処理を行うことができるので、高速かつ低コストで画像処理を行うことができるようになる。
【０１０４】
また、上記実施形態では主にインクジェット記録装置及びそのホストに本発明を適用する例で説明したが、ドットで画像を形成できる（ドット再現で画像を形成する）画像形成装置、例えば熱転写記録装置などにも同様に適用することができる。さらに、レーザープリンタ、ＬＥＤプリンタなどの電子写真方法を用いた画像形成装置にも適用することができる。
【０１０５】
熱転写記録装置は、図３２に示すように、発熱体３０１を有するサーマルヘッド３００と加圧ローラ３０３との間で用紙３０４とインクシート３０５とを挟んで送りながら、サーマルヘッド３００の発熱体３０１を駆動することによって、インクシート３０５のベース層３０６上の所定領域のワックス層３０７を用紙３０４に転写して画像を記録する。
【０１０６】
また、電子写真方法を用いた画像形成装置の一例について図３３及び図３４を参照して簡単に説明する。なお、図３３は画像形成装置の概略構成図、図３４は同画像形成装置を構成するプロセスカートリッジの概略構成図である。
【０１０７】
この画像形成装置４４０は、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の４色でフルカラー画像を形成するレーザプリンタの一例であり、各色用の画像信号に応じたレーザビームを出射する4つの光書き込み装置４４２Ｍ、４４２Ｃ、４４２Ｙ、４４２Ｂｋと、作像用の4つのプロセスカートリッジ４４１Ｍ、４４１Ｃ、４４１Ｙ、４４１Ｂｋと、画像が転写される記録用紙を収納する給紙カセット４４３と、給紙カセット４４３から記録用紙を給紙する給紙ローラ４４４と、記録用紙を所定のタイミングで搬送するレジストローラ４４５と、記録用紙を各プロセスカートリッジの転写部に搬送する転写ベルト４４６と、記録用紙に転写された画像を定着する定着装置４４９と、定着後の記録用紙を排紙トレイ４５１に排紙する排紙ローラ４５０等を備えた構成となっている。
【０１０８】
４つのプロセスカートリッジ４４１Ｍ、４４１Ｃ、４４１Ｙ、４４１Ｂｋの構成は同じであり、図３４に示すように、各プロセスカートリッジ４４１は、ケース内に像担持体であるドラム状の感光体４５２と、帯電ローラ４５３と、現像器４５４と、クリーニングブレード４５９等を一体に備えている。
【０１０９】
また、現像器４５４内には、トナー供給ローラ、帯電ローラ、静電搬送基板４５７、トナー戻しローラ４５８が設けられており、各色のトナーが収納されている。また、プロセスカートリッジ４４１の背面側には、光書き込み装置からのレーザビームが入射される窓口となるスリット４６０が設けられている。
【０１１０】
各光書き込み装置４４２Ｍ、４４２Ｃ、４４２Ｙ、４４２Ｂｋは、半導体レーザ、コリメートレンズ、ポリゴンミラー等の光偏向器、走査結像用光学系等から構成され、装置外部のパーソナルコンピュータ等のホスト（画像処理装置）から入力される各色用の画像データに応じて変調されたレーザビームを出射し、各プロセスカートリッジ４４１Ｍ、４４１Ｃ、４４１Ｙ、４４１Ｂｋの感光体４５２上を走査し、静電荷像（静電潜像）を書き込む。
【０１１１】
そして、画像形成が開始されると、各プロセスカートリッジ４４１Ｍ、４４１Ｃ、４４１Ｙ、４４１Ｂｋの感光体４５２が帯電ローラ４５３で均一に帯電され、各光書き込み装置４４２Ｍ、４４２Ｃ、４４２Ｙ、４４２Ｂｋから画像データに応じたレーザビームが照射されて各感光体上に各色の静電潜像が形成される。感光体４５２上に形成された静電潜像は、現像器４５４の静電搬送基板４５７で静電搬送された各色のトナーにより現像され顕像化される。感光体４５２と静電搬送基板４５７の対向部間にパスル状の現像バイアスが印加され、感光体４５２上の静電潜像が、静電搬送基板４５７で搬送されて来たトナーによりホッピング現象される。また、現像に供されなかったトナーは静電搬送基板４５７で搬送されてトナー戻しローラ４５８に戻される。
【０１１２】
各４４１Ｂｋ、４４１Ｙ、４４１Ｃ、４４１Ｍの各色の画像形成に同期して、供給カセット４４３内の記録用紙が供給ローラ４４４で給紙され、レジストローラ４４５により所定のタイミングで転写ベルト４４６に向けて搬送される。そして、記録用紙は転写ベルト４４６に担持されて４つのプロセスカートリッジ４４１Ｂｋ、４４１Ｙ、４４１Ｃ、４４１Ｍの感光体に向けて順次搬送され、各感光体上のＢｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。４色のトナー像が転写された記録用紙は、定着ベルト４４７と加圧ローラ４４８からなる定着装置４４９に搬送され、４色のトナー像からなるカラー画像が定着されて排紙トレイ４５１に排紙される。
【０１１３】
この画像形成装置においては、図３５（ａ）〜（ｃ）に示すように、各光書き込み装置４４２Ｍ、４４２Ｃ、４４２Ｙ、４４２Ｂｋから出射するレーザビームのオン時間又はオフ時間を変化させることによってドットサイズを変化させることができる。
【０１１４】
さらに、インクジェット記録装置のヘッド構成も上記実施形態のものに限らず、発熱抵抗体を用いるサーマル型インクジェットヘッドや振動板と電極を用いる静電型インクジェットヘッドを搭載する装置などでもよい。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る閾値マトリクスによれば、中間調レベルにおいてドットの配置パターンで等しい基調を維持したドット再現を行う閾値を有し、かつ同じ値の閾値を３つ以上備えている構成としたので、基調変化を回避することができる。
また、本発明に係る閾値マトリクスによれば、中間調レベルにおいてドットの配置パターンで等しい基調を維持したドット再現を行う閾値を有し、第１のドットサイズに割り当てられる閾値と第１のドットサイズよりも大きい第２のドットサイズに割り当てられる閾値とが、少なくとも１つ以上同じ値である構成としたので、基調消失を防止できる。
【０１１６】
本発明に係る画像処理装置、画像形成装置及びプリンタドライバによれば、本発明に係る閾値マトリクスを備えているので、基調変化を回避することができ、或いは、基調消失を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一例を示す機構部の概略斜視説明図
【図２】同機構部の側面説明図
【図３】同記録装置のヘッドの一例を示す分解斜視説明図
【図４】同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図
【図５】図４の要部拡大説明図
【図６】同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図
【図７】同ヘッドのノズル板の平面説明図
【図８】同記録装置の制御部の概要を説明するブロック図
【図９】同制御部のヘッド駆動制御に係わる部分のブロック説明図
【図１０】図９のヘッド駆動回路の一例を示すブロック図
【図１１】同ヘッド駆動制御に係わる部分の作用説明に供する説明図
【図１２】本発明に係る閾値マトリクスを含む本発明に係るプリンタドライバを搭載した本発明に係る画像処理装置であるホスト側の構成の一例を説明するブロック図
【図１３】入力画像に対するＢayer型ディザ処理、誤差拡散処理後のドットパターンを示す説明図
【図１４】入力画像に対するＢayer型ディザ処理後の画像データを示す説明図
【図１５】３００dpiのＢayer型ディザパターンと誤差拡散パターンの粒状度を１０％濃度おきに測定したときの説明図
【図１６】インクジェット記録装置における機械的な変動要因を説明するための説明図
【図１７】Ｂayer型ディザパターンと記録装置の機械的変動との干渉の説明に供する説明図
【図１８】本発明に係る閾値マトリクスにおける斜め基調のドット配置パターンを説明する説明図
【図１９】電子写真記録装置の万線ディザパターンのドットパターンと階調レベルの基調変化の説明に供する説明図
【図２０】同手法をインクジェット記録装置に適用した場合のドットパターンと階調レベルの基調変化の説明に供する説明図
【図２１】ディザマスクをタイリングすることで形成される基調についての説明に供する説明図
【図２２】マスクが１階調レベル当たり１ドットの場合のタイリングと基調についての説明に供する説明図
【図２３】マスクが１階調レベル当たり２ドットの場合のタイリングと基調についての説明に供する説明図
【図２４】マスクが１階調レベル当たり３ドットの場合のタイリングと基調についての説明に供する説明図
【図２５】基本マトリクスからサブマトリクスへの分割の説明に供する説明図
【図２６】基調が消失もしくは消失したように認識される場合のドット配置の説明に供する説明図
【図２７】ドットサイズ切替部における基調消失の説明に供する説明図
【図２８】ドットサイズ切替部における基調消失の具体例の説明に供する説明図
【図２９】ドットサイズ切替部における基調消失に対する処理の説明に供する説明図
【図３０】本発明に係る閾値マトリクスの作成方法の説明に供するフロー図
【図３１】本発明の他の実施形態の説明に供する説明図
【図３２】熱転写記録装置の概略説明図
【図３３】電子写真方法を用いる画像形成装置の概略構成図
【図３４】同画像形成装置のプロセスカートリッジの概略構成図
【図３５】ドットサイズの変更の説明に供する説明図
【図３６】２値化および少値化により階調表現を行ったときに実際に配置されるドットの説明に供する説明図
【図３７】ディザ法による2値化処理の説明に供する説明図
【図３８】少値化処理におけるサイズ変調ドットとディザマスクの対応の説明に供する説明図
【図３９】各ドットサイズのディザマスクの一例を説明する説明図
【図４０】２値誤差拡散処理の手順について説明する説明図
【符号の説明】
１３…キャリッジ、１４…記録ヘッド、８７…駆動波形生成回路、８８…ヘッド駆動回路、９１…主制御部、１０１…プリンタドライバ、１０５…閾値マトリクス。
【産業上の利用分野】
本発明は閾値マトリクス、画像処理装置、画像形成装置及びプリンタドライバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置（画像記録装置）において、デジタル画像出力は、「１」と「０」すなわち「ＯＮ」と「ＯＦＦ」で構成される２値画像が主であったが、作像エンジンの進歩と高画質画像のニーズの高まりにより、１画素で複数の階調を表現する少値（多値）画像が主になっている。
【０００３】
ここで言う「少値」とは、一般的に言われる「多値」、「２値」に対するものであり、情報量としては「多値」≧「少値」＞「2値」の関係となる。通常、画像処理を行う場合、入力画像データとして１画素当たり８bit（２５６値）程度の情報量を持った多値データが使用されるが、実際にそのデータを出力する側の画像形成装置で１画素当たり１〜３bit程度の表現力しか持たない場合、便宜上、2値以上であるが多値と称するには情報量の少ないものに対して「少値」と表現する。
【０００４】
例えば、インク滴を吐出して画像を形成（記録）するインクジェット記録装置において、階調記録を行う方式としては、インクの濃淡を変化させる濃度変調方式と異なるサイズのドットを利用したドットサイズ変調方式、更にはその両方を合わせた方式の３つが主に使用されている
【０００５】
この場合、インクジェット記録装置あっては、インクジェットヘッドの圧力発生手段、例えば、サーマルインクジェット方式の場合は、気泡を発生させるための発熱抵抗体であり、ピエゾ方式の場合は、液室壁を変形させるための電気機械変換素子であるピエゾ素子であり、静電方式の場合には電極に与える駆動波形の駆動電圧の大きさ、パルス幅、パルス数など変化させることで、ドットサイズを変化させるが、インクの広がりなどがあるため、せいぜい、ドットサイズとしては「大滴、中滴、小滴、印字なし」の４値程度が限界である。
【０００６】
ここで、一般的に使用されている２値化処理および少値化処理を適用した場合のドットパターンの一例を図３６に示している。同図（ａ）は２値化処理を行ってドット再現を行う場合の例、同図（ｂ）は少値化処理（濃度変調）を行ってドット再現を行う場合の例、同図（ｃ）は少値化処理（ドットサイズ変調）を行ってドット再現を行う場合の例である。
【０００７】
このようなドットによる階調表現では、基本的に制御可能なドットサイズで情報量が決定する。制御できる段階が多ければ多い程情報量が増え、原画像データに近い高品質な出力画像が得られるが、上述したようにインクジェット記録装置等では、１〜３段階程度の制御しかできないものがほとんどである。濃度変調方式との組み合わせである程度の改善は図れるが、その分、色剤や記録ユニットの占める割合が増えるため、コストや装置のサイズから来る制約により、倍程度にしか改善することができない。
【０００８】
このような１画素当たりの情報量不足を補うために、単位面積当たりのドット数を制御することで階調表現を行う手法として、一般的には中間調処理と呼ばれる「ディザ法」や「誤差拡散法」といった手法が広く使われている。
【０００９】
このうちの「ディザ法」は、図３７を参照して、同図（ａ）に示すように入力された多値画像データに対して、同図（ｂ）に示すような所定の方法で作成された閾値マトリクスであるディザマトリクスとの比較を行い、同図（ｃ）に示すように、その閾値以上（あるいは以下）の値を示す画素のみをドットに置き換える手法である。
【００１０】
同図ではＯＮ／ＯＦＦのみの２値について示しているが、それ以上の組み合わせを持つ少値については、図３８に示すように再現可能階調領域を例えば小ドット、中ドット、大ドットに区分し、図３９（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれのドットサイズに応じた閾値マトリクスを適用し、それぞれを入力画像データと比較することで対応したドットへの置き換えを行うことになる。
【００１１】
一方、誤差拡散処理は、ディザ処理と比べるとかなり複雑な処理となる。図４０は２値誤差拡散の手順について示したものであるが、画素毎に閾値処理を行い、その際の誤差を保持しつつ後の計算に所定の比率で反映させている。これにより、ディザ処理では強制的に切り捨てられてしまう分の情報をも出力画像にフィードバックさせることができ、解像力等の面でディザ画像を上回る品質を得ることができる。
【００１２】
これらのディザ法や誤差拡散法については、より高画質な出力を目指して高解像度化が進められてきている。これは、高解像度にすることで個々のドットのサイズや相互間距離が小さくなり、ディザ法もしくは誤差拡散法によって作成されるドットパターンが見分け辛くなるためである。パターンとして人間の目に認識できなくなれば、それは１画素で多値表現を行っているのと同義となり、最近のインクジェット記録装置では２８８０dpiの解像度のものもある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高解像度化によって画質面では改善されるものの、そのデメリットとして、記録ユニットにかかるコストの増加及び記録速度の低下が生じてくる。高解像度を実現するには、従来よりも小さなドットを形成する技術に加えてドット位置精度の面でもより高度な制御が必要とされ、必然的にコストが高くなり、また、１ドット当たりの被覆面積が小さくなるため、同じ構成の記録ユニットでは、より高解像の方が記録に時間がかかることになる。
【００１４】
ところが、実際には、速度やコストよりも高画質が要求されるケースの他に、あるレベル以上の画像品質が得られるならば速度やコストを最優先する場合もあり、かならずしも高画質のみが要求されるものではない。
【００１５】
しかしながら、これまでは全て高解像度化の延長で考えられており、高解像度のまま「ドット形成速度を上げる」、「記録ユニットの実装密度を上げる」というようなハードウエアによる対処法が採られている。これは、あくまでも高画質記録装置における高速化を図るものであって、低解像度で安価な装置を用いる場合の画質を向上させるというものではない。
【００１６】
高画質記録装置において高速化を図る場合、コストや実装面積の観点から制限がかかるため、記録シーケンスそのものを変更しない限り大幅な速度向上を実現することができず、また、記録シーケンスを変更した場合には、そのままでは高解像度用の画像処理が適用できなくなるため、新たな記録シーケンスに応じた画像処理が必要となるが、従来の装置では単純な画像処理が適用されるだけで、積極的に画像品質を向上させるということは行われていない。
【００１７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、低解像度／高速記録において良好な画像品質が得られる中間調処理用の閾値マトリクス、この閾値マトリクスを用いた画像処理装置、画像形成装置及びプリンタドライバを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る閾値マトリクスは、多値で入力された画像データをより少ない値のドットの配置に置き換えるための閾値マトリクスであって、中間調レベルにおいてドットの配置パターンで等しい基調を維持したドット再現を行う閾値を有し、かつ同じ値の閾値を３つ以上備えている構成としたものである。
【００１９】
また、本発明に係る閾値マトリクスは、多値で入力された画像データをより少ない値のドットの配置に置き換えるための閾値マトリクスであって、中間調レベルにおいてドットの配置パターンで等しい基調を維持したドット再現を行う閾値を有し、第１のドットサイズに割り当てられる閾値と前記第１のドットサイズよりも大きい第２のドットサイズに割り当てられる閾値とが、少なくとも１つ以上同じ値である構成としたものである。
【００２０】
ここで、本発明に係る各閾値マトリクスにおいては、閾値マトリクスはサブマトリクスと、サブマトリクスを組み合わせるための基本マトリクスとを含み、サブマトリクスと基本マトリクスが相似形となる斜め万線基調を有することが好ましい。この場合、少なくともサブマトリクスが３×３以上の斜め万線基調であることが好ましい。また、視覚特性上基調が認識できない高密なドット配置パターンを単独で発生させるマトリクスを含まないことが好ましく、ドットの密度が増して基調が埋没しやすくなる階調レベルでは閾値の少ない数値の方から奇数番目の閾値のみが適用されて端数のドットの組み合わせが形成されることが好ましく、さらに、マトリクスの一辺が必ず８の倍数であることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る画像処理装置は、本発明に係る閾値マトリクスを備えているものである。この場合、入力された画像情報又は指定された出力設定情報に応じて閾値マトリクスを回転させて使用することが好ましく、出力される画像に対して用紙の向きが縦長と横長とで基調の向きが同じになるように閾値マトリクスを回転させることが好ましい。
【００２２】
本発明に係るプリンタドライバは、本発明に係る閾値マトリクスを備えているものである。この場合、入力された画像情報又は指定された出力設定情報に応じて閾値マトリクスを回転させて使用することが好ましく、出力される画像に対して用紙の向きが縦長と横長とで基調の向きが同じになるように閾値マトリクスを回転させることが好ましい。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る閾値マトリクスを備えているものである。この場合、入力された画像情報又は指定された出力設定情報に応じて閾値マトリクスを回転させて使用することが好ましく、出力される画像に対して用紙の向きが縦長と横長とで基調の向きが同じになるように閾値マトリクスを回転させることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は画像形成装置としてのインクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図、図２は同機構部の側面説明図である。
【００２５】
このインクジェット記録装置は、記録装置本体１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部２等を収納し、給紙カセット４或いは手差しトレイ５から給送される用紙３を取り込み、印字機構部２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ６に排紙する。
【００２６】
印字機構部２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１１と従ガイドロッド１２とでキャリッジ１３を主走査方向（図２で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッドからなるヘッド１４をインク滴吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッジ１３の上側にはヘッド１４に各色のインクを供給するための各インクタンク（インクカートリッジ）１５を交換可能に装着している。
【００２７】
インクカートリッジ１５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッド１４へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッド１４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。このインクカートリッジ１５からインクをヘッド１４内に供給する。
【００２８】
ここで、キャリッジ１３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１７で回転駆動される駆動プーリ１８と従動プーリ１９との間にタイミングベルト２０を張装し、このタイミングベルト２０をキャリッジ１３に固定しており、主走査モータ１７の正逆回転によりキャリッジ１３が往復駆動される。
【００２９】
また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド１４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。さらに、ヘッド１４としては、後述するように、インク流路の壁面の少なくとも一部を形成する振動板と、この振動板を圧電素子（圧電素子）で変形させるピエゾ型インクジェットヘッドを用いている。
【００３０】
ただし、これに限るものではなく、例えば、インク流路の壁面の少なくとも一部を形成する振動板とこれに対向する電極とを備え、静電力で振動板を変形変位させてインクを加圧する静電型ヘッド、圧電素子を用いるものであって振動板の座屈変形を用いるもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク流路内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のものなどを用いることもできる。
【００３１】
一方、給紙カセット４にセットした用紙３をヘッド１４の下方側に搬送するために、給紙カセット４から用紙３を分離給装する給紙ローラ２１及びフリクションパッド２２と、用紙３を案内するガイド部材２３と、給紙された用紙３を反転させて搬送する搬送ローラ２４と、この搬送ローラ２４の周面に押し付けられる搬送コロ２５及び搬送ローラ２４からの用紙３の送り出し角度を規定する先端コロ２６とを設けている。搬送ローラ２４は副走査モータ２７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００３２】
そして、キャリッジ１３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ２４から送り出された用紙３を記録ヘッド１４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材２９を設けている。この印写受け部材２９の用紙搬送方向下流側には、用紙３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ３１、拍車３２を設け、さらに用紙３を排紙トレイ６に送り出す排紙ローラ３３及び拍車３４と、排紙経路を形成するガイド部材３５、３６とを配設している。
【００３３】
記録時には、キャリッジ１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１４を駆動することにより、停止している用紙３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙３を排紙する。
【００３４】
また、キャリッジ１３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド１４の吐出不良を回復するための回復装置３７を配置している。回復装置３７は、キャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１３は印字待機中にはこの回復装置３７側に移動されてキャッピング手段でヘッド１４をキャッピングされ、吐出口部（ノズル孔）を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する（パージする）ことにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００３５】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド１４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００３６】
次に、このインクジェット記録装置の記録ヘッド１４を構成するインクジェットヘッドについて図３乃至図７を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドの分解斜視説明図、図４は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図５は図４の要部拡大説明図、図６は同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図、図７は同ヘッドのノズル板の平面説明図である。
【００３７】
このインクジェットヘッドは、単結晶シリコン基板で形成した流路形成基板（流路形成部材）４１と、この流路形成基板４１の下面に接合した振動板４２と、流路形成基板４１の上面に接合したノズル板４３とを有し、これらによって液滴であるインク滴を吐出するノズル４５が連通するインク流路である加圧室（加圧液室）４６、加圧室４６に流体抵抗部となるインク供給路４７を介してインクを供給する共通液室４８を形成し、これらの流路形成基板４１のインクに接する面となる加圧室４６、インク供給路４７、共通液室４８を各壁面には有機樹脂膜からなる耐液性薄膜５０を成膜している。
【００３８】
そして、振動板４２の外面側（液室と反対面側）に各加圧室４６に対応して積層型圧電素子５２を接合し、この積層型圧電素子５２はベース基板５３に接合して固定し、この圧電素子５２の列の周囲にはスペーサ部材５４をベース基板５３に接合している。
【００３９】
この圧電素子５２は、図５にも示すように、圧電材料５５と内部電極５６とを交互に積層したものである。この圧電常数がｄ３３である圧電素子５２の伸縮により加圧室４６を収縮、膨張させるようになっている。圧電素子５２に駆動信号が印加され充電が行われると、図５の矢示Ａ方向に伸長し、また圧電素子５２に充電された電荷が放電すると矢示Ａ方向と反対方向に収縮するようになっている。ベース基板５３及びスペーサ部材５４には共通液室４８に外部からインクを供給するためのインク供給口４９を形成する貫通穴を形成している。
【００４０】
また、流路形成基板４１の外周部及び振動板４２の下面側外縁部をエポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したヘッドフレーム５７に接着接合し、このヘッドフレーム５７とベース基板５３とは図示しない部分で接着剤などで相互に固定している。さらに、圧電素子５２には駆動信号を与えるために半田接合又はＡＣＦ（異方導電性膜）接合若しくはワイヤボンディングでＦＰＣケーブル５８を接続し、このＦＰＣケーブル５８には各圧電素子５２に選択的に駆動波形を印加するための駆動回路（ドライバＩＣ）５９を実装している。
【００４１】
ここで、流路形成基板４１は、結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、各加圧室５６となる貫通穴、インク供給路５７となる溝部、共通液室４８となる貫通穴をそれぞれ形成している。
【００４２】
振動板４２はニッケルの金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法で製造している。この振動板４２は加圧室４６に対応する部分に変形を容易にするための薄肉部６１及び圧電素子５２と接合するための厚肉部６２を形成するとともに、液室間隔壁に対応する部分にも厚肉部６３を形成し、平坦面側を流路形成基板４１に接着剤接合し、厚肉部をフレーム５７に接着剤接合している。この振動板４２の液室間隔壁に対応する厚肉部６３とベース基板５３との間には支柱部６４を介設している。この支柱部６４は圧電素子５２と同じ構成である。
【００４３】
ノズル板４３は各加圧液室４６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル４５を形成し、流路形成基板４１に接着剤接合している。ここで、複数のノズル４５が複数のドット形成手段を構成しており、図７に示すように、ノズル４５の列（ノズル列）を主走査方向に対して直交させて配置し、ノズル４５、４５間のピッチは２×Ｐｎである。また、1つのヘッドにはノズル列を距離Ｌを隔てて２列、各ノズル列を副走査方向にピッチＰｎだけずらして千鳥状に配置している。したがって、ピッチＰｎの画像を1回の主走査及び副走査で形成することができる。
【００４４】
このノズル板４３としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、金属とポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂との組み合せ、、シリコン、及びそれらの組み合わせからなるものを用いることができる。また、ノズル面（吐出方向の表面：吐出面）には、インクとの撥水性を確保するため、メッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングなどの周知の方法で撥水膜を形成している。
【００４５】
このように構成したインクジェットヘッドにおいては、圧電素子５２に対して選択的に２０〜５０Ｖの駆動パルス電圧を印加することによって、パルス電圧が印加された圧電素子５２が積層方向に変位して振動板４２をノズル４５方向に変形させ、加圧液室４６の容積／体積変化によって加圧液室４６内のインクが加圧され、ノズル４５からインク滴が吐出（噴射）される。
【００４６】
そして、インク滴の吐出に伴って加圧液室４６内の液圧力が低下し、このときのインク流れの慣性によって加圧液室４６内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、圧電素子５２への電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板４２が元の位置に戻って加圧液室４６が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、インク供給口４９から共通液室４８、流体抵抗部であるインク供給路４７を経て加圧液室４６内にインクが充填される。そこで、ノズル４５のインクメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次のインク滴吐出のために圧電素子５２にパルス電圧を印加しインク滴を吐出させる。
【００４７】
次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図８を参照して説明する。
この制御部は、この記録装置全体の制御を司るマイクロコンピュータ（以下、「ＣＰＵ」と称する。）８０と、所要の固定情報を格納したＲＯＭ８１と、ワーキングメモリ等として使用するＲＡＭ８２と、ホスト側から転送される画像データ（ドットデータ或いはドットパターンデータと称する。）を格納する画像メモリ（ラスデータメモリ）８３と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８４と、入力バッファ８５と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８６と、波形生成回路８７と、ヘッド駆動回路８８及びドライバ８９等を備えている。
【００４８】
ここで、ＰＩＯポート８４にはホスト１００のプリンタドライバ１０１側から転送される画像データなどの各種情報及びデータ、各種センサからの検知信号等が入力され、またこのＰＩＯポート８４を介してホスト側や操作パネル側に対して所要の情報が送出される。
【００４９】
また、波形生成回路８７は、記録ヘッド１４の圧電素子５２に対して印加する駆動波形を生成出力する。この波形生成回路８７としては、後述するように、ＣＰＵ８０からの駆動波形データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を用いることで、簡単な構成で所要の駆動波形を生成出力することができる。
【００５０】
ヘッド駆動回路８８は、ＰＩＯポート８６を介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、記録ヘッド１４の選択されたチャンネルの圧電素子５２に対して波形生成回路８７からの駆動波形を印加する。さらに、ドライバ８９は、ＰＩＯポート８６を介して与えられる駆動データに応じて主走査モータ１７及び副走査モータ２７を各々駆動制御することで、キャリッジ１３を主走査方向に移動走査し、搬送ローラ２４を回転させて用紙３を所定量搬送させる。
【００５１】
この制御部のうちのヘッド駆動制御に係わる部分について図９ないし図１１を参照して説明する。なお、図９は同駆動制御に係わる部分のブロック説明図、図１０はヘッド駆動回路の一例を示すブロック図、図１１は同ヘッド駆動制御に係わる部分の作用説明に供する説明図である。
【００５２】
主制御部９１は、ホスト側から送られてくる印字データとしてのフォントデータ（ドットデータ）を処理して、ヘッドの並びに対応した縦横変換を行い、また、インク滴を大滴、小滴、非印字の３値を打ち分けるために必要な２ビットの駆動データＳＤを生成してヘッド駆動回路（ドライバＩＣ）８８に出力する。また、ドライバＩＣ８８に対しては、この他、クロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号ＬＡＴ、駆動波形として画像ドットを形成するサイズのドット（大滴）に対応した駆動波形、小滴に対応した駆動波形を選択するための駆動波形選択信号Ｍ１〜Ｍ３を出力する。さらに、この主制御部９１は内部ＲＯＭ８１に格納した駆動波形データを読み出して駆動波形生成回路８７に与える。
【００５３】
駆動波形生成回路８７は、主制御部９１から与えられる駆動波形データをＤ／Ａ変換してアナログ信号として出力するＤ／Ａコンバータ９２と、Ｄ／Ａコンバータ９２からのアナログ信号を実際の駆動電圧まで増幅する増幅器９３と、増幅出力をヘッドの駆動による電流を十分供給できるように増幅する電流増幅器９４とを含み、例えば、図１１に示すような１駆動周期内に複数の駆動パルスを含む駆動波形Ｐｖを生成してドライバＩＣ８８に与える。
【００５４】
このドライバＩＣ（ヘッド駆動回路）８８は、図１０に示すように、主制御部９１からのクロック信号ＣＫによって駆動データＳＤを取り込むシフトレジスタ９５と、シフトレジスタ９５のレジスト値をラッチ信号ＬＡＴでラッチするラッチ回路９６と、ラッチ回路９６にラッチされた２ビットの駆動データによって駆動波形選択信号Ｍ１〜Ｍ３（ロジック信号）を選択するデータセレクタ９７と、データセレクタ９７の出力（ロジック信号）を駆動電圧レベルに変換するレベルシフタ９８と、このレベルシフタ９８の出力でオン／オフが制御されるトランスミッションゲート９９とからなる。このトランスミッションゲート９９は、駆動波形生成回路８７からの駆動波形Ｐｖが与えられ、記録ヘッド（インクジェットヘッド）１４の各ノズルに対応する圧電素子５２に接続されている。
【００５５】
したがって、このヘッド駆動回路８８は、駆動データＳＤに応じてデータセレクタ９７により、駆動波形選択信号Ｍ１〜Ｍ３の１つが選択され、ロジック信号である選択した駆動波形選択信号Ｍ１〜Ｍ３をレベルシフタ９８により駆動電圧レベルに変換し、トランスミッションゲート９９のゲートに与える。
【００５６】
これにより、トランスミッションゲート９９は選択された駆動波形選択信号Ｍ１〜Ｍ３の長さに応じてスイッチングされるので、トランスミッションゲート９９が開状態になっているチャンネルに対して駆動波形Ｐｖを構成する駆動パルスが印加される。
【００５７】
例えば、図１１（ａ）に示すような複数の駆動パルスを含む駆動波形Ｐｖが与えられているとき、期間Ｔ０〜Ｔ１の間だけ開状態になるトランスミッションゲート９９からは同図（ｂ）に示すように１個の駆動パルスが出力されて圧電素子５２に印加されるので、吐出される滴の大きさは小滴となる。同様に、期間Ｔ０〜Ｔ２の間だけ開状態になるトランスミッションゲート９９からは同図（ｃ）に示すように２個の駆動パルスが出力されて圧電素子５２に印加されるので、吐出される滴の大きさは中滴となる。さらに同様に、期間Ｔ０〜Ｔ３の間開状態になるトランスミッションゲート９９からは同図（ｄ）に示すように５個の駆動パルスが出力されて圧電素子５２に印加されるので、吐出される滴の大きさは大滴となる。
【００５８】
このよう複数の駆動パルスを含む駆動波形を生成して、圧電素子に印加する駆動パルス数を選択することで、１つの駆動波形から小滴用、中滴用、大滴用の各波形を生成しているので、駆動波形を供給する回路、信号線が１つでよく、コスト低減、回路基板、伝送線の小型化が図れる。
【００５９】
次に、このインクジェット記録装置に画像データ等を転送する本発明に係る閾値マトリクスを含む本発明に係るプリンタドライバを搭載する本発明に係る画像処理装置であるホスト側について図１２を参照して説明する。
【００６０】
上述したように、上記の記録装置では、装置内に画像の描画または文字のプリント命令を受けて実際に記録するドットパターンを発生する機能を持たない構成としているので、画像処理装置としてのホスト側の本発明に係る閾値マトリクスを用いたプリンタドライバでドットパターンのデータを作成してインクジェット記録装置側に転送する。
【００６１】
すなわち、プリンタドライバ１０１は、ホストコンピュータで実行されるアプリケーションソフトなどから画像データをＣＭＭ処理部１０２、ＢＧ／ＵＣＲ，γ補正部１０３及びズーミング処理部１０４で処理した後、本発明に係る閾値マトリクス（テーブル）１０５を用いて多値画像データを少値のドットパターンに置換して出力する。
【００６２】
そこで、本発明に係る閾値マトリクスの作成方法について図１３以降をも参照して説明する。
画像処理において、形成される画像の解像度が人間の目の分解能を超える程の高解像度化が実現できれば、どのような処理を用いても理論上画質に影響は無いが、逆に、人間の視覚で判別できる程度の解像度では、処理そのものに起因する不具合が目に付く可能性が生じてくる。
【００６３】
図１３は３００dpi程度の低解像度記録で一般的に使用される中間調処理法について、実際に形成されるドットパターンの一例を示したものであり、同図（ａ）の入力画像データに対して、Ｂａｙｅｒ型ディザ処理を施した場合の出力画像は同図（ｂ）に示すようになり、誤差拡散処理を施した場合の出力画像は同図（ｃ）に示すようになる。
【００６４】
このように、本来１画素で多値表現すべきデータを、より表現力の少ない記録装置で再現するためには、同図のように単位面積当たりのドット個数、すなわちドット面積率にて疑似階調表現を行うことになるなる。
【００６５】
これらの例として挙げた２種類の中間調処理方法は、単に階調レベルと面積率の整合を取っているだけではなく、ドットの配置に偏りが生ないようにほぼ均等に配置され、配置パターンそのものも目に留まりにくい高周波特性を持つように調整されている。これらの処理を６００dpi、１２００dpiといった高解像度記録に適用すると、ドットの配置パターンが殆ど目に付かず、ドットの分布にムラも無い非常に良好な画像品質を得ることができるようになる。
【００６６】
これに対して、１５０dpi、３００dpiといった低解像度記録を行うと、高周波特性を持つように調整された処理であっても、さすがにドットの配置パターンそのものが目に付くようになってくる。本来、原画像データでは１画素で表現しているところを、複数の画素を用いて表現しているため、元々の原画像にはないテクスチャーパターンが出力画像上に形成されることになる。
【００６７】
図１３（ｂ）に示す例もそれであるが、図１４（ａ）に示すような入力画像データを実寸で７２dpiという相当に粗い画像で出力した場合により明確になるように、同図（ｂ）に示すように、Bayer型ディザ処理特有のテクスチャーが生じ変化している部分、またドットが綺麗に整列してテクスチャーの全く無い部分が入り交じり、非常に汚い画像となる。
【００６８】
これに対し、誤差拡散処理では、一見ランダムにも見える配置でドットが形成されている。全ての階調レベルにおいて、このドット配置のランダム性が維持されるため、図１３（ｃ）に示すように、階調レベルによってテクスチャーが切り替わるということもなく、定型のテクスチャーそのものが存在しない。定型のテクスチャーが存在しないことで、記録装置における機械的な変動に対する干渉が発生し難く、またドット配置にある程度の自由度が得られるため、Bayer型ディザ等に比べて高い解像特性が得られる。
【００６９】
ところが、誤差拡散処理では、図１５に示すように、Ｂayer型ディザ等と比較してみると粒状度の点では大きく差が付いてしまうことがある。なお、同図は３００dpiで記録した場合の比較である。このように、数々の利点をもたらすはずのランダム性が、低解像度では、逆に、目についた時に汚いノイズ成分として認識され易く、官能評価ではＢayer型ディザの様に整然と揃ったテクスチャーが発生する方が良好に受け取られる傾向にある。
【００７０】
これらのことから、ドットの配置によって形成されるテクスチャーパターンの善し悪しが画質に大きく作用することが分かる。例にあげた上記２種類の処理方法から、低解像度で良好な画像品質を得るには、整列性の良いドット配置パターンを形成し、それを各階調レベルに渡って変化させない（もしくは、変化を感じさせない）ことが必要である。
【００７１】
そこで、本発明に係る閾値マトリクスは、ドット配置パターンのみですべての中間調レベルにおいて常に同一の基調（整列性を持ったドット配置パターン）を維持したドット再現を行うマトリクス構成としたものであって、これにより、低解像度で１〜３bit程度の少値表現を行う記録装置で記録する場合の画像品質を向上することができる。中でも、上述したドット径変調が可能なインクジェット記録装置に好適な印字データを得ることができるようになる。
【００７２】
ここで、整列性を持ったドット配置パターン（以下、「基調」という。）を考える場合、上述したように記録装置の機械的な変動との相関を常に考慮しなければならない。すなわち、上述したインクジェット記録装置でもそうであるが、図１６に示すように、用紙３の送りに合わせて小型のヘッド１４及びキャリッジ１３等を含む記録ユニットが主走査方向移動しながら記録を行っていく。このとき、副走査方向の紙送り精度や主走査方向のヘッド移動速度にムラが発生すると、ドットの基調と干渉して、縦横のスジとして認識されてしまうおそれがある。
【００７３】
例えば、図１７（ｂ）は同図（ａ）に示すＢａｙｅｒ型ディザの一階調パターンを用いて出力した場合の干渉について示しているが、垂直・水平に基調が揃うと、主走査・副走査の変動Ａ、Ｂと同期しやすくなってしまうことが分かる。特に人間の目は０°や９０°（１８０°や２７０°）方向に対して感度が高いので、垂直・水平に揃いやすい基調は避ける方が良い。しかし、誤差拡散で述べたように、最も干渉を起こしにくいランダム型は、低解像度ではノイズ成分が強調して認識されてしまうために好ましくない。
【００７４】
そこで、ここでは、図１８に示すように斜め基調のドット配置となるようにしている。特に、同図（ａ）に示す特に４５°斜め基調や１３５°斜め基調などの万線基調とすることによって、主走査方向及び副走査方向のいずれの変動に対しても等しい効果が得られる。さらに、人間の視覚は斜め方向に対してはやや感度が鈍くなるため、垂直・水平の基調よりも目立ち難いという特徴もある。ここでは、あくまでも基調を揃えることが主眼であり、本来は不具合である干渉を目立たせることが主眼ではないので、この特性は利点となる。
【００７５】
なお、図１８の万線基調は「万線型ディザ」として電子写真記録で用いられてきている。この電子写真記録では、帯電した光半導体上にレーザーで潜像を形成し、トナーを付着・転写させることで記録を行うので、レーザーのパワー変調によりドットのサイズを何段階にも制御できる反面、トナーの付着・転写不良が発生し易いため、あまり小さいドットによる階調表現は適していないことから、できるだけドットを集中させて徐々に大きなドットを形成していく面積変調方式のディザ（ＡＭディザ）が一般的に採用されている。
【００７６】
万線型ディザは、このＡＭディザの一種であり、指向性はあるものの、ドットを渦巻き状に成長させる「集中型ディザ」よりも記録密度（線数）を高められるという利点がある。
【００７７】
しかしながら、この電子写真用万線ディザをそのままインクジェット記録装置やその他の記録方式に適用しても基調が揃うことにはならない。すなわち、電子写真では、図１９（ａ）に示すように、ドットサイズだけでなくドット形成位置をずらすことも可能であるため、同図（ｂ）に示すようにドットをいくら配置しても、つまり階調レベルが変化しても斜線形状を崩すことなく階調を表現することができる。
【００７８】
これに対して、インクジェット記録装置の場合、図２０（ａ）に示すように、ドット形成位置はあくまでも記録解像度によって決まるピッチに固定されてしまう。そのため、同図（ｂ）に示すように、僅か数ドット増えただけで基調が変わってしまうことになり、目的の基調変化しない（もしくは目立たない）処理法からは外れてしまうことになる。
【００７９】
特に、一般的なディザ処理では、処理機構の単純化（高速化と低コスト化のため）を目指して、同じマスクが正方形状にタイリングされて使用されるため、例え1ドットの増加であっても、タイリングの周期で垂直・水平に揃ったパターンとして認識されることとなる。
【００８０】
例えば、図２１（ａ）に示すような４×４のマスクを用いて同図（ｂ）に示すようにタイリングを行った場合、全体として見ると垂直・水平にドットが揃うことになるため、同図（ｃ）に示すように、基調としては格子状の基調になってしまう。
【００８１】
そこで、本発明では、上記万線基調を維持するために、まずこのタイリングによる基調変化を回避するため、１階調レベル当たり３ドット以上を同時に発生させるようにしている。
【００８２】
そこで、本発明では、上記万線基調を維持するために、まずこのタイリングによる基調変化を回避するため、１階調レベル当たり３ドット以上を同時に発生させるようにしている。この場合、同じ値の閾値を３つ以上備えれば、１階調レベル当たり３ドット以上を同時に発生させることができる。
【００８３】
これに対して、図２４（ａ）に示すように、１階調レベル当たりのドット数を３ドット以上とすることで、同図（ｂ）に示すようにタイリングを行っても、同図（ｃ）に示すように、一方向の斜め基調のみとなる。
【００８４】
この場合、１階調レベル当たり３ドット以上を同時に形成するということは、同じ階調再現能力を得るために３×３＝９倍以上のサイズのマスクサイズとなる。この９倍以上という値は大きいようにも見えるが、誤差拡散処理に必要とされるバッファメモリ等と比較すると微々たるものであり、極端に大きなマスクを基準としない限り、処理速度低下やコストアップに影響することはない、ただし、高速化のためには、マスクの縦横のサイズがコンピュータの処理し易い、すなわち、メモリー上に展開した際に端数の発生しない８の倍数になるよう設定する。
【００８５】
次に、マスクサイズの拡大について説明する。図２５（ａ）に示すような斜め万線基調となる基準マスクを基準として、同図（ｂ）に示すように４ドット同時発生時のマスクを形成し、更に同図（ｃ）に示すように基準となるマスクの1マス1マスを、必要な階調数となる様に更に細かいサブマトリクスへと分割する。この際、分割するサブマトリクスは基準となるマスクと相似形の斜め万線型とすることで、基調を崩すパターンが発生するのを防ぐことができる。
【００８６】
例えば、同図（ｄ）はサブマトリクスを３×３としたもので３６階調を表現可能になる。また、同図（ｅ）はサブマトリクス４×４としたもので６４階調を表現可能になる。なお、同図（ｆ）に示すように２×２のマトリクスも可能であるが、２×２のマトリクスではチェッカーフラグ様の基調が階調表現の過程で発生してしまう。そこで、本発明では、サブマトリクスの最小単位を３×３の斜め万線マスクとしている。
【００８７】
このようなサブマトリクス化によって、斜め万線基調を崩すような別の基調の発生を抑制することが可能となる。
【００８８】
次に、基調変化を無くす（もしくは認識し辛くなる）ために基調の消失の防止について説明する。基調の角度について述べたように、基調を必要以上に強調する必要は無いが、いきなりの消失は基調の変化として認識されてしまうことになるので、基調が消失し易い階調では、敢えて基調を作り出すことが好ましい。
【００８９】
ある程度ドットの密度が高くなってくると、配置そのものは基調が表現できていても、人間の目には基調として見分けられなくなってくる場合がある。これはドットパターンの空間周波数が高くなった場合に発生するが、複数のサイズのドットを使い分ける少値化処理では、特に発生し易くなる。
【００９０】
すなわち、図２６（ａ１）に示すようにドットが少ない場合には、同図（ａ２）に示すように基調を視認できるが、同図（ｂ１）に示すようにドットが多くなってくると、同図（ｂ２）に示すように基調が埋もれて視認できなくなる。基調消失のポイントとしては、ある程度ドットで空間が埋まりきった階調レベルや、全ての座標がドットで埋まりきったベタの場合が相当する。「空間の中のドット」と「ドットの中の空隙」では、後者の明度が低くなる分、人間の視覚では認識し辛く、実際の記録画像ではドットゲインによる潰れの影響も受けることになる。
【００９１】
ベタに関しても、前述したようにドットサイズ毎に階調再現区間が切り替わる少値化方法では、この切り替わる直前、すなわち前の段階のドットで埋め尽くされた時に基調が消失することになる（２値化では切り替え点が存在しないために消失は生じない。）。すなわち、図２７（ａ）、（ｂ）に示すように少ないドット数のときには基調があるが、同図（ｃ）に示すように小ドットですべて埋め尽くされると基調が消失し、ドットサイズを小ドットから中ドットに変更したときに、同図（ｄ）に示すように再度基調が生じることになる。
【００９２】
例えば、図２８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように小ドット用マスク、中ドット用マスク、大ドット用マスクにおいて、小ドット用マスク、中ドット用マスクのそれぞれ閾値「７３」、「１８２」で基調が消失し、中ドット用マスク、大ドット用マスクのドットサイズ切替え後の最初の閾値「８０」、「１８７」とすると、サイズ切替えによって基調消失が発生することになる。
【００９３】
そこで、本発明では、単独で発生する基調の消失については、そのパターンを使用しないように、直後のパターンと閾値を同じくして消失パターンを跳ばすようにする。これにより、消失パターンが単独で発生することを防止できる。つまり、第１のドットサイズに割り当てられる閾値と第１のドットサイズよりも大きい第２のドットサイズに割り当てられる閾値とが、少なくとも１つ以上同じ値であれば、その部分で消失パターンが単独で発生することを防止できる。
【００９４】
また、基調が消失し易い階調レベル域では、奇数番目の閾値のみを配置して、偶数番目の閾値を配すべき位置には次の奇数番目の閾値を配することで、常に偶数番目のドット出力を跳ばすものとする。マスクの１辺が必ず８の倍数となるように設計しているため、奇数番目のみの閾値を配することによって、半端なドットの組を作り出して意図的に基調を強めることができる。
【００９５】
さらに、少値化処理ドットの切替え部においても、基調消失となる閾値レベルを配する位置に切替え後の最初の閾値を割り当て、基調消失点を跳ばすようにする。例えば、図２９（ａ）に示す小ドット用パターンの最大閾値と同図（ｂ）に示す中ドット用パターンの最小閾値とをいずれも同じ「８０」にし、中ドット用パターンの最大閾値と同図（ｃ）に示す大ドット用パターンの最小閾値とをいずれも同じ「１８７」にすることで、ドット切り替え部における基調消失を防止できる。
【００９６】
なお、この処理によって再び階調数が足りなくなる場合もあるが、その場合はもう一段階サブマトリクスを設定することで、不足した階調数を補うことができる。
【００９７】
以上のような閾値マトリクスの作成手順について図３０を参照して説明すると、少値化処理における各サイズのドットが表現すべき階調区間を設定し、設定した階調区間より、階調表現のために必要最小限のマスクサイズを算出し、マスクサイズより、１階調当たりの同時出力ドット数を決定する。
【００９８】
そして、サブマトリクスの最小単位を考慮しつつ、同時出力ドットによる階調数低下を補うためにサブマトリクスを形成する。次いで、基調消失となる階調レベル付近の閾値を修正する。この閾値修正により階調数が不足した場合には、もう一段階サブマトリクスを作成する。
【００９９】
次いで、各サイズのドット用閾値マトリクスの切替点に該当する閾値を修正し、低解像度用少値マトリクスを完成する。
【０１００】
このようにして作成した少値閾値マトリクス（あるいは２値マトリクス）を使用することによって、低解像度しか実現できない記録装置、あるいは高速化のためには低解像度しか選択できないような記録装置であっても、良好な画像品質を得ることができるようになる。
【０１０１】
ここで、上記実施形態では、本発明に係る閾値マトリクスは、ホスト１００のプリンタドライバ１０１に閾値マトリクステーブルとして保持し、ソフトウエア処理を行っている。
【０１０２】
この場合、ホスト１００のプリンタドライバ１０１によって入力画像データに基づいて、あるいは指定された出力設定情報に基づいて、「用紙の向き」や「横書き／縦書き」を判別し、基調の向きが常に一定となるように閾値マトリクスを回転させて適用する処理を行う。すなわち、用紙の向きが縦長となるポートレイトと用紙の向きが横長となるランドスケープとで基調の向きが同じになるように閾値マトリクステーブルを回転させて適用する。
【０１０３】
また、上記実施形態ではホスト側のプリンタドライバで閾値マトリクスをテーブルとして保持する例で説明しているが、図３１に示すように、プリンタドライバ１０１側にはホストコンピュータで実行されるアプリケーションソフトなどから画像データを処理するＣＭＭ処理部１０２及びＢＧ／ＵＣＲ，γ補正部１０３のみを有し、インクジェット記録装置２００側の制御部にズーミング処理部１０４及び本発明に係る閾値マトリクス１０５を格納したＲＯＭなどを備えて、ドット配置への変換はインクジェット記録装置側で行うようにすることもできる。何れの場合も、入力画像データに対して１対１の比較で処理を行うことができるので、高速かつ低コストで画像処理を行うことができるようになる。
【０１０４】
また、上記実施形態では主にインクジェット記録装置及びそのホストに本発明を適用する例で説明したが、ドットで画像を形成できる（ドット再現で画像を形成する）画像形成装置、例えば熱転写記録装置などにも同様に適用することができる。さらに、レーザープリンタ、ＬＥＤプリンタなどの電子写真方法を用いた画像形成装置にも適用することができる。
【０１０５】
熱転写記録装置は、図３２に示すように、発熱体３０１を有するサーマルヘッド３００と加圧ローラ３０３との間で用紙３０４とインクシート３０５とを挟んで送りながら、サーマルヘッド３００の発熱体３０１を駆動することによって、インクシート３０５のベース層３０６上の所定領域のワックス層３０７を用紙３０４に転写して画像を記録する。
【０１０６】
また、電子写真方法を用いた画像形成装置の一例について図３３及び図３４を参照して簡単に説明する。なお、図３３は画像形成装置の概略構成図、図３４は同画像形成装置を構成するプロセスカートリッジの概略構成図である。
【０１０７】
この画像形成装置４４０は、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の４色でフルカラー画像を形成するレーザプリンタの一例であり、各色用の画像信号に応じたレーザビームを出射する4つの光書き込み装置４４２Ｍ、４４２Ｃ、４４２Ｙ、４４２Ｂｋと、作像用の4つのプロセスカートリッジ４４１Ｍ、４４１Ｃ、４４１Ｙ、４４１Ｂｋと、画像が転写される記録用紙を収納する給紙カセット４４３と、給紙カセット４４３から記録用紙を給紙する給紙ローラ４４４と、記録用紙を所定のタイミングで搬送するレジストローラ４４５と、記録用紙を各プロセスカートリッジの転写部に搬送する転写ベルト４４６と、記録用紙に転写された画像を定着する定着装置４４９と、定着後の記録用紙を排紙トレイ４５１に排紙する排紙ローラ４５０等を備えた構成となっている。
【０１０８】
４つのプロセスカートリッジ４４１Ｍ、４４１Ｃ、４４１Ｙ、４４１Ｂｋの構成は同じであり、図３４に示すように、各プロセスカートリッジ４４１は、ケース内に像担持体であるドラム状の感光体４５２と、帯電ローラ４５３と、現像器４５４と、クリーニングブレード４５９等を一体に備えている。
【０１０９】
また、現像器４５４内には、トナー供給ローラ、帯電ローラ、静電搬送基板４５７、トナー戻しローラ４５８が設けられており、各色のトナーが収納されている。また、プロセスカートリッジ４４１の背面側には、光書き込み装置からのレーザビームが入射される窓口となるスリット４６０が設けられている。
【０１１０】
各光書き込み装置４４２Ｍ、４４２Ｃ、４４２Ｙ、４４２Ｂｋは、半導体レーザ、コリメートレンズ、ポリゴンミラー等の光偏向器、走査結像用光学系等から構成され、装置外部のパーソナルコンピュータ等のホスト（画像処理装置）から入力される各色用の画像データに応じて変調されたレーザビームを出射し、各プロセスカートリッジ４４１Ｍ、４４１Ｃ、４４１Ｙ、４４１Ｂｋの感光体４５２上を走査し、静電荷像（静電潜像）を書き込む。
【０１１１】
そして、画像形成が開始されると、各プロセスカートリッジ４４１Ｍ、４４１Ｃ、４４１Ｙ、４４１Ｂｋの感光体４５２が帯電ローラ４５３で均一に帯電され、各光書き込み装置４４２Ｍ、４４２Ｃ、４４２Ｙ、４４２Ｂｋから画像データに応じたレーザビームが照射されて各感光体上に各色の静電潜像が形成される。感光体４５２上に形成された静電潜像は、現像器４５４の静電搬送基板４５７で静電搬送された各色のトナーにより現像され顕像化される。感光体４５２と静電搬送基板４５７の対向部間にパスル状の現像バイアスが印加され、感光体４５２上の静電潜像が、静電搬送基板４５７で搬送されて来たトナーによりホッピング現象される。また、現像に供されなかったトナーは静電搬送基板４５７で搬送されてトナー戻しローラ４５８に戻される。
【０１１２】
各４４１Ｂｋ、４４１Ｙ、４４１Ｃ、４４１Ｍの各色の画像形成に同期して、供給カセット４４３内の記録用紙が供給ローラ４４４で給紙され、レジストローラ４４５により所定のタイミングで転写ベルト４４６に向けて搬送される。そして、記録用紙は転写ベルト４４６に担持されて４つのプロセスカートリッジ４４１Ｂｋ、４４１Ｙ、４４１Ｃ、４４１Ｍの感光体に向けて順次搬送され、各感光体上のＢｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。４色のトナー像が転写された記録用紙は、定着ベルト４４７と加圧ローラ４４８からなる定着装置４４９に搬送され、４色のトナー像からなるカラー画像が定着されて排紙トレイ４５１に排紙される。
【０１１３】
この画像形成装置においては、図３５（ａ）〜（ｃ）に示すように、各光書き込み装置４４２Ｍ、４４２Ｃ、４４２Ｙ、４４２Ｂｋから出射するレーザビームのオン時間又はオフ時間を変化させることによってドットサイズを変化させることができる。
【０１１４】
さらに、インクジェット記録装置のヘッド構成も上記実施形態のものに限らず、発熱抵抗体を用いるサーマル型インクジェットヘッドや振動板と電極を用いる静電型インクジェットヘッドを搭載する装置などでもよい。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る閾値マトリクスによれば、中間調レベルにおいてドットの配置パターンで等しい基調を維持したドット再現を行う閾値を有し、かつ同じ値の閾値を３つ以上備えている構成としたので、基調変化を回避することができる。
また、本発明に係る閾値マトリクスによれば、中間調レベルにおいてドットの配置パターンで等しい基調を維持したドット再現を行う閾値を有し、第１のドットサイズに割り当てられる閾値と第１のドットサイズよりも大きい第２のドットサイズに割り当てられる閾値とが、少なくとも１つ以上同じ値である構成としたので、基調消失を防止できる。
【０１１６】
本発明に係る画像処理装置、画像形成装置及びプリンタドライバによれば、本発明に係る閾値マトリクスを備えているので、基調変化を回避することができ、或いは、基調消失を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一例を示す機構部の概略斜視説明図
【図２】同機構部の側面説明図
【図３】同記録装置のヘッドの一例を示す分解斜視説明図
【図４】同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図
【図５】図４の要部拡大説明図
【図６】同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図
【図７】同ヘッドのノズル板の平面説明図
【図８】同記録装置の制御部の概要を説明するブロック図
【図９】同制御部のヘッド駆動制御に係わる部分のブロック説明図
【図１０】図９のヘッド駆動回路の一例を示すブロック図
【図１１】同ヘッド駆動制御に係わる部分の作用説明に供する説明図
【図１２】本発明に係る閾値マトリクスを含む本発明に係るプリンタドライバを搭載した本発明に係る画像処理装置であるホスト側の構成の一例を説明するブロック図
【図１３】入力画像に対するＢayer型ディザ処理、誤差拡散処理後のドットパターンを示す説明図
【図１４】入力画像に対するＢayer型ディザ処理後の画像データを示す説明図
【図１５】３００dpiのＢayer型ディザパターンと誤差拡散パターンの粒状度を１０％濃度おきに測定したときの説明図
【図１６】インクジェット記録装置における機械的な変動要因を説明するための説明図
【図１７】Ｂayer型ディザパターンと記録装置の機械的変動との干渉の説明に供する説明図
【図１８】本発明に係る閾値マトリクスにおける斜め基調のドット配置パターンを説明する説明図
【図１９】電子写真記録装置の万線ディザパターンのドットパターンと階調レベルの基調変化の説明に供する説明図
【図２０】同手法をインクジェット記録装置に適用した場合のドットパターンと階調レベルの基調変化の説明に供する説明図
【図２１】ディザマスクをタイリングすることで形成される基調についての説明に供する説明図
【図２２】マスクが１階調レベル当たり１ドットの場合のタイリングと基調についての説明に供する説明図
【図２３】マスクが１階調レベル当たり２ドットの場合のタイリングと基調についての説明に供する説明図
【図２４】マスクが１階調レベル当たり３ドットの場合のタイリングと基調についての説明に供する説明図
【図２５】基本マトリクスからサブマトリクスへの分割の説明に供する説明図
【図２６】基調が消失もしくは消失したように認識される場合のドット配置の説明に供する説明図
【図２７】ドットサイズ切替部における基調消失の説明に供する説明図
【図２８】ドットサイズ切替部における基調消失の具体例の説明に供する説明図
【図２９】ドットサイズ切替部における基調消失に対する処理の説明に供する説明図
【図３０】本発明に係る閾値マトリクスの作成方法の説明に供するフロー図
【図３１】本発明の他の実施形態の説明に供する説明図
【図３２】熱転写記録装置の概略説明図
【図３３】電子写真方法を用いる画像形成装置の概略構成図
【図３４】同画像形成装置のプロセスカートリッジの概略構成図
【図３５】ドットサイズの変更の説明に供する説明図
【図３６】２値化および少値化により階調表現を行ったときに実際に配置されるドットの説明に供する説明図
【図３７】ディザ法による2値化処理の説明に供する説明図
【図３８】少値化処理におけるサイズ変調ドットとディザマスクの対応の説明に供する説明図
【図３９】各ドットサイズのディザマスクの一例を説明する説明図
【図４０】２値誤差拡散処理の手順について説明する説明図
【符号の説明】
１３…キャリッジ、１４…記録ヘッド、８７…駆動波形生成回路、８８…ヘッド駆動回路、９１…主制御部、１０１…プリンタドライバ、１０５…閾値マトリクス。
Claims (17)
- 多値で入力された画像データをより少ない値のドットの配置に置き換えるための閾値マトリクスであって、中間調レベルにおいてドットの配置パターンで等しい基調を維持したドット再現を行う閾値を有し、かつ同じ値の閾値を３つ以上備えていることを特徴する閾値マトリクス。
- 多値で入力された画像データをより少ない値のドットの配置に置き換えるための閾値マトリクスであって、中間調レベルにおいてドットの配置パターンで等しい基調を維持したドット再現を行う閾値を有し、第１のドットサイズに割り当てられる閾値と前記第１のドットサイズよりも大きい第２のドットサイズに割り当てられる閾値とが、少なくとも１つ以上同じ値であることを特徴する閾値マトリクス。
- 請求項１又は２に記載の閾値マトリクスにおいて、この閾値マトリクスはサブマトリクスと、サブマトリクスを組み合わせるための基本マトリクスとを含み、前記サブマトリクスと前記基本マトリクスが相似形となる斜め万線基調を有することを特徴とする閾値マトリクス。
- 請求項に記載の閾値マトリクスにおいて、少なくともサブマトリクスが３×３以上の斜め万線基調であることを特徴とする閾値マトリクス。
- 請求項１ないし４のいずれかに記載の閾値マトリクスにおいて、視覚特性上基調が認識できない高密なドット配置パターンを単独で発生させるマトリクスを含まないことを特徴とする閾値マトリクス。
- 請求項１ないし５のいずれかに記載の閾値マトリクスにおいて、ドットの密度が増して基調が埋没しやすくなる階調レベルでは閾値の少ない数値の方から奇数番目の閾値のみが適用されて端数のドットの組み合わせが形成されることを特徴とする閾値マトリクス。
- 請求項１ないし６のいずれかに記載の閾値マトリクスにおいて、マトリクスの一辺が必ず８の倍数であることを特徴とする閾値マトリクス。
- 複数のドットからなる画像を出力するための画像データを処理する画像処理装置において、前記請求項１ないし７のいずれかに記載の閾値マトリクスを備えていることを特徴とする画像処理装置。
- 請求項８に記載の画像処理装置において、入力された画像情報又は指定された出力設定情報に応じて前記閾値マトリクスを回転させて使用することを特徴とする画像処理装置。
- 請求項９に記載の画像処理装置において、出力される画像に対して用紙の向きが縦長と横長とで基調の向きが同じになるように前記閾値マトリクスを回転させることを特徴とする画像処理装置。
- 複数のドットからなる画像を形成する画像形成装置用の画像データを処理するプリンタドライバにおいて、前記請求項１ないし７のいずれかに記載の閾値マトリクスを含むことを特徴とするプリンタドライバ。
- 請求項１１に記載のプリンタドライバにおいて、入力された画像情報又は指定された出力設定情報に応じて前記閾値マトリクスを回転させて使用することを特徴とするプリンタドライバ。
- 請求項１２に記載のプリンタドライバにおいて、出力される画像に対して用紙の向きが縦長と横長とで基調の向きが同じになるように前記閾値マトリクスを回転させることを特徴とするプリンタドライバ。
- 複数のドットからなる画像を形成する画像形成装置において、前記請求項１ないし７のいずれかに記載の閾値マトリクスを備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１４に記載の画像形成装置において、入力された画像情報又は指定された出力設定情報に応じて前記閾値マトリクスを回転させて使用することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１５に記載の画像形成装置において、出力される画像に対して用紙の向きが縦長と横長とで基調の向きが同じになるように前記閾値マトリクスを回転させることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項１４ないし１６のいずれかに記載の画像形成装置において、この画像形成装置はインクジェット記録装置又は熱転写記録装置であることを特徴とする画像形成装置。
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