【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濃度の異なる複数のドットを記録媒体に形成して画像を形成する画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機などの画像形成装置においては、原稿を光照射して原稿からの反射光により像担持体上に静電潜像を形成し、これを可視像として記録紙に記録したり、外部からの画像を表す電気信号を可視像として記録紙に記録したりすることが行われている。
【０００３】
この記録紙への記録方式を用いた画像形成装置の一例としては電子写真装置が有る。電子写真装置において、複数ドットで画素を形成し面積階調制御する方法やドットを潜像化する際の露光パルス幅を制御する方法、或いは露光エネルギーを制御方法が階調制御する方法として適宜組み合わされて広く用いられている。
【０００４】
近年、飽和記録濃度の濃いトナーの現像槽と飽和記録濃度の薄いトナーの現像槽を組合わせて用いることにより更に階調再現性を向上させる方法が提案されている。
【０００５】
また、インクジェット画像形成装置を用いてするインクジェット記録方式もある。インクジェット画像形成装置は、簡単な機器構成で、しかも、要求ありしだいにインクを記録媒体（被プリント媒体）上に吐出してプリントすることができるなど種々の利点を有しているため、近年、急速に普及している。
【０００６】
このインクジェット画像形成装置は、プリント速度の向上等のために、複数のインク吐出口を集積配列したプリントヘッドを用いるもの、また、カラー印刷を行うために、使用する各色のインクに対応してプリントヘッドを複数個備えたものが多く用いられている。
【０００７】
インクジェット記録方式では、記録ヘッドに形成した複数のインク吐出口からデータ信号に基づいてインクを吐出し、インク液滴を用紙などの被記録媒体に付着させて記録している。この記録方式は、例えば、プリンタやファクシミリあるいは複写機などに利用されている。
【０００８】
ところで、近年、インクジェット記録方法によるフルカラー画像形成装置が数多く製品化され、記録画像品位も写真画質に迫る高品位な画質の再現性への要求がより高くなってきている。
【０００９】
このような高品位な記録画像を記録する為に、記録インクへの溶解染料量を少なくした、飽和記録濃度を低くした記録インクを用意し、この記録濃度の低いインクを吐出させる為の記録ヘッドを追加して設け、飽和記録濃度の高いインク（濃インク）と飽和記録濃度の低いインク（淡インク）とで画像を記録することにより、記録濃度階調性に優れた、高品位な画像を記録できる記録方法が提案されている。
【００１０】
即ち、濃インクと淡インクとを組み合わせて、画像の濃度の中間調（ハーフトーン）処理を行う。具体的には、画素ごとに濃インクおよび淡インクのインクドットを形成するか否かの２値化を行い、一定面積中のいくつの画素にインクドットを形成するかによって行っている。これにより、インクジェット形成装置において、画質の向上を図ることができる。
【００１１】
しかしながら、濃インクと淡インクとを用いてインクドットを形成するとき、インクドットの濃度のばらつきなどにより、その画質において、粒状性が増加することとなる。即ち、ざらつき感を有する。
【００１２】
そこで、特開２０００−３１３１２７号公報には、性質（濃度、ドット径）およびハーフトーン処理が異なる２種類以上のインクドットを用いる印刷装置が記載されている。
【００１３】
上記印刷装置は、図５に示すように、階調値が１２８までは淡インクを用い、階調値が１２８以上となると、淡インクを減らし、そのかわりに濃インクを用いて階調を表している。これにより、ハーフトーン処理の時間を増加させることなく、粒状性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、特開平６−３２８６７８号公報には、浸透性が高い濃インクのドットの周囲に、浸透性の低い淡インクのドットを隣接させるインクジェット画像形成装置が開示されている。これにより、浸透性の低い淡インクのドットが滲むため、粒状性の向上を図ることができる。
【００１５】
また、特開２０００−３３３００７号公報には、ドットが合体する可能性がある場合には、画像形成データを補正して、画素内のドット面積を減らす構成の画像処理部が記載されている。これにより、ドットの合体による粒状性の向上を図ることができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２０００−３１３１２７号公報に記載の印刷装置では、階調値によっては、淡インクのインクドットが大量に必要となり、このため、淡インクの消費量が大きくなる。
【００１７】
例えば、同じ濃度をだすとき、淡インクドットの数を増やした方が粒状性は良くなる。しかしながら、そのインクドットの数が多すぎると、淡インクと濃インクとの消費のバランスが悪くなったり、狭い面積に数多くのインクドットが形成されることとなり、画質の悪化を伴ったりする。
【００１８】
また、上記特開平６−３２８６７８号公報に記載のインクジェット画像形成装置では、淡インクドットが完全に滲めばよいが、該淡インクドットの滲みを制御することが困難であり、一定の画質を得ることが困難である。
【００１９】
また、上記特開２０００−３３３００７号公報には、具体的なインクドットの配置の決定方法は記載されていない。
【００２０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、濃度の異なるインク或いはトナー等の着色材を用いて多階調の画像を記録するものであり、階調性を維持しつつ、淡インク或いは飽和記録濃度の薄いトナー即ち、薄い着色材の消費を抑制することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、飽和記録濃度の異なる複数の着色材を用いて、飽和記録濃度の異なる複数の着色材ドットを記録媒体に記録する記録手段を備え、複数の着色材ドットで画素を構成し、１画素当たりの該着色材ドットの分布により多階調の画像を形成する画像形成装置において、第１濃度の着色材により記録媒体上に形成される複数の第１着色材ドットによる画素の濃度と、第２濃度の着色材により記録媒体上に形成される、上記複数の第１着色材ドットよりも少ない数の第２着色材ドットによる画素の濃度とが同一である場合、第２濃度の着色材を選択して記録する着色材選択手段を備えていることを特徴としている。なお、上記着色材とは、染料、顔料などを含み、記録媒体に着色することができるもののことをいう。この着色材には、例えば、インク、トナー等が挙げられる。
【００２２】
上記の構成によれば、形成される画像において、複数の第１着色材ドットで表される画素濃度が、第２着色材ドットの画素濃度とが同一である場合に、第２着色材ドットに置き換えられる。つまり、形成される画素としての濃度が変化しない。従って、形成される画素の階調数を確保することができる。さらに、使用量の多い第１濃度の着色材の消費量を低減することができる。これにより、第１濃度の着色材と、第２濃度の着色材との消費のバランスを改善することができる。また、上記複数の着色材ドットは、同系色であることが好ましい。
【００２３】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記画素はｎ×ｍのドットマトリクスからなり、該画素の２次元フーリエ変換により求めた空間周波数の実数成分をＲｅとし、虚数成分をＩｍとし、視覚特性をＶＷＦとし、粒状度をＧとしたとき、
【００２４】
【数２】
【００２５】
をｊ＝０かつｋ＝０のとき以外で満足する粒状度Ｇが小さくなるように着色材ドットの上記画素における配置を決定する配置決定手段を備えることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、配置決定手段により粒状度Ｇが小さくなるように着色材ドットが配置される。これにより、形成される画像における粒状性の向上を図ることができる。
【００２７】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記配置決定手段は、上記画素内で、上記着色材ドットを略均一に離散するように配置することが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、着色材ドット同士がなるべく隣接しないように配置することができ、視覚特性を考慮した空間周波数の高周波化を図ることができる。これにより、形成される画像における粒状性のより一層の向上を図ることができる。
【００２９】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記配置決定手段は、周辺の着色材ドットに対して、より水平または垂直に近い配置を優先することが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、着色材ドットの配置を水平または垂直となる配置とすることができるので、各階調で例えば斜めの配置よりバランスの良い配列を行うことができる。これにより、これにより、形成される画像における粒状性のより一層の向上を図ることができる。
【００３１】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記配置決定手段は、上記飽和記録濃度の異なる複数の着色材ドットのうち、飽和記録濃度の高いものから優先して画素内に配置することが好ましい。
【００３２】
上記の構成によれば、一般に、飽和記録濃度の薄い着色材ドットより粒状性への影響が強い飽和記録濃度の高い着色材ドットを優先して配置している。上記のように、順番に粒状度Ｇの値がなるべく小さくするように配置しているので、先に配置が決定した着色材ドットほど、より粒状度Ｇの値を小さくする効果が大きい。従って、飽和記録濃度の高いものから優先して画素内に配置することにより、粒状性の向上を図ることができる。
【００３３】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記インク選択手段は、上記画素が２ｋ×２ｋのドットマトリクスからなるとき、上記第２等ドットの数が４の整数倍となるように着色材ドットを選択することが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、第２着色材ドットの数を４の整数倍とすることにより、形成される画像の粒状性のより一層の向上を図ることができる。
【００３５】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記第２着色材ドットが上記第１着色材ドットの１／Ｌ倍（Ｌは整数）の飽和記録濃度における反射率であるとき、各画素における第１着色材ドットの数はＬ−１以下であることが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、第１着色材ドットをＬ個以上用いることがないので、階調数を維持しつつ、第１濃度の着色材の消費量を最も少なくすることができる。
【００３７】
本発明の画像形成方法は、上記課題を解決するために、飽和記録濃度の異なる複数の着色材により記録される飽和記録濃度の異なる複数の着色材ドットの分布により多階調の画像を形成する画像形成方法において、第１濃度の着色材により記録媒体上に形成される複数の第１着色材ドットによる画素濃度と、第２濃度の着色材により記録媒体上に形成される、上記複数の第１着色材ドットよりも少ない数の第２着色材ドットによる反射光量が同一すなわち、画素濃度とが同一である場合、第２濃度の着色材を選択して記録することを特徴としている。
【００３８】
上記の方法によれば、形成される画像において、複数の第１着色材ドットで表される画素濃度が、第２着色材ドットの画素濃度とが同一である場合に、第２着色材ドットに置き換えられる。つまり、形成される画素における画素濃度が変化しない。従って、形成される画素の階調数を確保することができる。さらに、使用量の多い第１濃度の着色材の消費量を低減することができる。これにより、第１濃度の着色材と、第２濃度の着色材との消費のバランスを改善することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態にかかる画像形成装置としてのインクジェットプリンターについて、図１ないし２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００４０】
図１に示すように、本実施の形態にかかるインクジェットプリンター１は、給紙部２、インクカートリッジ５を装着したキャリッジ４を備えている。上記キャリッジ４には、ノズルを有するインクヘッドが備えられている。上記インクカートリッジ５には、インクが充填されている。本実施の形態では、上記インクカートリッジ５は、Ｃ・Ｍ・Ｙ・Ｋの各色のカートリッジを備えている場合について説明する。
【００４１】
画像を形成する際、上記インクジェットプリンター１では、給紙部２から用紙（記録媒体）３が紙送りモータにより所定の方向に搬送される。上記キャリッジ４は、キャリッジ駆動モータにより、用紙搬送方向と直交する方向に往復する。また、上記キャリッジ４のインクヘッドにおけるノズルからは、上記インクカートリッジ５から供給されるインクが上記用紙３に対して吐出される。より詳細には、上記インクヘッド４には、図示しない電気・熱変換体がノズルに対応して配置されている。上記電気・熱変換体には、記録情報に対応する駆動信号が印加されることによりノズルからインクを吐出される。これにより、この吐出されたインクが上記用紙３に付着することにより画像が形成される。
【００４２】
また、上記インクジェットプリンターの構成は、図２のブロック図にて示される。すなわち、上記インクジェットプリンターは、制御部１１、操作パネル１２、画像処理部１３、画像形成部１４を備えている。
【００４３】
上記制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等から構成され、上記各部を制御している。
【００４４】
上記操作パネル１２は、各種スイッチ群と表示パネル群を備え、インクジェットプリンターの記録モードの設定をしたり、画像形成装置の状態を表示したりするものである。
【００４５】
上記画像処理部１３は、例えばコンピュータからの画像情報（記録情報）に対応して画像を処理し、さらに、紙送りモータ、キャリッジ駆動モータ、インクヘッドの電気・熱変換体等の駆動信号を生成するものである。
【００４６】
そして、上記画像形成部１４は、等の画像を形成するものである。上記画像形成部１４は例えば上記インクヘッドであり、上記画像処理部１３で生成された駆動信号が印加されることにより電気・熱変換体が駆動され、上記インクヘッドのノズルからインクを吐出して、用紙にインクドットを形成することにより画像を形成する。
【００４７】
また、上記インクジェットプリンターには、計時を行うタイマーが設けられていてもよい。これにより、画像形成の経過時間等を計測することができる。
【００４８】
続いて、本実施の形態にかかるインクジェットプリンターにおける、用紙へのインクドットの形成（画像形成）について説明する。
【００４９】
まず、画像処理部１３に、画像データが入力される。この画像データは、画像を形成する各画素ごとにＲ・Ｇ・Ｂそれぞれの色について、値０ないし２５５の２５６階調の階調値を有するデータである。
【００５０】
そして、画像処理部１３は、入力された画像データの解像度を画像形成装置１４で画像形成するための解像度に変換する。
【００５１】
次いで、画像処理部１３は、上記画像データの色補正処理を行う。色補正処理とは、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色の階調値からなる画像データを、画像形成装置１４で使用するＣ・Ｍ・Ｙ・Ｋ各色の階調値のデータに変換する処理である。
【００５２】
こうして色補正された画像データに対して、画像処理部１３におけるインク選択手段および配置決定手段が、ハーフトーン処理を行う。ハーフトーン処理とは、原画像データの階調値（例えば２５６階調）を各画素ごとに表現可能な階調数に変換し、各画素において中間調を表現するためのデータを作成する処理のことをいう。つまり、上記ハーフトーン処理では、インク選択手段が、各画素において中間調を表現するための濃度の異なるインクにより形成される見かけ濃度の異なるインクドットを組み合わせのデータを作成する。本実施の形態のハーフトーン処理では、各画素において、「インクドットの形成なし」、「濃インクドットの形成」、「淡インクドットの形成」の３値化を行うが、さらに多くの多値化を行ってもかまわない。
【００５３】
さらに、配置決定手段では、予め決定しておいた階調数に応じた見かけ濃度の異なる淡インクドットと濃インクドットとの記録率に応じて、所定の配置テーブルに基づいて濃インクドットと淡インクドットとを形成する各画素における位置が決定される。上記配置テーブルについては、後述する。
【００５４】
そして、上記インクジェットプリンターでは、画像処理部１３における画像処理により作成されたデータに基づいて、濃度の異なるインクが吐出され、用紙に濃インクドットと淡インクドットとが形成され、画像が形成される。
【００５５】
さらに、本実施の形態にかかるインクジェットプリンターにおける、用紙へのインクドットの形成（画像形成）について、より具体的な例を挙げて、説明する。ここでは、濃インクと淡インクとの２種類のインクを用いてインクドットを形成することにより画像を形成する場合について説明する。
【００５６】
本実施の形態では、濃インクの濃度を淡インクの濃度の４倍とする。即ち、淡インク４滴の濃度と濃インク１滴の濃度が等しく、淡インク４滴は、濃インク１滴に置き換えられる。つまり、淡インク４滴で形成されるインクドットを、濃インク１滴で形成することができる。
【００５７】
ここで、各画素における階調値ごとの濃インク（Ｄ−ＩＮＫ）および淡インク（Ｌ−ＩＮＫ）の各インクにより形成されるドット数および各画素におけるドットの形成する位置の決定（インク選択手段の動作）について本実施の形態における一例を、図３に基づいて説明する。
【００５８】
まず、図３に基づいて、各画素における濃インクおよび淡インクにより形成されるドット数について説明する。
【００５９】
図３に示すように、階調値１の場合は淡インクドット１個、階調値２の場合は淡インクドット２個、階調値３の場合は淡インクドット３個とする。そして、階調値４の場合は淡インクドット４個ではなく濃インクドット１個とする。
【００６０】
また、階調値５の場合は濃インクドット１個および淡インクドット１個、階調値６の場合は濃インクドット１個および淡インクドット２個、階調値７の場合は濃インクドット１個および淡インクドット３個とする。
【００６１】
そして、同様に、階調値２５３の場合は濃インクドット６３個および淡インクドット１個、階調値２５４の場合は濃インクドット６３個および淡インクドット２個、階調値２５５の場合は濃インクドット６３個および淡インクドット３個、階調値２５６の場合は濃インクドット６４個とする。
【００６２】
即ち、淡インクドット４個となる度に、濃インクドット１個に置き換える。
【００６３】
このように、それぞれの画素において淡インクドットは３個までしか形成することないため、階調数を維持しながら、淡インクの消費を抑えることができる。
【００６４】
続いて、各画素における、上記淡インクドットと濃インクドットとの配置の決定（配置決定手段の動作）について説明する。
【００６５】
各画素において濃インクドットおよび淡インクドットの組み合わせが同じ（各ドットが同じ数）であれば、画素の濃度としては、大きくはかわらない。しかしながら、それらのドットの配置によって、粒状性は異なる。
【００６６】
ここで、形成された画像では、粒状度の値が小さい程、人間の目には粒状感（ざらつき）を与えず、画質は良好となる。つまり、粒状性が向上する。濃度に対する視覚補正を行う前の粒状度Ｇ、および濃度に対する視覚補正を行った粒状度Ｒは、次式により表される。
【００６７】
【数３】
【００６８】
ここで、複数ドットマトリクス（ｎ×ｍのドットマトリクス）からなる画素の２次元フーリエ変換より求めた空間周波数の実数成分をＲｅ、虚数成分をＩｍ、視覚特性（視覚の空間周波数特性）をＶＷＦ、画素マトリクスの濃度をＤとしている。
さらに、ｊは、ｎ×ｍのドットマトリクスを２次元フーリエ変換したＸ方向の周波数成分であり、ｉは、ｎ×ｍのドットマトリクスを２次元フーリエ変換したＹ方向の周波数成分であるとする。
ただし、ｊ＝０、かつ、ｉ＝０の場合の値は除外する。
【００６９】
そこで、粒状度Ｇの値がなるべく小さくなるように、配置を決める。これにより、視覚補正を行った粒状度Ｒの値を小さくすることができる。このような粒状度Ｇの値がなるべく小さくなる配置は、予め、画像処理部に配置テーブルとして、記憶されている。そして、画素の濃度が入力されると、配置テーブルに基づいた配置でインクドットが形成される。
【００７０】
ところで、人間の視覚特性（人間の感度）は、周波数成分が高くなるほど、感度が低下する。即ち、人間は、周波数成分が高域にいけばいくほど、粒状性が見分けられなくなる。一方、ある空間にドットを配置する場合、ドットが隣接するように集中させた配置すると、低い周波数成分がでてくることとなる。従って、粒状度Ｇが小さく高品質な画像を得るためには、画素当りで、ドットがなるべく均一に配置されるようにすればよい。
【００７１】
また、粒状性への影響力の小さい淡インクドットを先に決めてしまうと残されたあきスペースに影響力の大きな濃インクドットの配置することになり粒状性についてベストの配置が得られなくなる。つまり、濃インクドットと淡インクドットとの組み合わせにおいて、それらインクドットの配置は、濃インクドットに重みをおくことが好ましい。即ち、濃インクドットを先に配置してから、影響の少ない淡インクドットの配置を決めることが好ましい。
【００７２】
さらに、同じ数のインクドットを画素に配置する場合、それらがなるべく水平・垂直になるように配置することが好ましい。例えば、それらの配置を斜めにすると、ドット間の距離が大きくなり、人間の感度が上がることとなり、形成される画像の粒状性が悪くなる。
【００７３】
なお、本実施の形態の場合、階調数が２５６で、濃インクの濃度が淡インクの４倍であるため、画素が８×８のドットマトリクスからなることとなる。この階調数、インクの濃度、使用するインクの種類の数等は、特に限定されるものではなく、粒状度Ｇが小さくなればよく、適宜変更可能である。
【００７４】
この場合の各画素においてインクドットを形成する位置を表す配置テーブルの一例を表１（全部で（淡インクドットと濃インクドットとをあわせて）６４滴うつ場合）に示す。この配置テーブル中の数字は、インクドットを形成する順番を示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
この配置テーブルは、例えば、ｎ個のインクドットが既に形成されているとして、ｎ＋１番目のインクドットを形成する場所を、マトリクスのＸ方向・Ｙ方向各々においてフーリエ変換することにより、粒状度Ｇが最も小さくなる場所に決定することにより作成したものである。
【００７７】
例えば、以下の表２に示すように、１２個のインクドットが既に形成されている場合、１３番目のインクドットを形成する場所を、まだ順番の決まっていない場所における、マトリクスのＸ方向・Ｙ方向各々においてフーリエ変換することにより、粒状度Ｇが最も小さくなる場所に決定する。
【００７８】
【表２】
【００７９】
この操作を繰り返すことにより、表１の配置テーブルを作成することができる。
【００８０】
また、淡インクドット４個となる度に、濃インクドット１個に置き換えるとして、階調値が６の場合におけるインクドットの配置を表３に示す。
【００８１】
【表３】
【００８２】
階調値６のとき、その画素において淡インクドット２個および濃インクドット１個を形成することとなる。また、濃インクドットの配置を優先させるため、表３に示すように、上記表２における「１」の場所に濃インクドットを形成する。このときの濃インクドットの濃度を１とする。この表３では、インクドットを形成する位置にインクドットの濃度を記載している。また、上記表２における「２」「３」の場所に淡インクドットを２つ形成する。濃インクドットの濃度は、淡インクドットの濃度の４倍であるので、淡インクドットの濃度は、０．２５（濃インクの１／４の濃度）となる。つまり、このインクドットの配置は、濃インクドットと淡インクドットとを離散させて配置したものである。また、上記濃インクドットおよび淡インクドットは、拡がり（滲み）のほとんどないものとする。
【００８３】
これと比較するために、表４に示すように濃インクドットと淡インクドットとを隣接して配置した場合について検討する。この比較は８×８の画素で１ドットが約２倍に滲んで拡がった場合を想定している。また、同一の条件で粒状度を比較するため８×８の平均濃度Ｄは同一となっている。また、表３と同様に、インクドットを形成する位置にインクドットの濃度を記載している。
【００８４】
【表４】
【００８５】
ここで、濃インクドットと淡インクドットとを略均一に離散させた表３に示した配置と、隣接させた表４に示す配置における、上記式２に示した濃度視覚補正前の粒状性Ｇ、及び濃度視覚補正後の粒状度Ｒの値について以下の表５に示す。
【００８６】
【表５】
【００８７】
また、複数の濃インクドットと淡インクドットの組み合わせの一例として階調値１９の場合を濃インクドット８個と淡インクドット３個を表１に基づいて離散させて配置した場合を表６に示し，隣接させて集中させた場合を表７に示し、そのときの粒状度Ｇ，視覚補正後の粒状度の値を表８に示す。
【００８８】
【表６】
【００８９】
【表７】
【００９０】
【表８】
【００９１】
上記表５，表８に示すように、濃インクドットと淡インクドットとの配置を略均一に離散させた方が、粒状性は向上する（粒状度Ｇは低下する）ことがわかる。さらに、複数の濃インクドットを配置する場合には、上記同様に、これら濃インクドットを略均一に離散させることにより、より一層粒状性は向上する。
【００９２】
また、上記各インクドットが拡がる（滲む）場合に、表３および表４と同様の濃インクドットおよび淡インクドットの配置した場合について説明する。略均一に離散して配置した場合を表９に示し、隣接して配置した場合を表１０に示す。
【００９３】
【表９】
【００９４】
【表１０】
【００９５】
また、これらの配置における濃度視覚補正前の粒状性Ｇ、及び濃度視覚補正後の粒状度Ｒの値については表１１に示す。
【００９６】
【表１１】
【００９７】
これら略均一に離散して配置した場合、隣接して配置した場合ともに、インクドットを形成した周辺の空白マトリクスまで滲んで拡がる。しかしながら、粒状性をより向上させることができる。さらに、複数の濃インクドットを配置する場合には、上記同様に、これら濃インクドットを略均一に離散させることにより、より一層粒状性を向上させることができる。
【００９８】
ここで、上記表１に示した配置テーブルに従って形成した画像において、用いた濃インクのドット数Ｉと、その濃インクドットを形成した画素におけるマトリクスの位置（Ｘ，Ｙ）に対する、粒状度Ｇについて、以下の表１２に示す。
【００９９】
【表１２】
【０１００】
上記表１２に示すように、濃インクのドット数が４の倍数のとき、その前後のときより粒状度Ｇは低下する。例えば、濃インクのドット数が３１のとき粒状度Ｇは２８．７、濃インクのドット数が３３のとき粒状度Ｇは２８．７であるが、濃インクのドット数が４の倍数である３２のとき粒状度Ｇは０．４となる。つまり、本実施の形態のように、２ｋ×２ｋのドットマトリクスにおいては、濃インクのドット数が４の倍数であることが好ましいことがわかる。さらに、同じ濃度をだすとき、濃インクを用いるよりも淡インクで数うった方が粒状性は良くなる。
【０１０１】
そこで、本実施形態における他の例について図４に基づいて説明する。図４に示すように、階調値１〜１５までの場合は淡インクドットのみ（１個〜１５個）を用いて表現する。そして、階調値１６の場合に、濃インクドット４個のみで表現する。
【０１０２】
また、階調値１７の場合は濃インクドット４個および淡インクドット１個、階調値１８の場合は濃インクドット４個および淡インクドット２個、階調値１９の場合は濃インクドット４個および淡インクドット３個とする。
【０１０３】
同様に、階調値２５３の場合は濃インクドット６０個および淡インクドット１３個、階調値２５４の場合は濃インクドット６０個および淡インクドット１４個、階調値２５５の場合は濃インクドット６０個および淡インクドット１５個、階調値２５６の場合は濃インクドット６４個とする。
【０１０４】
即ち、淡インクドット１６個となる度に、濃インクドット４個に置き換える。
【０１０５】
これにより、形成された画像では、濃インクドットの数が４の倍数をなっており、粒状性のさらなる向上を図ることができる。
【０１０６】
また、各画素において、各階調で粒状度の最小位置にドットを配置していくとＸ方向若しくはＹ方向周波数成分が偏重してしまいバンデングなどの影響が顕著になることがある。この場合、例えば、マスクを用いて、各画素におけるインクドットを形成するマトリクスの位置を制限することにより、上記のような偏重を防止することができる。
【０１０７】
このような、マスクを用いて上記のような偏重を防止する例について説明する。
【０１０８】
まず、表１３に示すように、１ドットから３２ドットまでは１ドットおきの千鳥（市松）状のマスクをかけることによりインクドットの配置を制限し、マスクのかかっていない位置へ各階調で粒状度の最小位置にドットを配置していく。
【０１０９】
【表１３】
【０１１０】
その後、３３ドットから６４ドットではマスクを解除し、各階調で粒状度の最小位置にドットを配置していくことにより、表１４に示す配置テーブルを作成することができる。
【０１１１】
【表１４】
【０１１２】
この配置テーブルに従ってインクドットを形成することにより、Ｘ方向若しくはＹ方向周波数成分が偏重を防止してバンデングなどの影響を抑制しつつ、粒状性を向上することができる。上記千鳥状のマスクは、視感度を大きく減衰させることができる最も高い空間周波数成分を有しているため、上記マスクによる粒状性への影響は小さく無視できるものである。
【０１１３】
ここで、上記表１４に示した配置テーブルに従って形成した画像において、用いた濃インクのドット数Ｉと、その濃インクドットを形成した画素におけるマトリクスの位置（Ｘ，Ｙ）に対する、粒状度Ｇについて、以下の表１５に示す。
【０１１４】
【表１５】
【０１１５】
上記表１５に示すように、濃インクのドット数が４の倍数のとき、その前後のときより粒状度Ｇは低下する。つまり、本実施の形態においては、濃インクのドット数が４の倍数であることが好ましいことがわかる。
【０１１６】
〔実施の形態２〕
図６は本発明に係る画像形成装置としての電子写真装置であり、飽和記録濃度１．４が得られる正規の現像槽と階調性を向上させるために前記、正規の現像槽に対して４倍の飽和記録反射率と成るように設定された淡トナー現像槽を追加して階調性に優れたモノクロプリンタを構成している。このような飽和反射率とするために淡トナー現像槽には正規の現像槽に用いられる正規トナーと同一で着色剤のみが抜かれた透明トナーが２５体積％と正規トナーが７５体積％の割合で均一に分散した状態で収納されている。また、正規トナーと同一処方で着色剤を減らして正規トナーに対して２５％の飽和記録反射率と成る単一の淡トナーを用いてもよい。
【０１１７】
感光体１０１は矢印Ｖ方向に回転し、帯電ローラ１０２により所定電圧−６００Ｖに帯電された後、第１露光手段により淡ドット潜像が形成され、淡トナー現像槽１０４により感光体上に淡トナードットが現像される。続いて，第２露光手段１０５により濃ドット潜像が形成され、正規トナー現像槽１０６荷より感光体上に正規トナードットが形成され、転写ローラ１０８により記録紙１０７に転写された後定着されるものである。
【０１１８】
画素構成や、階調値に応じた濃ドット、淡ドットの配置方法などは前述のインクジェットで用いた方法の一色分と同一であるので説明を省略する。
【０１１９】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、以上のように、飽和記録濃度の異なる複数の着色材を用いて、飽和記録濃度の異なる複数の着色材ドットを記録媒体に記録する記録手段を備え、複数の着色材ドットで画素を構成し、１画素当たりの該着色材ドットの分布により多階調の画像を形成する画像形成装置において、第１濃度の着色材により記録媒体上に形成される複数の第１着色材ドットによる画素の濃度と、第２濃度の着色材により記録媒体上に形成される、上記複数の第１着色材ドットよりも少ない数の第２着色材ドットによる画素の濃度とが同一である場合、第２濃度の着色材を選択して記録する着色材選択手段を備えている構成である。
【０１２０】
上記の構成によれば、形成される画像において、複数の第１着色材ドットで表される画素の濃度が、第２着色材ドットの画素の濃度とが同一ある場合に、第２着色材ドットに置き換えられる。つまり、形成される画素における画素濃度が変化しない。従って、形成される画素の階調数を確保しつつ、使用量の多い第１濃度の着色材の消費量を低減することができるという効果を奏する。
【０１２１】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記画素はｎ×ｍのドットマトリクスからなり、該画素の２次元フーリエ変換により求めた空間周波数の実数成分をＲｅとし、虚数成分をＩｍとし、視覚特性をＶＷＦとし、粒状度をＧとしたとき、
【０１２２】
【数４】
【０１２３】
をｊ＝０かつｋ＝０のとき以外で満足する粒状度Ｇが小さくなるように着色材ドットの上記画素における配置を決定する配置決定手段を備えることが好ましい。
【０１２４】
上記の構成によれば、配置決定手段により粒状度Ｇが小さくなるように着色材ドットが配置される。これにより、形成される画像における粒状性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【０１２５】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記配置決定手段は、上記画素内で、上記着色材ドットを略均一に離散するように配置することが好ましい。
【０１２６】
上記の構成によれば、着色材ドット同士がなるべく隣接しないように配置することができ、視覚特性を考慮した空間周波数の高周波化を図ることができる。これにより、形成される画像における粒状性のより一層の向上を図ることができるという効果を奏する。
【０１２７】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記配置決定手段は、周辺の着色材ドットに対して、より水平または垂直に近い配置を優先することが好ましい。
【０１２８】
上記の構成によれば、着色材ドットの配置を水平または垂直となる配置とすることができるので、各階調で例えば斜めの配置よりバランスの良い配列を行うことができる。これにより、これにより、形成される画像における粒状性のより一層の向上を図ることができるという効果を奏する。
【０１２９】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記配置決定手段は、上記飽和記録濃度の異なる複数の着色材ドットのうち、飽和記録濃度の高いものから優先して画素内に配置することが好ましい。
【０１３０】
上記の構成によれば、一般に、飽和記録濃度の薄い着色材ドットより粒状性への影響が強い飽和記録濃度の高い着色材ドットを優先して配置している。上記のように、順番に粒状度Ｇの値がなるべく小さくするように配置しているので、先に配置が決定した着色材ドットほど、より粒状度Ｇの値を小さくする効果が大きい。従って、飽和記録濃度の高いものから優先して画素内に配置することにより、粒状性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【０１３１】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記着色材選択手段は、上記画素が２ｋ×２ｋのドットマトリクスからなるとき、上記第２着色材ドットの数が４の整数倍となるように着色材ドットを選択することが好ましい。
【０１３２】
上記の構成によれば、第２着色材ドットの数を４の整数倍とすることにより、形成される画像の粒状性のより一層の向上を図ることができるという効果を奏する。
【０１３３】
本発明の画像形成装置は、上記の構成に加えて、上記第２着色材ドットが上記第１着色材ドットの１／Ｌ倍（Ｌは整数）の飽和記録濃度における反射率であるとき、各画素における第１着色材ドットの数はＬ−１以下であることが好ましい。
【０１３４】
上記の構成によれば、第１着色材ドットをＬ個以上用いることがないので、階調数を維持しつつ、第１濃度の着色材の消費量を最も少なくすることができるという効果を奏する。
【０１３５】
本発明の画像形成方法は、上記課題を解決するために、飽和記録濃度の異なる複数の着色材により記録される飽和記録濃度の異なる複数の着色材ドットの分布により多階調の画像を形成する画像形成方法において、第１濃度の着色材により記録媒体上に形成される複数の第１着色材ドットによる画素濃度と、第２濃度の着色材により記録媒体上に形成される、上記複数の第１着色材ドットよりも少ない数の第２着色材ドットによる画素濃度とが同一である場合、第２濃度の着色材を選択して記録する構成である。
【０１３６】
上記の方法によれば、形成される画像において、複数の第１着色材ドットで表される画素濃度が、第２着色材ドットの画素濃度とが同一である場合に、第２着色材ドットに置き換えられる。つまり、形成される画素における画素濃度が変化しない。従って、形成される画素の階調数を確保しつつ、使用量の多い第１濃度の着色材の消費量を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるインクジェットプリンターの斜視図である。
【図２】上記インクジェットプリンターの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態の一例における、一画素に関して入力された階調値に対して形成される濃インクドットと淡インクドットの数を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態の他の例における、一画素に関して入力された階調値に対して形成される濃インクドットと淡インクドットの数を示すグラフである。
【図５】従来の一画素に関して入力された階調値に対する濃インクと淡インクとの関係を示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施形態にかかる画像形成装置としての電子写真装置の要部の断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンター
２ 給紙部
３ 用紙（記録媒体）
４ キャリッジ
５ インクカートリッジ
１０ 制御部
１１ 操作パネル
１２ 画像処理部
１３ 画像形成部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method for forming an image by forming a plurality of dots having different densities on a recording medium.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, an original is irradiated with light to form an electrostatic latent image on an image carrier by reflected light from the original, and this is recorded on a recording paper as a visible image, 2. Description of the Related Art An electric signal representing an image from the outside is recorded as a visible image on recording paper.
[0003]
An example of an image forming apparatus using the recording method on recording paper is an electrophotographic apparatus. In an electrophotographic apparatus, a method of forming a pixel with a plurality of dots and controlling an area gradation, a method of controlling an exposure pulse width when a dot is made into a latent image, or a method of controlling an exposure energy as a method of controlling a gradation are appropriately combined. Has been widely used.
[0004]
In recent years, there has been proposed a method of further improving tone reproducibility by using a combination of a developing tank for toner having a high saturation recording density and a developing tank for toner having a low saturation recording density.
[0005]
There is also an ink jet recording method using an ink jet image forming apparatus. Ink-jet image forming apparatuses have various advantages such as being able to perform printing by discharging ink onto a recording medium (a medium to be printed) on demand, with a simple device configuration. Spreading rapidly.
[0006]
This inkjet image forming apparatus uses a print head in which a plurality of ink ejection ports are integrated and arranged to improve printing speed and the like.Also, in order to perform color printing, printing is performed corresponding to each color ink used. A head having a plurality of heads is often used.
[0007]
In the ink jet recording method, ink is ejected from a plurality of ink ejection ports formed in a recording head based on a data signal, and ink droplets are attached to a recording medium such as paper for recording. This recording method is used, for example, in printers, facsimile machines, copiers and the like.
[0008]
By the way, in recent years, many full-color image forming apparatuses using the ink jet recording method have been commercialized, and the demand for high-quality image reproducibility, which is close to photographic image quality, has increased.
[0009]
In order to record such high-quality recording images, a recording head for preparing a recording ink having a low saturated recording density, in which the amount of dissolved dye in the recording ink is reduced, and discharging the ink having a low recording density is prepared. Is additionally provided, and an image is recorded with ink having a high saturation recording density (dark ink) and ink having a low saturation recording density (light ink), whereby a high-quality image having excellent recording density gradation is obtained. A recording method capable of recording has been proposed.
[0010]
That is, the halftone processing of the density of the image is performed by combining the dark ink and the light ink. Specifically, binarization is performed on whether or not to form dark ink and light ink dots for each pixel, and the binarization is performed depending on how many pixels in a given area have ink dots formed. Thereby, the image quality can be improved in the ink jet forming apparatus.
[0011]
However, when ink dots are formed using dark ink and light ink, the granularity of the image quality increases due to variations in the density of the ink dots. That is, it has a rough feeling.
[0012]
Thus, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-313127 describes a printing apparatus that uses two or more types of ink dots having different properties (density and dot diameter) and different halftone processing.
[0013]
As shown in FIG. 5, the printing apparatus uses light ink up to a gradation value of 128, and reduces the light ink when the gradation value is 128 or more, and expresses the gradation by using dark ink instead. ing. Thereby, the graininess can be improved without increasing the time of the halftone processing.
[0014]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-328678 discloses an inkjet image forming apparatus in which dots of light ink having low permeability are adjacent to dots of dark ink having high permeability. Thereby, the dots of the light ink having low permeability are blurred, so that the graininess can be improved.
[0015]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-333007 describes an image processing unit configured to correct image forming data and reduce the dot area in a pixel when dots may be merged. As a result, it is possible to improve the granularity by combining the dots.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the printing apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-313127, a large amount of light ink dots are required depending on the gradation value, so that the consumption amount of the light ink increases.
[0017]
For example, when the same density is obtained, the graininess improves as the number of light ink dots increases. However, if the number of the ink dots is too large, the balance between the consumption of the light ink and the dark ink is deteriorated, or a large number of ink dots are formed in a small area, and the image quality is deteriorated.
[0018]
Further, in the inkjet image forming apparatus described in JP-A-6-328678, it is only necessary to completely bleed the light ink dots, but it is difficult to control the bleeding of the light ink dots, and a certain image quality can be obtained. Difficult to obtain.
[0019]
Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-333007 does not describe a specific method for determining the arrangement of ink dots.
[0020]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and has as its object to print multi-tone images using coloring materials such as inks or toners having different densities. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus and an image forming method capable of suppressing the consumption of light ink or toner having a low saturated recording density, that is, a thin coloring material, while maintaining the image quality.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The image forming apparatus of the present invention, in order to solve the above-described problems, includes a recording unit that records a plurality of coloring material dots having different saturation recording densities on a recording medium using a plurality of coloring materials having different saturation recording densities, In an image forming apparatus that forms a pixel by a plurality of coloring material dots and forms a multi-tone image by a distribution of the coloring material dot per pixel, a plurality of coloring material dots formed on a recording medium by a first density coloring material. And the density of pixels formed by a second colorant dot having a smaller number than the plurality of first colorant dots formed on the recording medium with the second density colorant. Are the same, there is provided a colorant selecting means for selecting and recording the colorant of the second density. Note that the coloring material includes a dye, a pigment, and the like, which can color a recording medium. Examples of the coloring material include ink and toner.
[0022]
According to the above configuration, in the image to be formed, when the pixel density represented by the plurality of first coloring material dots is the same as the pixel density of the second coloring material dot, the second coloring material dot Be replaced. That is, the density of the formed pixel does not change. Therefore, it is possible to secure the number of gradations of the formed pixel. Further, it is possible to reduce the amount of the first-concentration colorant that is frequently used. This makes it possible to improve the balance between the consumption of the first concentration of the coloring material and the consumption of the second concentration of the coloring material. Further, it is preferable that the plurality of coloring material dots have similar colors.
[0023]
In the image forming apparatus of the present invention, in addition to the above configuration, the pixel is formed of an n × m dot matrix, a real component of a spatial frequency obtained by a two-dimensional Fourier transform of the pixel is Re, and an imaginary component is Im. When the visual characteristics are VWF and the granularity is G,
[0024]
(Equation 2)
It is preferable to provide an arrangement determining unit that determines the arrangement of the colorant dots in the pixels so that the granularity G that satisfies the conditions other than when j = 0 and k = 0 is small.
[0026]
According to the above configuration, the coloring material dots are arranged by the arrangement determining means so that the granularity G is reduced. Thereby, the graininess of the formed image can be improved.
[0027]
In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above configuration, it is preferable that the arrangement determining unit arranges the colorant dots so as to be substantially uniformly dispersed in the pixel.
[0028]
According to the above configuration, the coloring material dots can be arranged so as not to be adjacent to each other as much as possible, and the spatial frequency can be increased in consideration of the visual characteristics. As a result, the graininess of the formed image can be further improved.
[0029]
In the image forming apparatus of the present invention, in addition to the above-described configuration, it is preferable that the arrangement determining unit gives priority to an arrangement closer to a horizontal or vertical direction with respect to the surrounding colorant dots.
[0030]
According to the above configuration, the colorant dots can be arranged horizontally or vertically, so that a more balanced arrangement can be performed for each gradation, for example, than the oblique arrangement. As a result, it is possible to further improve the graininess of the formed image.
[0031]
In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the arrangement determining unit preferentially arranges the plurality of coloring material dots having different saturation recording densities in the pixels from those having higher saturation recording densities. Is preferred.
[0032]
According to the above configuration, generally, colorant dots having a high saturation recording density and having a greater influence on granularity are arranged with priority over coloring material dots having a low saturation recording density. As described above, since the values of the granularity G are sequentially arranged so as to be as small as possible, the effect of reducing the value of the granularity G is greater for the colorant dots whose arrangement is determined earlier. Therefore, by arranging the pixels having higher saturation recording densities in the pixels with higher priority, the graininess can be improved.
[0033]
In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the ink selection unit may be configured such that the number of pixels is two. k × 2 k It is preferable that the colorant dots be selected such that the number of the second equal dots is an integral multiple of four.
[0034]
According to the above configuration, by setting the number of the second coloring material dots to be an integral multiple of 4, it is possible to further improve the granularity of the formed image.
[0035]
In the image forming apparatus of the present invention, in addition to the above configuration, when the second colorant dot has a reflectance at a saturation recording density of 1 / L times (L is an integer) the first colorant dot, It is preferable that the number of the first coloring material dots in the pixel is equal to or less than L-1.
[0036]
According to the above configuration, since the number of the first colorant dots is not more than L, the consumption of the colorant having the first density can be minimized while maintaining the number of gradations.
[0037]
In order to solve the above-described problems, the image forming method of the present invention forms a multi-tone image by a distribution of a plurality of coloring material dots having different saturation recording densities recorded by a plurality of coloring materials having different saturation recording densities. In the image forming method, a pixel density formed by a plurality of first colorant dots formed on a recording medium by a first density coloring material, and a plurality of the second density formed by a second density coloring material on the recording medium. When the amount of reflected light by the second colorant dots smaller than one colorant dot is the same, that is, when the pixel density is the same, the second density colorant is selected and recorded.
[0038]
According to the above method, when the pixel density represented by the plurality of first colorant dots is the same as the pixel density of the second colorant dot in the image to be formed, Be replaced. That is, the pixel density of the formed pixel does not change. Therefore, it is possible to secure the number of gradations of the formed pixel. Further, it is possible to reduce the amount of the first-concentration colorant that is frequently used. This makes it possible to improve the balance between the consumption of the first concentration of the coloring material and the consumption of the second concentration of the coloring material.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Embodiment 1]
An ink jet printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0040]
As shown in FIG. 1, the inkjet printer 1 according to the present embodiment includes a paper feed unit 2 and a carriage 4 on which an ink cartridge 5 is mounted. The carriage 4 is provided with an ink head having a nozzle. The ink cartridge 5 is filled with ink. In the present embodiment, a case will be described in which the ink cartridge 5 includes cartridges of respective colors of C, M, Y, and K.
[0041]
When an image is formed, in the inkjet printer 1, a sheet (recording medium) 3 is conveyed from a sheet feeding unit 2 in a predetermined direction by a sheet feed motor. The carriage 4 reciprocates in a direction orthogonal to the sheet transport direction by a carriage drive motor. Further, ink supplied from the ink cartridge 5 is ejected from the nozzles of the ink head of the carriage 4 onto the paper 3. More specifically, an unillustrated electric / thermal converter is arranged in the ink head 4 in correspondence with the nozzle. Ink is ejected from the nozzles by applying a drive signal corresponding to the recording information to the electric / thermal converter. As a result, the ejected ink adheres to the paper 3 to form an image.
[0042]
The configuration of the ink jet printer is shown in a block diagram of FIG. That is, the inkjet printer includes a control unit 11, an operation panel 12, an image processing unit 13, and an image forming unit 14.
[0043]
The control unit 11 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls each of the above units.
[0044]
The operation panel 12 includes a group of various switches and a group of display panels, and is used for setting a recording mode of the ink jet printer and displaying a state of the image forming apparatus.
[0045]
The image processing unit 13 processes an image in accordance with image information (recording information) from, for example, a computer, and further generates drive signals for a paper feed motor, a carriage drive motor, an electric / heat converter for an ink head, and the like. Is what you do.
[0046]
The image forming section 14 forms an image such as the above. The image forming section 14 is, for example, the ink head, and the drive signal generated by the image processing section 13 is applied to drive the electro-thermal converter, thereby discharging ink from nozzles of the ink head. Then, an image is formed by forming ink dots on paper.
[0047]
Further, the inkjet printer may be provided with a timer for measuring time. Thereby, the elapsed time of image formation and the like can be measured.
[0048]
Next, formation (image formation) of ink dots on paper in the inkjet printer according to the present embodiment will be described.
[0049]
First, image data is input to the image processing unit 13. This image data is data having 256 gradation values from 0 to 255 for each of R, G, and B colors for each pixel forming an image.
[0050]
Then, the image processing unit 13 converts the resolution of the input image data into a resolution for forming an image by the image forming apparatus 14.
[0051]
Next, the image processing unit 13 performs a color correction process on the image data. The color correction process is a process of converting image data consisting of tone values of R, G, B into tone value data of C, M, Y, K colors used in the image forming apparatus 14.
[0052]
The ink selecting unit and the arrangement determining unit in the image processing unit 13 perform halftone processing on the image data that has been color-corrected in this manner. The halftone process is a process of converting a gradation value (for example, 256 gradations) of original image data into a number of gradations that can be expressed for each pixel, and generating data for expressing a halftone in each pixel. That means. In other words, in the halftone process, the ink selecting unit creates data of a combination of ink dots having different apparent densities formed by inks having different densities for expressing a halftone in each pixel. In the halftone processing of the present embodiment, ternarization of “no ink dot formation”, “dark ink dot formation”, and “light ink dot formation” is performed for each pixel. It is permissible to perform the conversion.
[0053]
Further, the arrangement determining means determines the dark ink dots and the light ink dots based on a predetermined arrangement table in accordance with the recording ratio of the light ink dots and the dark ink dots having different apparent densities according to the predetermined number of gradations. The position of each pixel forming an ink dot is determined. The arrangement table will be described later.
[0054]
In the ink jet printer, inks having different densities are ejected based on data created by the image processing in the image processing unit 13, and dark ink dots and light ink dots are formed on a sheet to form an image. .
[0055]
Further, formation of an ink dot on a sheet (image formation) in the ink jet printer according to the present embodiment will be described with a more specific example. Here, a case where an image is formed by forming ink dots using two types of inks, dark ink and light ink, will be described.
[0056]
In this embodiment, the density of the dark ink is four times the density of the light ink. That is, the density of four light ink droplets is equal to the density of one dark ink droplet, and the four light ink droplets are replaced with one dark ink droplet. That is, an ink dot formed by four light ink droplets can be formed by one dark ink droplet.
[0057]
Here, the number of dots formed by each of the dark ink (D-INK) and the light ink (L-INK) for each gradation value in each pixel and the position where the dots are formed in each pixel are determined (ink selection means). The operation of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0058]
First, the number of dots formed by dark ink and light ink in each pixel will be described with reference to FIG.
[0059]
As shown in FIG. 3, when the gradation value is 1, one light ink dot is used, when the gradation value is 2, two light ink dots are used, and when the gradation value is 3, three light ink dots are used. In the case of the gradation value 4, four dark ink dots are used instead of four light ink dots.
[0060]
In the case of tone value 5, one dark ink dot and one light ink dot, in the case of tone value 6, one dark ink dot and two light ink dots, and in the case of tone value 7, dark ink dot One and three light ink dots are used.
[0061]
Similarly, in the case of the tone value 253, 63 dark ink dots and one light ink dot, in the case of the tone value 254, 63 dark ink dots and two light ink dots, and in the case of the tone value 255, In the case of 63 dark ink dots, 3 light ink dots, and 256 gradation values, 64 dark ink dots are used.
[0062]
In other words, each time there are four light ink dots, one dark ink dot is replaced.
[0063]
As described above, since only three light ink dots are formed in each pixel, consumption of light ink can be suppressed while maintaining the number of gradations.
[0064]
Next, the determination of the arrangement of the light ink dots and the dark ink dots in each pixel (operation of the arrangement determining means) will be described.
[0065]
If the combination of dark ink dots and light ink dots in each pixel is the same (each dot has the same number), the pixel density does not change much. However, the granularity differs depending on the arrangement of the dots.
[0066]
Here, in the formed image, the smaller the value of the granularity is, the less graininess (graininess) is given to human eyes, and the better the image quality is. That is, the graininess is improved. The granularity G before performing the visual correction on the density and the granularity R after performing the visual correction on the density are expressed by the following equations.
[0067]
[Equation 3]
[0068]
Here, the real component of the spatial frequency obtained by the two-dimensional Fourier transform of the pixel composed of a plurality of dot matrices (n × m dot matrix) is Re, the imaginary component is Im, the visual characteristics (visual spatial frequency characteristics) are VWF, D is the density of the pixel matrix.
Further, j is a frequency component in the X direction obtained by performing a two-dimensional Fourier transform on an nxm dot matrix, and i is a frequency component in the Y direction obtained by performing a two-dimensional Fourier transform on an nxm dot matrix.
However, the values when j = 0 and i = 0 are excluded.
[0069]
Therefore, the arrangement is determined so that the value of the granularity G is as small as possible. This makes it possible to reduce the value of the granularity R for which the visual correction has been performed. Such an arrangement in which the value of the granularity G is as small as possible is stored in advance as an arrangement table in the image processing unit. When the pixel density is input, ink dots are formed in an arrangement based on the arrangement table.
[0070]
By the way, the human visual characteristic (human sensitivity) decreases as the frequency component increases. In other words, as the frequency component goes to the higher frequency range, the more granularity the human can recognize. On the other hand, when arranging dots in a certain space, if the dots are arranged so as to be adjacent to each other, low frequency components will appear. Therefore, in order to obtain a high quality image with a small granularity G, dots should be arranged as uniformly as possible per pixel.
[0071]
Further, if a light ink dot having a small influence on the graininess is determined first, a dark ink dot having a large influence will be arranged in the remaining space, and the best arrangement of the graininess cannot be obtained. That is, in the combination of the dark ink dots and the light ink dots, it is preferable that the arrangement of the ink dots is weighted with respect to the dark ink dots. In other words, it is preferable to arrange the dark ink dots first, and then determine the arrangement of the light ink dots with little influence.
[0072]
Furthermore, when arranging the same number of ink dots in pixels, it is preferable to arrange them so that they are horizontal and vertical as much as possible. For example, if they are arranged obliquely, the distance between the dots becomes large, the sensitivity of human beings increases, and the graininess of the formed image deteriorates.
[0073]
In this embodiment, since the number of gradations is 256 and the density of the dark ink is four times that of the light ink, the pixel is formed of an 8 × 8 dot matrix. The number of gradations, the density of ink, the number of types of ink to be used, and the like are not particularly limited, and may be appropriately changed as long as the granularity G is reduced.
[0074]
An example of an arrangement table indicating positions where ink dots are formed in each pixel in this case is shown in Table 1 (when a total of 64 droplets (a combination of light ink dots and dark ink dots) is transferred). The numbers in this arrangement table indicate the order in which the ink dots are formed.
[0075]
[Table 1]
[0076]
In this arrangement table, for example, assuming that n ink dots have already been formed, the place where the (n + 1) th ink dot is formed is subjected to Fourier transform in each of the X direction and the Y direction of the matrix, so that the granularity G is reduced. It is created by deciding on the location where it becomes the smallest.
[0077]
For example, as shown in Table 2 below, when 12 ink dots have already been formed, the place where the 13th ink dot is to be formed is determined in the X direction of the matrix in the place where the order is not yet determined. By performing a Fourier transform in each direction, a location where the granularity G is minimized is determined.
[0078]
[Table 2]
[0079]
By repeating this operation, the arrangement table in Table 1 can be created.
[0080]
Table 3 shows the arrangement of the ink dots in the case where the gradation value is 6, assuming that each time there are four light ink dots, one dark ink dot is replaced.
[0081]
[Table 3]
[0082]
When the gradation value is 6, two light ink dots and one dark ink dot are formed at the pixel. Further, in order to give priority to the arrangement of the dark ink dots, as shown in Table 3, dark ink dots are formed at the positions of "1" in Table 2 above. Assume that the density of the dark ink dot at this time is 1. In Table 3, the density of the ink dot is described at the position where the ink dot is formed. Further, two light ink dots are formed at the positions of “2” and “3” in Table 2 above. Since the density of the dark ink dot is four times the density of the light ink dot, the density of the light ink dot is 0.25 (１ ／ of the dark ink). That is, the arrangement of the ink dots is such that the dark ink dots and the light ink dots are discretely arranged. The dark ink dots and light ink dots have almost no spread (bleed).
[0083]
For comparison, a case where dark ink dots and light ink dots are arranged adjacent to each other as shown in Table 4 will be examined. This comparison is based on the assumption that one dot spreads and spreads about twice in 8 × 8 pixels. Further, the average density D of 8 × 8 is the same to compare the granularity under the same conditions. Further, as in Table 3, the density of the ink dot is described at the position where the ink dot is formed.
[0084]
[Table 4]
[0085]
Here, in the arrangement shown in Table 3 in which the dark ink dots and the light ink dots are substantially uniformly dispersed, and in the arrangement shown in Table 4 adjacent to each other, the granularity G before the density visual correction shown in Expression 2 above is obtained. And the value of the granularity R after the density visual correction are shown in Table 5 below.
[0086]
[Table 5]
[0087]
Also, as an example of a combination of a plurality of dark ink dots and light ink dots, Table 6 shows a case where eight dark ink dots and three light ink dots are discretely arranged based on Table 1 in the case of the gradation value 19. The results are shown in Table 7, and the values of the granularity G at that time and the granularity after the visual correction are shown in Table 8.
[0088]
[Table 6]
[0089]
[Table 7]
[0090]
[Table 8]
[0091]
As shown in Tables 5 and 8, it is found that the granularity is improved (the granularity G is reduced) when the arrangement of the dark ink dots and the light ink dots is substantially uniformly dispersed. Further, when a plurality of dark ink dots are arranged, the granularity is further improved by dispersing these dark ink dots substantially uniformly as described above.
[0092]
Further, a case where the above-described ink dots spread (bleed) and a case where dark ink dots and light ink dots similar to those in Tables 3 and 4 are arranged will be described. Table 9 shows the case where they are arranged substantially uniformly discretely, and Table 10 shows the case where they are arranged adjacently.
[0093]
[Table 9]
[0094]
[Table 10]
[0095]
Table 11 shows the values of the granularity G before density visual correction and the granularity R after density visual correction in these arrangements.
[0096]
[Table 11]
[0097]
In both cases where the ink dots are arranged substantially uniformly and when they are arranged adjacent to each other, the ink spreads to the blank matrix around the ink dot. However, the graininess can be further improved. Further, when a plurality of dark ink dots are arranged, the granularity can be further improved by dispersing these dark ink dots substantially uniformly, as described above.
[0098]
Here, in the image formed in accordance with the arrangement table shown in Table 1, the number I of the used dark ink dots and the granularity G with respect to the matrix position (X, Y) in the pixels where the dark ink dots are formed are described. , Are shown in Table 12 below.
[0099]
[Table 12]
[0100]
As shown in Table 12, when the number of dots of dark ink is a multiple of 4, the granularity G is lower than before and after that. For example, when the number of dark ink dots is 31, the granularity G is 28.7, and when the number of dark ink dots is 33, the granularity G is 28.7, but the number of dark ink dots is a multiple of four. At 32, the granularity G is 0.4. That is, as in the present embodiment, 2 k × 2 k It can be seen that, in the dot matrix of, the number of dots of dark ink is preferably a multiple of four. Further, when the same density is obtained, the graininess is better when the number of light inks is increased than when the dark ink is used.
[0101]
Therefore, another example of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the gradation values 1 to 15 are expressed using only light ink dots (1 to 15). Then, when the gradation value is 16, it is expressed by only four dark ink dots.
[0102]
In the case of the gradation value 17, four dark ink dots and one light ink dot, in the case of the gradation value 18, four dark ink dots and two light ink dots, and in the case of the gradation value 19, the dark ink dot There are four light ink dots and three light ink dots.
[0103]
Similarly, in the case of the gradation value 253, 60 dark ink dots and 13 light ink dots, in the case of the gradation value 254, 60 dark ink dots and 14 light ink dots, and in the case of the gradation value 255, In the case of 60 dots, 15 light ink dots, and 256 gradation values, 64 dark ink dots are used.
[0104]
That is, every time there are 16 light ink dots, the dark ink dots are replaced with 4 dark ink dots.
[0105]
Thus, in the formed image, the number of dark ink dots is a multiple of 4, and the granularity can be further improved.
[0106]
Further, when dots are arranged at the minimum granularity at each gradation in each pixel, the frequency components in the X direction or the Y direction are deviated, and the influence of banding or the like may become remarkable. In this case, for example, by using a mask to restrict the position of the matrix in which the ink dots are formed in each pixel, the above-described bias can be prevented.
[0107]
An example in which such a mask is used to prevent such an imbalance will be described.
[0108]
First, as shown in Table 13, the arrangement of ink dots is restricted by applying a zigzag (checkered) mask every other dot from 1 dot to 32 dots, and a granular pattern is provided for each gradation at an unmasked position. The dots are arranged at the minimum position of the degree.
[0109]
[Table 13]
[0110]
Thereafter, the mask is released from 33 dots to 64 dots, and the dots are arranged at the minimum position of the granularity at each gradation, whereby the arrangement table shown in Table 14 can be created.
[0111]
[Table 14]
[0112]
By forming the ink dots in accordance with this arrangement table, the granularity can be improved while preventing the frequency components in the X direction or the Y direction from being unbalanced and suppressing the effects of banding and the like. Since the staggered mask has the highest spatial frequency component that can greatly attenuate the visibility, the effect of the mask on the graininess is small and negligible.
[0113]
Here, in the image formed in accordance with the arrangement table shown in Table 14, the number I of dark ink dots used and the granularity G with respect to the matrix position (X, Y) in the pixels where the dark ink dots are formed are described. , Shown in Table 15 below.
[0114]
[Table 15]
[0115]
As shown in Table 15, when the number of dots of dark ink is a multiple of 4, the granularity G is lower than before and after that. That is, in the present embodiment, it is understood that the number of dots of dark ink is preferably a multiple of four.
[0116]
[Embodiment 2]
FIG. 6 shows an electrophotographic apparatus as an image forming apparatus according to the present invention, in which a regular developing tank capable of obtaining a saturated recording density of 1.4 and a regular developing tank for improving the gradation, which are four times smaller than the regular developing tank. By adding a light toner developing tank set so as to have twice the saturation recording reflectance, a monochrome printer excellent in gradation is configured. In order to obtain such a saturated reflectance, the light toner developing tank is the same as the regular toner used for the regular developing tank, and the transparent toner from which only the colorant is removed is 25% by volume and the regular toner is 75% by volume. Stored in a uniformly dispersed state. Alternatively, a single light toner having a saturation recording reflectance of 25% with respect to the regular toner by reducing the colorant with the same prescription as the regular toner may be used.
[0117]
The photoreceptor 101 rotates in the direction of the arrow V, and is charged to a predetermined voltage of −600 V by the charging roller 102, and then a light dot latent image is formed by the first exposure unit. The dots are developed. Subsequently, a dark dot latent image is formed by the second exposure unit 105, regular toner dots are formed on the photoreceptor from the regular toner developing tank 106, transferred to the recording paper 107 by the transfer roller 108, and fixed. Things.
[0118]
The pixel configuration and the method of arranging dark dots and light dots in accordance with the gradation value are the same as those for one color used in the above-described inkjet method, and thus description thereof is omitted.
[0119]
【The invention's effect】
As described above, the image forming apparatus of the present invention includes a recording unit that records a plurality of coloring material dots having different saturation recording densities on a recording medium using a plurality of coloring materials having different saturation recording densities. In an image forming apparatus in which pixels are formed of material dots and a multi-tone image is formed by the distribution of the colorant dots per pixel, a plurality of first color images formed on a recording medium by a first density of colorant are provided. The density of the pixels by the colorant dots is the same as the density of the pixels by the second colorant dots formed on the recording medium with the second density of colorant and having a smaller number than the plurality of first colorant dots. In some cases, the apparatus is provided with a colorant selecting means for selecting and recording the colorant of the second density.
[0120]
According to the above configuration, in the image to be formed, when the density of the pixel represented by the plurality of first colorant dots is the same as the density of the pixel of the second colorant dot, the second colorant dot is formed. Is replaced by That is, the pixel density of the formed pixel does not change. Therefore, it is possible to reduce the consumption of the first-concentration colorant that is frequently used while securing the number of gradations of the pixels to be formed.
[0121]
In the image forming apparatus of the present invention, in addition to the above configuration, the pixel is formed of an n × m dot matrix, a real component of a spatial frequency obtained by a two-dimensional Fourier transform of the pixel is Re, and an imaginary component is Im. When the visual characteristics are VWF and the granularity is G,
[0122]
(Equation 4)
[0123]
It is preferable to provide an arrangement determining unit that determines the arrangement of the colorant dots in the pixels so that the granularity G that satisfies the conditions other than when j = 0 and k = 0 is small.
[0124]
According to the above configuration, the coloring material dots are arranged by the arrangement determining means so that the granularity G is reduced. Thereby, there is an effect that the graininess of the formed image can be improved.
[0125]
In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above configuration, it is preferable that the arrangement determining unit arranges the colorant dots so as to be substantially uniformly dispersed in the pixel.
[0126]
According to the above configuration, the coloring material dots can be arranged so as not to be adjacent to each other as much as possible, and the spatial frequency can be increased in consideration of the visual characteristics. As a result, there is an effect that the graininess of the formed image can be further improved.
[0127]
In the image forming apparatus of the present invention, in addition to the above-described configuration, it is preferable that the arrangement determining unit gives priority to an arrangement closer to a horizontal or vertical direction with respect to the surrounding colorant dots.
[0128]
According to the above configuration, the colorant dots can be arranged horizontally or vertically, so that a more balanced arrangement can be performed for each gradation, for example, than the oblique arrangement. As a result, there is an effect that the granularity of the formed image can be further improved.
[0129]
In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the arrangement determining unit preferentially arranges the plurality of coloring material dots having different saturation recording densities in the pixels from those having higher saturation recording densities. Is preferred.
[0130]
According to the above configuration, generally, colorant dots having a high saturation recording density and having a greater influence on granularity are arranged with priority over coloring material dots having a low saturation recording density. As described above, since the values of the granularity G are sequentially arranged so as to be as small as possible, the effect of reducing the value of the granularity G is greater for the colorant dots whose arrangement is determined earlier. Therefore, by arranging pixels with higher saturation recording densities in the pixels with higher priority, it is possible to improve the graininess.
[0131]
In the image forming apparatus according to the present invention, in addition to the above-described configuration, the colorant selecting unit may be configured such that the pixel has two pixels. k × 2 k It is preferable to select the colorant dots such that the number of the second colorant dots is an integer multiple of four.
[0132]
According to the above configuration, by setting the number of the second coloring material dots to be an integral multiple of four, an effect that the graininess of an image to be formed can be further improved can be achieved.
[0133]
In the image forming apparatus of the present invention, in addition to the above configuration, when the second colorant dot has a reflectance at a saturation recording density of 1 / L times (L is an integer) the first colorant dot, It is preferable that the number of the first coloring material dots in the pixel is equal to or less than L-1.
[0134]
According to the above configuration, since L or more first colorant dots are not used, there is an effect that the consumption of the first density colorant can be minimized while maintaining the number of gradations. .
[0135]
In order to solve the above-described problems, the image forming method of the present invention forms a multi-tone image by a distribution of a plurality of coloring material dots having different saturation recording densities recorded by a plurality of coloring materials having different saturation recording densities. In the image forming method, a pixel density formed by a plurality of first colorant dots formed on a recording medium by a first density coloring material, and a plurality of the second density formed by a second density coloring material on the recording medium. When the pixel density of the second colorant dots smaller than one colorant dot is the same, the colorant having the second density is selected and recorded.
[0136]
According to the above method, when the pixel density represented by the plurality of first colorant dots is the same as the pixel density of the second colorant dot in the image to be formed, Be replaced. That is, the pixel density of the formed pixel does not change. Therefore, it is possible to reduce the consumption of the first-concentration colorant that is frequently used while securing the number of gradations of the pixels to be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an inkjet printer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the inkjet printer.
FIG. 3 is a graph showing the number of dark ink dots and light ink dots formed for a gradation value input for one pixel in an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the number of dark ink dots and light ink dots formed for a gradation value input for one pixel in another example of one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between dark ink and light ink with respect to a tone value input for one pixel in the related art.
FIG. 6 is a sectional view of a main part of an electrophotographic apparatus as an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Inkjet printer
2 Paper feed unit
3 paper (recording medium)
4 carriage
5 Ink cartridge
10 control unit
11 Operation panel
12 Image processing unit
13 Image forming unit
