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JP3733983B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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JP3733983B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置に関し、より詳細には濃度ジャンプを防止する中間調処理技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からパーソナルコンピュータ、ワークステーション等の出力機器として種々の原理のプリンタが用いられているが、電子写真プロセスを用いたレーザービームプリンタ(LBP)はその出力速度と印字品質の高さから多くの場所で利用されている。
現在、市場で主に流通しているLBPはモノクロであり、文字、線画といったデータに対して2値化処理を施して処理している。また、階調性を必要とするイメージデータに対しても2値ディザ法がよく用いられている。しかし、2値ディザ法では十分な階調性を得るためには大きなディザマトリックスを必要とし、LBPの特徴である解像度の高さが損なわれてしまう。
【0003】
また近頃、LBPのカラー化の要求が高まっており、より階調性に優れた画像形成装置が求められている。
【0004】
より階調性に優れた画像形成装置の一例としては、特開平5−176163号公報で説明されているように、画像データ上の複数の画素からなるブロックを設定しブロック内の空間的に予め定められた優先順位にしたがって優先度の高い最小記録画素位置に対応したドットから順にドットを成長させるとともに、特定の優先度を有するドットが連続的に成長を続ける領域においては、該特定の優先度のドットよりも低い優先度のドットの成長を開始する装置が提案されている。
【0005】
先の従来技術では画像データ上の複数の画素からなるブロックを図2のように設定すると、図3に示すように入力データが徐々に大きくなるにしたがって、もっとも優先度の高い画素たとえば画素Aの値が最初に大きくなっていく。次に画素Aの値が上限に近くなると次の優先度を持つ画素たとえば画素Bの値が大きくなっていく。ここで画素Aと画素Bの成長過程を重複させることにより階調表現が改善されるとしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ここではそれぞれの画素が矩形であらわされているが、たとえばLBPの場合、実際に感光体上に露光によって形成された電位勾配は必ずしも矩形とはならない。図4に画素の面積率に対する感光体上の電位勾配の形状を示す。
【0007】
このような電位勾配を用いて上記のような面積率の成長を行った場合に形成されるドットの輪郭は、図5に示すように画素B502がある程度大きくなった所で画素A501が形成する電位勾配と影響しあって一つにつながる。この時余分な面積503が発生し、濃度が急激に上昇することになる。
【0008】
また、この現象は第2の優先順位を持つ画素が画素Dの時でも同様に発生する。画素Dの値がある程度大きくなった場合のドットの輪郭は、図6のように画素A601によって形成された電位勾配と画素D602によって形成された電位勾配が影響しあうため一つにつながってしまう。この時媒体上に形成されるドットの面積はやはり余分な面積603を含んでおり、したがって図7に示すようにつながる前後の画素A、Dの面積の合計を比較すると、つながる前の面積の増加率に比べつながった瞬間の面積の増加率は異常に大きくなる。
【0009】
このことはすなわち、図8に示す改善領域801においては前項で説明したように階調性が改善されるが、画素A、Dが互いに影響を受けてドットがつながってしまうような濃度ジャンプ領域802においては濃度ジャンプが発生することを示している。
【0010】
このドット面積の異常な増加は電子写真方式で各画素の面積率の増減を行うシステムでは避けることができず、解決も困難である。そしてこのように面積率が大きく変化するドットを使ってイメージ画像を表現すると濃度ジャンプを発生したり、ひどいときには擬似輪郭となって画質を損ねる原因になってしまう。
さらに、このように電位勾配が相互に干渉しあう状況で露光ビームの走査方向の主走査ジッタや副走査方向への副走査ジッタがある時に形成されるドットの輪郭を図9に示す。
【0011】
図9から判るように形成されるドットの面積が不安定になってしまい画像の濃度ムラとなって画質を損ねる原因になるという問題点を有する。
【0012】
そこで本発明の目的は、上述の問題点を解決し各画素間の距離が近く互いの感光体上の電位勾配が影響しあって、媒体上に形成される画素面積が予想に反して大きくなってしまうことのない、階調性に優れた画像形成装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
画像情報に基いて各画素の面積率を決定し画像信号を発生する階調処理手段と、階調処理手段からの画像信号に基いて画像を形成する画像形成手段を有する画像形成装置において、前記階調処理手段は、1画素毎にその面積率を判断する手段を有し、第一の画素の面積率が第一の所定値に達した後は、前記第一の画素の面積率を一定とし、且つ、前記第一の画素の成長方向とは異なる方向に隣接する第二の画素の面積率を増加させることを特徴とする。
【0014】
このため互いに近い距離にある画素が感光体上に構成する電位勾配が相互に影響しあって、予想よりも大きな画素が記録媒体上に形成されてし合う場合であっても第二の画素を形成し電位勾配の影響度合いを微妙に制御できるので、濃度ジャンプを抑えられ、擬似輪郭や濃度ムラのない階調性に優れた高品位な記録画像が得られる。
【0015】
前記第一の所定値は、前記第一の画素の面積率に応じて前記画像形成手段により第一の画素位置に形成されるドットと、前記第一の画素の成長方向に隣接する第三の画素の面積率に応じて前記画像形成手段により前記第三の画素位置に形成されるドットが近接または連結する値に設定されることを特徴とする。
【0016】
前記画像形成手段は、各画素の面積率に基いてドットを形成するドット書き込み手段を有し、前記ドット書き込み手段による最小ドットの径に対する1画素の大きさの比をaとし、1画素の大きさに対して最大面積率を持つ画素が形成する画素の大きさの比をnとすると、最大面積率を1としたとき前記第一の所定値を1−1/2na以上1未満に設定することを特徴とする。
【0017】
前記画像形成手段は、前記ドット書き込み手段であるパルス幅変調可能な像露光手段と、像露光手段からの像露光に対応する画像が形成される像担持体から構成され、且つ、前記第一の所定値は、前記像露光手段が前記第一の画素の全面積を露光するのに必要なパルス幅を1とすると、パルス幅換算で0.3以上1未満の値に設定されることを特徴とする。前記第一の所定値は、パルス幅換算で0.75〜0.9に設定されることを特徴とする。前記第一の画素中心に対し、前記第二の画素中心が斜めに配置されていることを特徴とする。
【0018】
前記階調処理手段は、前記第二の画素の面積率が第二の所定値に達した後は、前記第二の画素の面積率を第二の所定値以下に減少させ、且つ、前記第一の画素の面積率を前記第一の所定値を超えて増加させることを特徴とする。
【0019】
前記第二の画素の面積率が第二の所定値に達した後は、前記第二の画素の面積率を0とすることを特徴とする。
【0020】
前記階調処理手段は、多値ディザ処理を行うものであって画素の各面積率に対応する複数のディザマトリックスを記憶する記憶手段と、画像情報による各画素の画像濃度が前記ディザマトリックスに格納された入力濃度のしきい値以上となるディザマトリックスに対応する面積率のうち最も大きい面積率を読み出す多値ディザ処理手段と、得られた面積率を前記多値ディザ処理手段の持つ階調数以下の値に変換する変換手段を有することを特徴とする。
【0021】
前記記憶手段に記憶されるディザマトリックスの数が、各画素が取り得る階調数を超えて記憶されていることを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
図10は本発明の画像形成装置の構成を示すブロック図である。図10において1001は画像形成装置であり1002に示す画像データ出力装置から出力される画像データを紙等の記録媒体上に画像形成して出力する装置である。
【0023】
画像形成装置1001内は画像データ出力装置1002から出力された画像データを蓄積するバッファ1003とバッファ1003から取り出された画像データを画像記録に適したデータに変換する変換処理手段1004と、その時々によって記録すべきデータを選択するセレクタ1005、そして本発明を適用した階調処理手段1006、記録媒体上に記録を行う画像形成手段100から構成されている。
【0024】
次に画像形成装置全体の動作について詳細に説明する。
【0025】
まず、画像データ出力装置1002から出力したい画像データが転送される。一般に画像データ出力装置1002とはパーソナルコンピュータやワークステーションといった機器に相当し、これらの機器で作成された画像や文書等を出力することになる。したがって、画像データ出力装置1002から転送されるデータは一般にCRT上で表示されることを前提としたRGBデータである。
【0026】
そこで、本発明の画像形成装置はモノクロ画像を出力する場合にも有効であるが、ここではカラー画像を出力する画像形成装置を例に説明する。
【0027】
画像データ出力装置1002から出力された画像データは画像形成装置1001に入り、まずバッファ1003に貯えられる。通常、画像データ出力装置1002から出力される画像データの速度と画像形成手段100が処理する画像データの速度には大きな違いがあるので、この違いをバッファ1003で吸収する。また、転送される画像データはカラー画像であることからデータサイズが極めて大きくなることが考えられ、圧縮処理された画像データがバッファ1003に転送されてくる構成も考えられる。その場合、後の工程に画像データを送る前にこのバッファ1003内で伸長処理を行ってから次の変換処理手段1004に画像データを送ることになる。
【0028】
変換処理手段1004に送られる画像データは画像データ出力装置1002のCRT上に表示されることを前提にした画像データなのでRGBデータである。RGBの画像データを紙等の出力媒体上に記録するためには、RGBから印刷の3原色であるC(シアン)M(マゼンダ)Y(イエロー)データに変換する必要がある。一般に印刷には3原色のCMYだけでなく画像の色再現性をよくするためにK(黒)を含めたCMYKの4色で印刷を行う。そのため、変換処理手段1004ではこのRGB→CMYK変換を行う。
【0029】
変換処理手段1004によってCMYKの4つのデータに変換されたが、後に詳しく説明するように画像形成手段100で実際に画像形成を行う場合は1ページ分の単色画像の形成を使用色数分繰り返して1枚の画像形成を行うため、その時々に応じてはCMYK4色の中から1色だけを選択しなければならない。そこで、有効となる単色データを4色分のデータ中から選択する手段がセレクタ1005である。
【0030】
以上によりRGBデータからCMYKの単色画像データが生成されるが、ここで得られる画像データは画像形成手段100の階調特性に合わせてRGBデータからCMYKデータに変換されたもので、その階調数はRGBデータと同程度の階調数を持つ。
【0031】
しかしながら一般に画像形成部100の階調数はCRTの持つ階調数に比べるときわめて少ないため、複数の画素で階調を表現することにより階調数を稼いだり、入力階調を丸め近似するなどして画像形成部100で表現できる画像データに変換する必要がある。この処理を行うのが階調処理手段1006である。
【0032】
次に、画像形成手段100の動作を詳しく説明する。図1は本発明の画像形成装置の画像形成手段100の主要断面図である。
【0033】
帯電ローラ102は感光体101を均一なある電位(例えば−700V)に帯電する。レーザスキャナ103によって形成された600dpi(dot per inch)の解像度のレーザービームは折り返しミラー104により感光体101上に導かれ静電潜像が形成される。本装置のレーザビームは、1/e2の強度となる地点で定義されるビーム径が、主走査方向で60μm、副走査方向で70μmである。ここで主走査方向とは、レーザスキャナ103によりレーザビームが走査される方向である。また、副走査方向とは主走査方向に直交する方向で、感光体101や中間転写体106の回転方向および被記録材113の進行方向である。
【0034】
現像手段である一成分接触方式の現像器105は、図中矢印方向に接離可能である。それらの内、まずイエロー(Y)現像器105Yを接触させ他の現像器は離間させるとともに不図示の電源の電界の作用によって負帯電性Yトナーが反転現像され感光体上101において顕像化される。顕像化されたYトナーは、ETFE(エチレンテトラフルオロエチレン共重合体)にカーボンを分散し適当な抵抗に調整された中間転写体106上に、1次転写ローラ107に1次転写用電源108によりトナーと逆極性のバイアスが印加されその電界の作用で転写される。また、中間転写体106はテンションローラ118により適度な張力がかかるように調整されている。そして、感光体101上の転写残りトナーは、ブレードを接触させてクリーニングする感光体クリーナー109で回収され、続いて感光体電位は除電ランプ110によりリセットされる。
【0035】
同様の動作を中間転写体106の位置と露光手段103の発光タイミングの同期を取りマゼンタ(M)現像器105M、シアン(C)現像器105C、ブラック(K)現像器105Kについても繰り返すことにより、中間転写体106上に各色のトナーが重ねられフルカラー画像が形成される。この間、2次転写ローラ116、および中間転写体クリーナ119は離間状態とする。
【0036】
一方、紙やOHPなどの被記録材113は給紙カセット112から給紙手段111によりレジストローラ対114まで搬送されたのち、中間転写体106上のフルカラー画像と同期をとって駆動ローラ115と図中矢印方向に接離可能な2次転写ローラ116にて形成される2次転写部に搬送される。2次転写部では被記録材113と同期して2次転写ローラ116が中間転写体106に接触してニップ部を形成、押圧するとともに1次転写用電源108から得た電圧を演算する演算手段121にて決定された電圧が2次転写用電源117により定電圧制御されその電界の作用で被記録材113上にフルカラートナー像が形成される。その後、被記録材113は定着手段120によって定着され装置外へ排出される。
【0037】
電子写真プロセス部にはさらに濃度測定手段であるパッチセンサ122が1次転写ローラより下流で中間転写体106表面に対向する位置に設けられている。パッチセンサ122はLEDとフォトセンサを組合せたセンサであり、読みとった値はA/D変換されて制御系へ送られる。中間転写体106表面に形成されたパッチは、中間転写体106が送られることにより、パッチセンサ122で読みとられる。
【0038】
次に本発明の第一の実施の形態について説明する。第一の形態は画像データの1画素毎にその面積率を判断し、第二の画素に相当する画素を配置する構成である。
【0039】
通常、画像データはRGB各色256階調を持つことが多く、したがってRGB→CMYK変換されたデータも各色256階調として変換されるのが普通である。しかしながら、画像形成手段が持つ解像度における1画素当たりに取れる階調数は多値とは言っても256階調ほどは得られないことが多い。
【0040】
そこで図11に示すように、各画素の持つ値によって画素内の面積が増減するシステムで、画素の成長は左端から始まり0〜mのm+1段階の階調が表現できる画像形成装置を例に説明する。
【0041】
入力画像データに対する画素の成長の様子を図12に示す。図12の成長過程では、第一の画素1201の面積率が第一の所定値である1−1/2naに達すると、第一の画素1201の大きさは一定になり、第一の画素1201の真下に位置する第二の画素1202が代わりに成長しはじめる様子を示している。
【0042】
第一の所定値1−1/2naは面積率の最大値を1としたときの割合である。そして、aはこの画像形成装置のドット書き込み手段が形成するドットの径に対する1画素の大きさの比を表し、nは1画素の大きさに対する最大の面積率を持つ画素の大きさの比を表している。
【0043】
たとえば1画素の面積率の最大値が5mの時はn=5となり、各画素は最大で5画素分の大きさを持つことが可能である。aおよびnの大きさの関係を図13に示す。
【0044】
一般にドット書き込み手段により形成されるドットは、図14に示すようにドット中央部の方が周辺部よりも高濃度になる分布を持つ。すなわち、ドット周辺部ではドットの輪郭ははっきりしなくなる。このため2つのドットが隣り合う場合、ドットとドットの間の濃度分布はドットとドットの間隔により変化する。
【0045】
そこで第一の画素と第一の画素の成長方向に隣接する隣接する第三の画素が、共に第一の所定値である1−1/2naの時の濃度分布を図15に示す。第一の所定値は最大面積率に対する割合なので、ドットが書き込まれない領域1501の大きさは1/2naとなる。そして1/2naは最大面積率に対するドットの径の1/2の割合に相当し、ドット1502とドット1503はドット径の1/2の大きさ分重なることになる。
【0046】
したがって、より重なり部分が大きくなると書き込みを行っていない領域1501でも十分濃度が上がり、すなわち第一の画素によって形成されるドットと第三の画素によって形成されるドットがつながって1つのドットになってしまう。
【0047】
よって第一の所定値1−1/2naで第一の画素の成長を止め、第二の画素を成長させることにより階調性を確保しているのである。
【0048】
また、第一の所定値は最大面積率に対する割合なので最大値は1であるが、1の時はドット1502とドット1503が完全に重なってしまうので第一の所定値としてはふさわしくなく、第一の所定値は1未満に設定しなければならない。
【0049】
さらに第一の所定値に関しては、ドット書き込み手段にパルス幅変調可能な像露光手段を用いて構成される画像形成手段の場合は、第一の画素の全面積をを露光するのに必要なパルス幅を1とした時、パルス幅換算で0.3以上1未満の範囲に設定することが望ましい。
【0050】
たとえば、図1で説明した画像形成装置の構成では、パルス幅変調可能な像露光手段としてレーザービームを用いたレーザースキャナ103を有している。レーザービームでドットを書き込む場合そのドット径はレーザービームのスポット径に等しく、その形状は円ないし楕円をしている。
【0051】
一方、画素の形状は画像形成装置の解像度の尺度である「dpi」等の値から得られる単位長さを一辺とする矩形形状をしている。そのため、たとえば図1で説明した解像度が600dpiの画像形成手段のように、画素全体を書き込むためにビーム径が画素の大きさよりも大きくなるように、最低でも図16に示すような関係にするのが一般的である。
【0052】
したがってこの場合、aで表されるスポット径に対する1画素の大きさの比は、a=1/√2より0.7であるから、n=1である1画素単位の面積率で画像を表現する場合には第一の画素の全面積を露光するのに必要なパルス幅を1、すなわち1画素を露光するのに必要なパルス幅を1として、パルス幅換算で第一の所定値を1−1/2na=0.3に設定されている。
【0053】
さらに、1画素内の階調性を高めるため図17のように画素の成長方向のスポット径1701が画素サイズ1702に対して小さく、すなわちaがより大きくなるように設計した画像形成装置においては、パルス幅換算で0.3以上1未満の範囲に設定することが望ましい。
【0054】
次に第二の実施の形態について説明する。本形態は図1の600dpiの解像度を持つ画像形成手段を用いて、より階調性を確保するために各画素が最大面積率を持つ時には2画素以上の大きさになる場合の例である。
【0055】
先の形態では1画素当たり0〜mの値を取りm+1階調の濃度を表現する構成であった。しかしmは一般に255ほど取れないので、画素の大きさを大きくして階調を表現することにより、より多階調を表現し画質を向上させることができる。
【0056】
つまり図18に示すように、画素の成長が1画素を超えてn画素分の大きさまで成長できるように構成すれば、1画素内では0〜mのm+1段階の階調が表現できるので、各画素は0〜nmの値を取り、nm+1段階の階調が表現できる。
【0057】
しかし、階調数を増やすためnの値を大きくすることは各画素の大きさを大きくすることになるので、同時に解像度を低下させることになる。したがって、階調数と解像度を両立する良好なnの範囲が存在する。
【0058】
図19にnが1〜10の時のそれぞれの解像度と階調数、第一の所定値の値を示す。第一の所定値については先の実施の形態同様、第一の画素の全面積を露光するのに必要なパルス幅、すなわちn画素全体を露光するのに必要なパルス幅を1とした時、パルス幅換算で1−1/2naで表される値である。ここでaは42μm/60μm=0.7であり、図1では説明していないが1画素内で表現できる階調数m+1は33すなわちm=32である。
【0059】
図19に示すように、nを8以上に設定すれば257階調以上の階調が表現できるので、入力画像データが256階調でも十分に再現できる。しかしその場合75dpi以下の解像度になってしまうので好ましくない。通常、写真のような階調のある画像を表現する場合、最低でも100dpi以上確保したい。
【0060】
したがって、解像度と階調性を共に良好に保つためには第一の所定値はパルス幅換算で0.75〜0.9の値に設定されることが望ましい。
【0061】
次に本発明を実現する第三の実施の形態について詳細に説明する。第三の形態は、複数の画素を一ブロックとして扱い、ブロック中の面積率の大小で階調を表現する場合に一般的な、濃度パターン法を用いた形態である。
【0062】
本形態では図20に示すように、各画素の持つ値によって画素内の面積が増減するシステムで、画素の成長は中央から始まって各画素が0〜96の97段階の階調をとることができ、さらに32で1画素分の面積となり、最大の96では3画素分の面積の画素となる画像形成装置を例に説明する。
【0063】
この画像形成装置では階調性を十分確保するためにさらに、3×3の9画素を1つのブロックとしてそのブロック内の面積率によって階調を表現している。各画素は33段階(0〜32)の面積率をとることができるため、ブロック全体では289段階(32×9+1)の面積率をとることができる。
【0064】
そこで図21に示すように入力の256段階のそれぞれの値に対してこの289段階の階調のブロックパターンのいずれかを対応させる濃度パターン法を用いて処理する。したがって入力に対する出力濃度の関係は図21の対応関係を変更することにより任意の階調曲線を得ることができる。
【0065】
上記のブロックの面積率の増加の仕方を図22に示す。
【0066】
まず濃度0を示すブロック2201はブロック内の画素のいずれもが0の状態からはじまり、ステップ1としてブロック2201の中央(X位置2、Y位置2)に位置する画素2202が成長し、最大値の96で横3画素分のドット2205に成長する。
【0067】
次にステップ2としてすでに最大値まで成長している画素2202の直上(X位置2、Y位置1)に位置する画素2203が成長しドット2206となる。
【0068】
ドット2206が横3画素分の大きさまで成長すると、最後にドット2202の直下(X位置2、Y位置3)に位置する画素2204が成長してドット2207となる。ドット2207が横3画素分の大きさまで成長するとブロック2201内の画素はすべて埋められ、最大濃度となる(ステップ3)。この時の入力値は255である。
【0069】
以上のような画素の成長をマクロ的に観測すると、図23に示すように低濃度のときは点2301がそれぞれ離れた位置に存在し、濃度が上がるに連れてそれぞれが横方向に成長する。それぞれの点がある程度横方向に成長すると、ある所で隣同士の点がつながって一本の横線2302を形成する。ここまでがステップ1に相当する。
【0070】
さらに濃度が上昇すると横線2302の上部に隣接して互いに離れた位置にコブ状の点2303が発生し、それぞれ横方向に成長していく。点2303がある程度横方向に成長するとステップ1と同様にあるところで隣り合う点2303同士がつながって横線を形成する。この時、Y方向に連続する2本の横線が形成されるので、マクロ的にはベタ画像の中に白抜き線2304が存在するのと同じ状況となる。ここまでがステップ2に相当する。
【0071】
最後のステップ3では、ステップ2で残された白抜き線2304を埋めるように点2305が発生し、それぞれが横方向に成長する。最後には白抜き線がすべて埋められベタ画像2306となる。
【0072】
図24に入力値に対する出力濃度を表す階調曲線2401を示す。この階調曲線2401は各入力値に前述のブロックパターンを対応させた結果であり、入力値に対して濃度が輝度に比例するようにブロックパターンを対応させている。
【0073】
実際にイメージを処理する場合にはハイライト部(低濃度部)の階調性は画質に影響する度合いが高く、図24の低濃度領域2402の階調性を十分確保する必要がある。また、特に人の目に付きやすい人間の肌色はマゼンダ成分の階調性が十分に確保されていないと満足な表現にならない。この、肌色のマゼンダ成分の入力値は概ね中間部分を示すため、図24の中間濃度領域2403においても階調性を十分確保しなければならない。
【0074】
前述の階調表現方法を用いた場合、先の図22で説明したステップを図24の階調曲線2401に対応させるとステップ1からステップ2への切り替わりが中間濃度領域2403に含まれる。
【0075】
ステップ1からステップ2への切り替わりとは、すなわち隣り合う点同士がつながって横線を形成する瞬間の状態を意味している。そして、先の形態での説明からも判るように点同士がつながる現象は、ステップ1からステップ2に切り替わった瞬間に起こる事よりも、ステップ2に切り替わる前、ステップ1の最中に起こってしまう事が多い。
【0076】
そこで、ステップ1で隣り合う点同士がつながる直前の状態Aとつながった瞬間の状態Bについて、2点の接点部の拡大図と両状態のブロックパターンを図25に示す。図25より、ブロック中央の画素の値が81になると隣の点とつながって横線を形成することが分かる。
【0077】
そしてデータ的にはブロック中央の画素の値が96になったときに横線を形成するのが理想であり、予想に反して早く点の成長が終了してしまったことになる。このことは、ブロック中央の画素の値が80のブロックパターンが示す濃度と、ブロック中央の値が81のブロックパターンが示す濃度の間に濃度ジャンプが存在することを示している。
【0078】
この現象は感光体上の各々の点を形成するための電位勾配が接近しすぎたため、互いに影響しあって1つにつながってしまうことにより発生する。図25のA、Bそれぞれに対応する電位勾配の図を図26に示す。
【0079】
そこで、図27に示すようにブロック中央の画素の値が80のブロックパターンとブロック中央の画素の値が81のブロックパターンの間にA’、A’’、A’’’、A’’’’に示すようなブロックパターンを挿入する。
【0080】
挿入されたブロックパターンは、点同士がつながっていない第一の画素に相当するブロック中央の画素の値が80であるブロックパターンの中の右上(X位置3、Y位置1)に第二の画素に相当する非常に小さい値を配置し増加させていくパターンである。
【0081】
これら図27のA’、A’’、A’’’、A’’’’の4つのブロックパターンを含めた293段階(289+4)のブロックパターンを256の入力値に対応させることで濃度階調を表現する方法をとると、第一の画素が第一の所定値に相当する80に達した後は一定値を取り、第二の画素が値が増加する。
【0082】
ここで第一の所定値である80は、画素の取りうる最大値が96であることから、96のときのパルス幅を1としたときの0.83に相当し0.75〜0.9の範囲に設定されている。すなわち第一の画素が形成するドットと、第一の画素の成長方向に隣接する第三の画素が形成するドットが近接または連結する値に設定されている。
【0083】
このため、図28に示すように第一の画素2801が形成する電位勾配と第二の画素2802が形成する電位勾配が互いに影響しあって、第一の画素2801と第三の画素2803によるドット同士の間隔を微妙に変化させ、図25のA、Bで表現されるパターンの濃度の、中間の濃度を表現することが可能となり濃度ジャンプを防ぐことができる。
【0084】
そして、第二の画素の位置は第一の画素の成長方向とは異なる方向であれば、たとえば第一の画素の真下ないし真上であっても第一の画素の電位勾配を制御する効果は期待できるが、上下方向にドットがつながりやすくなりテクスチャーが発生しやすい。したがって不要なテクスチャーを防止し、より制御の効果を得るためには本形態のように、第一の画素と第二の画素をそれぞれの画素中心が斜めの位置関係になるように配置することが望ましい。本形態では第二の画素の位置は右上であるが、もちろん右下、左上、左下であっても構わない。
【0085】
そして、第二の画素が第二の所定値に達し第一と第二の画素によって形成されるドットが滑らかに連結された後にいたっては、第一の画素が第一の所定値を超えて再び増加することによって、より高濃度の階調を表現することができる。この時、隣接する第一の画素と第三の画素が形成する電位勾配を制御するという目的を終えた第二の画素は、第二の所定値以下の値に減少することが望ましい。
【0086】
さらに、不要となった第二の画素が画像に悪影響を及ぼさないようにするためには、本形態で第二の画素が6に達したあと0に減少しているように、第二の画素は第二の所定値に達した後はその面積率を0にすることが望ましい。
【0087】
なお、以上の説明で3×3のブロック中において説明したがこのサイズに限定するものではなく、ブロックのサイズが3×3以外の場合でも同様である。
【0088】
次に、本発明の第四の実施の形態について説明する。第四の形態は多値ディザ法を用いた形態である。
【0089】
第四の実施の形態の処理の流れを図29に示す。
【0090】
図29において入力値2901の階調数は一般的な画像データの階調数である256であり、多値ディザ処理手段2902によって多値をとる一時変換値2903に変換される。一時変換値2903の階調数は同様に多値をとる出力値2905の階調数よりも多階調であり、変換処理手段2904によって出力値2905に変換される。
【0091】
ここで出力値2905の階調数は97であり、一時変換値2903の階調数は227である。そして変換処理手段2904では96を超える一時変換値2903の値を96以内の値に変換するために、一時変換値2903を96で割った余りを出力値2905とする変換を行うものである。
【0092】
第三の実施の形態を本実施の形態で行う場合に多値ディザ処理手段2902が用いるディザマトリックスを図30〜図38に示す。
【0093】
多値ディザ処理手段2902には256値の入力を227値に変換するためにディザマトリックスは226枚存在し、ここではそれぞれのマトリックスの大きさは3×3画素である。226枚のディザマトリックスはそれぞれ多値ディザ処理後の値に対応しており、各マトリックス内の数値は入力値に対応している。
【0094】
つまり入力値がマトリックス内の数値以上の時はその位置の画素は出力値としてそのマトリックスの値が出力される。
【0095】
そして同時に複数のマトリックスで入力値がマトリックス内の数値以上になった場合は、より大きな値のマトリックスの値が有効となる。
【0096】
すなわち図30〜図38のマトリックス内の右下の画素に注目すると、まず入力が139の場合、1のマトリックスの右下の値以上となるのでこの画素の出力は1となる。次に入力が140の場合、2のマトリックスの値以上となるので出力は2になる。
【0097】
また入力が150になると、97のマトリックスの値141以上となるので97が出力される。
【0098】
そして入力が254になると、129のマトリックスの値253と226のマトリックスの値253以上となるのでこの場合はより大きい値に対応するマトリックスの結果が有効となり、出力は226となる。
【0099】
また、これら以外のマトリックスの値はすべて255なので入力値が255のときにしか有効にならない。しかし入力が255の時は226のマトリックスの値も有効になるため結局出力はもっとも大きい226となる。
【0100】
したがってマトリックス中の右下の画素は入力値0〜255に対して1、2、97、226の4つの出力のいずれかをとることが分かる。
【0101】
そして、図30では各ディザマトリックスの一時変換値で96を超える値の横に[]付きの数値が並んでいる。これは変換処理手段2904を通って最終的に出力される出力値すなわち0〜96の値を示している。
【0102】
したがって多値ディザ処理手段2902によって変換された値は0〜226まで増加する間に3回0にリセットされる。よって一時変換値が97、194のときは最終的な出力は0。そして、最大値の226に変換されたときの最終的な出力値は32であることが分かる。
【0103】
次に図30〜図38のディザマトリックスを用いた処理が第三の実施の形態の内容と同一となることを確認する。
【0104】
第三の実施の形態で説明した第一の画素に相当するブロックの中心の画素値が80の階調から81の階調になる過程を図30〜図38のディザマトリックス上で見る。
【0105】
まず、第一の画素の値が80になる階調は図32より入力値が91以上の時であり、第一の画素の値が81の階調は入力値が100以上の時である。
【0106】
また図30より入力値が94のとき第二の画素に相当する右上の画素値が1になり、以降95で2、96で3、97で4、98で5、99で6となる。
【0107】
そして100以上のときの第二の画素の値97は変換処理手段2904を通ると最終的な出力値としては0となる。この時第一の画素は81になっており、先の実施の形態と同じ処理を実現することができる。
【0108】
以上のように、多値ディザ処理手段と多値ディザ手段の出力をそれ以下の値に変換する変換処理手段を持ち、多値ディザ処理において使用するディザマトリックスの数を、出力値の階調数を超えるような値にすることによって濃度パターン法で実現された階調処理と同じ処理を実現することができ、且つより解像度に優れた処理を実現できる。
【0109】
次に、本発明の第五の実施の形態について説明する。第五の形態は、エンジンの特性上微少な面積率の表現が難しかったり、環境変動により電位勾配の形成が不安定な場合にも適用できる形態である。
【0110】
まず以下の説明に用いる画像形成手段の特性を説明する。
【0111】
ここで画像形成手段は安定にドットを表現するために一画素当たり7値(0、1、2、3、4、5、6)の階調に抑えており、形成されるドットは図39に示すように各画素が持つ値が大きくなるほどその画素が形成するドットの面積が大きくなるものである。(最大1画素分)
ただし、図39に示される矩形状のドットの成長過程は論理的なものであり、実際に感光体上に形成される潜像、ならびに潜像によって形成されるドット形状は露光器が走査するビームのスポット径や感光体の感度等の影響により、図40のような丸みを帯びたドット形状となる。
【0112】
そこで、互いに近い位置に画素データがある時のドットの形成のされかたを図41に示す。図41でIは左右に並んで画素データがある場合で、IIは斜め位置に画素データがある場合、IIIは上下に並んで画素データがある場合である。
【0113】
Iの状態で画素データが6の画素と3の画素が並んでいる場合は、aのようにそれぞれが形成するドットがつながって一つのドットになる。しかし、6の画素と2の画素が並んでいる場合はbのようにそれぞれのドットは独立のドットを形成する。
【0114】
IIの状態では画素データが4の画素と3の画素が並んでいる場合はやはりaのようにそれぞれが形成するドットがつながって一つのドットを形成し、3の画素と3の画素が並んでいる場合はそれぞれ独立のドットを形成する。
【0115】
IIIの状態では画素データが6の画素と2の画素が並んでいる場合はaのように一つのドットを形成するが、6の画素と1の画素が並んでいるときはそれぞれ独立のドットを形成する。
【0116】
このように画素データの値によってドットがつながったり、つながらなかったりするので濃度ジャンプを起こす可能性がある。
【0117】
そこで、図42に示す本発明にかかるディザマトリックスを適用して画像形成を行う。
【0118】
図42のディザマトリックスは8×8画素のサイズの6つのマトリックスから構成され、それぞれ画素データの1、2、3、4、5、6に対応している。
【0119】
すなわち図42中の画素4201について見ると、画素4201に対する入力値が5の場合は1のマトリックスの4よりも大きいので画素4201の出力は1となり、入力値が12の場合は2のマトリックスの9よりも大きいので出力値が2となる。
【0120】
さらに、入力値が15の場合は3のマトリックスの13を超えるので出力値は3、入力値が40の場合は4のマトリックスの31を超えるので出力値は4、入力値が70の場合は5のマトリックスの67を超えるので出力値は5、入力値が255の場合は6のマトリックスの72を超えるので出力値は6すなわちベタの画素となる。
【0121】
ここで図42の各マトリックスの構造を見ると、1のマトリックスは図43に示す2×2画素のブロックで構成されるディザマトリックスの繰り返しで構成されるブロック群であり、2のマトリックス、3のマトリックス、4のマトリックスはそれぞれ図44、図45、図46に示す9種類の2×2画素のブロックで構成されるブロック群である。
【0122】
また、5のマトリックス、6のマトリックスはそれぞれ図47、図48に示す1種類のブロックの繰り返しで構成されるブロック群になっている。
【0123】
これらのマトリックスは図49に示すように2×2画素のブロック内のそれぞれの画素が優先順位を持ち、その順位に従って成長するように構成されている。また、図50に示すように4×4ブロックのブロック群においてもそれぞれのブロックに優先順位がつけられ、その優先順位にしたがって成長するように構成されている。
【0124】
以下に図42のマトリックスを適用した場合のドットの成長過程を詳しく説明する。ここでは一様な値を持つ画素で構成される画像データに対して処理する場合を考える。なお、以下では2×2画素のブロックを「ブロック」、4×4ブロックのブロック群を「ブロック群」とする。
【0125】
まず、画素値が0から4未満の場合はすべての画素の出力値が0となる、次に4以上の時はブロック内で優先順位が最も高いX位置1、Y位置1の画素の出力値が1になる、すなわちブロック群全体では(X,Y)=(1、1)、(3、1)、(5、1)、(7、1)、(1、3)、(3、3)、(5、3)、(7、3)、(1、5)、(3、5)、(5、5)、(7、5)、(1、7)、(3、7)、(5、7)、(7、7)の画素の出力値が1になる。
【0126】
次に入力値が9以上になると上記の画素の出力値が2になる。
【0127】
入力値が13以上になると出力値が3になるとともに、ブロック内で2番目の優先順位を持つX位置2、Y位置2の画素の出力が1になる。
【0128】
以降、優先順位1の画素は出力値3のままで優先順位2の画素が入力値18以上で2に、入力値22以上で3になる。
【0129】
そして、ここまではそれぞれの画素が単独のドットを形成している。
【0130】
次に入力値が27以上になると、先の優先順位1の画素の出力値が4になるが、先に説明したように優先順位1の画素と優先順位2の画素が4、3の組み合わせではそれぞれの画素が形成するドットがつながってしまう。
【0131】
そこで図42のディザマトリックスを用いるとブロック群内のブロックの優先順位にしたがって優先順位1のX位置1、Y位置1のブロックのみ優先順位1の画素の出力が4になり、それ以外のブロックは以前の状態すなわち優先順位1の画素も優先順位2の画素も3のままになる。
【0132】
以降、ブロック群内の優先順位にしたがって順番に各ブロックの優先順位1の画素が4に成長していく。
【0133】
以下、入力値が255まで同様に見ていったときのドットの成長をまとめた表を図51に示す。
【0134】
表中で階調の欄が図42のディザマトリックスで表現できる各階調の順位を示している。入力値は各階調が出力されるための入力値を示しており、入力値がこの値以上のとき該当する階調が出力される。配置の欄は以下の欄で示される画素値により構成されるブロックがブロック群内にどのように配置されるかを示しており、「A」はブロック群内のすべてのブロックが以下の欄で示される画素値のブロックで埋められていることを示し、数値の場合はブロック郡内の対応する優先順位のブロックが以下の欄で示される画素値で埋められ、それ以外のブロックはそれ以前の階調で埋められた画素値のまま変化がないことを示している。
【0135】
図51より、図42のディザマトリックスにより0〜56の57階調の表現が可能なことが分かる。
【0136】
また、図51中で太枠で囲まれた階調については先に説明した各画素の形成するドット同士がつながってしまう画素値の組み合わせを示しており、この時はブロック群内の一部のブロックずつ画素値が埋められていくようになっていることが分かる。
【0137】
すなわち、ドット同士がつながって濃度ジャンプが起こってもそれは極部的な現象であり、マクロ的に見ると濃度ジャンプとはならないので階調性に優れた画像形成を可能にする。
【0138】
以上の説明では図10に示す画像形成装置について説明したが、装置の構成はその装置の目的により変化するため図10の構成に限るものではない。
【0139】
たとえば、図52では画像データ出力装置5201の内部で変換処理手段5203によりRGBデータからCMYKデータに変換し、階調処理手段5204で階調処理をしてから圧縮し画像形成装置5202に画像データを出力する、画像形成装置5202内ではバッファ5205で伸長処理をしてそのまま画像形成手段5206にデータを送ってプリントする構成である。
【0140】
また、図53では画像データ出力装置5301内の変換処理手段5303でRGB→CMYK変換のみ行い、画像形成装置5302内ではバッファ5304からのデータを階調処理手段5305で階調処理して画像形成手段5306で出力する構成である。
【0141】
本発明はこれら異なる構成においても実現することができる。すなわち図52では画像データ出力装置5201内のソフトウェアによる変換処理として実現でき、図53では先の図10の構成と同様、ハードウェアとしても実現することができる。
【0142】
また、本実施例では電子写真方式を用いるプリンタを例に説明したが、出力すべき画素の面積率に対し形成されるドットの形状が異なる、特に隣接する画素の影響を受ける画像形成装置であれば適用可能であって、たとえばインクジェット方式のプリンタにも適用できることは言うまでもない。
【0143】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像形成装置によれば、1画素毎にその面積率を判断し、第一の画素の面積率が第一の所定値に達した後は、第一の画素の面積率を一定とし、且つ、第一の画素の成長方向とは異なる方向に隣接する第二の画素の面積率を増加させるので、第一の画素が成長し続けることによって発生する濃度ジャンプを抑止し画質を向上させる効果がある。
【0144】
さらに、第一の画素位置に形成されるドットと、第一の画素の成長方向に隣接する第三の画素位置に形成されるドットが近接または連結する値に第一の所定値を設定することにより、第一の画素と第三の画素によって形成されるドットがつながらない状態からつながった状態へ第二の画素を用いてドットの間隔を微妙に制御することができるので、連結する時の濃度ジャンプを防ぐ効果がある。
【0145】
特に画像形成手段に各画素の面積率に基いてドットを形成するドット書き込み手段を持たせた場合には、そのドット書き込み手段による最小ドットの径に対する1画素の大きさの比をaとし、1画素の大きさに対して最大面積率を持つ画素が形成する画素の大きさの比をnとし、最大面積率を1としたときに、第一の所定値を1−1/2na以上1未満に設定することによって第一の画素と第三の画素によって形成されるドット同士が連結しないように第二の画素を成長させることができ、ドット同士の間隔を制御することができるので濃度ジャンプを防止する効果がある。
【0146】
また、画像形成装置がパルス幅変調可能な像露光手段と、像露光手段からの像露光に対応する画像が形成される像担持体から構成される場合でも、第一の所定値を像露光手段が第一の画素の全面積を露光するのに必要なパルス幅を1として、パルス幅換算で0.3以上1未満の値に設定することにより、成長方向に隣接する第三の画素が形成するドットと連結することがないので濃度ジャンプを起こさない。
【0147】
そして、第一の所定値をパルス幅換算で0.75〜0.9に設定することにより、濃度ジャンプを起こさずに解像度と階調性を確保することができる。
【0148】
また、第一の画素中心に対し第二の画素中心を斜めに配置することにより、第二の画素による第一の画素の制御効率を高め、濃度ジャンプを抑えやすくし且つ不要なテクスチャーを発生しにくくする効果がある。
【0149】
そして、第二の画素の面積率が第二の所定値に達した後は、第二の画素の面積率を第二の所定値以下に減少させ、且つ、第一の画素の面積率を第一の所定値を超えて増加させるので、濃度ジャンプを防いだ上でより高濃度を表現できる。
【0150】
さらに、第二の画素の面積率が第二の所定値に達した後は、第二の画素の面積率を0とするので、不要なドットによる画像の劣化をなくすことができる。
【0151】
また階調処理手段は、多値ディザ処理を行うものであって画素の各面積率に対応する複数のディザマトリックスを記憶する記憶手段と、画像情報による各画素の画像濃度が前記ディザマトリックスに格納された入力濃度のしきい値以上となるディザマトリックスに対応する面積率のうち最も大きい面積率を読み出す多値ディザ処理手段と、得られた面積率を前記多値ディザ処理手段の持つ階調数以下の値に変換する変換手段を有するので、濃度ジャンプを防止した上でより解像度に優れた処理を行うことができる。
【0152】
さらに、記憶手段に記憶されるディザマトリックスの数が、各画素が取り得る階調数を超えて記憶されているので、低濃度部で一度発生したドットを高濃度部で消滅させることができ、不要なドットによる画像の劣化をなくすことができる。
【0153】
このように各画素間の距離が近く互いの感光体上の電位勾配が影響しあって、媒体上に形成されるドット面積が予想に反して大きくなってしまうことがないので、階調性に優れた画像形成装置が構成できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の画像形成手段の断面図。
【図2】複数画素のブロック内で成長する画素の優先順位を示す図。
【図3】画素の成長過程を示す図。
【図4】電位勾配の形状の説明図。
【図5】ドットのつながりを示す図。
【図6】ドットのつながりを示す図。
【図7】ドット面積の異常増加を示す図。
【図8】濃度ジャンプの発生領域を示す図。
【図9】ジッタによる濃度ムラを示す図。
【図10】画像形成装置の構成を示すブロック図。
【図11】1画素の成長過程を示す図。
【図12】第一の実施の形態の画素成長を説明する図。
【図13】画素の大きさとドットの大きさと最大面積率の時のドットの大きさの関係を示す図。
【図14】ドットの濃度分布を示す図。
【図15】第一の所定値のときの濃度分布を示す図。
【図16】スポット径と画素サイズの関係を示す図。
【図17】スポット径と画素サイズの県警を示す図。
【図18】画素成長の説明図。
【図19】解像度と第一の所定値の関係図。
【図20】画素成長の説明図。
【図21】入力値とブロックパターンの関連を示す図。
【図22】ブロック面積率の増加を示す図。
【図23】形成されるドット形状を示す図。
【図24】入力値に対する階調曲線を示す図。
【図25】隣り合う点同士がつながる前後を示す図。
【図26】隣り合う点同士がつながる前後の電位勾配を示す図。
【図27】第二の画素を配置したブロックパターンを示す図。
【図28】第二の画素によりドット間隔が変化することを示す図。
【図29】第四の実施の形態の処理の流れを示す図。
【図30】多値ディザ処理手段で用いるディザマトリックスを示す図。
【図31】多値ディザ処理手段で用いるディザマトリックスを示す図。
【図32】多値ディザ処理手段で用いるディザマトリックスを示す図。
【図33】多値ディザ処理手段で用いるディザマトリックスを示す図。
【図34】多値ディザ処理手段で用いるディザマトリックスを示す図。
【図35】多値ディザ処理手段で用いるディザマトリックスを示す図。
【図36】多値ディザ処理手段で用いるディザマトリックスを示す図。
【図37】多値ディザ処理手段で用いるディザマトリックスを示す図。
【図38】多値ディザ処理手段で用いるディザマトリックスを示す図。
【図39】画素成長の説明図。
【図40】ドット成長の説明図。
【図41】ドットのつながりを説明する図。
【図42】第五の実施の形態で用いるディザマトリックスを示す図。
【図43】ディザマトリックスを構成する1つのブロックを示す図。
【図44】ディザマトリックスを構成する9つのブロックを示す図。
【図45】ディザマトリックスを構成する9つのブロックを示す図。
【図46】ディザマトリックスを構成する9つのブロックを示す図。
【図47】ディザマトリックスを構成する1つのブロックを示す図。
【図48】ディザマトリックスを構成する1つのブロックを示す図。
【図49】ブロック内の成長の優先順位を示す図。
【図50】ブロック郡内の成長の優先順位を示す図。
【図51】第五の形態で表現できる全階調を示す図。
【図52】他の形態の画像形成装置を示す図。
【図53】他の形態の画像形成装置を示す図。
【符号の説明】
100…画像形成手段
101…感光体
102…帯電ローラ
103…レーザスキャナ
104…折り返しミラー
105Y…イエロー現像器
105M…マゼンタ現像器
105C…シアン現像器
105K…ブラック現像器
106…中間転写体
107…転写ローラ
108…1次転写用電源
109…感光体クリーナー
110…除電ランプ
111…給紙手段
112…給紙カセット
113…被記録材
114…レジストローラ対
115…駆動ローラ
116…2次転写ローラ
117…2次転写用電源
118…テンションローラ
119…中間転写体クリーナ
120…定着手段
121…演算手段
122…パッチセンサ
501…画素A
502…画素B
503…余分な領域
601…画素A
602…画素B
603…余分な領域
801…改善領域
802…濃度ジャンプ領域
1001…画像形成装置
1002…画像データ出力装置
1003…バッファ
1004…変換処理手段
1005…セレクタ
1006…階調処理手段
1201…第一の画素
1202…第二の画素
1501…ドットが書き込まれない領域
1502、1503…ドット
1701…画素の成長方向のスポット径
1702…画素サイズ
2201…ブロック
2202、2203、2204…画素
2205、2206、2207…ドット
2301…点
2302…横線
2303…コブ状の点
2304…白抜き線
2305…点
2306…べた画像
2401…階調曲線
2402…低濃度領域
2403…中間濃度領域
2801…第一の画素
2802…第二の画素
2803…第三の画素
2901…入力値
2902…多値ディザ処理手段
2903…一時変換値
2904…変換処理手段
2905…出力値
4201…画素
5201…画像データ出力装置
5202…画像形成装置
5203…変換処理手段
5204…階調処理手段
5205…バッファ
5206…画像形成手段
5301…画像データ出力装置
5302…画像形成装置
5303…変換処理手段
5304…バッファ
5305…階調処理手段
5306…画像形成手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to a halftone processing technique for preventing a density jump.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, printers of various principles have been used as output devices such as personal computers and workstations. Laser beam printers (LBP) using an electrophotographic process are used in many places because of their high output speed and print quality. It is used in.
Currently, the LBP mainly distributed in the market is monochrome, and binarization processing is performed on data such as characters and line drawings. The binary dither method is often used for image data that requires gradation. However, the binary dither method requires a large dither matrix in order to obtain sufficient gradation, and the high resolution, which is a feature of LBP, is lost.
[0003]
Recently, there is an increasing demand for colorization of LBP, and there is a demand for an image forming apparatus with better gradation.
[0004]
As an example of an image forming apparatus having more excellent gradation, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-176163, a block composed of a plurality of pixels on image data is set and spatially preliminarily stored in the block. In a region where dots are grown in order from the dot corresponding to the minimum recording pixel position having a higher priority according to the predetermined priority order, and the dots having a specific priority continue to grow, the specific priority An apparatus has been proposed that initiates the growth of dots with a lower priority than the previous dot.
[0005]
In the prior art, if a block consisting of a plurality of pixels on the image data is set as shown in FIG. 2, as the input data gradually increases as shown in FIG. The value increases first. Next, when the value of the pixel A is close to the upper limit, the value of the pixel having the next priority, for example, the pixel B is increased. Here, the gradation expression is improved by overlapping the growth processes of the pixel A and the pixel B.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Here, each pixel is represented by a rectangle, but in the case of LBP, for example, the potential gradient actually formed on the photoreceptor by exposure is not necessarily a rectangle. FIG. 4 shows the shape of the potential gradient on the photoreceptor with respect to the area ratio of the pixels.
[0007]
The outline of the dots formed when the area ratio is grown using such a potential gradient is the potential formed by the pixel A501 when the pixel B502 becomes somewhat large as shown in FIG. It influences the gradient and leads to one. At this time, an extra area 503 is generated, and the concentration rapidly increases.
[0008]
This phenomenon also occurs when the pixel having the second priority is the pixel D. The outline of the dot when the value of the pixel D is increased to some extent is connected to one because the potential gradient formed by the pixel A601 and the potential gradient formed by the pixel D602 are affected as shown in FIG. At this time, the area of the dots formed on the medium also includes an extra area 603. Therefore, when the total areas of the pixels A and D before and after connecting are compared as shown in FIG. Compared to the rate, the rate of increase of the connected area is abnormally large.
[0009]
That is, in the improvement area 801 shown in FIG. 8, the gradation is improved as described in the previous section, but the density jump area 802 in which the pixels A and D are influenced by each other and the dots are connected to each other. Indicates that a density jump occurs.
[0010]
This abnormal increase in dot area is unavoidable and difficult to solve in a system that increases or decreases the area ratio of each pixel by electrophotography. If an image is expressed using dots whose area ratio changes greatly in this way, density jumps may occur, or in the worst case, it may become a pseudo contour and impair image quality.
Further, FIG. 9 shows the outline of a dot formed when there is main scanning jitter in the scanning direction of the exposure beam and sub-scanning jitter in the sub-scanning direction in a situation where the potential gradients interfere with each other.
[0011]
As can be seen from FIG. 9, there is a problem in that the area of the dots formed becomes unstable, resulting in uneven density of the image and deteriorating the image quality.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and the distance between the pixels is close, and the potential gradient on each photoconductor is affected, so that the pixel area formed on the medium becomes larger than expected. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having excellent gradation characteristics.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
An image forming apparatus comprising: gradation processing means for determining an area ratio of each pixel based on image information and generating an image signal; and image forming means for forming an image based on an image signal from the gradation processing means. The gradation processing means is Means for determining the area ratio for each pixel; After the area ratio of the first pixel reaches the first predetermined value, the area ratio of the first pixel is made constant and adjacent to the second pixel in a direction different from the growth direction of the first pixel. The area ratio of the pixels is increased.
[0014]
For this reason, even if pixels at close distances from each other affect the potential gradient formed on the photosensitive member, and even if pixels larger than expected are formed on the recording medium, the second pixel is Since the degree of influence of the potential gradient formed can be finely controlled, density jump can be suppressed, and a high-quality recorded image excellent in gradation can be obtained without pseudo contour and density unevenness.
[0015]
The first predetermined value includes a dot formed at a first pixel position by the image forming unit according to an area ratio of the first pixel, and a third adjacent to the growth direction of the first pixel. According to a pixel area ratio, the dot formed at the third pixel position by the image forming unit is set to a value that is close or connected.
[0016]
The image forming means has dot writing means for forming dots based on the area ratio of each pixel, and a ratio of the size of one pixel to the diameter of the minimum dot by the dot writing means is defined as a. When the ratio of the size of the pixel formed by the pixel having the maximum area ratio to n is n, the first predetermined value is set to 1−1 / 2 na or more and less than 1 when the maximum area ratio is 1. It is characterized by that.
[0017]
The image forming means includes an image exposure means capable of pulse width modulation as the dot writing means, and an image carrier on which an image corresponding to image exposure from the image exposure means is formed, and the first The predetermined value is set to a value not less than 0.3 and less than 1 in terms of pulse width, where 1 is a pulse width necessary for the image exposure means to expose the entire area of the first pixel. And The first predetermined value is set to 0.75 to 0.9 in terms of pulse width. The second pixel center is arranged obliquely with respect to the first pixel center.
[0018]
The gradation processing means reduces the area ratio of the second pixel to a second predetermined value or less after the area ratio of the second pixel reaches a second predetermined value, and The area ratio of one pixel is increased beyond the first predetermined value.
[0019]
The area ratio of the second pixel is set to 0 after the area ratio of the second pixel reaches a second predetermined value.
[0020]
The gradation processing means performs multi-value dither processing and stores a plurality of dither matrices corresponding to each area ratio of the pixels, and stores the image density of each pixel based on image information in the dither matrix. Multi-value dither processing means for reading out the largest area ratio among the area ratios corresponding to the dither matrix that is equal to or greater than the threshold value of the input density, and the number of gradations of the obtained multi-value dither processing means. It has the conversion means which converts into the following values, It is characterized by the above-mentioned.
[0021]
The number of dither matrices stored in the storage means is stored in excess of the number of gradations that each pixel can take.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 10, reference numeral 1001 denotes an image forming apparatus, which is an apparatus that forms an image on a recording medium such as paper and outputs the image data output from the image data output apparatus 1002.
[0023]
The image forming apparatus 1001 includes a buffer 1003 for accumulating image data output from the image data output apparatus 1002, a conversion processing unit 1004 for converting image data extracted from the buffer 1003 into data suitable for image recording, and depending on the occasion. It comprises a selector 1005 for selecting data to be recorded, a gradation processing means 1006 to which the present invention is applied, and an image forming means 100 for recording on a recording medium.
[0024]
Next, the operation of the entire image forming apparatus will be described in detail.
[0025]
First, image data to be output is transferred from the image data output device 1002. In general, the image data output device 1002 corresponds to a device such as a personal computer or a workstation, and outputs an image, a document, or the like created by these devices. Therefore, the data transferred from the image data output device 1002 is generally RGB data on the assumption that it is displayed on the CRT.
[0026]
Therefore, the image forming apparatus of the present invention is also effective when outputting a monochrome image. Here, an image forming apparatus that outputs a color image will be described as an example.
[0027]
Image data output from the image data output apparatus 1002 enters the image forming apparatus 1001 and is first stored in the buffer 1003. Normally, there is a large difference between the speed of image data output from the image data output device 1002 and the speed of image data processed by the image forming unit 100, and this difference is absorbed by the buffer 1003. In addition, since the transferred image data is a color image, the data size may be extremely large, and a configuration in which the compressed image data is transferred to the buffer 1003 is also possible. In this case, the image data is sent to the next conversion processing means 1004 after decompression processing is performed in the buffer 1003 before sending the image data to the subsequent process.
[0028]
The image data sent to the conversion processing means 1004 is RGB data because it is assumed to be displayed on the CRT of the image data output device 1002. In order to record RGB image data on an output medium such as paper, it is necessary to convert RGB to C (cyan) M (magenta) Y (yellow) data which are the three primary colors of printing. In general, printing is performed not only with the three primary colors CMY but also with four colors CMYK including K (black) in order to improve the color reproducibility of the image. Therefore, the conversion processing means 1004 performs this RGB → CMYK conversion.
[0029]
Although it has been converted into four CMYK data by the conversion processing unit 1004, as will be described in detail later, when the image forming unit 100 actually forms an image, the formation of a single color image for one page is repeated for the number of colors used. In order to form one image, it is necessary to select only one color from the four CMYK colors depending on the occasion. Therefore, a selector 1005 is a means for selecting valid single color data from the data for four colors.
[0030]
As described above, CMYK single-color image data is generated from the RGB data. The obtained image data is converted from RGB data to CMYK data in accordance with the gradation characteristics of the image forming means 100, and the number of gradations thereof. Has the same number of gradations as RGB data.
[0031]
However, since the number of gradations of the image forming unit 100 is generally very small compared to the number of gradations possessed by the CRT, the number of gradations is increased by expressing the gradations with a plurality of pixels, the input gradation is rounded and approximated, etc. Thus, it is necessary to convert the image data into image data that can be expressed by the image forming unit 100. The gradation processing means 1006 performs this processing.
[0032]
Next, the operation of the image forming unit 100 will be described in detail. FIG. 1 is a main sectional view of an image forming means 100 of the image forming apparatus of the present invention.
[0033]
The charging roller 102 charges the photosensitive member 101 to a uniform potential (for example, −700 V). A laser beam having a resolution of 600 dpi (dot per inch) formed by the laser scanner 103 is guided onto the photoconductor 101 by the folding mirror 104 to form an electrostatic latent image. The laser beam of this apparatus has a beam diameter defined at a point where the intensity is 1 / e 2, which is 60 μm in the main scanning direction and 70 μm in the sub-scanning direction. Here, the main scanning direction is a direction in which the laser beam is scanned by the laser scanner 103. The sub-scanning direction is a direction orthogonal to the main scanning direction, which is the rotation direction of the photosensitive member 101 or the intermediate transfer member 106 and the traveling direction of the recording material 113.
[0034]
The one-component contact type developing device 105 as the developing means can be contacted and separated in the direction of the arrow in the figure. Among them, the yellow (Y) developing unit 105Y is first brought into contact with the other developing units, and the negatively chargeable Y toner is reversely developed by the action of an electric field of a power source (not shown) to be visualized on the photosensitive member 101. The The visualized Y toner has a primary transfer power source 108 and a primary transfer roller 107 on an intermediate transfer body 106 adjusted to an appropriate resistance by dispersing carbon in ETFE (ethylene tetrafluoroethylene copolymer). Thus, a bias having a polarity opposite to that of the toner is applied, and the toner is transferred by the action of the electric field. Further, the intermediate transfer member 106 is adjusted by a tension roller 118 so that an appropriate tension is applied. The untransferred toner on the photoconductor 101 is collected by a photoconductor cleaner 109 that is cleaned by bringing the blade into contact therewith, and then the photoconductor potential is reset by the charge eliminating lamp 110.
[0035]
The same operation is repeated for the magenta (M) developing unit 105M, the cyan (C) developing unit 105C, and the black (K) developing unit 105K by synchronizing the position of the intermediate transfer member 106 and the light emission timing of the exposure unit 103. Each color toner is superimposed on the intermediate transfer member 106 to form a full-color image. During this time, the secondary transfer roller 116 and the intermediate transfer body cleaner 119 are in a separated state.
[0036]
On the other hand, the recording material 113 such as paper or OHP is conveyed from the paper feeding cassette 112 to the registration roller pair 114 by the paper feeding means 111 and then synchronized with the full color image on the intermediate transfer member 106 and the driving roller 115. It is conveyed to a secondary transfer portion formed by a secondary transfer roller 116 that can be contacted and separated in the direction of the middle arrow. In the secondary transfer portion, the secondary transfer roller 116 contacts the intermediate transfer member 106 in synchronization with the recording material 113 to form and press the nip portion and calculate the voltage obtained from the primary transfer power source 108. The voltage determined in 121 is controlled to a constant voltage by the secondary transfer power source 117, and a full-color toner image is formed on the recording material 113 by the action of the electric field. Thereafter, the recording material 113 is fixed by the fixing unit 120 and discharged out of the apparatus.
[0037]
In the electrophotographic process section, a patch sensor 122 which is a density measuring means is further provided at a position facing the surface of the intermediate transfer body 106 downstream from the primary transfer roller. The patch sensor 122 is a sensor in which an LED and a photo sensor are combined. The read value is A / D converted and sent to the control system. The patch formed on the surface of the intermediate transfer member 106 is read by the patch sensor 122 when the intermediate transfer member 106 is sent.
[0038]
Next, a first embodiment of the present invention will be described. In the first form, the area ratio is determined for each pixel of the image data, and pixels corresponding to the second pixel are arranged.
[0039]
Usually, image data often has 256 gradations for each color of RGB, and therefore, data converted from RGB to CMYK is usually converted to 256 gradations for each color. However, the number of gradations that can be obtained per pixel at the resolution of the image forming means is often not as high as 256 gradations, although it is multivalued.
[0040]
Therefore, as shown in FIG. 11, an image forming apparatus in which the area within a pixel is increased or decreased according to the value of each pixel, and pixel growth starts from the left end and can express m + 1 levels of gradations from 0 to m will be described as an example. To do.
[0041]
FIG. 12 shows how the pixels grow with respect to the input image data. In the growth process of FIG. 12, when the area ratio of the first pixel 1201 reaches 1-1 / 2na which is the first predetermined value, the size of the first pixel 1201 becomes constant, and the first pixel 1201 becomes constant. It shows how the second pixel 1202 located immediately below the pixel begins to grow instead.
[0042]
The first predetermined value 1-1 / 2na is a ratio when the maximum area ratio is 1. A represents the ratio of the size of one pixel to the diameter of the dots formed by the dot writing means of this image forming apparatus, and n represents the ratio of the size of the pixel having the maximum area ratio to the size of one pixel. Represents.
[0043]
For example, when the maximum area ratio of one pixel is 5 m, n = 5, and each pixel can have a maximum size of five pixels. The relationship between the sizes of a and n is shown in FIG.
[0044]
In general, dots formed by dot writing means have a distribution in which the central portion of the dot has a higher density than the peripheral portion as shown in FIG. That is, the outline of the dot is not clear around the dot. For this reason, when two dots are adjacent to each other, the density distribution between the dots changes depending on the interval between the dots.
[0045]
Accordingly, FIG. 15 shows the density distribution when the first pixel and the adjacent third pixel adjacent to each other in the growth direction of the first pixel have a first predetermined value of 1-1 / 2na. Since the first predetermined value is a ratio with respect to the maximum area ratio, the size of the region 1501 in which dots are not written is 1 / 2na. 1 / 2na corresponds to a ratio of 1/2 of the dot diameter to the maximum area ratio, and the dot 1502 and the dot 1503 overlap each other by a half of the dot diameter.
[0046]
Accordingly, when the overlapping portion becomes larger, the density is sufficiently increased even in the area 1501 where writing is not performed, that is, the dot formed by the first pixel and the dot formed by the third pixel are connected to form one dot. End up.
[0047]
Therefore, the growth of the first pixel is stopped at the first predetermined value 1-1 / 2na, and the gradation is ensured by growing the second pixel.
[0048]
Further, since the first predetermined value is a ratio to the maximum area ratio, the maximum value is 1, but when it is 1, the dot 1502 and the dot 1503 are completely overlapped, so that the first predetermined value is not suitable. The predetermined value of must be set to less than 1.
[0049]
Further, with respect to the first predetermined value, in the case of an image forming unit configured using an image exposure unit capable of pulse width modulation as a dot writing unit, a pulse required for exposing the entire area of the first pixel. When the width is 1, it is desirable to set it in the range of 0.3 or more and less than 1 in terms of pulse width.
[0050]
For example, the configuration of the image forming apparatus described with reference to FIG. 1 includes a laser scanner 103 using a laser beam as image exposure means capable of pulse width modulation. When writing dots with a laser beam, the dot diameter is equal to the spot diameter of the laser beam, and the shape is a circle or an ellipse.
[0051]
On the other hand, the shape of the pixel has a rectangular shape with a unit length obtained from a value such as “dpi”, which is a measure of the resolution of the image forming apparatus, as one side. Therefore, for example, as in the image forming unit having a resolution of 600 dpi described with reference to FIG. 1, the relationship as shown in FIG. 16 is used at the minimum so that the beam diameter is larger than the pixel size in order to write the entire pixel. Is common.
[0052]
Accordingly, in this case, since the ratio of the size of one pixel to the spot diameter represented by a is 0.7 from a = 1 / √2, the image is expressed by the area ratio of one pixel unit where n = 1. In this case, the pulse width necessary for exposing the entire area of the first pixel is 1, that is, the pulse width necessary for exposing one pixel is 1, and the first predetermined value is 1 in terms of pulse width. -1 / 2na = 0.3.
[0053]
Further, in the image forming apparatus designed so that the spot diameter 1701 in the growth direction of the pixel is smaller than the pixel size 1702, that is, a is larger as shown in FIG. It is desirable to set in the range of 0.3 or more and less than 1 in terms of pulse width.
[0054]
Next, a second embodiment will be described. This embodiment is an example in which the image forming means having a resolution of 600 dpi in FIG. 1 is used, and when each pixel has a maximum area ratio in order to secure more gradation, the size becomes 2 pixels or more.
[0055]
In the previous embodiment, a value of 0 to m per pixel was taken to express the density of m + 1 gradations. However, since m cannot generally be taken as much as 255, by expressing the gradation by increasing the size of the pixel, it is possible to express more gradations and improve the image quality.
[0056]
That is, as shown in FIG. 18, if configured so that the growth of pixels can exceed n pixels and grow to the size of n pixels, m + 1 gradations from 0 to m can be expressed in one pixel. The pixel takes a value of 0 to nm and can express gradation of nm + 1 level.
[0057]
However, increasing the value of n in order to increase the number of gradations increases the size of each pixel, thus simultaneously reducing the resolution. Therefore, there is a good n range in which both the number of gradations and the resolution are compatible.
[0058]
FIG. 19 shows the resolution, the number of gradations, and the value of the first predetermined value when n is 1 to 10. For the first predetermined value, as in the previous embodiment, when the pulse width necessary to expose the entire area of the first pixel, that is, the pulse width necessary to expose the entire n pixels is 1, It is a value represented by 1-1 / 2na in terms of pulse width. Here, a is 42 μm / 60 μm = 0.7, and although not described in FIG. 1, the number of gradations m + 1 that can be expressed in one pixel is 33, that is, m = 32.
[0059]
As shown in FIG. 19, if n is set to 8 or more, gradations of 257 gradations or more can be expressed, so that the input image data can be sufficiently reproduced even with 256 gradations. However, in this case, the resolution is 75 dpi or less, which is not preferable. Usually, when expressing an image with gradation such as a photograph, it is desired to secure at least 100 dpi.
[0060]
Therefore, in order to keep both resolution and gradation good, the first predetermined value is desirably set to a value of 0.75 to 0.9 in terms of pulse width.
[0061]
Next, a third embodiment for realizing the present invention will be described in detail. The third form is a form using a density pattern method, which is generally used when a plurality of pixels are handled as one block and gradation is expressed by the size of the area ratio in the block.
[0062]
In this embodiment, as shown in FIG. 20, in the system in which the area in the pixel increases or decreases depending on the value of each pixel, the pixel growth starts from the center and each pixel can take 97 gradations from 0 to 96. Further, an image forming apparatus having an area of one pixel at 32 and a pixel area of three pixels at the maximum 96 will be described as an example.
[0063]
In this image forming apparatus, in order to ensure sufficient gradation, gradation is expressed by the area ratio in the block with 3 × 3 9 pixels as one block. Since each pixel can have an area ratio of 33 steps (0 to 32), the entire block can have an area ratio of 289 steps (32 × 9 + 1).
[0064]
Therefore, as shown in FIG. 21, processing is performed using a density pattern method in which one of the 289-level gradation block patterns is associated with each of the input 256-level values. Therefore, as the relationship of the output density with respect to the input, an arbitrary gradation curve can be obtained by changing the correspondence relationship of FIG.
[0065]
FIG. 22 shows how the area ratio of the block is increased.
[0066]
First, in the block 2201 showing density 0, all of the pixels in the block start from 0, and in step 1, the pixel 2202 located at the center (X position 2, Y position 2) of the block 2201 grows and has the maximum value. In 96, a dot 2205 for three horizontal pixels is grown.
[0067]
Next, in step 2, the pixel 2203 located immediately above the pixel 2202 that has already grown to the maximum value (X position 2, Y position 1) grows to become a dot 2206.
[0068]
When the dot 2206 grows up to the size of three horizontal pixels, the pixel 2204 positioned immediately below the dot 2202 (X position 2 and Y position 3) grows to become a dot 2207. When the dot 2207 grows up to the size of three horizontal pixels, all the pixels in the block 2201 are filled and the maximum density is reached (step 3). The input value at this time is 255.
[0069]
When the growth of the pixels as described above is observed macroscopically, as shown in FIG. 23, when the density is low, the points 2301 exist at positions away from each other, and each grows in the horizontal direction as the density increases. When each point grows in a horizontal direction to some extent, adjacent points are connected at a certain place to form a single horizontal line 2302. The steps so far correspond to step 1.
[0070]
When the concentration is further increased, bump-like points 2303 are generated at positions separated from each other adjacent to the upper portion of the horizontal line 2302 and grow in the horizontal direction. When the point 2303 grows in a horizontal direction to some extent, the adjacent points 2303 are connected to each other in the same manner as in Step 1 to form a horizontal line. At this time, since two horizontal lines continuous in the Y direction are formed, the situation is the same as when the white line 2304 is present in the solid image. The steps so far correspond to step 2.
[0071]
In the last step 3, points 2305 are generated so as to fill the white lines 2304 left in step 2, and each grows in the horizontal direction. Finally, all the white lines are filled to form a solid image 2306.
[0072]
FIG. 24 shows a gradation curve 2401 representing the output density with respect to the input value. This gradation curve 2401 is the result of associating the aforementioned block pattern with each input value, and the block pattern is associated with the input value so that the density is proportional to the luminance.
[0073]
When an image is actually processed, the gradation of the highlight portion (low density portion) has a high degree of influence on the image quality, and it is necessary to sufficiently ensure the gradation of the low density region 2402 in FIG. In particular, human skin color, which is easily noticeable to human eyes, cannot be expressed satisfactorily unless the tone of the magenta component is sufficiently secured. Since the input value of the flesh-colored magenta component generally indicates an intermediate portion, it is necessary to ensure sufficient gradation in the intermediate density region 2403 in FIG.
[0074]
When the above-described gradation expression method is used, switching from Step 1 to Step 2 is included in the intermediate density region 2403 when the step described with reference to FIG. 22 corresponds to the gradation curve 2401 of FIG.
[0075]
Switching from step 1 to step 2 means a state at the moment when adjacent points are connected to form a horizontal line. And, as can be seen from the description in the previous embodiment, the phenomenon in which the points are connected to each other occurs during Step 1 before switching to Step 2 rather than to occur at the moment of switching from Step 1 to Step 2. There are many things.
[0076]
Therefore, FIG. 25 shows an enlarged view of two contact points and a block pattern of both states for the state B immediately before the state A just before the adjacent points are connected in step 1. From FIG. 25, it can be seen that when the value of the pixel at the center of the block is 81, a horizontal line is formed by connecting to the adjacent point.
[0077]
In terms of data, it is ideal to form a horizontal line when the value of the pixel at the center of the block reaches 96, which means that the point growth ended earlier than expected. This indicates that there is a density jump between the density indicated by the block pattern having the pixel value of 80 in the center of the block and the density indicated by the block pattern having the value of the block center of 81.
[0078]
This phenomenon occurs when the potential gradients for forming the respective points on the photosensitive member are too close to each other so that they influence each other and become one. FIG. 26 shows a potential gradient corresponding to each of A and B in FIG.
[0079]
Therefore, as shown in FIG. 27, A ′, A ″, A ′ ″, A ′ ″ between a block pattern having a pixel value of 80 in the center of the block and a block pattern having a pixel value of 81 in the center of the block. Insert block pattern as shown in '.
[0080]
The inserted block pattern is a second pixel at the upper right (X position 3, Y position 1) of the block pattern in which the value of the pixel at the center of the block corresponding to the first pixel in which the dots are not connected is 80. This is a pattern in which very small values corresponding to are arranged and increased.
[0081]
The density gradation is obtained by making the block patterns of 293 steps (289 + 4) including these four block patterns A ′, A ″, A ′ ″, A ″ ″ of FIG. 27 correspond to 256 input values. When the first pixel reaches 80 corresponding to the first predetermined value, the first pixel takes a constant value, and the second pixel increases in value.
[0082]
Here, the first predetermined value 80 corresponds to 0.83 when the pulse width at 96 is 1, since the maximum value that the pixel can take is 96, 0.75 to 0.9. Is set in the range. That is, the value is set such that the dot formed by the first pixel and the dot formed by the third pixel adjacent in the growth direction of the first pixel are close or connected.
[0083]
For this reason, as shown in FIG. 28, the potential gradient formed by the first pixel 2801 and the potential gradient formed by the second pixel 2802 influence each other, and the dots formed by the first pixel 2801 and the third pixel 2803 It is possible to express the intermediate density of the patterns expressed by A and B in FIG. 25 by slightly changing the interval between them, thereby preventing the density jump.
[0084]
If the position of the second pixel is a direction different from the growth direction of the first pixel, for example, the effect of controlling the potential gradient of the first pixel is just below or directly above the first pixel. Although it can be expected, the dots tend to be connected in the vertical direction and the texture tends to occur. Therefore, in order to prevent unnecessary texture and obtain more control effect, the first pixel and the second pixel may be arranged so that the respective pixel centers are in an oblique positional relationship as in this embodiment. desirable. In the present embodiment, the position of the second pixel is the upper right, but of course, it may be the lower right, the upper left, and the lower left.
[0085]
After the second pixel reaches the second predetermined value and the dots formed by the first and second pixels are smoothly connected, the first pixel exceeds the first predetermined value. By increasing again, a higher density gradation can be expressed. At this time, it is desirable that the second pixel, which has finished the purpose of controlling the potential gradient formed by the adjacent first pixel and third pixel, be reduced to a value equal to or smaller than the second predetermined value.
[0086]
Further, in order to prevent the unnecessary second pixel from adversely affecting the image, the second pixel is reduced to 0 after the second pixel reaches 6 in this embodiment. After reaching the second predetermined value, the area ratio is preferably zero.
[0087]
In the above description, the 3 × 3 block is described. However, the present invention is not limited to this size, and the same applies when the block size is other than 3 × 3.
[0088]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth form is a form using a multi-value dither method.
[0089]
FIG. 29 shows the flow of processing of the fourth embodiment.
[0090]
In FIG. 29, the number of gradations of the input value 2901 is 256, which is the number of gradations of general image data, and is converted into a temporary converted value 2903 having multiple values by the multi-value dither processing means 2902. Similarly, the number of gradations of the temporary conversion value 2903 is more than the number of gradations of the output value 2905 that takes multiple values, and is converted into the output value 2905 by the conversion processing means 2904.
[0091]
Here, the number of gradations of the output value 2905 is 97, and the number of gradations of the temporary conversion value 2903 is 227. Then, the conversion processing means 2904 converts the temporary conversion value 2903 exceeding 96 into a value within 96 by converting the remainder obtained by dividing the temporary conversion value 2903 by 96 into the output value 2905.
[0092]
The dither matrix used by the multi-value dither processing means 2902 when the third embodiment is performed in this embodiment is shown in FIGS.
[0093]
In the multi-value dither processing means 2902, there are 226 dither matrices for converting 256-value input into 227 values. Here, the size of each matrix is 3 × 3 pixels. Each of the 226 dither matrices corresponds to the value after the multi-value dither processing, and the numerical value in each matrix corresponds to the input value.
[0094]
That is, when the input value is greater than or equal to the numerical value in the matrix, the pixel value at that position is output as the output value.
[0095]
At the same time, when the input value is equal to or greater than the numerical value in the matrix, the larger matrix value becomes effective.
[0096]
That is, when attention is paid to the lower right pixel in the matrix of FIGS. 30 to 38, when the input is 139, the output of this pixel is 1 because it is equal to or greater than the lower right value of the matrix of 1. Next, when the input is 140, the output is 2 because it is equal to or greater than the value of the matrix of 2.
[0097]
When the input is 150, the value of the matrix of 97 becomes 141 or more, so 97 is output.
[0098]
When the input reaches 254, the matrix value 253 of 129 and the matrix value 253 of 226 become equal to or greater than 253. In this case, the result of the matrix corresponding to the larger value is valid, and the output is 226.
[0099]
Since all other matrix values are 255, they are effective only when the input value is 255. However, when the input is 255, the value of the matrix of 226 is also effective, so that the output is the largest 226 after all.
[0100]
Therefore, it can be seen that the lower right pixel in the matrix takes one of four outputs 1, 2, 97, and 226 for input values 0 to 255.
[0101]
In FIG. 30, numerical values with [] are arranged beside values exceeding 96 as temporary conversion values of each dither matrix. This indicates an output value finally outputted through the conversion processing means 2904, that is, a value of 0 to 96.
[0102]
Therefore, the value converted by the multi-value dither processing means 2902 is reset to 0 three times while increasing from 0 to 226. Therefore, when the temporary conversion value is 97 or 194, the final output is 0. It can be seen that the final output value when converted to the maximum value 226 is 32.
[0103]
Next, it is confirmed that the processing using the dither matrix of FIGS. 30 to 38 is the same as the content of the third embodiment.
[0104]
A process in which the pixel value at the center of the block corresponding to the first pixel described in the third embodiment is changed from 80 gradations to 81 gradations is seen on the dither matrix in FIGS.
[0105]
First, the gradation at which the value of the first pixel is 80 is when the input value is 91 or more from FIG. 32, and the gradation at which the value of the first pixel is 81 is when the input value is 100 or more.
[0106]
Further, from FIG. 30, when the input value is 94, the upper right pixel value corresponding to the second pixel is 1, and thereafter 95 is 2, 96 is 3, 97 is 4, 98 is 5, 99 is 6.
[0107]
Then, the value 97 of the second pixel when 100 or more passes through the conversion processing means 2904 and becomes 0 as the final output value. At this time, the first pixel is 81, and the same processing as in the previous embodiment can be realized.
[0108]
As described above, the multi-value dither processing means and the conversion processing means for converting the output of the multi-value dither means to lower values are provided, and the number of dither matrices used in the multi-value dither processing is determined by the number of gradations of the output value. By setting the value to exceed the value, it is possible to realize the same processing as the gradation processing realized by the density pattern method, and it is possible to realize processing with higher resolution.
[0109]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The fifth form is applicable to a case where it is difficult to express a small area ratio due to engine characteristics or the formation of a potential gradient is unstable due to environmental fluctuations.
[0110]
First, the characteristics of the image forming means used in the following description will be described.
[0111]
Here, the image forming means suppresses the gradation to 7 values (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) per pixel in order to stably express the dots. As shown, as the value of each pixel increases, the area of dots formed by that pixel increases. (Maximum 1 pixel)
However, the growth process of the rectangular dots shown in FIG. 39 is logical, and the latent image actually formed on the photosensitive member and the dot shape formed by the latent image are the beams scanned by the exposure unit. Due to the influence of the spot diameter and the sensitivity of the photosensitive member, a rounded dot shape as shown in FIG. 40 is obtained.
[0112]
Thus, FIG. 41 shows how dots are formed when there is pixel data at positions close to each other. In FIG. 41, I is when there is pixel data arranged side by side, II is when there is pixel data at an oblique position, and III is when there is pixel data arranged vertically.
[0113]
When the pixel data of 6 and the pixel of 3 are arranged in the state I, the dots formed by each of them are connected to form one dot as in a. However, when 6 pixels and 2 pixels are arranged, each dot forms an independent dot as in b.
[0114]
In the state II, if the pixel data is 4 and 3 pixels are aligned, the dots formed by each are connected as in a to form one dot, and the 3 pixels and 3 pixels are aligned. If so, independent dots are formed.
[0115]
In the state of III, if the pixel data is 6 and 2 pixels are arranged, one dot is formed as shown in a. However, if 6 pixels and 1 pixel are arranged, independent dots are formed. Form.
[0116]
In this way, the dots may be connected or not connected depending on the value of the pixel data, which may cause a density jump.
[0117]
Therefore, image formation is performed by applying the dither matrix according to the present invention shown in FIG.
[0118]
The dither matrix shown in FIG. 42 is composed of six matrices each having a size of 8 × 8 pixels, and corresponds to pixel data 1, 2, 3, 4, 5, and 6, respectively.
[0119]
That is, regarding the pixel 4201 in FIG. 42, when the input value for the pixel 4201 is 5, the output of the pixel 4201 is 1 because it is larger than 4 of the 1 matrix, and when the input value is 12, 9 of the 2 matrix. The output value is 2.
[0120]
Further, when the input value is 15, the output value is 3 because it exceeds 13 of the matrix of 3, and when the input value is 40, it exceeds 31 of the matrix of 4, so that the output value is 4, and 5 when the input value is 70. When the input value is 255, the output value exceeds 6, so that the output value is 6, that is, a solid pixel.
[0121]
Here, looking at the structure of each matrix in FIG. 42, one matrix is a block group composed of repetitions of a dither matrix composed of 2 × 2 pixel blocks shown in FIG. The matrices 4 and 4 are block groups each including nine types of 2 × 2 pixel blocks shown in FIGS. 44, 45, and 46, respectively.
[0122]
Further, the matrix of 5 and the matrix of 6 are a block group constituted by repeating one type of block shown in FIGS. 47 and 48, respectively.
[0123]
As shown in FIG. 49, these matrices are configured such that each pixel in a 2 × 2 pixel block has a priority and grows according to that priority. Also, as shown in FIG. 50, in the block group of 4 × 4 blocks, each block is prioritized and is grown according to the priority.
[0124]
The dot growth process when the matrix of FIG. 42 is applied will be described in detail below. Here, consider the case of processing image data composed of pixels having uniform values. Hereinafter, a block of 2 × 2 pixels is referred to as a “block”, and a block group of 4 × 4 blocks is referred to as a “block group”.
[0125]
First, when the pixel value is from 0 to less than 4, the output value of all the pixels is 0. When the pixel value is 4 or more, the output value of the pixel at the X position 1 and the Y position 1 having the highest priority in the block Becomes 1, that is, (X, Y) = (1, 1), (3, 1), (5, 1), (7, 1), (1, 3), (3, 3) in the entire block group ), (5, 3), (7, 3), (1, 5), (3, 5), (5, 5), (7, 5), (1, 7), (3, 7), The output value of the pixels (5, 7) and (7, 7) is 1.
[0126]
Next, when the input value becomes 9 or more, the output value of the pixel becomes 2.
[0127]
When the input value becomes 13 or more, the output value becomes 3, and the output of the pixels at the X position 2 and the Y position 2 having the second priority in the block becomes 1.
[0128]
Thereafter, the priority level 1 pixel remains at the output value 3, the priority level 2 pixel becomes 2 when the input value is 18 or more, and becomes 3 when the input value is 22 or more.
[0129]
So far, each pixel has formed a single dot.
[0130]
Next, when the input value becomes 27 or more, the output value of the first priority level pixel becomes 4, but as described above, the combination of the priority level 1 pixel and the priority level 2 pixel is 4 or 3. Dots formed by each pixel are connected.
[0131]
Therefore, when the dither matrix of FIG. 42 is used, the output of the pixel of priority 1 becomes 4 only in the block of priority position 1 X position 1 and Y position 1 according to the priority order of the blocks in the block group, and the other blocks The previous state, that is, the pixel with priority 1 and the pixel with priority 2 remain at 3.
[0132]
Thereafter, pixels of priority 1 in each block grow to 4 in order according to the priority in the block group.
[0133]
FIG. 51 shows a table summarizing dot growth when the input values are similarly viewed up to 255.
[0134]
In the table, the gradation column indicates the order of each gradation that can be expressed by the dither matrix in FIG. The input value indicates an input value for outputting each gradation. When the input value is equal to or greater than this value, the corresponding gradation is output. The arrangement column shows how the blocks configured by the pixel values shown in the following columns are arranged in the block group, and “A” indicates that all the blocks in the block group are in the following column. If the value is a number, the corresponding block in the block count is filled with the pixel value shown in the following column, and the other blocks are the previous ones. It shows that there is no change in the pixel value filled with gradation.
[0135]
From FIG. 51, it can be seen that 57 gradations from 0 to 56 can be expressed by the dither matrix of FIG.
[0136]
In addition, the gradation surrounded by a thick frame in FIG. 51 indicates a combination of pixel values in which the dots formed by each pixel described above are connected to each other. It can be seen that the pixel values are filled for each block.
[0137]
That is, even if the dots are connected to each other and the density jump occurs, this is an extreme phenomenon, and when viewed macroscopically, the density jump does not occur, so that it is possible to form an image with excellent gradation.
[0138]
In the above description, the image forming apparatus shown in FIG. 10 has been described. However, since the configuration of the apparatus changes depending on the purpose of the apparatus, the configuration is not limited to that of FIG.
[0139]
For example, in FIG. 52, the RGB data is converted from CMYK data by the conversion processing means 5203 in the image data output apparatus 5201, the gradation processing means 5204 performs gradation processing, and the image data is transferred to the image forming apparatus 5202. In the image forming apparatus 5202 to be output, the buffer 5205 performs decompression processing, sends the data to the image forming unit 5206 as it is, and prints it.
[0140]
53, only RGB → CMYK conversion is performed by the conversion processing unit 5303 in the image data output device 5301. In the image forming device 5302, gradation processing is performed on the data from the buffer 5304 by the gradation processing unit 5305. In this configuration, the data is output at 5306.
[0141]
The present invention can also be realized in these different configurations. That is, in FIG. 52, it can be realized as a conversion process by software in the image data output device 5201, and in FIG. 53, it can be realized as hardware as in the configuration of FIG.
[0142]
Further, in this embodiment, a printer using an electrophotographic method has been described as an example. However, an image forming apparatus that is different in the shape of dots formed with respect to the area ratio of pixels to be output, particularly affected by adjacent pixels. Needless to say, the present invention can be applied to, for example, an ink jet printer.
[0143]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, Determine the area ratio for each pixel, After the area ratio of the first pixel has reached the first predetermined value, the area ratio of the first pixel is constant, and the second pixel is adjacent in a direction different from the growth direction of the first pixel. As a result, the density jump that occurs when the first pixel continues to grow is suppressed and the image quality is improved.
[0144]
Furthermore, a first predetermined value is set to a value at which a dot formed at the first pixel position and a dot formed at a third pixel position adjacent to the first pixel in the growth direction are close to each other or connected. This makes it possible to finely control the dot interval using the second pixel from the state where the dots formed by the first pixel and the third pixel are not connected to each other, so that the density jump when connecting There is an effect to prevent.
[0145]
In particular, when the image forming means is provided with a dot writing means for forming dots based on the area ratio of each pixel, the ratio of the size of one pixel to the minimum dot diameter by the dot writing means is defined as 1 When the ratio of the size of the pixel formed by the pixel having the maximum area ratio to the pixel size is n and the maximum area ratio is 1, the first predetermined value is 1-1 / 2 na or more and less than 1 By setting to, the second pixel can be grown so that the dots formed by the first pixel and the third pixel are not connected to each other, and the distance between the dots can be controlled. There is an effect to prevent.
[0146]
Even when the image forming apparatus includes an image exposure unit capable of pulse width modulation and an image carrier on which an image corresponding to the image exposure from the image exposure unit is formed, the first predetermined value is set as the image exposure unit. Is set to a value not less than 0.3 and less than 1 in terms of pulse width, assuming that the pulse width required to expose the entire area of the first pixel is 1, thereby forming a third pixel adjacent in the growth direction. Do not cause density jumps because they are not connected to dots.
[0147]
Then, by setting the first predetermined value to 0.75 to 0.9 in terms of pulse width, it is possible to ensure resolution and gradation without causing a density jump.
[0148]
In addition, by arranging the second pixel center obliquely with respect to the first pixel center, the control efficiency of the first pixel by the second pixel is improved, density jump is easily suppressed, and unnecessary texture is generated. Has the effect of making it difficult.
[0149]
Then, after the area ratio of the second pixel reaches the second predetermined value, the area ratio of the second pixel is decreased to the second predetermined value or less, and the area ratio of the first pixel is decreased to the first value. Since the density is increased beyond a predetermined value, it is possible to express higher density while preventing density jump.
[0150]
Furthermore, after the area ratio of the second pixel reaches the second predetermined value, the area ratio of the second pixel is set to 0, so that it is possible to eliminate image degradation due to unnecessary dots.
[0151]
The gradation processing means performs multi-value dither processing, and stores a plurality of dither matrices corresponding to each area ratio of the pixels, and stores the image density of each pixel based on image information in the dither matrix. Multi-value dither processing means for reading out the largest area ratio among the area ratios corresponding to the dither matrix that is equal to or greater than the threshold value of the input density, and the number of gradations of the obtained multi-value dither processing means. Since the conversion means for converting to the following values is provided, it is possible to perform processing with higher resolution while preventing density jumps.
[0152]
Furthermore, since the number of dither matrices stored in the storage means exceeds the number of gradations that each pixel can take, the dots once generated in the low density part can be eliminated in the high density part, Image degradation due to unnecessary dots can be eliminated.
[0153]
In this way, the distance between the pixels is so close that the potential gradients on the photoconductors influence each other, and the dot area formed on the medium does not increase unexpectedly. This has the effect that an excellent image forming apparatus can be constructed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an image forming unit of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the priority order of pixels that grow in a block of a plurality of pixels.
FIG. 3 is a diagram illustrating a pixel growth process.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a shape of a potential gradient.
FIG. 5 is a diagram showing a connection of dots.
FIG. 6 is a diagram showing a connection of dots.
FIG. 7 is a diagram showing an abnormal increase in dot area.
FIG. 8 is a diagram showing a density jump generation region.
FIG. 9 is a diagram showing density unevenness due to jitter.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus.
FIG. 11 is a diagram showing a growth process of one pixel.
FIG. 12 is a diagram illustrating pixel growth according to the first embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing a relationship among a pixel size, a dot size, and a dot size at the maximum area ratio.
FIG. 14 is a diagram showing a density distribution of dots.
FIG. 15 is a diagram showing a density distribution at a first predetermined value.
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between a spot diameter and a pixel size.
FIG. 17 is a diagram showing a prefectural police of spot diameter and pixel size.
FIG. 18 is an explanatory diagram of pixel growth.
FIG. 19 is a relationship diagram between resolution and a first predetermined value.
FIG. 20 is an explanatory diagram of pixel growth.
FIG. 21 is a diagram showing a relationship between an input value and a block pattern.
FIG. 22 is a diagram showing an increase in a block area ratio.
FIG. 23 is a diagram showing a dot shape to be formed.
FIG. 24 is a diagram showing a gradation curve with respect to an input value.
FIG. 25 is a diagram showing before and after connecting adjacent points.
FIG. 26 is a diagram showing a potential gradient before and after connecting adjacent points.
FIG. 27 is a diagram showing a block pattern in which second pixels are arranged.
FIG. 28 is a diagram showing that the dot interval is changed by the second pixel.
FIG. 29 is a diagram showing the flow of processing of the fourth embodiment.
FIG. 30 is a diagram showing a dither matrix used in multi-value dither processing means.
FIG. 31 is a diagram showing a dither matrix used in multi-value dither processing means.
FIG. 32 is a diagram showing a dither matrix used in multi-value dither processing means.
FIG. 33 is a diagram showing a dither matrix used in multi-value dither processing means.
FIG. 34 is a diagram showing a dither matrix used in multi-value dither processing means.
FIG. 35 is a diagram showing a dither matrix used in multi-value dither processing means.
FIG. 36 is a diagram showing a dither matrix used in multi-value dither processing means.
FIG. 37 is a diagram showing a dither matrix used in multi-value dither processing means.
FIG. 38 is a diagram showing a dither matrix used in multi-value dither processing means.
FIG. 39 is an explanatory diagram of pixel growth.
FIG. 40 is an explanatory diagram of dot growth.
FIG. 41 is a diagram for explaining connection of dots.
FIG. 42 is a diagram showing a dither matrix used in the fifth embodiment.
FIG. 43 is a diagram showing one block constituting the dither matrix.
FIG. 44 is a diagram showing nine blocks constituting the dither matrix.
FIG. 45 is a diagram showing nine blocks constituting a dither matrix.
FIG. 46 is a diagram showing nine blocks constituting the dither matrix.
FIG. 47 is a diagram showing one block constituting the dither matrix.
FIG. 48 is a diagram showing one block constituting the dither matrix.
FIG. 49 is a diagram showing the priority of growth in a block.
FIG. 50 is a diagram showing a priority order of growth within a block county.
FIG. 51 is a diagram showing all gray levels that can be expressed in a fifth form;
FIG. 52 is a diagram showing an image forming apparatus according to another embodiment.
FIG. 53 is a diagram showing an image forming apparatus according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
100: Image forming means
101 ... Photoconductor
102 ... Charging roller
103 ... Laser scanner
104 ... Folding mirror
105Y ... Yellow developer
105M ... Magenta developer
105C ... Cyan developer
105K ... Black developer
106: Intermediate transfer member
107: Transfer roller
108: Power supply for primary transfer
109 ... Photoconductor cleaner
110 ... Static elimination lamp
111: Paper feeding means
112 ... paper feed cassette
113 ... Recording material
114 ... Registration roller pair
115: Driving roller
116: Secondary transfer roller
117 ... Power supply for secondary transfer
118 ... Tension roller
119: Intermediate transfer member cleaner
120. Fixing means
121. Calculation means
122 ... Patch sensor
501: Pixel A
502 ... Pixel B
503 ... Extra area
601 ... Pixel A
602: Pixel B
603 ... extra area
801 ... Improvement area
802 ... Density jump area
1001 ... Image forming apparatus
1002 ... Image data output device
1003 ... Buffer
1004 ... Conversion processing means
1005 ... selector
1006 ... gradation processing means
1201... First pixel
1202 ... Second pixel
1501 ... Area where dots are not written
1502, 1503 ... dot
1701 ... Spot diameter in the growth direction of pixels
1702 ... Pixel size
2201 ... Block
2202, 2203, 2204... Pixel
2205, 2206, 2207 ... dots
2301 ... Point
2302 ... Horizontal line
2303 ... Hump-shaped point
2304 ... White line
2305 ... dot
2306: Solid image
2401 ... gradation curve
2402 ... Low concentration region
2403: Intermediate density region
2801: First pixel
2802 ... Second pixel
2803: Third pixel
2901: Input value
2902: Multi-value dither processing means
2903: Temporary conversion value
2904: Conversion processing means
2905 ... Output value
4201 ... Pixel
5201 ... Image data output device
5202 ... Image forming apparatus
5203 ... Conversion processing means
5204 ... gradation processing means
5205: Buffer
5206 Image forming means
5301: Image data output device
5302 ... Image forming apparatus
5303 ... Conversion processing means
5304: Buffer
5305 ... gradation processing means
5306 ... Image forming means

Claims (10)

画像情報に基いて各画素の面積率を決定し画像信号を発生する階調処理手段と、階調処理手段からの画像信号に基いて画像を形成する画像形成手段を有する画像形成装置において、前記階調処理手段は、1画素毎にその面積率を判断する手段を有し、第一の画素の面積率が第一の所定値に達した後は、前記第一の画素の面積率を一定とし、且つ、前記第一の画素の成長方向とは異なる方向に隣接する第二の画素の面積率を増加させることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising: gradation processing means for determining an area ratio of each pixel based on image information and generating an image signal; and image forming means for forming an image based on an image signal from the gradation processing means. The gradation processing means has means for determining the area ratio for each pixel, and after the area ratio of the first pixel reaches the first predetermined value, the area ratio of the first pixel is constant. And an area ratio of second pixels adjacent to each other in a direction different from the growth direction of the first pixels is increased. 前記第一の所定値は、前記第一の画素の面積率に応じて前記画像形成手段により第一の画素位置に形成されるドットと、前記第一の画素の成長方向に隣接する第三の画素の面積率に応じて前記画像形成手段により前記第三の画素位置に形成されるドットが近接または連結する値に設定されることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。  The first predetermined value includes a dot formed at a first pixel position by the image forming unit according to an area ratio of the first pixel, and a third adjacent to the growth direction of the first pixel. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a dot formed at the third pixel position by the image forming unit is set to a value that is close to or connected according to a pixel area ratio. 前記画像形成手段は、各画素の面積率に基いてドットを形成するドット書き込み手段を有し、前記ドット書き込み手段による最小ドットの径に対する1画素の大きさの比をaとし、1画素の大きさに対して最大面積率を持つ画素が形成する画素の大きさの比をnとすると、最大面積率を1としたとき前記第一の所定値を1−1/2na以上1未満に設定することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。  The image forming means has dot writing means for forming dots based on the area ratio of each pixel, and a ratio of the size of one pixel to the diameter of the minimum dot by the dot writing means is defined as a. When the ratio of the size of the pixel formed by the pixel having the maximum area ratio to n is n, the first predetermined value is set to 1−1 / 2 na or more and less than 1 when the maximum area ratio is 1. The image forming apparatus according to claim 1. 前記画像形成手段は、前記ドット書き込み手段であるパルス幅変調可能な像露光手段と、像露光手段からの像露光に対応する画像が形成される像担持体から構成され、且つ、前記第一の所定値は、前記像露光手段が前記第一の画素の全面積を露光するのに必要なパルス幅を1とすると、パルス幅換算で0.3以上1未満の値に設定されることを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。  The image forming means includes an image exposure means capable of pulse width modulation as the dot writing means, and an image carrier on which an image corresponding to image exposure from the image exposure means is formed, and the first The predetermined value is set to a value not less than 0.3 and less than 1 in terms of pulse width, where 1 is a pulse width necessary for the image exposure means to expose the entire area of the first pixel. The image forming apparatus according to claim 3. 画像情報に基いて各画素の面積率を決定し画像信号を発生する階調処理手段と、階調処理手段からの画像信号に基いて画像を形成する画像形成手段を有する画像形成装置において、前記階調処理手段は、1画素毎にその面積率を判断する手段を有し、第一の画素の面積率が第一の所定値に達した後は、前記第一の画素の面積率を一定とし、且つ、前記第一の画素の成長方向とは異なる方向に隣接する第二の画素の面積率を増加させ、前記画像形成手段は、前記ドット書き込み手段であるパルス幅変調可能な像露光手段と、像露光手段からの像露光に対応する画像が形成される像担持体から構成され、且つ、前記第一の所定値は、前記像露光手段が前記第一の画素の全面積を露光するのに必要なパルス幅を1とすると、パルス幅換算で0.75〜0.9に設定されることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: gradation processing means for determining an area ratio of each pixel based on image information and generating an image signal; and image forming means for forming an image based on an image signal from the gradation processing means. The gradation processing means has means for determining the area ratio for each pixel, and after the area ratio of the first pixel reaches the first predetermined value, the area ratio of the first pixel is constant. And the area ratio of the second pixel adjacent in a direction different from the growth direction of the first pixel is increased, and the image forming means is an image exposure means capable of pulse width modulation, which is the dot writing means And an image carrier on which an image corresponding to image exposure from the image exposure means is formed, and the first predetermined value is such that the image exposure means exposes the entire area of the first pixel. When the pulse width and 1 needed, 0.75 the pulse width converted An image forming apparatus characterized in that it is set to 0.9. 前記第一の画素中心に対し、前記第二の画素中心が斜めに配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。The relative first pixel center, an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the second pixel center are arranged obliquely. 前記階調処理手段は、前記第二の画素の面積率が第二の所定値に達した後は、前記第二の画素の面積率を第二の所定値以下に減少させ、且つ、前記第一の画素の面積率を前記第一の所定値を超えて増加させることを特徴とする請求項5記載の画像形成装置。The gradation processing means reduces the area ratio of the second pixel to a second predetermined value or less after the area ratio of the second pixel reaches a second predetermined value, and 6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the area ratio of one pixel is increased beyond the first predetermined value. 前記第二の画素の面積率が第二の所定値に達した後は、前記第二の画素の面積率を0とすることを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。  8. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the area ratio of the second pixel is set to 0 after the area ratio of the second pixel reaches a second predetermined value. 前記階調処理手段は、多値ディザ処理を行うものであって画素の各面積率に対応する複数のディザマトリックスを記憶する記憶手段と、画像情報による各画素の画像濃度が前記ディザマトリックスに格納された入力濃度のしきい値以上となるディザマトリックスに対応する面積率のうち最も大きい面積率を読み出す多値ディザ処理手段と、得られた面積率を前記多値ディザ処理手段の持つ階調数以下の値に変換する変換手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の画像形成装置。The gradation processing means performs multi-value dither processing and stores a plurality of dither matrices corresponding to each area ratio of the pixels, and stores the image density of each pixel based on image information in the dither matrix. Multi-value dither processing means for reading out the largest area ratio among the area ratios corresponding to the dither matrix that is equal to or greater than the threshold value of the input density, and the number of gradations of the obtained multi-value dither processing means. the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8 characterized in that it has a conversion means for converting the following values. 前記記憶手段に記憶されるディザマトリックスの数が、各画素が取り得る階調数を超えて記憶されていることを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 9, wherein the number of dither matrices stored in the storage unit exceeds the number of gradations that each pixel can take.
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