CN102205730A - 图像形成设备 - Google Patents

Abstract

一种图像形成设备具有：液滴喷射头部，其针对记录介质喷射液滴，并且可以形成多种直径的点；以及控制单元，其基于用于表达要在该记录介质上形成的图像中的每一个像素的色度值的图像数据，来控制从该液滴喷射头部喷射的液滴的大小，使得在该色调值处于预定色调范围内的情况下，以满足预定公式的记录率来形成直径大于预定直径的第一点，并且以与该色调值对应的记录率来在该第一点之间形成直径小于或等于该预定直径的第二点。

Description

图像形成设备

技术领域

本发明涉及图像形成设备，具体地说，涉及抑制由于着落(landing)干扰导致的条带(banding)的图像形成设备。

背景技术

在喷墨图像形成设备中，当液滴着落在诸如片材等的记录介质的表面上的已经着落的液滴保持所在的位置时，先前着落的液滴(点)和其后着落的液滴彼此干扰，并且液滴移动。这是因为已经着落的两个液滴的表面能量小，或是因为由每单位表面面积的墨水量引起的溢出效应大。存在下述问题：液滴相对于它们的理想着落位置的偏移引起在密度分布上的偏移，这种偏移被可视地感知为条带。

为了克服这个问题，使用具有吸水层的、专门用于喷墨打印的片材。在该情况下，在液滴之间的干扰被抑制，因为液滴被专门用于喷墨打印的片材迅速地吸收。然而，另一方面，存在下述问题：专门用于喷墨打印的这些片材的成本很高。此外，存在这样的情况：多遍地进行图像形成，以确保点的吸收和干燥的时间。然而，在该情况下，生产率变得有问题。

此外，为了提高生产率，近些年来，已经提出了根据单遍方法的喷墨打印机，这种喷墨打印机通过单次扫描来进行图像形成。在使用这种方法的打印机中，在各个点的着落时间上的差较短。因此，由在液滴之间的干扰引起的条带更严重。

关于上述技术，日本专利申请公报公开(JP-A)No.5-104726公开了一种使得点质量小以便各个点不彼此接触的技术。JP-A No.11-151821公开了一种使得高浓度墨水的小点和低浓度墨水的大点的亮度在中间色调相同的技术。此外，JP-A No.2006-123522公开了一种根据与相邻点的重叠来改变着落顺序并且将着落时间差设置得超过定影时间的技术。

JP-A No.2009-154499公开了一种用于以固定间距的网格形式或线形式布置引起珠化(beading)的大点以避免珠化的技术。

然而，在JP-A No.5-104726公开的技术中，当点小时，在各个点之间的间隔变宽。因此，条纹容易变得显著(因为消除了重叠)。当提高分辨率以避免这种缺陷时，在多次扫描的情况下，生产率降低。

如在JP-A No.11-151821公开的技术中那样使用不同的墨水会涉及设备在成本和复杂度上的增加。此外，如在JP-A No.2006-123522公开的技术中那样改变着落顺序也会增加设备的复杂度。此外，将着落时间差设置得超过定影时间会导致在生产率上的降低。

另外，如果如在JP-A No.2009-154499的技术中那样周期地布置点，则点会受不良喷射的影响，并且容易产生条带。

可见，传统的技术具有不能抑制由于着落干扰导致的条带的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种可以抑制由于着落干扰而导致的条带的图像形成设备。

与本发明的一个方案相关的图像形成设备包括：液滴喷射头部，其针对记录介质喷射液滴，并且可以形成不同直径的多个点；以及控制单元，其基于用于表达要在所述记录介质上形成的图像中的每一个像素的色度值的图像数据，来控制从所述液滴喷射头部喷射的液滴的大小，使得在所述色调值处于预定色调范围内的情况下，以满足下面的公式(1)的记录率来形成直径大于预定直径的第一点，并且以与所述色调值对应的记录率来形成直径小于或等于所述预定直径的第二点：

[数值表达式1]

$\underset{i>i_s}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{R}_i{(D_i/L)}^2=1---\left(1\right)$

其中，i是赋给从最小直径起的顺序的各个点的从1至N的数，其中点直径的多个类型的数量是N，α_i是满足第i点的π/4≤α_i≤1的系数，R_i是第i点的记录率，D_i是第i点的直径，L是像素的一条边的长度，并且i_s是预定直径的点的编号。

根据本发明的该方案，液滴喷射头部针对记录介质喷射液滴，并且可以形成不同直径的多个点。基于用于表达要在所述记录介质上形成的图像中的每一个像素的色调值的图像数据，所述控制单元控制从所述液滴喷射头部喷射的液滴的大小，使得在所述色调值处于预定色调范围内的情况下，以满足上面的公式(1)的记录率来形成直径大于预定直径的第一点，并且以与所述色调值对应的记录率来在所述第一点之间形成直径小于或等于所述预定直径的第二点。所述第一点由此在所述介质上形成为覆盖整个表面，并且不彼此接触。因此，抑制了由于所述第一点的干扰而导致的移动，并且由于所述第二点的干扰而导致的移动被所述第一点覆盖和隐藏。因此，可以提供一种图像形成设备，其可以抑制由于着落干扰而导致的条带。

与本发明的该方案相关的图像形成设备还可以包括：第一设置单元，其根据公式(1)来设置所述第一点的记录率；以及第二设置单元，其根据所述色调值来设置所述第二点的记录率，其中，所述控制单元控制从所述液滴喷射头部喷射的液滴的大小，使得以所设置的所述第一点的记录率和所设置的所述第二点的记录率来形成点。

根据上文描述的方案，可以通过设置所述第一点的记录率的所述第一设置单元和设置所述第二点的记录率的所述第二设置单元来设置相应点的记录率。

在与本发明的该方案相关的图像形成设备中，假定所述预定色调范围的下限值是L2，小于所述下限值L2的一值是L1，并且色调值t满足t≤L1，则所述第一点的记录率可以被设置为0，并且与所述色调值对应的所述第二点的记录率可以被设置为满足下面的公式(2)。

[数值表达式2]

$\underset{i\≤i_s}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{R}_i{(D_i/L)}^2\≤1---\left(2\right)$

根据上文描述的方案，在所述第二点之间的接触被抑制，从而可以使得不发生着落干扰，并且仅通过相对的第二点来绘制图像。因此，可以抑制条带，同时良好地维持处于色调值是0至t的高亮范围的粒度。

在与本发明的该方案相关的图像形成设备中，假定所述预定色调范围的下限值是L2，小于所述下限值L2的一值是L1，并且色调值t满足L1≤t≤L2，则所述第一点的记录率和所述第二点的记录率可以被设置为满足下面的公式(3)：

[数值表达式3]

$R_{\mathrm{small}}^{\max }\≤\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{R}_i\≤\frac{1}{{\mathrm{\α}}_{i_s}}{\left(\frac{L}{D_{i_s}}\right)}^2---\left(3\right)$

其中，

$R_{\mathrm{small}}^{\max }=\underset{j\≤i_s}{\mathrm{\Σ}}{R}_j$

其中，R_j是在色调值L1满足公式(2)的R_j。

根据上文描述的方案，因为记录率满足公式(3)，所以可以平滑地连接仅由所述第二点构成的t≤L1的色调和由所述第一点和所述第二点构成的t≥L2的色调。此外，因为抑制了在所述第一点和所述第二点之间的干扰，所以可以抑制在L1≤t≤L2的条带。

在与本发明的该方案相关的图像形成设备中，作为满足公式(1)的所述第一点的点的构成可以具有不同的多个预定色调范围，并且在所述多个预定色调范围的至少一个中，作为所述第一点的各个点的记录率可以不同。

根据上文描述的方案，在满足数值表达式1的同时，可以连接满足数值表达式1并且具有不同的第一点构成的多个色调范围。因此，可以在抑制条带的同时实现平滑的色调表达。

在与本发明的该方案相关的图像形成设备中，所述控制单元可以进行控制，以使得通过FM网点方法来从所述液滴喷射头部喷射液滴。

根据上文描述的方案，使用所述FM网点方法而非AM网点方法，在所述AM网点方法中，由于网格的周期性而导致条带容易变得显著。因此，可以更多地抑制条带。

根据本发明，达到这样的目的：可以提供能够抑制由于着落干扰而导致的条带的图像形成设备。

附图说明

将基于附图来详细描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1是示出与示例性实施例相关的喷墨记录设备的整体结构的侧视图；

图2是示出喷墨记录设备的***结构的图；

图3是示出头部的结构示例的透明平面图；

图4是示出喷嘴布置的示例和着落顺序的示例的图；

图5是示出使得记录率是75％的情况下的点的图；

图6A是示出本发明的基本原理的示意图；

图6B是示出本发明的基本原理的示意图；

图6C是示出本发明的基本原理的示意图；

图7A是示出其中仅形成点D2的状态的图；

图7B是示出其中在点D2之间的间隙中形成点D1的状态的图；

图8是用于解释设置点D2的记录率的方法的图；

图9是示出在三级半色调的情况下各个点的记录率的示例的图；

图10是示出在四级半色调的情况下各个点的记录率的示例的图；以及

图11是示出记录率设置处理的流程的流程图。

具体实施方式

以下参考附图来详细描述本发明的示例性实施例。注意，在下面的解释中，存在下述情况：液滴被称为墨水，并且进一步，已经着落在记录介质上的墨水被称为点。

在图1中示出了用于说明本发明的图像形成设备的一个实施例的喷墨记录设备的整体结构图。如图1中所示，在作为记录介质的片材P的传送方向的上游侧，在喷墨记录设备10处提供用于馈送和传送片材P的馈送/传送部分12。在馈送/传送部分12的下游侧沿着片材P的片材传送方向提供：处理液体涂敷部分14，其在片材P的图像记录表面(以下也称为“记录表面”)上涂敷处理液体；图像记录部分16，其在片材P的记录表面上记录图像；墨水干燥部分18，其干燥在记录表面上记录的图像；图像定影部分20，其将经干燥的图像定影到片材P；以及排出部分21，其排出其上定影了图像的片材P。

在馈送/传送部分12处提供其中堆叠片材P的堆叠部分22。在堆叠部分22的上部提供片材馈送部分24，片材馈送部分24逐个地馈送在堆叠部分22中堆叠的片材P。在片材馈送部分24的片材P的传送方向(以下在必要时简称为“片材P传送方向”)的下游侧提供传送部分28，传送部分28被构造为包括多对辊26。由片材馈送部分24馈送的片材P经由由多对辊26构造的传送部分28被传送到处理液体涂敷部分14。

处理液体涂敷鼓30在处理液体涂敷部分14处被布置为可旋转。夹持片材P的前端部分并且保持片材P的保持构件32被提供在处理液体涂敷鼓30处。在经由保持构件32将片材P保持在处理液体涂敷鼓30的表面处的状态中，通过处理液体涂敷鼓30的旋转来向下游传送该片材P。

注意，以与在处理液体涂敷鼓30处相同的方式，在如下文所描述的中间传送鼓34、图像记录鼓36、墨水干燥鼓38和定影鼓40处提供保持构件32。保持构件32进行片材P从在上游侧的鼓向在下游侧的鼓的传递。

在处理液体涂敷鼓30的上部沿着处理液体涂敷鼓30的圆周方向布置处理液体涂敷设备42和处理液体干燥设备44。处理液体涂敷设备42在片材P的记录表面上涂敷处理液体，并且处理液体干燥设备44干燥该处理液体。

处理液体与墨水进行反应，凝集颜色材料(颜料)，并且具有促进颜色材料(颜料)和溶剂相分离的效果。在处理液体涂敷设备42处提供其中存储处理液体的存储部分46，并且在处理液体中浸泡凹板辊48的一部分。

橡胶辊50被布置得压触凹板辊48。橡胶辊50接触片材P的记录表面侧，以便在其上涂敷处理液体。此外，橡胶滚轴(未示出)接触凹板辊48。橡胶滚轴控制在片材P的记录表面上涂敷的处理液体涂敷量。

理想的是，处理液体的膜厚度比由头部喷射的液滴足够小。例如，如果喷射的液滴量是2pl(微微升)，则由头部喷射的液滴的平均直径是15.6微米。在处理液体的膜厚度较厚的情况下，墨水点漂浮在处理液体内而不接触片材的记录表面。优选的是，使得处理液体的膜厚度小于或等于3微米，以便在喷射的液滴量为2pl时获得大于或等于30微米的着落点直径。

另一方面，在处理液体干燥设备44处，在处理液体涂敷鼓30的表面附近布置热空气喷嘴54和红外线加热器56(以下称为“IR加热器56”)。在处理液体中的诸如水等的溶剂被热空气喷嘴54和IR加热器56蒸发，并且在片材P的记录表面侧上形成固体或薄膜处理液体层。通过在处理液体干燥处理中使得处理液体成为薄层，由在图像记录部分16处的墨水喷射形成的点接触片材P的表面，使得获得必要的点直径，并且容易获得下述动作：与已经成为薄层的处理液体进行反应，凝集颜色材料，以及定影到片材P的表面。

在其记录表面上已经以这种方式在处理液体涂敷部分14处涂敷和干燥了处理液体的片材P被传送到在处理液体涂敷部分14和图像记录部分16之间提供的中间传送部分58。

中间传送鼓34在中间传送部分58处被提供为可旋转。经由在中间传送鼓34处提供的保持构件32来将片材P保持在中间传送鼓34的表面处，并且通过中间传送鼓34的旋转来向下游传送该片材P。

图像记录鼓36在图像记录部分16处被提供为可旋转。经由在图像记录鼓36处提供的保持构件32来将片材P保持在图像记录鼓36的表面处，并且通过图像记录鼓36的旋转来向下游传送该片材P。

通过单遍喷墨线头部(以下在必要时简称为“头部”)构造的头部单元66被布置在图像记录鼓36的上部，以便接近图像记录鼓36的表面。在头部单元66处，至少为基色的YMCK头部64沿着图像记录鼓36的圆周方向排列，并且在处理液体层上记录各个颜色的图像，所述处理液体层在处理液体涂敷部分14处形成在片材P的记录表面上。

处理液体具有使在墨水内散布的颜色材料(颜料)和乳胶颗粒在处理液体中凝集的效果，并且形成凝集体，在所述凝集体处，颜色材料等的流动不会发生在片材P上。作为在墨水和处理液体之间的反应的示例，通过使用其中破坏颜料散布并且经由在处理液体内包括酸并降低pH来形成凝集体的机制，来避免各个颜色的墨水之间的颜色材料的流动和颜色混合。

头部64与在图像记录鼓36处布置的编码器(未示出)同步地进行液滴的喷射，并且检测旋转速度。由此，着落位置被高度精确地确定，并且可以独立于图像记录鼓36的偏差、旋转轴68的精度和鼓的表面速度来减小液滴喷射的不均匀性。

可以从图像记录鼓36的上部撤出头部单元66。通过从图像记录鼓36的上部撤出头部单元66来进行维护操作，诸如清洁头部64的喷嘴(喷射开口)表面和排除其粘度已经提高的墨水等。

喷墨记录设备10具有墨水存储/装载部分65，墨水存储/装载部分65存储要被提供到各个YMCK头部64的墨水。墨水存储/装载部分65具有墨水箱，该墨水箱存储与各个YMCK头部64对应的颜色的墨水。各个箱经由预定管道来与YMCK头部64连通。

由于图像记录鼓36的旋转，在图像记录部分16处在其记录表面上记录了图像的片材P被传送到在图像记录部分16和墨水干燥部分18之间提供的中间传送部分70。因为中间传送部分70的结构与中间传送部分58的结构基本上相同，所以省略其描述。

墨水干燥鼓38在墨水干燥部分18处被提供为可旋转。多个热空气喷嘴72和IR加热器74被布置在墨水干燥鼓38的上部，以便接近墨水干燥部分18的表面。

在此，例如，热空气喷嘴72被布置在上游侧和下游侧，并且平行地对齐的多对IR加热器74与热空气喷嘴72交错地布置。除此之外，大量的IR加热器74可以被布置在上游侧，并且可以辐射大量的热能，并且湿气的温度可以在上游侧升高，而在下游侧，可以布置大量的热空气喷嘴72，并且可以吹走饱和的水蒸气。

在此，热空气喷嘴72被布置使得吹出热空气的角度朝片材P的尾端侧倾斜。由此，可以在一个方向上收集来自热空气喷嘴72的热空气的流动。此外，可以将片材P推向墨水干燥鼓38，并且可以维持将片材P保持在墨水干燥鼓38的表面处的状态。

由于来自热空气喷嘴72和IR加热器74的暖空气，在片材P的记录图像的部分处，由颜色材料凝集动作分离的溶剂被干燥，并且形成薄膜图像层。

暖空气的温度还根据片材P的传送速度而不同。由于暖空气的温度通常被设置为50℃至70℃并且IR加热器74的温度被设置为200℃至600℃，所以墨水表面温度被设置得变为50℃至60℃。蒸发的溶剂与空气一起被排出到喷墨记录设备10外部，并且所述空气被排出。该空气可以被冷却器/散热器等冷却，并且作为液体被排出。

由于墨水干燥鼓38的旋转，其记录表面上的图像被干燥的片材P被传送到在墨水干燥部分18和图像定影部分20之间提供的中间传送部分76。因为中间传送部分76的结构与中间传送部分58的结构基本上相同，所以省略其描述。

图像定影鼓40在图像定影部分20处被提供为可旋转。在图像定影部分20处，在为形成在墨水干燥鼓38上的薄层的图像层内的乳胶颗粒被加热和加压，并且被熔化，并且图像定影部分20具有将图像定影在片材P上的功能。

加热辊78被布置在图像定影鼓40的上部，以便接近图像定影鼓40的表面。在加热辊78处，在具有良好的导热性的铝等的金属管内内置了卤素灯。加热辊78提供大于或等于乳胶的Tg温度的热能。由此，乳胶颗粒熔化，并且进行推入定影到片材上的凹痕和突起内的操作，并且图像表面的不平度得以平整，并且可以获得光泽度。

定影辊80被提供在加热辊78的下游。定影辊80被布置为压触图像定影鼓40的表面的状态，并且在定影辊80和图像定影鼓40之间获得夹力。因此，定影辊80和图像定影鼓40的至少一个在其表面具有弹性层，并且相对于片材P具有均匀的夹持宽度。

在其记录表面上通过上述处理定影了图像的片材P通过图像定影鼓40的旋转被传送向在图像定影部分20的下游侧提供的排出部分21。

注意，在本示例性实施例中描述了图像定影部分20。然而，在墨水干燥部分18处足以能够干燥和定影在记录表面上形成的图像。因此，图像定影部分20不是绝对必需的。

接下来将参考图2来描述与本示例性实施例相关的喷墨记录设备10的***结构。

如图2中所示，喷墨记录设备10具有通信接口83、***控制器84、图像存储器85、ROM 86、电机驱动器87、加热器驱动器88、风扇电机驱动器81、打印控制部分89、ROM 94、图像缓冲存储器90、图像处理器91和头部驱动器92等。

通信接口83是与主机设备99的接口部分，用户使用主机设备99来进行针对喷墨记录设备10等的图像形成等的指令。诸如USB(通用串行总线)、IEEE 1394、ETHERNET

、无线网络等的串行接口或诸如并口(centronics)等的并行接口可以被用作通信接口83。用于使得通信高速进行的缓冲存储器(未示出)可以被安装在该部分中。

从主机设备99发出的图像数据被喷墨记录设备10经由通信接口83获取，并且被一次存储在图像存储器85中。图像存储器85是存储已经经由通信接口83输入的图像数据的存储设备。通过***控制器84来进行从图像存储器85的数据读取和向图像存储器85的数据写入。图像存储器85不限于由半导体元件形成的存储器，并且可以使用诸如硬盘等的磁介质。

***控制器84通过中央处理单元(CPU)及其***电路等来构造。***控制器84用作根据预定程序来控制整个喷墨记录设备10的控制设备，并且用作进行各种计算的计算设备。即，***控制器84控制诸如通信接口83、图像存储器85、电机驱动器87、加热器驱动器88和风扇电机驱动器81等的各个部分，并且进行对与主机设备99的通信的控制、对从图像存储器85和ROM 86读取和向图像存储器85和ROM 86写入的控制等，并且产生控制片材传送***的电机93和IR加热器56、74的控制信号。注意，除了控制信号之外，***控制器84向打印控制部分89发送在图像存储器85中存储的图像数据。

***控制器84的CPU执行的程序和进行控制所需的各种类型的数据等被存储在ROM 86中。ROM 86可以是非可重写存储设备。然而，在根据需要更新各种类型的数据的情况下，优选的是，使用诸如EEPROM的可重写存储设备来作为ROM 86。

图像存储器85被用作图像数据的临时存储区域，并且也被用作程序扩展区域和CPU的计算工作区域。

电机驱动器87是驱动器(驱动电路)，其根据来自***控制器84的指令来驱动片材传送***的电机93。此外，加热器驱动器88是根据来自***控制器84的指令来驱动IR加热器56、74的驱动器。

风扇电机驱动器81是根据来自***控制器84的指令来驱动分别的风扇电机73和风扇电机连接电路71的驱动器。

另一方面，打印控制部分89由CPU及其***电路等来构造。根据***控制器84的控制，打印控制部分89与图像处理器91协同进行诸如各种类型的操控、校正等的处理，以根据图像存储器85内的图像数据产生用于喷射控制的信号，并且将所产生的墨水喷射数据提供到头部驱动器92，以便控制头部单元66的喷射驱动。

在ROM 94中存储有打印控制部分89的CPU执行的程序和进行控制所需的各种类型的数据等，ROM 94连接到打印控制部分89。ROM 94也可以是非可重写存储设备。然而，在其中根据需要来更新各种类型的数据的情况下，优选的是，使用诸如EEPROM的可重写存储设备来作为ROM 94。

图像处理器91根据输入的图像数据产生每种墨水颜色的点布置数据。图像处理器91对于输入的图像数据进行半色调处理(中间色调处理)，并且确定高质量点位置。

注意，在图2中，图像处理器91被图示为与***控制器84和打印控制部分89分离的结构。然而，例如，图像处理器91可以被包括在***控制器84或打印控制部分89中，并且可以构成其一部分。

此外，打印控制部分89具有墨水喷射数据产生功能，该功能基于与记录率对应并且在图像处理器91处产生的点布置数据来产生墨水喷射数据(与头部64的喷嘴对应的制动器的控制信号)，并且打印控制部分89具有驱动波形产生功能。

由墨水喷射数据产生功能产生的墨水喷射数据被提供到头部驱动器92，并且头部单元66的喷墨操作被控制。

图像缓冲存储器90被提供在打印控制部分89处。诸如图像数据和参数等的数据在打印控制部分89处进行图像数据处理时被临时存储在图像缓冲存储器90中。具体地说，图像缓冲存储器90是用于存储图像数据的存储设备，该图像数据表达要在片材上形成的图像的各个像素的色调值。注意，图2示出将图像缓冲存储器90附于打印控制部分89的形式。然而，图像缓冲存储器90也可以用作图像存储器85。

此外，打印控制部分89和***控制器84被合并并且由单个处理器构造的形式也是可能的。

图3是示出头部64的结构示例的透明平面图。为了使得在片材上打印的点间距是高密度的，必须使得在头部64处的喷嘴间距是高密度的。本示例的头部64具有下述结构：多个墨水室单元(液滴喷射元件)153被布置为交错并且具有(二维)矩阵形式，所述墨水室单元153由作为喷墨开口的喷嘴151、与相应喷嘴151对应的压力室152等形成。由此，实现了实质的喷嘴间隔(投影的喷嘴间距)的高密度，该喷嘴间隔被投影为沿着头部纵向(与片材馈送方向正交的方向)对齐。此外，头部64喷射墨水，使得能够形成多种直径的点。

以这种方式，在头部64，喷射墨水液滴的多个喷嘴151被提供为在其上要喷射墨水液滴的片材的传送方向上和在与传送方向相交的相交方向上对齐。

在诸如图3中所示的头部64处，由于着落干扰而导致条带容易发生。首先，解释由于着落干扰的出现而导致的点的移动。图4示出喷嘴151喷射的顺序，即液滴的着落顺序。

由于喷嘴151分布在图3中所示的馈送方向上，导致在着落顺序上发生局部性。图4在图左侧示出液滴以喷嘴编号1、2、4、3的顺序着落，并且在图右侧示出液滴以喷嘴编号1、4、3、2的顺序着落。这样，甚至在同一头部64，也经常有该顺序在局部部分略微不同的情况。

在图4中所示的喷嘴151的排列的情况下，在横向上相邻的像素之间的着落顺序上发生局部性。在着落干扰中，稍后喷射的点相对于先前喷射的点移动，因此，着落顺序的局部性引起条带。

在图5中示出使得记录率为75％的情况下的点。图5示出点着落顺序、点的理想着落位置，和在点实际着落的情况下的点移动的状态。如点移动所示，例如，对于已经被分配顺序的三个点，第二着落的点向第一着落的点移动，并且第四着落的点(在此行中的第三点)向该第二着落的点移动。当点以这种方式移动时，在着落顺序是4的位置发生白条纹，并且在着落顺序是1的位置发生黑条纹。

接下来描述本发明的基本原理。注意，本发明是适合于可以喷射多级液滴大小的单遍喷墨记录设备10的半色调处理方法。输入的图像数据被转换为多个值的液滴喷射数据。注意，多级半色调处理的方法是无关紧要的。然而，在单遍方法的情况下，各个喷嘴151的喷射的散布容易影响图像质量。具体地说，如果使用AM网点(screening)方法，则由于网格的周期性而导致条带容易变得显著。因此，FM网点方法更适合。

本发明的特征是设置记录率的方法。通过使用图6A、6B、6C来描述这种方法的基本原理。在图6A、6B、6C中示出了由两种类型的点中的大液滴形成的三种类型的图案，所述两种类型的点为作为大液滴的点D2和作为小液滴的点D1。其中，在图6A中示出的图案是其中点完全不彼此接触的图案。图6B中示出的图案是在点几乎彼此接触的记录率(点覆盖了整体而几乎完全没有彼此接触的记录率)的情况下的图案。在图6C中所示的图案是其中点以较高的比例彼此重叠的图案。

在本发明中，在图6B中所示的图案中，形成点D2。然后，在点D2之间的间隙中形成点D1。更具体地，设置点D2的记录率使得点D2形成在图7A中示出的图案中，并且设置点D1的记录率使得点D1根据色调值形成在所形成的点D2之间的间隙中。在以这种方式来形成点D1和点D2的情况下，点D2不引起点移动，因为点D2不彼此干扰。此外，虽然点D2和D1彼此干扰，但是点D2具有更大的质量，因此不引起移动并且不引起条带。另一方面，点D1由于在点D1间的干扰或与点D2的干扰而导致移动，并且可能成为条带的起因。然而，因为覆盖整个表面并且未引起移动的点D2隐藏了点D1的移动，所以条带未被可视地感知。

首先，通过使用数值表达式来描述点D2的记录率的设置。为了简单，假定存在两种类型的点大小的情况。在图8中示出点、像素和围绕点的最小正方形。点D2的记录率R是“点几乎彼此接触的记录率”。即，点D2的记录率R是满足“记录率×点的表面面积＝长度为L的像素的表面面积”的记录率。在此，L是由打印分辨率规定的像素长度，并且在1200dpi的情况下是21.17微米。在此，当点的表面面积＝直径(点直径)D的圆时，“点几乎彼此接触的记录率R”满足下面的数值表达式4。

[数值表达式4]

$\mathrm{R\π}{\left(\frac{D}{2}\right)}^2=L^2\⇒\left(\frac{\mathrm{\π}}{4}\right)R{\left(\frac{D}{L}\right)}^2=1$

实际上，点可以仅被置于一条边是L的网格点(像素)上。因此，当以根据“点的表面面积＝直径为D的圆”计算的记录率形成点时，点D2将彼此接触的概率变高。此外，点是否将会由于干扰而移动也取决于墨水的属性。因此，计算在点的表面面积＝包围该点的正方形的情况下的“点几乎彼此接触的记录率”，并且它是“点几乎彼此接触的记录率”的下限。

[数值表达式5]

${\mathrm{RD}}^2=L^2\⇒R{\left(\frac{D}{L}\right)}^2=1$

在数值表达式4中，记录率R和表面面积比的乘积的系数(将称为α)是π/4，并且在数值表达式5中，记录率R和表面面积比的乘积的系数是1。因此，如果α大于或等于π/4并且小于或等于1，则存在点几乎彼此接触的记录率。因此，可以将记录率R表达为满足下面的数值表达式6的公式。

[数值表达式6]

$\mathrm{\αR}{\left(\frac{D}{L}\right)}^2=1(\mathrm{\π}/4\≤\mathrm{\α}\≤1)$

当对于不同直径的多个点而言扩展和一般化该数值表达式6时，变为由数值表达式7表达的公式。注意，在数值表达式7中，存在N种类型的点(N值：N种类型的直径)，并且第一点指示大小大于预定大小的点。例如，在三个值(无液滴、小液滴、大液滴)的情况下，可以使得由大液滴形成的点对应于第一点。

[数值表达式7]

$\underset{i>i_s}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{R}_i{(D_i/L)}^2=1(\mathrm{\π}/4\≤{\mathrm{\α}}_i\≤1)$

其中

i是满足(1≤i≤N)的整数，

D_i是点i的直径(1≤i≤N)(其中D₁＜D₂…＜D_N-1＜D_N)

第一点是D_i:i_s＜i(i_s≠N)，

L是像素的一条边的长度，以及

R_i是点i的记录率。

以这种方式，i是赋给从最小直径起的顺序的各个点的从1至N的数，其中，点直径的多个类型的数量是N，α_i是满足第i点的π/4≤α_i≤1的系数，R_i是第i点的记录率，D_i是第i点的直径，L是像素的一条边的长度，并且i_s是上述预定直径的点的数量。

通过使用该数值表达式7，设置第一点的记录率，并且设置第二点的记录率，以使得大小小于或等于预定大小的第二点根据色调值而形成在所形成的第一点之间的间隙中。

通过以这种方式设置的记录率来形成点，可以抑制条带和墨水的量。下面解释其原因。当使用使得相对大的点(就数值表达式7而言为第一点)彼此接触的记录率时，彼此接触的第一点由于干扰而移动，并且条带发生。另一方面，当第一点的记录率被设置得小于所需大小时，由于相对小的第二点之间的干扰而导致的点移动被可视地感知，并且条带也由此而被引起，所述相对小的第二点填充在第一点之间的间隙中。

因此，以第一点可能彼此接触或可能未彼此接触的记录率来形成第一点，并且在其间的间隔处，通过作为更小点的第二点形成点。以这种方式，对于第一点而言，第一点不会移动，因为各个第一点之间的接触比率很小所以它们彼此不干扰。此外，对于在第一点和第二点之间的干扰，与第二点相比第一点具有大的质量，因此，即使第一点和第二点彼此接触，第一点也不会引起移动。即，因为第一点不引起移动，所以第一点不会成为条带的起因。另一方面，第二点引起移动，并且可能由于第二点与第一点的干扰或第二点彼此的干扰而成为条带的起因。然而，不引起移动并且覆盖整个表面的第一点覆盖第二点，并且可视地感知条带的能力降低。由于这些原因，条带的出现可以被抑制。

此外，通过以第一点可能彼此接触或可能未彼此接触的记录率来形成第一点，具有更大墨水量的第一点覆盖整个表面，同时几乎完全没有彼此接触，因此，可以抑制墨水量。因此，根据本示例性实施例，还有抑制由于墨水导致的诸如卷曲或起皱等的片材变形现象的效果。

下文描述具体示例。在本具体示例中所示的处理是由图像处理器91执行的处理。为了简单，图9示出在三级半色调(D1＝30微米，D2＝40微米，L＝21.17微米(1200dpi))的情况下各个点的记录率的示例。数值表达式7应用的范围是范围3。即，预定色调范围是其中L2≤t≤L3的色调范围，并且应用于范围3。此外，第一点对应于D2，并且第二点对应于D1。在范围3中，第一点的记录率R₂是0.28，如下面的数值表达式所示。

[数值表达式8]

$1={\mathrm{\α}}_2{R}_2{(40/21.17)}^2({\mathrm{\α}}_2=1)$

$\⇒R_2=0.28$

此外，通过以下述方式形成点来进行色调表达：根据色调值设置记录率以使得第二点的记录率R₁在0.22到0.72内改变。注意，在设置第二点的记录率R₁的方法中，规定了第一点的记录率R₂，并且也规定了色调值，因此，设置记录率R₁足以补偿第一点不足的部分。

接下来描述范围3之外的范围的记录率。首先，范围1是其中色调值t≤L1＜L2的色调范围。范围1是高亮范围，并且，在高亮侧，从粒度的视点看，优选的是，仅喷射相对小的液滴。另一方面，如果小液滴的数量增加太多，则小液滴彼此接触，并且条带出现。因此，作为较大点的第一点的记录率R₂被设置为0，并且作为较小点的第二点的记录率R₁被设置为使得第二点不彼此接触。即，满足下面的数值表达式。

[数值表达式9]

α₁R₁(D₁/L)²≤1

R₂＝0

当一般化数值表达式9时，其变为由数值表达式10示出的数值表达式。

[数值表达式10]

$\underset{i\≤i_s}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{R}_i{(D_i/L)}^2\≤1$

R_i＝0(i＞i_s)

以这种方式，在高亮范围中，不使用大液滴，并且记录率被设置为使得小液滴不彼此接触。对于作为在范围1中的小液滴的记录率的最大值的R₁ ^max，从粒度的视点看，优选的是，在数值表达式10中的R₁使得：

[数值表达式11]

α₁R₁(D₁/L)²＝1

然而，在高密度侧加入了大液滴的情况下(范围2)，小液滴将有可能接触大液滴，并且引起条带。因此，为了避免该问题，有利的是，将记录率R₁ ^max设置为略小于由数值表达式11表达的值。

接下来，对于范围2，范围2是其中L1≤t≤L2的色调范围。首先，在第二点的记录率R₁被设置为第二点几乎彼此接触的记录率(诸如满足数值表达式11的记录率)的情况下，如果在第二点的记录率保持固定的同时加入第一点，则第一点和第二点接触，并且产生条带。因此，优选的是，降低第二点的记录率R₁。另一方面，如果第二点的记录率R₁被降低得太多，则密度色调逆转。

因此，当满足下面的数值表达式12的记录率被用作记录率的下限时，可以避免密度色调的逆转。

[数值表达式12]

$R_1^{\max }\≤R_1+R_2$

通常，进行如下设置。在下面的数值表达式13中定义了记录率R^max _small，其通过使用在使用第一点的紧前色调值(在图9中的L1)处第二点的记录率R_i来一般化R₁ ^max：

[数值表达式13]

$R_{\mathrm{small}}^{\max }=\underset{i\≤i_s}{\mathrm{\Σ}}{R}_i$

其中

$R_{\mathrm{small}}^{\max }=\underset{j\≤i_s}{\mathrm{\Σ}}{R}_j$

并且，R_j是在色调值L1满足上面的数值表达式10的R_j。

当使用R^max _small时，可以将数值表达式12一般化如下。

[数值表达式14]

$R_{\mathrm{small}}^{\max }\≤\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_i$

接下来，设置记录率的上限，以便避免第一点和第二点彼此接触并且引起条带。为此，使得第一点和第二点的记录率之和小于在第i_s点处点可能彼此接触或可能未彼此接触的记录率。即，设置值如下。

[数值表达式15]

$\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_i\≤\frac{1}{{\mathrm{\α}}_i}{\left(\frac{L}{D_{i_s}}\right)}^2$

通过组合上面的数值表达式14和数值表达式15，获得下面数值表达式16。

[数值表达式16]

$R_{\mathrm{small}}^{\max }\≤\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_i\≤\frac{1}{{\mathrm{\α}}_i}{\left(\frac{L}{D_{i_s}}\right)}^2$

如在数值表达式16左侧所示，第一点和第二点的记录率之和可以设置为不小于在范围1和范围2的边界处的值，因此色调不会逆转。此外，如右侧所示，范围2的记录率之和(第一点和第二点的记录率之和)不超过在第i_s点处点可能彼此接触或可能未彼此接触的记录率，因此也不会出现由于接触(干扰)而导致的移动和条带。当以这种方式设置值时，可以在避免条带的同时通过范围2来平滑地连接作为范围1和范围3的色调范围的色调。

注意，在本示例性实施例(图9)中，使用下面的数值表达式：

[数值表达式17]

$R_1^{\max }\≡R_{\mathrm{small}}^{\max }=\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{R}_i=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_1}{\left(\frac{L}{D_1}\right)}^2$

如上文所描述的，基于用于表达在图像处理器91和打印控制部分89要在片材上形成的图像中的各个像素的色调值的图像数据，在其中预先设置色调值t的色调范围[L2，L3]的情况下，从头部64喷射的墨水的大小被控制为使得以满足数值表达式7的记录率来形成直径大于预定直径D_is的第一点，并且使得以对应于色调值的记录率来在第一点之间形成小于或等于预定直径D_is的第二点。注意，如下文将描述的，预定色调范围是包括中间色调值的色调范围是适合的。

此外，包括第一设置单元(图像处理器91)和第二设置单元(图像处理器91)，该第一设置单元根据数值表达式7来设置第一点的记录率，该第二设置单元根据色调值来设置记录率。打印控制部分89控制从头部64喷射的液滴的大小，使得以所设置的第一点的记录率和设置的第二点的记录率来形成点。

此外，预定色调范围被设置为[下限值L1，上限值L3]，并且，L1被设置为满足L1≤L2的值。在色调值t满足t≤L1＜L2的情况下，第一点的记录率被设置为0，并且第二点的像素的记录率被设置为满足由数值表达式10所示的公式。

此外，在色调值t满足L1≤t≤L2的情况下，第一点的记录率和第二点的记录率满足由数值表达式16所示的公式。

以这种方式，可以在小于或等于色调值L3(＞L2＞L1)的所有色调处抑制由于干扰引起的点移动而导致的条带。

图9描述了使用三个值的情况。将通过使用图10来描述四个值(无液滴、小液滴(30微米)、中液滴(40微米)、大液滴(50微米))的情况。在图10中，存在5个范围。范围1是0至M1，范围2是M1至M2，范围3是M2至M3，范围4是M3至M4，并且范围5是M4至M5(M1＜M2＜M3＜M4＜M5)。

在范围1中仅使用小液滴，并且在范围2和3中使用小液滴和中液滴。在范围4和5中，使用小液滴、中液滴和大液滴。

其中，在范围3中，与第一点对应的液滴是中液滴，并且与第二点对应的液滴是小液滴。在范围4中，与第一点对应的液滴是中液滴和大液滴，并且与第二点对应的液滴是小液滴。此外，在范围5中，与第一点对应的液滴是大液滴，并且与第二点对应的液滴是小液滴和中液滴。虽然在所有这些情况下第一点的构成在范围3、4、5中不同，但是均满足数值表达式7，因此，抑制了条带的出现。

注意，在范围3和范围5中，第一点是固定的，并且第二点的记录率改变，而在范围4中，通过改变作为第一点的各个点的记录率来进行色调表达。通过以这种方式使用其中第一点是固定的色调范围和其中第一点是改变的色调范围二者，可以在抑制条带的同时平滑地连接其中第一点的构成不同的各个色调范围。

在范围1中，没有第一点，并且作为第二点的小液滴满足数值表达式10。因为第二点不引起彼此的干扰，所以不发生条带。在范围2中，第一点对应于中液滴，并且第二点对应于小液滴，并且都满足数值表达式16。因此，在这些范围中也抑制了条带。

即，通过应用本技术，可以在范围1至范围5的宽广色调范围中抑制由于干扰产生的移动而导致的条带。

通过使用图11来描述示出了如上文所描述的记录率设置处理的流程的流程图。该处理是由图像处理器91和打印控制部分89的CPU执行的处理。此外，说明了在图9中所描述的情况下的处理。

首先，在步骤S101中，从图像数据获取各个像素的色调值。该图像数据被存储在图像缓冲存储器91中。

在下一个步骤102中，判断像素的色调值是否在范围1的色调范围内。如果在步骤102的判断是肯定的，则在步骤103中，第一和第二点的记录率被设置为满足数值表达式10，并且例程移动到步骤108的处理。

如果在步骤102中的判断是否定的，则在步骤104中，判断像素的色调值是否在范围2的色调范围中。如果在步骤104的判断是肯定的，则在步骤105中，第一和第二点的记录率被设置为满足数值表达式14，并且例程移动到步骤108的处理。

如果在步骤104中的判断是否定的，则像素值大于或等于127.5，因此在步骤106中，第一点的记录率被设置为满足数值表达式7。在步骤107中，根据色调值和第一点的记录率来设置第二点的记录率，并且例程移动到步骤108的处理。注意，如参考图9所描述的，步骤107和步骤108仅应用于范围3。对于大于范围3的上限的色调值，可以以一通用的记录率来进行控制。

然后，在步骤108中，判断是否对所有的像素完成了处理。在未完成处理的情况下，在步骤109中，准备下一个像素，并且例程返回到步骤102的处理。另一方面，在完成了针对所有像素的处理的情况下，在步骤110中，控制墨水大小以使得以第一点和第二点的相应记录率形成第一点和第二点，并且处理结束。

注意，上文描述的流程图的处理流程是一示例。在不偏离本发明的主旨的范围内，可以重新排列处理的顺序，可以添加新的步骤，并且可以删除不必要的步骤

此外，上文描述的记录率设置处理不像现有技术中公开的那样仅使用小点，而且不使用不同的墨水，并且不使得着落时间差超过固定时间。因此，实现了生产率和低成本，并且还可以抑制条带。

Claims (8)

1.一种图像形成设备，包括：

液滴喷射头部，其针对记录介质喷射液滴，并且能够形成不同直径的多个点；以及

控制单元，其基于用于表达要在所述记录介质上形成的图像中的每一个像素的色度值的图像数据，来控制从所述液滴喷射头部喷射的液滴的大小，使得在所述色调值处于预定色调范围内的情况下，以满足下面的公式(1)的记录率来形成直径大于预定直径的第一点，并且以与所述色调值对应的记录率来形成直径小于或等于所述预定直径的第二点：

[数值表达式1]

$\underset{i>i_s}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{R}_i{(D_i/L)}^2=1---\left(1\right)$

其中，i是赋给从最小直径起的顺序的各个点的从1至N的数，其中点直径的多个类型的数量是N，α_i是满足第i点的π/4≤α_i≤1的系数，R_i是第i点的记录率，D_i是第i点的直径，L是像素的一条边的长度，并且i_s是所述预定直径的点的编号。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，还包括：

第一设置单元，其根据公式(1)来设置所述第一点的记录率；以及

第二设置单元，其根据所述色调值来设置所述第二点的记录率，

其中，所述控制单元控制从所述液滴喷射头部喷射的液滴的大小，使得以所设置的所述第一点的记录率和所设置的所述第二点的记录率来形成点。

3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，假定所述预定色调范围的下限值是L2，小于所述下限值L2的一值是L1，并且色调值t满足t≤L1，则所述第一点的记录率被设置为0，并且与所述色调值对应的所述第二点的记录率被设置为满足下面的公式(2)：

[数值表达式2]

$\underset{i\≤i_s}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{R}_i{(D_i/L)}^2\≤1---\left(2\right).$

4.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中，假定所述预定色调范围的下限值是L2，小于所述下限值L2的一值是L1，并且色调值t满足t≤L1，则所述第一点的记录率被设置为0，并且与所述色调值对应的所述第二点的记录率被设置为满足下面的公式(2)：

[数值表达式2]

$\underset{i\≤i_s}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_i{R}_i{(D_i/L)}^2\≤1---\left(2\right).$

5.根据权利要求3或4所述的图像形成设备，其中，假定所述预定色调范围的下限值是L2，小于所述下限值L2的一值是L1，并且所述色调值t满足L1≤t≤L2，则所述第一点的记录率和所述第二点的记录率被设置为满足下面的公式(3)：

[数值表达式3]

$R_{\mathrm{small}}^{\max }\≤\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{R}_i\≤\frac{1}{{\mathrm{\α}}_{i_s}}{\left(\frac{L}{D_{i_s}}\right)}^2---\left(3\right)$

其中，

$R_{\mathrm{small}}^{\max }=\underset{j\≤i_s}{\mathrm{\Σ}}{R}_j$

其中，R_j是在色调值L1满足公式(2)的R_j。

6.根据权利要求1或2所述的图像形成设备，其中，作为满足公式(1)的所述第一点的点的构成具有不同的多个预定色调范围，并且在所述多个预定色调范围的至少一个中，作为所述第一点的各个点的记录率不同。

7.根据权利要求1至3中的任何一项所述的图像形成设备，其中，所述控制单元进行控制，以使得通过FM网点方法来从所述液滴喷射头部喷射液滴。

8.根据权利要求5所述的图像形成设备，其中，所述控制单元进行控制，以使得通过FM网点方法来从所述液滴喷射头部喷射液滴。

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