画像形成装置、画像形成方法、および、スクリーン群を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
【課題】高精細な作像が可能な電子写真方式でも粒状性に優れ、かつ、露光部の発光素子の発光変動による画像変動も防止可能とすること。
【解決手段】スクリーンは、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域が定められたパターンを含み、階調値の増加に従い第１領域が所定規則に基づき拡大するスクリーン群を用意し、入力画像の単位領域に対し選択されたスクリーンを用いて、第１の走査方向および第２の走査方向への発光光源による露光によって、画像形成を実行する。所定規則は、第１の幅の略等方形状から第１の走査方向の両側に第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで第１領域を徐々に拡大する段階と、第２の走査方向の両側に、第１領域の幅を第２の幅まで第１領域を徐々に拡大する段階と、第１の走査方向の両側に第１領域が第２の幅の略等方形状となるまで第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、第１領域を拡大する規則を含む。
【解決手段】スクリーンは、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域が定められたパターンを含み、階調値の増加に従い第１領域が所定規則に基づき拡大するスクリーン群を用意し、入力画像の単位領域に対し選択されたスクリーンを用いて、第１の走査方向および第２の走査方向への発光光源による露光によって、画像形成を実行する。所定規則は、第１の幅の略等方形状から第１の走査方向の両側に第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで第１領域を徐々に拡大する段階と、第２の走査方向の両側に、第１領域の幅を第２の幅まで第１領域を徐々に拡大する段階と、第１の走査方向の両側に第１領域が第２の幅の略等方形状となるまで第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、第１領域を拡大する規則を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置、画像形成方法、および、スクリーン群を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関し、特に、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置、画像形成方法、および、スクリーン群を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の高速機が印刷業界へ進出し始めてきている。このため、電子写真方式の画像形成装置に対する高画質化の要望が更に大きくなってきている。そのため、電子写真方式の各プロセス技術における改善により、従来よりも画像データに対して忠実に再現可能となる、高精細な作像が可能な画像形成装置が登場してきた。
【０００３】
しかしながら、画像データに対して忠実に再現可能となる、高精細な作像が可能な画像形成装置にすることにより、画像データ上に有する画質劣化要因までもが忠実に作像されてしまう。このため、従来では目立たなかった画像データ上に有する画質劣化要因による画質劣化が生じてしまう。その一つとして、ハーフトーンを作像する際に良く使用されるドットスクリーンによる粒状性悪化がある。ドットスクリーンにおいては、露光をドット形成部に集中させることで、一様なハーフトーンよりも潜像を安定させつつ、ドットは整列性を持って形成される。このため、本来は粒状性も大きな問題とはならず、従来の画像形成装置のハーフトーンの作像に良く使用されている。
【０００４】
このドットスクリーンのドットの作像方法には、ディザマトリックス法を利用して、１画素ずつ順番にドット成長させていくものが多い。しかし、この手法では、ドットの成長に際してドットの重心位置が移動したり、ドットの円形度がくずれる場合がある。また、階調再現性向上のために、クラスタ処理を用いる画像形成装置も多くある。クラスタ処理とは、すべてのドットに対して等しくドット成長をさせるのではなく、各ドットにドット成長させる順位付けを行い、その順位通りにドット成長させる処理である。
【０００５】
一般に、ドットを並べて表現したハーフトーン画像の粒状性は、ドットの円形度が高く、円形度ばらつきが小さく、ドット間隔が均一なものが良いとされている。したがって、前述のドットスクリーンのドット作像では、粒状性が悪化してしまう。従来の電子写真方式の画像形成装置では、前述で示した粒状性悪化となる画像データ上の要因まで忠実に再現できなかったため、問題とはなっていなかった。しかし、高精細な作像が可能となる、電子写真方式の画像形成装置では、粒状性の悪化につながってしまう。
【０００６】
特許文献２には、ビーム径を主走査方向と副走査方向でバランス良く違いを持たせ、露光によって生じる１画素の潜像をほぼ円形にすることが記載されている。しかし、１画素の潜像をほぼ円形にしたとしても、ドットの粒状性を改善することはできない。
【０００７】
一方、特許文献１の技術では、ドットの円形度の向上方法や整列性を崩さないドット成長方法を示し、高精細な電子写真方式であっても粒状性の優れた画像形成装置は可能であることを示してきた。
【０００８】
以下、特許文献１の技術について説明する。電子写真方式の画像形成装置においては、一様に帯電した感光体表面を、再現する画像に対応して、レーザーまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光光源で露光することで、露光された感光体表面部分のみ除電し、このようにして出来た感光体表面上の潜像を、現像装置によって顕像化することで、感光体上に作像する。
【０００９】
したがって、露光で潜像を制御できる為、ハーフトーンの濃淡は露光装置（発光光源）を制御して行う。近年の露光装置（発光光源）の制御方式は、発光ＯＮ／ＯＦＦ時間を制御する、パルス幅変調（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation））方式が主流となっている。
【００１０】
パルス幅変調方式においては、画像の濃淡は、薄い時は発光時間を短く、濃い時は発光時間を長くすることによって制御される。ドットスクリーン技術を利用して濃度を上げる時は、ドット径を大きく、または、ドット数を増やすように、発光時間を長くすることでドットを成長（「拡大」ともいう）させて濃淡を表現している。
【００１１】
図１６は、従来のドット径を大きくする場合のドットの成長の例を示す図である。図１６を参照して、特許文献１の技術においては、粒状性の向上を図るため、ドットの重心位置を移動させず、円形状に近いと言われる等方形状を常に保ちながら、ドットを成長させることとしている。このドット成長法を用いれば、ドットの円形度は上がり、整列性が崩れない為、粒状性は向上する旨が特許文献１に記載されている。
【００１２】
つまり、まず、注目する画素が徐々に濃く（ドットが大きく）なっていき、注目画素すべてが最大濃度になると、そのドットの重心位置が移動しないように、上下左右に等形状を維持しながらドットが成長していく。
【００１３】
図１７は、従来のドット径を大きくする場合のドットの成長におけるＰＷＭ方式での発光パターンの例を示す図である。ここでは、図１６における中間階調の画素は、図１７においては、ＰＷＭ方式で１／３画素分の発光時間で発光することとする。なお、ここでは、１画素を３分割して発光制御する例を示すが、これに限定されず、分割数は、４分割でも、１００分割でも良い。上市されている画像形成装置では２５５分割のものが多い。
【００１４】
図１７を参照して、発光光源から発光された光の走査方向は、図では水平方向とし、発光光源の発光時間ができるだけ長くなるように、隣接する画素の発光はなるべく継続するように、画素ごとに右寄せ発光、左寄せ発光といった、位置寄せ発光制御も含めた事例をもとに、発光パターンを示している。なお、ここでは、位置寄せ発光制御においては、図１７の７番目の発光パターンで示すように、ドットの重心位置を移動させないために、左右逆転形状となるように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００１−１２８００２号公報
【特許文献２】特開２００４−１０６２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図１７においては、水平方向に発光光源から発光された光が走査していることから、水平方向の幅が短い所が、発光光源の発光時間が微小となる箇所である。ここでは、発光時間が１画素分の走査時間に満たない箇所が存在するのは、１，３，７番目の発光パターンである。
【００１７】
１番目の発光パターンは、発光として不安定な時間は使用せず、安定して発光できる時間から設定すれば問題ない（γ補正処理で不安定発光時間は使用しない）。３番目および７番目の発光パターンでは、微小発光時間部分の発光時間を変更すると、同時にドットの一番両外側の成長部分も変更してしまうため、階調再現性に不連続性が生じてしまう。
【００１８】
したがって、特許文献１の技術をＰＷＭ方式の画像形成装置で実施する場合は、粒状性向上を達成した時には、発光素子の微小時間発光時の発光不安定による画質の安定性悪化、もしくは、発光素子の微小時間発光を回避するために、階調再現性の悪化が懸念される。
【００１９】
このように、特許文献１の技術では、電子写真方式の露光プロセスで主流となっているＰＷＭ法（パルス幅変調方式）を用いた画像形成装置に適用した場合、露光のための発光素子が安定して発光できる時間よりも微小な発光時間を設定する画素が発生してしまう。このため、その画素部分の発光素子の発光変動により、画像が変動してしまうという問題が生じた。
【００２０】
この発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的の１つは、高精細な作像が可能な電子写真方式でも粒状性に優れ、かつ、露光部の発光素子の発光変動による画像変動も防止可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明のある局面に従えば、画像形成装置は、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の装置である。複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含む。
【００２２】
画像形成装置は、階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大するスクリーン群を格納する記憶部と、入力画像の単位領域に対し、スクリーン群よりスクリーンを選択するスクリーン選択部と、選択されたスクリーンを用いて、第１の走査方向および第１の走査方向に垂直な第２の走査方向への発光光源による露光によって、画像形成を実行する作像部とを備える。
【００２３】
所定規則は、第１の幅の略等方形状から第１の走査方向の両側に第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで第１領域を徐々に拡大する段階と、第２の走査方向の両側に、第１領域の幅を第２の幅まで第１領域を徐々に拡大する段階と、第１の走査方向の両側に第１領域が第２の幅の略等方形状となるまで第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、第１領域を拡大する規則を含む。
【００２４】
好ましくは、所定規則は、第１領域を拡大しても第１領域の重心を維持するように第１領域の重心から第１の走査方向および第２の走査方向について対称形状に第１領域を拡大する規則を含む。
【００２５】
好ましくは、第１の幅と第２の幅とは、第１領域の粒状性を維持可能なように定められる。
【００２６】
好ましくは、作像部は、発光光源によって第１の走査方向の１画素分の露光時間を複数に分割して露光可能であり、１階調分の第１領域の拡大において、同時に拡大する画素の数に応じて、１画素分の露光時間の分割数を異ならせる。
【００２７】
好ましくは、作像部は、第１の走査方向には発光光源からの光を走査し、第２の走査方向には感光体を動かすことによって感光体を露光する。
【００２８】
好ましくは、作像部は、第１の走査方向に感光体を動かしながら、第２の走査方向に列を為す複数の画素のそれぞれに光を照射可能に並べられた複数の発光光源からの光で感光体を露光する。
【００２９】
この発明の他の局面に従えば、画像形成方法は、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の方法である。複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含む。
【００３０】
画像形成方法は、階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大するスクリーン群を用意するステップと、入力画像の単位領域に対し、スクリーン群よりスクリーンを選択するステップと、選択されたスクリーンを用いて、第１の走査方向および第１の走査方向に垂直な第２の走査方向への発光光源による露光によって、画像形成を実行するステップとを含む。
【００３１】
所定規則は、第１の幅の略等方形状から第１の走査方向の両側に第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで第１領域を徐々に拡大する段階と、第２の走査方向の両側に、第１領域の幅を第２の幅まで第１領域を徐々に拡大する段階と、第１の走査方向の両側に第１領域が第２の幅の略等方形状となるまで第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、第１領域を拡大する規則を含む。
【００３２】
この発明のさらに他の局面に従えば、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されるスクリーン群は、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式における複数のスクリーンで構成される。複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含む。スクリーン群においては、階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大する。
【００３３】
所定規則は、第１の幅の略等方形状から第１の走査方向の両側に第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで第１領域を徐々に拡大する段階と、第１の走査方向に垂直な第２の走査方向の両側に、第１領域の幅を第２の幅まで第１領域を徐々に拡大する段階と、第１の走査方向の両側に第１領域が第２の幅の略等方形状となるまで第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、第１領域を拡大する規則を含む。
【発明の効果】
【００３４】
この発明に従えば、高精細な作像が可能な電子写真方式でも粒状性に優れ、かつ、露光部の発光素子の発光変動による画像変動も防止可能な画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置内の制御部のハードウェア構成を示す模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置の制御部における制御構造を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に従うスクリーンセットの切替えを説明するための図である。
【図５】スクリーン別の階調特性の一例を示す図である。
【図６】ドットスクリーンおよびラインスクリーンの一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置における画像形成処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態に従うドットの拡大のさせ方の一例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態に従うドットの拡大におけるＰＷＭ方式での発光パターンの一例を示す図である。
【図１０】ドットの粒状性と官能評価との関係を示すグラフである。
【図１１】ドットの粒状性と円形度との関係を示すグラフである。
【図１２】ドットの粒状性と円形度のばらつきとの関係を示すグラフである。
【図１３】この発明の実施の形態２に従う画像形成装置の概略構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に従う画像形成装置の制御部における制御構造を示すブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態２に従う画像形成装置における画像形成処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】従来のドット径を大きくする場合のドットの成長の例を示す図である。
【図１７】従来のドット径を大きくする場合のドットの成長におけるＰＷＭ方式での発光パターンの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３７】
［実施の形態１］
＜画像形成装置の構成＞
本発明は、電子写真方式の画像形成装置であればどのような装置にも適用できるものであり、具体的には、コピー機、レーザプリンタ、ファクシミリ、複合機（ＭＦＰ、Multi Function Peripheral）などに適用される。以下では、本発明に係る画像形成装置の典型例として、複写機能、プリント機能、ファクシミリ機能、およびスキャナ機能といった複数の機能を搭載した複合機について説明する。
【００３８】
図１は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰの概略構成図である。図１を参照して、画像形成装置ＭＦＰは、自動原稿搬送部２と、スキャナ３と、プリントエンジン４と、給紙部５とを含む。
【００３９】
自動原稿搬送部２は、原稿の連続的なスキャンを行なうためのものであり、原稿給紙台２１と、送出ローラ２２と、レジストローラ２３と、搬送ドラム２４と、排紙台２５とを含む。スキャン対象の原稿は、原稿給紙台２１上に載置され、送出ローラ２２の作動により一枚ずつ送り出される。そして、この送り出された原稿は、レジストローラ２３により一旦停止されて先端が整えられた後に、搬送ドラム２４へ搬送される。さらに、この原稿は、搬送ドラム２４のドラム面と一体に回転し、その過程において後述するスキャナ３により画像面がスキャンされる。その後、原稿は、搬送ドラム２４のドラム面を略半周した位置においてドラム面から分離されて排紙台２５へ排出される。
【００４０】
スキャナ３は、第１ミラーユニット３１と、第２ミラーユニット３２と、結像レンズ３３と、撮像素子３４と、プラテンガラス３５とを含む。第１ミラーユニット３１は、光源３１１とミラー３１２とを含み、搬送ドラム２４の直下の位置において、通過する原稿に向けて光源３１１から光を照射する。この光源３１１から照射された光のうち、原稿によって反射した光は、第２ミラーユニット３２へ入射する。第２ミラーユニット３２は、原稿の移動方向に直交する向きに沿って配置されたミラー３２１および３２２を含み、第１ミラーユニット３１からの反射光は、ミラー３２１および３２２で順次反射されて結像レンズ３３へ導かれる。結像レンズ３３は、この反射光をライン状の撮像素子３４に結像する。
【００４１】
画像形成装置ＭＦＰでは、プラテンガラス３５に載置された原稿から画像情報を取得することも可能である。この場合には、可動式の光源３５１およびミラー３５２が原稿の画像面をスキャンする。このスキャンに伴って、光源３５１から与えられた光は、原稿の移動方向に直交する向きに沿って配置されたミラー３５３および３５４で順次反射されて結像レンズ３３へ導かれる。
【００４２】
撮像素子３４は、受光した反射光を電気信号に変換して、後述する制御部１０へ出力する。スキャナ３によって取得された原稿の画像情報、すなわち撮像素子３４から出力される電気信号は、制御部１０にて各種の画像処理が行われる。
【００４３】
プリントエンジン４は、電子写真方式の画像形成プロセスの一例として、単色のプリント出力が可能である。すなわち、プリントエンジン４は、画像形成処理を実行する作像部に相当する。具体的には、プリントエンジン４は、感光体ドラム４１と、帯電器４２と、画像書込部４３と、現像部４４と、転写器４５と、除電器４６と、定着装置４７と、クリーニング部４８と、ＩＤＣ（Image Density Control）センサ４９とを含む。ユーザ操作などによって、画像形成処理（プリント処理）の開始が指示されると、画像書込部４３は、プリント対象の画像データに基づいてポリゴンミラー（図示しない）を回転作動させることで、レーザ発光器４３１から照射されるレーザビームを、感光体ドラム４１の軸方向に対する主走査露光として照射する。以下、この軸方向を主走査方向という。同時に、感光体ドラム４１自身の回転による副走査も行なわれる。以下、この回転方向を副走査方向という。このレーザビームの照射前に、感光体ドラム４１には、帯電器４２によって所定電位が付与されている。感光体ドラム４１は、この電位により一様に帯電されている。なお、感光体ドラム４１を帯電する構成としては、図１に示すローラ帯電方式に代えてコロナ放電方式を採用してもよい。このコロナ放電方式では、所定電位を発生するチャージャーと、チャージャーと電気的に接続されたグリッドメッシュ、ブレード、ブラシなどとを用いて、感光体ドラム４１を帯電する。
【００４４】
感光体ドラム４１の感光層には、主走査露光および副走査露光によって、原稿画像の静電潜像が形成される。なお、露光装置としては、ポリゴンミラーを用いてレーザ発光器４３１からのレーザ光を制御する構成に代えて、感光体ドラム４１の軸方向に沿って配置した複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）の発光量を制御する構成を採用してもよい。また、像担持体としては、図１に示すローラ状の感光体ドラム４１に代えて、後述するようなベルト形状の感光体を採用してもよい。
【００４５】
現像部４４は、この感光体ドラム４１上に形成された静電潜像を反転現像してトナー像を生成する。一例として、現像部４４は、２成分現像方式に従ってトナー像を生成する。すなわち、現像部４４内には、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤が蓄えられており、これらのトナーとキャリアとは、攪拌スクリューによって攪拌されることで摩擦荷電された現像剤となる。そして、この現像剤が供給スクリューによって現像ローラに供給される。さらに、現像剤は、現像ローラの回転により感光体ドラム４１上の現像領域に近接した位置へと搬送されると、現像ローラの電位と感光体ドラム４１上に形成されている静電潜像の有する電位との間に生じる電界を受けて、感光体ドラム４１へ移動する。その結果、感光体ドラム４１上の静電潜像がトナー像として現像される。なお、現像部４４としては、上述の２成分現像方式に代えて、１成分現像方式もしくはハイブリッド現像方式を採用してもよい。
【００４６】
上述の現像部４４における動作と並行して、記録紙を収容する給紙部５の給紙カセットにそれぞれ対応する送出ローラ５２，５３，５４および手差給紙部２６のうち、画像形成に用いられるべき記録紙に対応する部位が作動して記録紙を供給する。この供給された記録紙は、搬送ローラ５５および５６ならびにタイミングローラ５１によって搬送され、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像に同期するように、感光体ドラム４１に給紙される。
【００４７】
転写器４５は、感光体ドラム４１に反対極性の電圧を印加することで、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を記録紙に転写する。そして、除電器４６は、トナー像が転写された記録紙を除電することで、記録紙を感光体ドラム４１から分離させる。その後、トナー像が転写された記録紙は定着装置４７へ搬送される。なお、転写器４５としては、図１に示すような転写ローラを用いた転写方式に代えて、転写チャージャーまたは転写ベルトを用いた転写方式を採用してもよい。あるいは、感光体ドラム４１から記録紙へトナー像を直接転写する直接転写方式に代えて、感光体ドラム４１と記録紙との間に、転写ローラ、転写ベルトといった中間転写体を配置して、２段階以上のプロセスによって転写を行なうようにしてもよい。
【００４８】
定着装置４７は、加熱ローラ４７１と加圧ローラ４７２とを含む。加熱ローラ４７１は、記録紙を加熱することで、その上に転写されたトナーを溶融するとともに、加熱ローラ４７１と加圧ローラ４７２との間の圧縮力により、溶融したトナーが記録紙上に定着される。そして、記録紙はトレイ５７に排出される。なお、定着装置４７としては、図１に示すような定着ローラを用いた定着方式に代えて、定着ベルトなど用いた定着方式、もしくは非接触の定着方式を採用してもよい。
【００４９】
一方、記録紙が分離された感光体ドラム４１では、その残留電位が除去された後、クリーニング部４８によって残留トナーが除去および清掃される。そして、次の画像形成処理が実行される。クリーニング部４８は、一例として、クリーニングブレード、クリーニングブラシ、クリーニングローラ、またはこれらの組み合わせにより、残留トナーを除去および清掃する。あるいは、クリーニング部４８に代えて、現像部４４を用いて残留トナーを回収するクリーナーレス方式を採用してもよい。
【００５０】
ＩＤＣセンサ４９は、感光体ドラム４１上に形成されるトナー像の濃度を検出する。このＩＤＣセンサ４９は、代表的に反射型フォトセンサからなる光強度センサであり、感光体ドラム４１の表面からの反射光強度を検出する。すなわち、ＩＤＣセンサ４９は、画像形成された結果を検出する。
【００５１】
＜中間階調の再現処理＞
次に、電子写真方式の画像形成プロセスにおける中間階調の再現処理について説明する。上述したように、電子写真方式における画像形成プロセスでは、レーザビームなどを用いて、一様に帯電させた感光体の表面を再現すべき画像に応じて露光させることで、感光体上に静電潜像を形成し、さらに、この形成された静電潜像を現像部によってトナー像として現像する。すなわち、電子写真方式では、感光体の表面上でトナー像とすべき部分か否かを制御するのみであり、各部分の着色量（すなわち、トナー付着量）を連続的に制御することはできない。そこで、電子写真方式における中間階調は、網点（ハーフトーン）手法を用いて、単位面積あたりのトナーを付着すべき面積の比率（以下「面積率」とも称す。）を制御することで再現される。すなわち、小さな点や線からなる露光パターンに従って、露光装置による単位面積あたりの露光量を制御することで中間階調が再現される。一般的に、露光装置では、露光に用いられる光をオン／オフ時間を制御する、いわゆるパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）方式が採用されているため、本実施の形態においても、このパルス幅変調方式の露光装置を用いる構成について例示する。このパルス幅変調方式では、画像の濃度が低い（低階調値の）部分については発光時間の比率を相対的に短くし、画像の濃度が高い（高階調値の）部分については発光時間の比率を相対的に長くする。
【００５２】
より具体的には、本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰでは、いわゆるスクリーン技術を用いて中間階調を再現する。このスクリーン技術では、複数の階調値にそれぞれ対応付けて複数のスクリーンが予め用意される。そして、この複数のスクリーンの中から、入力画像に含まれる中間階調を有する単位領域毎にスクリーンが選択され、この選択されたスクリーンに従って感光体の表面に対する露光パターンが制御される。すなわち、本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰは、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する。写真などを高精度で再現するためには、多数の階調値を再現可能にする必要があるため、目的とし得る階調値に相当する数のスクリーンが予め用意される。このようなスクリーン群としては、一般的には、「ドットスクリーン」または「ラインスクリーン」が採用される。
【００５３】
各スクリーンは、着色すべき（トナーを付着すべき）領域である「第１領域（トナー付着領域）」と、着色すべきではない（トナーを付着すべきではない）領域である「第２領域（トナー非付着領域）」とにより定義された２値化パターンを有している。なお、以下の図において、第１領域（トナー付着領域）を「黒」で表現し、第２領域（トナー非付着領域）を「白」で表現する。
【００５４】
複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域（または、トナー付着領域）と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域（または、トナー非付着領域）とが定められたパターンを含む。本明細書において、「第１領域」はトナーを付着させるための制御の対象となる画素または画素の集合体に対応し、「第２領域」はそれ以外の領域、すなわち、トナーを付着させるための制御の対象ではない画素または画素の集合体に対応する。
【００５５】
なお、以下の説明では、第１領域（または、トナー付着領域）を単に「付着領域」とも称し、第２領域（または、トナー非付着領域）を単に「非付着領域」とも称する。
【００５６】
「ドットスクリーン」は、典型的には、付着領域をマトリックス状に配置し、それ以外の部分を非付着領域として配置したパターンを有する。一方、「ラインスクリーン」は、所定方向に延びる付着領域と非付着領域とを交互に線状に配置したパターンをもつ。
【００５７】
このとき、プリント結果における粒状性(ざらつき)の少ない緻密な画像を再現するためには、スクリーン切替によって空間周波数を大きく変化させないことが好ましい。そのため、ドットスクリーンにおいて再現する濃度の階調値を増加させる場合には、元のドットの周囲に他のドットを追加配置して集合させる方法、もしくは、分散させてドットの配置数を増加させる方法が採用される。このように、ドットスクリーンは、階調値の増加に伴って付着領域が所定の規則（ドットの集合体の拡大、または、分散したドット数の増大）に従って拡大するパターン変化を有する。
【００５８】
また、ラインスクリーンにおいて再現する濃度の階調値を増加させる場合には、元のラインの中心位置を維持したまま、そのライン幅を広くする方法、もしくは、ラインの配置数を分散させて増加させる方法が採用される。このように、ラインスクリーンでは、階調値の増加に伴って付着領域が所定の規則（ライン幅の拡大、または、分散したラインの配置数の増大）に従って拡大するパターン変化を有する。
【００５９】
＜制御部の構成＞
図２は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰ内の制御部１０のハードウェア構成を示す模式図である。
【００６０】
図２を参照して、制御部１０は、処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２と、記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）１０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０６、ＥＥＰＲＯＭ（Electrical Erasable and Programmable Read Only Memory）１０８、およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）１１０と、通信部である外部通信Ｉ／Ｆ（インターフェイス：Interface）１１２および内部通信Ｉ／Ｆ１１４とを含む。なお、これらの部位は、内部バス１１６を介して互いに接続される。
【００６１】
制御部１０では、ＣＰＵ１０２が、ＲＯＭ１０６などに予め格納されている各種処理を実行するためのプログラムをＲＡＭ１０４などに展開して実行することで、画像形成装置ＭＦＰが制御される。
【００６２】
ＲＡＭ１０４は、揮発性メモリであり、ワークメモリとして使用される。より具体的には、ＲＡＭ１０４には、実行されるプログラム自体に加えて、処理対象の画像データや各種変数データが一時的に格納される。ＥＥＰＲＯＭ１０８は、典型的には不揮発性の半導体メモリであり、画像形成装置ＭＦＰのＩＰアドレスやネットワークドメインなどを各種設定値を記憶する。ＨＤＤ１１０は、典型的には不揮発性の磁気メモリであり、画像処理装置から受信した印刷ジョブやスキャナ３によって取得した画像情報などを蓄積する。
【００６３】
外部通信Ｉ／Ｆ１１２は、典型的にはイーサネット（登録商標）といった汎用的な通信プロトコルをサポートし、ネットワークＮＷを介してパーソナルコンピュータＰＣや他の画像形成装置との間でデータ通信を提供する。
【００６４】
内部通信Ｉ／Ｆ１１４は、操作パネルなどと接続され、操作パネルに対するユーザ操作に応じた信号を受信して、ＣＰＵ１０２へ伝送するとともに、ＣＰＵ１０２からの命令に従って、操作パネルにメッセージなどを表示するために必要な信号を送信する。
【００６５】
＜制御構造＞
図３は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰの制御部１０における制御構造を示すブロック図である。
【００６６】
図３を参照して、制御部１０は、プリント対象の入力画像に応じた静電潜像を感光体（感光体ドラム４１）上に形成するために露光装置へ与える指令（露光指令）を出力する。より具体的には、制御部１０は、その制御構造として、前処理部１５２と、領域分離部１５４と、文字処理部１５６と、階調値判断部１５８と、スクリーン選択部１６０と、スクリーン格納部１６２と、指令生成部１６６と、スクリーン生成部１７０とを含む。スクリーン格納部１６２は、ＲＡＭ１０３、ＥＥＰＲＯＭ１０７、ＨＤＤ１０９（図２）に含まれる所定の領域として提供される。その他の部位は、典型的に、ＣＰＵ１０１（図２）がプログラムをＲＡＭ１０３（図２）に展開し、各コマンドを実行することで提供される。
【００６７】
前処理部１５２は、プリント対象の入力画像に対して、色補正などの前処理を行なう。この前処理部１５２によって処理された入力画像は、領域分離部１５４へ出力される。
【００６８】
領域分離部１５４は、前処理部１５２から受けた入力画像を文字領域と画像領域とに分離する。基本的に、文字領域は、中間階調として再現する必要がない部分であり、画像領域は、中間階調として再現する必要がある部分である。領域分離部１５４によって分離された文字領域の情報は、文字処理部１５６へ出力され、画像領域の情報は、階調値判断部１５８へ出力される。
【００６９】
文字処理部１５６は、領域分離部１５４から受けた文字領域の情報に対して、輪郭強調処理などの文字に適した処理を行なう。そして、文字処理部１５６は、処理結果を指令生成部１６６へ出力する。
【００７０】
階調値判断部１５８は、領域分離部１５４から受けた画像領域の情報に基づいて、所定単位領域ごとに再現すべき階調値を判断する。そして、階調値判断部１５８は、その判断結果をスクリーン選択部１６０へ出力する。
【００７１】
スクリーン選択部１６０は、階調値判断部１５８から受けた判断結果に基づいて、再現すべき濃度に応じたスクリーンを順次選択し、画像領域に対して、使用すべきスクリーンの種類をマッピングする。より具体的には、スクリーン選択部１６０は、スクリーン格納部１６２に格納されているスクリーンセット１６４を参照して、再現すべき濃度に対応するスクリーンを決定する。そして、スクリーン選択部１６０は、マッピング結果を指令生成部１６６へ出力する。
【００７２】
指令生成部１６６は、文字処理部１５６から受けた処理結果およびスクリーン選択部１６０から受けたマッピング結果を合成することで、入力画像に対応する露光指令を生成する。そして、この露光指令は、画像書込部４３（図１）へ出力される。すなわち、この露光指令によって、スクリーンの選択結果に従って画像形成処理が実行される。
【００７３】
スクリーン生成部１７０は、スクリーン格納部１６２に格納されているスクリーンセット１６４を必要に応じて生成または更新する。すなわち、画像形成装置ＭＦＰの使用環境、使用頻度、劣化状況などに応じて、画像形成プロセスが変化するので、スクリーン生成部１７０は、このようなプロセス変化に応じて、スクリーンの特性を適切に生成または更新される。典型的には、スクリーン生成部１７０は、目的の濃度階調特性に対する、トナー像またはプリント出力における実際の濃度階調特性のずれに基づいて、予め用意されているスクリーン群１７２を適切に組み合わせて、スクリーンセット１６４を決定する。このスクリーンセットの生成／更新処理については、以下に詳述する。
【００７４】
＜スクリーンセットの生成／更新処理＞
スクリーンを用いる画像形成装置では、特定の面積率においてプロセスが不安定化し、目的の階調値を再現できない場合がある。すなわち、スクリーンに隙間領域が生じる場合には、理想の作像処理を行なうことができない。そこで、このような画像形成装置では、ＩＤＣセンサ４９（図１）などを用いて、いずれの階調においても目的の濃度を再現できるように、補正が行われる。
【００７５】
本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰでは、このＩＤＣセンサ４９などを用いて、プリントエンジン４によって実際に形成されたトナー像の濃度などを検出し、このＩＤＣセンサ４９による検出結果に基づいて、目的の階調値を再現できるスクリーンセットを生成および／または更新する。
【００７６】
図４は、この発明の実施の形態１に従うスクリーンセットの切替えを説明するための図である。図５は、スクリーン別の階調特性の一例を示す図である。図６は、ドットスクリーンおよびラインスクリーンの一例を示す図である。
【００７７】
まず、予め用意されているスクリーン群１７２（ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーン）の各々についての階調特性が取得される。具体的には、図４（Ａ）に示すような複数の異なる階調値を有する基準パターンを入力画像として、スクリーン群１７２に含まれるスクリーンの種類だけ画像形成処理が繰返し実行される。この画像形成処理によってそれぞれ形成されたトナー像の濃度がＩＤＣセンサ４９により検出される。すなわち、図４（Ａ）に示すような基準パターンに従って、ドットスクリーンに含まれるそれぞれのパターンを用いて形成された像の濃度をＩＤＣセンサ４９によって検出した結果からドットスクリーンについての階調特性が取得される。同様の手順で、図４（Ａ）に示すような基準パターンに従って、ラインスクリーンおよび白抜きドットスクリーンに含まれるそれぞれのパターンを用いて形成された像の濃度をＩＤＣセンサ４９によって検出した結果からラインスクリーンおよび白抜きドットスクリーンのそれぞれについての階調特性が取得される。
【００７８】
なお、図１には、ＩＤＣセンサ４９が感光体ドラム４１上のトナー像の濃度を検出する構成を例示するが、トナー像が転写された記録紙上の濃度を検出するようにしてもよい。さらに、中間転写体（たとえば、転写ベルト）を有する画像形成装置では、この中間転写体上のトナー像の濃度を検出するようにしてもよい。
【００７９】
実際には、図４（Ａ）に示すような基準パターンを印刷した原稿をスキャナ３（図１）でスキャンすることで入力画像を生成してもよいし、図４（Ａ）に示す画像情報を含むデータを直接的に入力してもよい。なお、図４（Ａ）には、濃度が連続的に変化する、いわゆるグラデーションパターンを図示するが、離散的に異なる濃度をもつ複数パターンを配置した、いわゆるパッチパターンを用いてもよい。
【００８０】
このようにして取得された階調特性の一例を図５に示す。図４（Ａ）に示す基準パターンでは、長手方向に対する濃度変化率を一定にしているため、スクリーンにおける面積率の長手方向についての変化率は一定となる。そのため、各スクリーンについて、面積率（実際に作像されたトナー像の位置に対応）と実際の濃度（階調値）との関係を示すと、図５に示すようになる。図５に示す階調特性において、基準パターンの階調特性（目的の階調特性）と各スクリーンの階調特性との間の偏差が補正すべき量に相当する。言い換えれば、基準パターンの階調特性に対する偏差が大きいほど、プロセスが不安定化していることを意味する。
【００８１】
たとえば、ドットスクリーンの階調特性について見れば、面積率が比較的小さい範囲から目的とする階調値を再現できている。これに対して、ラインスクリーンの階調特性について見れば、面積率がある程度大きくなるまで（図５に示す面積率がＡ以下の範囲）は階調値を有効に再現できていない。また、面積率がＡ〜Ｂの範囲では、ドットスクリーンに比較して、ラインスクリーンの方がより基準パターンに一致した階調特性を示している。さらに、面積率がＢ以上の範囲では、ラインスクリーンは基準パターンから乖離する傾向が見られる。
【００８２】
このような階調特性の差異は、プロセスが不安定化する面積率が異なるために生じるものである。すなわち、ドットスクリーンでは、図６（Ａ）に示すように、面積率が相対的に低い場合であっても黒のドットが再現できる。これに対して、ラインスクリーンでは、図６（Ｂ）に示すように、面積率が相対的に低い場合には黒ラインの一部が再現されておらず、この結果、実際に現れる濃度が目的の濃度より低くなる。すなわち、ドットスクリーンは、面積率が相対的に低い場合に、ラインスクリーンに含まれる同一の面積率を有するパターンに比較して、相対的に大きな階調値を有するパターンからなる。
【００８３】
また、ラインスクリーンでは、図６（Ｂ）に示すように、面積率が相対的に高い場合には隣接する黒ライン間の隙間の一部が再現されておらず、この結果、実際に現れる濃度が目的の濃度より高くなる。
【００８４】
さらに、本願発明者らの実験によって、このような基準パターンの階調特性からの偏差量の大きさは、粒状性の良否との間に強い相関関係があることがわかった。より具体的には、出願人が提案する評価方法により得られる官能値（ＧＩ値）を、複数種類のスクリーン線数についてドットスクリーンとラインスクリーンとについて比較した。この結果、再現すべき階調値が相対的に低い場合には、ドットスクリーンの方がより粒状性が優れており、一方、再現すべき階調値が中央値の付近では、ラインスクリーンの方がより粒状性が優れていることがわかった。
【００８５】
したがって、ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーンの３種類のスクリーンを用意できる場合には、図４（Ｂ）に示すように、低階調側から、ドットパターン、ラインパターン、白抜きドットパターンの順に切替えるようなスクリーンセットを用いることが好ましい。
【００８６】
また、ドットスクリーンおよびラインスクリーンの２種類のスクリーンだけを用意できる場合には、低階調側から、ドットパターン、ラインパターン、ドットパターンの順、もしくは、ドットパターン、ラインパターンの順、に切替えるようなスクリーンセットを用いることが好ましい。
【００８７】
再度、図５を参照して、いずれの階調値において使用するスクリーンを切替えるかについては、基準パターンに対する偏差の大きさに基づいて判断される。たとえば、図５において、濃度Ｌａより低い範囲では、基準パターンに対する偏差はドットスクリーンの方が小さいが、濃度Ｌａより高い範囲では、基準パターンに対する偏差はラインスクリーンの方が小さくなる。同様に、濃度Ｌｂより低い範囲では、基準パターンに対する偏差はラインスクリーンの方が小さいが、濃度Ｌｂより高い範囲では、基準パターンに対する偏差は白抜きドットスクリーンの方が小さくなる。そのため、濃度ＬａおよびＬｂをスクリーンの切替ポイントとして決定することができる。このように、各濃度について、基準パターンに対するそれぞれのスクリーンの階調特性における偏差を算出することで、切替ポイントが決定される。すなわち、それぞれのスクリーンの階調特性に基づいて、基準パターンに対応する階調特性に対する誤差がより小さくなるように、切替ポイントが決定される。
【００８８】
なお、スクリーンセットにおいて、用いられるスクリーン種類が変更される階調値において、切替前後の階調値を等しくしておく必要がある。これは、階調差があると、グラデーションのような階調変化をもつ入力画像をプリントした際に、異なるスクリーンを用いてプリントされた領域間に擬似輪郭などが生じる場合があるからである。そのため、図５に示すように、濃度Ｌａにおいてドットスクリーンからラインスクリーンに切替えられる場合には、面積率Ａ１に対応するドットスクリーンのパターンに引き続いて、面積率Ａ２に対応するラインスクリーンのパターンが用いられる。同様に、濃度Ｌｂにおいてラインスクリーンから白抜きドットスクリーンに切替えられる場合には、面積率Ｂ１に対応するラインスクリーンのパターンに引き続いて、面積率Ｂ２に対応する白抜きドットスクリーンのパターンが用いられる。
【００８９】
なお、上述のように、ＩＤＣセンサなどを用いて実際に形成されたトナー像などの濃度に基づいてスクリーンセットを生成／更新する構成に加えて、または、これに代えて、予め標準的な階調特性を有するスクリーンセットを用意しておき、画像形成装置ＭＦＰの使用環境、使用頻度、劣化状況、プロセス設定条件などの作像条件に応じて、この予め用意されたスクリーンセットを補正するようにしてもよい。このような構成によれば、実際に形成されたトナー像の濃度を検出する必要がないので、画像形成装置ＭＦＰの生産性を向上させることができる。
【００９０】
＜処理手順＞
図７は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰにおける画像形成処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、代表的に、制御部１０のＣＰＵ１０２（図２）が予め格納されたプログラムを読込んで実行することで提供される。
【００９１】
図７を参照して、まず、ＣＰＵ１０２は、画像形成処理の開始が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１００）。画像形成処理の開始が指示されていない場合（ステップＳ１００においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１００の処理を繰返す。
【００９２】
画像形成処理の開始が指示された場合（ステップＳ１００においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０２は、入力画像を受付ける（ステップＳ１０２）。具体的には、ＣＰＵ１０２は、スキャナ３（図１）へ制御指令を与えて、原稿のスキャンを実行させる。あるいは、ＣＰＵ１０２は、ＨＤＤ１１０などから指定された画像データを読出す。
【００９３】
続いて、ＣＰＵ１０２は、受付けた入力画像に対して前処理を実行し（ステップＳ１０４）、さらに、前処理後の入力画像を文字領域と画像領域とに分離する（ステップＳ１０６）。その後、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０６において分離した文字領域について、必要な処理を行なう（ステップＳ１０８）。
【００９４】
並行して、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０６において分離した画像領域について、所定単位領域ごとに再現すべき階調値を判断し（ステップＳ１１０）、この判断結果に基づいて、各単位領域に用いるべきスクリーンを選択する（ステップＳ１１２）。
【００９５】
最終的に、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０８において出力された処理結果と、ステップＳ１１２において選択されたスクリーンとに基づいて、入力画像に対応する露光指令を生成し（ステップＳ１１４）、その生成した露光指令を画像書込部４３へ出力する（ステップＳ１１６）。すると、プリントエンジン４が、その露光指令に基づく、画像形成処理を実行する。そして、処理は終了する。
【００９６】
＜ドットスクリーンにおけるドットの拡大のさせ方＞
次に、上述したドットスクリーンにおける階調値の増加に従ったドットの拡大（「成長」ともいう）のさせ方について説明する。図８は、この発明の実施の形態に従うドットの拡大のさせ方の一例を示す図である。図９は、この発明の実施の形態に従うドットの拡大におけるＰＷＭ方式での発光パターンの一例を示す図である。
【００９７】
説明の都合上、画像データにおける薄い中間階調の画素は、ＰＷＭ方式では１／３画素分の発光時間、濃い中間階調の画素は２／３画素分の発光時間で発光することとする。なお、本実施の形態においては、１画素を３分割して発光制御する例を示す。しかし、これに限定されず、分割数は、４分割でも、２５５分割でも良い。
【００９８】
また、レーザ発光器４３１から発光された光の走査方向は、図８および図９において水平方向とする。また、図９においては、レーザ発光器４３１の発光時間ができるだけ長くなるように、隣接する画素の発光はなるべく継続するように、画素ごとに右寄せ発光、左寄せ発光といった、位置寄せ発光制御も含めた上での発光パターンを示している。
【００９９】
図８を参照して、ここでは、３画素の等方形状のドットを例として説明する。前述したドットスクリーンにおける階調値の増加に伴って付着領域を拡大するときに従う所定の規則は、次の（１）〜（６）の段階で示す規則を含む。
【０１００】
（１） １番目のパターンから２番目のパターンで示すように、ドットの重心位置の画素の濃度が最大になるまでドットを成長させる。
【０１０１】
（２） ３番目のパターンから４番目のパターンで示すように、ｍ画素の幅の等方形状のドットから、主走査方向の両側に、ドットの幅が、ｍ画素の幅からｎ画素の幅の最後の１画素分が最大濃度にならない範囲になるまで、徐々にドットを成長させる。
【０１０２】
（３） ５番目のパターンから６番目のパターンで示すように、副走査方向の両側に、ドットの幅が、ｍ画素の幅からｎ画素の幅になるまで、徐々にドットを成長させる。
【０１０３】
（４） ６番目のパターンで示すように、ドットの重心の主走査方向の両側に、ｎ画素の幅の最後の１画素分を最大濃度になるまで、徐々にドットを成長させる。
【０１０４】
（５） ７番目のパターンから８番目のパターンで示すように、ドットの重心以外の主走査方向の両側に、ｎ画素の幅になるまで、徐々にドットを成長させる。
【０１０５】
（６） 必要であれば、（２）から（５）の段階を順次繰返す。
なお、（４），（５）をまとめて表現すると、主走査方向の両側に、ドットがｎ画素の幅の等方形状となるまで、徐々にドットを成長させる段階と考えることができる。
【０１０６】
このような規則に従って成長させることで、結果的に、主走査方向および副走査方向に対称に、ドットを成長させることができるとともに、ドットの重心を移動させないようにドットを成長させることができる。
【０１０７】
また、このような規則は、３画素の等方形状のドットに限定されず、３画素以上の等方形状のドットに適用可能である。また、ドットは、等方形状に限定されず、ドットの円形度を維持できる範囲であれば、他の形状であってもよく、たとえば、４画素×３画素の矩形形状であってもよい。
【０１０８】
さらに、拡大前の等方形状の幅であるｍ画素の幅と、拡大後の等方形状の幅であるｎ画素の幅とは、ドットの円形度および粒状性を維持可能なように定められる。ここでは、たとえば、ｎ／ｍ≦３となるように定められる。
【０１０９】
図９を参照して、１番目および５番目の発光パターンに、レーザ発光器４３１の発光時間が１画素分の走査時間に満たない画素が含まれる。しかし、本実施の形態の場合は、１番目の発光パターンの場合と同様に、５番目の発光パターンでも、微小発光時間部分の発光時間を変更しても、同時にドットの一番両外側の成長部分の発光時間まで変更してしまうことはない。
【０１１０】
したがって、γ補正処理で不安定発光時間は設定しないように回避しても、階調再現性が不連続となってしまう懸念はなく、階調再現性を悪化させることはない。
【０１１１】
また、本実施の形態のドット成長方法では、たとえば、図８で示したように、レーザ発光器４３１から発光された光の走査方向と平行方向に、中間階調の画素が連続することはないことは明白である。このため、背景技術の図１７の７番目の発光パターンのような、１ドットを作像中にレーザ発光器４３１が点滅することもない。
【０１１２】
したがって、微小発光時間の設定回避、および、１ドット内でのレーザ発光器４３１の点滅回避が可能となるため、従来方式よりも安定した発光が可能となる。
【０１１３】
また、本実施の形態の発光パターンは、上述した規則の（２）の段階で、少し横長となる場合があるが、現状の電子写真プロセスでは、ほとんどの場合、光の走査方向の光の径（レーザーの場合は主走査方向ビーム径）より、光の副走査方向の光の径（レーザーの場合は副走査方向ビーム径）の方が長く、発光パターンから受ける印象ほどの横長ドットではなく、高い円形度を保てている。
【０１１４】
なお、図８および図９においては、ドット成長方法を示すパターンおよび発光パターンによると、同時にドット成長する画素数が、１個の場合、２個の場合、４個の場合と、個数が異なる。この実施の形態では３×３のマトリックスで図示しているが、これが５×５等、さらに大きなサイズになると、もっといろいろな画素数の場合が発生すると考えられる。
【０１１５】
したがって、各画素の分割数をそろえて、ドットを成長させると、ドットが成長するスピード（ドットの面積増加量）が階調によって異なってしまう。そこで、同時にドット成長する画素数が多い画素ほど、その画素数に応じて分割数を増やし、常にドット成長スピードが等しくなるようにする。
【０１１６】
図１０は、ドットの粒状性と官能評価との関係を示すグラフである。図１１は、ドットの粒状性と円形度との関係を示すグラフである。図１２は、ドットの粒状性と円形度のばらつきとの関係を示すグラフである。
【０１１７】
図１０から図１２までを参照して、粒状性を評価するための指標であるＧＩ値が小さくなる程、粒状性の官能評価は良い。また、円形度が高く（円に近く）なる程、粒状性は良い。さらに、円形度のばらつきσが小さくなる程、粒状性は良い。
【０１１８】
＜作用効果＞
本実施の形態１における画像形成装置ＭＦＰによれば、この実施の形態のドットスクリーンを用いることで、ドットスクリーンを表現するパターンのドットの円形度および円形度のばらつきを維持し、かつ、ドットの重心位置が移動しないためドットの整列性も高められる上で、プリントエンジン４におけるレーザ発光器４３１の発光安定性も高めることができ、濃度変動を改善できる。このため、高精細な作像が可能な電子写真方式を用いた画像形成装置ＭＦＰであっても、粒状性に優れ、露光変動による画像変動を抑制でき、画像安定性も悪化しない画像形成装置ＭＦＰを提供できる。
【０１１９】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１においては、本発明をモノクロのプリントエンジンを搭載した画像形成装置に適用した場合の構成について例示したが、本発明は、カラーのプリントエンジンを搭載した画像形成装置についても適用可能である。
【０１２０】
図１３は、この発明の実施の形態２に従う画像形成装置ＭＦＰ＃の概略構成図である。図１３を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰ＃は、実質的に、図１に示す実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰのプリントエンジン４をフルカラーのプリントエンジン４＃に変更し、さらに、制御部１０を制御部１０＃に変更した構成に相当する。そのため、以下の説明においては、プリントエンジン４＃および制御部１０＃以外の部位についての説明は繰返さない。
【０１２１】
＜画像形成装置の構成＞
プリントエンジン４＃は、電子写真方式の画像形成プロセスの一例として、フルカラーのプリント出力が可能である。具体的には、プリントエンジン４＃は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を生成するイメージング（作像）ユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋを含む。イメージングユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋは、プリントエンジン４＃内に張架されて駆動される転写ベルト２７に沿って、その順序に配置される。
【０１２２】
イメージングユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋは、それぞれ画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋと、感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋとを含む。画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋの各々は、対象の画像データに含まれる各色イメージに応じたレーザ光を発するレーザダイオードと、このレーザ光を偏向して対応の感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの表面を主走査方向に露光させるポリゴンミラーとを含んでいる。
【０１２３】
感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの表面には、上述ような画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋによる露光によって静電潜像が形成され、この静電潜像がそれぞれ対応するトナーユニット４４１Ｙ，４４１Ｍ，４４１Ｃ，４４１Ｋから供給されるトナー粒子によってトナー像として現像される。
【０１２４】
感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの表面に現像された各色のトナー像は、転写ベルト２７に順次転送される。さらに、この転写ベルト２７上に重ねられたトナー像は、給紙部５からタイミングを合わせて供給される記録紙にさらに転写される。
【０１２５】
この記録紙上に転写されたトナー像は、下流部に配置された定着部において定着された後、トレイ５７に排出される。
【０１２６】
なお、本発明は、上述のようなフルカラー（４色）のトナー像を重ね合わせるプリントエンジンに限られず、たとえば「黒」および「赤」の２色のトナー像を形成可能な画像形成装置にも適用可能である。
【０１２７】
＜制御部＞
制御部１０＃のハードウェア構成については、上述の図２に示す実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰ内の制御部１０と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１２８】
図１４は、この発明の実施の形態２に従う画像形成装置ＭＦＰ＃の制御部１０＃における制御構造を示すブロック図である。図１４を参照して、制御部１０＃は、プリント対象の入力画像（カラー画像）に応じた各色の静電潜像を感光体（転写ベルト２７）上に形成するために露光装置へ与える指令（露光指令）を出力する。
【０１２９】
より具体的には、制御部１０＃は、その制御構造として、前処理部１５２と、領域分離部１５４と、文字処理部１５６と、階調値判断部１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋと、スクリーン選択部１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋと、スクリーン格納部１６２＃と、指令生成部１６６＃と、スクリーン生成部１７０＃とを含む。スクリーン格納部１６２＃は、ＲＡＭ１０３、ＥＥＰＲＯＭ１０７、ＨＤＤ１０９（図２）に含まれる所定の領域として提供される。その他の部位は、典型的に、ＣＰＵ１０１（図２）がプログラムをＲＡＭ１０３（図２）に展開し、各コマンドを実行することで提供される。
【０１３０】
前処理部１５２、領域分離部１５４、および文字処理部１５６については、図３に示す制御部１０と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１３１】
色分離部１７６は、領域分離部１５４から受けた画像領域の情報を各色の画像情報に分解する。すなわち、色分離部１７６は、イメージングユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋでそれぞれ形成されるトナー像に応じて、画像情報を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の情報に分解する。そして、色分離部１７６は、分解して得られた情報をそれぞれ階調値判断部１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋへ出力する。
【０１３２】
階調値判断部１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋの各々は、色分離部１７６から受けた対応する色の画像情報に基づいて、所定単位領域ごとに再現すべき階調値を判断する。そして、階調値判断部１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋは、それぞれの判断結果をそれぞれスクリーン選択部１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋへ出力する。
【０１３３】
スクリーン選択部１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋは、それぞれ階調値判断部１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋから受けた判断結果に基づいて、再現すべき階調値に応じたスクリーンを順次選択し、使用すべきスクリーンの種類をマッピングする。なお、スクリーン選択部１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋの各々における処理は、図３に示すスクリーン選択部１６０の処理と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１３４】
指令生成部１６６＃は、文字処理部１５６から受けた処理結果およびスクリーン選択部１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋから受けたマッピング結果を合成することで、入力画像に対応する露光指令を生成する。そして、この露光指令は、画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ（図１３）へ出力される。
【０１３５】
スクリーン生成部１７０＃は、スクリーン格納部１６２＃に格納されている各色に対応するスクリーンセット１６４Ｃ，１６４Ｍ，１６４Ｙ，１６４Ｋを必要に応じて生成または更新する。スクリーン生成部１７０＃は、基本的には、色毎に独立してスクリーンセットを生成する。
【０１３６】
＜処理手順＞
図１５は、この発明の実施の形態２に従う画像形成装置ＭＦＰ＃における画像形成処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、代表的に、制御部１０のＣＰＵ１０２（図２）が予め格納されたプログラムを読込んで実行することで提供される。
【０１３７】
図１５を参照して、まず、ＣＰＵ１０２は、画像形成処理の開始が指示されたか否かを判断する（ステップＳ３００）。画像形成処理の開始が指示されていない場合（ステップＳ３００においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３００の処理を繰返す。
【０１３８】
画像形成処理の開始が指示された場合（ステップＳ３００においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０２は、入力画像を受付ける（ステップＳ３０２）。具体的には、ＣＰＵ１０２は、スキャナ３（図１３）へ制御指令を与えて、原稿のスキャンを実行させる。あるいは、ＣＰＵ１０２は、ＨＤＤ１１０などから指定された画像データを読出す。
【０１３９】
続いて、ＣＰＵ１０２は、受付けた入力画像に対して前処理を実行し（ステップＳ３０４）、さらに、前処理後の入力画像を文字領域と画像領域とに分離する（ステップＳ３０６）。その後、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０６において分離した文字領域について、必要な処理を行なう（ステップＳ３０８）。
【０１４０】
並行して、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０６において分離した画像領域の情報を各色の画像情報に分解する（ステップＳ３１０）。続いて、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３１０における分解処理によって得られた画像情報のうち最初の画像情報を選択し（ステップＳ３１２）、当該選択した画像情報について、所定単位領域ごとに再現すべき階調値を判断し（ステップＳ３１４）、さらに、この判断結果に基づいて、各単位領域に用いるべきスクリーンを選択する（ステップＳ３１６）。
【０１４１】
その後、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３１０における分解処理によって得られたすべての画像情報についてスクリーン選択処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ３１８）。すべての画像情報についてはスクリーン選択処理が完了していない場合（ステップＳ３１８においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３１０における分解処理によって得られた画像情報のうち未処理の画像情報の１つを選択し（ステップＳ３２０）、ステップＳ３１４以下の処理を再度実行する。
【０１４２】
一方、すべての画像情報についてはスクリーン選択処理が完了した場合（ステップＳ３１８においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０８において出力された処理結果と、ステップＳ３１６において選択された各色のスクリーンとに基づいて、入力画像に対応する露光指令を生成し（ステップＳ３２２）、その生成した露光指令を画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋへ出力する（ステップＳ３２４）。すると、プリントエンジン４＃が、その露光指令に基づく、画像形成処理を実行する。そして、処理は終了する。
【０１４３】
［その他の実施の形態］
（１） 前述した実施の形態においては、プリントエンジン４は、発光光源としてレーザ発光器４３１を備えることとした。そして、プリントエンジン４が、主走査方向には発光光源であるレーザ発光器４３１から照射されるレーザビームの光を走査し、主走査方向に垂直な副走査方向には感光体ドラム４１を動かすことによって感光体ドラム４１を露光することとした。
【０１４４】
しかし、これに限定されず、プリントエンジン４は、発光光源として複数のＬＥＤを備えるようにしてもよい。複数のＬＥＤは、感光体の動く方向と垂直な方向（感光体がドラムである場合は、軸方向）に列を為す複数の画素のそれぞれに光を照射可能に並べられる。そして、プリントエンジン４が、感光体を動かしながら、複数のＬＥＤからの光で感光体を露光するようにする。
【０１４５】
この場合、図８および図９で示したドットの成長において、水平方向と垂直方向とが逆になる。つまり、複数のＬＥＤで照射される画素の列が図の垂直方向となり、感光体の動く方向が図の水平方向となる。
【０１４６】
（２） 前述の実施の形態に係るプログラムによって実現される機能の一部または全部を専用のハードウェアによって構成してもよい。
【０１４７】
（３） 前述の実施の形態に従うＣＰＵで実行されるプログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずＯＳと協働して処理が実行される。したがって、このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明に係るプログラムに含まれ得る。
【０１４８】
（４） 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４９】
２ 自動原稿搬送部、３ スキャナ、４，４＃ プリントエンジン、５ 給紙部、１０，１０＃ 制御部、２１ 原稿給紙台、２２ 送出ローラ、２３ レジストローラ、２４ 搬送ドラム、２５ 排紙台、２６ 手差給紙部、２７ 転写ベルト、３１，３２ ミラーユニット、３３ 結像レンズ、３４ 撮像素子、３５ プラテンガラス、４１，４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ 感光体ドラム、４２ 帯電器、４３ 画像書込部、４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ 画像書込部、４４ 現像部、４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋ イメージング（作像）ユニット、４５ 転写器、４６ 除電器、４７ 定着装置、４８ クリーニング部、４９ ＩＤＣセンサ、５１ タイミングローラ、５２，５３，５４ 送出ローラ、５５ 搬送ローラ、５７ トレイ、１０２ ＣＰＵ、１０４ ＲＡＭ、１０６ ＲＯＭ、１０８ ＥＥＰＲＯＭ、１１０ ＨＤＤ、１１２ 外部通信Ｉ／Ｆ、１１４ 内部通信Ｉ／Ｆ、１１６ 内部バス、１５２ 前処理部、１５４ 領域分離部、１５６ 文字処理部、１５８，１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋ 階調値判断部、１６０，１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋ スクリーン選択部、１６２，１６２＃ スクリーン格納部、１６４，１６４Ｃ，１６４Ｍ，１６４Ｙ，１６４Ｋ スクリーンセット、１６６，１６６＃ 指令生成部、１７０，１７０＃ スクリーン生成部、１７２ スクリーン群、１７６ 色分離部、３１１，３５１ 光源、３１２，３２１，３５２，３５３ ミラー、４３１ レーザ発光器、４４１Ｙ，４４１Ｍ，４４１Ｃ，４４１Ｋ トナーユニット、４７１ 加熱ローラ、４７２ 加圧ローラ、ＭＦＰ，ＭＦＰ＃ 画像形成装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置、画像形成方法、および、スクリーン群を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関し、特に、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置、画像形成方法、および、スクリーン群を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の高速機が印刷業界へ進出し始めてきている。このため、電子写真方式の画像形成装置に対する高画質化の要望が更に大きくなってきている。そのため、電子写真方式の各プロセス技術における改善により、従来よりも画像データに対して忠実に再現可能となる、高精細な作像が可能な画像形成装置が登場してきた。
【０００３】
しかしながら、画像データに対して忠実に再現可能となる、高精細な作像が可能な画像形成装置にすることにより、画像データ上に有する画質劣化要因までもが忠実に作像されてしまう。このため、従来では目立たなかった画像データ上に有する画質劣化要因による画質劣化が生じてしまう。その一つとして、ハーフトーンを作像する際に良く使用されるドットスクリーンによる粒状性悪化がある。ドットスクリーンにおいては、露光をドット形成部に集中させることで、一様なハーフトーンよりも潜像を安定させつつ、ドットは整列性を持って形成される。このため、本来は粒状性も大きな問題とはならず、従来の画像形成装置のハーフトーンの作像に良く使用されている。
【０００４】
このドットスクリーンのドットの作像方法には、ディザマトリックス法を利用して、１画素ずつ順番にドット成長させていくものが多い。しかし、この手法では、ドットの成長に際してドットの重心位置が移動したり、ドットの円形度がくずれる場合がある。また、階調再現性向上のために、クラスタ処理を用いる画像形成装置も多くある。クラスタ処理とは、すべてのドットに対して等しくドット成長をさせるのではなく、各ドットにドット成長させる順位付けを行い、その順位通りにドット成長させる処理である。
【０００５】
一般に、ドットを並べて表現したハーフトーン画像の粒状性は、ドットの円形度が高く、円形度ばらつきが小さく、ドット間隔が均一なものが良いとされている。したがって、前述のドットスクリーンのドット作像では、粒状性が悪化してしまう。従来の電子写真方式の画像形成装置では、前述で示した粒状性悪化となる画像データ上の要因まで忠実に再現できなかったため、問題とはなっていなかった。しかし、高精細な作像が可能となる、電子写真方式の画像形成装置では、粒状性の悪化につながってしまう。
【０００６】
特許文献２には、ビーム径を主走査方向と副走査方向でバランス良く違いを持たせ、露光によって生じる１画素の潜像をほぼ円形にすることが記載されている。しかし、１画素の潜像をほぼ円形にしたとしても、ドットの粒状性を改善することはできない。
【０００７】
一方、特許文献１の技術では、ドットの円形度の向上方法や整列性を崩さないドット成長方法を示し、高精細な電子写真方式であっても粒状性の優れた画像形成装置は可能であることを示してきた。
【０００８】
以下、特許文献１の技術について説明する。電子写真方式の画像形成装置においては、一様に帯電した感光体表面を、再現する画像に対応して、レーザーまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光光源で露光することで、露光された感光体表面部分のみ除電し、このようにして出来た感光体表面上の潜像を、現像装置によって顕像化することで、感光体上に作像する。
【０００９】
したがって、露光で潜像を制御できる為、ハーフトーンの濃淡は露光装置（発光光源）を制御して行う。近年の露光装置（発光光源）の制御方式は、発光ＯＮ／ＯＦＦ時間を制御する、パルス幅変調（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation））方式が主流となっている。
【００１０】
パルス幅変調方式においては、画像の濃淡は、薄い時は発光時間を短く、濃い時は発光時間を長くすることによって制御される。ドットスクリーン技術を利用して濃度を上げる時は、ドット径を大きく、または、ドット数を増やすように、発光時間を長くすることでドットを成長（「拡大」ともいう）させて濃淡を表現している。
【００１１】
図１６は、従来のドット径を大きくする場合のドットの成長の例を示す図である。図１６を参照して、特許文献１の技術においては、粒状性の向上を図るため、ドットの重心位置を移動させず、円形状に近いと言われる等方形状を常に保ちながら、ドットを成長させることとしている。このドット成長法を用いれば、ドットの円形度は上がり、整列性が崩れない為、粒状性は向上する旨が特許文献１に記載されている。
【００１２】
つまり、まず、注目する画素が徐々に濃く（ドットが大きく）なっていき、注目画素すべてが最大濃度になると、そのドットの重心位置が移動しないように、上下左右に等形状を維持しながらドットが成長していく。
【００１３】
図１７は、従来のドット径を大きくする場合のドットの成長におけるＰＷＭ方式での発光パターンの例を示す図である。ここでは、図１６における中間階調の画素は、図１７においては、ＰＷＭ方式で１／３画素分の発光時間で発光することとする。なお、ここでは、１画素を３分割して発光制御する例を示すが、これに限定されず、分割数は、４分割でも、１００分割でも良い。上市されている画像形成装置では２５５分割のものが多い。
【００１４】
図１７を参照して、発光光源から発光された光の走査方向は、図では水平方向とし、発光光源の発光時間ができるだけ長くなるように、隣接する画素の発光はなるべく継続するように、画素ごとに右寄せ発光、左寄せ発光といった、位置寄せ発光制御も含めた事例をもとに、発光パターンを示している。なお、ここでは、位置寄せ発光制御においては、図１７の７番目の発光パターンで示すように、ドットの重心位置を移動させないために、左右逆転形状となるように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００１−１２８００２号公報
【特許文献２】特開２００４−１０６２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図１７においては、水平方向に発光光源から発光された光が走査していることから、水平方向の幅が短い所が、発光光源の発光時間が微小となる箇所である。ここでは、発光時間が１画素分の走査時間に満たない箇所が存在するのは、１，３，７番目の発光パターンである。
【００１７】
１番目の発光パターンは、発光として不安定な時間は使用せず、安定して発光できる時間から設定すれば問題ない（γ補正処理で不安定発光時間は使用しない）。３番目および７番目の発光パターンでは、微小発光時間部分の発光時間を変更すると、同時にドットの一番両外側の成長部分も変更してしまうため、階調再現性に不連続性が生じてしまう。
【００１８】
したがって、特許文献１の技術をＰＷＭ方式の画像形成装置で実施する場合は、粒状性向上を達成した時には、発光素子の微小時間発光時の発光不安定による画質の安定性悪化、もしくは、発光素子の微小時間発光を回避するために、階調再現性の悪化が懸念される。
【００１９】
このように、特許文献１の技術では、電子写真方式の露光プロセスで主流となっているＰＷＭ法（パルス幅変調方式）を用いた画像形成装置に適用した場合、露光のための発光素子が安定して発光できる時間よりも微小な発光時間を設定する画素が発生してしまう。このため、その画素部分の発光素子の発光変動により、画像が変動してしまうという問題が生じた。
【００２０】
この発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、その目的の１つは、高精細な作像が可能な電子写真方式でも粒状性に優れ、かつ、露光部の発光素子の発光変動による画像変動も防止可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明のある局面に従えば、画像形成装置は、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の装置である。複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含む。
【００２２】
画像形成装置は、階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大するスクリーン群を格納する記憶部と、入力画像の単位領域に対し、スクリーン群よりスクリーンを選択するスクリーン選択部と、選択されたスクリーンを用いて、第１の走査方向および第１の走査方向に垂直な第２の走査方向への発光光源による露光によって、画像形成を実行する作像部とを備える。
【００２３】
所定規則は、第１の幅の略等方形状から第１の走査方向の両側に第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで第１領域を徐々に拡大する段階と、第２の走査方向の両側に、第１領域の幅を第２の幅まで第１領域を徐々に拡大する段階と、第１の走査方向の両側に第１領域が第２の幅の略等方形状となるまで第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、第１領域を拡大する規則を含む。
【００２４】
好ましくは、所定規則は、第１領域を拡大しても第１領域の重心を維持するように第１領域の重心から第１の走査方向および第２の走査方向について対称形状に第１領域を拡大する規則を含む。
【００２５】
好ましくは、第１の幅と第２の幅とは、第１領域の粒状性を維持可能なように定められる。
【００２６】
好ましくは、作像部は、発光光源によって第１の走査方向の１画素分の露光時間を複数に分割して露光可能であり、１階調分の第１領域の拡大において、同時に拡大する画素の数に応じて、１画素分の露光時間の分割数を異ならせる。
【００２７】
好ましくは、作像部は、第１の走査方向には発光光源からの光を走査し、第２の走査方向には感光体を動かすことによって感光体を露光する。
【００２８】
好ましくは、作像部は、第１の走査方向に感光体を動かしながら、第２の走査方向に列を為す複数の画素のそれぞれに光を照射可能に並べられた複数の発光光源からの光で感光体を露光する。
【００２９】
この発明の他の局面に従えば、画像形成方法は、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の方法である。複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含む。
【００３０】
画像形成方法は、階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大するスクリーン群を用意するステップと、入力画像の単位領域に対し、スクリーン群よりスクリーンを選択するステップと、選択されたスクリーンを用いて、第１の走査方向および第１の走査方向に垂直な第２の走査方向への発光光源による露光によって、画像形成を実行するステップとを含む。
【００３１】
所定規則は、第１の幅の略等方形状から第１の走査方向の両側に第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで第１領域を徐々に拡大する段階と、第２の走査方向の両側に、第１領域の幅を第２の幅まで第１領域を徐々に拡大する段階と、第１の走査方向の両側に第１領域が第２の幅の略等方形状となるまで第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、第１領域を拡大する規則を含む。
【００３２】
この発明のさらに他の局面に従えば、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されるスクリーン群は、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式における複数のスクリーンで構成される。複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含む。スクリーン群においては、階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大する。
【００３３】
所定規則は、第１の幅の略等方形状から第１の走査方向の両側に第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで第１領域を徐々に拡大する段階と、第１の走査方向に垂直な第２の走査方向の両側に、第１領域の幅を第２の幅まで第１領域を徐々に拡大する段階と、第１の走査方向の両側に第１領域が第２の幅の略等方形状となるまで第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、第１領域を拡大する規則を含む。
【発明の効果】
【００３４】
この発明に従えば、高精細な作像が可能な電子写真方式でも粒状性に優れ、かつ、露光部の発光素子の発光変動による画像変動も防止可能な画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置内の制御部のハードウェア構成を示す模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置の制御部における制御構造を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に従うスクリーンセットの切替えを説明するための図である。
【図５】スクリーン別の階調特性の一例を示す図である。
【図６】ドットスクリーンおよびラインスクリーンの一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置における画像形成処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態に従うドットの拡大のさせ方の一例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態に従うドットの拡大におけるＰＷＭ方式での発光パターンの一例を示す図である。
【図１０】ドットの粒状性と官能評価との関係を示すグラフである。
【図１１】ドットの粒状性と円形度との関係を示すグラフである。
【図１２】ドットの粒状性と円形度のばらつきとの関係を示すグラフである。
【図１３】この発明の実施の形態２に従う画像形成装置の概略構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態２に従う画像形成装置の制御部における制御構造を示すブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態２に従う画像形成装置における画像形成処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】従来のドット径を大きくする場合のドットの成長の例を示す図である。
【図１７】従来のドット径を大きくする場合のドットの成長におけるＰＷＭ方式での発光パターンの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００３７】
［実施の形態１］
＜画像形成装置の構成＞
本発明は、電子写真方式の画像形成装置であればどのような装置にも適用できるものであり、具体的には、コピー機、レーザプリンタ、ファクシミリ、複合機（ＭＦＰ、Multi Function Peripheral）などに適用される。以下では、本発明に係る画像形成装置の典型例として、複写機能、プリント機能、ファクシミリ機能、およびスキャナ機能といった複数の機能を搭載した複合機について説明する。
【００３８】
図１は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰの概略構成図である。図１を参照して、画像形成装置ＭＦＰは、自動原稿搬送部２と、スキャナ３と、プリントエンジン４と、給紙部５とを含む。
【００３９】
自動原稿搬送部２は、原稿の連続的なスキャンを行なうためのものであり、原稿給紙台２１と、送出ローラ２２と、レジストローラ２３と、搬送ドラム２４と、排紙台２５とを含む。スキャン対象の原稿は、原稿給紙台２１上に載置され、送出ローラ２２の作動により一枚ずつ送り出される。そして、この送り出された原稿は、レジストローラ２３により一旦停止されて先端が整えられた後に、搬送ドラム２４へ搬送される。さらに、この原稿は、搬送ドラム２４のドラム面と一体に回転し、その過程において後述するスキャナ３により画像面がスキャンされる。その後、原稿は、搬送ドラム２４のドラム面を略半周した位置においてドラム面から分離されて排紙台２５へ排出される。
【００４０】
スキャナ３は、第１ミラーユニット３１と、第２ミラーユニット３２と、結像レンズ３３と、撮像素子３４と、プラテンガラス３５とを含む。第１ミラーユニット３１は、光源３１１とミラー３１２とを含み、搬送ドラム２４の直下の位置において、通過する原稿に向けて光源３１１から光を照射する。この光源３１１から照射された光のうち、原稿によって反射した光は、第２ミラーユニット３２へ入射する。第２ミラーユニット３２は、原稿の移動方向に直交する向きに沿って配置されたミラー３２１および３２２を含み、第１ミラーユニット３１からの反射光は、ミラー３２１および３２２で順次反射されて結像レンズ３３へ導かれる。結像レンズ３３は、この反射光をライン状の撮像素子３４に結像する。
【００４１】
画像形成装置ＭＦＰでは、プラテンガラス３５に載置された原稿から画像情報を取得することも可能である。この場合には、可動式の光源３５１およびミラー３５２が原稿の画像面をスキャンする。このスキャンに伴って、光源３５１から与えられた光は、原稿の移動方向に直交する向きに沿って配置されたミラー３５３および３５４で順次反射されて結像レンズ３３へ導かれる。
【００４２】
撮像素子３４は、受光した反射光を電気信号に変換して、後述する制御部１０へ出力する。スキャナ３によって取得された原稿の画像情報、すなわち撮像素子３４から出力される電気信号は、制御部１０にて各種の画像処理が行われる。
【００４３】
プリントエンジン４は、電子写真方式の画像形成プロセスの一例として、単色のプリント出力が可能である。すなわち、プリントエンジン４は、画像形成処理を実行する作像部に相当する。具体的には、プリントエンジン４は、感光体ドラム４１と、帯電器４２と、画像書込部４３と、現像部４４と、転写器４５と、除電器４６と、定着装置４７と、クリーニング部４８と、ＩＤＣ（Image Density Control）センサ４９とを含む。ユーザ操作などによって、画像形成処理（プリント処理）の開始が指示されると、画像書込部４３は、プリント対象の画像データに基づいてポリゴンミラー（図示しない）を回転作動させることで、レーザ発光器４３１から照射されるレーザビームを、感光体ドラム４１の軸方向に対する主走査露光として照射する。以下、この軸方向を主走査方向という。同時に、感光体ドラム４１自身の回転による副走査も行なわれる。以下、この回転方向を副走査方向という。このレーザビームの照射前に、感光体ドラム４１には、帯電器４２によって所定電位が付与されている。感光体ドラム４１は、この電位により一様に帯電されている。なお、感光体ドラム４１を帯電する構成としては、図１に示すローラ帯電方式に代えてコロナ放電方式を採用してもよい。このコロナ放電方式では、所定電位を発生するチャージャーと、チャージャーと電気的に接続されたグリッドメッシュ、ブレード、ブラシなどとを用いて、感光体ドラム４１を帯電する。
【００４４】
感光体ドラム４１の感光層には、主走査露光および副走査露光によって、原稿画像の静電潜像が形成される。なお、露光装置としては、ポリゴンミラーを用いてレーザ発光器４３１からのレーザ光を制御する構成に代えて、感光体ドラム４１の軸方向に沿って配置した複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）の発光量を制御する構成を採用してもよい。また、像担持体としては、図１に示すローラ状の感光体ドラム４１に代えて、後述するようなベルト形状の感光体を採用してもよい。
【００４５】
現像部４４は、この感光体ドラム４１上に形成された静電潜像を反転現像してトナー像を生成する。一例として、現像部４４は、２成分現像方式に従ってトナー像を生成する。すなわち、現像部４４内には、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤が蓄えられており、これらのトナーとキャリアとは、攪拌スクリューによって攪拌されることで摩擦荷電された現像剤となる。そして、この現像剤が供給スクリューによって現像ローラに供給される。さらに、現像剤は、現像ローラの回転により感光体ドラム４１上の現像領域に近接した位置へと搬送されると、現像ローラの電位と感光体ドラム４１上に形成されている静電潜像の有する電位との間に生じる電界を受けて、感光体ドラム４１へ移動する。その結果、感光体ドラム４１上の静電潜像がトナー像として現像される。なお、現像部４４としては、上述の２成分現像方式に代えて、１成分現像方式もしくはハイブリッド現像方式を採用してもよい。
【００４６】
上述の現像部４４における動作と並行して、記録紙を収容する給紙部５の給紙カセットにそれぞれ対応する送出ローラ５２，５３，５４および手差給紙部２６のうち、画像形成に用いられるべき記録紙に対応する部位が作動して記録紙を供給する。この供給された記録紙は、搬送ローラ５５および５６ならびにタイミングローラ５１によって搬送され、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像に同期するように、感光体ドラム４１に給紙される。
【００４７】
転写器４５は、感光体ドラム４１に反対極性の電圧を印加することで、感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を記録紙に転写する。そして、除電器４６は、トナー像が転写された記録紙を除電することで、記録紙を感光体ドラム４１から分離させる。その後、トナー像が転写された記録紙は定着装置４７へ搬送される。なお、転写器４５としては、図１に示すような転写ローラを用いた転写方式に代えて、転写チャージャーまたは転写ベルトを用いた転写方式を採用してもよい。あるいは、感光体ドラム４１から記録紙へトナー像を直接転写する直接転写方式に代えて、感光体ドラム４１と記録紙との間に、転写ローラ、転写ベルトといった中間転写体を配置して、２段階以上のプロセスによって転写を行なうようにしてもよい。
【００４８】
定着装置４７は、加熱ローラ４７１と加圧ローラ４７２とを含む。加熱ローラ４７１は、記録紙を加熱することで、その上に転写されたトナーを溶融するとともに、加熱ローラ４７１と加圧ローラ４７２との間の圧縮力により、溶融したトナーが記録紙上に定着される。そして、記録紙はトレイ５７に排出される。なお、定着装置４７としては、図１に示すような定着ローラを用いた定着方式に代えて、定着ベルトなど用いた定着方式、もしくは非接触の定着方式を採用してもよい。
【００４９】
一方、記録紙が分離された感光体ドラム４１では、その残留電位が除去された後、クリーニング部４８によって残留トナーが除去および清掃される。そして、次の画像形成処理が実行される。クリーニング部４８は、一例として、クリーニングブレード、クリーニングブラシ、クリーニングローラ、またはこれらの組み合わせにより、残留トナーを除去および清掃する。あるいは、クリーニング部４８に代えて、現像部４４を用いて残留トナーを回収するクリーナーレス方式を採用してもよい。
【００５０】
ＩＤＣセンサ４９は、感光体ドラム４１上に形成されるトナー像の濃度を検出する。このＩＤＣセンサ４９は、代表的に反射型フォトセンサからなる光強度センサであり、感光体ドラム４１の表面からの反射光強度を検出する。すなわち、ＩＤＣセンサ４９は、画像形成された結果を検出する。
【００５１】
＜中間階調の再現処理＞
次に、電子写真方式の画像形成プロセスにおける中間階調の再現処理について説明する。上述したように、電子写真方式における画像形成プロセスでは、レーザビームなどを用いて、一様に帯電させた感光体の表面を再現すべき画像に応じて露光させることで、感光体上に静電潜像を形成し、さらに、この形成された静電潜像を現像部によってトナー像として現像する。すなわち、電子写真方式では、感光体の表面上でトナー像とすべき部分か否かを制御するのみであり、各部分の着色量（すなわち、トナー付着量）を連続的に制御することはできない。そこで、電子写真方式における中間階調は、網点（ハーフトーン）手法を用いて、単位面積あたりのトナーを付着すべき面積の比率（以下「面積率」とも称す。）を制御することで再現される。すなわち、小さな点や線からなる露光パターンに従って、露光装置による単位面積あたりの露光量を制御することで中間階調が再現される。一般的に、露光装置では、露光に用いられる光をオン／オフ時間を制御する、いわゆるパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）方式が採用されているため、本実施の形態においても、このパルス幅変調方式の露光装置を用いる構成について例示する。このパルス幅変調方式では、画像の濃度が低い（低階調値の）部分については発光時間の比率を相対的に短くし、画像の濃度が高い（高階調値の）部分については発光時間の比率を相対的に長くする。
【００５２】
より具体的には、本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰでは、いわゆるスクリーン技術を用いて中間階調を再現する。このスクリーン技術では、複数の階調値にそれぞれ対応付けて複数のスクリーンが予め用意される。そして、この複数のスクリーンの中から、入力画像に含まれる中間階調を有する単位領域毎にスクリーンが選択され、この選択されたスクリーンに従って感光体の表面に対する露光パターンが制御される。すなわち、本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰは、複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する。写真などを高精度で再現するためには、多数の階調値を再現可能にする必要があるため、目的とし得る階調値に相当する数のスクリーンが予め用意される。このようなスクリーン群としては、一般的には、「ドットスクリーン」または「ラインスクリーン」が採用される。
【００５３】
各スクリーンは、着色すべき（トナーを付着すべき）領域である「第１領域（トナー付着領域）」と、着色すべきではない（トナーを付着すべきではない）領域である「第２領域（トナー非付着領域）」とにより定義された２値化パターンを有している。なお、以下の図において、第１領域（トナー付着領域）を「黒」で表現し、第２領域（トナー非付着領域）を「白」で表現する。
【００５４】
複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域（または、トナー付着領域）と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域（または、トナー非付着領域）とが定められたパターンを含む。本明細書において、「第１領域」はトナーを付着させるための制御の対象となる画素または画素の集合体に対応し、「第２領域」はそれ以外の領域、すなわち、トナーを付着させるための制御の対象ではない画素または画素の集合体に対応する。
【００５５】
なお、以下の説明では、第１領域（または、トナー付着領域）を単に「付着領域」とも称し、第２領域（または、トナー非付着領域）を単に「非付着領域」とも称する。
【００５６】
「ドットスクリーン」は、典型的には、付着領域をマトリックス状に配置し、それ以外の部分を非付着領域として配置したパターンを有する。一方、「ラインスクリーン」は、所定方向に延びる付着領域と非付着領域とを交互に線状に配置したパターンをもつ。
【００５７】
このとき、プリント結果における粒状性(ざらつき)の少ない緻密な画像を再現するためには、スクリーン切替によって空間周波数を大きく変化させないことが好ましい。そのため、ドットスクリーンにおいて再現する濃度の階調値を増加させる場合には、元のドットの周囲に他のドットを追加配置して集合させる方法、もしくは、分散させてドットの配置数を増加させる方法が採用される。このように、ドットスクリーンは、階調値の増加に伴って付着領域が所定の規則（ドットの集合体の拡大、または、分散したドット数の増大）に従って拡大するパターン変化を有する。
【００５８】
また、ラインスクリーンにおいて再現する濃度の階調値を増加させる場合には、元のラインの中心位置を維持したまま、そのライン幅を広くする方法、もしくは、ラインの配置数を分散させて増加させる方法が採用される。このように、ラインスクリーンでは、階調値の増加に伴って付着領域が所定の規則（ライン幅の拡大、または、分散したラインの配置数の増大）に従って拡大するパターン変化を有する。
【００５９】
＜制御部の構成＞
図２は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰ内の制御部１０のハードウェア構成を示す模式図である。
【００６０】
図２を参照して、制御部１０は、処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２と、記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）１０４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０６、ＥＥＰＲＯＭ（Electrical Erasable and Programmable Read Only Memory）１０８、およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）１１０と、通信部である外部通信Ｉ／Ｆ（インターフェイス：Interface）１１２および内部通信Ｉ／Ｆ１１４とを含む。なお、これらの部位は、内部バス１１６を介して互いに接続される。
【００６１】
制御部１０では、ＣＰＵ１０２が、ＲＯＭ１０６などに予め格納されている各種処理を実行するためのプログラムをＲＡＭ１０４などに展開して実行することで、画像形成装置ＭＦＰが制御される。
【００６２】
ＲＡＭ１０４は、揮発性メモリであり、ワークメモリとして使用される。より具体的には、ＲＡＭ１０４には、実行されるプログラム自体に加えて、処理対象の画像データや各種変数データが一時的に格納される。ＥＥＰＲＯＭ１０８は、典型的には不揮発性の半導体メモリであり、画像形成装置ＭＦＰのＩＰアドレスやネットワークドメインなどを各種設定値を記憶する。ＨＤＤ１１０は、典型的には不揮発性の磁気メモリであり、画像処理装置から受信した印刷ジョブやスキャナ３によって取得した画像情報などを蓄積する。
【００６３】
外部通信Ｉ／Ｆ１１２は、典型的にはイーサネット（登録商標）といった汎用的な通信プロトコルをサポートし、ネットワークＮＷを介してパーソナルコンピュータＰＣや他の画像形成装置との間でデータ通信を提供する。
【００６４】
内部通信Ｉ／Ｆ１１４は、操作パネルなどと接続され、操作パネルに対するユーザ操作に応じた信号を受信して、ＣＰＵ１０２へ伝送するとともに、ＣＰＵ１０２からの命令に従って、操作パネルにメッセージなどを表示するために必要な信号を送信する。
【００６５】
＜制御構造＞
図３は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰの制御部１０における制御構造を示すブロック図である。
【００６６】
図３を参照して、制御部１０は、プリント対象の入力画像に応じた静電潜像を感光体（感光体ドラム４１）上に形成するために露光装置へ与える指令（露光指令）を出力する。より具体的には、制御部１０は、その制御構造として、前処理部１５２と、領域分離部１５４と、文字処理部１５６と、階調値判断部１５８と、スクリーン選択部１６０と、スクリーン格納部１６２と、指令生成部１６６と、スクリーン生成部１７０とを含む。スクリーン格納部１６２は、ＲＡＭ１０３、ＥＥＰＲＯＭ１０７、ＨＤＤ１０９（図２）に含まれる所定の領域として提供される。その他の部位は、典型的に、ＣＰＵ１０１（図２）がプログラムをＲＡＭ１０３（図２）に展開し、各コマンドを実行することで提供される。
【００６７】
前処理部１５２は、プリント対象の入力画像に対して、色補正などの前処理を行なう。この前処理部１５２によって処理された入力画像は、領域分離部１５４へ出力される。
【００６８】
領域分離部１５４は、前処理部１５２から受けた入力画像を文字領域と画像領域とに分離する。基本的に、文字領域は、中間階調として再現する必要がない部分であり、画像領域は、中間階調として再現する必要がある部分である。領域分離部１５４によって分離された文字領域の情報は、文字処理部１５６へ出力され、画像領域の情報は、階調値判断部１５８へ出力される。
【００６９】
文字処理部１５６は、領域分離部１５４から受けた文字領域の情報に対して、輪郭強調処理などの文字に適した処理を行なう。そして、文字処理部１５６は、処理結果を指令生成部１６６へ出力する。
【００７０】
階調値判断部１５８は、領域分離部１５４から受けた画像領域の情報に基づいて、所定単位領域ごとに再現すべき階調値を判断する。そして、階調値判断部１５８は、その判断結果をスクリーン選択部１６０へ出力する。
【００７１】
スクリーン選択部１６０は、階調値判断部１５８から受けた判断結果に基づいて、再現すべき濃度に応じたスクリーンを順次選択し、画像領域に対して、使用すべきスクリーンの種類をマッピングする。より具体的には、スクリーン選択部１６０は、スクリーン格納部１６２に格納されているスクリーンセット１６４を参照して、再現すべき濃度に対応するスクリーンを決定する。そして、スクリーン選択部１６０は、マッピング結果を指令生成部１６６へ出力する。
【００７２】
指令生成部１６６は、文字処理部１５６から受けた処理結果およびスクリーン選択部１６０から受けたマッピング結果を合成することで、入力画像に対応する露光指令を生成する。そして、この露光指令は、画像書込部４３（図１）へ出力される。すなわち、この露光指令によって、スクリーンの選択結果に従って画像形成処理が実行される。
【００７３】
スクリーン生成部１７０は、スクリーン格納部１６２に格納されているスクリーンセット１６４を必要に応じて生成または更新する。すなわち、画像形成装置ＭＦＰの使用環境、使用頻度、劣化状況などに応じて、画像形成プロセスが変化するので、スクリーン生成部１７０は、このようなプロセス変化に応じて、スクリーンの特性を適切に生成または更新される。典型的には、スクリーン生成部１７０は、目的の濃度階調特性に対する、トナー像またはプリント出力における実際の濃度階調特性のずれに基づいて、予め用意されているスクリーン群１７２を適切に組み合わせて、スクリーンセット１６４を決定する。このスクリーンセットの生成／更新処理については、以下に詳述する。
【００７４】
＜スクリーンセットの生成／更新処理＞
スクリーンを用いる画像形成装置では、特定の面積率においてプロセスが不安定化し、目的の階調値を再現できない場合がある。すなわち、スクリーンに隙間領域が生じる場合には、理想の作像処理を行なうことができない。そこで、このような画像形成装置では、ＩＤＣセンサ４９（図１）などを用いて、いずれの階調においても目的の濃度を再現できるように、補正が行われる。
【００７５】
本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰでは、このＩＤＣセンサ４９などを用いて、プリントエンジン４によって実際に形成されたトナー像の濃度などを検出し、このＩＤＣセンサ４９による検出結果に基づいて、目的の階調値を再現できるスクリーンセットを生成および／または更新する。
【００７６】
図４は、この発明の実施の形態１に従うスクリーンセットの切替えを説明するための図である。図５は、スクリーン別の階調特性の一例を示す図である。図６は、ドットスクリーンおよびラインスクリーンの一例を示す図である。
【００７７】
まず、予め用意されているスクリーン群１７２（ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーン）の各々についての階調特性が取得される。具体的には、図４（Ａ）に示すような複数の異なる階調値を有する基準パターンを入力画像として、スクリーン群１７２に含まれるスクリーンの種類だけ画像形成処理が繰返し実行される。この画像形成処理によってそれぞれ形成されたトナー像の濃度がＩＤＣセンサ４９により検出される。すなわち、図４（Ａ）に示すような基準パターンに従って、ドットスクリーンに含まれるそれぞれのパターンを用いて形成された像の濃度をＩＤＣセンサ４９によって検出した結果からドットスクリーンについての階調特性が取得される。同様の手順で、図４（Ａ）に示すような基準パターンに従って、ラインスクリーンおよび白抜きドットスクリーンに含まれるそれぞれのパターンを用いて形成された像の濃度をＩＤＣセンサ４９によって検出した結果からラインスクリーンおよび白抜きドットスクリーンのそれぞれについての階調特性が取得される。
【００７８】
なお、図１には、ＩＤＣセンサ４９が感光体ドラム４１上のトナー像の濃度を検出する構成を例示するが、トナー像が転写された記録紙上の濃度を検出するようにしてもよい。さらに、中間転写体（たとえば、転写ベルト）を有する画像形成装置では、この中間転写体上のトナー像の濃度を検出するようにしてもよい。
【００７９】
実際には、図４（Ａ）に示すような基準パターンを印刷した原稿をスキャナ３（図１）でスキャンすることで入力画像を生成してもよいし、図４（Ａ）に示す画像情報を含むデータを直接的に入力してもよい。なお、図４（Ａ）には、濃度が連続的に変化する、いわゆるグラデーションパターンを図示するが、離散的に異なる濃度をもつ複数パターンを配置した、いわゆるパッチパターンを用いてもよい。
【００８０】
このようにして取得された階調特性の一例を図５に示す。図４（Ａ）に示す基準パターンでは、長手方向に対する濃度変化率を一定にしているため、スクリーンにおける面積率の長手方向についての変化率は一定となる。そのため、各スクリーンについて、面積率（実際に作像されたトナー像の位置に対応）と実際の濃度（階調値）との関係を示すと、図５に示すようになる。図５に示す階調特性において、基準パターンの階調特性（目的の階調特性）と各スクリーンの階調特性との間の偏差が補正すべき量に相当する。言い換えれば、基準パターンの階調特性に対する偏差が大きいほど、プロセスが不安定化していることを意味する。
【００８１】
たとえば、ドットスクリーンの階調特性について見れば、面積率が比較的小さい範囲から目的とする階調値を再現できている。これに対して、ラインスクリーンの階調特性について見れば、面積率がある程度大きくなるまで（図５に示す面積率がＡ以下の範囲）は階調値を有効に再現できていない。また、面積率がＡ〜Ｂの範囲では、ドットスクリーンに比較して、ラインスクリーンの方がより基準パターンに一致した階調特性を示している。さらに、面積率がＢ以上の範囲では、ラインスクリーンは基準パターンから乖離する傾向が見られる。
【００８２】
このような階調特性の差異は、プロセスが不安定化する面積率が異なるために生じるものである。すなわち、ドットスクリーンでは、図６（Ａ）に示すように、面積率が相対的に低い場合であっても黒のドットが再現できる。これに対して、ラインスクリーンでは、図６（Ｂ）に示すように、面積率が相対的に低い場合には黒ラインの一部が再現されておらず、この結果、実際に現れる濃度が目的の濃度より低くなる。すなわち、ドットスクリーンは、面積率が相対的に低い場合に、ラインスクリーンに含まれる同一の面積率を有するパターンに比較して、相対的に大きな階調値を有するパターンからなる。
【００８３】
また、ラインスクリーンでは、図６（Ｂ）に示すように、面積率が相対的に高い場合には隣接する黒ライン間の隙間の一部が再現されておらず、この結果、実際に現れる濃度が目的の濃度より高くなる。
【００８４】
さらに、本願発明者らの実験によって、このような基準パターンの階調特性からの偏差量の大きさは、粒状性の良否との間に強い相関関係があることがわかった。より具体的には、出願人が提案する評価方法により得られる官能値（ＧＩ値）を、複数種類のスクリーン線数についてドットスクリーンとラインスクリーンとについて比較した。この結果、再現すべき階調値が相対的に低い場合には、ドットスクリーンの方がより粒状性が優れており、一方、再現すべき階調値が中央値の付近では、ラインスクリーンの方がより粒状性が優れていることがわかった。
【００８５】
したがって、ドットスクリーン、ラインスクリーン、白抜きドットスクリーンの３種類のスクリーンを用意できる場合には、図４（Ｂ）に示すように、低階調側から、ドットパターン、ラインパターン、白抜きドットパターンの順に切替えるようなスクリーンセットを用いることが好ましい。
【００８６】
また、ドットスクリーンおよびラインスクリーンの２種類のスクリーンだけを用意できる場合には、低階調側から、ドットパターン、ラインパターン、ドットパターンの順、もしくは、ドットパターン、ラインパターンの順、に切替えるようなスクリーンセットを用いることが好ましい。
【００８７】
再度、図５を参照して、いずれの階調値において使用するスクリーンを切替えるかについては、基準パターンに対する偏差の大きさに基づいて判断される。たとえば、図５において、濃度Ｌａより低い範囲では、基準パターンに対する偏差はドットスクリーンの方が小さいが、濃度Ｌａより高い範囲では、基準パターンに対する偏差はラインスクリーンの方が小さくなる。同様に、濃度Ｌｂより低い範囲では、基準パターンに対する偏差はラインスクリーンの方が小さいが、濃度Ｌｂより高い範囲では、基準パターンに対する偏差は白抜きドットスクリーンの方が小さくなる。そのため、濃度ＬａおよびＬｂをスクリーンの切替ポイントとして決定することができる。このように、各濃度について、基準パターンに対するそれぞれのスクリーンの階調特性における偏差を算出することで、切替ポイントが決定される。すなわち、それぞれのスクリーンの階調特性に基づいて、基準パターンに対応する階調特性に対する誤差がより小さくなるように、切替ポイントが決定される。
【００８８】
なお、スクリーンセットにおいて、用いられるスクリーン種類が変更される階調値において、切替前後の階調値を等しくしておく必要がある。これは、階調差があると、グラデーションのような階調変化をもつ入力画像をプリントした際に、異なるスクリーンを用いてプリントされた領域間に擬似輪郭などが生じる場合があるからである。そのため、図５に示すように、濃度Ｌａにおいてドットスクリーンからラインスクリーンに切替えられる場合には、面積率Ａ１に対応するドットスクリーンのパターンに引き続いて、面積率Ａ２に対応するラインスクリーンのパターンが用いられる。同様に、濃度Ｌｂにおいてラインスクリーンから白抜きドットスクリーンに切替えられる場合には、面積率Ｂ１に対応するラインスクリーンのパターンに引き続いて、面積率Ｂ２に対応する白抜きドットスクリーンのパターンが用いられる。
【００８９】
なお、上述のように、ＩＤＣセンサなどを用いて実際に形成されたトナー像などの濃度に基づいてスクリーンセットを生成／更新する構成に加えて、または、これに代えて、予め標準的な階調特性を有するスクリーンセットを用意しておき、画像形成装置ＭＦＰの使用環境、使用頻度、劣化状況、プロセス設定条件などの作像条件に応じて、この予め用意されたスクリーンセットを補正するようにしてもよい。このような構成によれば、実際に形成されたトナー像の濃度を検出する必要がないので、画像形成装置ＭＦＰの生産性を向上させることができる。
【００９０】
＜処理手順＞
図７は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰにおける画像形成処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、代表的に、制御部１０のＣＰＵ１０２（図２）が予め格納されたプログラムを読込んで実行することで提供される。
【００９１】
図７を参照して、まず、ＣＰＵ１０２は、画像形成処理の開始が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１００）。画像形成処理の開始が指示されていない場合（ステップＳ１００においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１００の処理を繰返す。
【００９２】
画像形成処理の開始が指示された場合（ステップＳ１００においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０２は、入力画像を受付ける（ステップＳ１０２）。具体的には、ＣＰＵ１０２は、スキャナ３（図１）へ制御指令を与えて、原稿のスキャンを実行させる。あるいは、ＣＰＵ１０２は、ＨＤＤ１１０などから指定された画像データを読出す。
【００９３】
続いて、ＣＰＵ１０２は、受付けた入力画像に対して前処理を実行し（ステップＳ１０４）、さらに、前処理後の入力画像を文字領域と画像領域とに分離する（ステップＳ１０６）。その後、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０６において分離した文字領域について、必要な処理を行なう（ステップＳ１０８）。
【００９４】
並行して、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０６において分離した画像領域について、所定単位領域ごとに再現すべき階調値を判断し（ステップＳ１１０）、この判断結果に基づいて、各単位領域に用いるべきスクリーンを選択する（ステップＳ１１２）。
【００９５】
最終的に、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０８において出力された処理結果と、ステップＳ１１２において選択されたスクリーンとに基づいて、入力画像に対応する露光指令を生成し（ステップＳ１１４）、その生成した露光指令を画像書込部４３へ出力する（ステップＳ１１６）。すると、プリントエンジン４が、その露光指令に基づく、画像形成処理を実行する。そして、処理は終了する。
【００９６】
＜ドットスクリーンにおけるドットの拡大のさせ方＞
次に、上述したドットスクリーンにおける階調値の増加に従ったドットの拡大（「成長」ともいう）のさせ方について説明する。図８は、この発明の実施の形態に従うドットの拡大のさせ方の一例を示す図である。図９は、この発明の実施の形態に従うドットの拡大におけるＰＷＭ方式での発光パターンの一例を示す図である。
【００９７】
説明の都合上、画像データにおける薄い中間階調の画素は、ＰＷＭ方式では１／３画素分の発光時間、濃い中間階調の画素は２／３画素分の発光時間で発光することとする。なお、本実施の形態においては、１画素を３分割して発光制御する例を示す。しかし、これに限定されず、分割数は、４分割でも、２５５分割でも良い。
【００９８】
また、レーザ発光器４３１から発光された光の走査方向は、図８および図９において水平方向とする。また、図９においては、レーザ発光器４３１の発光時間ができるだけ長くなるように、隣接する画素の発光はなるべく継続するように、画素ごとに右寄せ発光、左寄せ発光といった、位置寄せ発光制御も含めた上での発光パターンを示している。
【００９９】
図８を参照して、ここでは、３画素の等方形状のドットを例として説明する。前述したドットスクリーンにおける階調値の増加に伴って付着領域を拡大するときに従う所定の規則は、次の（１）〜（６）の段階で示す規則を含む。
【０１００】
（１） １番目のパターンから２番目のパターンで示すように、ドットの重心位置の画素の濃度が最大になるまでドットを成長させる。
【０１０１】
（２） ３番目のパターンから４番目のパターンで示すように、ｍ画素の幅の等方形状のドットから、主走査方向の両側に、ドットの幅が、ｍ画素の幅からｎ画素の幅の最後の１画素分が最大濃度にならない範囲になるまで、徐々にドットを成長させる。
【０１０２】
（３） ５番目のパターンから６番目のパターンで示すように、副走査方向の両側に、ドットの幅が、ｍ画素の幅からｎ画素の幅になるまで、徐々にドットを成長させる。
【０１０３】
（４） ６番目のパターンで示すように、ドットの重心の主走査方向の両側に、ｎ画素の幅の最後の１画素分を最大濃度になるまで、徐々にドットを成長させる。
【０１０４】
（５） ７番目のパターンから８番目のパターンで示すように、ドットの重心以外の主走査方向の両側に、ｎ画素の幅になるまで、徐々にドットを成長させる。
【０１０５】
（６） 必要であれば、（２）から（５）の段階を順次繰返す。
なお、（４），（５）をまとめて表現すると、主走査方向の両側に、ドットがｎ画素の幅の等方形状となるまで、徐々にドットを成長させる段階と考えることができる。
【０１０６】
このような規則に従って成長させることで、結果的に、主走査方向および副走査方向に対称に、ドットを成長させることができるとともに、ドットの重心を移動させないようにドットを成長させることができる。
【０１０７】
また、このような規則は、３画素の等方形状のドットに限定されず、３画素以上の等方形状のドットに適用可能である。また、ドットは、等方形状に限定されず、ドットの円形度を維持できる範囲であれば、他の形状であってもよく、たとえば、４画素×３画素の矩形形状であってもよい。
【０１０８】
さらに、拡大前の等方形状の幅であるｍ画素の幅と、拡大後の等方形状の幅であるｎ画素の幅とは、ドットの円形度および粒状性を維持可能なように定められる。ここでは、たとえば、ｎ／ｍ≦３となるように定められる。
【０１０９】
図９を参照して、１番目および５番目の発光パターンに、レーザ発光器４３１の発光時間が１画素分の走査時間に満たない画素が含まれる。しかし、本実施の形態の場合は、１番目の発光パターンの場合と同様に、５番目の発光パターンでも、微小発光時間部分の発光時間を変更しても、同時にドットの一番両外側の成長部分の発光時間まで変更してしまうことはない。
【０１１０】
したがって、γ補正処理で不安定発光時間は設定しないように回避しても、階調再現性が不連続となってしまう懸念はなく、階調再現性を悪化させることはない。
【０１１１】
また、本実施の形態のドット成長方法では、たとえば、図８で示したように、レーザ発光器４３１から発光された光の走査方向と平行方向に、中間階調の画素が連続することはないことは明白である。このため、背景技術の図１７の７番目の発光パターンのような、１ドットを作像中にレーザ発光器４３１が点滅することもない。
【０１１２】
したがって、微小発光時間の設定回避、および、１ドット内でのレーザ発光器４３１の点滅回避が可能となるため、従来方式よりも安定した発光が可能となる。
【０１１３】
また、本実施の形態の発光パターンは、上述した規則の（２）の段階で、少し横長となる場合があるが、現状の電子写真プロセスでは、ほとんどの場合、光の走査方向の光の径（レーザーの場合は主走査方向ビーム径）より、光の副走査方向の光の径（レーザーの場合は副走査方向ビーム径）の方が長く、発光パターンから受ける印象ほどの横長ドットではなく、高い円形度を保てている。
【０１１４】
なお、図８および図９においては、ドット成長方法を示すパターンおよび発光パターンによると、同時にドット成長する画素数が、１個の場合、２個の場合、４個の場合と、個数が異なる。この実施の形態では３×３のマトリックスで図示しているが、これが５×５等、さらに大きなサイズになると、もっといろいろな画素数の場合が発生すると考えられる。
【０１１５】
したがって、各画素の分割数をそろえて、ドットを成長させると、ドットが成長するスピード（ドットの面積増加量）が階調によって異なってしまう。そこで、同時にドット成長する画素数が多い画素ほど、その画素数に応じて分割数を増やし、常にドット成長スピードが等しくなるようにする。
【０１１６】
図１０は、ドットの粒状性と官能評価との関係を示すグラフである。図１１は、ドットの粒状性と円形度との関係を示すグラフである。図１２は、ドットの粒状性と円形度のばらつきとの関係を示すグラフである。
【０１１７】
図１０から図１２までを参照して、粒状性を評価するための指標であるＧＩ値が小さくなる程、粒状性の官能評価は良い。また、円形度が高く（円に近く）なる程、粒状性は良い。さらに、円形度のばらつきσが小さくなる程、粒状性は良い。
【０１１８】
＜作用効果＞
本実施の形態１における画像形成装置ＭＦＰによれば、この実施の形態のドットスクリーンを用いることで、ドットスクリーンを表現するパターンのドットの円形度および円形度のばらつきを維持し、かつ、ドットの重心位置が移動しないためドットの整列性も高められる上で、プリントエンジン４におけるレーザ発光器４３１の発光安定性も高めることができ、濃度変動を改善できる。このため、高精細な作像が可能な電子写真方式を用いた画像形成装置ＭＦＰであっても、粒状性に優れ、露光変動による画像変動を抑制でき、画像安定性も悪化しない画像形成装置ＭＦＰを提供できる。
【０１１９】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１においては、本発明をモノクロのプリントエンジンを搭載した画像形成装置に適用した場合の構成について例示したが、本発明は、カラーのプリントエンジンを搭載した画像形成装置についても適用可能である。
【０１２０】
図１３は、この発明の実施の形態２に従う画像形成装置ＭＦＰ＃の概略構成図である。図１３を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置ＭＦＰ＃は、実質的に、図１に示す実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰのプリントエンジン４をフルカラーのプリントエンジン４＃に変更し、さらに、制御部１０を制御部１０＃に変更した構成に相当する。そのため、以下の説明においては、プリントエンジン４＃および制御部１０＃以外の部位についての説明は繰返さない。
【０１２１】
＜画像形成装置の構成＞
プリントエンジン４＃は、電子写真方式の画像形成プロセスの一例として、フルカラーのプリント出力が可能である。具体的には、プリントエンジン４＃は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を生成するイメージング（作像）ユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋを含む。イメージングユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋは、プリントエンジン４＃内に張架されて駆動される転写ベルト２７に沿って、その順序に配置される。
【０１２２】
イメージングユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋは、それぞれ画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋと、感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋとを含む。画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋの各々は、対象の画像データに含まれる各色イメージに応じたレーザ光を発するレーザダイオードと、このレーザ光を偏向して対応の感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの表面を主走査方向に露光させるポリゴンミラーとを含んでいる。
【０１２３】
感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの表面には、上述ような画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋによる露光によって静電潜像が形成され、この静電潜像がそれぞれ対応するトナーユニット４４１Ｙ，４４１Ｍ，４４１Ｃ，４４１Ｋから供給されるトナー粒子によってトナー像として現像される。
【０１２４】
感光体ドラム４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの表面に現像された各色のトナー像は、転写ベルト２７に順次転送される。さらに、この転写ベルト２７上に重ねられたトナー像は、給紙部５からタイミングを合わせて供給される記録紙にさらに転写される。
【０１２５】
この記録紙上に転写されたトナー像は、下流部に配置された定着部において定着された後、トレイ５７に排出される。
【０１２６】
なお、本発明は、上述のようなフルカラー（４色）のトナー像を重ね合わせるプリントエンジンに限られず、たとえば「黒」および「赤」の２色のトナー像を形成可能な画像形成装置にも適用可能である。
【０１２７】
＜制御部＞
制御部１０＃のハードウェア構成については、上述の図２に示す実施の形態１に従う画像形成装置ＭＦＰ内の制御部１０と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１２８】
図１４は、この発明の実施の形態２に従う画像形成装置ＭＦＰ＃の制御部１０＃における制御構造を示すブロック図である。図１４を参照して、制御部１０＃は、プリント対象の入力画像（カラー画像）に応じた各色の静電潜像を感光体（転写ベルト２７）上に形成するために露光装置へ与える指令（露光指令）を出力する。
【０１２９】
より具体的には、制御部１０＃は、その制御構造として、前処理部１５２と、領域分離部１５４と、文字処理部１５６と、階調値判断部１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋと、スクリーン選択部１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋと、スクリーン格納部１６２＃と、指令生成部１６６＃と、スクリーン生成部１７０＃とを含む。スクリーン格納部１６２＃は、ＲＡＭ１０３、ＥＥＰＲＯＭ１０７、ＨＤＤ１０９（図２）に含まれる所定の領域として提供される。その他の部位は、典型的に、ＣＰＵ１０１（図２）がプログラムをＲＡＭ１０３（図２）に展開し、各コマンドを実行することで提供される。
【０１３０】
前処理部１５２、領域分離部１５４、および文字処理部１５６については、図３に示す制御部１０と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１３１】
色分離部１７６は、領域分離部１５４から受けた画像領域の情報を各色の画像情報に分解する。すなわち、色分離部１７６は、イメージングユニット４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋでそれぞれ形成されるトナー像に応じて、画像情報を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の情報に分解する。そして、色分離部１７６は、分解して得られた情報をそれぞれ階調値判断部１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋへ出力する。
【０１３２】
階調値判断部１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋの各々は、色分離部１７６から受けた対応する色の画像情報に基づいて、所定単位領域ごとに再現すべき階調値を判断する。そして、階調値判断部１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋは、それぞれの判断結果をそれぞれスクリーン選択部１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋへ出力する。
【０１３３】
スクリーン選択部１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋは、それぞれ階調値判断部１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋから受けた判断結果に基づいて、再現すべき階調値に応じたスクリーンを順次選択し、使用すべきスクリーンの種類をマッピングする。なお、スクリーン選択部１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋの各々における処理は、図３に示すスクリーン選択部１６０の処理と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【０１３４】
指令生成部１６６＃は、文字処理部１５６から受けた処理結果およびスクリーン選択部１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋから受けたマッピング結果を合成することで、入力画像に対応する露光指令を生成する。そして、この露光指令は、画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ（図１３）へ出力される。
【０１３５】
スクリーン生成部１７０＃は、スクリーン格納部１６２＃に格納されている各色に対応するスクリーンセット１６４Ｃ，１６４Ｍ，１６４Ｙ，１６４Ｋを必要に応じて生成または更新する。スクリーン生成部１７０＃は、基本的には、色毎に独立してスクリーンセットを生成する。
【０１３６】
＜処理手順＞
図１５は、この発明の実施の形態２に従う画像形成装置ＭＦＰ＃における画像形成処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、代表的に、制御部１０のＣＰＵ１０２（図２）が予め格納されたプログラムを読込んで実行することで提供される。
【０１３７】
図１５を参照して、まず、ＣＰＵ１０２は、画像形成処理の開始が指示されたか否かを判断する（ステップＳ３００）。画像形成処理の開始が指示されていない場合（ステップＳ３００においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３００の処理を繰返す。
【０１３８】
画像形成処理の開始が指示された場合（ステップＳ３００においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０２は、入力画像を受付ける（ステップＳ３０２）。具体的には、ＣＰＵ１０２は、スキャナ３（図１３）へ制御指令を与えて、原稿のスキャンを実行させる。あるいは、ＣＰＵ１０２は、ＨＤＤ１１０などから指定された画像データを読出す。
【０１３９】
続いて、ＣＰＵ１０２は、受付けた入力画像に対して前処理を実行し（ステップＳ３０４）、さらに、前処理後の入力画像を文字領域と画像領域とに分離する（ステップＳ３０６）。その後、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０６において分離した文字領域について、必要な処理を行なう（ステップＳ３０８）。
【０１４０】
並行して、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０６において分離した画像領域の情報を各色の画像情報に分解する（ステップＳ３１０）。続いて、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３１０における分解処理によって得られた画像情報のうち最初の画像情報を選択し（ステップＳ３１２）、当該選択した画像情報について、所定単位領域ごとに再現すべき階調値を判断し（ステップＳ３１４）、さらに、この判断結果に基づいて、各単位領域に用いるべきスクリーンを選択する（ステップＳ３１６）。
【０１４１】
その後、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３１０における分解処理によって得られたすべての画像情報についてスクリーン選択処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ３１８）。すべての画像情報についてはスクリーン選択処理が完了していない場合（ステップＳ３１８においてＮＯの場合）には、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３１０における分解処理によって得られた画像情報のうち未処理の画像情報の１つを選択し（ステップＳ３２０）、ステップＳ３１４以下の処理を再度実行する。
【０１４２】
一方、すべての画像情報についてはスクリーン選択処理が完了した場合（ステップＳ３１８においてＹＥＳの場合）には、ＣＰＵ１０２は、ステップＳ３０８において出力された処理結果と、ステップＳ３１６において選択された各色のスクリーンとに基づいて、入力画像に対応する露光指令を生成し（ステップＳ３２２）、その生成した露光指令を画像書込部４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋへ出力する（ステップＳ３２４）。すると、プリントエンジン４＃が、その露光指令に基づく、画像形成処理を実行する。そして、処理は終了する。
【０１４３】
［その他の実施の形態］
（１） 前述した実施の形態においては、プリントエンジン４は、発光光源としてレーザ発光器４３１を備えることとした。そして、プリントエンジン４が、主走査方向には発光光源であるレーザ発光器４３１から照射されるレーザビームの光を走査し、主走査方向に垂直な副走査方向には感光体ドラム４１を動かすことによって感光体ドラム４１を露光することとした。
【０１４４】
しかし、これに限定されず、プリントエンジン４は、発光光源として複数のＬＥＤを備えるようにしてもよい。複数のＬＥＤは、感光体の動く方向と垂直な方向（感光体がドラムである場合は、軸方向）に列を為す複数の画素のそれぞれに光を照射可能に並べられる。そして、プリントエンジン４が、感光体を動かしながら、複数のＬＥＤからの光で感光体を露光するようにする。
【０１４５】
この場合、図８および図９で示したドットの成長において、水平方向と垂直方向とが逆になる。つまり、複数のＬＥＤで照射される画素の列が図の垂直方向となり、感光体の動く方向が図の水平方向となる。
【０１４６】
（２） 前述の実施の形態に係るプログラムによって実現される機能の一部または全部を専用のハードウェアによって構成してもよい。
【０１４７】
（３） 前述の実施の形態に従うＣＰＵで実行されるプログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずＯＳと協働して処理が実行される。したがって、このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明に係るプログラムに含まれ得る。
【０１４８】
（４） 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４９】
２ 自動原稿搬送部、３ スキャナ、４，４＃ プリントエンジン、５ 給紙部、１０，１０＃ 制御部、２１ 原稿給紙台、２２ 送出ローラ、２３ レジストローラ、２４ 搬送ドラム、２５ 排紙台、２６ 手差給紙部、２７ 転写ベルト、３１，３２ ミラーユニット、３３ 結像レンズ、３４ 撮像素子、３５ プラテンガラス、４１，４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ 感光体ドラム、４２ 帯電器、４３ 画像書込部、４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋ 画像書込部、４４ 現像部、４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋ イメージング（作像）ユニット、４５ 転写器、４６ 除電器、４７ 定着装置、４８ クリーニング部、４９ ＩＤＣセンサ、５１ タイミングローラ、５２，５３，５４ 送出ローラ、５５ 搬送ローラ、５７ トレイ、１０２ ＣＰＵ、１０４ ＲＡＭ、１０６ ＲＯＭ、１０８ ＥＥＰＲＯＭ、１１０ ＨＤＤ、１１２ 外部通信Ｉ／Ｆ、１１４ 内部通信Ｉ／Ｆ、１１６ 内部バス、１５２ 前処理部、１５４ 領域分離部、１５６ 文字処理部、１５８，１５８Ｃ，１５８Ｍ，１５８Ｙ，１５８Ｋ 階調値判断部、１６０，１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋ スクリーン選択部、１６２，１６２＃ スクリーン格納部、１６４，１６４Ｃ，１６４Ｍ，１６４Ｙ，１６４Ｋ スクリーンセット、１６６，１６６＃ 指令生成部、１７０，１７０＃ スクリーン生成部、１７２ スクリーン群、１７６ 色分離部、３１１，３５１ 光源、３１２，３２１，３５２，３５３ ミラー、４３１ レーザ発光器、４４１Ｙ，４４１Ｍ，４４１Ｃ，４４１Ｋ トナーユニット、４７１ 加熱ローラ、４７２ 加圧ローラ、ＭＦＰ，ＭＦＰ＃ 画像形成装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含み、
階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大するスクリーン群を格納する記憶部と、
入力画像の単位領域に対し、前記スクリーン群よりスクリーンを選択するスクリーン選択部と、
選択されたスクリーンを用いて、第１の走査方向および前記第１の走査方向に垂直な第２の走査方向への発光光源による露光によって、画像形成を実行する作像部とを備え、
前記所定規則は、第１の幅の略等方形状から前記第１の走査方向の両側に前記第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第２の走査方向の両側に、前記第１領域の幅を前記第２の幅まで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第１の走査方向の両側に前記第１領域が前記第２の幅の略等方形状となるまで前記第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、前記第１領域を拡大する規則を含む、画像形成装置。
【請求項２】
前記所定規則は、前記第１領域を拡大しても前記第１領域の重心を維持するように前記第１領域の重心から前記第１の走査方向および前記第２の走査方向について対称形状に前記第１領域を拡大する規則を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の幅と前記第２の幅とは、前記第１領域の粒状性を維持可能なように定められる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記作像部は、前記発光光源によって前記第１の走査方向の１画素分の露光時間を複数に分割して露光可能であり、
１階調分の前記第１領域の拡大において、同時に拡大する画素の数に応じて、１画素分の前記露光時間の分割数を異ならせる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記作像部は、前記第１の走査方向には前記発光光源からの光を走査し、前記第２の走査方向には感光体を動かすことによって前記感光体を露光する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記作像部は、前記第１の走査方向に感光体を動かしながら、前記第２の走査方向に列を為す複数の画素のそれぞれに光を照射可能に並べられた複数の前記発光光源からの光で前記感光体を露光する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の画像形成方法であって、
前記複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含み、
階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大するスクリーン群を用意するステップと、
入力画像の単位領域に対し、前記スクリーン群よりスクリーンを選択するステップと、
選択されたスクリーンを用いて、第１の走査方向および前記第１の走査方向に垂直な第２の走査方向への発光光源による露光によって、画像形成を実行するステップとを含み、
前記所定規則は、第１の幅の略等方形状から前記第１の走査方向の両側に前記第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第２の走査方向の両側に、前記第１領域の幅を前記第２の幅まで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第１の走査方向の両側に前記第１領域が前記第２の幅の略等方形状となるまで前記第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、前記第１領域を拡大する規則を含む、画像形成方法。
【請求項８】
複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式における前記複数のスクリーンで構成されるスクリーン群であって、
前記複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含み、
前記スクリーン群においては、階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大し、
前記所定規則は、第１の幅の略等方形状から第１の走査方向の両側に前記第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第１の走査方向に垂直な第２の走査方向の両側に、前記第１領域の幅を前記第２の幅まで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第１の走査方向の両側に前記第１領域が前記第２の幅の略等方形状となるまで前記第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、前記第１領域を拡大する規則を含む、前記スクリーン群を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１】
複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含み、
階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大するスクリーン群を格納する記憶部と、
入力画像の単位領域に対し、前記スクリーン群よりスクリーンを選択するスクリーン選択部と、
選択されたスクリーンを用いて、第１の走査方向および前記第１の走査方向に垂直な第２の走査方向への発光光源による露光によって、画像形成を実行する作像部とを備え、
前記所定規則は、第１の幅の略等方形状から前記第１の走査方向の両側に前記第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第２の走査方向の両側に、前記第１領域の幅を前記第２の幅まで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第１の走査方向の両側に前記第１領域が前記第２の幅の略等方形状となるまで前記第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、前記第１領域を拡大する規則を含む、画像形成装置。
【請求項２】
前記所定規則は、前記第１領域を拡大しても前記第１領域の重心を維持するように前記第１領域の重心から前記第１の走査方向および前記第２の走査方向について対称形状に前記第１領域を拡大する規則を含む、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の幅と前記第２の幅とは、前記第１領域の粒状性を維持可能なように定められる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記作像部は、前記発光光源によって前記第１の走査方向の１画素分の露光時間を複数に分割して露光可能であり、
１階調分の前記第１領域の拡大において、同時に拡大する画素の数に応じて、１画素分の前記露光時間の分割数を異ならせる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記作像部は、前記第１の走査方向には前記発光光源からの光を走査し、前記第２の走査方向には感光体を動かすことによって前記感光体を露光する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記作像部は、前記第１の走査方向に感光体を動かしながら、前記第２の走査方向に列を為す複数の画素のそれぞれに光を照射可能に並べられた複数の前記発光光源からの光で前記感光体を露光する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式の画像形成方法であって、
前記複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含み、
階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大するスクリーン群を用意するステップと、
入力画像の単位領域に対し、前記スクリーン群よりスクリーンを選択するステップと、
選択されたスクリーンを用いて、第１の走査方向および前記第１の走査方向に垂直な第２の走査方向への発光光源による露光によって、画像形成を実行するステップとを含み、
前記所定規則は、第１の幅の略等方形状から前記第１の走査方向の両側に前記第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第２の走査方向の両側に、前記第１領域の幅を前記第２の幅まで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第１の走査方向の両側に前記第１領域が前記第２の幅の略等方形状となるまで前記第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、前記第１領域を拡大する規則を含む、画像形成方法。
【請求項８】
複数の階調値にそれぞれ対応する複数のスクリーンのうちからスクリーンを選択して記録紙上にトナー画像を形成する電子写真方式における前記複数のスクリーンで構成されるスクリーン群であって、
前記複数のスクリーンの各々は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第１領域と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第２領域とが定められたパターンを含み、
前記スクリーン群においては、階調値の増加に従って第１領域が所定規則に基づき拡大し、
前記所定規則は、第１の幅の略等方形状から第１の走査方向の両側に前記第１領域の幅を第２の幅に満たない長さまで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第１の走査方向に垂直な第２の走査方向の両側に、前記第１領域の幅を前記第２の幅まで前記第１領域を徐々に拡大する段階と、前記第１の走査方向の両側に前記第１領域が前記第２の幅の略等方形状となるまで前記第１領域を徐々に拡大する段階とを順次繰返すことで、前記第１領域を拡大する規則を含む、前記スクリーン群を記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図４】
【図６】
【図２】
【図３】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図４】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２５３１０４（Ｐ２０１１−２５３１０４Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７８８８（Ｐ２０１０−１２７８８８）
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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