画像形成装置
【課題】プロセスの安定性を維持しつつ、中間階調をより高い解像度で再現できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本実施の形態に従う画像形成装置は、複数の色のトナー像を重ねる画像形成処理において、いずれも第1スクリーン角度を共通に有するパターンを含む第1色の複数のスクリーンからスクリーンを選択するとともに、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を共通に有するパターンを含む第2色の複数のスクリーンからスクリーンを選択する。
【解決手段】本実施の形態に従う画像形成装置は、複数の色のトナー像を重ねる画像形成処理において、いずれも第1スクリーン角度を共通に有するパターンを含む第1色の複数のスクリーンからスクリーンを選択するとともに、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を共通に有するパターンを含む第2色の複数のスクリーンからスクリーンを選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、電子写真方式のカラー画像形成装置に関し、特に中間階調をより安定して再現するための技術に向けられたものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置においては、紙媒体へ画像を形成するプロセスとして電子写真方式が採用されている。この電子写真方式では、露光装置を用いて感光体上(典型的には、感光体ドラムや感光体ベルト)に静電潜像を形成し、続いて、この静電潜像を現像することで画像が作られる。
【0003】
近年、この電子写真方式に対する高解像度化が進んでいる。たとえば、露光装置の改良によって、静電潜像の解像度は、従来の600dpi(dot per inch)から1200dpiにまで向上しており、さらに高品位機種では、2400dpiといった高解像度を実現できる。
【0004】
一方で、このような解像度の向上とともに、プロセスの安定性の向上についても要望が高まっている。すなわち、解像度の向上とプロセスの安定性とは相反すると言われており、解像度を高めつつ、安定性を維持することが重要な技術的課題となっている。このようなプロセスの安定性は、中間階調の仕上がりに影響を与える。
【0005】
そこで、特開平5−161013号公報(特許文献1)には、環境の変動、濃度検知センサの劣化、感光体の表面劣化等に起因する画質の劣化を防ぎ、常に高画質を安定に保つことの可能なデジタル記録装置が開示されている。また、特開平5−328112号公報(特許文献2)には、濃淡画像を構成する各画素周辺の画像の濃度状態に相応したディザ処理を行なうことで、対象とする濃淡画像に濃度の偏りがあっても、階調性をもった画像を復元できるディザ処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平5−161013号公報
【特許文献2】特開平5−328112号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
一般的に、電子写真方式の画像形成装置では、網点(ハーフトーン)手法を用いて、中間階調が再現される。このハーフトーン手法では、小さな点や線からなるパターンを用いて、その単位面積あたりの着色量(典型的には、トナー付着量)を制御することで、目的とする階調値を再現する。この単位面積あたりの着色量の制御では、複数の階調値にそれぞれ対応付けた複数のスクリーンを予め用意しておき、再現すべき濃度に応じてスクリーンが選択される。一般的なスクリーンは、着色すべき「付着領域」と着色すべきではない「非付着領域」とを所定周期で規則的に配置したものが用いられる。解像度が高くなるにつれて、スクリーンにおける「付着領域」と「非付着領域」との配置間隔はより短くできるが、上述したように、プロセスの安定性が低下し得るので、その配置間隔を短くすることについては制約を受ける。その結果、高解像度の静電潜像を形成できるにもかかわらず、その適用は文字領域のみに限定され、中間階調領域については、従来の低解像度の画像形成装置と同様のスクリーンが使用されるという状況であった。
【0008】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、カラー画像においてプロセスの安定性を維持しつつ、中間階調をより高い解像度で再現できる画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明のある局面に従えば、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を提供する。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。本画像形成装置は、階調値の増加に従って第1領域が第1規則に基づき拡大する第1スクリーン群と、階調値の増加に従って第1領域が第1規則と異なる独立した第2規則に基づき拡大する第2スクリーン群とを格納する記憶部と、入力画像の単位領域に対し、階調値が第1しきい値より小さい場合には第1スクリーン群よりスクリーンを選択し、階調値が第1しきい値より大きい場合には第2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画像形成を実行する作像部とを含む。作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能である。記憶部は、第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成される。スクリーン選択部は、入力画像に含まれる第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、入力画像に含まれる第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する。
【0010】
好ましくは、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンであり、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンである。
【0011】
好ましくは、単位領域内の第1領域の占める面積の比率である面積率について、第1しきい値の階調値において、第2スクリーン群の面積率は第1スクリーン群の面積率よりも大きい。
【0012】
あるいは好ましくは、第1スクリーン群は、単位領域内の第1領域の占める面積の比率である面積率が相対的に低い場合に、第2スクリーン群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。
【0013】
好ましくは、第1スクリーン群は、ドットパターンを有し、第2スクリーン群は、ラインパターンを有する。
【0014】
好ましくは、第1規則は、階調値の増加に従って、ドット径の拡大、または、ドット数の増大を含み、第2規則は、階調値の増加に従って、ライン幅の拡大、または、ラインの配置数の増大を含む。
【0015】
好ましくは、本画像形成装置は、作像部によって画像形成された結果の濃度を検出するための濃度センサと、濃度センサによる検出結果に基づいて、複数のスクリーンを生成または更新する生成部とをさらに含む。
【0016】
さらに好ましくは、生成部は、複数の異なる階調値を有する基準パターンに従って、第1スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を濃度センサによって検出した結果から第1スクリーン群についての階調特性を取得し、基準パターンに従って、第2スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を濃度センサによって検出した結果から第2スクリーン群についての階調特性を取得し、第1および第2スクリーン群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、第1しきい値を決定する。
【0017】
好ましくは、本画像形成装置は、画像形成装置の作像条件に応じて、記憶部に格納されている複数のスクリーンを更新する更新部をさらに含む。
【0018】
好ましくは、記憶部は、階調値の減少に伴って第2領域が第1および第2規則と異なる独立した第3規則に基づき減少する第3スクリーン群をさらに格納し、
スクリーン選択部は、入力画像の単位領域に対し、階調値が第1しきい値より大きい第2しきい値より大きい場合には第3スクリーン群よりスクリーンを選択する。
【0019】
さらに好ましくは、第3スクリーン群は、白抜きドットパターンを有する。
この発明の別の局面に従えば、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を提供する。本画像形成装置は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群とを格納する記憶部と、階調値の増加に伴って第1領域が所定の方向に拡大するように第1スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを第1スクリーン群から第2スクリーン群に切替え、切替時のスクリーンとして、所定の方向において、第1パターン内の隣接する第1領域間の距離よりも、第2パターン内の第2領域の幅が大きい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画像形成を実行する作像部とを含む。作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能である。記憶部は、第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成される。スクリーン選択部は、入力画像に含まれる第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、入力画像に含まれる第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する。
【0020】
この発明のさらに別の局面に従えば、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を提供する。本画像形成装置は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群とを格納する記憶部と、階調値の減少に伴って第2領域が所定の方向に拡大するように第2スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを第2スクリーン群から第1スクリーン群に切換え、切替時のスクリーンとして、所定の方向において、第2パターン内の第2領域の幅よりも、第1パターン内の隣接する第1領域間の距離が小さい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画像形成を実行する作像部とを含む。作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能である。記憶部は、第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成される。スクリーン選択部は、入力画像に含まれる第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、入力画像に含まれる第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する。
【0021】
好ましくは、当該切替前後において、第1スクリーン群から選択されるスクリーンと、第2スクリーン群から選択されるスクリーンとは、実質的に同じ階調値を有する。
【0022】
さらに好ましくは、スクリーン選択部は、当該切換前後において、同じ階調値を維持したまま、第1領域のトナー付着の制御対象の画素を第2領域におけるトナー付着の制御対象でない画素に置き換える再配置を実行する。
【0023】
好ましくは、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンであり、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンである。
【発明の効果】
【0024】
この発明によれば、カラー画像においてプロセスの安定性を維持しつつ、中間階調をより高い解像度で再現できる画像形成装置および画像形成方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】この発明の実施の形態に従う画像形成装置の概略構成図である。
【図2】ドットスクリーンにおける配置パターンの一例を示す図である。
【図3】ドットスクリーンにおける配置パターンの別の一例を示す図である。
【図4】ラインスクリーンにおける配置パターンの一例を示す図である。
【図5】ラインスクリーンにおける配置パターンの別の一例を示す図である。
【図6】ドットスクリーンとラインスクリーンとの複合スクリーン群における配置パターンの一例を示す図である。
【図7】ドットスクリーンとラインスクリーンとの複合スクリーン群における配置パターンの別の一例を示す図である。
【図8】電子写真方式における画像再現性が悪化する状況を模式的に示した図である。
【図9】電子写真方式における画像再現性が悪化する状況を模式的に示した図である。
【図10】この発明の実施の形態に従うスクリーンセットにおけるパターン変化の一例を示す図である。
【図11】この発明の実施の形態に従うモアレの発生を説明するための図である。
【図12】モアレの発生を抑制するための角度関係の一例を示す図である。
【図13】図11に示すシアンおよびマゼンタのパターンの一例を示す図である。
【図14】モアレの発生の有無を評価するために用いたパターンの一例を示す図である。
【図15】この発明の実施の形態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16】この発明の実施の形態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17】この発明の実施の形態に従うスクリーンセットの生成/更新処理を説明するための図である。
【図18】スクリーン別の階調特性の一例を示す図である。
【図19】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20】この発明の実施の形態に従う画像形成装置MFPが保持するスクリーンテーブルの一例を示す図である。
【図21】ドットクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。
【図22】ラインスクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。
【図23】白抜きドットスクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。
【図24】ドットクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。
【図25】ラインスクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。
【図26】白抜きドットスクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。
【図27】この発明の実施の形態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28】この発明の実施の形態に従う画像形成装置におけるスクリーンセットの生成手順を示すフローチャートである。
【図29】この発明の実施の他の形態に従うスクリーンの切替パターンを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
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。
【0027】
[実施の形態]
<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(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。
【0028】
図1は、この発明の実施の形態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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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からのレーザ光を制御する構成に代えて、感光体ドラム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。
【0039】
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。
【0040】
上述の感光体ドラム41Y,41M,41C,41K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。
【0041】
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に示すような転写ベルト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ローラ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。
【0042】
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に示すような定着ベルトを用いた定着方式に代えて、定着ローラ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。
【0043】
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、感光体ドラム41Y,41M,41C,41K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。
【0044】
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。
【0045】
<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。なお、説明の簡略化のため、上述のフルカラーの画像形成処理における単色のトナー像についての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。
【0046】
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。
【0047】
図2および図3は、ドットスクリーンにおける配置パターンの一例を示す図であり、図4および図5は、ラインスクリーンにおける配置パターンの一例を示す図である。図2〜図5に示すように、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、図2〜図5では、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」で表現しており、以下の図においても同様の表現方法を採用する。
【0048】
図2〜図5に示すように、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。
【0049】
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」と称する。
【0050】
図2および図3に示すように、「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。図4および図5に示すように、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。
【0051】
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、図2に示すように、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、図3に示すように、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。
【0052】
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、図4に示すように、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、図5に示すように、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。
【0053】
さらに、上述のドットスクリーンとラインスクリーンとを複合したスクリーン群が採用される場合もある。図6および図7は、ドットスクリーンとラインスクリーンとの複合スクリーン群における配置パターンの一例を示す図である。
【0054】
図6には、低階調側では、図2に示すドットスクリーンに類似したパターン変化を示す一方で、高階調側では、図4に示すラインスクリーンに類似したパターン変化を示すスクリーン群の例を示す。すなわち、図6に示すスクリーン群では、低階調側では、濃度の階調値が高くなるにつれてドット径が徐々に拡大し、ある面積率を超えた後には(すなわち、隣接するドット同士が接合した後には)、階調値がさらに高くなるに従ってライン幅が徐々に拡大する。
【0055】
また、図7には、図6に示すスクリーン群に比較してその高階調側の階調再現性を高めたスクリーン群が例示される。すなわち、図7に示すスクリーン群では、再現すべき階調値が相対的に低い場合には、濃度の階調値が高くなるにつれてドット径が徐々に拡大し、ある面積率を超えた後には、階調値がさらに高くなるに従ってライン幅が全体的に徐々に拡大する。さらに、ライン幅が所定値を超えると、ラインの一部の幅のみが徐々に拡大する。
【0056】
<電子写真方式における画像再現性>
上述したように、電子写真方式では、静電潜像をトナー像に現像するため、非常に細い線や小さな隙間を再現することは得意ではない。
【0057】
図8および図9は、電子写真方式における画像再現性が悪化する状況を模式的に示した図である。なお、図8および図9には、トナー像を定着させた記録紙の断面図を模式的に示すが、そのサイズについては、実際のものとは必ずしも一致していない。
【0058】
図8に示すように、主走査方向もしくは副走査方向に所定幅をもつ線状のトナー像を考える。トナー像を形成するための潜像がある程度の幅を有する場合には、潜像と現像ローラとの間の電界は、エッジ効果により電気力線の回り込みが生じても一定方向の電界となるため、トナー像はある程度安定して形成される。そのため、電荷を有するトナーの現像に際して、安定した現像を実行できる。しかし、潜像の有する幅が小さい場合は、現像領域に対してエッジ効果による電気力線の回り込みが顕著になり、電界の方向が安定しない傾向がある。そのため、狭い領域にトナーを安定して付着させることが困難となる。また定着においては、トナー像がある程度広い幅を有する場合には、トナーが一体化するため、記録紙に安定的に定着し得る。これに対して、トナー像が細い場合には、トナーの拡散などによって、記録紙に安定して定着できない場合がある。この場合には、線が「切れた」状態に見えたり、線が全く再現できなくなったりする。
【0059】
また、図9に示すように、主走査方向もしくは副走査方向に所定幅の隙間(トナーが存在すべきではない部分)をもつトナー像を考える。トナー像の隙間がある程度広い幅を有する場合には、隣接するトナーからの影響を受けたとしても、その隙間を維持することができる。これに対して、隙間が狭い場合には、隣接するトナーの拡散などによって、隙間が埋まってしまう場合がある。
【0060】
このように、電子写真方式では、トナーを付着させる幅が狭いパターン、および、トナーを付着させない幅が狭いパターンについては、再現性が低下し得る。したがって、上述のような中間階調の再現処理に用いるスクリーン群についても、付着領域および非付着領域のいずれもができる限り狭くならないようにすることが好ましい。
【0061】
上述の図2〜図5に示すスクリーン群は、ドットまたはラインという基本的な形状を基本にして、面積率を単調増加させて再現する階調値を変化させている。そのため、ある階調値においては、1画素分の幅しかない付着領域および/または非付着領域が存在していることがわかる。
【0062】
また、図6に示すスクリーン群は、低階調側において、ドットスクリーンに類似した形態でドット径が拡大し、高階調側において、ラインスクリーンに類似した形態でライン幅が拡大するので、上述の図2〜図5に示すスクリーンに比較して、画像再現性の劣化を抑制することができる。さらに、図7に示すスクリーンは、高階調側において、非付着領域の幅を維持したまま、その長さが短くなるので、図6に示すスクリーンに比較して、高階調側における画像再現性の劣化を抑制することができる。
【0063】
<本実施の形態に従うスクリーン>
本実施の形態に従う画像形成装置MFPが中間階調の再現処理に用いる複数のスクリーン(以下「スクリーンセット」とも称す。)は、上述の図7に示すスクリーン群に比較して、付着領域および/または非付着領域の幅が狭くなることを回避することで、中間階調をさらに高い安定性で再現する。
【0064】
図10は、この発明の実施の形態に従うスクリーンセットにおけるパターン変化の一例を示す図である。なお、本発明についての理解をより容易にするために、図10には、図2〜図7に示すスクリーンと対比可能なスクリーンを描画するが、本発明に係るスクリーンはこれに限られるものではない。
【0065】
図6および図7に示すスクリーン群では、図2〜図5に示すスクリーン群に比較して、幅の狭い付着領域および/または非付着領域を含むパターンが低減されているが、ある面積率において、間隔の狭い非付着領域が現れてしまうと、その間隔の狭い非付着領域が消滅することはあっても、非付着領域の間隔が広がることはない。
【0066】
たとえば、図7に示すスクリーン群では、ドットスクリーンに類似した形態から、ラインスクリーンに類似した形態に変化する段階において、隣接するドット同士が接合する。すなわち、各ドットでは、当該ドットのある一方に位置する隣接ドットに向かって付着領域が拡大することでラインが現れる。このラインが現れる直前には、隣接するドット間で、その幅の狭い隙間領域202が生じる。この隙間領域202は、隣接するドット同士が接合すると消滅する。なお、このとき、隙間領域202以外の非付着領域については、その幅は変化しない。
【0067】
また、図7に示すスクリーン群では、ラインスクリーンに類似した形態から、非付着領域についてのドットスクリーンに類似した形態に変化する段階において、隣接するライン同士の一部が接合する。すなわち、各ラインでは、当該ラインのある一方に位置する隣接ラインに向かって部分的にライン幅が拡大することで非付着領域についてのドットが現れる。この非付着領域についてのドットが現れる直前には、隣接するライン間で、その幅の狭い隙間領域204が生じる。この隙間領域204は、隣接するライン同士を接合する付着領域が延びることで消滅する。なお、このとき、隙間領域204以外の付着領域については、その幅は変化しない。
【0068】
これに対して、本実施の形態に従うスクリーンセットでは、スクリーン全体の階調値には影響を与えることなく、上述のような隙間領域202および204の発生を防止することを可能にしている。概略すると、本実施の形態に従うスクリーンは、ある階調値において付着領域に設定される部分であっても、より高い階調値においては、非付着領域に設定され得る点において、上述の図2〜図7に示すスクリーンとは大きく相違している。すなわち、上述の図2〜図7に示すスクリーンでは、ある階調値において付着領域とされた部分については、それより高い階調値においては常に付着領域とされているが、本実施の形態に従うスクリーンセットでは、このような付着領域および非付着領域についての制限を緩和して、よりフレキシブルなパターン変化を行なう。
【0069】
より具体的には、図10に示すスクリーンでは、ドットスクリーン、ラインスクリーン、および白抜きドットスクリーンという3つのスクリーンを順次切替えることで、必要な濃度変化を生じさせる。すなわち、目的とする階調値が高くなるに従って、パターン211、パターン212、パターン213、パターン214、パターン215、パターン216、パターン217、パターン218の順で変化する。このうち、パターン211および212は、「ドットパターン」であり、パターン213、214および215は、「ラインパターン」であり、パターン216および217は、「白抜きドットパターン」である。
【0070】
本明細書において、「ドットスクリーン」は、上述したように、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たパターンを意味する。この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(ドット径の拡大、または、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。なお、「ドットスクリーン」に含まれる各スクリーンが有するパターンを「ドットパターン」とも称す。
【0071】
また、「ラインスクリーン」は、上述したように、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意味する。このラインスクリーンは、階調値の増加に伴って、ドットスクリーンにおける規則とは独立した別の所定の規則(ライン幅の拡大、または、ラインの配置数の増大)に従って付着領域が拡大するパターン変化を有する。なお、「ラインスクリーン」に含まれる各スクリーンが有するパターンを「ラインパターン」とも称す。
【0072】
さらに、「白抜きドットスクリーン」は、非付着領域をマトリックス状に配置し、それ以外の部分を付着領域としたパターンを意味する。この白抜きドットスクリーンは、階調値の減少に伴って非付着領域が所定の規則(ドット径の拡大、または、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。なお、「白抜きドットスクリーン」に含まれる各スクリーンが有するパターンを「白抜きドットパターン」とも称す。
【0073】
図10において、より高い階調値への変化に伴って、特定の階調値でドットパターン(パターン212)からラインパターン(パターン213)へ切替わる場合には、パターン212に示すドットを一方向にのみ拡大することでラインを生じさせるのではなく、ドットに含まれる一部分(領域205)を付着領域から非付着領域に変化させるととともに、ドットの一部を隣接するドットの方向に拡大(領域206)させる。言い換えれば、ドットパターンを構成する領域205の付着領域を、領域206へ移動させることで、表現する階調値を増大する。なお、パターン212とパターン213との間では、面積率は一定となっているが、これは、表現される濃度がそのスクリーン種類(ドットパターンとラインパターンとの相違)に応じて異なるためである。すなわち、同じ面積率であっても、その値によっては、いずれかのスクリーン(この例では、ラインパターン)の方がより高い濃度として再現される場合があるからである。
【0074】
このようにドットパターンからラインパターンへの切替時に、付着領域を再配置することで、図7に示す隙間領域202の発生を抑制できるとともに、ラインパターンへの切替後における非付着領域の線幅をより広くすることができる。
【0075】
また、さらに高い濃度への変化に伴って、ラインパターン(パターン215)から白抜きドットパターン(パターン216)へ切替わる場合には、パターン215に示すラインの一部を一方向にのみ拡大することで白抜きドットを生じさせるのではなく、ラインに含まれる一部分(領域207)を付着領域から非付着領域に変化させるととともに、ラインの一部を隣接するラインの方向に拡大(領域208)させる。言い換えれば、ラインパターンを構成する領域207の付着領域を、領域208へ移動させることで、再現する階調値を増大する。なお、パターン215とパターン216との間では、面積率は一定となっているが、これについても、上述したように再現される階調値がそのスクリーン種類(ラインパターンと白抜きドットパターンとの相違)に応じて異なるためである。このようにラインパターンから白抜きドットパターンへの切替時に、付着領域を再配置することで、図7に示す隙間領域204の発生を抑制できるとともに、白抜きドット自体も2マス×2マスの大きさを維持できる。この白抜きドットの幅は、図7に示す非付着領域の幅より広くなっている。
【0076】
すなわち、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、階調値の増加に従って第1領域(トナー付着領域)が第1規則に基づき拡大する第1スクリーン群(典型的には、上述したような一連のドットスクリーン)と、階調値の増加に従って第1領域(トナー付着領域)が第1規則と異なる独立した第2規則に基づき拡大する第2スクリーン群(典型的には、上述したような一連のラインスクリーン)とを保持する。そして、入力画像の単位領域に対し、再現すべき階調値が第1しきい値(図10に示すパターン212によって再現される階調値とパターン213によって再現される階調値との中間値)より小さい場合には、第1スクリーン群よりスクリーンが選択され、階調値が第1しきい値より大きい場合には第2スクリーン群よりスクリーンが選択される。
【0077】
上述したように、画像形成装置MFPは、階調値の減少に伴って第2領域(トナー非付着領域)が第1および第2規則と異なる独立した第3規則に基づき減少する第3スクリーン群(典型的には、上述したような一連の白抜きドットスクリーン)をさらに保持することが好ましい。このとき、入力画像の単位領域に対し、階調値が第1しきい値より大きい第2しきい値(図10に示すパターン215によって再現される階調値とパターン216によって再現される階調値との中間値)より大きい場合には第3スクリーン群よりスクリーンが選択される。
【0078】
別の言い方をすれば、本実施の形態に従う画像形成装置MFP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(トナー付着領域)を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群(典型的には、上述したような一連のドットスクリーン)と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群(典型的には、上述したような一連の白抜きドットスクリーン)とを保持する。そして、再現すべき階調値の増加に伴って第1領域を所定の方向に拡大するように当該第1スクリーン群からスクリーンが選択される(たとえば、図10に示すパターン215の状態)。さらに、再現すべき階調値が所定のしきい値に到達した時に、スクリーン選択元が当該第1スクリーン群から当該第2スクリーン群に切替えられる。切替時のスクリーンとしては、所定の方向において、当該第1パターン内の隣接する第1領域間の距離よりも、当該第2パターン内の第2領域の幅が大きいスクリーンが選択される(たとえば、図10に示すパターン216)。
【0079】
さらに別の言い方をすれば、本実施の形態に従う画像形成装置MFP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(トナー付着領域)を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群(典型的には、上述したような一連のドットスクリーン)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(トナー非付着領域)を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群(典型的には、上述したような一連の白抜きドットスクリーン)とを保持する。そして、階調値の減少に伴って第2領域が所定の方向に拡大するように、第2スクリーン群からスクリーンが選択され(たとえば、図10に示すパターン215の状態)、その後、階調値が所定のしきい値に到達した時に、スクリーンの選択元が第2スクリーン群から第1スクリーン群に切替えられる。切替時のスクリーンとして、所定の方向において、第2パターン内の第2領域の幅よりも、第1パターン内の隣接する第1領域間の距離が小さいスクリーンが選択される(たとえば、図10に示すパターン216の状態)。
【0080】
上述のようなスクリーン群を採用した場合には、切替前後において、第1スクリーン群から選択されるスクリーン(たとえば、図10に示すパターン212の状態)と、第2スクリーン群から選択されるスクリーン(たとえば、図10に示すパターン213の状態)とは、実質的に同じ階調値を有することが好ましい。
【0081】
また、切換前後において、同じ階調値を維持したまま、第1領域のトナー付着の制御対象の画素を第2領域におけるトナー付着の制御対象でない画素に置き換える再配置が実行されることが好ましい。たとえば、図10に示すパターン212の状態とパターン213の状態とを比較すると、第1領域(トナー付着領域)の数は維持されたまま、第2領域(トナー非付着領域)の一部が第1領域(トナー付着領域)に置き換えられていることがわかる。また、図10に示すパターン215の状態とパターン216の状態との間でも同様である。
【0082】
このように、本実施の形態においては、ある濃度において付着領域に設定される部分であっても、より高い濃度において非付着領域に設定する手法を用いてスクリーン切替を行なうことで、付着領域および/または非付着領域の幅が狭くなることを回避し、これによって、中間階調をより安定性を高めて再現できる。
【0083】
なお、図10においては、濃度が高くなるにつれて、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でスクリーン切替を行なう構成について例示したが、切替ロジックをより簡素化する観点から、ドットスクリーンとラインスクリーンとの間でのみスクリーン切替を行なう構成を採用してもよい。
【0084】
<モアレ>
上述したように、フルカラーの画像形成処理を行なう場合には、ある色を再現するために用いられるスクリーンは、他の色とは独立して選択される。そのため、各色のスクリーンセットを構成するスクリーンのパターンを適切に選択しなければ、モアレが発生する場合がある。以下、このモアレの発生およびモアレの発生を抑制するためのスクリーンセットについて説明する。
【0085】
図11は、この発明の実施の形態に従うモアレの発生を説明するための図である。図12は、モアレの発生を抑制するための角度関係の一例を示す図である。図13は、図11に示すシアンおよびマゼンタのパターンの一例を示す図である。図14は、モアレの発生の有無を評価するために用いたパターンの一例を示す図である。
【0086】
図11を参照して、ある色を再現するために、ドットパターンで再現されたシアンの像(C−Plain)と、ラインパターンで再現されたマゼンタの像(M−Plain)とが重ね合わされる場合がある。さらに、再現すべき色が変化すると、ラインパターンで再現されたシアンの像と、ラインパターンで再現されたマゼンタの像とが重ね合わされる場合がある。
【0087】
スクリーン処理された複数の色を重ねた場合において、各色のスクリーン角度を適切に選択しないと、モアレが発生することが知られている。そのため、本発明に関連する、ドットスクリーンまたはラインスクリーンのみを用いるスクリーン処理においては、それぞれの色のパターンは、図12に示すような角度関係を維持するように設計される。たとえば、イエロー(Y)のスクリーン角度を紙面上下方向に設計すると、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)のスクリーン角度は、イエロー(Y)のスクリーン角度に対して、それぞれ角度θ1,θ2,θ3ずつ異なるものとなっている。
【0088】
たとえば、図11に示す例において、シアンの像は、図13(A)に示すようなパターンによって再現され、マゼンタの像は、図13(B)に示すようなパターンによって再現されているものとする。すなわち、図13(A)に示すパターンは、図12に示すシアン(C)の角度に相当する角度を有し、図13(B)に示すパターンは、図12に示すマゼンタ(M)の角度に相当する角度を有するものとする。このように、それぞれの色のスクリーンが有する角度を図12に示すような関係に保つことで、モアレの発生を抑制できる。
【0089】
しかしながら、前述のパターンの切替えをカラー画像で行なった場合、再びモアレが発生することが判った。すなわち、本実施の形態に従う中間階調の再現処理においては、複数種類のパターンを組み合わせたスクリーンセットを用いるので、再現すべき色が異なると、各色において用いられるパターンが変更される。たとえば、図11に示すように、シアンの像の一部がドットパターンではなく、ラインパターンで再現される場合もある。このとき、同一のスクリーンセットに含まれるドットパターンとラインパターンとが、異なるスクリーン角度を有している場合には、使用されるスクリーン種類が切替わった領域に、モアレが発生する場合があることが判った。
【0090】
そこで、本願発明者らは、図14に示す3種類のパターンを用いて、モアレの発生有無を実験した。具体的には、図14(A)には、図13(A)に示すドットパターンと角度および線数が異なるラインパターンを示す。図14(B)には、図13(A)に示すドットパターンと角度が同じで、線数が異なるラインパターンを示す。図14(C)には、図13(A)に示すドットパターンと角度および線数が同じラインを示す。なお、図14に示す各ラインスクリーンのパターンのうち、ハッチングを付している領域は、図13(A)に示すドットパターンでは、付着領域(黒)であったが、ラインパターンに切替わったことで、非付着領域(白)に変更された領域を示す。
【0091】
実際にプリントした結果を目視にて判定すると、図14(A)に示すラインパターンによって再現されたシアンの像と、図13(B)に示すラインパターンによって再現されたマゼンタの像とを重ねた場合には、モアレが発生していることが確認された。また、図14(B)に示すラインパターンによって再現されたシアンの像と、図13(B)に示すラインパターンによって再現されたマゼンタの像とを重ねた場合には、わずかなモアレの発生を確認できたが、実用的には許容レベルに収まっていると判定できた。また、図14(C)に示すラインパターンによって再現されたシアンの像と、図13(B)に示すラインパターンによって再現されたマゼンタの像とを重ねた場合には、モアレの発生を全く確認できなかった。
【0092】
この実験結果から、色重ねによるモアレの発生を抑制するためには、各色のスクリーンセットに含まれる複数のスクリーンの間では、パターンの切替えの前後で、少なくとも角度を実質的に同一に保つことが好ましい。但し、各色のスクリーンセットに含まれる複数のパターンの間では、パターンの切替えの前後で、スクリーン角度およびスクリーン線数のいずれについても実質的に同一に保つことがより好ましい。
【0093】
したがって、本実施の形態に従う画像形成装置MFPにおいては、共通の角度および線数を有する3つのスクリーン(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)を用いて、スクリーンセットを構成する。スクリーンセットの具体的な構成については、図21〜図23または図24〜図26を用いて後述する。
【0094】
すなわち、第1色(シアン)のスクリーンセットを構成するスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度(図12のθ1)を共通に有するパターンを含み、かつ、第2色(マゼンタ)のスクリーンセットを構成するスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度(図12のθ2)を共通に有するパターンを含む。さらに、第1色のスクリーンセットを構成するスクリーンは、第1スクリーン角度に加えて、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンを含み、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成するスクリーンは、第2スクリーン角度に加えて、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンを含むことが好ましい。
【0095】
<制御部の構成>
図15は、この発明の実施の形態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。
【0096】
図15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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
<制御構造>
図16は、この発明の実施の形態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16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。
【0102】
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15)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15)がプログラムをRAM103(図15)に展開し、各コマンドを実行することで提供される。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
スクリーン選択部160C,160M,160Y,160Kの各々は、階調値判断部158C,158M,158Y,158Kからそれぞれ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160C,160M,160Y,160Kの各々は、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164C,164M,164Y,164K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。
【0110】
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1)へ出力される。
【0111】
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。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。
【0112】
<スクリーンセットの生成/更新処理>
上述の図2〜図7に示すような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202および204(図6および図7)などが生じる場合には、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。
【0113】
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。
【0114】
図17は、この発明の実施の形態に従うスクリーンセットの生成/更新処理を説明するための図である。図18は、スクリーン別の階調特性の一例を示す図である。図19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。
【0115】
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17(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17(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17(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。
【0116】
なお、図1には、IDCセンサ49がトナー像が転写された記録紙上の濃度を検出する構成を例示するが、感光体ドラム41上のトナー像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。
【0117】
実際には、図17(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17(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17(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。
【0118】
このようにして取得された階調特性の一例を図18に示す。図17(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18に示すようになる。図18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。
【0119】
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18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。
【0120】
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19(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19(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。
【0121】
また、ラインスクリーンでは、図19(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。
【0122】
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。
【0123】
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17(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。
【0124】
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。
【0125】
再度、図18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18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。
【0126】
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18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。
【0127】
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。
【0128】
<スクリーンセットのデータ構造>
次に、上述のようなスクリーンセットの生成/更新処理を行なうためのデータ構造の一例について説明する。図20は、この発明の実施の形態に従う画像形成装置MFPが保持するスクリーンテーブルの一例を示す図である。図21〜図23は、それぞれのスクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。図24〜図26は、それぞれのスクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。
【0129】
図20に示すように、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、スクリーン群172C,172M,172Y,172K(図16)の一部として、スクリーンテーブル181,182,183を保持する。スクリーンテーブル181,182,183には、それぞれ、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を用いて目的の階調値を再現するための情報が記述される。これらのスクリーンテーブルに記述される情報についての説明に先立って、本実施の形態に従うスクリーンのデータ構造について説明する。
【0130】
上述したように、スクリーン技術を用いて中間階調を再現するためには、再現可能な階調に応じた複数のスクリーンを用意しておく必要がある。各階調に応じて、一連のスクリーン群を個別に用意しておいてもよいが、記憶容量の抑制およびメンテナンス性向上の観点から、スクリーンを構成する要素に番号付けをしておき、いずれの要素までを有効化するかについての番号を指定することで、スクリーン群を提供する。
【0131】
たとえば、図21〜図23には、8マス×8マスの正方形で1単位を構成するスクリーンが4つ配置されている例を示す。図21はドットスクリーンの例を示し、図22はラインスクリーンの例を示し、図23は白抜きドットスクリーンの例を示す。図21〜図23に示すスクリーンでは、いずれも角度(スクリーン角)および線数(スクリーン線数)を一致させている。本明細書において、スクリーンの角度とは、各パターンにおける付着領域(または、非付着領域)の配列方向を意味し、図21〜図23に示す例では、紙面上下方向がスクリーンの角度となる。また、本明細書において、スクリーンの線数とは、単位長あたりの単位スクリーンの数を意味し、図21〜図23に示す例では、スクリーン間隔の逆数が線数となる。一般的に、スクリーン線数は「lpi:line per inch」といった単位を用いて定義される。
【0132】
特に、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納する。このとき、1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成されている。同時に、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成されている。
【0133】
より具体的には、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンである。また、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンである。
【0134】
たとえば、図21(A)〜図21(F)に示すように、8マス×8マスの計64マスに対して、「0」〜「63」の番号がユニークに割当てられている。そして、スクリーンテーブル181(図20)では、目的とするそれぞれの階調値に対応付けて、いずれの番号付けされたマスまでを「黒」(付着領域)とすべきかが「有効化番号」として定義されている。たとえば、「有効化番号」に「0」がセットされていれば、図21(A)に示すようなドットスクリーンが出力される。同様に、「有効化番号」に「2」がセットされていれば、図21(B)に示すようなドットスクリーンが出力される。以下同様にして、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを中心とした「ドット」が大きくなる、すなわちドット径が大きくなる。
【0135】
同様に、スクリーンテーブル182(図20)では、図22(A)〜図22(F)に示すラインスクリーンの変化が定義される。このラインスクリーンでは、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを通る「ライン」が太くなる、すなわちライン幅が大きくなる。
【0136】
同様に、スクリーンテーブル183(図20)では、図23(A)〜図23(F)に示す白抜きドットスクリーンの変化が定義される。この白抜きドットスクリーンでは、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを中心とした「白抜きドット」が太くなる、すなわちドット径が大きくなる。
【0137】
さらに、図24〜図26には、紙面に対して斜め方向の角度をもつスクリーンの例を示す。図24に示すドットスクリーンでは、図21に示すドットスクリーンと同様に、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを中心とした「ドット」が太くなる、すなわちドット径が大きくなる。また、図25に示すラインスクリーンでは、図22に示すラインスクリーンと同様に、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを通る「ライン」が太くなる、すなわちライン幅が大きくなる。また、図26に示す白抜きドットスクリーンでは、図23に示すドットスクリーンと同様に、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを中心とした「白抜きドット」が太くなる、すなわちドット径が大きくなる。
【0138】
再度、図20を参照して、スクリーンテーブル181,182,183の各々には、目的とする階調値と、各階調値に対応付けて有効化番号とが定義されている。この定義された内容は、図18に示すスクリーンの階調特性の逆関数に相当するものである。すなわち、スクリーンテーブル181,182,183の各々には、実質的に、図18に示すスクリーンの階調特性において、各階調値(縦軸)に対応する面積率が定義される。そのため、スクリーンテーブル181,182,183の各々においては、連続的に変化する階調値に対して、有効化番号が離散的に変化している部分が存在する。
【0139】
そして、スクリーンテーブル184には、本実施の形態に従うスクリーンセットを定義するための情報が記述される。具体的には、上述のようなスクリーンセットの生成/更新処理によってスクリーンの切替ポイントが取得されると、スクリーンテーブル181,182,183に記述されている情報のうち、その切替ポイントに応じた部分のみが抽出され、スクリーンテーブル184として統合される。このスクリーンテーブル184には、スクリーンテーブル181,182,183と同様に、階調値および対応する有効化番号が定義されるとともに、いずれのスクリーンを用いるかについての情報である「種別」が定義される。図20に示す例では、種別「0」が「ドットパターン」を意味し、種別「1」が「ラインパターン」を意味し、種別「2」が「白抜きドットパターン」を意味する。上述したように、スクリーンセットでは、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スクリーンが切替えられるので、スクリーンテーブル184においても、種別が低階調側から「0」、「1」、「2」の順に変化している。
【0140】
このように、本実施の形態に従う画像形成装置MFPでは、予め用意されたスクリーンテーブル181,182,183からスクリーンテーブル184を生成するので、プロセスの変動に応じて、スクリーンセットを動的に補正することができる。
【0141】
<処理手順>
図27は、この発明の実施の形態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。図28は、この発明の実施の形態に従う画像形成装置MFPにおけるスクリーンセットの生成手順を示すフローチャートである。これらのフローチャートは、代表的に、制御部10のCPU102(図15)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。
【0142】
図27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。
【0143】
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。
【0144】
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)。
【0145】
並行して、CPU102は、ステップS106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S110)。続いて、CPU102は、ステップS110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S112)、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S114)、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S116)。
【0146】
その後、CPU102は、ステップS110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S118)。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S118においてNOの場合)には、CPU102は、ステップS110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S120)、ステップS114以下の処理を再度実行する。
【0147】
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S118においてYESの場合)には、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S116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S122)、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S124)。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。
【0148】
次に、図28を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置MFPが使用するスクリーンセットの生成処理について説明する。なお、図28に示すスクリーンセットの生成処理は、使用される1色ずつスクリーンセットを生成することが好ましい。
【0149】
まず、CPU102は、スクリーンセットの生成処理の開始が指示されたか否かを判断する(ステップS200)。スクリーンセットの生成処理の開始が指示されていない場合(ステップS200においてNOの場合)には、CPU102は、ステップS200の処理を繰返す。
【0150】
スクリーンセットの生成処理の開始が指示された場合(ステップS200においてYESの場合)には、CPU102は、所定の階調変化をもつ基準パターンを入力画像として受付ける(ステップS202)。続いて、CPU102は、受付けた入力画像をスクリーン群172に含まれるドットスクリーンのみを用いて再現するための露光指令を生成し(ステップS204)、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S206)。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、CPU102は、IDCセンサ49から、プリントエンジン4において形成されたトナー像の濃度プロファイルを取得する(ステップS208)。すなわち、CPU102は、ドットスクリーンについての階調特性を取得する。
【0151】
さらに、CPU102は、受付けた入力画像をスクリーン群172に含まれるラインスクリーンのみを用いて再現するための露光指令を生成し(ステップS210)、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S212)。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、CPU102は、IDCセンサ49から、プリントエンジン4において形成されたトナー像の濃度プロファイルを取得する(ステップS214)。すなわち、CPU102は、ラインスクリーンについての階調特性を取得する。
【0152】
さらに、CPU102は、受付けた入力画像をスクリーン群172に含まれる白抜きドットスクリーンのみを用いて再現するための露光指令を生成し(ステップS216)、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S218)。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、CPU102は、IDCセンサ49から、プリントエンジン4において形成されたトナー像の濃度プロファイルを取得する(ステップS220)。すなわち、CPU102は、白抜きドットスクリーンについての階調特性を取得する。
【0153】
その後、CPU102は、ステップS208,S214,S220においてそれぞれ取得された階調特性について、基準パターンに対する偏差プロファイルを算出し(ステップS222)、この算出した偏差プロファイルに基づいて、切替ポイントを決定する(ステップS224)。さらに、CPU102は、ステップS224において決定した切替ポイントに基づいて、スクリーンテーブル181,182,183(図20)の定義内容のうち、必要な内容を抽出して、スクリーンセットを定義するためのスクリーンテーブル184を生成する(ステップS226)。そして、処理は終了する。
【0154】
<作用効果>
この発明の実施の形態によれば、トナーを付着させる幅が狭いパターン、および、トナーを付着させない幅が狭いパターンといった電子写真方式において再現性が低下するようなパターンを避けたスクリーンセットを用いて中間階調が再現される。そのため、中間階調を安定して再現することができる。同時に、再現すべき階調値に応じて、複数種類のスクリーンからプロセスがより安定化するスクリーンが選択的に組合わされてスクリーンセットが構成される。そのため、プリント結果における粒状性を向上させることができる。
【0155】
また、この発明の実施の形態によれば、実際に形成されるトナー像の濃度検出結果、および/または、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、スクリーンセットが動的に生成および/または更新されるので、様々な要因によるプロセスの変動が生じた場合であっても、安定した中間階調の再現処理を実現できる。
【0156】
さらに、この発明の実施の形態によれば、異なる種類のパターンに従って形成されたトナー像が重ね合わされた場合であっても、モアレの発生を抑制することができる。そのため、各色のトナー像における中間階調をより高精度に再現できるとともに、最終的に出力されるフルカラーのプリントの仕上がりを高品位化できる。
【0157】
[その他の実施の形態]
上述のこの発明の実施の形態の各々においては、3つのスクリーン(ドットスクリーン、ラインスクリーン、および白抜きドットスクリーン)を順次切替えることで、必要な濃度変化を生じさせる構成について例示した。しかしながら、2つのスクリーンを順次切替えることで、必要な濃度変化を生じさせてもよい。典型的には、再現すべき濃度が低い(低階調値の)部分および再現すべき濃度が高い(高階調値の)部分についてはドットスクリーンを用い、その他の中間濃度(中間階調)の部分についてはラインスクリーンを用いてもよい。
【0158】
上述の図18に示すように、面積率が相対的に低い領域および高い領域においては、ラインスクリーンの階調特性に比べて、ドットスクリーンの階調特性の方が基準パターンに対する偏差がより小さい。一方、中間の面積率の領域においては、ドットスクリーンの階調特性に比べて、ラインスクリーンの階調特性の方が基準パターンに対する偏差がより小さい。そのため、図29に示すように、再現すべき濃度が低い値から高い値へ変化することに伴って、ドットスクリーン→ラインスクリーン→ドットスクリーンの順で使用するスクリーンを切替えることが好ましい。
【0159】
あるいは、ラインスクリーンと白抜きドットスクリーンとを用いて、スクリーンセットを生成してもよい。もしくは、ドットスクリーンと白抜きドットスクリーンとを用いて、スクリーンセットを生成してもよい。
【0160】
上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。
【0161】
また、上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。
【0162】
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】
【0163】
2 自動原稿搬送部、3 スキャナ、4 プリントエンジン、5 給紙部、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、41Y,41M,41C,41K 感光体ドラム、42 帯電器、43Y,43M,43C,43K 画像書込部、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、158C,158M,158Y,158K 階調値判断部、160C,160M,160Y,160K スクリーン選択部、162,162# スクリーン格納部、164C,164M,164Y,164K スクリーンセット、166 指令生成部、170 スクリーン生成部、172 スクリーン群、176 色分離部、181,182,183,184 スクリーンテーブル、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 画像形成装置。
【技術分野】
【0001】
この発明は、電子写真方式のカラー画像形成装置に関し、特に中間階調をより安定して再現するための技術に向けられたものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置においては、紙媒体へ画像を形成するプロセスとして電子写真方式が採用されている。この電子写真方式では、露光装置を用いて感光体上(典型的には、感光体ドラムや感光体ベルト)に静電潜像を形成し、続いて、この静電潜像を現像することで画像が作られる。
【0003】
近年、この電子写真方式に対する高解像度化が進んでいる。たとえば、露光装置の改良によって、静電潜像の解像度は、従来の600dpi(dot per inch)から1200dpiにまで向上しており、さらに高品位機種では、2400dpiといった高解像度を実現できる。
【0004】
一方で、このような解像度の向上とともに、プロセスの安定性の向上についても要望が高まっている。すなわち、解像度の向上とプロセスの安定性とは相反すると言われており、解像度を高めつつ、安定性を維持することが重要な技術的課題となっている。このようなプロセスの安定性は、中間階調の仕上がりに影響を与える。
【0005】
そこで、特開平5−161013号公報(特許文献1)には、環境の変動、濃度検知センサの劣化、感光体の表面劣化等に起因する画質の劣化を防ぎ、常に高画質を安定に保つことの可能なデジタル記録装置が開示されている。また、特開平5−328112号公報(特許文献2)には、濃淡画像を構成する各画素周辺の画像の濃度状態に相応したディザ処理を行なうことで、対象とする濃淡画像に濃度の偏りがあっても、階調性をもった画像を復元できるディザ処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平5−161013号公報
【特許文献2】特開平5−328112号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
一般的に、電子写真方式の画像形成装置では、網点(ハーフトーン)手法を用いて、中間階調が再現される。このハーフトーン手法では、小さな点や線からなるパターンを用いて、その単位面積あたりの着色量(典型的には、トナー付着量)を制御することで、目的とする階調値を再現する。この単位面積あたりの着色量の制御では、複数の階調値にそれぞれ対応付けた複数のスクリーンを予め用意しておき、再現すべき濃度に応じてスクリーンが選択される。一般的なスクリーンは、着色すべき「付着領域」と着色すべきではない「非付着領域」とを所定周期で規則的に配置したものが用いられる。解像度が高くなるにつれて、スクリーンにおける「付着領域」と「非付着領域」との配置間隔はより短くできるが、上述したように、プロセスの安定性が低下し得るので、その配置間隔を短くすることについては制約を受ける。その結果、高解像度の静電潜像を形成できるにもかかわらず、その適用は文字領域のみに限定され、中間階調領域については、従来の低解像度の画像形成装置と同様のスクリーンが使用されるという状況であった。
【0008】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、カラー画像においてプロセスの安定性を維持しつつ、中間階調をより高い解像度で再現できる画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明のある局面に従えば、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を提供する。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。本画像形成装置は、階調値の増加に従って第1領域が第1規則に基づき拡大する第1スクリーン群と、階調値の増加に従って第1領域が第1規則と異なる独立した第2規則に基づき拡大する第2スクリーン群とを格納する記憶部と、入力画像の単位領域に対し、階調値が第1しきい値より小さい場合には第1スクリーン群よりスクリーンを選択し、階調値が第1しきい値より大きい場合には第2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画像形成を実行する作像部とを含む。作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能である。記憶部は、第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成される。スクリーン選択部は、入力画像に含まれる第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、入力画像に含まれる第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する。
【0010】
好ましくは、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンであり、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンである。
【0011】
好ましくは、単位領域内の第1領域の占める面積の比率である面積率について、第1しきい値の階調値において、第2スクリーン群の面積率は第1スクリーン群の面積率よりも大きい。
【0012】
あるいは好ましくは、第1スクリーン群は、単位領域内の第1領域の占める面積の比率である面積率が相対的に低い場合に、第2スクリーン群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。
【0013】
好ましくは、第1スクリーン群は、ドットパターンを有し、第2スクリーン群は、ラインパターンを有する。
【0014】
好ましくは、第1規則は、階調値の増加に従って、ドット径の拡大、または、ドット数の増大を含み、第2規則は、階調値の増加に従って、ライン幅の拡大、または、ラインの配置数の増大を含む。
【0015】
好ましくは、本画像形成装置は、作像部によって画像形成された結果の濃度を検出するための濃度センサと、濃度センサによる検出結果に基づいて、複数のスクリーンを生成または更新する生成部とをさらに含む。
【0016】
さらに好ましくは、生成部は、複数の異なる階調値を有する基準パターンに従って、第1スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を濃度センサによって検出した結果から第1スクリーン群についての階調特性を取得し、基準パターンに従って、第2スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を濃度センサによって検出した結果から第2スクリーン群についての階調特性を取得し、第1および第2スクリーン群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、第1しきい値を決定する。
【0017】
好ましくは、本画像形成装置は、画像形成装置の作像条件に応じて、記憶部に格納されている複数のスクリーンを更新する更新部をさらに含む。
【0018】
好ましくは、記憶部は、階調値の減少に伴って第2領域が第1および第2規則と異なる独立した第3規則に基づき減少する第3スクリーン群をさらに格納し、
スクリーン選択部は、入力画像の単位領域に対し、階調値が第1しきい値より大きい第2しきい値より大きい場合には第3スクリーン群よりスクリーンを選択する。
【0019】
さらに好ましくは、第3スクリーン群は、白抜きドットパターンを有する。
この発明の別の局面に従えば、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を提供する。本画像形成装置は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群とを格納する記憶部と、階調値の増加に伴って第1領域が所定の方向に拡大するように第1スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを第1スクリーン群から第2スクリーン群に切替え、切替時のスクリーンとして、所定の方向において、第1パターン内の隣接する第1領域間の距離よりも、第2パターン内の第2領域の幅が大きい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画像形成を実行する作像部とを含む。作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能である。記憶部は、第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成される。スクリーン選択部は、入力画像に含まれる第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、入力画像に含まれる第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する。
【0020】
この発明のさらに別の局面に従えば、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を提供する。本画像形成装置は、トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群とを格納する記憶部と、階調値の減少に伴って第2領域が所定の方向に拡大するように第2スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを第2スクリーン群から第1スクリーン群に切換え、切替時のスクリーンとして、所定の方向において、第2パターン内の第2領域の幅よりも、第1パターン内の隣接する第1領域間の距離が小さい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画像形成を実行する作像部とを含む。作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能である。記憶部は、第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成される。スクリーン選択部は、入力画像に含まれる第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、入力画像に含まれる第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる単位領域に対し、第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する。
【0021】
好ましくは、当該切替前後において、第1スクリーン群から選択されるスクリーンと、第2スクリーン群から選択されるスクリーンとは、実質的に同じ階調値を有する。
【0022】
さらに好ましくは、スクリーン選択部は、当該切換前後において、同じ階調値を維持したまま、第1領域のトナー付着の制御対象の画素を第2領域におけるトナー付着の制御対象でない画素に置き換える再配置を実行する。
【0023】
好ましくは、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンであり、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンである。
【発明の効果】
【0024】
この発明によれば、カラー画像においてプロセスの安定性を維持しつつ、中間階調をより高い解像度で再現できる画像形成装置および画像形成方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】この発明の実施の形態に従う画像形成装置の概略構成図である。
【図2】ドットスクリーンにおける配置パターンの一例を示す図である。
【図3】ドットスクリーンにおける配置パターンの別の一例を示す図である。
【図4】ラインスクリーンにおける配置パターンの一例を示す図である。
【図5】ラインスクリーンにおける配置パターンの別の一例を示す図である。
【図6】ドットスクリーンとラインスクリーンとの複合スクリーン群における配置パターンの一例を示す図である。
【図7】ドットスクリーンとラインスクリーンとの複合スクリーン群における配置パターンの別の一例を示す図である。
【図8】電子写真方式における画像再現性が悪化する状況を模式的に示した図である。
【図9】電子写真方式における画像再現性が悪化する状況を模式的に示した図である。
【図10】この発明の実施の形態に従うスクリーンセットにおけるパターン変化の一例を示す図である。
【図11】この発明の実施の形態に従うモアレの発生を説明するための図である。
【図12】モアレの発生を抑制するための角度関係の一例を示す図である。
【図13】図11に示すシアンおよびマゼンタのパターンの一例を示す図である。
【図14】モアレの発生の有無を評価するために用いたパターンの一例を示す図である。
【図15】この発明の実施の形態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16】この発明の実施の形態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17】この発明の実施の形態に従うスクリーンセットの生成/更新処理を説明するための図である。
【図18】スクリーン別の階調特性の一例を示す図である。
【図19】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20】この発明の実施の形態に従う画像形成装置MFPが保持するスクリーンテーブルの一例を示す図である。
【図21】ドットクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。
【図22】ラインスクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。
【図23】白抜きドットスクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。
【図24】ドットクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。
【図25】ラインスクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。
【図26】白抜きドットスクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。
【図27】この発明の実施の形態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28】この発明の実施の形態に従う画像形成装置におけるスクリーンセットの生成手順を示すフローチャートである。
【図29】この発明の実施の他の形態に従うスクリーンの切替パターンを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
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。
【0027】
[実施の形態]
<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(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。
【0028】
図1は、この発明の実施の形態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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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からのレーザ光を制御する構成に代えて、感光体ドラム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。
【0039】
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。
【0040】
上述の感光体ドラム41Y,41M,41C,41K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。
【0041】
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に示すような転写ベルト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ローラ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。
【0042】
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に示すような定着ベルトを用いた定着方式に代えて、定着ローラ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。
【0043】
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、感光体ドラム41Y,41M,41C,41K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。
【0044】
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。
【0045】
<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。なお、説明の簡略化のため、上述のフルカラーの画像形成処理における単色のトナー像についての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。
【0046】
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。
【0047】
図2および図3は、ドットスクリーンにおける配置パターンの一例を示す図であり、図4および図5は、ラインスクリーンにおける配置パターンの一例を示す図である。図2〜図5に示すように、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、図2〜図5では、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」で表現しており、以下の図においても同様の表現方法を採用する。
【0048】
図2〜図5に示すように、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。
【0049】
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」と称する。
【0050】
図2および図3に示すように、「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。図4および図5に示すように、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。
【0051】
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、図2に示すように、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、図3に示すように、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。
【0052】
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、図4に示すように、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、図5に示すように、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。
【0053】
さらに、上述のドットスクリーンとラインスクリーンとを複合したスクリーン群が採用される場合もある。図6および図7は、ドットスクリーンとラインスクリーンとの複合スクリーン群における配置パターンの一例を示す図である。
【0054】
図6には、低階調側では、図2に示すドットスクリーンに類似したパターン変化を示す一方で、高階調側では、図4に示すラインスクリーンに類似したパターン変化を示すスクリーン群の例を示す。すなわち、図6に示すスクリーン群では、低階調側では、濃度の階調値が高くなるにつれてドット径が徐々に拡大し、ある面積率を超えた後には(すなわち、隣接するドット同士が接合した後には)、階調値がさらに高くなるに従ってライン幅が徐々に拡大する。
【0055】
また、図7には、図6に示すスクリーン群に比較してその高階調側の階調再現性を高めたスクリーン群が例示される。すなわち、図7に示すスクリーン群では、再現すべき階調値が相対的に低い場合には、濃度の階調値が高くなるにつれてドット径が徐々に拡大し、ある面積率を超えた後には、階調値がさらに高くなるに従ってライン幅が全体的に徐々に拡大する。さらに、ライン幅が所定値を超えると、ラインの一部の幅のみが徐々に拡大する。
【0056】
<電子写真方式における画像再現性>
上述したように、電子写真方式では、静電潜像をトナー像に現像するため、非常に細い線や小さな隙間を再現することは得意ではない。
【0057】
図8および図9は、電子写真方式における画像再現性が悪化する状況を模式的に示した図である。なお、図8および図9には、トナー像を定着させた記録紙の断面図を模式的に示すが、そのサイズについては、実際のものとは必ずしも一致していない。
【0058】
図8に示すように、主走査方向もしくは副走査方向に所定幅をもつ線状のトナー像を考える。トナー像を形成するための潜像がある程度の幅を有する場合には、潜像と現像ローラとの間の電界は、エッジ効果により電気力線の回り込みが生じても一定方向の電界となるため、トナー像はある程度安定して形成される。そのため、電荷を有するトナーの現像に際して、安定した現像を実行できる。しかし、潜像の有する幅が小さい場合は、現像領域に対してエッジ効果による電気力線の回り込みが顕著になり、電界の方向が安定しない傾向がある。そのため、狭い領域にトナーを安定して付着させることが困難となる。また定着においては、トナー像がある程度広い幅を有する場合には、トナーが一体化するため、記録紙に安定的に定着し得る。これに対して、トナー像が細い場合には、トナーの拡散などによって、記録紙に安定して定着できない場合がある。この場合には、線が「切れた」状態に見えたり、線が全く再現できなくなったりする。
【0059】
また、図9に示すように、主走査方向もしくは副走査方向に所定幅の隙間(トナーが存在すべきではない部分)をもつトナー像を考える。トナー像の隙間がある程度広い幅を有する場合には、隣接するトナーからの影響を受けたとしても、その隙間を維持することができる。これに対して、隙間が狭い場合には、隣接するトナーの拡散などによって、隙間が埋まってしまう場合がある。
【0060】
このように、電子写真方式では、トナーを付着させる幅が狭いパターン、および、トナーを付着させない幅が狭いパターンについては、再現性が低下し得る。したがって、上述のような中間階調の再現処理に用いるスクリーン群についても、付着領域および非付着領域のいずれもができる限り狭くならないようにすることが好ましい。
【0061】
上述の図2〜図5に示すスクリーン群は、ドットまたはラインという基本的な形状を基本にして、面積率を単調増加させて再現する階調値を変化させている。そのため、ある階調値においては、1画素分の幅しかない付着領域および/または非付着領域が存在していることがわかる。
【0062】
また、図6に示すスクリーン群は、低階調側において、ドットスクリーンに類似した形態でドット径が拡大し、高階調側において、ラインスクリーンに類似した形態でライン幅が拡大するので、上述の図2〜図5に示すスクリーンに比較して、画像再現性の劣化を抑制することができる。さらに、図7に示すスクリーンは、高階調側において、非付着領域の幅を維持したまま、その長さが短くなるので、図6に示すスクリーンに比較して、高階調側における画像再現性の劣化を抑制することができる。
【0063】
<本実施の形態に従うスクリーン>
本実施の形態に従う画像形成装置MFPが中間階調の再現処理に用いる複数のスクリーン(以下「スクリーンセット」とも称す。)は、上述の図7に示すスクリーン群に比較して、付着領域および/または非付着領域の幅が狭くなることを回避することで、中間階調をさらに高い安定性で再現する。
【0064】
図10は、この発明の実施の形態に従うスクリーンセットにおけるパターン変化の一例を示す図である。なお、本発明についての理解をより容易にするために、図10には、図2〜図7に示すスクリーンと対比可能なスクリーンを描画するが、本発明に係るスクリーンはこれに限られるものではない。
【0065】
図6および図7に示すスクリーン群では、図2〜図5に示すスクリーン群に比較して、幅の狭い付着領域および/または非付着領域を含むパターンが低減されているが、ある面積率において、間隔の狭い非付着領域が現れてしまうと、その間隔の狭い非付着領域が消滅することはあっても、非付着領域の間隔が広がることはない。
【0066】
たとえば、図7に示すスクリーン群では、ドットスクリーンに類似した形態から、ラインスクリーンに類似した形態に変化する段階において、隣接するドット同士が接合する。すなわち、各ドットでは、当該ドットのある一方に位置する隣接ドットに向かって付着領域が拡大することでラインが現れる。このラインが現れる直前には、隣接するドット間で、その幅の狭い隙間領域202が生じる。この隙間領域202は、隣接するドット同士が接合すると消滅する。なお、このとき、隙間領域202以外の非付着領域については、その幅は変化しない。
【0067】
また、図7に示すスクリーン群では、ラインスクリーンに類似した形態から、非付着領域についてのドットスクリーンに類似した形態に変化する段階において、隣接するライン同士の一部が接合する。すなわち、各ラインでは、当該ラインのある一方に位置する隣接ラインに向かって部分的にライン幅が拡大することで非付着領域についてのドットが現れる。この非付着領域についてのドットが現れる直前には、隣接するライン間で、その幅の狭い隙間領域204が生じる。この隙間領域204は、隣接するライン同士を接合する付着領域が延びることで消滅する。なお、このとき、隙間領域204以外の付着領域については、その幅は変化しない。
【0068】
これに対して、本実施の形態に従うスクリーンセットでは、スクリーン全体の階調値には影響を与えることなく、上述のような隙間領域202および204の発生を防止することを可能にしている。概略すると、本実施の形態に従うスクリーンは、ある階調値において付着領域に設定される部分であっても、より高い階調値においては、非付着領域に設定され得る点において、上述の図2〜図7に示すスクリーンとは大きく相違している。すなわち、上述の図2〜図7に示すスクリーンでは、ある階調値において付着領域とされた部分については、それより高い階調値においては常に付着領域とされているが、本実施の形態に従うスクリーンセットでは、このような付着領域および非付着領域についての制限を緩和して、よりフレキシブルなパターン変化を行なう。
【0069】
より具体的には、図10に示すスクリーンでは、ドットスクリーン、ラインスクリーン、および白抜きドットスクリーンという3つのスクリーンを順次切替えることで、必要な濃度変化を生じさせる。すなわち、目的とする階調値が高くなるに従って、パターン211、パターン212、パターン213、パターン214、パターン215、パターン216、パターン217、パターン218の順で変化する。このうち、パターン211および212は、「ドットパターン」であり、パターン213、214および215は、「ラインパターン」であり、パターン216および217は、「白抜きドットパターン」である。
【0070】
本明細書において、「ドットスクリーン」は、上述したように、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たパターンを意味する。この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(ドット径の拡大、または、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。なお、「ドットスクリーン」に含まれる各スクリーンが有するパターンを「ドットパターン」とも称す。
【0071】
また、「ラインスクリーン」は、上述したように、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意味する。このラインスクリーンは、階調値の増加に伴って、ドットスクリーンにおける規則とは独立した別の所定の規則(ライン幅の拡大、または、ラインの配置数の増大)に従って付着領域が拡大するパターン変化を有する。なお、「ラインスクリーン」に含まれる各スクリーンが有するパターンを「ラインパターン」とも称す。
【0072】
さらに、「白抜きドットスクリーン」は、非付着領域をマトリックス状に配置し、それ以外の部分を付着領域としたパターンを意味する。この白抜きドットスクリーンは、階調値の減少に伴って非付着領域が所定の規則(ドット径の拡大、または、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。なお、「白抜きドットスクリーン」に含まれる各スクリーンが有するパターンを「白抜きドットパターン」とも称す。
【0073】
図10において、より高い階調値への変化に伴って、特定の階調値でドットパターン(パターン212)からラインパターン(パターン213)へ切替わる場合には、パターン212に示すドットを一方向にのみ拡大することでラインを生じさせるのではなく、ドットに含まれる一部分(領域205)を付着領域から非付着領域に変化させるととともに、ドットの一部を隣接するドットの方向に拡大(領域206)させる。言い換えれば、ドットパターンを構成する領域205の付着領域を、領域206へ移動させることで、表現する階調値を増大する。なお、パターン212とパターン213との間では、面積率は一定となっているが、これは、表現される濃度がそのスクリーン種類(ドットパターンとラインパターンとの相違)に応じて異なるためである。すなわち、同じ面積率であっても、その値によっては、いずれかのスクリーン(この例では、ラインパターン)の方がより高い濃度として再現される場合があるからである。
【0074】
このようにドットパターンからラインパターンへの切替時に、付着領域を再配置することで、図7に示す隙間領域202の発生を抑制できるとともに、ラインパターンへの切替後における非付着領域の線幅をより広くすることができる。
【0075】
また、さらに高い濃度への変化に伴って、ラインパターン(パターン215)から白抜きドットパターン(パターン216)へ切替わる場合には、パターン215に示すラインの一部を一方向にのみ拡大することで白抜きドットを生じさせるのではなく、ラインに含まれる一部分(領域207)を付着領域から非付着領域に変化させるととともに、ラインの一部を隣接するラインの方向に拡大(領域208)させる。言い換えれば、ラインパターンを構成する領域207の付着領域を、領域208へ移動させることで、再現する階調値を増大する。なお、パターン215とパターン216との間では、面積率は一定となっているが、これについても、上述したように再現される階調値がそのスクリーン種類(ラインパターンと白抜きドットパターンとの相違)に応じて異なるためである。このようにラインパターンから白抜きドットパターンへの切替時に、付着領域を再配置することで、図7に示す隙間領域204の発生を抑制できるとともに、白抜きドット自体も2マス×2マスの大きさを維持できる。この白抜きドットの幅は、図7に示す非付着領域の幅より広くなっている。
【0076】
すなわち、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、階調値の増加に従って第1領域(トナー付着領域)が第1規則に基づき拡大する第1スクリーン群(典型的には、上述したような一連のドットスクリーン)と、階調値の増加に従って第1領域(トナー付着領域)が第1規則と異なる独立した第2規則に基づき拡大する第2スクリーン群(典型的には、上述したような一連のラインスクリーン)とを保持する。そして、入力画像の単位領域に対し、再現すべき階調値が第1しきい値(図10に示すパターン212によって再現される階調値とパターン213によって再現される階調値との中間値)より小さい場合には、第1スクリーン群よりスクリーンが選択され、階調値が第1しきい値より大きい場合には第2スクリーン群よりスクリーンが選択される。
【0077】
上述したように、画像形成装置MFPは、階調値の減少に伴って第2領域(トナー非付着領域)が第1および第2規則と異なる独立した第3規則に基づき減少する第3スクリーン群(典型的には、上述したような一連の白抜きドットスクリーン)をさらに保持することが好ましい。このとき、入力画像の単位領域に対し、階調値が第1しきい値より大きい第2しきい値(図10に示すパターン215によって再現される階調値とパターン216によって再現される階調値との中間値)より大きい場合には第3スクリーン群よりスクリーンが選択される。
【0078】
別の言い方をすれば、本実施の形態に従う画像形成装置MFP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(トナー付着領域)を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群(典型的には、上述したような一連のドットスクリーン)と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群(典型的には、上述したような一連の白抜きドットスクリーン)とを保持する。そして、再現すべき階調値の増加に伴って第1領域を所定の方向に拡大するように当該第1スクリーン群からスクリーンが選択される(たとえば、図10に示すパターン215の状態)。さらに、再現すべき階調値が所定のしきい値に到達した時に、スクリーン選択元が当該第1スクリーン群から当該第2スクリーン群に切替えられる。切替時のスクリーンとしては、所定の方向において、当該第1パターン内の隣接する第1領域間の距離よりも、当該第2パターン内の第2領域の幅が大きいスクリーンが選択される(たとえば、図10に示すパターン216)。
【0079】
さらに別の言い方をすれば、本実施の形態に従う画像形成装置MFP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(トナー付着領域)を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群(典型的には、上述したような一連のドットスクリーン)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(トナー非付着領域)を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群(典型的には、上述したような一連の白抜きドットスクリーン)とを保持する。そして、階調値の減少に伴って第2領域が所定の方向に拡大するように、第2スクリーン群からスクリーンが選択され(たとえば、図10に示すパターン215の状態)、その後、階調値が所定のしきい値に到達した時に、スクリーンの選択元が第2スクリーン群から第1スクリーン群に切替えられる。切替時のスクリーンとして、所定の方向において、第2パターン内の第2領域の幅よりも、第1パターン内の隣接する第1領域間の距離が小さいスクリーンが選択される(たとえば、図10に示すパターン216の状態)。
【0080】
上述のようなスクリーン群を採用した場合には、切替前後において、第1スクリーン群から選択されるスクリーン(たとえば、図10に示すパターン212の状態)と、第2スクリーン群から選択されるスクリーン(たとえば、図10に示すパターン213の状態)とは、実質的に同じ階調値を有することが好ましい。
【0081】
また、切換前後において、同じ階調値を維持したまま、第1領域のトナー付着の制御対象の画素を第2領域におけるトナー付着の制御対象でない画素に置き換える再配置が実行されることが好ましい。たとえば、図10に示すパターン212の状態とパターン213の状態とを比較すると、第1領域(トナー付着領域)の数は維持されたまま、第2領域(トナー非付着領域)の一部が第1領域(トナー付着領域)に置き換えられていることがわかる。また、図10に示すパターン215の状態とパターン216の状態との間でも同様である。
【0082】
このように、本実施の形態においては、ある濃度において付着領域に設定される部分であっても、より高い濃度において非付着領域に設定する手法を用いてスクリーン切替を行なうことで、付着領域および/または非付着領域の幅が狭くなることを回避し、これによって、中間階調をより安定性を高めて再現できる。
【0083】
なお、図10においては、濃度が高くなるにつれて、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でスクリーン切替を行なう構成について例示したが、切替ロジックをより簡素化する観点から、ドットスクリーンとラインスクリーンとの間でのみスクリーン切替を行なう構成を採用してもよい。
【0084】
<モアレ>
上述したように、フルカラーの画像形成処理を行なう場合には、ある色を再現するために用いられるスクリーンは、他の色とは独立して選択される。そのため、各色のスクリーンセットを構成するスクリーンのパターンを適切に選択しなければ、モアレが発生する場合がある。以下、このモアレの発生およびモアレの発生を抑制するためのスクリーンセットについて説明する。
【0085】
図11は、この発明の実施の形態に従うモアレの発生を説明するための図である。図12は、モアレの発生を抑制するための角度関係の一例を示す図である。図13は、図11に示すシアンおよびマゼンタのパターンの一例を示す図である。図14は、モアレの発生の有無を評価するために用いたパターンの一例を示す図である。
【0086】
図11を参照して、ある色を再現するために、ドットパターンで再現されたシアンの像(C−Plain)と、ラインパターンで再現されたマゼンタの像(M−Plain)とが重ね合わされる場合がある。さらに、再現すべき色が変化すると、ラインパターンで再現されたシアンの像と、ラインパターンで再現されたマゼンタの像とが重ね合わされる場合がある。
【0087】
スクリーン処理された複数の色を重ねた場合において、各色のスクリーン角度を適切に選択しないと、モアレが発生することが知られている。そのため、本発明に関連する、ドットスクリーンまたはラインスクリーンのみを用いるスクリーン処理においては、それぞれの色のパターンは、図12に示すような角度関係を維持するように設計される。たとえば、イエロー(Y)のスクリーン角度を紙面上下方向に設計すると、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)のスクリーン角度は、イエロー(Y)のスクリーン角度に対して、それぞれ角度θ1,θ2,θ3ずつ異なるものとなっている。
【0088】
たとえば、図11に示す例において、シアンの像は、図13(A)に示すようなパターンによって再現され、マゼンタの像は、図13(B)に示すようなパターンによって再現されているものとする。すなわち、図13(A)に示すパターンは、図12に示すシアン(C)の角度に相当する角度を有し、図13(B)に示すパターンは、図12に示すマゼンタ(M)の角度に相当する角度を有するものとする。このように、それぞれの色のスクリーンが有する角度を図12に示すような関係に保つことで、モアレの発生を抑制できる。
【0089】
しかしながら、前述のパターンの切替えをカラー画像で行なった場合、再びモアレが発生することが判った。すなわち、本実施の形態に従う中間階調の再現処理においては、複数種類のパターンを組み合わせたスクリーンセットを用いるので、再現すべき色が異なると、各色において用いられるパターンが変更される。たとえば、図11に示すように、シアンの像の一部がドットパターンではなく、ラインパターンで再現される場合もある。このとき、同一のスクリーンセットに含まれるドットパターンとラインパターンとが、異なるスクリーン角度を有している場合には、使用されるスクリーン種類が切替わった領域に、モアレが発生する場合があることが判った。
【0090】
そこで、本願発明者らは、図14に示す3種類のパターンを用いて、モアレの発生有無を実験した。具体的には、図14(A)には、図13(A)に示すドットパターンと角度および線数が異なるラインパターンを示す。図14(B)には、図13(A)に示すドットパターンと角度が同じで、線数が異なるラインパターンを示す。図14(C)には、図13(A)に示すドットパターンと角度および線数が同じラインを示す。なお、図14に示す各ラインスクリーンのパターンのうち、ハッチングを付している領域は、図13(A)に示すドットパターンでは、付着領域(黒)であったが、ラインパターンに切替わったことで、非付着領域(白)に変更された領域を示す。
【0091】
実際にプリントした結果を目視にて判定すると、図14(A)に示すラインパターンによって再現されたシアンの像と、図13(B)に示すラインパターンによって再現されたマゼンタの像とを重ねた場合には、モアレが発生していることが確認された。また、図14(B)に示すラインパターンによって再現されたシアンの像と、図13(B)に示すラインパターンによって再現されたマゼンタの像とを重ねた場合には、わずかなモアレの発生を確認できたが、実用的には許容レベルに収まっていると判定できた。また、図14(C)に示すラインパターンによって再現されたシアンの像と、図13(B)に示すラインパターンによって再現されたマゼンタの像とを重ねた場合には、モアレの発生を全く確認できなかった。
【0092】
この実験結果から、色重ねによるモアレの発生を抑制するためには、各色のスクリーンセットに含まれる複数のスクリーンの間では、パターンの切替えの前後で、少なくとも角度を実質的に同一に保つことが好ましい。但し、各色のスクリーンセットに含まれる複数のパターンの間では、パターンの切替えの前後で、スクリーン角度およびスクリーン線数のいずれについても実質的に同一に保つことがより好ましい。
【0093】
したがって、本実施の形態に従う画像形成装置MFPにおいては、共通の角度および線数を有する3つのスクリーン(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)を用いて、スクリーンセットを構成する。スクリーンセットの具体的な構成については、図21〜図23または図24〜図26を用いて後述する。
【0094】
すなわち、第1色(シアン)のスクリーンセットを構成するスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度(図12のθ1)を共通に有するパターンを含み、かつ、第2色(マゼンタ)のスクリーンセットを構成するスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度(図12のθ2)を共通に有するパターンを含む。さらに、第1色のスクリーンセットを構成するスクリーンは、第1スクリーン角度に加えて、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンを含み、かつ、第2色の複数のスクリーンを構成するスクリーンは、第2スクリーン角度に加えて、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンを含むことが好ましい。
【0095】
<制御部の構成>
図15は、この発明の実施の形態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。
【0096】
図15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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
<制御構造>
図16は、この発明の実施の形態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16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。
【0102】
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15)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15)がプログラムをRAM103(図15)に展開し、各コマンドを実行することで提供される。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
スクリーン選択部160C,160M,160Y,160Kの各々は、階調値判断部158C,158M,158Y,158Kからそれぞれ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160C,160M,160Y,160Kの各々は、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164C,164M,164Y,164K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。
【0110】
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1)へ出力される。
【0111】
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。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。
【0112】
<スクリーンセットの生成/更新処理>
上述の図2〜図7に示すような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202および204(図6および図7)などが生じる場合には、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。
【0113】
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。
【0114】
図17は、この発明の実施の形態に従うスクリーンセットの生成/更新処理を説明するための図である。図18は、スクリーン別の階調特性の一例を示す図である。図19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。
【0115】
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17(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17(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17(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。
【0116】
なお、図1には、IDCセンサ49がトナー像が転写された記録紙上の濃度を検出する構成を例示するが、感光体ドラム41上のトナー像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。
【0117】
実際には、図17(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17(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17(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。
【0118】
このようにして取得された階調特性の一例を図18に示す。図17(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18に示すようになる。図18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。
【0119】
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18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。
【0120】
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19(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19(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。
【0121】
また、ラインスクリーンでは、図19(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。
【0122】
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。
【0123】
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17(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。
【0124】
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。
【0125】
再度、図18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18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。
【0126】
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18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。
【0127】
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。
【0128】
<スクリーンセットのデータ構造>
次に、上述のようなスクリーンセットの生成/更新処理を行なうためのデータ構造の一例について説明する。図20は、この発明の実施の形態に従う画像形成装置MFPが保持するスクリーンテーブルの一例を示す図である。図21〜図23は、それぞれのスクリーンに現れるパターン変化の一例を示す図である。図24〜図26は、それぞれのスクリーンに現れるパターン変化の別の一例を示す図である。
【0129】
図20に示すように、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、スクリーン群172C,172M,172Y,172K(図16)の一部として、スクリーンテーブル181,182,183を保持する。スクリーンテーブル181,182,183には、それぞれ、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を用いて目的の階調値を再現するための情報が記述される。これらのスクリーンテーブルに記述される情報についての説明に先立って、本実施の形態に従うスクリーンのデータ構造について説明する。
【0130】
上述したように、スクリーン技術を用いて中間階調を再現するためには、再現可能な階調に応じた複数のスクリーンを用意しておく必要がある。各階調に応じて、一連のスクリーン群を個別に用意しておいてもよいが、記憶容量の抑制およびメンテナンス性向上の観点から、スクリーンを構成する要素に番号付けをしておき、いずれの要素までを有効化するかについての番号を指定することで、スクリーン群を提供する。
【0131】
たとえば、図21〜図23には、8マス×8マスの正方形で1単位を構成するスクリーンが4つ配置されている例を示す。図21はドットスクリーンの例を示し、図22はラインスクリーンの例を示し、図23は白抜きドットスクリーンの例を示す。図21〜図23に示すスクリーンでは、いずれも角度(スクリーン角)および線数(スクリーン線数)を一致させている。本明細書において、スクリーンの角度とは、各パターンにおける付着領域(または、非付着領域)の配列方向を意味し、図21〜図23に示す例では、紙面上下方向がスクリーンの角度となる。また、本明細書において、スクリーンの線数とは、単位長あたりの単位スクリーンの数を意味し、図21〜図23に示す例では、スクリーン間隔の逆数が線数となる。一般的に、スクリーン線数は「lpi:line per inch」といった単位を用いて定義される。
【0132】
特に、本実施の形態に従う画像形成装置MFPは、第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納する。このとき、1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成されている。同時に、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成されている。
【0133】
より具体的には、第1色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンである。また、第2色の複数のスクリーンを構成する第1スクリーン群および第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンである。
【0134】
たとえば、図21(A)〜図21(F)に示すように、8マス×8マスの計64マスに対して、「0」〜「63」の番号がユニークに割当てられている。そして、スクリーンテーブル181(図20)では、目的とするそれぞれの階調値に対応付けて、いずれの番号付けされたマスまでを「黒」(付着領域)とすべきかが「有効化番号」として定義されている。たとえば、「有効化番号」に「0」がセットされていれば、図21(A)に示すようなドットスクリーンが出力される。同様に、「有効化番号」に「2」がセットされていれば、図21(B)に示すようなドットスクリーンが出力される。以下同様にして、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを中心とした「ドット」が大きくなる、すなわちドット径が大きくなる。
【0135】
同様に、スクリーンテーブル182(図20)では、図22(A)〜図22(F)に示すラインスクリーンの変化が定義される。このラインスクリーンでは、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを通る「ライン」が太くなる、すなわちライン幅が大きくなる。
【0136】
同様に、スクリーンテーブル183(図20)では、図23(A)〜図23(F)に示す白抜きドットスクリーンの変化が定義される。この白抜きドットスクリーンでは、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを中心とした「白抜きドット」が太くなる、すなわちドット径が大きくなる。
【0137】
さらに、図24〜図26には、紙面に対して斜め方向の角度をもつスクリーンの例を示す。図24に示すドットスクリーンでは、図21に示すドットスクリーンと同様に、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを中心とした「ドット」が太くなる、すなわちドット径が大きくなる。また、図25に示すラインスクリーンでは、図22に示すラインスクリーンと同様に、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを通る「ライン」が太くなる、すなわちライン幅が大きくなる。また、図26に示す白抜きドットスクリーンでは、図23に示すドットスクリーンと同様に、有効化番号が大きくなるほど、「0」が割当てられているマスを中心とした「白抜きドット」が太くなる、すなわちドット径が大きくなる。
【0138】
再度、図20を参照して、スクリーンテーブル181,182,183の各々には、目的とする階調値と、各階調値に対応付けて有効化番号とが定義されている。この定義された内容は、図18に示すスクリーンの階調特性の逆関数に相当するものである。すなわち、スクリーンテーブル181,182,183の各々には、実質的に、図18に示すスクリーンの階調特性において、各階調値(縦軸)に対応する面積率が定義される。そのため、スクリーンテーブル181,182,183の各々においては、連続的に変化する階調値に対して、有効化番号が離散的に変化している部分が存在する。
【0139】
そして、スクリーンテーブル184には、本実施の形態に従うスクリーンセットを定義するための情報が記述される。具体的には、上述のようなスクリーンセットの生成/更新処理によってスクリーンの切替ポイントが取得されると、スクリーンテーブル181,182,183に記述されている情報のうち、その切替ポイントに応じた部分のみが抽出され、スクリーンテーブル184として統合される。このスクリーンテーブル184には、スクリーンテーブル181,182,183と同様に、階調値および対応する有効化番号が定義されるとともに、いずれのスクリーンを用いるかについての情報である「種別」が定義される。図20に示す例では、種別「0」が「ドットパターン」を意味し、種別「1」が「ラインパターン」を意味し、種別「2」が「白抜きドットパターン」を意味する。上述したように、スクリーンセットでは、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スクリーンが切替えられるので、スクリーンテーブル184においても、種別が低階調側から「0」、「1」、「2」の順に変化している。
【0140】
このように、本実施の形態に従う画像形成装置MFPでは、予め用意されたスクリーンテーブル181,182,183からスクリーンテーブル184を生成するので、プロセスの変動に応じて、スクリーンセットを動的に補正することができる。
【0141】
<処理手順>
図27は、この発明の実施の形態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。図28は、この発明の実施の形態に従う画像形成装置MFPにおけるスクリーンセットの生成手順を示すフローチャートである。これらのフローチャートは、代表的に、制御部10のCPU102(図15)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。
【0142】
図27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。
【0143】
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。
【0144】
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)。
【0145】
並行して、CPU102は、ステップS106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S110)。続いて、CPU102は、ステップS110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S112)、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S114)、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S116)。
【0146】
その後、CPU102は、ステップS110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S118)。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S118においてNOの場合)には、CPU102は、ステップS110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S120)、ステップS114以下の処理を再度実行する。
【0147】
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S118においてYESの場合)には、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S116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S122)、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S124)。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。
【0148】
次に、図28を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置MFPが使用するスクリーンセットの生成処理について説明する。なお、図28に示すスクリーンセットの生成処理は、使用される1色ずつスクリーンセットを生成することが好ましい。
【0149】
まず、CPU102は、スクリーンセットの生成処理の開始が指示されたか否かを判断する(ステップS200)。スクリーンセットの生成処理の開始が指示されていない場合(ステップS200においてNOの場合)には、CPU102は、ステップS200の処理を繰返す。
【0150】
スクリーンセットの生成処理の開始が指示された場合(ステップS200においてYESの場合)には、CPU102は、所定の階調変化をもつ基準パターンを入力画像として受付ける(ステップS202)。続いて、CPU102は、受付けた入力画像をスクリーン群172に含まれるドットスクリーンのみを用いて再現するための露光指令を生成し(ステップS204)、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S206)。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、CPU102は、IDCセンサ49から、プリントエンジン4において形成されたトナー像の濃度プロファイルを取得する(ステップS208)。すなわち、CPU102は、ドットスクリーンについての階調特性を取得する。
【0151】
さらに、CPU102は、受付けた入力画像をスクリーン群172に含まれるラインスクリーンのみを用いて再現するための露光指令を生成し(ステップS210)、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S212)。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、CPU102は、IDCセンサ49から、プリントエンジン4において形成されたトナー像の濃度プロファイルを取得する(ステップS214)。すなわち、CPU102は、ラインスクリーンについての階調特性を取得する。
【0152】
さらに、CPU102は、受付けた入力画像をスクリーン群172に含まれる白抜きドットスクリーンのみを用いて再現するための露光指令を生成し(ステップS216)、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S218)。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、CPU102は、IDCセンサ49から、プリントエンジン4において形成されたトナー像の濃度プロファイルを取得する(ステップS220)。すなわち、CPU102は、白抜きドットスクリーンについての階調特性を取得する。
【0153】
その後、CPU102は、ステップS208,S214,S220においてそれぞれ取得された階調特性について、基準パターンに対する偏差プロファイルを算出し(ステップS222)、この算出した偏差プロファイルに基づいて、切替ポイントを決定する(ステップS224)。さらに、CPU102は、ステップS224において決定した切替ポイントに基づいて、スクリーンテーブル181,182,183(図20)の定義内容のうち、必要な内容を抽出して、スクリーンセットを定義するためのスクリーンテーブル184を生成する(ステップS226)。そして、処理は終了する。
【0154】
<作用効果>
この発明の実施の形態によれば、トナーを付着させる幅が狭いパターン、および、トナーを付着させない幅が狭いパターンといった電子写真方式において再現性が低下するようなパターンを避けたスクリーンセットを用いて中間階調が再現される。そのため、中間階調を安定して再現することができる。同時に、再現すべき階調値に応じて、複数種類のスクリーンからプロセスがより安定化するスクリーンが選択的に組合わされてスクリーンセットが構成される。そのため、プリント結果における粒状性を向上させることができる。
【0155】
また、この発明の実施の形態によれば、実際に形成されるトナー像の濃度検出結果、および/または、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、スクリーンセットが動的に生成および/または更新されるので、様々な要因によるプロセスの変動が生じた場合であっても、安定した中間階調の再現処理を実現できる。
【0156】
さらに、この発明の実施の形態によれば、異なる種類のパターンに従って形成されたトナー像が重ね合わされた場合であっても、モアレの発生を抑制することができる。そのため、各色のトナー像における中間階調をより高精度に再現できるとともに、最終的に出力されるフルカラーのプリントの仕上がりを高品位化できる。
【0157】
[その他の実施の形態]
上述のこの発明の実施の形態の各々においては、3つのスクリーン(ドットスクリーン、ラインスクリーン、および白抜きドットスクリーン)を順次切替えることで、必要な濃度変化を生じさせる構成について例示した。しかしながら、2つのスクリーンを順次切替えることで、必要な濃度変化を生じさせてもよい。典型的には、再現すべき濃度が低い(低階調値の)部分および再現すべき濃度が高い(高階調値の)部分についてはドットスクリーンを用い、その他の中間濃度(中間階調)の部分についてはラインスクリーンを用いてもよい。
【0158】
上述の図18に示すように、面積率が相対的に低い領域および高い領域においては、ラインスクリーンの階調特性に比べて、ドットスクリーンの階調特性の方が基準パターンに対する偏差がより小さい。一方、中間の面積率の領域においては、ドットスクリーンの階調特性に比べて、ラインスクリーンの階調特性の方が基準パターンに対する偏差がより小さい。そのため、図29に示すように、再現すべき濃度が低い値から高い値へ変化することに伴って、ドットスクリーン→ラインスクリーン→ドットスクリーンの順で使用するスクリーンを切替えることが好ましい。
【0159】
あるいは、ラインスクリーンと白抜きドットスクリーンとを用いて、スクリーンセットを生成してもよい。もしくは、ドットスクリーンと白抜きドットスクリーンとを用いて、スクリーンセットを生成してもよい。
【0160】
上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。
【0161】
また、上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。
【0162】
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】
【0163】
2 自動原稿搬送部、3 スキャナ、4 プリントエンジン、5 給紙部、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、41Y,41M,41C,41K 感光体ドラム、42 帯電器、43Y,43M,43C,43K 画像書込部、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、158C,158M,158Y,158K 階調値判断部、160C,160M,160Y,160K スクリーン選択部、162,162# スクリーン格納部、164C,164M,164Y,164K スクリーンセット、166 指令生成部、170 スクリーン生成部、172 スクリーン群、176 色分離部、181,182,183,184 スクリーンテーブル、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 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前記第1領域が第1規則に基づき拡大する第1スクリーン群と、階調値の増加に従って前記第1領域が前記第1規則と異なる独立した第2規則に基づき拡大する第2スクリーン群とを格納する記憶部と、
入力画像の単位領域に対し、階調値が第1しきい値より小さい場合には前記第1スクリーン群よりスクリーンを選択し、階調値が前記第1しきい値より大きい場合には前記第2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画像形成を実行する作像部とを備え、前記作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能であり、
前記記憶部は、前記第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、前記第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、前記第1色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、前記第2色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも前記第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成され、
前記スクリーン選択部は、
前記入力画像に含まれる前記第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、
前記入力画像に含まれる前記第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する、画像形成装置。
【請求項2】
前記第1色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンであり、かつ、前記第2色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンである、請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記単位領域内の前記第1領域の占める面積の比率である面積率について、前記第1しきい値の階調値において、前記第2スクリーン群の面積率は前記第1スクリーン群の面積率よりも大きい、請求項1または2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記第1スクリーン群は、前記単位領域内の前記第1領域の占める面積の比率である面積率が相対的に低い場合に、前記第2スクリーン群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、請求項1または2に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記第1スクリーン群は、ドットパターンを有し、
前記第2スクリーン群は、ラインパターンを有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記第1規則は、階調値の増加に従って、ドット径の拡大、または、ドット数の増大を含み、
前記第2規則は、階調値の増加に従って、ライン幅の拡大、または、ラインの配置数の増大を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記作像部によって画像形成された結果の濃度を検出するための濃度センサと、
前記濃度センサによる検出結果に基づいて、前記複数のスクリーンを生成または更新する生成部とをさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記生成部は、
複数の異なる階調値を有する基準パターンに従って、前記第1スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を前記濃度センサによって検出した結果から前記第1スクリーン群についての階調特性を取得し、
前記基準パターンに従って、前記第2スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を前記濃度センサによって検出した結果から前記第2スクリーン群についての階調特性を取得し、
前記第1および第2スクリーン群の階調特性に基づいて、前記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、前記第1しきい値を決定する、請求項7に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記画像形成装置の作像条件に応じて、前記記憶部に格納されている前記複数のスクリーンを更新する更新部をさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記記憶部は、階調値の減少に伴って前記第2領域が前記第1および第2規則と異なる独立した第3規則に基づき減少する第3スクリーン群をさらに格納し、
前記スクリーン選択部は、前記入力画像の単位領域に対し、階調値が前記第1しきい値より大きい第2しきい値より大きい場合には前記第3スクリーン群よりスクリーンを選択する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記第3スクリーン群は、白抜きドットパターンを有する、請求項10に記載の画像形成装置。
【請求項12】
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、
トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群とを格納する記憶部と、
階調値の増加に伴って前記第1領域が所定の方向に拡大するように前記第1スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを前記第1スクリーン群から前記第2スクリーン群に切替え、切替時のスクリーンとして、前記所定の方向において、前記第1パターン内の隣接する前記第1領域間の距離よりも、前記第2パターン内の前記第2領域の幅が大きい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画像形成を実行する作像部とを備え、前記作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能であり、
前記記憶部は、前記第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、前記第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、前記第1色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、前記第2色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも前記第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成され、
前記スクリーン選択部は、
前記入力画像に含まれる前記第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、
前記入力画像に含まれる前記第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する、画像形成装置。
【請求項13】
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、
トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群とを格納する記憶部と、
階調値の減少に伴って前記第2領域が所定の方向に拡大するように前記第2スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを前記第2スクリーン群から前記第1スクリーン群に切換え、切替時のスクリーンとして、前記所定の方向において、前記第2パターン内の前記第2領域の幅よりも、前記第1パターン内の隣接する前記第1領域間の距離が小さい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画像形成を実行する作像部とを備え、前記作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能であり、
前記記憶部は、前記第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、前記第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、前記第1色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、前記第2色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも前記第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成され、
前記スクリーン選択部は、
前記入力画像に含まれる前記第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、
前記入力画像に含まれる前記第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する、画像形成装置。
【請求項14】
当該切替前後において、前記第1スクリーン群から選択されるスクリーンと、前記第2スクリーン群から選択されるスクリーンとは、実質的に同じ階調値を有する、請求項12または13に記載の画像形成装置。
【請求項15】
前記スクリーン選択部は、当該切換前後において、同じ階調値を維持したまま、前記第1領域のトナー付着の制御対象の画素を前記第2領域におけるトナー付着の制御対象でない画素に置き換える再配置を実行する、請求項12または13に記載の画像形成装置。
【請求項16】
前記第1色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンであり、かつ、前記第2色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンである、請求項12〜15のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【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前記第1領域が第1規則に基づき拡大する第1スクリーン群と、階調値の増加に従って前記第1領域が前記第1規則と異なる独立した第2規則に基づき拡大する第2スクリーン群とを格納する記憶部と、
入力画像の単位領域に対し、階調値が第1しきい値より小さい場合には前記第1スクリーン群よりスクリーンを選択し、階調値が前記第1しきい値より大きい場合には前記第2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画像形成を実行する作像部とを備え、前記作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能であり、
前記記憶部は、前記第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、前記第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、前記第1色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、前記第2色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも前記第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成され、
前記スクリーン選択部は、
前記入力画像に含まれる前記第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、
前記入力画像に含まれる前記第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する、画像形成装置。
【請求項2】
前記第1色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンであり、かつ、前記第2色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンである、請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記単位領域内の前記第1領域の占める面積の比率である面積率について、前記第1しきい値の階調値において、前記第2スクリーン群の面積率は前記第1スクリーン群の面積率よりも大きい、請求項1または2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記第1スクリーン群は、前記単位領域内の前記第1領域の占める面積の比率である面積率が相対的に低い場合に、前記第2スクリーン群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、請求項1または2に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記第1スクリーン群は、ドットパターンを有し、
前記第2スクリーン群は、ラインパターンを有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記第1規則は、階調値の増加に従って、ドット径の拡大、または、ドット数の増大を含み、
前記第2規則は、階調値の増加に従って、ライン幅の拡大、または、ラインの配置数の増大を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記作像部によって画像形成された結果の濃度を検出するための濃度センサと、
前記濃度センサによる検出結果に基づいて、前記複数のスクリーンを生成または更新する生成部とをさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記生成部は、
複数の異なる階調値を有する基準パターンに従って、前記第1スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を前記濃度センサによって検出した結果から前記第1スクリーン群についての階調特性を取得し、
前記基準パターンに従って、前記第2スクリーン群に含まれるそれぞれのスクリーンを用いて画像形成された結果を前記濃度センサによって検出した結果から前記第2スクリーン群についての階調特性を取得し、
前記第1および第2スクリーン群の階調特性に基づいて、前記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、前記第1しきい値を決定する、請求項7に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記画像形成装置の作像条件に応じて、前記記憶部に格納されている前記複数のスクリーンを更新する更新部をさらに備える、請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記記憶部は、階調値の減少に伴って前記第2領域が前記第1および第2規則と異なる独立した第3規則に基づき減少する第3スクリーン群をさらに格納し、
前記スクリーン選択部は、前記入力画像の単位領域に対し、階調値が前記第1しきい値より大きい第2しきい値より大きい場合には前記第3スクリーン群よりスクリーンを選択する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記第3スクリーン群は、白抜きドットパターンを有する、請求項10に記載の画像形成装置。
【請求項12】
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、
トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群とを格納する記憶部と、
階調値の増加に伴って前記第1領域が所定の方向に拡大するように前記第1スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを前記第1スクリーン群から前記第2スクリーン群に切替え、切替時のスクリーンとして、前記所定の方向において、前記第1パターン内の隣接する前記第1領域間の距離よりも、前記第2パターン内の前記第2領域の幅が大きい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画像形成を実行する作像部とを備え、前記作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能であり、
前記記憶部は、前記第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、前記第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、前記第1色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、前記第2色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも前記第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成され、
前記スクリーン選択部は、
前記入力画像に含まれる前記第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、
前記入力画像に含まれる前記第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する、画像形成装置。
【請求項13】
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、
トナー付着の制御対象となる画素で構成される第1領域を定める第1パターンを有するスクリーンを複数含む第1スクリーン群と、トナー付着の制御対象でない画素で構成される第2領域を定める第2パターンを有するスクリーンを複数含む第2スクリーン群とを格納する記憶部と、
階調値の減少に伴って前記第2領域が所定の方向に拡大するように前記第2スクリーン群からスクリーンを選択し、階調値が所定のしきい値に到達した時に、選択するスクリーンを前記第2スクリーン群から前記第1スクリーン群に切換え、切替時のスクリーンとして、前記所定の方向において、前記第2パターン内の前記第2領域の幅よりも、前記第1パターン内の隣接する前記第1領域間の距離が小さい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画像形成を実行する作像部とを備え、前記作像部は、少なくとも第1色の像とおよび第2色の像とを重ねた像を像担持体上に形成することが可能であり、
前記記憶部は、前記第1色に対応する第1色の複数のスクリーンと、前記第2色に対応する第2色の複数のスクリーンとを格納しており、前記第1色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも第1スクリーン角度を有するパターンで構成され、かつ、前記第2色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンは、いずれも前記第1スクリーン角度とは異なる第2スクリーン角度を有するパターンで構成され、
前記スクリーン選択部は、
前記入力画像に含まれる前記第1色の画像情報について、当該第1色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第1色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択し、
前記入力画像に含まれる前記第2色の画像情報について、当該第2色の画像情報に含まれる前記単位領域に対し、前記第2色の複数のスクリーンの中からスクリーンを選択する、画像形成装置。
【請求項14】
当該切替前後において、前記第1スクリーン群から選択されるスクリーンと、前記第2スクリーン群から選択されるスクリーンとは、実質的に同じ階調値を有する、請求項12または13に記載の画像形成装置。
【請求項15】
前記スクリーン選択部は、当該切換前後において、同じ階調値を維持したまま、前記第1領域のトナー付着の制御対象の画素を前記第2領域におけるトナー付着の制御対象でない画素に置き換える再配置を実行する、請求項12または13に記載の画像形成装置。
【請求項16】
前記第1色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第1スクリーン線数で定義されたパターンであり、かつ、前記第2色の複数のスクリーンを構成する前記第1スクリーン群および前記第2スクリーン群のスクリーンの各々は、共通の第2スクリーン線数で定義されたパターンである、請求項12〜15のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図18】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図17】
【図19】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
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【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図18】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図17】
【図19】
【公開番号】特開2011−223400(P2011−223400A)
【公開日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−91588(P2010−91588)
【出願日】平成22年4月12日(2010.4.12)
【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11月4日(2011.11.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年4月12日(2010.4.12)
【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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